JP2001345071A - 高圧放電ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】透光性セラミックス放電容器に対して給電導体
を所定の位置に固定して封止するとともに、クラックや
早期リークが生じにくい高圧放電ランプおよびこれを用
いた照明装置を提供する。 【解決手段】包囲部１ａおよびこれに連通する小径筒部
１ｂを備えた透光性セラミックス放電容器１と、封着性
部分３ａおよび耐火性部分３ｂを備え小径筒部１ｂ内に
挿入される給電導体３と、耐火性部分３ｂの先端に配設
された電極２Ａ、２Ｂと、小径筒部１ｂおよび給電導体
３を封止するシール５と、透光性セラミックス放電容器
１内に封入された放電媒体とを具備し、封着性部分３ａ
の側面に係止部３ａ１を形成して、係止部３ａ１を小径
筒部１ｂの端面に当接させ、係止部３ａ１を包囲するリ
ング体４を小径筒部１ｂの端面に近接して配設し、シー
ル５がリング体４内に充填して係止部３ａ１を被覆して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は透光性セラミックス
からなる放電容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを
用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、従来の石英ガラス放電容器に比較
して、長寿命、高効率の利点を有する透光性セラミック
ス放電容器を備えた高圧放電ランプが開発され、広く普
及しつつある。また、上記の特徴を生かした定格消費電
力２０Ｗ程度の小形の高圧放電ランプに関する技術が本
発明者らによって開発されている。

【０００３】透光性セラミックス放電容器を備えた高圧
放電ランプにおいては、放電空間を包囲する包囲部の両
端から細長く延在する一対の小径筒部の内部に挿入され
て電極に接続する耐火性部分の周囲にわずかな隙間を形
成する、いわゆるキャピラリー構造を備えているものが
多用されている。キャピラリー構造を備えている高圧放
電ランプにおいては、耐火性部分の基端にニオブなどの
封着性部分を接続して給電導体を構成するとともに、封
着性部分と小径筒部との間にセラミックス封止用コンパ
ウンドのシールを形成して透光性セラミックス放電容器
を封止しているとともに、電極を所定の位置に支持して
いる。 透光性セラミックス放電容器の封止の際に、先
端に電極が接続された給電導体と小径筒部との間の位置
決めを行う必要があるが、そのための構成として給電導
体その長手方向と直角に係止用の部材（クロスワイヤ）
を取り付けたり、給電導体に突起部を形成したりして、
これらを透光性セラミックス放電容器の小径筒部の端面
に当接させる構造がある。これらの構造によれば、それ
ぞれ実際上効果的な位置決めを行うことができる。

【０００４】しかし、従来技術は、クロスワイヤや突起
部の周辺のセラミックス封止用コンパウンドが高圧放電
ランプの点滅時における応力集中およびまたはセラミッ
クス封止用コンパウンドの被覆過少などの原因により、
早期にクラックを生じやすいことが分かった。

【０００５】このため、本発明者は、クロスワイヤの上
部に透光性セラミックス放電容器と同材質のワッシャを
配設して、ワッシャを含めてセラミックス封止用コンパ
ウンドで封着する構成を採用することにより、上述の問
題を解決することを提案した（特開平１０−１６２７７
９号公報）。そして、この技術は、クロスワイヤだけで
なく、給電導体に突起部を形成する場合にも適用するこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、突起部やク
ロスワイヤの寸法によっては、透光性セラミックス放電
容器の小径筒部の端面とワッシャとの間の距離が大きく
なり、これらの間に充填するセラミックス封止用コンパ
ウンドのシール中に多数の気泡が生じることが分かっ
た。そして、気泡部分があると、当該部分では機械的強
度は弱くなり、クラックや早期リークの原因となるとい
う問題がある。

【０００７】本発明は、透光性セラミックス放電容器に
対して給電導体を所定の位置に固定して封止するととも
に、クラックや早期リークが生じにくい高圧放電ランプ
およびこれを用いた照明装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、放電空間を包囲する包囲部および包囲部の
両端に連通して配置され包囲部より内径が小さい小径筒
部を備えた透光性セラミックス放電容器と；透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部の端面に当接する係止部を
側面に形成した封着性部分および封着性部分の先端に基
端が接続されている耐火性部分を備え、小径筒部の端面
から外部に露出している係止部の部分から基端までの部
分を残して透光性セラミックス放電容器の小径筒部内へ
挿入されて耐火性部分と小径筒部の内面との間にわずか
な隙間を形成しながら延在する給電導体と；給電導体の
耐火性部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電
容器の包囲部に臨んでいる電極と；小径筒部の端面から
外部に露出している係止部の部分を包囲して透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部に隣接して端面に配設され
たリング体と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部
と給電導体の封着性部分との間を少なくとも封着性部分
が放電空間側へ露出しないように包囲して封止している
とともに、リング体内に充填されて係止部を被覆してい
るセラミックス封止用コンパウンドのシールと；透光性
セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具
備していることを特徴としている。

【０００９】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１０】＜透光性セラミックス放電容器について＞
「透光性セラミックス放電容器」とは、単結晶の金属酸
化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物たとえ
ば半透明の気密性アルミニウム酸化物、イットリウム−
アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリウム酸
化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物たとえばアルミニウ
ム窒化物（ＡｌＮ）と、のような光透過性および耐熱性
を備えた材料からなる放電容器を意味する。なお、「光
透過性」とは、放電による発光を放電容器を透過して外
部に導出できる程度に透過すればよく、透明および光拡
散性のいずれであってもよい。

【００１１】また、透光性セラミックス放電容器を製作
するには、中央の包囲部と包囲部の両端の小径筒部とを
最初から一体に形成することができる。さらに、たとえ
ば包囲部を形成する円筒と、円筒の両端面に嵌合して閉
鎖する一対の端板と、端板の中心孔に嵌合して小径筒部
を形成する小径筒体とを、それぞれ別に仮焼結して所要
に嵌合させて、全体を焼結することにより、一体の放電
容器を形成することもできる。

【００１２】さらに、透光性セラミックス放電容器の内
容積は制限されるものはないが、０．０５ｃｃ以下、好
適には０．０４ｃｃ以下の小形のものにおいて特に効果
的である。このような小形の透光性セラミックス放電容
器は、その全長を３０ｍｍ以下、好適には２５ｍｍ以下
に形成することができる。さらに、定格ランプ電力を２
０Ｗ以下にするのがよい。

【００１３】＜給電導体について＞給電導体は、透光性
セラミックス放電容器の少なくとも一方の小径筒部に対
して用いられる。「給電導体」とは、電源から安定器を
介して電極間に電圧を印加して、高圧放電ランプを始動
し、電流を導入して点灯するために、機能するものであ
って、透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に後述
するシールにより気密に封止される。

【００１４】また、給電導体は、封着性部分および封着
性部分の先端に接続した耐火性部分を備えている。「封
着性部分」とは、後述するシールにより透光性セラミッ
クス放電容器を、その小径筒部と封着性部分との間で、
または要すればさらにセラミックスチューブをそれらの
間に介在させて封止するのに適した材料の部分であれば
よく、ニオブ、タンタル、チタン、ジルコニウム、ハフ
ニウムおよびバナジウムなどを用いることができる。透
光性セラミックス放電容器の材料にアルミニウム酸化物
を用いる場合、ニオブおよびタンタルは、平均熱膨張係
数がアルミニウム酸化物とほぼ同一であるから、封着性
部分として好適である。イットリウム酸化物およびＹＡ
Ｇの場合も差が少ない。窒化アルミニウムを透光性セラ
ミックス放電容器に用いる場合には、封着性部分にジル
コニウムを用いるのがよい。

【００１５】さらに、本発明において、封着性部分は、
長手方向における所定の位置の側面に係止部を備えてい
る。「所定の位置」とは、給電導体を小径筒部から透光
性セラミックス放電容器内へ所望の位置まで挿入したと
きに、係止部が小径筒部の端面に当接する位置をいう。
また、係止部は、封着性部分の外面に仮止めしたり、溶
接などにより固着したり、あるいはプレス成形により一
体に形成したりしてもよい。さらに、係止部は、いわゆ
るクロスワイヤであってもよい。さらにまた、係止部
は、一個でもよいし、複数個をたとえば封着性部分の側
面に等配して形成してもよい。

【００１６】さらにまた、要すれば係止部の小径筒部の
端面に当接する部分に小径筒部の端面の内面側に当接す
るテーパを形成することができる。小径筒部の内径は、
給電導体の挿入を許容するために、給電導体の封着性部
分の外径より大きく形成する必要があるので、小径筒部
の内面と封着性部分の外面との間には適当なクリアラン
スが形成される。そして、係止部は、その外面のテーパ
の一部がクリアランス内に入りながら、テーパが小径筒
部の端面に当接する。したがって、係止部のテーパは、
小径筒部の端面に当接する部位に形成されていればよ
く、非当接の反対側はテーパがなくてもよい。しかし、
要すれば、反対側にテーパが形成されていてもよい。な
お、上記の構成において、係止部が３個以上適当に分散
して配置されていれば、給電導体を小径筒部に対して係
止部がセンタリング作用を奏するので、給電導体を小径
筒部に対して同心的に配置しやすくなる。

【００１７】次に、「耐火性部分」とは、高圧放電ラン
プの作動中の高温に十分耐える高い融点を備えるととも
に、透光性セラミックス放電容器内に存在するイオン化
媒体に対する耐腐食性を備えている導電性物質からなる
部分であることを意味する。たとえば、タングステン、
モリブデンまたはこれらを主成分とする合金、さらには
白金などからなるが、単一種の金属だけでなく、上記の
複数の金属を接合して構成してもよい。さらにまた、サ
ーメットなどであってもよい。

【００１８】また、耐火性部分は、内部が充実した無空
の棒状や肉厚１０〜３００μｍの中空の筒状すなわちパ
イプ状であってもよい。小形たとえば定格消費電力が３
０Ｗ以下、好ましくは２０Ｗ程度の高圧放電ランプにお
いては、耐火性部分が棒状の場合、０．２５ｍｍ以下の
直径が適当している。また、筒状の場合、肉厚１０〜１
００μｍが適当している。

【００１９】さらに、筒状の場合、完全なパイプだけで
なく、薄板を湾曲してわずかな隙間のある接合部が形成
された筒状であってもよい。そして、耐火性部分の基端
には後述するシールが接着するが、耐火性部分を以上の
ように構成することにより、シールの熱膨張係数が明ら
かに小さくても、熱膨張差によって生じる応力を耐火性
部分が吸収する。

【００２０】一方、耐火性部分と小径筒部の内面との間
には、いわゆるキャピラリーと称されるわずかな隙間が
形成される。このわずかな隙間の小径筒部の端部側に位
置する一部はシールによって埋められるが、残余の部分
には余剰のイオン化媒体が点灯中液相状態になって滞留
する。そして、放電空間側の液面の温度が最冷部となる
が、隙間の幅寸法および長さならびにイオン化媒体の封
入量を適当に設定することにより、所望の最冷部温度に
するとともに、シールの温度を所望に設定することがで
きる。

【００２１】＜電極について＞電極は、給電導体の耐火
性部分の先端に配設されるとともに、透光性セラミック
ス放電容器の包囲部に臨むように位置する。なお、「包
囲部に臨む」とは、包囲部内に位置する態様および包囲
部内に位置しないものの包囲部内に放電を生起し得るよ
うに小径筒部内に位置している態様を含む。また、電極
は、耐火性部分と別体に形成されているだけでなく、必
要に応じて給電導体の耐火性部分と一体に形成されてい
ること、たとえば耐火性部分の先端が直接電極として作
用する構成や、反対に電極軸が耐火性部分を兼ねてい
て、直接封着性部分の先端に接続されている構成などが
許容される。その場合、交流点灯形においては一対の電
極を耐火性部分と一体に形成することができるが、直流
点灯形においては陰極を一体に形成してもよいが、陽極
は別に形成することができる。

【００２２】また、電極を円筒体などの形状をなすタン
グステンなどの板材によって構成することができる。こ
れにより、電極の表面積が増大し、グロー・アーク転移
においてグロー放電モードでスパッタリングの割合を決
定する要因の一つである電極表面電流密度が低下し、こ
れに伴い陰極降下電圧が低下するので、スパッタリング
が軽減する。また、熱容量を小さくすることができるの
で、グロー・アーク転移時間が短縮し、さらにエッジ効
果により電子放射性能が向上して始動電圧が低下する。

【００２３】＜リング体について＞リング体は、給電導
体の封着性部分に形成した係止部を透光性セラミックス
放電容器の小径筒部の外部において側方から包囲して、
透光性セラミックス放電容器の小径筒部に隣接してその
端面に配設され、内部にセラミックス封止用コンパウン
ドが充填される。リング体の材質は、絶縁性および導電
性のいずれでもよいが、セラミックス封止用コンパウン
ドと熱膨張係数が近似していて、しかも濡れ性の良好な
ものたとえば透光性セラミックス放電容器と同一材質の
セラミックスが好適である。また、リング体は、円筒
状、角筒状、異形状などの形状であることを許容する。
さらに、リング体は、透光性セラミックス放電容器の小
径筒部の端面になるべく接近した状態で固定されること
により、それらの間に気泡が滞留しにくくなるので、好
適には両者間の距離は０．３ｍｍ以下である。

【００２４】＜シールについて＞シールは、給電導体の
封着性部分および透光性セラミックス放電容器の小径筒
部の間において封着性部分が透光性セラミックス放電容
器内の放電空間側に露出しないように封着性部分の先端
を包囲して透光性セラミックス放電容器を封止するとと
もに、小径筒部の外部においてリング体の内部に充填さ
れて係止部を被覆する。さらに、小径筒部の端面とリン
グ体の底面との間の隙間にも進入する。

【００２５】また、主として小径筒部内において封着性
部分および小径筒部の間を封止するシールと、主として
リング体内に充填されて係止部を被覆するシールとは、
同一組成であってもよいし、異なった組成であってもよ
い。前者の場合、封止作業は１回で済む。後者の場合、
最初に封着性部分および小径筒部の間を第１のシールに
より封止し、次に第２のシールをリング体内に充填して
係止部を被覆する。そのため、第２のシールには、第１
のシールより溶融温度が低いセラミックス封止用コンパ
ウンドを用いるのがよい。

【００２６】さらに、シールは、点灯中高温になる透光
性セラミックス放電容器を給電導体とともに封止するた
めに、一般的に融点が１３００℃以上で、熱膨張係数が
透光性セラミックスのそれに接近しているセラミックス
封止用コンパウンドからなる。そして、セラミックス封
止用コンパウンドは、予め原料を成形して環状のペレッ
トにされる。次に、このペレットをリング体の上端部に
載置してから、加熱溶融すると、リング体内部、リング
体と小径筒部との間の隙間、ならびに小径筒部と給電導
体との間の微小な隙間内に進入させることができる。そ
して、次いで固化させることにより、シールは所定の位
置に形成される。さらに詳述すれば、シールを所定の位
置に形成するには、封止予定部を上にして透光性セラミ
ックス放電容器の軸を鉛直方向に揃えて固定し、封止予
定の小径筒部の端面にリング体を載置し、さらにリング
体から外部に突出した給電導体の部分に嵌めて、リング
体の上に固形のセラミックス封止用コンパウンドを載置
して加熱する。すると、セラミックス封止用コンパウン
ドは、加熱により溶融して小径筒部と封着性部分との間
に進入し、さらに先端が耐火性部分の中間部の所定位置
まで進入したところで冷却する。これにより、シールが
固化して、封着性部分が透光性セラミックス放電容器内
の放電空間側に露出しないように包囲するとともに、小
径筒部および封着性部分の間を気密に封止する。同時
に、小径筒部および耐火性部分の一部の間をも気密に封
止し、さらにリング体内に充填されて係止部を被覆す
る。また、リング体と小径筒部の端面との間にも浸入し
て両者間を固着する。なお、シールが固化した状態にお
いて、両者間の間隔が０．３ｍｍ以下であれば、それら
の間に気泡が生じにくい。

【００２７】このようにして形成されたシールにより、
給電導体は、所定の位置に固着されるとともに、透光性
セラミックス放電容器は気密に封止される。

【００２８】さらに、小形の高圧放電ランプの場合、シ
ールによって給電導体の耐火性部分を軸方向に０．２〜
３ｍｍに距離にわたって被覆することができる。耐火性
部分の被覆距離が０．２ｍｍ未満では点灯中に封着性部
分がイオン化媒体たとえばハロゲン化物よって腐食され
やすく、また３ｍｍを超えると、クラックが発生しやす
くなくなる。

【００２９】＜放電媒体について＞本発明において、放
電媒体は、特に限定されない。

【００３０】放電媒体として、水銀および希ガスを用い
て高圧水銀蒸気放電ランプ（いわゆる水銀ランプ）を得
ることができる。

【００３１】また、少なくとも発光金属を含む金属のハ
ロゲン化物を封入することにより、高圧メタルハライド
放電ランプ（いわゆるメタルハライドランプ）を得るこ
とができる。この場合、さらにバッファ媒体として水銀
および適当圧力の希ガスを封入することができる。

【００３２】また、メタルハライドランプにおいて、バ
ッファガスとしての希ガスにネオンおよびアルゴンを適
当圧力封入することにより、始動電圧が３ｋV以下、好
適には２ｋV程度に低下するので、後述するように蛍光
ランプ用安定器のように小形で、しかも２次開放電圧か
ら２次短絡電流まで連続的な負荷特性を備えた高周波安
定器を用いて、イグナイタを使用することなく、良好に
点灯することができる。

【００３３】さらに、金属ハロゲン化物を構成するハロ
ゲンとしては、よう素、臭素、塩素またはフッ素のいず
れか一種または複数種を用いることができる。発光金属
の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Ｒａお
よび発光効率などについて所望の発光特性を備えた放射
を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサ
イズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物
の中から任意所望に選択することができる。たとえば、
ナトリウムＮａ、タリウムＴｌおよび希土類金属たとえ
ばジスプロシウムＤｙからなるグループの中から選択さ
れた一種または複数種のハロゲン化物を用いることがで
きる。

【００３４】さらにまた、高圧メタルハライド放電ラン
プにおいて、水銀に代えて蒸気圧が比較的高くて可視光
領域における発光が少ないか、発光しない金属たとえば
アルミニウムなどのハロゲン化物を封入することもでき
る。希ガスとしては、一般的にアルゴン、キセノンまた
はネオンなどを用いることができる。

【００３５】一方、ナトリウムアマルガムをキセノンな
どの希ガスとともに放電媒体として用いることにより、
高圧ナトリウム放電ランプ（いわゆる高圧ナトリウムラ
ンプ）を得ることができる。

【００３６】＜その他の構成について＞本発明の実施に
際して必要に応じて、以下に示す構成を付加することが
できる。しかし、これらの構成は、全く任意に採用でき
ることであって、本発明の技術的範囲を規制するもので
はない。

【００３７】（１）わずかな隙間について 透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内面と給電導
体との間に形成されるわずかな隙間の幅寸法は、本発明
において特段制限されないが、比較的小形の高圧放電ラ
ンプすなわち透光性セラミックス放電容器の内容積が
０．１ｃｃ以下、好適には０．０５ｃｃ以下およびまた
は定格消費電力が２０Ｗ以下の場合には、０．２１ｍｍ
以上であることが好ましい。

【００３８】本発明者らの研究によると、小形の高圧放
電ランプにおいては、従来技術を比例的に縮小して適用
しても、良好なものを得ることができないことが分かっ
た。すなわち、ランプ電力が小さくなった場合、発光効
率を確保するためには、適正な最冷部温度を確保する必
要があり、これには透光性セラミックス放電容器全体の
熱容量の減少が不可欠である。この際、ランプ電力が比
較的大きい場合の考え方で、透光性セラミックス放電容
器の形状および電極寸法などを単純に比例的に減少させ
ると、点灯後短時間で封止部分にリークが発生する。こ
れは、透光性セラミックス放電容器を小さくすると、放
電プラズマを始めとする発熱体からの封止部分への熱伝
達形態、すなわち熱伝導、対流、輻射のバランスが崩れ
るからであると考えられる。

【００３９】（２）透光性セラミックス放電容器の内容
積と直線透過率の関係について 内容積が０．１ｃｃ以下、好適には０．０５ｃｃ以下の
場合に、膨出部の平均直線透過率を１０％以上、好まし
くは２０％以上、より好適には３０％以上にする。

【００４０】直線透過率は、波長５５０ｎｍにおいて測
定したものとする。なお、「平均直線透過率」とは、対
象部分に対して異なる５個所の位置において測定した直
線透過率データを相加平均して求めた値をいう。

【００４１】内容積が上記のように小さい透光性セラミ
ックス放電容器の場合、その中空部の平均直線透過率が
２０％以上であると、組み合わせる光学系たとえば反射
鏡との光学的効率（器具効率）を高くできるとともに、
透光性セラミックス放電容器のクラックが生じにくい。

【００４２】なお、透光性セラミックス放電容器の内容
積は、当該容器を水中に入れて内部に水を充満してか
ら、両方の小径筒部の開口端を封鎖して水中から取り出
し、内部の水を計量して、測定する。

【００４３】（３）透光性セラミックス放電容器の全長
を３０ｍｍ以下、好適には２５ｍｍ以下にする。

【００４４】（４）外管について 本発明において、高圧放電ランプは、排気されて真空ま
たはさらに不活性ガスを封入した外管内に収納して点灯
する発光管外管内収納形式に構成することができる。外
管内に透光性セラミックス放電容器を収納することによ
り、最冷部の温度を所望の高い温度に維持するのが容易
になる。

【００４５】しかし、本発明は、これに限定されるもの
ではなく、要すれば透光性セラミックス放電容器が大気
中に露出した形で点灯する発光管露出形式を採用するこ
とができる。

【００４６】なお、前者の場合、給電導体の封着性部分
の基端に接続されて透光性セラミックス放電容器の外部
に露出している外部リード線は、封着性部分と同じ酸化
性金属であってもよい。また、後者の場合、外部リード
線は、耐酸化性の導電体にする。

【００４７】＜本発明の作用について＞本発明の高圧放
電ランプは、給電導体の封着性部分の側面に透光性セラ
ミックス放電容器の小径筒部の端面に当接する係止部を
形成し、係止部を包囲するリング体を配設した特徴的構
成を備えている。これにより、セラミックス封止用コン
パウンドのシールがリング体内にも充填して給電導体の
係止部を被覆するとともに、リング体内に充填されたシ
ールには気泡が殆ど生じない。そして、係止部を被覆す
るシールは、リング体により機械的に保護されるので、
応力集中が生じなくなる。

【００４８】また、透光性セラミックス放電容器の小径
筒部とリング体との間には係止部が介在しないから、両
者を近接して配置することができる。そのため、両者の
間には気泡が殆ど介在することがない。

【００４９】請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、リング体は、透光
性セラミックス放電容器の構成材料と同一の成分を含む
材料からなることを特徴としている。

【００５０】本発明は、リング体の好適な材料を規定し
ている。すなわち、リング体が透光性セラミックス放電
容器の構成材料と同一の成分を含む材料からなることに
より、透光性セラミックス放電容器、リング体および給
電導体の相互間におけるセラミックス封止用コンパウン
ドのシールによる接合強度が増加して封止の信頼性が向
上する。

【００５１】「透光性セラミックス放電容器の構成材料
と同一の材料成分を含む材料」とは、透光性セラミック
ス放電容器の構成材料たとえばアルミナセラミックスと
同一の材料、透光性セラミックス放電容器の構成材料た
とえばアルミナセラミックスと同一の成分および異なる
成分によって構成された材料たとえばＹＡＧ、ならびに
透光性セラミックス放電容器の構成材料たとえばＹＡＧ
の成分の一部たとえば酸化アルミニウムで構成された材
料たとえばアルミナセラミックスを含む。

【００５２】請求項３の発明の高圧放電ランプは、請求
項１または２記載の高圧放電ランプにおいて、セラミッ
クス封止用コンパウンドのシールは、透光性セラミック
ス放電容器の小径筒部および給電導体の封着性部分の間
にある部分の成分とリング体内にある部分の成分とが同
一であることを特徴としている。

【００５３】本発明は、上記の構成により、１回の封止
作業で所要の封止が完了するような工程にすることがで
きるので、製造工程を簡素化することができるととも
に、接合強度が向上する。

【００５４】請求項４の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし３のい
ずれか一記載の高圧放電ランプと；を具備していること
を特徴としている。

【００５５】本発明は、放射状突起部の好適な形成手段
を規定している。

【００５６】本発明において、照明装置は、高圧放電ラ
ンプの発光を何らかの目的で用いるあらゆる装置を含む
広い概念であり、たとえば電球形高圧放電ランプ、照明
器具、移動体用ヘッドライト、光ファイバー用光源、画
像投射装置、光化学装置、指紋判別装置などに適用する
ことができる。

【００５７】なお、照明装置本体とは、上記照明装置か
ら高圧放電ランプを除いた残余の部分をいう。

【００５８】また、「電球形高圧放電ランプ」とは、高
圧放電ランプと、その安定器とを一体化し、さらに受電
用の口金を付設してなり、口金に適応するランプソケッ
トに装着することにより、白熱電球を点灯するような感
覚で使用することができるように構成した照明装置を意
味する。

【００５９】さらに、電球形高圧放電ランプを構成する
場合、高圧放電ランプの発光を所望の配光特性が得られ
るように、集光するための反射鏡を備えることができ
る。

【００６０】さらにまた、高圧放電ランプの高い輝度を
低減するために、光拡散性のグローブまたはカバーを備
えることができる。

【００６１】さらにまた、口金は、所望の仕様のものを
用いることができる。したがって、在来の光源ランプと
の代替を図る目的の場合には、在来の光源ランプの口金
と同じ口金を採用すればよい。

【００６２】さらにまた、放電ランプ点灯装置を適当な
ケースに収納することにより、外観を良好に整えること
ができるとともに、取扱いが容易で、しかも安全にする
ことができる。

【００６３】さらにまた、電球形高圧放電ランプにおい
ては、高圧放電ランプの点灯により、高圧放電ランプか
らの発熱による温度上昇が懸念されるが、反射鏡を備え
ることにより、集光するとともに、熱が放電ランプ点灯
装置側に輻射されるのを軽減できる。

【００６４】ところで、高圧放電ランプを点灯するのに
用いる放電ランプ点灯装置としては、インバータを用い
た高周波点灯回路および限流手段を備える構成のものが
小形化および軽量化の点で好ましい。しかし、要すれば
低周波交流を直接限流手段を介して高圧放電ランプに印
加する構成であってもよい。この場合の限流手段はイン
ダクタ、抵抗器またはコンデンサを用いることができ
る。

【００６５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００６６】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態を示す一部断面正面図である。

【００６７】図２は、同じく口金を装着する前のワイヤ
バルブ状態を示す一部断面正面図である。

【００６８】図３は、同じく拡大要部断面正面図であ
る。

【００６９】図４は、同じく封止部を示す拡大縦断面図
である。

【００７０】図５は、図４のV−V´線に沿う断面図であ
る。

【００７１】各図において、高圧放電ランプは、図１に
示すように、発光管ＩＢ、第１の接続導体ＣＣ１、第２
の接続導体ＣＣ２、第１および第２の金属製コイルＣＯ
１、ＣＯ２、外管ＯＢ、一対の外部接続端子ＯＣＴ１、
ＯＣＴ２、ゲッタＧＴおよび口金Ｂからなる。

【００７２】＜発光管ＩＢについて＞発光管ＩＢは、図
３に示すように、透光性セラミックス放電容器１、第１
および第２の電極２Ａ、２Ｂ、給電導体３、リング体
４、シール５および滞留状態の放電媒体６を備えてお
り、上下対称構造である。

【００７３】透光性セラミックス放電容器１は、包囲部
１ａおよび一対の小径筒部１ｂ、１ｂを備えている。包
囲部１ａは、両端が連続的な曲面によって絞られてい
て、ほぼ球状をなしている。 小径筒部１ｂは、包囲部
１ａと連続した曲面によってつながり一体成形によって
透光性セラミックス放電容器１を形成している。

【００７４】第１および第２の電極２Ａ、２Ｂは、その
いずれもドープドタングステンからなり、棒状をなして
いる軸部２ａおよびコイル部２ｂを備えている。軸部２
ａは、先端が包囲部１ａ内に突出して小径筒部１ｂ内に
挿通され、小径筒部１ｂと、第１および第２の電極２
Ａ、２Ｂとの間にわずかな隙間ｇが、それぞれ形成され
ている。コイル部２ｂは、軸部２ａの先端に装着されて
いる。

【００７５】給電導体３は、封着性部分３ａおよび耐火
性部分３ｂからなる。封着性部分３ａは、ニオブからな
り、棒状をなしていて、基端が透光性セラミックス放電
容器１の外部に突出しているとともに、長手方向の中間
において側面から突出した３個の係止部３ａ１が形成さ
れている。係止部３ａ１は、プレス成形によって封着性
部分３ａと一体に形成されていて、１２０°間隔で封着
性部分３ａの周囲に等配されている。また、係止部３ａ
１は、小径筒部１ｂの端面に当接する部分にテーパ３ａ
１１を備えていて、図３および図４を参照して理解でき
るように、給電導体３を小径筒部１ｂに上から挿入した
際に小径筒部１ｂに対してセンタリングするように作用
する。耐火性部分３ｂは、電極２Ａ、２Ｂの軸部２ａが
兼ねていて、基端が封着性部分３ａの先端に突き合せて
放電溶接されている。

【００７６】リング体４は、セラミックスからなり、図
３に示すように、給電導体３の係止部３ａ１を側方から
包囲して小径筒部１ｂの端面に隣接して配置されてい
る。そして、外径は小径筒部１ｂと同一で、内径は小径
筒部１ｂより大きい。

【００７７】シール５は、セラミックス封止用コンパウ
ンドを溶融し、固化することにより、透光性セラミック
ス放電容器１の小径筒部１ｂおよび封着性の部分２ａの
間に介在して透光性セラミックス放電容器１を気密に封
止するとともに、給電導体３が透光性セラミックス放電
容器１の内部に露出しないように被覆している。また、
リング体４の内部にもシール５が充填して給電導体３の
係止部３ａ１を被覆している。さらに、リング体４の底
面と小径筒部１ｂの端面との間の微小な隙間にもシール
５が充填して両者間を固着している。以上の封止によ
り、電極２Ａ、２Ｂを透光性セラミックス放電容器１の
所定の位置に固定している。

【００７８】また、シール５を形成するには、透光性セ
ラミックス放電容器１を縦位置にセットし、包囲体４を
係止部３ａ１１を包囲するように小径筒部１ｂの端面上
に載置し、さらにセラミックス封止用コンパウンドのリ
ング状ペレット（図示しない。）をリング体４の上に載
置して、リング状ペレットを加熱溶融させて給電導体３
の封着性部分３ａおよび小径筒部１ｂ内面の間の隙間に
進入させて小径筒部１ｂ内に挿入されている封着性部分
３ａの全体を被覆するとともに、さらに耐火性部分３ｂ
の基端部をも被覆するとともに、リング体４の内部に充
填して係止部３ａ１１を被覆させてから、冷却により固
化させる。

【００７９】放電媒体は、ネオンおよびアルゴンを含む
始動ガスおよびバッファガス、発光金属としての金属ハ
ロゲン化物、ならびにバッファ蒸気としての水銀からな
り、透光性セラミックス放電容器１内に封入されてい
る。

【００８０】また、金属ハロゲン化物および水銀は蒸発
する分より過剰に封入されているので、その一部６が安
定点灯時にわずかな隙間ｇ内に液相状態で滞留してい
る。そして、液相状態で滞留している放電媒体６の界面
は、最冷部を形成している。

【００８１】＜第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ
２について＞第１の接続導体ＣＣ１は、モリブデン線か
らなり、その先端が電極２Ａ側の給電導体３に接続し、
中間が透光性セラミックス放電容器１の軸方向に対して
ほぼ平行に、かつ離間して延在している。

【００８２】第２の接続導体ＣＣ２は、モリブデンから
なり、その先端が電極２Ｂ側の給電導体３に接続してい
る。

【００８３】＜第１および第２の金属製コイルＣＯ１、
ＣＯ２について＞第１の金属製コイルＣＯ１は、第１の
電極２Ａが内部に挿通している方の小径筒部１ｂの外周
に巻装されているとともに、給電導体３側のコイル終端
が透光性セラミックス放電容器１の軸方向に離間して延
在して、第２の電極２Ｂ側の給電導体３に接続してい
る。

【００８４】第２の金属製コイルＣＯ２は、第２の電極
２Ｂが内部に挿通している小径筒部１ｂの外周に巻装さ
れているとともに、給電導体３側の終端が第１の接続導
体ＣＣ２に接続している。

【００８５】＜外管ＯＢについて＞外管ＯＢは、硬質ガ
ラス製のＴ形バルブからなり、基端にピンチシール部ｐ
ｓが、先端に排気チップオフ部ｔが、それぞれ形成さ
れ、内部が排気されて１０^{− ２}Ｐａ程度の低真空状態に
なっている。

【００８６】ピンチシール部ｐｓは、Ｔ形バルブの開口
端を加熱して軟化状態のときにピンチして形成する。

【００８７】排気チップオフ部ｔは、外管ＯＢを封止し
た後に外管ＯＢの内部を排気して排気管（図示しな
い。）を封し切った跡である。

【００８８】＜一対の外部接続端子ＯＣＴ１、ＯＣＴ２
について＞一対の外部接続端子ＯＣＴ１、ＯＣＴ２は、
第１および第２の接続導体ＣＣ１、ＣＣ２を延長してこ
れらと一体に形成され、受電手段である口金Ｂを装着す
る以前は外管ＯＢから外方へそのまま突出している。

【００８９】＜ゲッタＧＴについて＞ゲッタＧＴは、Ｚ
ｒＡｌ合金からなり、第１の接続導体ＣＣ１に溶接によ
り支持されている。

【００９０】＜口金Ｂについて＞口金ｂは、Ｅ１１形ね
じ口金からなり、一対の外部接続端子ＯＣＴ１、ＯＣＴ
２を所要に接続して、外管ＯＢのピンチシール部ｐｓに
無機質接着剤（図示しない。）によって固着されてい
る。

【実施例】図１ないし図５に示す高圧放電ランプであっ
て、以下の仕様である。

【００９１】＜発光管＞ 透光性セラミックス放電容器：透光性アルミナセラミッ
クス製で、全長２３ｍｍ、包囲部１ａの外径が６ｍｍ、
内径５ｍｍ（肉厚０．５ｍｍ）、小径筒部１ｂが外径
１．７ｍｍ、内径０．７ｍｍ（肉厚０．５ｍｍ）、長さ
Ｌ２が８ｍｍ 電極：軸部およびコイル部が直径０．２ｍｍのタングス
テン 給電導体：封着性部分がニオブ、直径０．６４ｍｍ、耐
火性部分が上記電極の軸部を兼ねている。

【００９２】リング体：アルミナセラミックス製で、外
径１．７ｍｍ、内径０．９ｍｍ、高さ１．５ｍｍ、小径
筒部の端面とリング体の底面との間のシールが進入して
いる隙間は約０．１ｍｍ わずかな隙間ｇ：０．２５ｍｍ 放電媒体：始動ガスおよびバッファガスとしてＮｅ３％
＋Ａｒが約２７ｋＰａ、他に適量の水銀および発光金属
としてＮａ、Ｔｌ、Ｄｙのヨウ化物（発光金属のハロゲ
ン化物は、点灯中にその全てが蒸発しないで、余剰分ｓ
がわずかな隙間ｇ内に滞留する程度の量封入してい
る。） ＜金属製コイル＞ 第１および第２の金属製コイル：直径０．３ｍｍのモリ
ブデン線を巻きピッチ２００％で７ターン、包囲部に隣
接する位置から小径筒部の外周に密接して巻装してい
て、全長Ｌ１は約５ｍｍ ＜外管＞ 材質−アルミナシリーケートガラス 接続導体−モリブデン線 ＜ランプ仕様＞ 管外径：１１ｍｍ、全長：７０ｍｍ、光中心距離：４９
ｍｍ 口金：Ｅ１１形 ランプ電力：２０Ｗ 全光束：１８００ｌｍ、発光効率：９０ｌｍ／Ｗ 色温度：３５００Ｋ 定格寿命：８０００ｈ 図６本発明の照明装置の第１の実施形態としてのスポッ
トライトを示す一部中央断面正面図である。

【００９３】図において、本実施形態のスポットライト
は、スポットライト本体１１および高圧放電ランプ１２
からなる。

【００９４】スポットライト本体１１は、主として天井
取付部１１ａ、アーム１１ｂ、本体ケース１１ｃ、ラン
プソケット１１ｄ、反射鏡１１ｅ、遮光筒１１ｆおよび
前面ガラス１１ｇを備えている。天井取付部１１ａは、
天井に取り付けられてスポットライトを吊持するととも
に、天井裏に配設される点灯回路手段（図示しない。）
に接続して、ここから受電する。アーム１１ｂは、基端
が天井取付部１１ａに固定されている。本体ケース１１
ｃは、前面が開口した容器状をなし、アーム１１ｂの先
端に垂直面内において俯仰自在に枢着されている。な
お、図中の２点鎖線は、本体ケース１１ｃを基準にした
ときのアーム１１ｂの俯仰調節可能な範囲を説明してい
る。ランプソケット１１ｄは、Ｅ１１形口金用に適合す
るもので、本体ケース１１ｃ内に配設されている。反射
鏡１１ｅは、ランプソケット１１ｄの前方に位置して本
体ケース１１ｃに配設されている。遮光筒１１ｆは、反
射鏡１１ｅの開口端の中央部に配設されている。前面ガ
ラス１１ｇは、本体ケース１１ｃの開口端に配設されて
いる。

【００９５】高圧放電ランプ１２は、図１〜図５に示す
のと同様な仕様である。そして、高圧放電ランプ１２
は、その口金Ｂをランプソケット１１ｄに装着すること
により、スポットライト本体１１に取り付けられてい
る。また、高圧放電ランプ１２が取り付けられている状
態で遮光筒１１ｆが外管ＯＢ先端からの光を遮光して、
グレアを防止する。

【００９６】図７本発明の本発明の照明装置の第２の実
施形態としての電球形高圧放電ランプを示す要部断面正
面図である。

【００９７】各図において、電球形高圧放電ランプは、
高圧放電ランプ１２、台座１３、反射鏡１４、点灯回路
手段１５、基体１６および口金１７を備えている。以
下、構成要素別に説明する。

【００９８】〔高圧放電ランプ１２について〕高圧放電
ランプ１２は、図２に示すのと同様な仕様であるので、
これらの図面と同一部分については同一符号を付して説
明は省略する。

【００９９】第１および第２の始動補助導体ＣＯ１、Ｃ
Ｏ２は、それぞれ７ターンの金属製コイルからなる。

【０１００】〔台座１３について〕台座１３は、耐熱性
合成樹脂を成形して形成され、中心部に装着孔１３ａ、
図において上部外周縁に取付部１３ｂを備えている。装
着孔１３ａは、高圧放電ランプ１２および反射鏡１４を
装着するためのもので、そこに挿入された高圧放電ラン
プ１２のピンチシール部ｐｓおよび後述する反射鏡１４
の縁部１４ａを同心にして無機質接着剤ＢＣを介して固
定している。取付部１３ｂは、後述する基体１６の開口
端に固着される。

【０１０１】〔反射鏡１４について〕反射鏡１４は、高
圧放電ランプ１２の周囲に配設されているとともに、高
圧放電ランプ１２の少なくとも発光部すなわち包囲部１
ａを包囲している。そして、反射鏡１４は、台座１３に
固定されている。本実施形態においては、前記したよう
に、高圧放電ランプ１２と一緒に固定されている。ま
た、反射鏡１４は、ガラス成形により臥せ椀状に成形さ
れ、同時に頂部の円筒状の縁部１４ａを一体に形成して
いるとともに、内面にアルミニウム蒸着膜からなる反射
面１４ｂを形成している。なお、この縁部１４ａは、台
座１３の装着孔１３ａに挿入され、無機接着剤ＢＣで台
座１３に固定されている。さらに、反射鏡１３の開口部
に前面ガラス１４ｃが配設されている。前面ガラス１４
ｃは、透明ガラスを成形して製作され、低融点フリット
ガラス１８で反射鏡１４に気密に封着されている。さら
にまた、反射鏡１４および前面ガラス１４ｂにより形成
されている内部空間には、不活性ガスとして窒素が封入
されている。

【０１０２】〔点灯回路手段１５について〕点灯回路手
段１５は、配線基板１５ａの図において主として上側に
実装され、また配線基板１５ａの図において上面から高
圧放電ランプ１２の外部接続端子ＯＣＴ１，ＯＣＴ２を
受け入れて、配線基板１５ａと所要に接続している。

【０１０３】〔基体１６について〕基体１６は、杯状を
なしていて、その基部に後述する口金１７が装着され、
また開口縁に周段部１６ａが形成されている。また、基
体１６の内部には、点灯回路手段１５が収納されてい
る。さらに、開口縁の周段部１６ａに台座１３の周段部
１３ｂを嵌合して、接着剤によって固着している。な
お、基体１６の適所または台座との嵌合部に空気抜きや
放熱のための孔隙を必要に応じて形成する。

【０１０４】〔口金１７について〕口金１７は、Ｅ２６
形の口金からなり、基体１６の基部に装着されている。

【０１０５】次に、上記実施例のランプ仕様について説
明する。 外径：５０ｍｍ、全長：１１０ｍｍ 口金：Ｅ２６ 定格電圧：１００Ｖ 消費電力：２３Ｗ 最大光度：４２００ｃｄ ビームの開き：２８° ビーム光束：７８０ｌｍ 定格寿命：８０００ｈ

【発明の効果】請求項１ないし３の各発明によれば、給
電導体の封着性部分の側面に係止部を形成して、給電導
体を透光性セラミックス放電容器の小径筒部内に挿入し
た際に係止部を小径筒部の端面に当接させ、係止部を包
囲するリング体を小径筒部の端面に近接して配設し、セ
ラミックス封止用コンパウンドのシールをリング体内に
充填して係止部を被覆していることにより、リング体に
よって保護されて係止部の被覆に集中応力が作用しない
とともに、リング体内およびリング体と小径筒部の端面
との間のシールに気泡が生じにくくなり、これに伴って
封止部にクラックやリークが生じにくい高圧放電ランプ
を提供することができる。

【０１０６】請求項２の発明によれば、加えてリング体
が透光性セラミックス放電容器の構成材料と同一の成分
を含む材料からなることにより、接合強度が増加して封
止の信頼性が向上した高圧放電ランプを提供することが
できる。

【０１０７】請求項３の発明によれば、加えてセラミッ
クス封止用コンパウンドのシールが透光性セラミックス
放電容器の小径筒部および給電導体の封着性部分の間に
ある部分の成分と、リング体内にある部分の成分とが同
一であることにより、封止の工程が簡素化されるととも
に、接合強度が向上した高圧放電ランプを提供すること
ができる。

【０１０８】請求項４の発明によれば、請求項１ないし
３の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示
す一部断面正面図

【図２】同じく口金を装着する前のワイヤバルブ状態を
示す一部断面正面図

【図３】同じく拡大要部断面正面図

【図４】同じく封止部を示す拡大縦断面図

【図５】図４のV−V´線に沿う断面図

【図６】本発明の照明装置の第１の実施形態としてのス
ポットライトを示す一部中央断面正面図

【図７】本発明の本発明の照明装置の第２の実施形態と
しての電球形高圧放電ランプを示す要部断面正面図

【符号の説明】 ＩＢ…発光管 １…透光性セラミックス放電容器 １ａ…包囲部 １ｂ…小径筒部 ２Ａ…電極 ２Ｂ…電極 ２ａ…軸部 ２ｂ…コイル部 ３…給電導体 ３ａ…封着性部分 ３ａ１…係止部 ３ａ１１…テーパ ３ｂ…耐火性部分 ５…シール ６…滞留状態の放電媒体 ｇ…わずかな隙間 ＣＣ１…第１の接続導体 ＣＣ２…第２の接続導体 ＣＯ１…第１の金属製コイル ＣＯ２…第２の金属製コイル ＯＣＴ１…外部接続端子 ＯＣＴ２…外部接続端子 ＧＴ…ゲッタ Ｂ…口金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大谷 清 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 芦田 誠司 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 Ｆターム(参考） 5C043 AA14 CC03 CD01 CD05 DD03 DD15 EA09 EB16

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放電空間を包囲する包囲部および包囲部の
   両端に連通して配置され包囲部より内径が小さい小径筒
   部を備えた透光性セラミックス放電容器と；透光性セラ
   ミックス放電容器の小径筒部の端面に当接する係止部を
   側面に形成した封着性部分および封着性部分の先端に基
   端が接続されている耐火性部分を備え、小径筒部の端面
   から外部に露出している係止部の部分から基端までの部
   分を残して透光性セラミックス放電容器の小径筒部内へ
   挿入されて耐火性部分と小径筒部の内面との間にわずか
   な隙間を形成しながら延在する給電導体と；給電導体の
   耐火性部分の先端に配設されて透光性セラミックス放電
   容器の包囲部に臨んでいる電極と；小径筒部の端面から
   外部に露出している係止部の部分を包囲して透光性セラ
   ミックス放電容器の小径筒部に隣接して端面に配設され
   たリング体と；透光性セラミックス放電容器の小径筒部
   と給電導体の封着性部分との間を少なくとも封着性部分
   が放電空間側へ露出しないように包囲して封止している
   とともに、リング体内に充填されて係止部を被覆してい
   るセラミックス封止用コンパウンドのシールと；透光性
   セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と；を具
   備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
2. 【請求項２】リング体は、透光性セラミックス放電容器
   の構成材料と同一の成分を含む材料からなることを特徴
   とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】セラミックス封止用コンパウンドのシール
   は、透光性セラミックス放電容器の小径筒部および給電
   導体の封着性部分の間にある部分の成分とリング体内に
   ある部分の成分とが同一であることを特徴とする請求項
   １または２記載の高圧放電ランプ。
4. 【請求項４】照明装置本体と；照明装置本体に支持され
   た請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプ
   と；を具備していることを特徴とする照明装置。