JP3465193B2 - 高圧放電ランプ - Google Patents

高圧放電ランプ

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放電容器が、放電スペースを取囲み、セラ
ミック壁を有し、放電容器内に配設された電極までリー
ドスルーをすき間を有して取囲み且つ放電スペースと反
対の側で溶融−セラミック結合部により前記のリードス
ルーと結合された突出セラミック栓体により端をシール
された該放電容器を有する高圧放電ランプに関するもの
である。
高圧ナトリウムランプの形のこの種のランプは英国特
許第2083692/米国特許第4910433号から、またメタルハ
ライドランプの形のこの種のランプは欧州特許第058723
8号から知られている。
本願明細書において云うセラミック壁或はセラミック
栓体というのは次の材料、すなわち、単結晶質金属酸化
物（例えばサフイヤ）、緻密に焼結された多結晶質金属
酸化物（例えばAl2O3,YAG）及び緻密に焼結された多結
晶質金属窒化物（例えばAlN）の１つよりつくられたも
のと理解され度い。
この選ばれた構造体は、比較的低い電力及びそれに応
じた比較的小さな寸法、特に比較的小さな電極間距離の
ランプに非常に適している。ランプの動作中の溶融−セ
ラミック結合の領域における過度に高い温度を防ぐため
に、放電容器のシールは突出栓体として構成され、溶融
−セラミック結合部は、突出栓体の放電スペースと反対
側の端近くに設けられる。
突出栓体とリードスルー間の結合は、焼成プロセス時
に炉内で行われる。この目的のために、突出栓体とリー
ドスルーは多量の溶融−セラミックと共に焼成され、こ
のためセラミック材料は溶融し、突出栓体とリードスル
ー間のすき間に流入する。アセンブリは次いで室温に冷
却され、突出栓体とリードスルー間の結合が行われる。
これは所謂封入工程である。
溶融−セラミックが中間のすき間に流入する距離は、
気密な溶融セラミック結合部が延在する距離を決める。
溶融−セラミック接合部の長さは、良品質のランプを得
る上で大きな重要性を有する。1mmよりも小さな長さで
は、早期故障の著しい危険を伴う比較的弱い機械的結合
しか得られない。
比較的大きな長さにすれば、動作中放電スペースに面
する溶融−セラミック結合部の表面領域が所望よりも著
しく高い温度に達する。この結果は、放電容器の封入成
分による溶融−セラミック結合部の侵蝕及びこれより生
じるランプの光特性（例えば、放射される光線の色、発
光効率）の変化である。このことはまたランプ寿命の早
期の終了を伴うであろう。
工業規模でのランプの製造はバッチ生産を含む。公知
のランプの製造は、溶融−セラミック結合部が延在する
長さに広いひろがりを示す。このことは、既にして製造
時における大きな不良品率につながる。
本発明は、溶融−セラミック結合部の長さの制御を改
良する手段を供することを目的とする。この目的を達成
するために、本発明は、冒頭に記載した高圧放電ランプ
において、突出セラミック栓体の放電スペースと反対の
側に隣接する少なくとも一方の端部は，不透明であるこ
とを特徴とする。
溶融−セラミックの流動距離すなわち得られた気密な
セラミック結合部の距離の高い再現性は封入工程中に得
られることができることが見出された。これは、突出栓
体の光を通さない端部の赤外線吸収の増加に帰するもの
である。このことは、封入工程中に、突出した栓体及び
流動セラミック材料の両方のより均等な加熱をきたし、
このことはまた一方において封入工程の時間の調節を通
じての溶融−セラミックの長さのより良い制御をもたら
す。
本発明の重要な利点は、構成要素製造中前処理の形の
比較的簡単な手段で足りると共に、現在のランプ製造技
術特に封入工程の変更なしに維持することができること
である。
光を通さない端部は、少なくとも1mmの距離、少なく
とも3mmの距離にわたって延在するのが好ましい。この
ことは、封入工程中に溶融−セラミック結合部の全長に
わたって均等な加熱を得ることができるという利点を有
する。
突出セラミック栓体がその全長にわたって光を通さな
いようにすることは、該セラミック栓体の製造を簡単に
する上で有利である。封入工程の期間は、著しく改良さ
れた熱吸収によって短縮される。これは、特にバッチ生
産において重要な利点である。
突出栓体は、外部に設けられた例えばMoまたはＷの形
の被覆によって光を通さなくすることもできる。この被
覆は、蒸着、化学蒸着、ブラッシング（例えばＷロッド
での）或は先に焼成はされたが焼結後に突出栓体を形成
する未だ焼結されてない成形片を溶液（例えばモリブデ
ン酸塩）に浸漬することによって得ることができる。別
の可能性は、成形片に粘性溶液（例えばモリブデン酸
塩）を用いることで、この方法はペインティングとも呼
ばれる。
突出栓体を得る別の可能性は、不透明なセラミック材
料からの栓体の製造である。これは、例えばセラミック
材料にその製造中に光学的中心（光を吸収し、セラミッ
ク本体をより不透明更には不透明にする中心）例えばF
e,Cr,Niを含侵することによって可能である。
本発明の以上述べた及びその他の観点を図面の実施例
を参照して詳しく説明する。
第１図は、放電スペース11を取囲むセラミック壁を有
する放電容器３をそなえた高圧放電ランプを示す。実際
的な実施態様では、放電容器は、Hgと稀ガスのほかに少
なくともハロゲン化金属も含む。この放電容器は端を突
出栓体34,35によってシールされ、これ等の栓体は、放
電容器内に配設された電極4,5へのリードスルー（第２
図で40,41,50,51）をすき間を有して取囲み、放電スペ
ースと反対の端に隣接した溶融−セラミック結合部（第
２図で10）によって気密に前記のリードスルーと結合さ
れる。前記の放電容器は、一端にランプ口金をそなえた
外管１で取囲まれる。放電は、ランプの動作状態におい
て電極４と５の間に延在する。電極４は、電流導体８を
経て、ランプ口金２の第１接点形成部分に接続される。
電極５は、電流導体９を経て、ランプ口金２の第２接点
形成部分に接続される。第２図に詳細を示した（寸法比
は無視してある）放電容器は、セラミック壁を有し、両
端が端壁部分32a,32bによって限界された、内径IDを有
する円筒状部分で形成され、各端壁部分32a,32bは、放
電スペースの端面33a,33bを形成する。前記の端壁部分
は開口部を有し、この開口部内において、セラミック栓
体34,35が焼結結合部Ｓにより気密に端壁部分32a,32bに
結合される。突出セラミック栓体34,35は、先端4b,5bを
有する関連の電極4,5へのリードスルー40,41,50,51をす
き間をもって取囲む。リードスルーは、放電スペースと
反対の側で、溶融−セラミック結合部10によって、突出
セラミック栓体34,35と気密に結合される。突出セラミ
ック栓体には、放電スペースと反対の端部分に被覆64,6
5が設けられ、このため、突出セラミック栓体は光を通
さない。夫々のセラミック栓体の光を通さない端部分の
長さは3mmである。電極の先端4b,5bはその間にスベース
EAを有する。リードスルーは夫々（例えばMo−Al2O3サ
ーメットの形の）耐ハロゲン化物部分41,51と、溶融−
セラミック結合部10によって関係のセラミック栓体34,3
5に結合された部分40,50とを有する。溶融−セラミック
結合部10はMoサーメット41,51上を或る距離例えば1mmに
わたって延在する。前記の部分41,45は、Mo−Al2O3以外
のやり方で形成されることもできる。他の可能な構造
は、例えばEP−0587238号より知られている。耐ハロゲ
ン化物のピンのまわりに巻回された耐ハロゲン化物コイ
ルは特に好適であることが見出された構造の１つであ
る。Moは耐ハロゲン化物材料として使用するのに非常に
適している。部分40,50は、端部の栓体の膨脹係数に極
く近い膨脹係数を有する金属でつくられる。例えばNbが
非常に好適な材料であることがわかった。前記の部分4
0,50は、図示しない方法によって電流導体8,9に接続さ
れる。前述したリードスルーの構造は、ランプを所望の
点灯位置で働かせることを可能にする。
電極4,5の夫々は、先端4b,5b近くに巻線4c,5cをそな
えた電極ロッド4a,5aを有する。この実施態様における
電極の先端は、略端壁部で形成された端面33a,33bにあ
る。
突出セラミック栓体は、端壁部32a及び32bに対して距
離ａだけ引込むように設けられ、焼結結合部Ｓで気密に
そこに結合される。本発明のランプの別の実施態様で
は、突出セラミック栓体34,35は端壁部32a,32bに対して
引込められることなしに設けられる。この場合、電極の
先端は、端壁部で形成された端面の間にある。
図に示した本発明のランプの実際的な実施態様では、
ランプの定格電力は70Wである。放電容器内の封入物
は、4.4mg Hgと8mg NaJ,TlJ及び質量比65:10:25の（Dy
＋Ho＋Tm）J3である。更に、ランプは点弧ガスとしてAr
を含む。このランプは、色座標（x,y:437,404）を有す
る3000Kの色温度と80以上の一般の演色指数Raに対して
設計されている。放電容器は、多結晶質の酸化アルミニ
ウムでつくられ、6.85mmの内径IDを有し、7mmの電極先
端間の距離EAを有する。突出セラミック栓体は、ｗによ
る被覆のために、放電スペースと反対側の端部において
3mmの長さにわたって光を通さない。この被覆は、成形
片がｗ−ブラシでブラシされ、しかる後、気密性を得る
ために成形片を焼結することによって得られる。突出栓
体は、端壁部で形成される端面から1mmの距離において
端壁部に焼結される。この端壁部は3mmの高さをもつの
で、端部の栓体との焼結結合部は2mmの長さにわたって
延在する。このような焼結結合部の長さは、大規模なバ
ッチ生産においても、端壁部と栓体間の十分に強く且つ
気密な結合を得るのに実際上十分であることが見出され
た。電極先端は端面内にある。電極は夫々先端にｗ巻線
をそなえたｗロッドを有する。
次いで、夫々の突出セラミック栓体と関連の電流導体
間に公知のようにして気密な溶融セラミック結合部が形
成される。
溶融セラミック結合部10は、突出栓体の放電スペース
と反対の側の端部より３から3.5mmの長さにわたって延
在する。
比較のために、現在技術によるランプのデータを得
た。ここでは、溶融セラミック結合部が突出栓体と電流
導体間にわたる長さは３から7.5mm変化し、一方におい
て、多くの場合、この長さは、溶融セラミックの流動距
離が電流導体の周囲にそって変わるので、はっきりと確
定することができない。
図示したランプの別の実際的な実施態様では、被覆は
Moで実現される。この目的で、前もって形成された突出
栓体の一端がNa2MoO4とグリセリンの水溶液に浸漬され
た。乾燥後、突出栓体は気密に焼結され、同時に端壁部
に焼結された。突出セラミック栓体上にｗ被覆をそなえ
たランプに対するのと同じ方法で得られた、突出セラミ
ック栓体と関連のリードスルー間の気密な溶融−セラミ
ック結合は、匹敵する最終結果をもたらした。
図面の簡単な説明 第１図は放電スペースを取囲むセラミック壁を有する
法人容器をそなえた高圧放電ランプを示す。
第２図は放電容器の断面図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケセルス マルティヌス ヨセフ マリ ア オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェン フルーネヴァウツウェッハ １ (72)発明者 ファン リーロップ フランシスカス ヘンリクス オランダ国 5621 ベーアー アインド ーフェン フルーネヴァウツウェッハ １ (56)参考文献 特開 平６−196131（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−149359（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】放電容器が、放電スペースを取囲み、セラ
    ミック壁を有し、放電容器内に配設された電極までリー
    ドスルーをすき間を有して取囲み且つ放電スペースと反
    対の側で溶融−セラミック結合部により前記のリードス
    ルーと結合された突出セラミック栓体により端をシール
    された該放電容器を有する高圧放電ランプにおいて、 突出セラミック栓体の放電スペースと反対の側に隣接す
    る少なくとも一方の端部は、不透明であるとともに、該
    突出セラミック栓体は、光学的中心を含むセラミック材
    料よりつくられたことを特徴とする高圧放電ランプ。
  2. 【請求項２】突出セラミック栓体は、放電スペースと反
    対側の端部より測って少なくとも1mmの距離にわたって
    光に対して不透明であることを特徴とする請求の範囲１
    記載の高圧放電ランプ。
  3. 【請求項３】突出セラミック栓体は、放電スペースと反
    対側の端部より測って少なくとも3mmの距離にわたって
    光に対して不透明であることを特徴とする請求の範囲１
    または２記載の高圧放電ランプ。
  4. 【請求項４】突出セラミック栓体は、その全長にわたっ
    て光に対して不透明であることを特徴とする請求の範囲
    １乃至３の何れか１つに記載の高圧放電ランプ。
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