JP4046022B2

JP4046022B2 - Metal halide lamp, metal halide lamp manufacturing method, and conductive cermet

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Publication number: JP4046022B2
Application number: JP2003176513A
Authority: JP
Inventors: 昌範東
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2003-06-20
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: JP2005011745A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性セラミック製の発光管を備えたメタルハライドランプとその製造方法、および導電性サーメットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のメタルハライドランプ、特にセラミックメタルハライドランプは、内部に一対の電極が配置され、かつ沃化ナトリウム（ＮａＩ）や沃化ディスプロシウム（ＤｙＩ₃）等の金属ハロゲン化物が封入された本管部と、この本管部の両端部に形成され、かつ内部に電極と電気的に接続されたセラミックと金属との混合焼結体からなる導電性サーメットがガラスフリットによって封着された細管部とを有する透光性セラミック製の発光管を備えている。
【０００３】
ガラスフリットの成分としては、例えば酸化ディスプロシウム（Ｄｙ₂Ｏ₃）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、および酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）からなるＤｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系がある。
【０００４】
導電性サーメットに用いられているセラミック材料としては、例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、シリカ（ＳｉＯ₂）、およびジルコニア（ＺｒＯ₂）等の酸化物系や、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化物系がある。
【０００５】
そして、このような従来のメタルハライドランプにおいて、ガラスフリットによって封着された部分を除いては、導電性サーメットと細管部との間には隙間が存在している。そのため、金属ハロゲン化物がその隙間に侵入して、点灯中に高温となったガラスフリットの放電空間側の端面に接触し、その金属ハロゲン化物とガラスフリットとが化学的反応を起こす、つまりガラスフリットが金属ハロゲン化物によって浸食されることがある。このような浸食が点灯経過時間とともに進行し、その結果、発光管にリークが発生したり、放電に寄与する金属ハロゲン化物が減少してランプ電圧の低下や色温度の変化が生じたりするといった問題が起こる。
【０００６】
そこで、ガラスフリットの放電空間側の端面の温度を規定し、金属ハロゲン化物とガラスフリットとの化学的反応を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１１３８５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、この種のメタルハライドランプの定格寿命時間は長いもので１２０００時間であるが、それを越える例えば１５０００時間という長寿命のものが検討されている。
【０００９】
定格寿命時間が１２０００時間程度であれば、特許文献１に記載された構成により、ガラスフリットが金属ハロゲン化物によって浸食されるといった上記問題を解決することができたが、定格寿命時間が１５０００時間と長寿命になった場合、依然としてガラスフリットが金属ハロゲン化物によって徐々に浸食されて発光管にリークが発生したり、放電に寄与する金属ハロゲン化物が減少してランプ電圧の低下や色温度の変化が生じたりするといった問題が起こることがわかった。
【００１０】
なお、ランプ電圧は初期の値よりも僅かに大きくなる程度であれば、ランプ特性やこのランプを点灯させるための安定器に何ら影響を及ぼさないが、初期の値よりも低下すると、ランプ電流が増加し、安定器の故障の要因となる。
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、長期の点灯時間に亘ってガラスフリットが金属ハロゲン化物によって浸食されるのを抑制することができ、前記浸食による発光管のリークの発生を防止することができるとともに、寿命中のランプ電圧の低下や色温度の変化を抑制することができる長寿命なメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、前記長寿命なメタルハライドランプを簡単に、かつ大量に得ることができるメタルハライドランプの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、特に前記長寿命なメタルハライドランプに適した導電性サーメットを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
まず、本発明者は、上記問題を解決するべく、金属ハロゲン化物によるガラスフリットの浸食の様子について観察したところ、その浸食が導電性サーメットとガラスフリットとの界面に沿って著しく起こっていることを見出した。
【００１５】
その原因について、さらなる検討を行ったところ、導電性サーメット側のガラスフリットの表面に微細なクラックが発生しており、このクラックが起点となって金属ハロゲン化物が侵入し、金属ハロゲン化物によるガラスフリットの浸食が促進されていることがわかった。
【００１６】
前記微細なクラックが発生する原因としては、導電性サーメットの表面に存在する金属粒子とガラスフリット成分との結合力が弱いことに加えて、導電性サーメットとガラスフリットとの熱膨張係数の差に起因して、ランプの点灯、消灯が繰り返されて起こる熱衝撃によってそのような微細なクラックが発生したものと考えられる。
【００１７】
本発明は、このような新たな知見に基づいてなされたものであり、次のような構成を有している。
【００１８】
すなわち、本発明の請求項１記載のメタルハライドランプは、内部に、一対の電極が配置され、かつ金属ハロゲン化物が封入されているとともに、前記電極と電気的に接続された導電性サーメットがガラスフリットによって封着された透光性セラミック製の発光管を備え、前記導電性サーメット中の金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％以上であり、かつ前記導電性サーメットにおける前記ガラスフリットによって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上である構成を有している。
【００１９】
この構成により、セラミック体とガラスフリットとの化学的結合の面積を増加させることができ、導電性サーメットとガラスフリットとの結合力を増大させることができるので、導電性サーメットとガラスフリットとの界面近傍のガラスフリットに微細なクラックが発生するのを減少させることができ、その結果、ガラスフリットが金属ハロゲン化物によって浸食されるのを長期の点灯時間に亘って抑制することができ、よって発光管にリークが発生するのを防止することができるとともに、寿命中のランプ電圧の低下や色温度の変化を抑制することができる。
【００２０】
ここで、「透光性セラミック」としては、光透過性のある半透明または透明な耐熱性を備えたセラミック材料であり、具体例としてはアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）のうち少なくとも一種類を含む酸化物系からなるセラミックや、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の窒化物系からなるセラミックが挙げられる。
【００２１】
また、「ガラスフリット」としては、その熱膨張係数が発光管の外囲器を構成する透光性セラミックの熱膨張係数と導電性サーメットの熱膨張係数との中間に位置するのが好ましく、具体的にはＤｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のものが多用されている。もちろん、この他にも、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂に、スカンジウム酸化物（Ｓｃ₂Ｏ₃）やイットリア（Ｙ₂Ｏ₃）等の希土類系の酸化物を混合させたものが挙げられる。
【００２２】
「導電性サーメット」とは、金属材料とセラミック材料との混合物を焼結した焼結体である。金属材料としては、耐ハロゲン性のある材料が好ましく、例えばタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、レニウム（Ｒｅ）、ロジウム（Ｒｈ）等が挙げられる。また、セラミック材料としては、比較的熱膨張係数の大きい例えばＡｌ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂等の酸化物系や、ＡｌＮ等の窒化物系の単体、またはそれらのうち少なくとも一種を含む混合焼結体が挙げられる。
【００２３】
また、「前記導電性サーメットにおける前記ガラスフリットによって封着された封着部分の全表面積」とは、導電性サーメットの表面のうちガラスフリットが付着している部分の全表面の面積を示す。また、「前記導電性サーメットにおける前記ガラスフリットによって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合」とは、当該全表面積のうち、セラミック体が露出している部分の表面積の比率（％）を示す。もちろん、導電性サーメットのうち、ガラスフリットによって封着された部分の表面において、セラミック体はある特定部分に局所的に存在しているよりも、その封着部分の表面全体に分散して存在している方が好ましい。
【００２４】
また、特に、前記封着部分の全表面積のうち、前記セラミック体が占める割合が９０％以上であることが好ましい。
【００２５】
この構成により、導電性サーメットとガラスフリットとの結合力を一層増大させることができるので、導電性サーメットとガラスフリットとの界面近傍のガラスフリットに微細なクラックが発生するのを著しく減少させることができ、その結果、ガラスフリットが金属ハロゲン化物によって浸食されるのを長期の点灯時間に亘って一層抑制することができ、よって発光管にリークが発生するのを一層防止することができるとともに、寿命中のランプ電圧の低下や色温度の変化を一層抑制することができる。
【００３０】
本発明の請求項３記載のメタルハライドランプの製造方法は、請求項１または請求項２に記載のメタルハライドランプの製造方法であって、前記導電性サーメットは、金属材料とセラミック材料とを混合し焼結した後、その表面から金属体を除去して製造する方法を用いている。
【００３１】
この方法により、簡単に、かつ大量に金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％以上であり、かつガラスフリットによって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上となるような導電性サーメットを得ることができる。
【００３２】
本発明の請求項４記載の導電性サーメットは、内部に金属ハロゲン化物が封入された透光性セラミック製の発光管内にガラスフリットによって封着される導電性サーメットであって、前記導電性サーメット中の金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％以上であり、かつ前記ガラスフリットによって封着される予定の封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上であることを特徴とする導電性サーメット。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００３６】
本発明の第１の実施の形態である入力電力（定格電力）１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプは、図１に示すように、一端部が閉塞され、かつ他端部にＥ形の口金１が取り付けられた硬質ガラス製の外管２内に、外囲器が例えばアルミナ等の透光性セラミック製である発光管３と、この発光管３のほぼ全体を覆い、かつ両端の開口部に金属プレート４が取り付けられた石英ガラス製のスリーブ５と、発光管３の外部に導出している後述の外部リード線６に機械的に接続されて、発光管３およびスリーブ５を保持するとともに、外管２の他端部側に封止されたステム７に封着されている二本のステム線８，９とが収納されている。
【００３７】
外管２内には、窒素ガスが封入されている。
【００３８】
発光管３は、図２に示すように、外径Ｒ₁が１２ｍｍの第一筒部１０ａとこの第一筒部１０ａにテーパ部１０ｂを介して形成された第二筒部１０ｃとを有する本管部１０と、第二筒部１０ｃ内に挿入され焼きばめられて、この本管部１０の両端部に設けられている外径Ｒ₂が３．２ｍｍ、内径ｒが１．０ｍｍ、長さＬ₁が１５ｍｍの細管部１１とを備えている。
【００３９】
本管部１０内には、直径０．５ｍｍのタングステン製の電極棒１２とこの電極棒１２の先端部に巻回された線径０．２ｍｍのタングステン製の電極コイル１３からなる一対の電極１４が互いに略対向するように配置されている。この電極１４間の距離は１１ｍｍである。また、本管部１０内には、沃化ディスプロシウム（ＤｙＩ₃）、沃化ホルミウム（ＨｏＩ₃）、沃化ツリウム（ＴｍＩ₃）、沃化ナトリウム（ＮａＩ）、沃化タリウム（ＴｌＩ）等の発光物質としての金属ハロゲン化物、緩衝ガスとしての水銀、および始動補助用希ガスとしてのアルゴンガスがそれぞれ所定量封入されている。
【００４０】
細管部１１内には、図３に示すように、先端部に電極１４が電気的に接続されている直径０．９ｍｍ、長さ１８ｍｍの導電性サーメット１５がＤｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のフリット１６によって気密に封着されている。細管部１１内に流し込まれたフリットの長さＬ₂は５．０ｍｍである。細管部１１と導電性サーメット１５との間には、フリット１６が流し込まれた部分を除いて隙間が形成されている。導電性サーメット１５の電極１４とは反対側の端部は、細管部１１の外部に導出しており、ニオブ製の外部リード線６（図３には図示せず）に電気的に接続されている。
【００４１】
導電性サーメット１５は、例えばモリブデン（Ｍｏ）からなる金属材料と例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）からなるセラミック材料とを混合し、焼結したものであり、金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％以上、かつ少なくともガラスフリット１６によって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上である。よって、導電性サーメット１５の前記封着部分以外においてもその表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上あってもよいが、８０％未満であってもよい。
【００４２】
なお、従来の導電性サーメットにおいて、金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％の場合、その導電性サーメットの全表面積のうち、セラミック体が占める割合は７５％程度である。しかし、前記導電性サーメット１５では、金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％の場合であっても、その表面から金属体を除去することにより、少なくともガラスフリット１６によって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上となっている。
【００４３】
ここで、このような導電性サーメット１５の製造方法の一例を説明する。
【００４４】
まず、平均粒径１〜５μｍのモリブデン金属微粉末と、平均粒径１μｍのアルミナ顆粒または擬集粒子とを１：１の比率（５０ｖｏｌ．％：５０ｖｏｌ．％）で混合し、モリブデン金属粒子にアルミナ顆粒がほぼ均等に被覆された粉末を作製する。
【００４５】
次に、この粉末を押出し成形後に真空中１６００℃で加熱し、焼結処理を行う。これで、モリブデン金属粒子が部分的に網状構造をなし、サーメットとしての導電性が得られる。こうして得られた導電性サーメットは従来のものと同じなので、ここまでの工程を得て作製されたものを「従来の導電性サーメット」と言う。
【００４６】
さらに、この従来の導電性サーメットを例えば王水（硝酸：塩酸＝１：３）の溶解液に５〜３０分間浸す処理を行う。この処理により、従来の導電性サーメットの表面層（最表面〜１０μｍ程度）に存在したモリブデン金属粒子が溶解され、前記導電性サーメット１５が得られる。
【００４７】
なお、モリブデン金属粒子の溶解量、つまり導電性サーメット１５の全表面積のうちセラミック体が占める割合は、溶解液の濃度や溶解液に浸す時間等によって適宜調整することができる。
【００４８】
また、モリブデン金属粒子を溶解するための溶解液として、王水の溶解液を用いたが、これに限らずセラミックを溶解せず、金属のみを溶解することができる薬品、例えば熱濃硫酸や熱硝酸等を用いてもよい。さらに、使用する金属材料に応じて、それを溶解することができる薬品を適宜選択すればよい。
【００４９】
さらに、モリブデン金属粒子を溶解液によって溶解するという化学的処理以外に、従来の導電性サーメットの表面層に存在するモリブデン金属粒子をサンドブラスト等の機械的処理によって取り除いてもよい。
【００５０】
なお、本実施の形態にかかるセラミックメタルハライドランプは、導電性サーメット１５の製造方法を除いては公知の方法によって製造される。
【００５１】
次に、このような本発明の第１の実施の形態にかかる入力電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプ（以下、「本発明品」という）の作用効果について確認した。
【００５２】
まず、本発明品において、導電性サーメット１５における少なくともガラスフリット１６によって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％のもの（以下、「実施例１」という）、同じくセラミック体が占める割合が８５％のもの（以下、「実施例２」という）、同じくセラミック体が占める割合が９０％のもの（以下、「実施例３」という）、同じくセラミック体が占める割合が９５％のもの（以下、「実施例４」という）、同じくセラミック体が占める割合が７５％のもの（以下、「比較例１」という）、同じくセラミック体が占める割合が５０％のもの（以下、「比較例２」という）をそれぞれ３本づつ作製した。
【００５３】
なお、作製した各ランプにおける導電性サーメットの金属成分の割合は５０ｖｏｌ．％である。
【００５４】
そして、作製した各ランプに対して通常の使用条件で点灯させ、１００時間点灯経過後、１２０００時間点灯経過後、１５０００時間点灯経過後におけるリークの発生有無、ランプ電圧（Ｖ）、および１００時間点灯経過時の色温度を基準とした場合の色温度差（Ｋ）について調べたところ、表１に示すとおりの結果が得られた。
【００５５】
なお、表中の評価欄において、「○」は良好を、「◎」は極めて良好を、「×」は不良をそれぞれ示す。
【００５６】
【表１】

【００５７】
表１から明らかなように、実施例１〜実施例４では、いずれも１５０００時間点灯経過後においても発光管３にリークが発生したものは無く、またランプ電圧も１００時間点灯経過後におけるランプ電圧（９３Ｖ）に対して低下しているものは無く、さらに色温度差も目視では識別しにくい程度に小さいことがわかった。特に、実施例３および実施例４では、色温度差を目視では全く識別できない程度に小さく抑えることができることがわかった。
【００５８】
一方、比較例１では、１５０００時間点灯経過後において、不点灯に至らないまでも発光管に微少なリークが発生し、ランプ電圧も１００時間点灯経過後におけるランプ電圧（９３Ｖ）よりも低下し、色温度差も６００Ｋとなり、目視ではかなり違いがわかるほど大きくなることがわかった。また、比較例２では、３本中２本において、発光管に微少なリークが発生しており、ランプ電圧も１００時間点灯経過後におけるランプ電圧（９３Ｖ）よりもかなり低下しており、色温度差も７００Ｋと非常に大きくなることがわかった。特に、比較例２において残りの１本については、１４０００時間点灯経過後において発光管がリークし不点灯になった。
【００５９】
このような結果が得られた要因について検討すると、実施例１〜実施例４の場合では、導電性サーメット１５におけるガラスフリット１６によって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が圧倒的に占めているので、モリブデンとガラスフリット成分との物理的結合の面積が減少する一方、その結合力がより強いアルミナとガラスフリット成分との化学的結合の面積が増加して、導電性サーメット１５とガラスフリット１６との結合力が増大し、長期の点灯時間に亘って、導電性サーメット１５とガラスフリット１６との界面近傍のガラスフリット１６に微細なクラックが発生するのを減少させることができ、金属ハロゲン化物が導電性サーメット１５とガラスフリット１６との界面近傍のガラスフリット１６内へ侵入するのを抑制することができたためであると考えられる。
【００６０】
一方、比較例１および比較例２では、導電性サーメットとガラスフリット１６との界面近傍のガラスフリット１６の表面に微細なクラックが発生し、そのクラックに金属ハロゲン化物が侵入して、侵入した金属ハロゲン化物とガラスフリット１６とが化学反応しているためであると考えられる。実際、例えば４０００時間点灯経過後のランプの金属ハロゲン化物、特に沃化ツリウムの残存量を測定すると、当初の封入量よりも５０％〜６０％位にまで減少していることがわかった。
【００６１】
ここで、導電性サーメット１５において、金属成分の比率を減少させると、その導電性サーメット１５の熱膨張係数と発光管３の外囲器を構成するセラミック材料の熱膨張係数との差が小さくなり、その熱膨張係数の差に起因する発光管３のクラックの発生を防止することができるが、金属成分の比率を減少させすぎると導電性サーメット１５の抵抗が増し、電極１４へ電力を供給するという給電体としての役割を果たさなくなる。そこで、給電体としての役割を十分に果たすために、導電性サーメット１５における金属成分の割合は２５ｖｏｌ．％以上と規定した。
【００６２】
以上のように本発明の第１の実施の形態にかかる入力電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプの構成によれば、導電性サーメット１５とガラスフリット１６との結合力を増大させることができるので、導電性サーメット１５とガラスフリット１６との界面近傍のガラスフリット１６に微細なクラックが発生するのを減少させることができ、その結果、ガラスフリット１６が金属ハロゲン化物によって浸食されるのを長期の点灯時間に亘って抑制することができ、よって発光管３にリークが発生するのを防止することができるとともに、寿命中のランプ電圧の低下や色温度の変化を抑制することができる。
【００６３】
次に、参考例としての第２の実施の形態である入力電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプは、導電性サーメットが異なる点、つまり、図４に示すように、従来と同様の導電性サーメット１７においてガラスフリット１６によって封着された封着部分の全表面積のうちの８０％以上、例えば１００％がセラミック層１８によって覆われている点を除いて、本発明の第１の実施の形態である入力電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプと同じ構成を有している。
【００６４】
導電性サーメット１７は、金属材料としてモリブデンと、セラミック材料としてアルミナをそれぞれ１：１の比率（５０ｖｏｌ．％：５０ｖｏｌ．％）で混合し、焼結したものである。
【００６５】
セラミック層１８を形成する材料として、例えばアルミナを用いている。
【００６６】
ここで、セラミック層１８の形成方法について説明する。
【００６７】
まず、平均粒径が約１μｍのアルミナ粉末と、バインダ剤として例えば高密度ポリエチレンとを混合した懸濁液を準備する。
【００６８】
次に、導電性サーメット１７の表面に例えばディップ法によって前記懸濁液を塗布、乾燥させる。その後、表面に前記懸濁液が付着した導電性サーメット１７を真空雰囲気中で約１５００℃で焼結し、セラミック層１８を形成する。
【００６９】
なお、導電性サーメット１７の表面に懸濁液を塗布させる方法としては、ディップ法以外に、吹付けや刷毛塗り等であってもよい。また、導電性サーメット１７の表面にセラミック材料を含む懸濁液を塗布させる方法以外に、導電性サーメット１７の表面にセラミックを蒸着させてもよい。
【００７０】
以上のように参考例の第２の実施の形態にかかる入力電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプの構成によれば、ガラスフリット１６とセラミック層１８とが化学的結合することによって、ガラスフリット１６と導電性サーメット１７とをセラミック層１８を介して強く結合させることができ、これに加えて生産工程において、セラミック層１８と、細管部１１と導電性サーメット１７との間に流し込まれる高温の液状のガラスフリット１６とが化学的に反応して、それらの界面に金属ハロゲン化物との化学的反応性が低い複雑な複合酸化物を形成させることができるので、ガラスフリット１６に微細なクラックが発生するのを一層減少させることができ、その結果、ガラスフリット１６が金属ハロゲン化物によって浸食されるのを長期の点灯時間に亘って一層抑制することができ、よって発光管３にリークが発生するのを一層防止することができるとともに、寿命中のランプ電圧の低下や色温度の変化を一層抑制することができる。
【００７１】
また、このセラミック層１８の厚さは、セラミック層１８の形成工程において、膜厚を均一にし、かつ導電性サーメット１７の表面からセラミック層１８が剥がれるのを防止するため、３μｍ〜１００μｍとすることが好ましい。その厚さが３μｍ未満では、セラミック層１８の形成工程において、膜厚を均一に形成しにくく、一方その厚さが１００μｍを越えると、セラミック層１８の形成時に導電性サーメット１７の表面からセラミック層１８が剥がれるおそれがある。
【００７２】
なお、上記第２の実施の形態では、セラミック層１８としてアルミナを用いた場合について説明したが、これに限らず、Ｙ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂等の酸化物系や、ＡｌＮ等の窒化物等系のセラミックを用いても上記と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
なお、上記第１および第２の実施の形態では、細管部１１を有する発光管３において、細管部１１内で導電性サーメット１５，１７がガラスフリット１６によって封着された構造を例示して説明したが、本発明は、このような構造に限らず、細管部１１の外部に導出した導電性サーメット１５，１７が細管部１１外でガラスフリット１６によって封着されている構造や、細管部１１を有しない発光管において、発光管の開口部に閉塞体形やディスク形の導電性サーメットをガラスフリット１６によって封着されている構造等、発光管に導電性サーメット１５，１７がガラスフリット１６によって封着されている構造であればいずれのものにも適用することができる。
【００７４】
また、上記第１および第２の実施の形態では、ガラスフリット１６としてＤｙ₂Ｏ₃−Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂系のものを用いた場合について説明したが、これに限らず、Ａｌ₂Ｏ₃およびＳｉＯ₂に、スカンジウム酸化物（Ｓｃ₂Ｏ₃）やイットリア（Ｙ₂Ｏ₃）等の希土類系の酸化物を混合させたものを用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
また、上記第１および第２の実施の形態では、導電性サーメット１５，１７の金属材料としてモリブデン、セラミック材料としてアルミナを用いた場合について説明したが、これに限らず、金属材料としてＷ、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｒｅ、およびＲｈ等を、またセラミック材料としてＹ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂等の酸化物系や、ＡｌＮ等の窒化物系の単体、またはそれらのうち少なくとも一種をそれぞれ用いた場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
さらに、上記第１および第２の実施の形態では、入力電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプを例示して説明したが、本発明は１５０Ｗに限らず、例えば入力電力２０Ｗ〜４００Ｗのランプにも適用することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、長期の点灯時間に亘ってガラスフリットが金属ハロゲン化物によって浸食されるのを抑制することができ、前記浸食による発光管のリークの発生を防止することができるとともに、寿命中のランプ電圧の低下や色温度の変化を抑制することができる長寿命なメタルハライドランプを提供することができるものである。
【００７８】
また、本発明は、前記長寿命なメタルハライドランプを簡単に、かつ大量に得ることができるメタルハライドランプの製造方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプの一部切欠正面図
【図２】同じくセラミックメタルハライドランプに用いている発光管の正面断面図
【図３】同じくセラミックメタルハライドランプに用いている発光管の要部拡大断面図
【図４】本発明の第２の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプに用いている発光管の要部拡大断面図
【符号の説明】
１口金
２外管
３発光管
４金属プレート
５スリーブ
６外部リード線
７ステム
８，９ステム線
１０本管部
１０ａ第一筒部
１０ｂテーパ部
１０ｃ第二筒部
１１細管部
１２電極棒
１３電極コイル
１４電極
１５，１７導電性サーメット
１８セラミック層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a metal halide lamp including a light-emitting ceramic arc tube, a method for manufacturing the metal halide lamp, and a conductive cermet.
[0002]
[Prior art]
Conventional metal halide lamps, particularly ceramic metal halide lamps, have a pair of electrodes disposed therein, and also contain sodium iodide (NaI) and dysprosium iodide (DyI). _Three ), Etc., and a conductive body composed of a mixed sintered body of ceramic and metal formed at both ends of the main pipe portion and electrically connected to the electrodes. The cermet includes a light-emitting ceramic arc tube having a thin tube portion sealed with a glass frit.
[0003]
As a component of the glass frit, for example, dysprosium oxide (Dy ₂ O _Three ), Aluminum oxide (Al ₂ O _Three ), And silicon oxide (SiO ₂ Dy consisting of ₂ O _Three -Al ₂ O _Three -SiO ₂ There is a system.
[0004]
As a ceramic material used for conductive cermet, for example, alumina (Al ₂ O _Three ), Yttria (Y ₂ O _Three ), Silica (SiO ₂ ), And zirconia (ZrO) ₂ ) And other nitride systems such as aluminum nitride (AlN).
[0005]
In such a conventional metal halide lamp, there is a gap between the conductive cermet and the thin tube portion except for the portion sealed by the glass frit. Therefore, the metal halide enters the gap and comes into contact with the discharge space side end surface of the glass frit that has become hot during lighting, causing a chemical reaction between the metal halide and the glass frit, that is, the glass frit. May be eroded by metal halides. Such erosion progresses with the lighting elapsed time, and as a result, the arc tube leaks, the metal halide contributing to the discharge decreases, and the lamp voltage decreases and the color temperature changes. Happens.
[0006]
Therefore, it has been proposed to regulate the temperature of the end face of the glass frit on the discharge space side to suppress the chemical reaction between the metal halide and the glass frit (for example, see Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-113859
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, conventionally, this type of metal halide lamp has a long rated life of 12000 hours, but a longer life of, for example, 15000 hours has been studied.
[0009]
If the rated life time is about 12000 hours, the configuration described in Patent Document 1 can solve the above problem that the glass frit is eroded by the metal halide, but the rated life time is 15000 hours. When the service life is long, the glass frit is still gradually eroded by the metal halide, causing the arc tube to leak, or the metal halide contributing to the discharge decreases, resulting in a decrease in lamp voltage and a change in color temperature. It has been found that problems such as that occur.
[0010]
Note that if the lamp voltage is slightly higher than the initial value, the lamp characteristics and the ballast for lighting the lamp will not be affected. It increases and causes a failure of the ballast.
[0011]
The present invention has been made to solve such problems, and can suppress the glass frit from being eroded by the metal halide over a long lighting time. It is an object of the present invention to provide a long-lived metal halide lamp that can prevent the occurrence of leakage and can suppress a decrease in lamp voltage and a change in color temperature during the lifetime.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a method for producing a metal halide lamp that can easily and in large quantities obtain the long-lived metal halide lamp.
[0013]
Furthermore, an object of the present invention is to provide a conductive cermet particularly suitable for the long-life metal halide lamp.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
First, in order to solve the above problem, the present inventor observed the erosion of the glass frit by the metal halide, and found that the erosion occurred remarkably along the interface between the conductive cermet and the glass frit. I found it.
[0015]
As a result of further investigation on the cause, a fine crack was generated on the surface of the glass frit on the conductive cermet side, and the metal halide invaded from this crack, which caused the glass frit due to the metal halide. It was found that erosion was promoted.
[0016]
The cause of the occurrence of the fine cracks is not only the weak bonding force between the metal particles present on the surface of the conductive cermet and the glass frit component, but also the difference in thermal expansion coefficient between the conductive cermet and the glass frit. As a result, it is considered that such fine cracks were generated due to thermal shock caused by repeated lighting and extinguishing of the lamp.
[0017]
The present invention has been made based on such new findings and has the following configuration.
[0018]
That is, in the metal halide lamp according to claim 1 of the present invention, a pair of electrodes are arranged inside and a metal halide is enclosed, and a conductive cermet electrically connected to the electrodes is a glass frit. A luminous tube made of a translucent ceramic sealed with a conductive cermet, the ratio of the metal component in the conductive cermet being 25 vol. % Of the total surface area of the sealed portion sealed by the glass frit in the conductive cermet, and the proportion of the ceramic body is 80% or more.
[0019]
With this configuration, the area of chemical bonding between the ceramic body and the glass frit can be increased, and the bonding force between the conductive cermet and the glass frit can be increased, so that the interface between the conductive cermet and the glass frit can be increased. It is possible to reduce the occurrence of fine cracks in the nearby glass frit, and as a result, it is possible to suppress the glass frit from being eroded by the metal halide over a long lighting time, and thus the arc tube In addition, it is possible to prevent a leak from occurring in the lamp and to suppress a decrease in lamp voltage and a change in color temperature during the lifetime.
[0020]
Here, the “translucent ceramic” is a translucent or transparent heat-resistant ceramic material, and specific examples include alumina (Al ₂ O _Three ), Yttrium-Aluminum-Garnet (YAG), Yttria (Y ₂ O _Three ), Zirconia (ZrO ₂ ), An oxide-based ceramic including at least one kind, and a nitride-based ceramic such as aluminum nitride (AlN).
[0021]
The “glass frit” preferably has a coefficient of thermal expansion located between the coefficient of thermal expansion of the translucent ceramic constituting the envelope of the arc tube and the coefficient of thermal expansion of the conductive cermet. Dy ₂ O _Three -Al ₂ O _Three -SiO ₂ Many of the system are used. Of course, besides this, Al ₂ O _Three And SiO ₂ And scandium oxide (Sc ₂ O _Three ) Or Yttria (Y ₂ O _Three ) And the like mixed with rare earth oxides.
[0022]
The “conductive cermet” is a sintered body obtained by sintering a mixture of a metal material and a ceramic material. The metal material is preferably a halogen-resistant material, and examples thereof include tungsten (W), molybdenum (Mo), platinum (Pt), iridium (Ir), rhenium (Re), and rhodium (Rh). In addition, as a ceramic material, for example, Al having a relatively large thermal expansion coefficient. ₂ O _Three , Y ₂ O _Three , SiO ₂ , ZrO ₂ And oxides such as AlN, nitrides such as AlN, or a mixed sintered body containing at least one of them.
[0023]
The “total surface area of the sealing portion sealed by the glass frit in the conductive cermet” indicates the area of the entire surface of the portion of the surface of the conductive cermet where the glass frit is attached. Further, “the ratio of the ceramic body in the total surface area of the sealed portion sealed by the glass frit in the conductive cermet” means the surface area of the exposed portion of the ceramic body in the total surface area. The ratio (%) is shown. Of course, in the surface of the portion of the conductive cermet that is sealed with the glass frit, the ceramic body is dispersed throughout the surface of the sealed portion, rather than being locally present in a specific portion. Is preferable.
[0024]
In particular, it is preferable that the ceramic body accounts for 90% or more of the total surface area of the sealing portion.
[0025]
With this configuration, the bonding force between the conductive cermet and the glass frit can be further increased, so that the occurrence of fine cracks in the glass frit near the interface between the conductive cermet and the glass frit can be significantly reduced. As a result, it is possible to further prevent the glass frit from being eroded by the metal halide over a long lighting time, thereby further preventing the occurrence of leakage in the arc tube and the lifetime. It is possible to further suppress the decrease in lamp voltage and the change in color temperature.
[0030]
Claims of the invention 3 The method for manufacturing a metal halide lamp according to claim 1 or 2, wherein the conductive cermet is obtained by mixing and sintering a metal material and a ceramic material, and then the surface of the conductive cermet. The metal body from Manufacture Is used.
[0031]
By this method, the proportion of the metal component is easily and in large quantities 25 vol. It is possible to obtain a conductive cermet in which the ceramic body accounts for 80% or more of the total surface area of the sealed portion sealed by the glass frit.
[0032]
Claims of the invention 4 The conductive cermet described is a conductive cermet sealed with a glass frit in a light-emitting ceramic arc tube having a metal halide enclosed therein, and the ratio of the metal component in the conductive cermet is 25 vol. % Or more Last Sealed by glass frit Scheduled A conductive cermet characterized in that the ceramic body accounts for 80% or more of the total surface area of the sealed portion.
[0035]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0036]
As shown in FIG. 1, the ceramic metal halide lamp having an input power (rated power) of 150 W according to the first embodiment of the present invention is closed at one end and attached with an E-shaped base 1 at the other end. In the outer tube 2 made of hard glass, the envelope is made of a translucent ceramic such as alumina, for example, and the arc tube 3 is covered almost entirely, and the metal plate 4 is opened at both ends. Is attached mechanically to a sleeve 5 made of quartz glass and an external lead wire 6 to be described later led out of the arc tube 3 to hold the arc tube 3 and the sleeve 5, and to the outer tube 2 The two stem wires 8 and 9 sealed in the stem 7 sealed on the other end side of the are housed.
[0037]
Nitrogen gas is sealed in the outer tube 2.
[0038]
The arc tube 3 has an outer diameter R as shown in FIG. ₁ Is inserted into the second cylinder part 10c and the main cylinder part 10 having the first cylinder part 10a of 12 mm and the second cylinder part 10c formed on the first cylinder part 10a via the taper part 10b. The outer diameter R provided at both ends of the main pipe part 10 ₂ Is 3.2 mm, inner diameter r is 1.0 mm, length L ₁ Is provided with a thin tube portion 11 of 15 mm.
[0039]
In the main pipe portion 10, a pair of electrodes 14 including a tungsten electrode rod 12 having a diameter of 0.5 mm and a tungsten electrode coil 13 having a wire diameter of 0.2 mm wound around the tip portion of the electrode rod 12. Are arranged so as to be substantially opposed to each other. The distance between the electrodes 14 is 11 mm. Further, in the main pipe section 10, dysprosium iodide (DyI) _Three ), Holmium iodide (HoI) _Three ), Thulium iodide (TmI) _Three ), Metal halide as a light emitting material such as sodium iodide (NaI), thallium iodide (TlI), mercury as a buffer gas, and argon gas as a start-up rare gas are enclosed in predetermined amounts.
[0040]
As shown in FIG. 3, a conductive cermet 15 having a diameter of 0.9 mm and a length of 18 mm, in which the electrode 14 is electrically connected to the tip, is provided in the narrow tube portion 11. ₂ O _Three -Al ₂ O _Three -SiO ₂ It is hermetically sealed by a system frit 16. The length L of the frit poured into the narrow tube portion 11 ₂ Is 5.0 mm. A gap is formed between the thin tube portion 11 and the conductive cermet 15 except for a portion where the frit 16 is poured. The end portion of the conductive cermet 15 opposite to the electrode 14 is led out to the outside of the thin tube portion 11 and is electrically connected to an external lead wire 6 (not shown in FIG. 3) made of niobium. Yes.
[0041]
The conductive cermet 15 is made of, for example, a metal material made of molybdenum (Mo) and, for example, alumina (Al ₂ O _Three The ceramic material is mixed and sintered, and the ratio of the metal component is 25 vol. % Of the total surface area of the sealed portion sealed with the glass frit 16 is 80% or more. Therefore, the proportion of the ceramic body in the surface area other than the sealing portion of the conductive cermet 15 may be 80% or more, but may be less than 80%.
[0042]
In the conventional conductive cermet, the ratio of the metal component is 25 vol. %, The ceramic body accounts for about 75% of the total surface area of the conductive cermet. However, in the conductive cermet 15, the ratio of the metal component is 25 vol. %, The ceramic body accounts for at least 80% of the total surface area of the sealed portion sealed by the glass frit 16 by removing the metal body from the surface. .
[0043]
Here, an example of a method for producing such a conductive cermet 15 will be described.
[0044]
First, molybdenum metal fine powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm and alumina granules or pseudo-gathered particles having an average particle diameter of 1 μm are mixed at a ratio of 1: 1 (50 vol.%: 50 vol.%). A powder in which the alumina granules are almost uniformly coated is prepared.
[0045]
Next, this powder is extruded and heated at 1600 ° C. in a vacuum to perform a sintering process. Thus, the molybdenum metal particles partially have a network structure, and conductivity as a cermet is obtained. The conductive cermet obtained in this way is the same as the conventional one, so that the one obtained through the steps up to here is called “conventional conductive cermet”.
[0046]
Further, the conventional conductive cermet is immersed in a solution of aqua regia (nitric acid: hydrochloric acid = 1: 3) for 5 to 30 minutes, for example. By this treatment, the molybdenum metal particles present in the surface layer (the outermost surface of about 10 μm) of the conventional conductive cermet are dissolved, and the conductive cermet 15 is obtained.
[0047]
The amount of molybdenum metal particles dissolved, that is, the proportion of the total surface area of the conductive cermet 15 occupied by the ceramic body can be appropriately adjusted depending on the concentration of the solution, the time of immersion in the solution, and the like.
[0048]
In addition, as a solution for dissolving molybdenum metal particles, a solution of aqua regia was used, but not limited to this, a chemical that does not dissolve ceramic, but can dissolve only metal, such as hot concentrated sulfuric acid or heat Nitric acid or the like may be used. Furthermore, according to the metal material to be used, the chemical | medical agent which can melt | dissolve it should just be selected suitably.
[0049]
Furthermore, in addition to chemical treatment of dissolving molybdenum metal particles with a solution, molybdenum metal particles present in the surface layer of a conventional conductive cermet may be removed by mechanical treatment such as sandblasting.
[0050]
The ceramic metal halide lamp according to the present embodiment is manufactured by a known method except for the method of manufacturing the conductive cermet 15.
[0051]
Next, the operational effects of the ceramic metal halide lamp (hereinafter referred to as “the product of the present invention”) having an input power of 150 W according to the first embodiment of the present invention were confirmed.
[0052]
First, in the product of the present invention, the ceramic body accounts for 80% of the total surface area of the sealed portion of the conductive cermet 15 sealed by the glass frit 16 (hereinafter referred to as “Example 1”). Similarly, the ceramic body accounts for 85% (hereinafter referred to as “Example 2”), the ceramic body accounts for 90% (hereinafter referred to as “Example 3”), and the ceramic body also accounts for The ratio is 95% (hereinafter referred to as “Example 4”), the ratio occupied by the ceramic body is 75% (hereinafter referred to as “Comparative Example 1”), and the ratio occupied by the ceramic body is also 50%. (Hereinafter, referred to as “Comparative Example 2”) were manufactured in triplicate.
[0053]
In addition, the ratio of the metal component of the electroconductive cermet in each produced lamp is 50 vol. %.
[0054]
Then, each manufactured lamp is turned on under normal use conditions. After 100 hours of lighting, after 12000 hours of lighting, after 15000 hours of lighting, whether there is a leak, lamp voltage (V), and 100 hours of lighting. When the color temperature difference (K) based on the color temperature at the time of passage was examined, the results shown in Table 1 were obtained.
[0055]
In the evaluation column in the table, “◯” indicates good, “◎” indicates extremely good, and “×” indicates poor.
[0056]
[Table 1]

[0057]
As is apparent from Table 1, in Examples 1 to 4, none of the arc tube 3 leaked even after 15000 hours of lighting, and the lamp voltage was also the lamp voltage after 100 hours of lighting. No decrease was observed with respect to (93V), and it was also found that the color temperature difference was small enough to be difficult to identify visually. In particular, in Example 3 and Example 4, it was found that the color temperature difference can be suppressed to such an extent that it cannot be discriminated at all visually.
[0058]
On the other hand, in Comparative Example 1, a slight leak occurs in the arc tube even after 15000 hours of lighting has elapsed, until the lamp does not turn off, and the lamp voltage also drops below the lamp voltage (93 V) after 100 hours of lighting, The color temperature difference was also 600K, and it was found that the color temperature difference was large enough to show a significant difference. In Comparative Example 2, slight leakage occurred in the arc tube in two of the three, and the lamp voltage was considerably lower than the lamp voltage (93 V) after 100 hours of lighting. The difference was found to be very large at 700K. In particular, in Comparative Example 2, the remaining one tube leaked after 14000 hours of lighting and became unlit.
[0059]
Examining the factors that resulted in such a result, in the case of Example 1 to Example 4, the ceramic body was overwhelmed out of the total surface area of the sealed portion sealed by the glass frit 16 in the conductive cermet 15. Therefore, the area of the physical bond between the molybdenum and the glass frit component is reduced, while the area of the chemical bond between the stronger alumina and the glass frit component is increased. 15 and the glass frit 16 are increased in binding force, and the occurrence of fine cracks in the glass frit 16 in the vicinity of the interface between the conductive cermet 15 and the glass frit 16 is reduced over a long lighting time. The metal halide can penetrate into the glass frit 16 in the vicinity of the interface between the conductive cermet 15 and the glass frit 16. It is considered to be because we were able to win.
[0060]
On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, a fine crack is generated on the surface of the glass frit 16 in the vicinity of the interface between the conductive cermet and the glass frit 16, and a metal halide enters the crack, and the invaded metal This is probably because the halide and glass frit 16 are chemically reacted. Actually, for example, when the remaining amount of metal halide, particularly thulium iodide, in the lamp after lapse of 4000 hours has been measured, it has been found that the remaining amount is reduced to about 50% to 60% from the original amount.
[0061]
Here, in the conductive cermet 15, when the ratio of the metal component is decreased, the difference between the thermal expansion coefficient of the conductive cermet 15 and the thermal expansion coefficient of the ceramic material constituting the envelope of the arc tube 3 is reduced. Although the occurrence of cracks in the arc tube 3 due to the difference in thermal expansion coefficient can be prevented, if the ratio of the metal component is decreased too much, the resistance of the conductive cermet 15 increases and power is supplied to the electrode 14. No longer fulfills its role as a power feeder. Therefore, in order to sufficiently fulfill the role as a power feeder, the ratio of the metal component in the conductive cermet 15 is 25 vol. % Or more.
[0062]
As described above, according to the configuration of the ceramic metal halide lamp with the input power of 150 W according to the first embodiment of the present invention, the bonding force between the conductive cermet 15 and the glass frit 16 can be increased. It is possible to reduce the occurrence of fine cracks in the glass frit 16 in the vicinity of the interface between the cermet 15 and the glass frit 16, and as a result, the glass frit 16 is eroded by the metal halide during a long lighting time. Therefore, it is possible to prevent the arc tube 3 from leaking, and to suppress a decrease in lamp voltage and a change in color temperature during the lifetime.
[0063]
next, As a reference example The ceramic metal halide lamp having an input power of 150 W according to the second embodiment of the present invention is sealed by a glass frit 16 in a conductive cermet 17 similar to the conventional one, as shown in FIG. A ceramic metal halide lamp having an input power of 150 W according to the first embodiment of the present invention, except that 80% or more, for example, 100% of the total surface area of the sealed portion is covered with the ceramic layer 18. It has the same configuration.
[0064]
The conductive cermet 17 is obtained by mixing molybdenum as a metal material and alumina as a ceramic material at a ratio of 1: 1 (50 vol.%: 50 vol.%) And sintering.
[0065]
As a material for forming the ceramic layer 18, for example, alumina is used.
[0066]
Here, a method of forming the ceramic layer 18 will be described.
[0067]
First, a suspension is prepared by mixing alumina powder having an average particle diameter of about 1 μm and, for example, high-density polyethylene as a binder agent.
[0068]
Next, the suspension is applied to the surface of the conductive cermet 17 by, for example, a dip method and dried. Thereafter, the conductive cermet 17 having the suspension adhered to the surface thereof is sintered at about 1500 ° C. in a vacuum atmosphere to form the ceramic layer 18.
[0069]
In addition, as a method of applying the suspension to the surface of the conductive cermet 17, spraying or brushing may be used in addition to the dipping method. In addition to the method of applying a suspension containing a ceramic material to the surface of the conductive cermet 17, ceramic may be deposited on the surface of the conductive cermet 17.
[0070]
As above Reference example According to the configuration of the ceramic metal halide lamp having an input power of 150 W according to the second embodiment, the glass frit 16 and the conductive cermet 17 are joined to each other by the chemical bonding between the glass frit 16 and the ceramic layer 18. In addition, in the production process, the ceramic layer 18 and the high-temperature liquid glass frit 16 poured between the narrow tube portion 11 and the conductive cermet 17 are chemically generated in the production process. By reacting, complex oxides having low chemical reactivity with metal halides can be formed at their interfaces, so that the occurrence of fine cracks in the glass frit 16 can be further reduced. As a result, the glass frit 16 is eroded by the metal halide over a long lighting time. Can be further suppressed, thus with that the leak can be further prevented in the arc tube 3, it is possible to further suppress the change in the reduction and color temperature of the lamp voltage during the life.
[0071]
The thickness of the ceramic layer 18 is set to 3 μm to 100 μm in order to make the film thickness uniform and prevent the ceramic layer 18 from peeling from the surface of the conductive cermet 17 in the step of forming the ceramic layer 18. Is preferred. If the thickness is less than 3 μm, it is difficult to form a uniform film thickness in the step of forming the ceramic layer 18. On the other hand, if the thickness exceeds 100 μm, the ceramic layer 18 is formed from the surface of the conductive cermet 17 when the ceramic layer 18 is formed. 18 may peel off.
[0072]
In the second embodiment, the case where alumina is used as the ceramic layer 18 has been described. ₂ O _Three , SiO ₂ , ZrO ₂ The same effect as described above can be obtained even when an oxide such as AlN or a ceramic such as AlN is used.
[0073]
In the first and second embodiments described above, in the arc tube 3 having the narrow tube portion 11, the structure in which the conductive cermets 15 and 17 are sealed with the glass frit 16 in the narrow tube portion 11 will be described as an example. However, the present invention is not limited to such a structure, and a structure in which the conductive cermets 15 and 17 led out of the thin tube portion 11 are sealed by the glass frit 16 outside the thin tube portion 11, or the thin tube portion 11. In an arc tube not having an arc tube, a conductive cermet 15 or 17 is sealed with a glass frit 16 such as a structure in which a closed body type or disk type conductive cermet is sealed with a glass frit 16 at an opening of the arc tube. It can be applied to any structure that is worn.
[0074]
In the first and second embodiments, the glass frit 16 is Dy. ₂ O _Three -Al ₂ O _Three -SiO ₂ Although the case where the system type was used was explained, not limited to this, Al ₂ O _Three And SiO ₂ And scandium oxide (Sc ₂ O _Three ) Or Yttria (Y ₂ O _Three Even when a mixture of rare earth oxides such as) is used, the same effect as described above can be obtained.
[0075]
In the first and second embodiments, the case where molybdenum is used as the metal material of the conductive cermets 15 and 17 and alumina is used as the ceramic material has been described. However, the present invention is not limited to this. , Ir, Re, Rh, etc., and Y as a ceramic material ₂ O _Three , SiO ₂ , ZrO ₂ The same effects as described above can be obtained even when oxides such as AlN and nitrides such as AlN, or at least one of them are used.
[0076]
Furthermore, in the first and second embodiments, the ceramic metal halide lamp with an input power of 150 W has been described as an example. However, the present invention is not limited to 150 W, and may be applied to a lamp with an input power of 20 W to 400 W, for example. Can do.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, the present invention can prevent the glass frit from being eroded by the metal halide over a long lighting time, and can prevent the occurrence of leakage of the arc tube due to the erosion. It is possible to provide a long-lived metal halide lamp capable of suppressing a decrease in lamp voltage and a change in color temperature during the lifetime.
[0078]
In addition, the present invention can provide a method for producing a metal halide lamp that can easily and in large quantities obtain the long-lived metal halide lamp.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway front view of a ceramic metal halide lamp according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of an arc tube similarly used for a ceramic metal halide lamp.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of an arc tube similarly used in a ceramic metal halide lamp.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an arc tube used in a ceramic metal halide lamp according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 base
2 outer pipe
3 arc tube
4 Metal plate
5 sleeve
6 External lead wire
7 stem
8,9 stem wire
10 Main section
10a 1st cylinder part
10b Taper part
10c Second cylinder part
11 Capillary section
12 Electrode bar
13 Electrode coil
14 electrodes
15, 17 Conductive cermet
18 Ceramic layer

Claims

内部に、一対の電極が配置され、かつ金属ハロゲン化物が封入されているとともに、前記電極と電気的に接続された導電性サーメットがガラスフリットによって封着された透光性セラミック製の発光管を備え、前記導電性サーメット中の金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％以上であり、かつ前記導電性サーメットにおける前記ガラスフリットによって封着された封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上であることを特徴とするメタルハライドランプ。 A translucent ceramic arc tube in which a pair of electrodes are arranged and a metal halide is enclosed, and a conductive cermet electrically connected to the electrodes is sealed with a glass frit. A ratio of the metal component in the conductive cermet is 25 vol. The metal halide lamp is characterized in that the ceramic body accounts for 80% or more of the total surface area of the sealed portion sealed by the glass frit in the conductive cermet.

前記封着部分の全表面積のうち、前記セラミック体が占める割合が９０％以上であることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。 The metal halide lamp according to claim 1, wherein the ceramic body accounts for 90% or more of the total surface area of the sealing portion.

請求項１または請求項２に記載のメタルハライドランプの製造方法であって、前記導電性サーメットは、金属材料とセラミック材料とを混合し焼結した後、その表面から金属体を除去して製造することを特徴とするメタルハライドランプの製造方法。3. The method for manufacturing a metal halide lamp according to claim 1, wherein the conductive cermet is manufactured by mixing and sintering a metal material and a ceramic material, and then removing the metal body from the surface thereof. A method for manufacturing a metal halide lamp.

内部に金属ハロゲン化物が封入された透光性セラミック製の発光管内にガラスフリットによって封着される導電性サーメットであって、前記導電性サーメット中の金属成分の割合が２５ｖｏｌ．％以上であり、かつ前記ガラスフリットによって封着される予定の封着部分の全表面積のうち、セラミック体が占める割合が８０％以上であることを特徴とする導電性サーメット。A conductive cermet sealed with a glass frit in a light-emitting ceramic arc tube having a metal halide enclosed therein, wherein the ratio of the metal component in the conductive cermet is 25 vol. % Or more, and the of the total surface area of either One prior Symbol sealing portion of the plan that will be sealed by glass frit, conductive cermet, characterized in that ratio of the ceramic body is 80% or more.