JP4166521B2 - 高圧放電ランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
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０５８７２３８号から知られている。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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光を通さないことを特徴とする。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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Fe，Cr，Niを含侵することによって可能である。
【００１６】
【実施例】
本発明の以上述べた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６４，６５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３４，３５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４０，５０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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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】
【図１】 放電スペースを取囲むセラミック壁を有する放電容器をそなえた高圧放電ランプを示す。
【図２】 放電容器の断面図を示す。

Claims (1)

1. 放電空間を包囲するセラミック壁を有する放電容器を設けた高圧放電ランプであって、前記放電容器の端が突出セラミック栓体によってシールされ、前記突出セラミック栓体が、前記放電容器内に配置された電極に至る電流リード線を隙間を残して包囲し、前記突出セラミック栓体の前記放電空間とは反対側の端が、溶融セラミック結合によって前記リード線に気密に結合された高圧放電ランプにおいて、
   前記突出セラミック栓体の少なくとも前記放電空間とは反対側の端部に、光に対して不透過性かつ赤外線吸収性の外部被覆を設けたことを特徴とする高圧放電ランプ。

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