JPH1167155A - 高圧放電ランプ - Google Patents
高圧放電ランプInfo
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- JPH1167155A JPH1167155A JP10179453A JP17945398A JPH1167155A JP H1167155 A JPH1167155 A JP H1167155A JP 10179453 A JP10179453 A JP 10179453A JP 17945398 A JP17945398 A JP 17945398A JP H1167155 A JPH1167155 A JP H1167155A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge lamp
- cermet
- pressure discharge
- pin
- sealing means
- Prior art date
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- Ceased
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
- H01J61/366—Seals for leading-in conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
- H01J61/361—Seals between parts of vessel
- H01J61/363—End-disc seals or plug seals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
- H01J61/827—Metal halide arc lamps
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックスの放電容器を備えた高圧放電ラ
ンプにおいて、長い寿命を実現し、その際、ガラスろう
をまったく使わないようにし、さらには密閉領域を気密
にし腐食に強く構成する。 【解決手段】 セラミックスの放電容器２５を備えたメ
タルハライドランプの端部において、案内線はサーメッ
ト部材９，１０（ピンまたは毛細管）であり、その金属
含有量はそれが金属のように溶接可能である程度に高
い。案内線９，１０および栓体２６の取り付けは、ガラ
スはんだを用いることなくそのまま焼結することにより
行われる。
ンプにおいて、長い寿命を実現し、その際、ガラスろう
をまったく使わないようにし、さらには密閉領域を気密
にし腐食に強く構成する。 【解決手段】 セラミックスの放電容器２５を備えたメ
タルハライドランプの端部において、案内線はサーメッ
ト部材９，１０（ピンまたは毛細管）であり、その金属
含有量はそれが金属のように溶接可能である程度に高
い。案内線９，１０および栓体２６の取り付けは、ガラ
スはんだを用いることなくそのまま焼結することにより
行われる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックスの放
電容器を備えており、該放電容器は２つの端部を有し、
該２つの端部は密閉手段により封止されており、該密閉
手段を貫通して、導電性の案内線が真空気密保持されて
案内されている形式の高圧放電ランプに関する。
電容器を備えており、該放電容器は２つの端部を有し、
該２つの端部は密閉手段により封止されており、該密閉
手段を貫通して、導電性の案内線が真空気密保持されて
案内されている形式の高圧放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のランプにおいて重大な問題とな
るのは、セラミックス製放電容器においてたとえばセラ
ミックス製の栓体を用い耐久性をもたせて案内線を密閉
することである。これについては、すでに数多くの解決
手法が提案されてきた。案内線としての金属製のピンが
セラミックスから成る栓体においてはんだ付けされる
か、または焼結されていることが多い。しかしこの場
合、セラミックスと金属との間に接合層が存在しないた
め、堅牢な密閉を達成することはできない。したがっ
て、栓体の材料としてサーメットが提案され、つまりセ
ラミックと金属から成る接合材料が提案された。
るのは、セラミックス製放電容器においてたとえばセラ
ミックス製の栓体を用い耐久性をもたせて案内線を密閉
することである。これについては、すでに数多くの解決
手法が提案されてきた。案内線としての金属製のピンが
セラミックスから成る栓体においてはんだ付けされる
か、または焼結されていることが多い。しかしこの場
合、セラミックスと金属との間に接合層が存在しないた
め、堅牢な密閉を達成することはできない。したがっ
て、栓体の材料としてサーメットが提案され、つまりセ
ラミックと金属から成る接合材料が提案された。
【０００３】アメリカ合衆国特許第４６０２９５６号に
よりすでに、セラミックス製放電容器を備えたメタルハ
ライドランプが公知であり、これによれば導電性サーメ
ットから成るディスクとして形成された案内線に電極が
焼結され入れられている。さらにこの案内線は、サーメ
ットから成るリング状の栓体により取り囲まれており、
この栓体はアルミニウム酸化物から成るセラミックスの
放電容器とガラスろうにより接合されている。しかし、
ガラスろうは侵食性の充填成分（殊にハロゲン）により
腐食してしまう。その理由で、耐用年数はむしろ短い。
さらにこの構成の欠点は、サーメット案内線への電極の
埋め込みによりサーメットにおいて応力の生じる可能性
があり、ひいては亀裂やひび割れの生じるおそれがあ
る。また、導電性であるディスク状案内線の直径が大き
いことから、放電アークがたやすく案内線まで戻って逆
火となり、そのことですぐに黒色化してしまう。
よりすでに、セラミックス製放電容器を備えたメタルハ
ライドランプが公知であり、これによれば導電性サーメ
ットから成るディスクとして形成された案内線に電極が
焼結され入れられている。さらにこの案内線は、サーメ
ットから成るリング状の栓体により取り囲まれており、
この栓体はアルミニウム酸化物から成るセラミックスの
放電容器とガラスろうにより接合されている。しかし、
ガラスろうは侵食性の充填成分（殊にハロゲン）により
腐食してしまう。その理由で、耐用年数はむしろ短い。
さらにこの構成の欠点は、サーメット案内線への電極の
埋め込みによりサーメットにおいて応力の生じる可能性
があり、ひいては亀裂やひび割れの生じるおそれがあ
る。また、導電性であるディスク状案内線の直径が大き
いことから、放電アークがたやすく案内線まで戻って逆
火となり、そのことですぐに黒色化してしまう。
【０００４】アメリカ合衆国特許第４１５５７５８号
（図１６）によれば、セラミックス放電容器を備え外管
の設けられていないメタルハライドランプのための特別
な構成が公知である。これによれば、案内線は導電性サ
ーメットピンとして形成されている。その際、電極はや
はりサーメット中に焼結されている。サーメットピン
は、純粋なアルミニウム酸化物から成る栓体中に焼結さ
れている。これはガラスろうにより放電容器と接合され
ている。この構成は、上述のものと同様の欠点をもって
いる。
（図１６）によれば、セラミックス放電容器を備え外管
の設けられていないメタルハライドランプのための特別
な構成が公知である。これによれば、案内線は導電性サ
ーメットピンとして形成されている。その際、電極はや
はりサーメット中に焼結されている。サーメットピン
は、純粋なアルミニウム酸化物から成る栓体中に焼結さ
れている。これはガラスろうにより放電容器と接合され
ている。この構成は、上述のものと同様の欠点をもって
いる。
【０００５】ヨーロッパ特許出願公開第５８７２３８号
公報にはセラミックス製放電容器を備えたメタルハライ
ドランプについて記載されており、これによれば著しく
長く伸ばされたアルミニウム酸化物から成る毛細管が内
部栓体として必要とされ、そこではガラスろうによりピ
ン状の金属製案内線が外側端部（溶融領域）に取り付け
られている。この場合に重要であるのは、溶融領域が十
分に低い温度にあるということである。案内線ピンは２
つの部分から成り、それらのうち放電区間と向き合った
部分は、カーバイド、シリサイドまたは窒化物を含む導
電性のサーメットによって製造可能である。この場合、
密閉技術によって放電容器の全長が大きくなっている。
そしてこの製造は非常に煩雑になってしまい、そのうえ
ここでも腐食に弱いガラスろうがベースになっている。
殊に重大な欠点は、毛細管と案内線との間の空隙に著し
く多くの無駄容積が存在しており、そこに充填物の大部
分が凝結し、その結果、充填物がどうしてもかなり過度
に調量されることになる。しかも侵食性の充填物は最初
から、密閉領域において腐食に弱いコンポーネントと接
触している。
公報にはセラミックス製放電容器を備えたメタルハライ
ドランプについて記載されており、これによれば著しく
長く伸ばされたアルミニウム酸化物から成る毛細管が内
部栓体として必要とされ、そこではガラスろうによりピ
ン状の金属製案内線が外側端部（溶融領域）に取り付け
られている。この場合に重要であるのは、溶融領域が十
分に低い温度にあるということである。案内線ピンは２
つの部分から成り、それらのうち放電区間と向き合った
部分は、カーバイド、シリサイドまたは窒化物を含む導
電性のサーメットによって製造可能である。この場合、
密閉技術によって放電容器の全長が大きくなっている。
そしてこの製造は非常に煩雑になってしまい、そのうえ
ここでも腐食に弱いガラスろうがベースになっている。
殊に重大な欠点は、毛細管と案内線との間の空隙に著し
く多くの無駄容積が存在しており、そこに充填物の大部
分が凝結し、その結果、充填物がどうしてもかなり過度
に調量されることになる。しかも侵食性の充填物は最初
から、密閉領域において腐食に弱いコンポーネントと接
触している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の課
題は、冒頭で述べた形式のセラミックス製放電容器を備
えた高圧放電ランプにおいて、長い寿命を有するように
し、その際、ガラスろうをまったく使わないようにし、
さらには密閉領域を気密にし腐食に強く構成することで
ある。
題は、冒頭で述べた形式のセラミックス製放電容器を備
えた高圧放電ランプにおいて、長い寿命を有するように
し、その際、ガラスろうをまったく使わないようにし、
さらには密閉領域を気密にし腐食に強く構成することで
ある。
【０００７】
【発明を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、少なくとも一方の放電容器端部のところで案内線は
サーメットから成る部材を有しており、該サーメットに
おける金属含有量は、金属のように溶接可能である程度
に高くされており、サーメットから成る前記部材は密閉
手段内に、そして該密閉手段は放電容器内に、ガラスは
んだによることなくそれぞれそのまま焼結により取り付
けられていることにより解決される。
は、少なくとも一方の放電容器端部のところで案内線は
サーメットから成る部材を有しており、該サーメットに
おける金属含有量は、金属のように溶接可能である程度
に高くされており、サーメットから成る前記部材は密閉
手段内に、そして該密閉手段は放電容器内に、ガラスは
んだによることなくそれぞれそのまま焼結により取り付
けられていることにより解決される。
【０００８】従属請求項には有利な実施形態が示されて
いる。
いる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明によれば案内線は少なくと
も、ガラスを用いない接合技術に利用できる特別な特性
をもつサーメットから成る部材を有している。案内線の
この部材は、周囲を取り囲む密閉手段といっしょにその
まま焼結される。この場合、純粋に金属製のパートナー
は関与しておらず、したがって所期の長い耐用年数（１
００００時間を超える信頼性）にとって重要な前提条件
である高真空密な接合を形成することができる。じかに
行われる焼結に関与する案内線の部材は、焼結プロセス
自体において収縮させられ、このことにより、同様に収
縮させられる密閉手段に対するいっそう良好な整合性が
得られる。しかも、関与するパートナー（案内線／密閉
手段）の熱膨張係数は、金属製案内線を使用したときよ
りも互いに接近している。これにより、温度変動（オン
／オフ）時の応力が減少する。また、サーメット部材を
ピンまたは毛細管として形成することにより、それらの
部品の質量が小さくなり（ピンの場合には部材の外径が
著しく小さくなり毛細管の場合には管の壁厚が著しく僅
かになる理由による）、その結果、温度負荷が変化した
としても絶対的な膨張差は小さくなる。しかも、放電側
に向いた端面も著しく小さくなり、その結果、”バック
・アーク（back arcing）をうまく避けることができ
る。
も、ガラスを用いない接合技術に利用できる特別な特性
をもつサーメットから成る部材を有している。案内線の
この部材は、周囲を取り囲む密閉手段といっしょにその
まま焼結される。この場合、純粋に金属製のパートナー
は関与しておらず、したがって所期の長い耐用年数（１
００００時間を超える信頼性）にとって重要な前提条件
である高真空密な接合を形成することができる。じかに
行われる焼結に関与する案内線の部材は、焼結プロセス
自体において収縮させられ、このことにより、同様に収
縮させられる密閉手段に対するいっそう良好な整合性が
得られる。しかも、関与するパートナー（案内線／密閉
手段）の熱膨張係数は、金属製案内線を使用したときよ
りも互いに接近している。これにより、温度変動（オン
／オフ）時の応力が減少する。また、サーメット部材を
ピンまたは毛細管として形成することにより、それらの
部品の質量が小さくなり（ピンの場合には部材の外径が
著しく小さくなり毛細管の場合には管の壁厚が著しく僅
かになる理由による）、その結果、温度負荷が変化した
としても絶対的な膨張差は小さくなる。しかも、放電側
に向いた端面も著しく小さくなり、その結果、”バック
・アーク（back arcing）をうまく避けることができ
る。
【００１０】このサーメット部材は電極シャフトとダイ
レクトに、または（付加的な部材を介して）間接的に、
溶接によって接合されている。したがってこの領域にお
ける応力も十分に回避される。それというのも、案内線
にシャフトを焼結して入れるようなことをしなくて済む
からである。
レクトに、または（付加的な部材を介して）間接的に、
溶接によって接合されている。したがってこの領域にお
ける応力も十分に回避される。それというのも、案内線
にシャフトを焼結して入れるようなことをしなくて済む
からである。
【００１１】詳細には本発明は高圧放電ランプを対象と
しており、たとえばメタルハライドランプまたはナトリ
ウム高圧ランプを対象としていて、これにはセラミック
スの放電容器（たいていは酸化アルミニウムから成るが
窒化アルミニウムまたはアルミニウムオキシニトリドも
適している）が設けられており、この容器は通常、外管
によって取り囲まれている。この場合、放電容器は２つ
の端部を有しており、それらは密閉手段によって封止さ
れている。なお、この密閉手段は、一体形または複数部
分から成る栓体であり、あるいは適切に成形され統合さ
れた放電容器端部自体である。
しており、たとえばメタルハライドランプまたはナトリ
ウム高圧ランプを対象としていて、これにはセラミック
スの放電容器（たいていは酸化アルミニウムから成るが
窒化アルミニウムまたはアルミニウムオキシニトリドも
適している）が設けられており、この容器は通常、外管
によって取り囲まれている。この場合、放電容器は２つ
の端部を有しており、それらは密閉手段によって封止さ
れている。なお、この密閉手段は、一体形または複数部
分から成る栓体であり、あるいは適切に成形され統合さ
れた放電容器端部自体である。
【００１２】少なくとも放電容器端部において以下の構
造が実現されている。密閉手段の中央孔を通って、導電
性の案内線が真空気密を保持しながら案内されており、
そこにおいてシャフトを備えた電極が取り付けられてい
て、これは放電容器内部に突出している。案内線はサー
メットから成る部材を有しており、その金属含有量は、
それが金属のように溶接可能である程度に高くされてお
り、その際、サーメットから成るこの部材はガラスはん
だを用いることなくじかに行われる焼結によって密閉手
段内に取り付けられている。そして密閉手段も、ガラス
はんだを用いることなくじかに行われる焼結により放電
容器内に取り付けられている。サーメットのセラミック
ス成分は酸化アルミニウム（または窒化アルミニウムあ
るいは窒化酸化アルミニウム）から成り、金属成分はタ
ングステン、モリブデンあるいはレニウム（またはその
合金）から成る。サーメットのための材料の基本構成は
それ自体公知であり、たとえば冒頭で挙げた従来技術や
ヨーロッパ特許出願公開第５２８ ４２８号公報または
ヨーロッパ特許出願公開第６０９ ４７７号公報に記載
されている。本発明によれば、サーメット部材の材料は
溶接可能なものでなければならない。いくつかの実施形
態では、それが導電性も有するように構成されている。
しかしこのことは、いかなる場合でも必ず必要とされる
わけではない。溶接可能でありかつ導電性を有するサー
メットの具体的な実例は、サーメット全体のうち５０体
積％を金属とし、残りを酸化アルミニウムとする配分で
ある。タングステンまたはモリブデンをサーメットの金
属成分とした場合、約３５〜４０体積％の金属配分で確
実に溶接可能となり、導電性は約４５体積％以上の金属
配分で十分良好に得られる。その他の実例は本発明の並
行出願（97P5540, 97P5542, 93-1-480, 97-1-001）に記
載されている。
造が実現されている。密閉手段の中央孔を通って、導電
性の案内線が真空気密を保持しながら案内されており、
そこにおいてシャフトを備えた電極が取り付けられてい
て、これは放電容器内部に突出している。案内線はサー
メットから成る部材を有しており、その金属含有量は、
それが金属のように溶接可能である程度に高くされてお
り、その際、サーメットから成るこの部材はガラスはん
だを用いることなくじかに行われる焼結によって密閉手
段内に取り付けられている。そして密閉手段も、ガラス
はんだを用いることなくじかに行われる焼結により放電
容器内に取り付けられている。サーメットのセラミック
ス成分は酸化アルミニウム（または窒化アルミニウムあ
るいは窒化酸化アルミニウム）から成り、金属成分はタ
ングステン、モリブデンあるいはレニウム（またはその
合金）から成る。サーメットのための材料の基本構成は
それ自体公知であり、たとえば冒頭で挙げた従来技術や
ヨーロッパ特許出願公開第５２８ ４２８号公報または
ヨーロッパ特許出願公開第６０９ ４７７号公報に記載
されている。本発明によれば、サーメット部材の材料は
溶接可能なものでなければならない。いくつかの実施形
態では、それが導電性も有するように構成されている。
しかしこのことは、いかなる場合でも必ず必要とされる
わけではない。溶接可能でありかつ導電性を有するサー
メットの具体的な実例は、サーメット全体のうち５０体
積％を金属とし、残りを酸化アルミニウムとする配分で
ある。タングステンまたはモリブデンをサーメットの金
属成分とした場合、約３５〜４０体積％の金属配分で確
実に溶接可能となり、導電性は約４５体積％以上の金属
配分で十分良好に得られる。その他の実例は本発明の並
行出願（97P5540, 97P5542, 93-1-480, 97-1-001）に記
載されている。
【００１３】殊に有利な実施形態によれば、案内線のサ
ーメット部材は導電性サーメットから成るピンであり、
この場合、電極シャフトはピンの端面に突き合わせ溶接
されている。この形態は、高出力ランプ（１００Ｗ以
上）に殊に適している。通常、サーメットピンは案内線
における単独部材である（しかし複数部分から成る構成
であってもよい）。また、ピン自体は密閉手段に入れら
れてそのまま焼結されている。
ーメット部材は導電性サーメットから成るピンであり、
この場合、電極シャフトはピンの端面に突き合わせ溶接
されている。この形態は、高出力ランプ（１００Ｗ以
上）に殊に適している。通常、サーメットピンは案内線
における単独部材である（しかし複数部分から成る構成
であってもよい）。また、ピン自体は密閉手段に入れら
れてそのまま焼結されている。
【００１４】有利には、密閉手段はリング状の栓体であ
り、これは全体的にまたは部分的に（つまりその内側に
位置する部材が）非導電性のサーメットにより構成され
ている。たとえばこの栓体を、複数の同心の部材によっ
て構成できる。最も内側の栓体は有利には短い長さの毛
細管として形成されていて、これは別のリング状の栓体
（この部材は僅かな金属成分、純粋な酸化アルミニウム
等によるサーメットから成る）によって取り囲まれてい
る。このことで、熱膨張係数が半径方向で放電容器へ向
かって徐々に段階的に移行していくようになる。
り、これは全体的にまたは部分的に（つまりその内側に
位置する部材が）非導電性のサーメットにより構成され
ている。たとえばこの栓体を、複数の同心の部材によっ
て構成できる。最も内側の栓体は有利には短い長さの毛
細管として形成されていて、これは別のリング状の栓体
（この部材は僅かな金属成分、純粋な酸化アルミニウム
等によるサーメットから成る）によって取り囲まれてい
る。このことで、熱膨張係数が半径方向で放電容器へ向
かって徐々に段階的に移行していくようになる。
【００１５】有利には、案内線は密閉手段に深くはめ込
まれており、その結果、充填物との接触が最小化され、
また、温度負荷が低減される。
まれており、その結果、充填物との接触が最小化され、
また、温度負荷が低減される。
【００１６】小出力ランプに殊に適している格別有利な
第２の実施形態によれば、サーメットにより形成された
案内線の部材は毛細管である。この毛細管は密閉手段内
に入れられてそのまま焼結されている。この場合、導電
性という観点は重要ではない。ここで重要なのは、サー
メットの金属配分が十分大きいことから毛細管が溶接可
能なことだけである。
第２の実施形態によれば、サーメットにより形成された
案内線の部材は毛細管である。この毛細管は密閉手段内
に入れられてそのまま焼結されている。この場合、導電
性という観点は重要ではない。ここで重要なのは、サー
メットの金属配分が十分大きいことから毛細管が溶接可
能なことだけである。
【００１７】もちろん、毛細管の導電性は甘受できる。
その際、”バック・アーク（back arcing）”を避ける
のに有利であるのは、密閉手段において放電から保護さ
れた止まり穴内に毛細管を配置することである。
その際、”バック・アーク（back arcing）”を避ける
のに有利であるのは、密閉手段において放電から保護さ
れた止まり穴内に毛細管を配置することである。
【００１８】この第２の実施形態の場合、案内線は少な
くとも２つの部分によって構成されている。案内線は毛
細管のほかに、この管によって囲まれた導電性のピンを
有している。さらにこのピン自体を電極シャフトとして
用いることもできるし、あるいは電極シャフトと接続す
ることもできる。また、このピンを毛細管から外部に突
出させることも可能であり、これによって外側の電流導
入線との接合が容易になる。
くとも２つの部分によって構成されている。案内線は毛
細管のほかに、この管によって囲まれた導電性のピンを
有している。さらにこのピン自体を電極シャフトとして
用いることもできるし、あるいは電極シャフトと接続す
ることもできる。また、このピンを毛細管から外部に突
出させることも可能であり、これによって外側の電流導
入線との接合が容易になる。
【００１９】この案内線ピンはタングステン、モリブデ
ンまたは導電性のセラミックから成る。有利にはこのピ
ンは、放電区間とは反対側の毛細管端部において毛細管
と溶接されている。この場合、ピントそれを取り囲む毛
細管との間には、異なる熱膨張係数を考慮する僅かな間
隙しか残されていない。
ンまたは導電性のセラミックから成る。有利にはこのピ
ンは、放電区間とは反対側の毛細管端部において毛細管
と溶接されている。この場合、ピントそれを取り囲む毛
細管との間には、異なる熱膨張係数を考慮する僅かな間
隙しか残されていない。
【００２０】次に、図面を参照しながら実施例に基づき
本発明について詳細に説明する。
本発明について詳細に説明する。
【００２１】
【実施例】図１には、出力１５０Ｗのメタルハライドラ
ンプが略示されている。このランプは石英ガラスから成
る円筒状の外管１により構成されており、これはランプ
軸を規定するものであって、両側で圧潰され（参照符号
２の部分）、口金が形成されている（参照符号３の部
分）。軸線方向に配置された放電容器４はＡｌ2Ｏ3セラ
ミックスから成り、中央部５で張り出しており、２つの
円筒状端部６ａ，６ｂを有している。この容器は、箔８
を介して口金部分３と接続された２つの電流導入線７に
より外管１内で支持されている。電流導入線７は案内線
９，１０と溶接されていて、それらの案内線はそれぞれ
放電容器端部の端部栓体１１中にはめ込まれている。案
内線９，１０は直径約１ｍｍのサーメットピンであり、
これらは約５０重量％がモリブデン成分であり残りが酸
化アルミニウムである導電性の溶接可能なサーメットか
ら成る。
ンプが略示されている。このランプは石英ガラスから成
る円筒状の外管１により構成されており、これはランプ
軸を規定するものであって、両側で圧潰され（参照符号
２の部分）、口金が形成されている（参照符号３の部
分）。軸線方向に配置された放電容器４はＡｌ2Ｏ3セラ
ミックスから成り、中央部５で張り出しており、２つの
円筒状端部６ａ，６ｂを有している。この容器は、箔８
を介して口金部分３と接続された２つの電流導入線７に
より外管１内で支持されている。電流導入線７は案内線
９，１０と溶接されていて、それらの案内線はそれぞれ
放電容器端部の端部栓体１１中にはめ込まれている。案
内線９，１０は直径約１ｍｍのサーメットピンであり、
これらは約５０重量％がモリブデン成分であり残りが酸
化アルミニウムである導電性の溶接可能なサーメットか
ら成る。
【００２２】両方の案内線９，１０は両方の側において
栓体１１のところで突き出ており、放電側では電極１４
を保持している。電極１４は、タングステンから成る電
極シャフト１５と、放電側端部で伸ばされているコイル
部１６とにより構成されている。案内線９，１０はそれ
ぞれ、電極シャフト１５および外側の電流導入線７と突
き合わせ溶接されている。
栓体１１のところで突き出ており、放電側では電極１４
を保持している。電極１４は、タングステンから成る電
極シャフト１５と、放電側端部で伸ばされているコイル
部１６とにより構成されている。案内線９，１０はそれ
ぞれ、電極シャフト１５および外側の電流導入線７と突
き合わせ溶接されている。
【００２３】放電容器の充填物は不活性点火ガスたとえ
ばアルゴンのほかに、水銀とメタルハライドの添加物と
から成る。また、たとえば水銀を用いないメタルハライ
ド充填物を使用することも可能であり、この場合、点火
ガスであるキセノンのために高い圧力が選定される。
ばアルゴンのほかに、水銀とメタルハライドの添加物と
から成る。また、たとえば水銀を用いないメタルハライ
ド充填物を使用することも可能であり、この場合、点火
ガスであるキセノンのために高い圧力が選定される。
【００２４】端部栓体１１は実質的にＡｌ2Ｏ3 により
構成されている。しかし、非導電性で溶接不可能であり
主成分としてＡｌ2Ｏ3 をもつサーメットを使用するこ
とも可能であって、この場合、金属成分として約３０重
量％の配分でタングステンが含まれている（あるいは相
応に高い配分でモリブデンが含まれている）。サーメッ
トの適切な組成に関するそのほかの可能性については、
冒頭で述べた従来技術で挙げられている。
構成されている。しかし、非導電性で溶接不可能であり
主成分としてＡｌ2Ｏ3 をもつサーメットを使用するこ
とも可能であって、この場合、金属成分として約３０重
量％の配分でタングステンが含まれている（あるいは相
応に高い配分でモリブデンが含まれている）。サーメッ
トの適切な組成に関するそのほかの可能性については、
冒頭で述べた従来技術で挙げられている。
【００２５】案内線９，１０は、それぞれ栓体１１内に
そのまま焼結して入れられている。同様に、栓体１１も
それぞれ放電容器の円筒状端部６にじかに（つまりガラ
スはんだなしで）焼結して入れられている。
そのまま焼結して入れられている。同様に、栓体１１も
それぞれ放電容器の円筒状端部６にじかに（つまりガラ
スはんだなしで）焼結して入れられている。
【００２６】さらに第２の端部６ｂにおいて、栓体１１
内に軸方向に平行な孔１２が設けられており、この孔は
それ自体公知のようにして放電容器の排気と充填を行う
ために用いられる。この孔１２は充填後、ピン１３（当
業者の用語ではストッパと称する）または溶融セラミッ
クスによって封止される。このピンは通常、セラミック
スまたはサーメットから成る。この技術に関する種々の
実施形態は、たとえばアメリカ合衆国特許第4 155 758
号、アメリカ合衆国特許第 5 484 315 号およびヨーロ
ッパ特許出願公開第 697 137 号に記載されている。
内に軸方向に平行な孔１２が設けられており、この孔は
それ自体公知のようにして放電容器の排気と充填を行う
ために用いられる。この孔１２は充填後、ピン１３（当
業者の用語ではストッパと称する）または溶融セラミッ
クスによって封止される。このピンは通常、セラミック
スまたはサーメットから成る。この技術に関する種々の
実施形態は、たとえばアメリカ合衆国特許第4 155 758
号、アメリカ合衆国特許第 5 484 315 号およびヨーロ
ッパ特許出願公開第 697 137 号に記載されている。
【００２７】基本的に案内線としてはサーメットピンが
適しており、これはアルミニウム酸化物のほかに少なく
とも４０体積％の金属（有利には４５〜７５体積％の
間）を含み、溶接可能であって場合によっては導電性で
ある。たとえば７０〜９０重量％のタングステン、また
は５５〜８０重量％のモリブデンが適している（あるい
は体積に関して等価な量のレニウム）。端部栓体に関し
て材料としてはサーメットが適しており、この場合のサ
ーメットには案内線よりも僅かな配分の金属しか含まれ
ていない（有利には案内線の場合の配分の約半分）。こ
の場合、栓体の基本的な特性は、その熱膨張係数が案内
線の係数と容器の係数との間に位置することである。し
かし、栓体の金属成分をゼロ付近にすることもできる。
適しており、これはアルミニウム酸化物のほかに少なく
とも４０体積％の金属（有利には４５〜７５体積％の
間）を含み、溶接可能であって場合によっては導電性で
ある。たとえば７０〜９０重量％のタングステン、また
は５５〜８０重量％のモリブデンが適している（あるい
は体積に関して等価な量のレニウム）。端部栓体に関し
て材料としてはサーメットが適しており、この場合のサ
ーメットには案内線よりも僅かな配分の金属しか含まれ
ていない（有利には案内線の場合の配分の約半分）。こ
の場合、栓体の基本的な特性は、その熱膨張係数が案内
線の係数と容器の係数との間に位置することである。し
かし、栓体の金属成分をゼロ付近にすることもできる。
【００２８】電極と案内線端面との溶接は、栓体への案
内線の焼結よりも前に行われる。溶接可能なサーメット
ピンは、最終的な焼結の前にすでに十分に予備焼結され
ている。
内線の焼結よりも前に行われる。溶接可能なサーメット
ピンは、最終的な焼結の前にすでに十分に予備焼結され
ている。
【００２９】第２の実施形態（図２）によれば、ほぼ円
柱状の放電容器２５の各端部にそれぞれ非導電性の栓体
２６がじかに焼結されている。この場合も案内線は、先
に挙げたのと同じような組成（しかし金属配分は５０体
積％でこちらの方が高く選定されている）をもつ導電性
のサーメットピン９，１０である。アルミニウム酸化物
から成る栓体２６は２つの同心の部材によって構成され
ており、つまりリング状の外側栓体２１と、約２倍長い
内側毛細管２０とによって構成されている。それでもこ
の毛細管は、公知の毛細管技術におけるものよりも約５
０％短い。栓体２１に比べて毛細管の全長が長いことに
より、密閉特性が改善される。サーメットピン９は毛細
管２０内に深くはめ込まれており、そこにおいてじかに
焼結されている。この場合、充填孔２２は外側栓体２１
に設けられている。
柱状の放電容器２５の各端部にそれぞれ非導電性の栓体
２６がじかに焼結されている。この場合も案内線は、先
に挙げたのと同じような組成（しかし金属配分は５０体
積％でこちらの方が高く選定されている）をもつ導電性
のサーメットピン９，１０である。アルミニウム酸化物
から成る栓体２６は２つの同心の部材によって構成され
ており、つまりリング状の外側栓体２１と、約２倍長い
内側毛細管２０とによって構成されている。それでもこ
の毛細管は、公知の毛細管技術におけるものよりも約５
０％短い。栓体２１に比べて毛細管の全長が長いことに
より、密閉特性が改善される。サーメットピン９は毛細
管２０内に深くはめ込まれており、そこにおいてじかに
焼結されている。この場合、充填孔２２は外側栓体２１
に設けられている。
【００３０】栓体に関する別の実施形態によれば、栓体
２１は非導電性のサーメットから成るが、その金属配分
（約１０体積％のタングステン）が毛細管よりも小さく
なるように構成されている。この場合、毛細管２０は非
導電性の非溶接可能なサーメットから成り、これは約２
０体積％のタングステンを有している。この構成の利点
は、部材の金属含有量が異なることに起因して熱膨張係
数が良好に段階づけられることである（すべての部材に
対し１種類の金属（タングステン）しか使わなければ内
側から外側へ向かって減少する）。しかし毛細管２０
を、非導電性の溶接可能なサーメットまたは酸化アルミ
ニウムによって構成することもできる。また、当然なが
ら、サーメットピンを単一構造の栓体（図１参照）に放
電側で深くはめ込むことも可能である。
２１は非導電性のサーメットから成るが、その金属配分
（約１０体積％のタングステン）が毛細管よりも小さく
なるように構成されている。この場合、毛細管２０は非
導電性の非溶接可能なサーメットから成り、これは約２
０体積％のタングステンを有している。この構成の利点
は、部材の金属含有量が異なることに起因して熱膨張係
数が良好に段階づけられることである（すべての部材に
対し１種類の金属（タングステン）しか使わなければ内
側から外側へ向かって減少する）。しかし毛細管２０
を、非導電性の溶接可能なサーメットまたは酸化アルミ
ニウムによって構成することもできる。また、当然なが
ら、サーメットピンを単一構造の栓体（図１参照）に放
電側で深くはめ込むことも可能である。
【００３１】図３には、小出力たとえば３５Ｗのメタル
ハライドランプに関する放電容器の別の実施形態が示さ
れている。アルミニウム酸化物から成る胴の膨らんだ形
状の放電容器２９は、直径の抑えられた端部を有してお
り、それらの端部は密封手段３４ａ，ｂとしてはたら
き、栓体に似たかたちで形成されている。もちろん、別
個の栓体を使用することもできる。各端部３４には、放
電区間とは反対側の中央に止まり穴２７が設けられてお
り、この穴は貫通開口部２８に向かって段階的に狭くな
っている。この場合、案内線３０は２つの部材によって
構成されている。溶接可能なサーメットから成る短い毛
細管３１は止まり穴２７にはめ込まれており、そこにお
いてじかに焼結されている。これは導電性のピン３２を
取り囲んでおり、このピンにおいて放電側に向いた前端
部に電極シャフト３３が突き合わせ溶接されている。ピ
ン３２は、導電性のサーメットから成るかまたは金属た
とえばモリブデンから成る。ピン３２は放電側では貫通
開口部２８において終端しており、あるいは別の有利な
実施形態によればすでに毛細管３１内で終端している。
ハライドランプに関する放電容器の別の実施形態が示さ
れている。アルミニウム酸化物から成る胴の膨らんだ形
状の放電容器２９は、直径の抑えられた端部を有してお
り、それらの端部は密封手段３４ａ，ｂとしてはたら
き、栓体に似たかたちで形成されている。もちろん、別
個の栓体を使用することもできる。各端部３４には、放
電区間とは反対側の中央に止まり穴２７が設けられてお
り、この穴は貫通開口部２８に向かって段階的に狭くな
っている。この場合、案内線３０は２つの部材によって
構成されている。溶接可能なサーメットから成る短い毛
細管３１は止まり穴２７にはめ込まれており、そこにお
いてじかに焼結されている。これは導電性のピン３２を
取り囲んでおり、このピンにおいて放電側に向いた前端
部に電極シャフト３３が突き合わせ溶接されている。ピ
ン３２は、導電性のサーメットから成るかまたは金属た
とえばモリブデンから成る。ピン３２は放電側では貫通
開口部２８において終端しており、あるいは別の有利な
実施形態によればすでに毛細管３１内で終端している。
【００３２】この放電容器２９の排気ならびに充填は、
一方の端部３４ｂのところでまずはじめに、リードピン
なしで毛細管だけが焼結されることにより行われる。充
填後、リードピン３２が電極といっしょに貫通開口部２
８まで毛細管中に挿入される。そしてピン３２の後端部
領域において、たとえばレーザまたはプラズマバーナー
により、ピン３２が毛細管３１と溶接される（符号３６
参照）。この技術により得られる利点とは、封止にあた
り放電容器２９自体はその中にすでに収容されている充
填物も含めて比較的冷たい状態に保持されることであ
る。それゆえ、封止の際に充填物が蒸発するおそれがな
い。しかもこの実施形態の場合、（従来は充填孔封止に
必要とされていた）ガラスはんだや溶融セラミックス
は、もはや不要である。全般的にこの実施形態によれ
ば、小出力ランプにおいて利点が得られる。なぜならば
それらは小さい寸法を有しており、それゆえ別個の偏心
の充填孔のための場所が不足しているからである。しか
も、小出力ランプになると熱容量が小さくなることか
ら、加熱の問題はいっそうクリティカルとなる。
一方の端部３４ｂのところでまずはじめに、リードピン
なしで毛細管だけが焼結されることにより行われる。充
填後、リードピン３２が電極といっしょに貫通開口部２
８まで毛細管中に挿入される。そしてピン３２の後端部
領域において、たとえばレーザまたはプラズマバーナー
により、ピン３２が毛細管３１と溶接される（符号３６
参照）。この技術により得られる利点とは、封止にあた
り放電容器２９自体はその中にすでに収容されている充
填物も含めて比較的冷たい状態に保持されることであ
る。それゆえ、封止の際に充填物が蒸発するおそれがな
い。しかもこの実施形態の場合、（従来は充填孔封止に
必要とされていた）ガラスはんだや溶融セラミックス
は、もはや不要である。全般的にこの実施形態によれ
ば、小出力ランプにおいて利点が得られる。なぜならば
それらは小さい寸法を有しており、それゆえ別個の偏心
の充填孔のための場所が不足しているからである。しか
も、小出力ランプになると熱容量が小さくなることか
ら、加熱の問題はいっそうクリティカルとなる。
【００３３】さらにこの構成を、放電容器の一方の側だ
けで実現することも可能であり、この場合、他方の端部
における案内線は慣用のように別の形式で実現される
か、またはたとえば図１のようにして実現される。
けで実現することも可能であり、この場合、他方の端部
における案内線は慣用のように別の形式で実現される
か、またはたとえば図１のようにして実現される。
【００３４】材料の選定に関しては以下の考察が重要で
ある。１つの実施形態によれば、毛細管とリードピンを
同じ導電性材料（金属配分の大きいサーメット）により
構成することができる。この場合、放電アークの逆火を
避けるため、止まり穴を備えた栓体が望ましい。ここで
利点として挙げられるのは、同じ材料から成る２つの部
材はきわめて良好に溶接できるし、また、それらは同じ
熱特性をもつことである。したがって、毛細管３１とピ
ン３２との間の間隙３５をできるかぎり小さく選定でき
る。このため、間隙内での充填物の凝縮は最小である。
ある。１つの実施形態によれば、毛細管とリードピンを
同じ導電性材料（金属配分の大きいサーメット）により
構成することができる。この場合、放電アークの逆火を
避けるため、止まり穴を備えた栓体が望ましい。ここで
利点として挙げられるのは、同じ材料から成る２つの部
材はきわめて良好に溶接できるし、また、それらは同じ
熱特性をもつことである。したがって、毛細管３１とピ
ン３２との間の間隙３５をできるかぎり小さく選定でき
る。このため、間隙内での充填物の凝縮は最小である。
【００３５】第２の変形実施形態によれば、ピンの金属
配分は毛細管における金属配分よりも大きい。その際、
ピンだけが導電性であり（約４５体積％のタングステ
ン）、毛細管は溶接可能なだけである（約３５〜４５体
積％のタングステン）。この場合、止まり穴を採用しな
くてよい。毛細管は放電側において栓体の内側で終端す
る。
配分は毛細管における金属配分よりも大きい。その際、
ピンだけが導電性であり（約４５体積％のタングステ
ン）、毛細管は溶接可能なだけである（約３５〜４５体
積％のタングステン）。この場合、止まり穴を採用しな
くてよい。毛細管は放電側において栓体の内側で終端す
る。
【００３６】ピンは（殊にそれが金属から成るとき
は）、たとえば毛細管のところでも外側に突出させるこ
とができ、これによって外側の電流導入線と良好に溶接
できる。しかしまた、外側の電流導入線が管状の端部を
有し、毛細管がそれに覆われるように構成することもで
きる。
は）、たとえば毛細管のところでも外側に突出させるこ
とができ、これによって外側の電流導入線と良好に溶接
できる。しかしまた、外側の電流導入線が管状の端部を
有し、毛細管がそれに覆われるように構成することもで
きる。
【００３７】具体的な寸法は、典型的には以下の通りで
ある。毛細管の外径は出力ランクに応じて２〜３ｍｍで
ある。ピンの直径は、小出力（３５Ｗ）であれば典型的
には６００μｍである。ピンと毛細管との間の間隙は数
１０μｍの厚さであり、たとえば４０μｍである。
ある。毛細管の外径は出力ランクに応じて２〜３ｍｍで
ある。ピンの直径は、小出力（３５Ｗ）であれば典型的
には６００μｍである。ピンと毛細管との間の間隙は数
１０μｍの厚さであり、たとえば４０μｍである。
【００３８】このようにガラスはんだのない封止技術は
１０００゜Ｃまでの温度に耐える能力があるのに対し、
ガラスはんだを使用したならば７００゜Ｃまでの温度し
か許容できない。したがって、本発明の格別な利点は短
い全長にある。ヨーロッパ特許出願公開第５８７２３８
号公報のものと比べ、毛細管の全長を５０〜７０％も短
くすることができる。しかも、ピンと毛細管との間の間
隙が短くなり狭くなったことから、所要充填物量を約５
０％も減らすことができる。
１０００゜Ｃまでの温度に耐える能力があるのに対し、
ガラスはんだを使用したならば７００゜Ｃまでの温度し
か許容できない。したがって、本発明の格別な利点は短
い全長にある。ヨーロッパ特許出願公開第５８７２３８
号公報のものと比べ、毛細管の全長を５０〜７０％も短
くすることができる。しかも、ピンと毛細管との間の間
隙が短くなり狭くなったことから、所要充填物量を約５
０％も減らすことができる。
【００３９】案内線またはリード部材の耐腐食性を中心
に考えるならば、サーメットの金属成分としてタングス
テンを使用するのがよい。これに対し、熱的適合性がと
りわけクリティカルな状況では、むしろモリブデンが有
利である。
に考えるならば、サーメットの金属成分としてタングス
テンを使用するのがよい。これに対し、熱的適合性がと
りわけクリティカルな状況では、むしろモリブデンが有
利である。
【００４０】サーメット組成に対する根拠として以下の
情報を役立てることができる。サーメットの金属パート
ナーとしてタングステンを用いる場合、約３５〜４０体
積％のタングステン配分で確実に溶接可能となり、導電
性に関しては約４５体積％のタングステン配分で十分で
ある。モリブデンについては、これよりも約１．５倍高
い値があてはまる。
情報を役立てることができる。サーメットの金属パート
ナーとしてタングステンを用いる場合、約３５〜４０体
積％のタングステン配分で確実に溶接可能となり、導電
性に関しては約４５体積％のタングステン配分で十分で
ある。モリブデンについては、これよりも約１．５倍高
い値があてはまる。
【図１】セラミックスの放電容器を備えたメタルハライ
ドランプの部分断面図である。
ドランプの部分断面図である。
【図２】セラミックスの放電容器の密閉部に関する別の
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図３】セラミックスの放電容器の密閉部に関する第３
の実施例を示す図である。
の実施例を示す図である。
３ 口金 ４ 放電容器 ６ａ，６ｂ 端部 ７ 電流導入線 ９，１０ 案内線 １１ 端部栓体 ２０ 毛細管 ２１ 栓体 ２２ 充填孔 ２５ 放電容器 ２６ 栓体 ２７ 止め孔 ２８ 貫通開口部 ３１ 毛細管 ３２ ピン ３３ 電極シャフト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディーター ラング ドイツ連邦共和国 ブルックミュール ロ ーゼンシュトラーセ 14 (72)発明者 リタ ティート ドイツ連邦共和国 メーリング アム ア ルテン シュポルトプラッツ 21
Claims (12)
- 【請求項１】 セラミックスの放電容器（４）を備えて
おり、該放電容器（４）は２つの端部（６）を有し、該
２つの端部（６）は密閉手段により封止されており、該
密閉手段を貫通して、導電性の案内線（９，１０；３
０）が真空気密保持されて案内されている形式の高圧放
電ランプにおいて、 少なくとも一方の放電容器端部（６）のところで前記案
内線はサーメットから成る部材を有しており、該サーメ
ットにおける金属含有量は、金属のように溶接可能であ
る程度に高くされており、 サーメットから成る前記部材は密閉手段内に、そして該
密閉手段は放電容器（４）内に、ガラスはんだによるこ
となくそれぞれそのまま焼結により取り付けられている
ことを特徴とする、 高圧放電ランプ。 - 【請求項２】 前記案内線の部材は導電性サーメットか
ら成るピン（９，１０）であり、該ピンの端面に電極シ
ャフト（１５）が突き合わせ溶接されており、該ピン
（９，１０）は案内線における単独部材である、請求項
１記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項３】 前記密閉手段は、非導電性サーメットか
ら成るリング状の栓体を有しており、該栓体は毛細管
（２０）として構成されている、請求項２記載の高圧放
電ランプ。 - 【請求項４】 前記案内線（９，１０）は密閉手段（２
０）に深くはめ込まれている、請求項２記載の高圧放電
ランプ。 - 【請求項５】 前記案内線の部材は毛細管（３１）であ
る、請求項１記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項６】 前記毛細管（３１）は密閉手段内におい
て、放電から保護された止まり穴（２７）内に配置され
ている、請求項５記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項７】 前記案内線は付加的に導電性のピン（３
２）を有しており、該ピンは前記毛細管（３１）内に配
置されている、請求項５記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項８】 前記ピン（３２）はタングステン、モリ
ブデンまたは導電性サーメットから成る、請求項７記載
の高圧放電ランプ。 - 【請求項９】 前記ピン（３２）は、放電区間とは反対
側の端部で毛細管（３１）と溶接されている、請求項７
記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項１０】 前記のピン（３２）とそれを取り囲む
毛細管（３１）との間には狭い間隙（３５）しか残され
ていない、請求項７記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項１１】 前記放電容器は外管（１）により取り
囲まれている、請求項１記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項１２】 前記ランプはメタルハライド充填物を
有する、請求項１記載の高圧放電ランプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19727429.3 | 1997-06-27 | ||
| DE19727429A DE19727429A1 (de) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1167155A true JPH1167155A (ja) | 1999-03-09 |
Family
ID=7833875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10179453A Ceased JPH1167155A (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-26 | 高圧放電ランプ |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6181065B1 (ja) |
| EP (1) | EP0887839B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1167155A (ja) |
| CN (1) | CN1151538C (ja) |
| AT (1) | ATE230160T1 (ja) |
| CA (1) | CA2241714A1 (ja) |
| DE (2) | DE19727429A1 (ja) |
| HU (1) | HU221395B1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002231186A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-16 | Iwasaki Electric Co Ltd | メタルハライドランプ |
| JP2007511038A (ja) * | 2003-10-03 | 2007-04-26 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 放電ランプ |
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|---|---|---|---|---|
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| DE10026802A1 (de) * | 2000-05-31 | 2002-01-03 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß |
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| AU2002356372A1 (en) * | 2002-01-15 | 2003-07-30 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | High-pressure discharge lamp |
| CN100576421C (zh) * | 2002-08-30 | 2009-12-30 | 松下电器产业株式会社 | 能够保持稳定特性的金属蒸汽放电灯和照明设备 |
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