JPH1196973A - 高圧放電ランプおよび照明装置 - Google Patents
高圧放電ランプおよび照明装置Info
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- JPH1196973A JPH1196973A JP25955197A JP25955197A JPH1196973A JP H1196973 A JPH1196973 A JP H1196973A JP 25955197 A JP25955197 A JP 25955197A JP 25955197 A JP25955197 A JP 25955197A JP H1196973 A JPH1196973 A JP H1196973A
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Abstract
との境界部近傍にクラックが生じないようにするととも
に、耐ハロゲン化物部分の基端部とセラミック封止用コ
ンパウンドのシールとの間に剥離が生じないようにし
て、所要の寿命特性を得ることができる高圧放電ランプ
を提供する。 【解決手段】透光性セラミック放電容器の端部部分内に
貫通する給電導体が封着性の部分とこの部分の先端に接
続した耐ハロゲン化物部分を含み、封着性の部分と耐ハ
ロゲン化物部分との境界部近傍を包囲するセラミックス
リーブを配設して、給電導体、セラミックスリーブおよ
び端部部分をセラミック封止用コンパウンドのシールで
封着した。セラミックスリーブが上記境界部と端部部分
との間に介在することにより、当該部分のセラミック封
止用コンパウンドのシールが薄くなり、緩衝性が向上す
るために、クラックや剥離が少なくなるのではないかと
考えられる。
Description
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。
からなる放電容器を備えた高圧放電ランプは、石英ガラ
スに比較して耐熱性および耐食性に優れることから、優
れた寿命特性を有すること、およびジスプロシウムDy
やナトリウムNaなどの発光金属との反応による失透現
象が少なくて、したがってこれに伴う光束低下を抑制で
きると期待されている。
の実用化における困難さの一つにシールがある。
す断面図である。
−66556号公報に記載されていて以下に示す構成で
ある。
外径8.45mmおよび内径6.85mmの緻密に焼結
した多結晶酸化アルミニウムからなる円筒状の壁部2を
有する。同様に焼結した酸化アルミニウムからなる端末
壁部3、4および5、6が円筒状の壁部2のそれぞれの
端部に対し気密に焼結されている。これらの端末壁部
3、4および5、6は、それぞれ、2mmの厚さを有す
る円板3および5と、突出管4および6とからなる。こ
れらの突出管4、6の突出部は、8mmの長さと、3m
mの外径と、さらに、2.05mmの内径とを有する。
び8が、それぞれ、参照数字9および10によって表さ
れるハロゲン化物に耐える溶融ガラスの助けによって、
それぞれ酸化アルミニウムの詰め物片すなわちパッキン
グピース17および18と一緒に、それぞれ、突出管
4、6の中に封入される。放電容器1の内部に位置する
タングステンピン7、8の端部は、互いに向き合ってい
る先端部13および14ととともに、それぞれ、電極1
1および12を構成し、かつ、それぞれ、タングステン
電極フィラメント15および16(直径0.3mmのタ
ングステン線の各々2層、5回転)を設ける、旨記載さ
れている。
す断面図である。
196131号公報の図8およびこれに関連する明細書
の部分に記載されている。
容器710を具え、この容器は放電空所711を囲み、
これには金属ハロゲン化物を含むイオン化可能な充填物
を入れる。この場合の充填物は水銀と、金属ハロゲン化
物で構成する。充填物はアルゴンおよび始動ガスを含
む。
740aを配置する。
製の棒に同じくモリブデン製のワイヤで造った巻線76
0aを巻き付けて形成した。本例の実施に当たっては、
棒の直径を406μmとし、巻線760aを直径が12
9μm、139μmおよび145μmのワイヤで造っ
た。端部区分730aの内径Dは760μmとした。端
部区分730aの内側面と前記各太さの巻線の外側面と
の間の空所はそれぞれ48μm、38μmおよび32μ
mとした。直径が139μmのワイヤで造った巻線76
0aが極めて良好な結果を呈することを確かめた。耐ハ
ロゲン化物部分751aの長さは8.5mmとし、これ
と同じ距離L1だけ端部区分730内の内側に延在させ
た。
の内径に2mmを加えた値(2.76mm)よりも大き
い。
長さL3にわたり融解セラミックのシール732aをか
ぶせる。
とした。この棒を端部区分730aの内側に2mmの距
離L2にわたり延在させた。
旨記載されている。
示した第1および第2の従来の高圧放電ランプは、その
いずれも以下明らかにするように、放電容器のシールに
問題がある。
場合、給電導体が単一のタングステンピン7、8であ
り、このタングステンピン7、8と放電容器1の突出管
4、6すなわち端部部分との間にパッキングピース1
7、18すなわちセラミックスリーブを挿入して、溶融
ガラス9、10すなわちセラミック封止用コンパウンド
のシールにより、気密に封着するものである。
タングステンとの熱膨張率の差異を無視することができ
ないために、セラミックスリーブの存在によっても所要
のシールを得ることが困難である。
合、給電導体のセラミック封止用コンパウンドのシール
732aに接触する部分をニオブなどの封着性の部分に
することにより、第1の従来の高圧放電ランプにおける
シールの問題点を解決しようとしている。
ハロゲンに反応して腐食するという問題があるため、封
着性の部分が放電空間のハロゲンと接触しないように、
セラミック封止用コンパウンドのシールによって完全に
被覆する必要がある。このため、第2の従来の高圧放電
ランプにおいては、セラミック封止用コンパウンドのシ
ール732aが距離L3(1mm)にわたり耐ハロゲン
化物部分751aまで延在されている。
のシールが耐ハロゲン化物部分に接触すると、両者の熱
膨張率の相違により、製造時の封着工程または高圧放電
ランプの点滅の繰り返しによって、次の問題が生じる。
タングステンやモリブデンは、熱膨張係数がニオブなど
の耐ハロゲン性部分に比較して小さいので、封着時また
は高圧放電ランプの点滅の繰り返しに伴い、耐ハロゲン
化物部分とセラミック封止用コンパウンドのシールとの
間の第1の部分が剥離する。
の境界部を起点とするセラミック封止用コンパウンドお
よび放電容器の端部部分に向かう第2の部分にクラック
が生じやすい。
がハロゲン化物に接触するために、透過性部分が腐食に
より劣化する。
リークが生じて放電容器の気密性が損なわれる。
ロゲン化物部分との境界部近傍にクラックが生じないよ
うにするとともに、耐ハロゲン化物部分の基端部とセラ
ミック封止用コンパウンドのシールとの間に剥離が生じ
ないようにして、所要の寿命特性を得ることができる高
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。
電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい端部部
分を備えた透光性セラミック放電容器と;封着性の部分
および封着性の部分の先端に基端部が接続している耐ハ
ロゲン化物部分を備え、透光性セラミック放電容器の端
部部分内を貫通するとともに、基端部が端部部分から外
部へ突出している封着性の部分を含み、端部部分との間
にわずかな隙間を形成する給電導体と;給電導体および
放電容器の端部部分の間において封着性の部分および耐
ハロゲン化物部分の少なくとも境界部近傍を包囲するセ
ラミックスリーブと;膨出部内に配設されて給電導体に
接続した電極と;放電容器の端部部分、セラミックスリ
ーブおよび給電導体を封着するセラミック封止用コンパ
ウンドのシールと;金属ハロゲン化物を含み放電空間部
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。
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。
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(DGA)、
イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)お
よび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)のような耐火材
料製の放電容器を意味する。
容器を透過して外部へ導出できる程度であればよく、透
明および拡散透過性のいずれでもよい。
は、一体成形されていてもよい。しかし、膨出部を円筒
体および円筒体の両端を閉塞する一対の中心孔のある端
板により、また端部部分を端板の中心孔に挿入される一
対のチューブを焼結して一体化したものであってもよ
い。
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、放電容器に気密にシールされ、電極に接続する
部材をいう。
密を得るために、封着性の部分とこれに続く耐ハロゲン
化物部分とからなり、主として封着性の部分で放電容器
の端部部分にセラミック封止用コンパウンドのシールを
介して固着されている。
コンパウンドのシールにより、放電容器を、その端部部
分と封着性の部分との間で封止するのに適した材料の部
分であればよく、たとえばチタン、ジルコニウム、ハフ
ニウム、バナジウム、ニオブおよびタンタルあるいはこ
れらの合金を用いることができる。
酸素に対する透過性は問わないが、上記した材料は結果
的に透過性材料と同じである。
はゲッタとして用いない点が特徴的な構成である。放電
容器にDGAを用いる場合、ニオブおよびタンタルはそ
れらの平均熱膨張係数がDGAとほぼ同一であるから、
封着性の部分としてニオブおよびまたはタンタルを用い
るのが好適である。酸化イットリウムおよびYAGの場
合も差が少ない。窒化アルミニウムをセラミック放電容
器として用いる場合には、封着性の部分としてジルコニ
ウムを用いるとよい。
ンプの作動中に放電空間容器内に存在するハロゲン化物
および遊離ハロゲンによる腐食作用が殆どないか、ない
しは全く起こらない物質からなる部分であることを意味
し、たとえばタングステン、モリブデン、プラチナ、イ
リジウム、レニウムおよびロジウムからなるグループか
ら選択された金属あるいはこれらの金属の少なくとも一
種の珪化物、炭化物または窒化物の1種または複数種か
らなる部分であり、異なる材質の心材に対して上記材料
で被覆したものであってもよい。
部部分の内面との間に形成される空所が少なくとも5μ
mで、最大でも端部部分の内径の1/4の大きさで、約
200μm以下の空所を意味する。
の耐ハロゲン化物部分の直径は、端部部分の内径の少な
くとも1/2とする。
電導体との間にセラミックスリーブを介在させて形成す
ることもできる。この場合、わずかな隙間は給電導体と
セラミックスリーブとの間およびセラミックスリーブと
端部部分の内面との間に形成される。
耐ハロゲン化物からなる棒体と、この棒体の回りに巻回
された耐ハロゲン化物からなるコイルとから構成する場
合には、わずかな隙間は、これを放電容器の端部部分と
上記コイルの外側面すなわち耐ハロゲン化物の外周面と
の間に形成することもできる。
ンプの作動中その中に余剰のハロゲン化物が液体状態で
侵入して最冷部を形成するが、隙間の間隔を適当に設定
することにより、所望の最冷部温度にすることができ
る。わずかな隙間をなるべく狭くすることにより、封入
する放電媒体の量を少なくすることができる。
構成することができる前述の材料と同一材料またはサー
メットからなるスリーブであることを許容する。
の部分と耐ハロゲン化物部分の少なくとも境界部近傍を
包囲していればよいが、要すれば放電容器の端部部分の
実質的全長にほぼわたって延在していてもよい。
隙間をセラミックスリーブと給電導体の耐ハロゲン化物
との間および放電容器の端部部分とセラミックスリーブ
との間に形成することができる。
給電導体の封着性の部分および耐ハロゲン化物部分の境
界部近傍を包囲して配設することにより、境界部を起点
とするセラミック封止コンパウンドのシールおよび放電
容器の端部部分のクラックおよび耐ハロゲン化物部分と
シールとの間の剥離を防止することができるのが最も重
要な作用である。そして、この作用についてはセラミッ
クスリーブが端部部分の全長にわたっていても、いなく
ても本質的には変わらない。
上記境界部近傍にのみ存在する短いものでよい。このよ
うなサイズの小さなセラミックスリーブは、コスト面で
有利である。また、この場合のわずかな隙間は、たとえ
ば前記したように棒体と、棒体の周囲に巻回したワイヤ
とからなる体ハロゲン化物部分を用いることにより、容
易に実現できる。
部分と耐ハロゲン化物部分との境界部近傍に配設する
と、上記のように良好なシールを得ることができる理由
は詳かでないが、セラミックスリーブが介在することに
より、セラミック封止用コンパウンドのシールがかなり
薄くでき、これに伴いシール作用は変わらないで緩衝性
が高くなり、このためシールが熱膨張率の相違になじみ
やすくなるのではないかと考えられる。
項1記載の高圧放電ランプにおいて、給電導体の耐ハロ
ゲン化物部分は、少なくとも表面が耐ハロゲン化物であ
るとともに封着性の部分に基端部が接続している棒体
と、放電容器の端部部分に対向する棒体の周囲であって
セラミックスリーブに隣接する中間部に巻回された耐ハ
ロゲン化物のワイヤからなるコイルと、を含み;わずか
な隙間は、放電容器の端部部分および耐ハロゲン化物部
分のコイルの間に形成されている;ことを特徴としてい
る。
上記のように構成していることにより、セラミックスリ
ーブとして給電導体の封着性の部分と耐ハロゲン化物部
分との境界部近傍のみを包囲する短いものを用いればよ
く、したがってコストを下げることができる。わずかな
隙間は耐ハロゲン化物部分のコイルの外周面と放電容器
の端部部分の内面との間に形成することができる。
ための第2のセラミックスリーブを耐ハロゲン化物部分
の回りに配置することができる。
項1または2記載の高圧放電ランプにおいて、セラミッ
クスリーブは、給電導体の耐ハロゲン化物部分の基端部
を除く部分を包囲していないことを特徴としている。
りにわずかな隙間を形成するには、請求項2の構成を採
用することができる。これと異なる構成としては、たと
えば耐ハロゲン化物部分を構成する棒体の直径を大きく
してもよい。
クスリーブは短いものを用いるが、設計の自由度があ
る。
項1ないし3のいずれか一記載の高圧放電ランプにおい
て、セラミックスリーブの先端に近接したストッパを具
備していることを特徴としている。
めして、製造段階でのシール時にセラミックスリーブが
位置ずれを起こさないようにする。
デンなどの耐熱性金属が適しており、ワイヤにして耐ハ
ロゲン化物部分に巻回すればよい。
体と;照明装置本体に装着される請求項1ないし4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。
プを光源として何らかの目的のために利用する全ての装
置に適応するもので、これらの装置を包括的に照明装置
という。たとえば、各種照明器具、表示用装置および投
光装置などである。照明器具としては、屋外用および屋
内用の照明器具を含む。投光装置としては、液晶プロジ
クタ、オーバヘッドプロジェクタ、サーチライト、移動
体用ヘッドランプなどに適用することができる。
を参照して説明する。
実施形態を示す要部拡大断面図である。
電容器、102はセラミックスリーブ、103は給電導
体、104は電極、105はセラミック封止用コンパウ
ンドのシール、106はわずかな隙間である。
ックからなり、膨出部101aおよび端部部分101
b、101bを備えている。
47mmの円筒の両端に中心孔を形成した端板で閉塞し
てなる。
mmの透光性アルミナセラミックチューブを端板の中心
孔に挿入し、膨出部101aおよび端部部分101bを
焼結して一体化された放電容器101を形成している。
らなり、外径0.97mm、内径0.52mm、長さ4
〜6mmの円筒状をなしている。
および耐ハロゲン化物部分103bからなる。
のニオブの棒からなる。
5mmのタングステンの棒体AおよびコイルBからな
り、棒体Aの基端部を封着性の部分103aの先端にレ
ーザにより溶接されている。コイルBは、直径0.2m
mのモリブデンワイヤを棒体Aの周囲に巻回してなる。
テン線を棒体Aの先端部に2重巻回して構成されてい
る。
05は、Al2O3−SiO2−Dy2O3系からなるもの
を溶融固化してなり、放電容器101の端部部分101
b、セラミックスリーブ102および給電導体103の
封着性の部分103aおよび耐ハロゲン化物部分103
bの基端部を気密にシールしている。
コイルBおよび放電容器の端部部分の内面の間にわずか
な隙間106が形成されている。
して、始動用ガス、発光金属のハロゲン化物および緩衝
用の水銀が封入されている。
ある。
ロシウム、ヨウ化タリウムおよびヨウ化ナトリウムの混
合物が8.8mgである。
電源においてランプ電力150Wで作動する。
ックスリーブを具備していない以外は同一仕様の比較用
の高圧放電ランプを製作して、両者を点滅の比較試験を
した結果は、次のとおりである。
クラックが発生して不点になった。
った。
実施形態を示す要部拡大断面図である。
を付して説明は省略する。
101’の構成、給電導体103の封着性の部分の太さ
および耐ハロゲン化物の材質を変更した点で異なる。
01a’および端部部分101b’を一体的に成形した
ものである。
0.89mmのニオブの棒を用い、さらに先端を長さ2
〜3mmにわたり直径0.5mmにしたものである。
0.5mmのモリブデンの棒A’にモリブデンのコイル
Bを巻回してなる。
0.5mmのタングステンからなる電極軸104aをレ
ーザ溶接している。
の部分を太くしたので、当該部分の熱容量が大きくな
り、セラミック封止用コンパウンドの流れが良好にな
り、このため良好なシールをより確実にする。
実施形態を示す要部拡大断面図である。
一符号を付して説明は省略する。
bが直径0.4mmのタングステンの棒体A”および直
径0.25mmのタングステンのコイルB”からなる点
で異なる。
実施形態を示す要部拡大断面図である。
一符号を付して説明は省略する。
bが直径0.5mmのモリブデンの棒体のみからなり、
セラミックスリーブ102のストッパ107を耐ハロゲ
ン化物部分103bに装着している点で異なる。
mmのモリブデン線を1回巻回している。
03bの先端にタングステンからなる電極軸104aを
レーザ溶接している。
実施形態を示す正面図である。
ッタ、109は発光管、110は支持導体、111は支
持バンド、112は絶縁チューブ、113は導体枠、1
14はフレアステム、115は外管、116は口金、1
17は導線、118は保護管である。
ニウム−アルミニウム合金からなり、高圧放電ランプの
寿命中に外管115内に徐々に放出される不純物を吸着
して外管115内を真空に維持する。なお、図示しない
が、外管115ないには、バリウムからなるイニシャル
ゲッタが配置され、外管115の封着後に高周波を印加
して蒸発させて初期の不純物を吸着する。
一構造の高圧放電ランプである。
いて上方の封着性の部分103aに溶接されて発光管1
09を支持するとともに、電流を導入する。
を介して発光管109の図において下方の封着性の部分
103aを絶縁的に支持している。
隔をおいて配置され、支持導体110および支持バンド
111の両端部を溶接して支持し、上端部には弾性接触
片113a、113aを備えている。
線114a、114bを備え、その一方の内部リード線
114aに導体枠113の図において下端を溶接して発
光管109を所定の位置に支持している。
7を介して発光管109の図において下方の封着性の部
分に接続している。
らなり、図において下部のネック部にフレアステム11
4を封着して以上説明した各部材を内部に気密に収納し
ている。
外管115の先端部近傍の内面に弾性的に接触し、外部
から印加される衝撃に対して、導体枠113を保護し、
かつ外管115に対して所定の位置に保持する。また、
外管115内は、排気されて真空状態にされている。
のネック部に固着されるとともに、フレアステム114
の一対の内部リード線に電気的に接続されている。
体で、外径21mm、内径18mmの大きさを備え、発
光管109を包囲して、支持バンド111および支持導
体110の間に固定さている。
施形態の高圧放電ランプは、比較的消費電力の大きな一
般照明用として好適である。
実施形態を示す正面図である。
同一符号にダッシュ(’)を付している。
ンプと同一構造である。
mmの石英ガラス製で、図において下部にピンチシール
部115a’が形成され、内部に発光管109’がモリ
ブデン製の接続導体119a、119bおよび119c
によって支持および電気的に接続されて収納されてい
る。
の他端が封着金属箔120、120に接続されている。
15’のピンチシール部115a’に口金セメントによ
り接着されている。そして、封着金属箔120と口金ピ
ン116a’と間が図示しない接続線により接続されて
いる。
W以下の比較的小さいものに好適である。
おける天井埋込形ダウンライトを示す断面図である。
22はダウンライト本体である。
のものと同一構造である。
a、ソケット122bおよび反射板122cなどを備え
ている。
に、下端に天井当接縁eを備えている。
されている。
れているとともに、高圧放電ランプ121の発光中心が
そのほぼ中心に位置するように包囲している。
電導体の封着性の部分および耐ハロゲン化物部分の少な
くとも境界部近傍を包囲するセラミックスリーブを配設
してセラミック封止用コンパウンドのシールを給電導
体、セラミックスリーブおよび透光性セラミック放電容
器の端部部分を封着したことにより、上記境界部を起点
としてセラミック封止用コンパウンドのシールおよび端
部部分に向かうクラックが発生しにくくなるとともに、
耐ハロゲン化物部分の基端部とセラミック封止用コンパ
ウンドのシールとの間に剥離が生じにくくなることによ
り、所要の寿命特性を得る高圧放電ランプを提供するこ
とができる。
ン化物部分を棒体と棒体に巻回されたコイルとを含んで
形成するとともに、わずかな隙間をコイルと端部部分の
内面との間に形成したことにより、セラミックスリーブ
を給電導体の封着性の部分と耐ハロゲン化物部分との境
界部近傍のみを包囲する短いものを用いればよいから、
コスト的に有利な高圧放電ランプを提供することができ
る。
クスリーブを封着性の部分と耐ハロゲン化物部分との境
界部近傍以外の部分を包囲しないことにより、コスト的
に有利になるとともに、設計的に自由度がある高圧放電
ランプを提供することができる。
クスリーブの先端に近接したストッパを具備したことに
より、封着時にセラミックスリーブの位置ずれを起こし
にくい高圧放電ランプを提供することができる。
4の効果を有する照明装置を提供することができる。
す要部拡大断面図
す要部拡大断面図
す要部拡大断面図
す要部拡大断面図
す正面図
す正面図
込形ダウンライトを示す断面図
Claims (5)
- 【請求項1】放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい端部部
分を備えた透光性セラミック放電容器と;封着性の部分
および封着性の部分の先端に基端部が接続している耐ハ
ロゲン化物部分を備え、透光性セラミック放電容器の単
部部分内を貫通するとともに、端部部分との間にわずか
な隙間を形成する給電導体と;給電導体および放電容器
の端部部分の間において封着性の部分および耐ハロゲン
化物部分の少なくとも境界部近傍を包囲するセラミック
スリーブと;膨出部内に配設されて給電導体に接続した
電極と;放電容器の端部部分、セラミックスリーブおよ
び給電導体を封着するセラミック封止用コンパウンドの
シールと;金属ハロゲン化物を含み放電空間部内に封入
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。 - 【請求項2】給電導体の耐ハロゲン化物部分は、少なく
とも表面が耐ハロゲン化物であるとともに封着性の部分
に基端部が接続している棒体と、放電容器の端部部分に
対向する棒体の周囲であってセラミックスリーブに隣接
する中間部に巻回された耐ハロゲン化物のワイヤからな
るコイルと、を含み;わずかな隙間は、放電容器の端部
部分および耐ハロゲン化物部分のコイルの間に形成され
ている;ことを特徴とする請求項1記載の高圧放電ラン
プ。 - 【請求項3】セラミックスリーブは、給電導体の耐ハロ
ゲン化物部分の基端部を除く部分を包囲していないこと
を特徴とする請求項1または2記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項4】セラミックスリーブの先端に近接したスト
ッパを具備していることを特徴とする請求項1ないし3
のいずれか一記載の高圧放電ランプ。 - 【請求項5】照明装置本体と;照明装置本体に装着され
る請求項1ないし5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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25955197A JPH1196973A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 高圧放電ランプおよび照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25955197A JPH1196973A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 高圧放電ランプおよび照明装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1196973A true JPH1196973A (ja) | 1999-04-09 |
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ID=17335693
Family Applications (1)
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