JPH10500533A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、放電容器（３）が、放電スペース（１１）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（４，５）までリードスルー（４０，４１，５０，５１）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（１０）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（３４，３５）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。本発明によれば、突出セラミック栓体の放電スペースと反対の側近くに位置する少なくとも一方の端部は光を通さない。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧放電ランプ 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０５８７２３８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光を通さないことを特徴とする。 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Fe，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３４，３ ５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４ ｂ，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。 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７０ Ｗである。放電容器内の封入物は、４．４mg Hgと８mg NaJ，TIJ 及び質量比６ ５：１０：２５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。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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 部は光を通さないことを特徴とする高圧放電ランプ。 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を通さない請求の範囲１記載の高圧放電ランプ。 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を通さない請求の範囲１または２記載の高圧放電ランプ 。 ４．突出セラミック栓体は、その全長にわたって光を通さない請求の範囲１乃至 ３の何れか１つに記載の高圧放電ランプ。 ５．突出セラミック栓体は外部被覆をそなえた請求の範囲１乃至４の何れか１つ に記載の高圧放電ランプ。 ６．突出セラミック栓体は、光を通さないセラミック材料よりつくられた請求の 範囲１乃至４の何れか１つに記載の高圧放電ランプ。 ７．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請 求の範囲６記載の高圧放電ランプ。