JPH11162411A - 高圧放電ランプおよび照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】透光性セラミック放電容器の腐食、電極の損
傷、黒化による光束低下や温度の異常上昇による気密漏
れの発生を少なくする。 【解決手段】膨出部１ａおよび膨出部の両端に連通する
膨出部より内径が小さい端部部分１ｂを備え、透光性セ
ラミックからなる放電容器１の放電空間を包囲する内面
部分は少なくともスピネル型構造が存在しないように構
成するとともに、透光性セラミック放電容器の端部部分
内にわずかな隙間７を形成して封着性の部分３ａおよび
耐ハロゲン化物部分３ｂからなる給電導体３を導入して
セラミック封止用コンパウンドのシール６によって気密
に封止し、さらに給電導体の先端に電極４を配設する。
透光性セラミック放電容器内に不純ガスを除去するゲッ
タ手段５を配設するとともに、金属ハロゲン化物および
希ガスを封入してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透光性セラミック
放電容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。

【０００２】

【従来の技術】透光性アルミナなどの透光性セラミック
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
れた寿命特性を有し、さらにジスプロシウム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。

【０００３】ところで、透光性セラミックとして最も一
般的に用いられている透光性アルミナセラミックは、結
晶粒径を制御するために、数百ｐｐｍのＭｇＯが添加剤
として用いられる。添加されたＭｇＯは、アルミナの粒
成長の過程で結晶粒外に排出され、粒界においてアルミ
ナとの化合物であるいわゆるスピネルを形成する。結晶
粒界にスピネルが存在すると、光を散乱して光透過率が
低下する。そこで、光透過率の低下を防止することを目
的として、スピネルを低減させることは特公昭５９−６
８３１号公報に記載されている。しかし、この技術は、
スピネル相の存在を前提としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者の研究による
と、透光性セラミックの放電容器を用いたメタルハライ
ドランプにおいて、従来の構成では、封入されている金
属ハロゲン化物と放電容器との反応により、透光性セラ
ミック放電容器の腐食が著しく進行しやすいという問題
のあることが分かった。

【０００５】本発明者の考察によると、上記問題は以下
の理由による。すなわち、ＭｇＯを添加剤として含む透
光性セラミックにおいては、Ａｌ₂Ｏ₃に対してＭｇＯが
１：１の比率で混在しているときにのみスピネルを形成
し、比率が少しでも上記からずれると、スピネルを形成
しない。すなわち、透光性セラミックがスピネル型構造
を含む場合には、スピネル型構造を形成していない添加
剤を含んだ結晶が並存していると考えられる。そして、
スピネル型構造は、安定性が高いので、水素および酸素
などの不純ガスを吸着することはない。

【０００６】これに対して、添加剤を含むがスピネルを
形成していない結晶は、不安定で、水素および酸素を吸
着すると考えられる。

【０００７】さらに、本発明者は、スピネル型構造を含
む透光性セラミック放電容器を用いた従来の高圧放電ラ
ンプを点灯すると、比較的早い段階において封入物のペ
レット中に混入している不純ガスの水素および酸素が消
失することを発見した。

【０００８】ところで、スピネルになり得なかった結晶
は、排出された余分のものから形成されていることか
ら、上記したようにストイキオメトリックな組成からず
れた様々な相の入り交じった不安定な状態にあるため、
透光性セラミック放電容器内の水素および酸素を吸着す
るためであると考えられる。

【０００９】以上の説明を要約すると、スピネル型構造
を含むセラミックにはゲッタ作用があるといえる。

【００１０】しかし、さらに点灯を継続することによ
り、今度は水素および酸素を吸着して水分を含んだスピ
ネルになり得なかった結晶が、金属ハロゲン化物と激し
く反応していると考えられる。

【００１１】そこで、本発明者はスピネルを含まない透
光性アルミナセラミック放電容器を用意し、これを用い
てメタルハライドランプを試作して点灯してみた。

【００１２】その結果、このランプにおいては、腐食は
殆ど見られなかったが、残留水分特に酸素によるタング
ステン電極のアタックが激しく、これに伴うランプの黒
化が著しかった。このため、光束の低下や温度の異常上
昇による気密漏れなどが発生しやすくなるという問題が
ある。

【００１３】本発明は、透光性セラミック放電容器が金
属ハロゲン化物と反応しにくくて、しかも不純ガスの除
去により電極などの金属部分の損傷が少ないために、ラ
ンプの黒化に伴う光束の低下や気密漏れなどの不都合が
少ない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。

【００１４】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、少なくとも放電空間を包囲する内面部分は
スピネル型構造が存在しないように構成された膨出部お
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、端部部分と
の間にわずかな隙間を形成する給電導体と；膨出部内に
配設されて給電導体に接続した電極と；端部部分および
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；放電空間内の不純ガスを除去するゲ
ッタ手段と；を具備していることを特徴としている。

【００１５】本発明および以下の各発明において、特に
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。

【００１６】「透光性セラミック放電容器」とは、半透
明の気密性アルミニウム酸化物およびイットリウム−ア
ルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）などの多結晶の金属
酸化物からなる耐火材料製の放電容器を意味する。

【００１７】なお、透光性とは、放電による発光を放電
容器を透過して外部に導出できる程度に透過すればよ
く、透明および拡散透光性のいずれでもよい。

【００１８】スピネル型構造とは、Ｒ₂ＭＯ₄（ＭはＭ
ｇ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｍｎであり、ＲはＡｌ、Ｆｅなどをい
う。）の組成を有する酸化物をいい、結晶粒径制御のた
めの添加剤とセラミック構成材料との化合物である場合
が多いが、本発明においてはその目的を問わない。

【００１９】「少なくとも放電空間を包囲する内面部分
はスピネル型構造が存在しない」とは、透光性セラミッ
ク放電容器全体または膨出部全体にスピネル型構造が存
在しない場合を含むが、さらに透光性セラミック放電容
器の膨出部の内面部分のみにスピネル型構造が存在しな
いで、その他の部分はスピネル型構造が存在している場
合をも含むという意味である。内面部分とは、内面から
約２０μｍの深さまでをいう。

【００２０】内面部分にスピネル型構造が存在しない構
成を得る方法の一例を説明する。すなわち、ＭｇＯの添
加量を従来の約半分程度にし、さらに焼結時の温度を５
０〜１００゜高い１８５０゜程度にする。これにより、
表面層のスピネルが昇華してしまうため、内面部分のス
ピネル型構造を除去することができる。なお、スピネル
型構造を含むか否かは化学分析による定量分析や電子顕
微鏡による分析で判別できる。

【００２１】透光性放電容器の「膨出部」とは、端部部
分の内径に対する相対的な意味であり、放電空間を形成
するためのものである。したがって、膨出部と端部部分
との間には、明確な段部を有するものの他に、両者の間
が連続的な曲線によって結ばれているような放電容器で
あってもよい。

【００２２】ところで、透光性セラミック放電容器を製
作するには、最初から膨出部および端部部分を一体に成
形することができる。これと異なる方法としては、円筒
体および円筒体の両端を閉塞する中心孔明きの一対の端
板で膨出部を、また端板の中心孔に細長いチューブを挿
入して端部部分を、それぞれ形成し、焼結して一体化し
てもよい。

【００２３】「給電導体」とは、電源からバラスト手段
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、透光性セラミック放電容器内に気密にシールさ
れて導入され、電極に接続する部材をいう。そして、給
電導体は、透光性セラミック放電容器との良好な気密を
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透光性セラミ
ック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る。

【００２４】「封着性の部分」とは、セラミック封止用
コンパウンドのシールにより、透光性セラミック放電容
器を、その端部部分と封着性の部分との間で、またはセ
ラミックスリーブがさらに介在してシールするのに適し
た材料の部分であればよく、たとえばハフニウム、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。また、封着性の部分としては、水
素および酸素に対する透過性は問わないが、上記した材
料は結果的に水素および酸素透過性材料と同じである。
透光性セラミック放電容器の材料に透光性アルミナセラ
ミックを用いる場合、ニオブおよびタンタルはそれらの
平均熱膨張係数が透光性アルミナセラミックとほぼ同一
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。ＹＡＧの場合も差が少
ない。

【００２５】「耐ハロゲン化物部分」とは、高圧放電ラ
ンプの作動中に透光性セラミック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
とを意味する。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。

【００２６】「わずかな隙間」とは、給電導体および透
光性セラミック放電容器の端部部分の内面との間に形成
される空所の厚さが少なくとも５μｍ以上で、最大でも
端部部分の内径の１／４以下の大きさで、約２００μｍ
以下の空所を意味する。したがって、端部部分を貫通す
る給電導体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までとする。

【００２７】また、上記わずかな隙間は、端部部分と給
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せれぞれ形成される。

【００２８】さらに、給電導体の耐ハロゲン化物部分を
棒体と、棒体に巻回したコイルとにより構成した場合、
わずかな隙間は、コイルの外周面と端部部分の内面との
間に形成することもできる。

【００２９】さらにまた、わずかな隙間は、高圧放電ラ
ンプの作動中その中に余剰のハロゲン化物が液化状態で
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。

【００３０】セラミックスリーブを用いる場合には、透
光性セラミック放電容器を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。

【００３１】セラミックスリーブを用いることにより、
わずかな隙間を形成しやすい。

【００３２】また、セラミックスリーブを給電導体の封
着性の部分の先端部側の部分を包囲するように、すなわ
ち耐ハロゲン化物部分との境界部近傍に、配設すること
により、良好な封着を得ることができる。

【００３３】「ゲッタ手段」は、主として封入物のペレ
ットに混入した水分によって透光性セラミック放電容器
内に残存する水素および酸素を除去することを目的とす
るもので、ランプ構成部材たとえば給電導体などがゲッ
タ手段を兼ねていることを許容する。しかし、ランプ構
成部材とは別にゲッタ手段を配設することもできる。後
者の場合、ゲッタ手段の配設位置を耐ハロゲン化物部分
および封着性の部分の境界部側に位置する耐ハロゲン化
物部分すなわち基端部近傍とすると効果的である。

【００３４】ゲッタ手段を上記の位置に規定することが
効果的である理由は次のとおりである。すなわち、ゲッ
タ手段を前記耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設す
ると、ゲッタ手段を高圧放電ランプの点灯中にゲッタ作
用に効果的な４００〜７５０℃の温度に維持しやすい。
なお、４００℃を下回ると、不純物吸収作用が不十分で
あり、また７５０℃を超えると、ハロゲンとの反応が激
しくなり、発光金属とゲッタ金属たとえばニオブとの交
換が発生して、発光効率の低下や発光色の変化を生じや
すくなる。

【００３５】ところで、ゲッタ手段を支持する手段およ
び形状は問わない。しかし、ゲッタ手段を細い線条に成
形して耐ハロゲン化物部分に巻回するか、給電導体の回
りにセラミックスリーブを配設する場合には、当該スリ
ーブの外側に巻回することにより、支持が容易になる。

【００３６】また、ゲッタ手段は、透光性セラミック放
電容器中の水素および酸素を吸収した後にセラミック封
止用コンパウンドによって被覆されてもよい。すなわ
ち、給電導体の封着性の部分をセラミック封止用コンパ
ウンドのシールにより透光性セラミック放電容器の端部
部分に封止してから、透光性セラミック放電容器を水素
および酸素が放出される温度まで加熱する。この加熱に
よって放出された水素および酸素がゲッタ手段に吸収さ
れる。次に、セラミック封止用コンパウンドのシール部
分を再度加熱すると、同コンパウンドが溶融してゲッタ
手段の上まで流動し延在して当該ゲッタ手段を被覆す
る。

【００３７】ゲッタ手段としては、給電導体の封着性の
部分と同一の材料を用いることができる。

【００３８】そうして、本発明においては、放電空間を
包囲する透光性セラミック放電容器の内面部分にはスピ
ネル型構造が存在しないので、透光性セラミック放電容
器がゲッタ作用をすることはないが、水素および酸素を
吸着して水分を含んだスピネル型構造が放電媒体の金属
ハロゲン化物と反応して腐食するといったことがない。
透光性セラミック放電容器内の残留不純ガスはゲッタ手
段によって除去されるので、黒化の発生、始動電圧の上
昇および異常温度上昇による透光性セラミック放電容器
の気密漏れを抑制できる。

【００３９】したがって、良好な寿命特性を示す高圧放
電ランプを提供する。

【００４０】請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミック
放電容器は、希土類酸化物を添加剤として含むアルミナ
セラミックからなることを特徴としている。

【００４１】希土類酸化物としては、たとえばランタン
Ｌａ、スカンジウムＳｃおよびジスプロシウムＤｙなど
の酸化物を用いることができる。

【００４２】そうして、希土類酸化物を添加剤として含
む透光性アルミナセラミックは、スピネル型構造を形成
しないので、透光性セラミック放電容器全体をスピネル
型構造が存在しないものにすることができる。

【００４３】請求項３の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミック
放電容器は、マグネシウム酸化物を添加剤として含む
が、膨出部の内面部分にはスピネルが存在しないアルミ
ナセラミックからなることを特徴としている。

【００４４】膨出部の内面は放電空間を包囲するが、当
該内面部分にはスピネルが存在しないので、セラミック
中のスピネルによる透光性セラミック放電容器の腐食の
著しい進行は生じない。

【００４５】請求項４の発明の高圧放電ランプは、請求
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、ゲッタ手段は、少なくとも一方の端部部分内におい
て耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設されているこ
とを特徴としている。

【００４６】本発明は、ゲッタ手段を耐ハロゲン化物部
分の基端部近傍に直接支持するだけでなく、セラミック
スリーブを給電導体の回りに配設し、そのセラミックス
リーブにゲッタ手段を支持させてもよい。この場合、セ
ラミックスリーブにゲッタ手段を支持させる具体的な手
段を問わないが、たとえばセラミックスリーブの外面の
ゲッタ支持予定部に溝を形成して、当該溝にゲッタ手段
の線条を巻回することにより、支持する。しかし、ゲッ
タは、板状に成形してもよい。

【００４７】セラミックスリーブにゲッタ手段を支持さ
せても、当該ゲッタ手段は、所期の作用を発揮する。ま
た、上記構成によりゲッタ手段の支持が容易となる。

【００４８】一方、ゲッタ手段を耐ハロゲン化物部分に
支持させるには、たとえば当該ゲッタ手段を線条にして
耐ハロゲン化物部分に巻回することにより、実現するこ
とができる。さらに、ゲッタ手段を耐ハロゲン化物部分
に溶接してもよいが、巻回だけで移動しなければ、溶接
しなくてもよい。

【００４９】ゲッタ手段は、板状などにしてもよい。

【００５０】請求項５の発明の高圧放電ランプは、請求
項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプは、ゲ
ッタ手段は、給電導体の封着性の部分であることをを特
徴としている。

【００５１】封着性の部分をゲッタ手段としても用いる
には、当該部分をニオブおよびまたはタンタルで構成す
るのがよい。

【００５２】また、封着性の部分をゲッタ手段としても
作用させるには、高圧放電ランプの製造過程で水素およ
び酸素を除去する態様と、高圧放電ランプの作動中に水
素および酸素を除去する態様とのいずれを採用してもよ
い。

【００５３】まず、前者の態様の一例について説明す
る。たとえば酸化ジスプロシウムを含むセラミック封止
用コンパウンドのリングを透光性セラミック放電容器の
端部部分に乗せ加熱溶融させて封着性の部分の一部が透
光性セラミック放電容器の端部部分内に露出した状態を
作り、この状態で透光性セラミック放電容器を６００〜
１１００゜の温度に加熱して、透光性セラミック放電容
器内の水素および酸素を放出させる。放出された水素お
よび酸素は封着性の部分を透過して除去される。

【００５４】次に、たとえば酸化マグネシウムを含むセ
ラミック封止用コンパウンドのリングを端部部分に乗せ
て再び加熱溶融させ、酸化ジスプロシウムを含むセラミ
ック封止用コンパウンドが封着性の部分の端部部分内の
露出部を被覆し尽くすようにすると、両セラミック封止
用コンパウンドの連続シールを形成する。

【００５５】後者の態様について説明する。高圧放電ラ
ンプの作動中にゲッタ手段として作用するためには、給
電導体の封着性の部分が透光性セラミック放電容器の端
部部分内に露出していなければならない。しかし、ハロ
ゲン化物によって腐食されないように配慮する必要があ
る。このためには、端部部分の内径に２ｍｍを加算した
値以上の距離だけ給電導体の耐ハロゲン化物部分が端部
部分内に延在させる。

【００５６】そうして、本発明においては、給電導体の
封着性の部分をゲッタ手段としても兼用するので、部品
点数および組立工数が少なくなるので、コストを下げる
ことができる。

【００５７】請求項６の発明の照明装置は、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
を特徴としている。

【００５８】本発明は、上述した本発明の高圧放電ラン
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。

【００５９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００６０】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【００６１】図において、１は透光性セラミック放電容
器、２はセラミックスリーブ、３は給電導体、４は電
極、５はゲッタ手段、６はセラミック封止用コンパウン
ドのシール、７はわずかな隙間である。

【００６２】透光性セラミック放電容器１は、ランタン
酸化物を添加剤として含む透光性アルミナセラミックか
らなり、膨出部１ａおよび端部部分１ｂ、１ｂを備えて
いる。

【００６３】膨出部１ａは、内径１３ｍｍ、全長３５ｍ
ｍ、肉厚約１ｍｍであり、円筒部およびその両端に位置
する一対の円錐状部分からなる。

【００６４】端部部分１ｂは、内径２．２ｍｍ、長さ１
５ｍｍ、肉厚約１ｍｍの円筒状をなしている。

【００６５】セラミックスリーブ２は、アルミナからな
り、外径２ｍｍ、内径１ｍｍ、長さ１５ｍｍの円筒状を
なしている。そして、セラミックスリーブ２の外端部か
ら５ｍｍの位置において、周囲に幅約１ｍｍ、深さ０．
３ｍｍの溝２ａが形成されている。

【００６６】給電導体３は、封着性の部分３ａおよび耐
ハロゲン化物部分３ｂからなる。

【００６７】封着性の部分３ａは、外径０．９ｍｍ、長
さ４ｍｍのニオブの棒からなる。

【００６８】耐ハロゲン化物部分３ｂは、外径０．７ｍ
ｍのタングステンの棒からなり、封着性の部分３ａの先
端にレーザにより溶接されている。

【００６９】電極４は、外径０．５ｍｍのタングステン
線を耐ハロゲン化物部分３ｂの先端部に２重巻回して構
成されている。

【００７０】ゲッタ手段５は、外径０．５ｍｍのニオブ
線からなり、セラミックスリーブ２の周囲に形成された
溝２ａに３〜４ターン巻回されて支持されている。

【００７１】セラミック封止用コンパウンドのシール６
は、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｄｙ₂Ｏ₃系のガラスフリット
を溶融固化してなり、透光性セラミック放電容器１の端
部部分１ｂ、セラミックスリーブ２および給電導体３の
封着性の部分３ａを気密にシールしている。

【００７２】そうして、耐ハロゲン化物部分３ｂおよび
セラミックスリーブ２の内面の間と、セラミックスリー
ブ２の外面および透光性セラミック放電容器１の端部部
分１ｂの内面の間とにわずかな隙間７が形成されてい
る。

【００７３】また、透光性セラミック放電容器１の内部
に放電媒体として、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。

【００７４】始動用ガスは、アルゴン５０ｔｏｒｒであ
る。

【００７５】発光金属のハロゲン化物は、ヨウ化ジスプ
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３０ｍｇである。

【００７６】得られた高圧放電ランプは、交流１００Ｖ
電源においてランプ電力２５０Ｗで作動する。

【００７７】本実施形態の高圧放電ランプと、ゲッタを
備えない以外は上記と同一仕様である比較例の高圧放電
ランプとを点灯試験した結果、１００時間の発光効率は
ともに９０ｌｍ／Ｗ、相関色温度４０００Ｋであった
が、６０００時間経過後本実施形態は１００時間値の８
５％であった。これに対して、比較例は同じく７５％で
あった。

【００７８】また、ランプ電圧は、本実施形態が＋１５
Ｖ以下であったが、比較例が＋２５Ｖであった。

【００７９】以下、上記高圧放電ランプの製造方法につ
いて説明する。

【００８０】封着性の部分３ａと先端部に電極４を装着
した耐ハロゲン化物部分３ｂとを溶接して給電導体３を
製作し、これをセラミックスリーブ２に挿入して、封着
構体Ｍを構成する。

【００８１】次に、封着構体Ｍを透光性セラミック放電
容器１の一方の端部部分１ｂに挿入し、予めリング状に
成形したセラミック封止用コンパウンドを透光性セラミ
ック放電容器１の端部部分１ｂの端面に載置して、真空
または希ガス雰囲気中で加熱することにより、セラミッ
ク封止用コンパウンドを溶融させ、所定の位置まで延在
させてシール６を形成する。

【００８２】その後、ドライボックス内でハロゲン化物
のペレットおよび水銀を他方の端部部分から透光性セラ
ミック放電容器１内へ導入してから、他方の端部部分に
封着構体Ｍを挿入し、リング状に成形したセラミック封
止用コンパウンドを端部部分の端面に載置して、アルゴ
ン雰囲気中で加熱して透光性セラミック放電容器１を気
密に封止して、高圧放電ランプの形態を得る。

【００８３】以上の工程で給電導体２の封着性の部分は
完全にセラミック封止用コンパウンドのシール６によっ
て包囲されている。

【００８４】次に、６５０℃の真空雰囲気中において、
高圧放電ランプを約２時間加熱する。この工程におい
て、透光性セラミック放電容器１中のハロゲン化物のペ
レットは溶融して、内部に含有されていた水分が透光性
セラミック放電容器１内に放出される。そして、放出さ
れた水分はゲッタ手段５に吸収されるために、透光性セ
ラミック放電容器１内はクリーンナップされる。

【００８５】なお、加熱温度が高いほど不純ガスは早く
吸収されるが、加熱温度が７５０℃を超えると、セラミ
ック封止用コンパウンドのシールが損傷を受ける恐れが
あるので、実用的には６００〜７００℃が望ましい。

【００８６】さらに、透光性セラミック放電容器内のク
リーンナップは、その後の放電による熱によっても行わ
れる。

【００８７】図２は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【００８８】次において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００８９】本実施形態は、給電導体３およびセラミッ
クスリーブ２の定置が容易になるようにした点で異な
る。

【００９０】すなわち、封着性の部分３ａをセラミック
スリーブ２に対して位置決めするために、セラミックス
リーブ２に接する位置に加締め部ｋを形成している。

【００９１】一方、透光性セラミック放電容器１の端部
部分１ｂの外端部の内面に周段部ｓを形成するととも
に、セラミックスリーブ２の外端部の外面に周凸部ｐを
形成する。

【００９２】そうして、給電導体３をセラミックスリー
ブ２に挿入して、加締め部ｋがセラミックスリーブ２の
端面に当接させる。また、セラミックスリーブ２を端部
部分１ｂ内に挿入して、周凸部ｐを端部部分１ｂの周段
部ｓに当接させる。この状態でセラミック封止用コンパ
ウンドのシール６を形成して透光性セラミック放電容器
１を気密にする。このように構成すれば、重力により所
定の位置に給電導体３およびセラミックスリーブ２を固
定することができる。なお、周段部ｓおよび周凸部ｐの
係止により、セラミック封止用コンパウンドのシールの
流下位置を規制することができる。

【００９３】図３は、本発明の高圧放電ランプの第３の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【００９４】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９５】本実施形態は、セラミックスリーブが２分
割されている点で異なる。

【００９６】すなわち、第１のセラミックスリーブ２_A
はセラミック封止用コンパウンドのシール６に寄与し、
第２のセラミックスリーブ２_Bは耐ハロゲン化物部分３
ｂの回りにわずかな隙間７を形成するのに寄与する。

【００９７】両セラミックスリーブ２_Aおよび２_Bの間を
利用してゲッタ手段５を耐ハロゲン化物部分１ｂに巻回
して配設している。

【００９８】第２のセラミックスリーブ２_Bを位置決め
するためにストッパ８を用いている。

【００９９】図４は、本発明の高圧放電ランプの第４の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【０１００】図において、図３と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０１】本実施形態は、封着性の部分がニオブキャ
ップ３ａ’から構成されている点で異なる。

【０１０２】すなわち、端部部分１ｂとニオブキャップ
３ａ’との間にセラミック封止用コンパウンドのシール
６が形成されて透光性セラミック放電容器１は気密にな
っている。

【０１０３】また、水素および酸素ゲッタ５は、耐ハロ
ゲン化物部分３ｂの基端部に巻回されている。耐ハロゲ
ン化物部分３ｂの中間部がセラミックスリーブ２_Cに挿
入され、ゲッタ手段５とストッパ８との間に固定されて
いる。このセラミックスリーブ２_Cはわずかな隙間７を
形成している。

【０１０４】図５は、本発明の高圧放電ランプの第５の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【０１０５】図において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【０１０６】本実施形態は、給電導体３の封着性の部分
３ａをゲッタ手段として兼用し、かつセラミックチュー
ブを使用していない点で異なる。

【０１０７】すなわち、透光性セラミック放電容器１’
の端部部分１ｂ’は、内径１．２ｍｍ、長さ１５ｍｍ、
肉厚２．９ｍｍの円筒状をなしている。

【０１０８】給電導体３の耐ハロゲン化物部分３ｂが端
部部分１ｂ’内の１０ｍｍの位置まで進入している。

【０１０９】給電導体３の封着性の部分３ａの耐ハロゲ
ン化物部分３ｂ側の部分は、端部部分内においてシール
６から露出してゲッタ手段を兼ねている。

【０１１０】そうして、働程中透光性セラミック放電容
器１’内の不純ガスである水素およぶ酸素は、露出した
封着性の部分３ａから吸収され、封着性の部分内を透過
して透光性セラミック放電容器１’の外部に排除され
る。

【０１１１】図６は、本発明の高圧放電ランプの第６の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【０１１２】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１１３】本実施形態は、給電導体３”の封着性の部
分３ａ”をゲッタ手段として兼用し、かつ透光性セラミ
ック放電容器１”および耐ハロゲン化物部分３ｂ’の構
成において異なる。

【０１１４】すなわち、透光性セラミック放電容器１”
は、ＭｇＯを添加剤とするが、添加量を少なくするとと
もに、焼結時の温度を高くして内面部分のスピネルを昇
華させたものを用いて形成されている。

【０１１５】膨出部１ａ”は、内径が９．７ｍｍ、全長
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。

【０１１６】端部部分１ｂ”は、外形２．６ｍｍ、内径
１．０ｍｍ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１ａ”および端部部分１ｂを
焼結して一体化された透光性セラミック放電容器１”を
形成している。

【０１１７】給電導体３”の封着性の部分３ａ”は、直
径０．５ｍｍのニオブ棒からなる。耐ハロゲン化物部分
３ｂ”は、直径０．５ｍｍのタングステン棒体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３
ａ”の先端にレーザにより溶接されている。コイルＢ
は、直径０．２ｍｍのモリブデンワイヤを棒体Ａの周囲
に巻回してなる。

【０１１８】電極４’は、外径０．１ｍｍのタングステ
ン線を棒体Ａの先端部に巻回して構成されている。

【０１１９】セラミック封止用コンパウンドのシール６
は、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｄｙ₂Ｏ₃系からなるものを溶
融させて、耐ハロゲン化物部分３ｂ”の基端部まで被覆
しているが、その製造過程において一時的に封着性の部
分３ａ”を透光性セラミック放電容器１”内に露出させ
る。すなわち、セラミック封止用コンパウンドのシール
６を形成するに際して、２段階の加熱を行う。最初の加
熱により、セラミック封止用コンパウンドを溶融させて
端部部分１ｂ”の内面と封着性野部分３ａ”の外面との
間のわずかな隙間７に溶融したセラミック封止用コンパ
ウンドが進入するが、封着性の部分３ａ”の先端部が露
出した状態に止める。封着性の部分３ａ”の先端が露出
した状態で透光性セラミック放電容器１”を６００〜１
１００゜に加熱する。これにより、透光性セラミック放
電容器１”内の水素および酸素が放出され、封着性の部
分１ａ”の先端の露出部分が水素および酸素を吸収す
る。その後、再び封止用セラミックコンパウンドのシー
ル６を加熱して溶融させて封着性の部分１ａ”を完全に
被覆し、さらに耐ハロゲン化物部分１ｂ”の基端部まで
シール６により被覆させる。封着性の部分３ａ”に吸収
された水素および酸素は封着性の部分１ａ”を透過して
放電容器１”の外部に放出する。

【０１２０】図７は、本発明の高圧放電ランプの第７の
実施形態を示す正面図である。

【０１２１】図において、８は発光管、９は支持導体、
１０は支持バンド、１１は絶縁チューブ、１２は導体
枠、１３はフレアステム、１４は外管、１５は口金、１
６は導線である。

【０１２２】発光管８は、図１に示す実施形態と同一構
造の高圧放電ランプである。

【０１２３】支持導体９は、発光管８の図において上方
の封着性の部分３ａに溶接されて発光管８を支持すると
ともに、電流を導入する。

【０１２４】支持バンド１０は、絶縁チューブ１１を介
して発光管８の図において下方の封着性の部分３ａを絶
縁的に支持している。

【０１２５】導体枠１２は、発光管８の外側に間隔をお
いて配置され支持導体９および支持バンド１０の両端部
を溶接して支持し、上端部には弾性接触片１２ａ、１２
ａを備えている。

【０１２６】フレアステム１３は、一対の内部リード線
１３ａ、１３ｂを備え、その一方の内部リード線１３ａ
に導体枠１２の図において下端を溶接して発光管８を所
定の位置に支持している。他方の内部リード線１３ｂ
は、導線１６を介して発光管８の図において下方の封着
性の部分３ａに接続している。

【０１２７】外管１４は、円筒状のＴ形バルブからな
り、図において下部のネック部にフレアステム１３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。なお、導体枠１２の接触片１２ａは、外管１４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１２を保護し、かつ外管１４に対
して所定の位置に保持する。また、外管１４内は、排気
されて真空状態にされるか、排気後不活性ガスを封入さ
れる。

【０１２８】口金１５は、外管１４のネック部に固着さ
れるとともに、フレアステム１３の一対の内部リード線
１３ａ、１３ｂに電気的に接続されている。

【０１２９】なお、図示しないが、外管１４内には、イ
ニシャルゲッタおよびパーフォーマンスゲッタを配設必
要に応じて配設する。

【０１３０】そうして、以上説明した本発明の第５の実
施形態の高圧放電ランプは、一般照明用として使用する
ことができる。

【０１３１】図８は、本発明の照明装置の一実施形態に
おける天井埋込形ダウンライトを示す断面図である。

【０１３２】図において、１７は高圧放電ランプ、１８
はダウンライト本体である。

【０１３３】高圧放電ランプ１７は、図５に示す構造の
ものと同一構造である。

【０１３４】ダウンライト本体１８は、基体１８ａ、ソ
ケット１８ｂおよび反射板１８ｃなどを備えている。

【０１３５】基体１８ａは、天井に埋め込まれるため
に、下端に天井当接縁ｅを備えている。

【０１３６】ソケット１８ｂは、基体１８ａに装着され
ている。

【０１３７】反射板１８ｃは、基体１８ａに支持されて
いるとともに、高圧放電ランプ１７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。

【０１３８】

【発明の効果】請求項１ないし５の各発明によれば、透
光性セラミック放電容器の少なくとも放電空間を包囲す
る内面部分はスピネル型構造が存在しないように構成す
るとともに、透光性セラミック放電容器内の不純ガスを
除去するゲッタ手段を具備させたことにより、透光性セ
ラミック放電容器のハロゲン化物との反応による腐食が
少なくて、しかも不純ガスによる黒化が少なくて光束低
下や温度の異常上昇による気密漏れの発生しにくい高圧
放電ランプを提供することができる。

【０１３９】請求項２の発明によれば、加えて透光性セ
ラミック放電容器を希土類酸化物を添加剤として含む透
光性アルミナセラミックにより形成したことにより、透
光性セラミック放電容器全体にスピネル型構造が存在し
ない高圧放電ランプを提供することができる。

【０１４０】請求項３の発明によれば、加えて透光性セ
ラミック放電容器をマグネシウム酸化物を添加剤として
含むが、放電空間を包囲する棒出部の内面部分にはスピ
ネルが存在しない透光性アルミナセラミックにて構成し
たことにより、材料、設備の変更を伴わないでハロゲン
化物との反応の少ない透光性セラミック放電容器を備え
た高圧放電ランプを提供することができる。

【０１４１】請求項４の発明によれば、加えてゲッタ手
段が給電導体の封着性の部分であることにより、構造が
簡単で安価な高圧放電ランプを提供することができる。

【０１４２】請求項５の発明によれば、加えてゲッタ手
段を給電導体の耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設
したことにより、ゲッタ手段の作用が効果的に行われる
高圧放電ランプを提供することができる。

【０１４３】請求項６の発明によれば、請求項１ないし
５の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図２】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図３】本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図４】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図５】本発明の高圧放電ランプの第５の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図６】本発明の高圧放電ランプの第６の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図７】本発明の高圧放電ランプの第７の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図８】本発明の照明装置の一実施形態における天井埋
込形ダウンライトを示す断面図

【符号の説明】 １…透光性セラミック放電容器 １ａ…膨出部 ｂ…端部部分 ２…セラミックスリーブ ２ａ…溝 ３…給電導体 ３ａ…封着性の部分 ３ｂ…耐ハロゲン化物部分 ４…電極 ５…ゲッタ手段 ６…セラミック封止用コンパウンドのシール ７…わずかな隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 芦田 誠司 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内 (72)発明者 小田部 辰男 東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ラ イテック株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも放電空間を包囲する内面部分は
   スピネル型構造が存在しないように構成された膨出部お
   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、端部部分と
   の間にわずかな隙間を形成する給電導体と；膨出部内に
   配設されて給電導体に接続した電極と；端部部分および
   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；放電空間内の不純ガスを除去するゲッ
   タ手段と；を具備していることを特徴とする高圧放電ラ
   ンプ。
2. 【請求項２】透光性セラミック放電容器は、希土類酸化
   物を添加剤として含むアルミナセラミックからなること
   を特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 【請求項３】透光性セラミック放電容器は、マグネシウ
   ム酸化物を添加剤として含むが、膨出部の内面部分には
   スピネルが存在しないアルミナセラミックからなること
   を特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
4. 【請求項４】ゲッタ手段は、少なくとも一方の端部部分
   内において耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設され
   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。
5. 【請求項５】ゲッタ手段は、給電導体の封着性の部分で
   あ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。
6. 【請求項６】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。