JPH11265686A - 高圧放電灯 - Google Patents
高圧放電灯Info
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Abstract
ともに、不所望な照度の減少をなくす。 【解決手段】一端が管状容器4aの内部空間に露出する
とともに他端が管状容器4aの外部に露出するように
し、キャピラリ6aの外周全体をメタライズコーティン
グするように、管状容器4aとキャピラリ6aとの間に
補助電極8aを配置した後、管状容器4a、キャピラリ
6a及び補助電極8aを一体焼成している。
Description
プ、メタルハライドランプ等に用いられ、始動電圧を低
減させるように作用する補助電極を有する高圧放電灯に
関するものである。
許出願公開明細書第1421406 号、実開昭52-19182号公報
及び米国特許出願明細書第5541480 号に記載されてい
る。
に記載された高圧放電灯では、内面に金属層が形成され
たリングをエンベロープとキャップとの間に挿入し、こ
の金属層が補助電極として作用するようにしている。
願明細書第5541480 号に記載された高圧放電灯では、補
助電極として、炭素、プラチナ、パラジウム等の線状導
電体を発光部上に設けている。
国特許出願公開明細書第1421406 号に記載された高圧放
電灯では、エンベロープとキャップとの間に別部材、す
なわち、リングを設け、エンベロープとリングとの間及
びリングとキャップとの間を封止しているので、耐食性
及び気密性の観点から好ましくない。
特許出願明細書第5541480 号に記載された高圧放電灯で
は、発光部外表面に炭素、プラチナ、パラジウム等を設
けているので、照度が減少するという不都合がある。
るとともに不所望な照度の減少のない高圧放電灯を提供
することである。
載の高圧放電灯は、イオン化発光物質及び始動ガスを充
填すべき内部空間が形成されるとともにこの内部空間の
両端に開口部を有する非導電材料製の容器と、この容器
の両端部に設けられ、前記開口部の径未満の径の孔を有
する非導電部材と、一端が前記内部空間に露出するとと
もに他端が容器外部に露出するように前記孔に挿入した
電極部材とを具え、前記容器の一方の端部において、一
端が前記内部空間に露出するとともに他端が容器外部に
露出するように、前記容器と前記非導電部材との間に補
助電極を配置した後、前記容器、非導電部材及び補助電
極を一体焼成したことを特徴とするものである。
は、容器の一方の端部において、一端が容器の内部空間
に露出するとともに他端が容器外部に露出するように、
容器と非導電部材との間に他の導電部材を配置した後、
容器、非導電部材及び補助電極を一体焼成している。し
たがって、補助電極を設ける際に別部材を設け、これと
容器等との間を気密封止する必要がないので、耐食性及
び気密性が優れたものとなる。また、発光部外表面に炭
素、プラチナ、パラジウム等を位置させていないので、
照度が減少しない。さらに、これら容器、非導電部材及
び補助電極を一体焼成しているので、容器と補助電極と
の間及び補助電極と非導電部材との間に強固な接合構造
が形成されるという利点がある。なお、非導電部材と
は、後に説明するようにキャピラリ、ディスク又はその
両方を意味する。
は、前記補助電極を金属で構成したことを特徴とするも
のである。このように補助電極を金属で構成することに
よって、補助電極の導電性が良好になり、補助電極を外
部回路に良好に接続することができ、かつ、補助電極に
よる放電が良好に行われる。
は、前記補助電極を非導電材料と金属との混合物で構成
したことを特徴とするものである。補助電極をこのよう
な混合物で構成すると、一体焼成の際の容器及び非導電
部材の非導電材料の混合物中への十分な拡散による補助
電極、容器及び非導電材料との間の強固な接続構造が形
成される。したがって、十分な導電性を維持しながら十
分な気密性を保持するようになる。
は、前記補助電極のうち前記内部空間及び容器外部に露
出した部分を金属で構成し、それ以外の部分を非導電材
料と金属との混合物で構成したことを特徴とするもので
ある。このような補助電極によって、補助電極、容器及
び非導電材料間に強固な接続構造が形成されて、十分な
導電性を維持しながら十分な気密性を保持するようにな
り、補助電極を外部回路に良好に接続することができ、
かつ、補助電極による放電が良好に行われる。
は、前記混合物中の金属部分の容積パーセントを30〜
70容積パーセントとしたことを特徴とするものであ
る。混合物中の金属部分の容積パーセントが増大するに
従って補助電極の導電性が向上し、それに対して、非導
電材料部分の容積パーセントが増大するに従って高圧放
電灯の気密性が増大する。これら導電性及び気密性を両
立させるためには、金属部分の容積パーセントを30〜
70容積パーセントにすればよいことが確認された。
は、前記混合物の金属部分は、50容積パーセント以上
のモリブデンを含み、非導電材料部分は、前記容器及び
/又は非導電部材と同一材料を50容積パーセント以上
含むことを特徴とするものである。補助電極、容器及び
非導電部材間に強固な接合を形成するためには、金属部
分が、容器及び/又は非導電部材を構成する非導電材料
の融点に比較的近い融点を有するとともに耐ハロゲン性
に富んだ金属を含み、かつ、その非導電材料部分が、容
器及び/又は非導電部材と同一部材を含む必要がある。
このような条件を満足するために、金属部分は、耐ハロ
ゲン性を有するとともに比較的融点の低い(2623
℃)モリブデンを50容積パーセント以上含み、非導電
材料部分は、容器及び/又は非導電部材と同一材料を5
0容積パーセント以上含む。
は、前記混合物の金属部分をモリブデンとし、前記非導
電材料部分、容器及び非導電部材を同一材料としたこと
を特徴とするものである。補助電極、容器及び非導電部
材を一体焼成してこれらの間に強固な接合構造を形成す
るためには、金属部分のモリブデンの容積パーセントが
できるだけ高く、かつ、非導電材料部分の容器及び/又
は非導電部材と同一材料の容積パーセントができるだけ
高いことが好ましい。したがって、混合物を、モリブデ
ンと、容器及び非導電部材と同一材料とで構成するのが
最適である。なお、モリブデンとは、純粋なモリブデン
だけでなく、少量の不純物が含まれているものも意味
し、容器及び非導電部材と同一材料とは、容器及び非導
電部材と全く同一の材料だけでなく、少量の不純物が含
まれいてるものも意味する。
を参照して詳細に説明する。なお、同一部材には同一符
号を付すものとする。図1は、本発明による高圧放電灯
の第1の実施の形態を示す図である。図1において、石
英ガラス又は硬質ガラスによって構成された外管1内
に、セラミック放電管2aが収容されており、外管1の
中心軸線及びセラミック放電管2aの中心軸線とは一致
している。
密閉されている。セラミック放電容器2は、アルミナ製
の管状容器4aと、この管状容器4aの両端部5a,5
bに設けられた非導電部材としてのアルミナ製のキャピ
ラリ6a,6bと、一端が管状容器4aの内部空間に露
出するとともに他端が容器外部に露出するようにキャピ
ラリ6a,6bに挿入した電極部材としての複合電極7
a,7bとを具える。
て、一端が管状容器4aの内部空間に露出するとともに
他端が管状容器4aの外部に露出するようにし、キャピ
ラリ6aの外周全体をメタライズコーティングするよう
に、管状容器4aとキャピラリ6aとの間に補助電極8
aを配置した後、管状容器4a、キャピラリ6a及び補
助電極8aを一体焼成している。
との混合物で構成し、混合物中のモリブデンの容積パー
セントを30〜70容積パーセントとする。
9a,9bを通じて外管1によって保持し、これらリー
ド線9a,9bをそれぞれ、ホイル10a,10bを通
じて口金3a,3bに接続する。本実施の形態では、補
助電極8も、図示しないリード線を通じて口金3a,3
bに接続されている。
電管の端部の第1例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図2において、複合電極7aは、キャピラリ6aの
内径より小さい径を有するニオブ製の略円柱部材11
と、この略円柱部材11の径より小さい径を有し、管状
容器4a内部に露出する側の略円柱部材11の底面に一
端を接合したモリブデン製の円柱部材12と、この円柱
部材12の他端に接合した電極13とを有する。本実施
の形態では、電極13はコイル14を有する。なお、複
合電極7aと非導電部材(すなわち、管状容器4a及び
キャピラリ6a)との隙間は、フリットシール15を充
填することによって気密封止されている。なお、端部5
bは、補助電極8aを配置するとともに補助電極8aを
管状容器4a及びキャピラリ6aとともに一体焼成した
点を除いて端部5aと同様である。
複合電極7aと、突出方向が管状容器4aの中心軸線と
交差するようにその内部空間に突出した突出部16との
間に放電が発生し、これによって高圧放電灯の始動電圧
が低減する。
る際に必ずしもフリットシール等の封止をしなくてもよ
いので、耐食性及び気密性が優れたものとなる。また、
セラミック放電管発光部外表面に炭素、プラチナ、パラ
ジウム等を設けていないので、照度が減少しない。さら
に、これら管状容器4a、キャピラリ6a及び補助電極
8を一体焼成しているので、管状容器4aと補助電極8
との間及び補助電極8とキャピラリ6aとの間に強固な
接合構造が形成されるという利点がある。
電管の端部の第2例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図3において、複合電極7cは、電流導体17と、
管状容器4bの内部空間に露出した側の電流導体17の
底面に溶接した電極13とを具える。電流導体17は、
アルミナ製の円柱部材17aと、アルミナ及びモリブデ
ンの混合物からなるメタライズ層17bとを有する。
隙間はフリットシール15を充填することによって気密
封止されており、管状容器4bは、本体18a及びディ
スク18bを有する。
内部空間に露出するとともに他端が管状容器4bの外部
に露出し、キャピラリ6cの外周の一部を被覆するよう
に、管状容器4bとキャピラリ6cとの間にモリブデン
製の補助電極8bを配置した後、管状容器4b、キャピ
ラリ6c及び補助電極8bを一体焼成している。
複合電極7cと、突出方向が管状容器4bの中心軸線と
垂直になるように僅かに突出した突出部19との間に放
電が発生して、高圧放電灯の始動電圧が低減する。
なり、補助電極を外部回路に良好に接続することがで
き、かつ、補助電極による放電が良好に行われる。
電管の端部の第3例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図4において、正電極として用いられる複合電極7
dは、電流導体20と、管状容器4bの内部空間に露出
した側の電流導体17の底面の凹部に埋設された電極1
3とを具える。電流導体20は、アルミナ製の略円柱部
材20aと、アルミナ及びモリブデンの混合物からなる
メタライズ層20bとを有する。また、キャピラリ6d
の開口部と電流導体20との隙間は、モリブデン又はモ
リブデンとアルミナとの混合物によって気密封止されて
いる。
及びその外部にそれぞれ露出する金属部分21a及び2
1bと、ディスク18bの内周全体を被覆するアルミナ
とモリブデンとの混合物部分21cとを有し、この補助
電極8cを管状容器4bとキャピラリ6cとの間に配置
し、これら部材を一体焼成している。
複合電極7dと金属部分21aとの間に放電が発生す
る。
b及びキャピラリ6d間に強固な接続構造が形成され
て、十分な導電性を維持しながら十分な気密性を保持す
るようになり、補助電極7dを外部回路に良好に接続す
ることができ、かつ、補助電極7dによる放電が良好に
行われる。
電管の端部の第4例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図5においては、モリブデンとアルミナとの混合物
によって構成された補助電極8dは、キャピラリ22a
及びディスク22bによって構成された非導電部材22
と管状容器4cとの間に配置され、これらの部材が一体
焼成される。なお、複合電極7eとキャピラリ22aと
の隙間は溶接によって気密封止されている。
とディスク22bとの間に設け、これら補助電極8d、
管状容器4c及びディスク22bを一体焼成することも
できる。
電管の端部の第5例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図6においては、キャピラリ24内にメタライズ層
25を形成し、複合電極7fとキャピラリ24との間に
モリブデン26を接合している。
内部空間に露出するとともに他端が管状容器4dの外部
に露出し、ディスク27の外周の一部を被覆するよう
に、管状容器4dとディスク27との間にモリブデン製
の補助電極8eを配置した後、管状容器4d、ディスク
27及び補助電極8eを一体焼成している。
電管の端部の第6例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図7においては、補助電極8fは、管状容器4eの
内部空間及びその外部にそれぞれ露出する金属部分28
a及び28bと、ディスク18bの外周全体を被覆する
アルミナとモリブデンとの混合物部分28cとを有し、
この補助電極8fを管状容器4eとディスク29との間
に配置し、これら部材を一体焼成している。
電管の端部の第7例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図8においては、キャピラリ30上のアース用拡張
導電層31と複合電極7gとの間に溶解用層32を設け
る。また、アルミナとモリブデンとの混合物から構成さ
れたなる補助電極8gを、ディスク33の内周全体を被
覆するように設け、キャピラリ30、補助電極8g及び
ディスク33を一体焼成している。
電管の端部の第8例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図9においては、アルミナ製の円柱部材にモリブデ
ンとアルミナとの混合物の層を設けることによって構成
された複合電極7hをディスク34と一体焼成してい
る。また、アルミナとモリブデンとの混合物から構成さ
れたなる補助電極8hを、ディスク34の外周全体を被
覆するように設け、ディスク34、補助電極8h及び管
状容器4fを一体焼成している。
の実施の形態を示す図であり、図11は、第2の実施の
形態のセラミック放電管の端部の第1例の周辺を拡大し
て示す断面図である。図10及び11において、セラミ
ック放電管2bは、管状容器4a、キャピラリ6a,6
b及び複合電極7a及び7b(図1及び2)の代わり
に、アルミナ製の樽状容器4g、貫通孔を有するアルミ
ナ製のディスク35並びに複合電極7i及び7jを有す
る。
て、一端が樽状容器4bの内部空間に露出するとともに
他端が樽状容器4bの外部に露出し、ディスク35の外
周の一部を被覆するように、樽状容器4bとディスク3
5との間にモリブデン製の補助電極8iを配置した後、
樽状容器4b、ディスク35及び補助電極8iを一体焼
成している。
ク35の貫通孔に挿入される細長い管状のモリブデン製
の電極保持材36と、樽状容器4b内部に露出する側の
電極保持材36の底面に端部を接合した電極13とを有
する。樽状容器4bの外部に露出する側の電極保持材3
6の端部に、始動ガス及びイオン化発光物質を封入した
後にレーザ溶接又はTIG溶接によって封止する開口を
設ける。ディスク35と電極保持材36との間は、メタ
ライズ層37によって気密封止されている。
放電管の端部の第2例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図12において、補助電極8jは、セラミック放電
管2bの内部空間及び外部にそれぞれ露出する金属部分
38a及び38bとディスク39の外周全体を被覆する
混合物部分38cとを有する。この混合物部分38cも
アルミナ及びモリブデンで構成し、モリブデンの容積パ
ーセントを30〜70容積パーセントとする。また、デ
ィスク39の貫通孔に挿入された導電性の管状部材40
に、電極13が直接取り付けられた電極保持材41を挿
入する。この取り付け方法は、特開平6-318435号公報に
開示されており、具体的には、管状部材40と電極保持
材41との各外側端部を相互に溶接する。
放電管の端部の第3例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図13においては、一端が樽状容器4bの内部空間
に露出するとともに他端が樽状容器4bの外部に露出
し、ディスク42の外周の一部を被覆するように、樽状
容器4bとディスク42との間にモリブデン製の補助電
極8kを配置した後、樽状容器4b、ディスク42及び
補助電極8kを一体焼成している。
放電管の端部の第4例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図14においては、一端が樽状容器4bの内部空間
に露出するとともに他端が樽状容器4bの外部に露出
し、樽状容器4bの内周の一部を被覆するように、樽状
容器4bとキャピラリ43との間にアルミナとモリブデ
ンとの混合物から構成されたなる補助電極8lを、ディ
スク34の外周の一部を被覆するように設ける。なお、
複合電極7jとキャピラリ43との隙間は溶接によって
気密封止されている。このように、アルミナとモリブデ
ンとの混合物から構成されたなる補助電極を、非導電部
材(すなわち、ディスク34)の外周の一部のみらを被
覆するように設けることもできる。
放電管の端部の第5例の周辺を拡大して示す断面図であ
る。図15においては、複合電極7kは、ディスク44
の貫通孔に挿入される細長い管状のモリブデン製の電極
保持材45と、樽状容器4b内部に露出する側の電極保
持材36の底面に端部を接合した電極13とを有する。
樽状容器4bの外部に露出する側の電極保持材36の端
部に、始動ガス及びイオン化発光物質を封入した後にレ
ーザ溶接又はTIG溶接によって封止する開口を設け
る。
内部空間に露出するとともに他端が樽状容器4bの外部
に露出し、ディスク44の外周全体を被覆するように、
樽状容器4bとディスク44との間にモリブデン製の補
助電極8mを配置した後、樽状容器4b、ディスク44
及び補助電極8mを一体焼成している。
を説明する。図16は、本発明による高圧放電灯の製造
工程の第1例を示すフローチャートである。この製造工
程では、先ず、アルミナ粉を混練し、押出し成形、プレ
ス成形又は鋳込み成形した後、これを切断及び加工す
る。ここで、加工とは、主に外周加工(センタレス等)
であり、切断及び加工はいずれを先に行ってもよい。そ
の後、脱バインダし、所望に応じて仮焼して非導電部材
(すなわち、キャピラリ、ディスク又はその両方)の仮
焼体を得る。
リブデン粉のペーストを塗布し、これを仮焼する。
器又はその本体)を成形し、この成形体を脱脂し、仮焼
して容器の仮焼体を得る。このような仮焼体と、モリブ
デン粉のペーストを塗布した非導電部材の仮焼体とを組
み立て、これを本焼することによって、容器の内部空間
及び外部に露出するような補助電極を有する容器及び非
導電部材の仮焼体を得る。
複合電極を加工し又は組み立て、このような複合電極
と、容器及び非導電部材の本焼体とを組み立て、これら
複合電極と容器及び非導電部材との間を溶接し又はフリ
ットシールする。
工程の第2例を示すフローチャートである。この場合、
押出し工程後に切断・加工工程を行う代わりに、非導電
部材の本焼又は仮焼工程後に切断・加工工程を行う。
工程の第3例を示すフローチャートである。この場合、
押出し工程後に切断・加工工程を行う代わりに、押出し
工程後に切断工程を行うとともに非導電部材の本焼又は
仮焼工程後に加工工程を行う。
ャートの変形例を示す。これらフローチャートでは、複
合電極として、アルミナ製の円柱部材にモリブデンとア
ルミナとの混合物の層を設けることによって構成された
ものを使用し、非導電部材の仮焼体、容器の仮焼体及び
複合電極を組み立てた後、一体焼成している。
のではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例え
ば、容器及び非導電部材の材料として、アルミナ以外の
非導電材料(例えば、サーメット)を用いることもでき
る。また、容器及び非導電部材を同一材料としたが、こ
れら材料が相違してもよい(例えば、容器をアルミナ製
とし、非導電部材をサーメット製とする。
の形状の容器を用いてもよく、電極は必ずしもコイルを
有しなくてもよい。また、上記実施の形態において、複
合電極又は金属部分をモリブデンで構成したが、他の金
属(例えば、ニオブ等)で構成することもできる。
り、容器及び非導電部材を本焼又は仮焼した後に、これ
らに複合電極を組み込み、本焼したが、非導電部材及び
複合電極を本焼又は仮焼した後に、これらを容器に組み
込み、本焼することもできる。
示す図である。
第1例の周辺を拡大して示す断面図である。
第2例の周辺を拡大して示す断面図である。
第3例の周辺を拡大して示す断面図である。
第4例の周辺を拡大して示す断面図である。
第5例の周辺を拡大して示す断面図である。
第6例の周辺を拡大して示す断面図である。
第7例の周辺を拡大して示す断面図である。
第8例の周辺を拡大して示す断面図である。
を示す図である。
の第1例の周辺を拡大して示す断面図である。
の第2例の周辺を拡大して示す断面図である。
の第3例の周辺を拡大して示す断面図である。
の第4例の周辺を拡大して示す断面図である。
の第5例の周辺を拡大して示す断面図である。
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
口金、4a,4b,4c,4d,4e,4f 管状容
器、4g 樽状容器、5a,5b,5c 端部、6a,
6b,22a,24,30,43 キャピラリ、7a,
7b,7c,7d,7e,7f,7g,7h,7i,7
j,7k 複合電極、8a,8b,8c,8d,8e,
8f,8h,8i,8j,8k,8l,8m 補助電
極、9a,9b リード線、10a,10b ホイル、
11 略円柱部材、12,17a円柱部材、13 電
極、14 コイル、15 フリットシール、16 突出
部、17,20 電流導体、17b,20b,25,3
7 メタライズ層、18a本体、18b,22b,2
7,29,33,34,35,39,42,44 ディ
スク、19 突出部、20a 略円柱部材、21a,2
1b,28a,28b,38a,38b 金属部分、2
1c,28c38c 混合物部分、22 非導電部材、
26 モリブデン、31 アース用拡張導電層、32
溶解用層、36,41,45 電極保持材、40 管状
部材
Claims (7)
- 【請求項1】イオン化発光物質及び始動ガスを充填すべ
き内部空間が形成されるとともにこの内部空間の両端に
開口部を有する非導電材料製の容器と、この容器の両端
部に設けられ、前記開口部の径未満の径の孔を有する非
導電部材と、一端が前記内部空間に露出するとともに他
端が容器外部に露出するように前記孔に挿入した電極部
材とを具え、前記容器の一方の端部において、一端が前
記内部空間に露出するとともに他端が容器外部に露出す
るように、前記容器と前記非導電部材との間に補助電極
を配置した後、前記容器、非導電部材及び補助電極を一
体焼成したことを特徴とする高圧放電灯。 - 【請求項2】前記補助電極を金属で構成したことを特徴
とする請求項1記載の高圧放電灯。 - 【請求項3】前記補助電極を非導電材料と金属との混合
物で構成したことを特徴とする請求項1記載の高圧放電
灯。 - 【請求項4】前記補助電極のうち前記内部空間及び容器
外部に露出した部分を金属で構成し、それ以外の部分を
非導電材料と金属との混合物で構成したことを特徴とす
る請求項1記載の高圧放電灯。 - 【請求項5】前記混合物中の金属部分の容積パーセント
を30〜70容積パーセントとしたことを特徴とする請
求項3又は4記載の高圧放電灯。 - 【請求項6】前記混合物の金属部分は、50容積パーセ
ント以上のモリブデンを含み、非導電材料部分は、前記
容器及び/又は非導電部材と同一材料を50容積パーセ
ント以上含むことを特徴とする請求項3から5のうちの
いずれかに記載の高圧放電灯。 - 【請求項7】前記混合物の金属部分をモリブデンとし、
前記非導電材料部分、容器及び非導電部材を同一材料と
したことを特徴とする請求項6記載の高圧放電灯。
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