(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間にイオン化発光物質および始動ガスが充填されるべきセラミック放電管であって、その端部に開口が設けられているセラミック放電管、中空部が形成され、前記開口内に挿入されている導電性部材、および前記端部の前記開口に面する内壁面と前記導電性部材の外壁面とを接合する接合層を備えている高圧放電灯用組み立て体であって、
前記端部の前記内壁面に、前記セラミック放電管の中心軸に対して周方向に延びる凹部が形成されており、前記導電性部材の前記内部空間側の末端面が、前記端部の前記開口内で前記凹部の内側に存在することを特徴とする、高圧放電灯用組み立て体
【請求項２】
前記凹部が、前記内壁面を一周するように連続的に延びることを特徴とする、請求項１記載の組み立て体。
【請求項３】
前記端部の縦断面を見たときに、前記凹部の輪郭線が湾曲していることを特徴とする、請求項１または２記載の組み立て体。
【請求項４】
前記接合層を構成する材質が前記凹部内に存在することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体。
【請求項５】
前記導電性部材の前記内部空間側端部の外壁面に、前記接合層の設けられていない露出領域が存在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体。
【請求項６】
前記中心軸の方向に見たときの前記露出部分の長さＡが、０．３ｍｍ以上であり、前記接合層の長さＬの１／４以下であることを特徴とする、請求項５記載の組み立て体。
【請求項７】
前記中心軸の方向に見たときの前記凹部の長さＣが前記接合層の長さＬの１／４以上、１／２以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体。
【請求項８】
前記接合層が、前記導電性部材側に設けられている内側層と、前記内側層と前記セラミック放電管との間に設けられている界面層とを備えており、前記内側層が、金属粉末の焼結体からなり、開気孔を有する多孔質骨格と、この多孔質骨格の前記開気孔中に含浸されているセラミックスまたはガラスからなる含浸相とを含んでおり、前記界面層がセラミックスまたはガラスからなることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体。
【請求項９】
前記凹部内に前記セラミックスまたはガラスが存在することを特徴とする、請求項８記載の組み立て体。
【請求項１０】
前記凹部の深さＢが、前記端部の肉厚Ｄの１／１０以上、３／１０以下であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体。
【請求項１１】
前記セラミック放電管の両方の前記端部に前記導電性部材がそれぞれ挿入されており、両方の前記端部の前記内壁面と前記導電性部材の外壁面との間に前記接合層がそれぞれ設けられており、前記各端部の前記開口に面する内壁面に、前記セラミック放電管の中心軸に対して周方向に延びる凹部がそれぞれ形成されており、一方の前記端部における前記導電性部材と他方の前記端部における前記導電性部材との同軸度が５０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体と、前記内部空間に固定された電極装置とを備えていることを特徴とする、高圧放電灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電灯用組み立て体、高圧放電灯および高圧放電灯用放電管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高圧放電灯においては、セラミック放電管の両方の端部の内側に閉塞材（通常、セラミックプラグと呼ばれている。）を挿通させ、各端部を閉塞し、各閉塞材に貫通孔を設け、この貫通孔には、所定の電極システムを固着した金属部材が挿通されている。セラミック放電管の内部空間にはイオン化発光物質を封入する。このような高圧放電灯としては、高圧ナトリウム発光ランプ、メタルハライドランプが知られており、特に、メタルハライドランプは、良好な演色性を備えている。放電管の材質としてセラミックスを使用することによって、高温での使用が可能となった。
【０００３】
こうした放電灯においては、セラミック放電管の端部と電極装置保持材との間を気密にシールする必要がある。セラミック放電管の本体は、両端がすぼまった管状ないし樽状をなしていたり、あるいは真っ直ぐな管状をなしている。セラミック放電管は、例えばアルミナ焼結体からなる。
【０００４】
特願平１１−１７８４１５号明細書（欧州特許公開ＥＰ０９８２２７８Ａ１）においては、セラミック放電管の端部と電極装置保持材との間の接合部が、放電管に接する接合材、および保持材に接すると共に保持材と接合材との界面に存在する界面ガラス層を備えており、接合材が、金属粉末の焼結体からなり、開気孔を有する多孔質骨格と、多孔質骨格の開気孔中に含浸されている含浸ガラス相とからなっている。これによって、接合部分の気密性、耐蝕性を高くし、かつ熱サイクルが加わったときにも接合部分が破損しないような接合構造を開示した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような接合構造を製造する際には、例えばモリブデンからなる金属管の外周面に多孔質骨格を形成し、この金属管をセラミック放電管の端部の開口の中に挿入する。この際、多孔質骨格と放電管端部内周面との間には若干のクリアランスを設ける。このクリアランスにガラス溶融物を流入させ、硬化させる。このようにして得られた接合構造は、気密性が高く、点灯−消灯サイクルに強いものであった。しかし、本発明者が検討したところ、量産の過程においては問題点が残されていることが分かった。即ち、溶融したガラスが金属管の末端面に付着、残留したり、金属管の内周面に付着することがあった。この場合には、金属管の内部に電極保持棒を挿入し、固定する段階で障害となり、歩留り低下の原因となる。
【０００６】
本発明の課題は、セラミック放電管を利用した高圧放電灯において、中空部を有する導電性部材をセラミック放電管の端部開口中に挿入し、接合するのに際して、導電性部材の末端面や内周面への接合用材料の付着や残留を防止できるような構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部空間にイオン化発光物質および始動ガスが充填されるべきセラミック放電管であって、その端部に開口が設けられているセラミック放電管、中空部が形成され、開口内に挿入されている導電性部材、および端部の開口に面する内壁面と導電性部材の外壁面とを接合する接合層を備えている高圧放電灯用組み立て体であって、前記端部の内壁面に、セラミック放電管の中心軸に対して周方向に延びる凹部が形成されており、前記導電性部材の前記内部空間側の末端面が、前記端部の前記開口内で前記凹部の内側に存在することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、前記組み立て体と、セラミック放電管の内部空間に固定された電極装置とを備えていることを特徴とする、高圧放電灯に係るものである。
【０００９】
このような組み立て体に使用するセラミック放電管は、端部に開口が設けられており、端部の開口に面する内壁面に、セラミック放電管の中心軸に対して周方向に延びる凹部が形成されている。
【００１０】
本発明者は、例えば図７に符号２５、２６で示すような、導電性部材６の末端面６ｄや内周面６ｅ上への接合材料の付着物の生成の原因を検討した。この結果、セラミック放電管１の端部２の内壁面２ｂ上に流入した溶融接合材料が、セラミック放電管１の端部内壁面２ｂを濡らすよりも、むしろ導電性部材６の末端面６ｄを濡らし、更に内周面６ｅを濡らす傾向があることを見いだした。しかも、溶融した接合材料は、導電性部材６の外周面６ａと端部内壁面２ｂとのクリアランスを毛細管現象によって内部空間５へと向かって吸引される傾向があることを見いだした。
【００１１】
本発明者は、このような発見に立脚し、例えば図１に示すように、端部２の開口３２に面する内壁面２ｂに、セラミック放電管１の中心軸Ｘに対して周方向に延びる凹部３を形成することを想到した。これによって、溶融した接合材料が、導電性部材６の外周面と端部内壁面２ｂとの間を流れるときに、毛細管現象に伴う吸引を抑制し、過剰の接合材料を吸収し、接合材料が導電性部材の末端面や内周面を濡らすのを抑制できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説明する。
図１に示すように、セラミック放電管１は、樽形状の本体部４と、本体部４の両端に設けられている一対の端部２とを備えている。２ａは端部２の端面であり、２ｂは内壁面である。内壁面２ｂは、セラミック放電管の中心軸Ｘ方向に見ると、真っ直ぐに延びている。端部２の開口３２は、本体部４の内部空間５に連通している。端部２の内壁面２ｂに、中心軸に対して周方向に延びる凹部３が形成されている。凹部３は、内壁面２ｂを連続的に一周している。本例では、凹部３の輪郭線４１は、縦断面（図１の断面）で見たときに略円弧状をなしている。
【００１３】
本例では、図２に示すように、導電性部材６は管状をなしており、始動ガスおよびイオン化発光物質を封入した後に封止するための中空部７が設けられている。６ａは導電性部材６の外周面であり、６ｃは部材６の外側端部であり、６ｂは内側端部であり、６ｄは部材６の末端面であり、６ｅは内壁面である。導電性部材６の外側面に多孔質骨格９を設け、次いで部材６を端部２内に収容する。この段階では、多孔質骨格９と端部２の内壁面２ｂとの間には一定のクリアランス８が生ずる。部材６の末端面６ｄは、凹部３の内側に位置するようにする。部材６と凹部３との好適な位置関係は後述する。９ａは骨格９の内側端部である。本例では、９ａと末端面６ｄとの間には、骨格９によって被覆されていない露出部１０が設けられている。
【００１４】
この状態で、ガラス組成物やセラミック組成物を溶融させ、溶融物をクリアランス８内に流入させる。ガラス組成物やセラミック組成物は、例えば粉末であってよく、粉末の成形体であってよく、粉末とバインダーとを含む成形体であってよい。溶融物がクリアランス８内に流入すると、ガラス（結晶化ガラスを含む）、セラミックスからなる界面層１１を生成する。これとともに、溶融物が多孔質骨格９の開気孔に浸透し、含浸相を生成する。この結果，金属粉末焼結体からなる骨格と、骨格の開気孔内部に浸透した含浸相とからなる内側層１３が生成する。内側層１３と界面層１１とによって、部材６と端部２との接合層１２が構成される。含浸相は、界面相と同様の材質からなり、即ちガラス、セラミックスからなる。溶融物の一部は、更に凹部３の壁面に沿って凹部表面を濡らし、凹部３内に固化相１４を生成する。このように凹部表面に沿うように溶融物の流動を誘導することで、部材６の末端面６ｄ側の濡れを抑制する。
【００１５】
例えば図７に示すように、凹部３を端部内壁面２ｂに設けない場合には、多孔質骨格９の表面に沿って溶融物が吸引され、導電性部材６の末端面６ｄおよび内壁面６ｅまで濡らす傾向がある。これは、多孔質骨格９の表面の方が、セラミックスからなる放電管の内周面２ｂよりも、溶融物によって濡れやすいためと考えられる。
【００１６】
多孔質骨格は、金属粉末の焼結体からなる。金属粉末の材質としては、モリブデン、タングステン、レニウム、ニオブ、タンタルおよびこれらの合金からなる群より選ばれた金属が好ましい。ハロゲンに対する耐蝕性を一層向上させるためには、モリブデン、タングステン、レニウムおよびこれらの合金からなる群より選ばれた金属が特に好ましい。
【００１７】
多孔質骨格の開気孔率は、１５％以上、更に４０％以上とすることが好ましく、これによって接合領域の強度を一層高くできる。同開気孔率は８０％以下、更には７０％以下とすることが好ましく、これによって多孔質骨格の開気孔中にセラミックスを適度に含浸させ、多孔質骨格に加わる応力を分散し、熱サイクルに対する耐久性を向上させ得る。
【００１８】
界面層および含浸相を構成するためのガラス組成物やセラミック組成物は特に限定されない。好ましくは、Ａｌ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３、Ｔｍ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｏＯ２およびＭｏＯ３からなる群より選ばれた一種類以上の酸化物によって構成されている。特に好ましくは、二種類以上の酸化物の混合物を使用する。更には、Ｄｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３２成分共晶組成が好ましい。その理由は、Ｄｙ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３、Ｓｃ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３２成分共晶組成が１８００℃程度の十分高い融点を有するからである。
【００１９】
あるいは、ガラス組成物の好ましい組成範囲は、次のとおりである。
Ａｌ２Ｏ３：１０−３０重量％ＳｉＯ２：１５−４０重量％Ｙ２Ｏ３：０−４０重量％Ｄｙ２Ｏ３：０−７０重量％Ｂ２Ｏ３：０−５重量％ＭｏＯ３：０−１０重量％
【００２０】
セラミック組成物は、窒化物と酸窒化物との少なくとも一方および金属酸化物を含んでいてよい。典型的には、本組成物は、窒化物粉末と金属酸化物粉末との混合物、あるいは、酸窒化物粉末と金属酸化物粉末との混合物である。この場合、好適な実施形態においては、セラミック材料を構成する金属酸化物が希土類酸化物を含む。
【００２１】
この希土類酸化物は、サマリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウムおよびルテチウムからなる群より選ばれた一種以上の元素の酸化物である。特に好ましくは、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、Ｈｏ２Ｏ３およびＴｍ２Ｏ３からなる群より選ばれた一種以上の酸化物である。
【００２２】
好適な実施形態においては、金属酸化物がアルミナを含む。これによって、接合材および界面層の耐蝕性が一層向上する。
【００２３】
窒化物は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、窒化モリブデン、窒化タングステンが特に好ましい。
【００２４】
好適な実施形態においては、酸窒化物がアルミニウムの酸窒化物を含む。アルミニウムの酸窒化物は、一般に不定比化合物であり、化学式で表すと、Ａｌ(64+x)/3□(8−x)/3Ｏ32-xＮx(□はvacancy)である。しかし、典型的には、ｘ＝５である。
【００２５】
本発明の高圧放電灯は、不活性ガスおよびイオン化発光物質の他に水銀を含有していてよい。あるいは水銀を含有していない場合には、高圧キセノンガスなどの高圧不活性ガスを含有していてよい。また、高圧放電灯の用途は、一般用照明だけでなく、自動車ヘッドランプにも好適である。
【００２６】
導電性部材の材質は、耐蝕性の導電性セラミックスまたは金属が好ましい。金属としては、モリブデン、タングステン、レニウム、ニオブ、タンタルおよびこれらの合金からなる群より選ばれた一種以上の金属またはこれらの合金が好ましい。
【００２７】
このうち、ニオブおよびタンタルの熱膨張係数は、セラミック放電管を構成するセラミックス、特にアルミナセラミックスの熱膨張係数とほぼ釣り合うが、ニオブおよびタンタルは、メタルハライドによって腐食され易いことが知られている。従って、導電性部材の寿命を長くするためには、導電性部材を、モリブデン、タングステン、レニウムおよびこれらの合金からなる群より選ばれた金属によって形成することが好ましい。ただし、これらのメタルハライドに対する耐蝕性が高い金属は、一般に熱膨張係数が小さい。例えば、アルミナセラミックスの熱膨張係数は８×１０−６Ｋ−１であり、モリブデンの熱膨張係数は６×１０−６Ｋ−１であり、タングステン、レニウムの熱膨張係数は６×１０−６Ｋ−１以下である。本発明の接合構造は、この場合にも、金属部材とセラミック放電管との熱膨張差を緩和する作用を有している。
【００２８】
モリブデンは、金属蒸気、特にメタルハライドガスに対する耐蝕性が大きく、またセラミックスへの濡れ性が高いという点で、本発明の構造に有利である。
【００２９】
導電性部材の材質としてモリブデンを使用した場合には、モリブデンの中にＬａ２Ｏ３とＣｅＯ２との少なくとも一種類が合計で０．１重量％〜２．０重量％含有されていることが特に好ましい。
【００３０】
導電性部材を構成する金属の主成分と、多孔質骨格を構成する金属の主成分とは同じであることが好ましく、共にモリブデンであることが一層好ましい。ここで、金属の主成分であるとは、この金属の６０重量％以上を占めていることを意味している。
【００３１】
放電管を構成するセラミックスは、アルミナ、マグネシア、イットリア、ランタニアおよびジルコニアからなる群より選ばれた一種以上のセラミックス単独またはその混合物であることが好ましい。
【００３２】
導電性部材の形状は、内側に中空部を有する限り特に限定されず、直管状（直筒状）、樽状であってよい。ただし、接合工程の時点で導電性部材（あるいは多孔質骨格）と放電管との間のクリアランスを一定とするという観点からは、直管状とするのが好ましい。セラミック放電管の形状は、一般的には、管状、円筒状、樽状等とすることができ、特に限定されない。
【００３３】
好ましくは、導電性部材の中空部を通して放電管の内部空間にイオン化発光物質を封入し、次いで電極装置保持部材を中空部から挿入し、放電管の内部空間に電極装置を固定する。次いで、電極装置保持部材と導電性部材とをレーザー溶接またはＴＩＧ溶接によって溶接し、閉塞させる。レーザー溶接の際には、例えばＮｄ／ＹＡＧレーザーを使用する。
【００３４】
なお、電極装置保持部材と導電性部材との径方向のクリアランスは、３０−１５０μｍが好適である。その理由は、クリアランスが広すぎる場合、発光物質がクリアランスに溜まりやすくなり、それによって特性のばらつきなどが増大する。クリアランスが狭すぎる場合、電極装置保持部材が導電性部材と実質的に連続し、これらの接合部の熱応力が増大し、接合部が破壊されるおそれが高くなるからである。
【００３５】
図４に示すように、電極装置保持部材４０は、電極装置１７を保持する軸１６と、好ましくは金属製の封止部材１５とを備えている。電極装置１７をセラミック放電管の内部空間５に収容し、封止部材１５を導電性部材６の内側に挿入する。次いで、導電性部材６に対して封止部材１５の端部を、前述した溶接等によって接合し、図５に示すように封止部１８を形成する。これによって、セラミック放電管の内部空間のイオン化発光物質および始動ガスが外気に触れないように封止するのと共に、電極装置１７に対して封止部材１５を介して電力を供給することができる。
【００３６】
図６は、高圧放電装置の一例を示す模式図である。高圧放電装置２１は、一般に硬質ガラスからなる外管２３を備えており、外管２３内に高圧放電灯１が収容されている。外管２３の両端は、セラミック口金２２によって閉塞されている。セラミック放電管１の両方の端部２の開口内にはそれぞれ導電性部材が挿入されており、各導電性部材内にはそれぞれ封止部材１５が収容され、接合されている。封止部材１５の外側端部には、外部リード線２０が接続されている。
【００３７】
前記凹部は、セラミック放電管の端部内周面を連続的に一周している必要はなく、若干の切れ目や不連続点があってもよい。しかし、導電性部材の末端面および内周面の濡れを、周方向にみて均一に抑制するという観点から、好適な実施形態においては、前記凹部を、セラミック放電管の端部内壁面を一周するように連続的に延びる凹部とする。
【００３８】
好適な実施形態においては、端部の縦断面（図１に示す断面）を見たときに、凹部３の輪郭線４１が湾曲している。この結果、凹部の壁面内に接合材料が溜まったときに、この接合材料において応力集中が生じにくく、接合部分におけるクラックが発生しにくい。ここで、湾曲とは、輪郭線の傾きが微積分学上滑らかに変化していることを意味する。湾曲線は、典型的には真円に沿った円弧状、楕円に沿った弧状であるが、放物線状、正弦曲線（余弦曲線）、二次関数、三次関数等の多次関数曲線であってよい。
【００３９】
好適な実施形態においては、例えば図８に示す１４のように、前記接合層を構成する材質が凹部に存在する。特に好ましくは、前述したように、接合層の界面層や含浸相を形成する材質、例えばガラス、セラミックスが凹部内に存在する。
【００４０】
次に、導電性部材、凹部、多孔質骨格の好適な位置関係について述べる。好適な実施形態においては、導電性部材の内側末端が端部の開口内において凹部の内側に存在する。この場合には、導電性部材の外壁面から末端面へと向かって回り込むべき接合材料の一部が凹部に流れ込み、吸収され易くなるので、本発明の作用効果が一層顕著になる。例えば、図８に示す例では、導電性部材６の内側末端面６ｄが、発光管端部の開口内において、一周する凹部３の内側に存在するので、界面層１１の材質が凹部の壁面３へと流れ込み、末端面６ｄを濡らしにくい。
【００４１】
また、好適な実施形態においては、導電性部材の内側端部の外壁面に、接合層の設けられていない露出領域が存在する。例えば、図８に示す例においては、接合層１２の末端（多孔質骨格１３の末端１３ａ）が、末端面６ｄから一定距離離れており、この結果、接合層の末端１３ａと末端面６ｄとの間に露出面１０が形成されている。
【００４２】
ただし、図９に示すように、接合層１２の末端と導電性部材６の末端面６ｄとの間に露出面を設けない場合に、凹部３による作用効果が得られるので、本発明の範囲内である。しかし、前記露出領域を設けることによって、さらに次の作用効果が得られることが判明した。
【００４３】
即ち、セラミック放電管の両方の端部に導電性部材をそれぞれ挿入し、両方の端部の内壁面と導電性部材の外壁面との間に接合層を設けた場合には、一方の端部における導電性部材と他方の端部における導電性部材との同軸度を小さくすることが好ましい。なぜなら、両方の端部における各中心軸のずれが大きいと、放電特性に偏りが生じるからである。従って、前記同軸度は、５０μｍ以下であることが好ましい。
【００４４】
なお、同軸度は、以下のようにして測定する。まず、一方の端部において、導電性部材中にピンゲージを挿入し、直径φａを測定する。また、他方の端部において、導電性部材中に同じピンゲージを挿入し、直径φｂを測定する。同軸度は、φａ−φｂである。
【００４５】
同軸度を小さくするためには、一方の端部と他方の端部とが互いに平行になるようにし、かつ、両者の中心軸の間隔が小さくなるように固定する必要がある。しかし、現実の製造工程においては、このような固定は困難である。このため、一般的には、一方の端部における導電性部材と他方の端部における導電性部材との双方に共通の同軸度調整手段、典型的にはまっすぐな棒ないし管を貫通させ、各導電性部材を内側から保持することによって、各端部における各導電性部材の中心軸を合わせる。例えば、図１０に示すように、一方の端部２９Ａにおける導電性部材６と他方の端部２９Ｂにおける導電性部材６との双方に共通の棒３０を貫通させ、各導電性部材６を内側から保持する。これによって、各端部における導電性部材の中心軸を合わせる。この後で、接合材料を導電性部材と放電管端部との間のクリアランスに流入させ、接合層１２を生成させる。しかし、この段階において、一対の端部の各導電性部材内に共通の同軸度調整手段３０を挿入した場合には、凹部３を形成した場合にも、導電性部材６の内側壁面が濡れることがあった。
【００４６】
本発明者は、この原因を追求した結果、次の知見を得た。即ち、図１０において凹部３の周辺を拡大すると、図１１のようになるものと思われる。即ち、棒３０は一対の導電性部材６の中心軸を合わせる目的で導電性部材６内に挿入するものであるから、棒３０の外壁面３０ａと導電性部材６の内周面６ｅとの間の隙間を可能な限り小さくする必要がある。この隙間が大きいと、同軸度を小さくするという目的を達成できないからである。このため、前記隙間は、５０μｍ以下とすることが好ましい。
【００４７】
ところが、このように隙間が小さくなると、いわゆる毛細管現象によって溶融物が一層吸引され易くなる。この結果、導電性部材６の末端面６ｄ上には接合材料３１が残留し、内側壁面６ｅと棒３０の外壁面３０ａとの間には接合材料３２が残留しやすくなる。このように接合材料が残留すると、棒３０を引き抜くことが難しく、歩留り低下の原因となる。
【００４８】
ところが、図１２に示すように、前述の露出面１０を設けた場合には、凹部３による接合材料の吸収作用ともあいまって、導電性部材６の末端面６ｄ上にまで接合材料が達しにくくなる。このため、棒３０と導電性部材６との隙間において毛細管現象が起こりやすい状況下であっても、末端面６ｄ上への溶融物の接近を抑制できることから、前記隙間への溶融物の吸引を抑制できる。
【００４９】
好適な実施形態においては、セラミック放電管の中心軸の方向に見たときの露出部分１０の長さＡ（図８参照）が０．３ｍｍ以上である。これによって、前述した溶融物の毛細管現象による吸引抑制という作用効果が一層顕著となる。また、Ａは、接合層の長さＬ（図４参照）の１／４以下であることが好ましい。これによって、接合層の信頼性、特に気密性の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
好適な実施形態においては、図８に示すように、凹部の深さＢが、端部の肉厚Ｄの１／１０以上であり、これによって前述した溶融物の吸収という作用効果が一層顕著となる。また、ＢはＤの３／１０以下であることが好ましく、これによって凹部周辺における強度低下を抑制できる。
【００５１】
図８に示すように、凹部３の幅Ｃは、接合層の長さＬ（図４参照）の１／４以上であることが好ましく、これによって前述した溶融物の吸収という作用効果が顕著となる。また、ＣはＬの１／２以下であることが好ましく、これによって凹部への腐食性物質、特にハライドの貯留を抑制でき、こうした腐食性物質による、凹部３を起点とした腐食進行を抑制できる。
【００５２】
次に、本発明に係る高圧放電灯を製造するための好適なプロセスを例示する。まず、セラミック放電管の本体を成形し、成形体を脱脂し、仮焼してセラミック放電管の仮焼体を得る。得られた仮焼体の端面に、閉塞材の予備焼成体を挿入し、所定の位置にセットし、露点−１５〜１５℃の還元雰囲気下で、１６００〜１９００℃の温度で本焼成して、セラミック放電管１を得る。
【００５３】
一方、金属粉末を調合し、解砕し、乾燥し、エチルセルロースもしくはアクリル系樹脂等のバインダーを添加して混練し、ペーストを得、ペーストを導電性部材６の外周面６ａに塗布し、２０℃−６０℃で乾燥させる。この仮焼体を、露点２０〜５０℃の還元雰囲気、不活性ガス雰囲気または真空下で、１２００〜１７００℃の温度で焼成して多孔質骨格９を得る。
【００５４】
また、所定のガラス組成またはセラミック組成となるように調合された粉末ないしフリットを解砕し、ポリビニルアルコール等のバインダーを添加し、造粒し、プレス成形し、脱脂することによって、成形用組成物を得る。または、セラミック用の粉末またはフリットを溶解し、固化させ、固化物を粉砕し、バインダーを添加し、造粒し、プレス成形し、脱脂することによって、成形用組成物を得る。この際、好ましくは、粉末に３−５重量％のバインダーを添加し、１−５トンの圧力でプレス成形し、脱脂する。
【００５５】
次いで、放電管、導電性部材、多孔質骨格、成形用組成物を組み立て、非酸化性の乾燥雰囲気下で、１０００−１６００℃に加熱する。
【００５６】
あるいは、ペースト状のセラミックまたはガラス組成の材料を導電性部材６、多孔質骨格９の周辺に塗布することができる。この場合には、セラミックまたはガラス組成物を調合し、粉砕し、乾燥し、エチルセルロースもしくはアクリル系樹脂等のバインダーを添加して混錬し、ペーストを得る。このペーストを所定個所に塗布し、非酸化性の乾燥還元雰囲気下で、１６００−１９００℃の温度で本焼成する。こうすることによって、成形材料を得る際に大気中で脱脂する必要がなくなる場合がある。
【００５７】
【実施例】
図１〜図５を参照しつつ説明した手順に従い、上述した製造プロセスに従って、図５に示す高圧放電灯用組み立て体を得た。具体的には、セラミック放電管をアルミナ磁器によって形成し、導電性部材６としてモリブデン製のパイプを使用した。また、多孔質骨格９には平均粒径３μｍのモリブデン粉末を使用し、バインダーとしてエチルセルロースを使用した。モリブデン粉末のタップ密度は２．９ｇ／ｃｃであった。
【００５８】
放電管の両端部において、図１０に示すまっすぐな丸棒３０を各導電性部材６内に貫通させた。含浸相および界面層の組成は、酸化ジスプロシウム１０重量％、アルミナ４５重量％、窒化アルミニウム４５重量％とした。これらの混合物を成形してリング状の成形体を得、大気中７００℃で脱脂した。得られたリング状の成形体をセットし、乾燥した還元雰囲気で１８００℃で処理し、混合物を溶融させて多孔質骨格９中に含浸させ、次いで降温した。
【００５９】
こうして得られた高圧放電灯用組み立て体は、導電性部材６の末端面や内側壁面の濡れがなく、熱サイクル後にも気密性の高いものであった。また、前記同軸度φは４０μｍであり、Ａは０．５ｍｍであり、Ｂは０．１５ｍｍであり、Ｃは１．０ｍｍであり、Ｄは１．０ｍｍであった。
【００６０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、セラミック放電管を利用した高圧放電灯において、開口を有する導電性部材をセラミック放電管の端部開口中に挿入し、接合するのに際して、導電性部材の末端面や内周面への接合用材料の付着や残留を防止できるような構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】放電管１の端部２を示す縦断面図である。
【図２】放電管１の端部２に挿入された導電性部材６を示しており、導電性部材６の外壁面６ａには多孔質骨格９が形成されている。
【図３】放電管１の端部２、導電性部材６およびこれらを接合する接合層１２を示す。
【図４】図３の導電性部材６の内側の中空部７に、電極装置１７の保持部材４０を挿入した状態を示す。
【図５】図４の構造において、保持部材４０と導電性部材６とを封止することによって得られた組み立て体を示す縦断面図である。
【図６】高圧放電灯の一例の全体像を概略的に示す図である。
【図７】放電管１の端部２の内壁面に凹部を形成していない場合の端部構造の一例を示す。
【図８】本発明の組み立て体の端部構造について好適例を示す拡大図である。
【図９】本発明の１実施形態に係る端部構造を示す縦断面図である。
【図１０】放電管１の両方の端部２９Ａ、２９Ｂにおいて、導電性部材６の内側に共通の同軸度調整手段３０を挿入することで得られたアセンブリを示す。
【図１１】同軸度調整手段３０の外壁面３０ａと導電性部材６の内壁面６ｅとの間に、接合用材料からなる溶融物が吸引された状態を図示する拡大断面図である。
【図１２】本発明の好適形態において、導電性部材６の外壁面に露出部１０を設けた端部構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  セラミック放電管        ２  端部        ２ｂ  端部２の内壁面        ３  凹部        ４  放電管１の本体部        ５  放電管の内部空間        ６  導電性部材        ６ａ  導電性部材６の外壁面        ６ｂ  導電性部材６の内側端部        ６ｃ  導電性部材６の外側端部        ６ｄ  導電性部材６の末端面        ６ｅ  導電性部材６の内壁面        ７  導電性部材６の中空部        ８  導電性部材（または多孔質骨格９）と端部２の内壁面２ｂとのクリアランス        ９  多孔質骨格        １０  露出面        １１  界面相        １２  接合層        １３  内側層        １４  凹部３内の接合用材料の固化物        １７  電極装置        ３０  同軸度調整手段        ３２  放電管端部の開口        ４０  電極装置の保持部材        ４１  凹部の輪郭線        Ａ  露出面１０の長さ        Ｂ        凹部３の深さ        Ｃ  凹部３の長さ（幅）        Ｄ  セラミック放電管の端部の肉厚        Ｌ  接合層の長さ        Ｘ  セラミック放電管の中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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