(57)【要約】【課題】泥漿鋳込み法により製造される高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器において、鋳込み時にスラリー供給路の空気を取り込むことによる放電容器の発光部端部付近の気泡の発生を抑制した放電容器を提供する。【解決手段】石膏型２を耐圧容器７で覆い、耐圧容器内を真空ポンプ８により減圧して成形室３にスラリーを供給する。この方法により、スラリー供給路６に残存している空気を取り除くことができるので、成形体の気泡の発生を効果的に抑制できる。またスラリーの供給スピードを耐圧容器内の真空度で調整することにより、成形体の肉厚を一定にする効果もある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、発光部の両端に一体的に形成された細管部を有する高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器であり、石膏型の成形室内を減圧することにより、成形室内にスラリーを供給する泥漿鋳込み方法により製造されることを特徴とする高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器。
【請求項２】
前記成形室を減圧する方法が、石膏型の周囲を耐圧容器で覆い、前記耐圧容器内を減圧する方法であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器。
【請求項３】
前記成形室内にスラリーを供給するスピードが放電容器１本あたり５〜２０ｃｃ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器。
【請求項４】
請求項１から３いずれかに記載の高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器を使用した
高圧放電ランプ。
【請求項５】
発光部と、発光部の両端に一体的に形成された細管部を有する高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器の製造方法であり、石膏型の成形室内を減圧することにより、成形室内にスラリーを供給する泥漿鋳込み方法により製造されることを特徴とする高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泥漿鋳込み方法により製造される高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器及び高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）には石英ガラス製の放電容器が使用されていたが、近年、より耐熱性が高く封入する希土類添加物等との反応が少なく、長寿命が期待できるセラミックス製の放電容器を使用したセラミックメタルハライドランプが普及してきている。
【０００３】
このセラミックメタルハライドランプに使用するセラミックス製の放電容器の製造方法としては泥漿鋳込み法などがある。泥漿鋳込み法とは、石膏型等の成形型にセラミックスのスラリーを注入し、注入後一定時間そのままの状態で保持することにより、石膏にスラリーの水分を吸収させ石膏型の形にスラリーを固まらせる方法である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１５３１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図３は従来の高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器の泥漿鋳込み法による製造装置を示す図である。
図３に示すように、石膏型２の下部にスラリーを充填したスラリータンク４が接続されている。このスラリータンク４内に圧力をかけ、スラリーを石膏型２内の成形室３に供給する。成形室３は石膏型２内に形成された空間であり、この成形室３にスラリーを供給した後、石膏に水分が吸収されるまで保持することにより、成形室３表面の石膏部分に沿ってスラリーの水分が吸収され、成形室３の形状と同じ形状の成形体を得ることができる。
【０００６】
図４は一般的な高圧放電ランプに使用される放電容器１を示す図である。
中央の発光部２１と、発光部の両端の細管部２２とから形成されており、発光部２１に発光物質を封入し、両側の細管部２２に電極マウントを挿入した状態で封止し使用する。
発光部２１と細管部２２は一体的に形成されており、その形状は希望とするランプ特性により様々ではあるが、一般的に楕円球状の発光部から細管部までなだらかな曲面形状をしている。
【０００７】
図４に示すような形状の放電容器（成形体）１を得ようとしたとき、スラリータンク内を加圧してスラリーを成形室に供給した方法では、得られた成形体の発光部２１の上側端部付近の領域Ａに集中的に気泡が発生することが判明した。
この理由は、スラリー自体は脱泡しており、十分に気泡を除去しているが、成形室やスラリー導入路には空気が残っており、スラリーの供給時にこの空気を取り込んでしまうため、得られた成形体にもこの空気が気泡として残存してしまうためと思われる。
発光部２１の端部付近は、発光部の中で比較的温度の低い部分であるため、ランプ点灯中に封入した発光物質が溜まる場所である。発光物質には一般的に希土類金属が含まれており、ランプが点灯中に高温になると、溜まった発光物質により、徐々にではあるがアルミナ製の放電容器を侵食する。侵食により放電容器がリークや破損などを起こすため、最終的に不点灯に至る。
つまり、発光管の端部付近は発光物質が溜まるため侵食されやすいところであり、この部分に気泡があると、早期のランプ不具合に繋がってしまう。
そこで本発明は、発光部の端部付近に気泡の発生しにくい高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器及びセラミックス製放電容器の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器は、石膏型の成形室内を減圧することにより成形室内にスラリーを供給する泥漿鋳込み方法により製造されることを特徴とする。
【０００９】
更に、上記成形室を減圧する方法が、石膏型の周囲を耐圧容器で覆い、前記耐圧容器内を減圧する方法であってもよい。
【００１０】
更に、上記成形室内にスラリーを供給するスピードが放電容器１本あたり５〜２０ｃｃ／ｍｉｎであってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
成形室を減圧することによりスラリーを成形室内に供給するため、成形室やスラリー導入路の空気をスラリー導入と同時に除去でき、スラリー自体への脱泡の効果もあるため、スラリーへの空気の混入を効果的に低減でき、成形体の気泡の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】泥漿鋳込み法による高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器の製造方法を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る泥漿鋳込み方法を行うための装置を示す図である。
【図３】従来の泥漿鋳込み方法を説明する図である。
【図４】従来の泥漿鋳込み方法により気泡が発生した放電容器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中の同じ要素に対しては同じ符号を付して、重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は本発明に係る高圧放電ランプ用のセラミックス製放電容器の製造方法を示すブロック図である。
原材料を秤量し、アルミナ粉末（粒子径０．１〜２μｍ）と助剤（酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム）と水を混合した原材料を容器に入れ、ボールミルにて１０時間混合を行い、スラリーを得る。得られたスラリーを別の容器に移し、バインダー（ＰＶＡ）を加え、更に混合する。そして、バインダーを混合して得られたスラリーをナイロン製の篩（３２μｍ）にかけ、一定以上の大きさの粒子径のアルミナを除去した後、脱泡装置により脱泡しスラリーの気泡を除去する。
【００１５】
図２は本発明に係る泥漿鋳込み方法を行うための装置を示す図である。
石膏型２の周囲は耐圧容器７で覆われており、石膏型２により形成された成形室３はスラリー供給路６を通じてスラリータンク４に接続されている。スラリー供給路６にはスラリー供給バルブ５が設けてあり、このスラリー供給バルブ５によりスラリータンク４から成形室３へのスラリーの供給をコントロールする。
耐圧容器７には排気口９が設けられており、排気口９から排気経路１０が接続されており、排気経路１０の終端には真空ポンプ８が接続されている。
排気経路１０には排気バルブ１１が設けられており、真空ポンプ８を動かし排気バルブ１１を開けることにより耐圧容器７の内部の空気を排出し、内部を真空状態にすることができる。また排気経路１０には真空ポンプ８に繋がる経路とは別にリークバルブ１２の接続された経路があり、このリークバルブ１２の開閉量により耐圧容器７内の排気量を調整することが可能であり、耐圧容器７内の真空度を調節することができる。
耐圧容器７はアクリル製でありスラリー供給路６及び排気口９のみ外部と接続され、略密閉の空間が形成されるが、高真空を実現するものではなく１００Ｐａ程度の真空度が得られるもので構わない。
【００１６】
脱泡したスラリーをスラリータンク４に充填した後、真空ポンプ８を動かし、排気バルブ１１を開けて耐圧容器７内を排気する。この時、リークバルブ１２を調節することにより、耐圧容器７内の排気量を調整し、耐圧容器７内の圧力を略一定に保つ。
耐圧容器７内の圧力が一定の真空度に到達したら、スラリー供給バルブ５を開けて、スラリーを成形室３に供給する。スラリータンク４にはスラリータンク内を加圧する機構などは装備していないが、耐圧容器７内が減圧されることにより、スラリーはスラリータンク４から成形室３へと吸い込まれ、成形室３にスラリーを供給することができる。
尚、この時スラリー供給バルブ５の開閉量と、耐圧容器７内の真空度（リークバルブ１２で調整）を調整することにより、スラリーの供給量を一定に保つことが望ましい。
【００１７】
耐圧容器７内を真空にして、スラリー供給バルブ５を開ければスラリーを成形室３に供給することは可能であり、成形室３やスラリー供給路６の空気をスラリー導入と同時に除去でき、スラリーへの空気の混入を低減できるが、スラリーの供給スピードが早過ぎると、成形体に気泡が残りやすく、供給スピードが遅すぎる場合には、スラリーの供給時にスラリーの水分が石膏に吸収されてしまうため、上下で肉厚が異なってしまうなどの問題が発生する。
本実施例では、耐圧容器７内の圧力が０．０８ＭＰａになった状態でスラリー供給バルブ５を開けスラリーの供給を開始し、約５０ｃｃ／ｍｉｎのスピードでスラリーを供給している。石膏型内には５つの成形室が形成されており、放電容器１本あたりのスラリーの供給スピードは約１０ｃｃ／ｍｉｎである。
成形する放電容器の形状により最適な耐圧容器７内の圧力とスラリー供給スピードは異なるが、耐圧容器７内の圧力は０．０１〜０．０９５ＭＰａ、スラリーの供給スピードが放電容器１本あたり５〜２０ｃｃ／ｍｉｎの範囲であることが望ましい。
【００１８】
成形室３がスラリーに満たされたら、スラリー供給バルブ５と排気バルブ１１を閉めて、スラリーの供給を停止し、耐圧容器７内をリークさせ空気を導入して大気圧に戻し鋳込みを行う。
鋳込み時の耐圧容器７内の圧力は大気圧に保たれるが、排気バルブ１１とリークバルブ１２を調整し真空状態で鋳込みを行なっても良いし、逆に耐圧容器７内に空気を送り、加圧した状態で鋳込みを行なっても良い。
石膏型２の中でスラリーを保持することにより石膏にスラリーの水分が吸収され、成形室３の形に沿った成形体が成形される。約２０分保持したら、スラリー供給バルブ５を開けてスラリーを成形室２から除去する（排泥）。
スラリーを除去した石膏型２を３０℃の雰囲気で２４時間乾燥させた後、石膏型２から成形体を取り外す。
【００１９】
取り外した成形体は、９５０℃まで１０時間をかけて昇温し、３０分間その温度で保持する仮焼を行う。
仮焼後の成形体はある程度の硬さを有しており、石膏型２の合わせ目に沿ってできるパーティングラインを除去するために研磨を行う。
研磨の方法は、両側の細管部を把持し、回転させ、回転させた成形体に１０００番〜２０００番の耐水研磨紙をあてる方法にて研磨する。
研磨後、成形体に含まれる石膏成分の除去を目的とし、酸処理を行う。
石膏成分が成形体に残っていると、本焼成によりアルミナ粒子が異常成長を起こし、この異常成長により透過率が低下してしまうためである。
酸処理後は酸成分を除去するために十分に洗浄を行い、乾燥させる。
【００２０】
本焼成はドライ水素雰囲気で行う一次本焼成と空気中で行う二次本焼成の２回の本焼成を行う。
この理由は、ドライ水素雰囲気での焼成だけではアルミナに低次酸化物が生成されやすく、この低次酸化物のため成形体は黒っぽく着色してしまうため透過率が低下してしまう。
しかしドライ水書雰囲気での焼成の後に酸素を含んだ空気中での焼成を行うことにより、低次酸化物を低減させることができるので、成形体の着色がなくなり透過率を向上させることができる。
また二次本焼成は、酸素を含んだウェット水素雰囲気で行なっても良い。
本焼成での雰囲気、温度、時間等は、成形体の着色具合等から判断して変更し、着色が少なく、透過率の高くなる条件での焼成が望ましい。
【００２１】
本発明に係る鋳込み方法によりスラリーを供給する際にスラリーの供給路や成形室に残存している空気を除去でき、またスラリーを供給しながら脱泡する効果もあるため、このようにして得られた成形体は発光部の端部付近の気泡の発生を十分に抑制できる。
【符号の説明】
【００２２】
１  放電容器
２  石膏型
３  成形室
４  スラリータンク
５  スラリー供給バルブ
６  スラリー供給路
７  耐圧容器
８  真空ポンプ
９  排気口
１０  排気経路
１１  排気バルブ
１２  リークバルブ
２１  発光部
２２  細管部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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