(57)【要約】【課題】  ランプの密封部分フリットで密封する場合、フリットを充分加熱すると、沸騰して内部に気泡が発生する。この気泡が残ったままでフリットは固まることになる。このような気泡を持つランプが点灯・消灯を繰り返えすと、フリット部分に温度変化が繰り返し起こり、気泡部分からクラックが生じ、内部の密封状態が失われる。【解決手段】  アーク放電領域を有する本管と、この本管から突出して設けられ、前記本管の内部空間にその一端開口部が臨み、他端にも開口部を有する細管と、前記細管に挿入され、先端の電極部が前記本管の内部空間に位置する電極構成体の一部である電極シャフトと、この電極シャフトと結合しており、前記電極構成体の他の一部である給電体と、前記細管の他端開口部及びその周囲を覆う金属製キャップと、このキャップと前記細管との間、及び前記細管の他端開口部に連なる前記細管の内壁と前記電極構成体との間に設けられた密封用フリットとを備えたことを特徴とする。【選択図】    図３
2006019303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アーク放電領域を有する本管と、この本管から突出して設けられ、前記本管の内部空間にその一端開口部が臨み、他端にも開口部を有する細管と、前記細管に挿入され、先端の電極部が前記本管の内部空間に位置する電極構成体の一部である電極シャフトと、この電極シャフトと結合しており、前記電極構成体の他の一部である給電体と、前記細管の他端開口部及びその周囲を覆う金属製キャップと、このキャップと前記細管との間、及び前記細管の他端開口部に連なる前記細管の内壁と前記電極構成体との間に設けられた密封用フリットとを備えたことを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
前記キャップが覆う前記細管の他端開口端部の周囲は、開口端部の端面及びこの端面に連なる細管の外壁を含み、前記密封用フリットは前記細管の外壁とキャップ内壁との間にまで達していることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
前記細管内の前記電極シャフトの少なくとも一部がらせん状コイルで囲まれていることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項４】
前記らせん状コイルを延長して前記給電体としたことを特徴とする請求項３記載のメタルハライドランプ。
【請求項５】
前記電極シャフトの端部を前記細管の他端開口部より後退せしめ、前記細管の他端開口部と前記電極シャフトの端部との間に空間容量占有部材を設けたことを特徴とする請求項４記載のメタルハライドランプ。
【請求項６】
前記空間容量占有部材は前記らせん状コイルを中に通したスリーブであることを特徴とする請求項５記載のメタルハライドランプ。
【請求項７】
前記細管の他端開口部と前記電極シャフトの端部との間に前記らせん状コイルの延長部分を設け、この延長部分に囲まれるように空間容量占有部材を収納したことを特徴とする請求項５記載のメタルハライドランプ。
【請求項８】
前記キャップを貫通している前記電極構成体に前記キャップを溶接若しくはひだ付けしたことを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メタルハライドランプに関し、特に高効率を有する高輝度メタルハライドランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
屋内外用省エネルギー照明システムに対する必要性が高まり続けているため、一般照明への適用に向けて、より高効率を有するランプの開発が進められている。例えばメタルハライドランプが屋内外における照明に広く用いられるようになっている。このようなランプは、公知であり、距離を置いて設けられた1対の電極を囲むように密封された光透過性アーク放電室（本管）を有し、典型的には、不活性始動ガス及び1以上のイオン化金属と特定のモル比のメタルハライドとのいずれか又は両方などの、適切な活性物質をさらに含んでいる。このようなランプは、始動電圧を供給し、その後の動作における電流を抑制するコイル又は電子バラスト回路と組み合わせられ、通常の１２０ボルトｒｍｓ電位の標準交流電球用ソケットの取り付けられて動作する、比較的低電力のランプであってもよい。
【０００３】
通常これらのランプは、適切な電圧降下又は電極間の負荷を実現するために、水銀とともに、ＣｅＩ３及びＮａＩ（又はＰｒＩ３及びＮａＩ）、ＴlＩ、さらに水銀等の多量のメタルハライドと不活性低イオン化電位始動ガスとを含む放電領域を境界付ける、セラミック発光管を有する。１対の電極は、外部から放電領域内に延出して本管の両端に配置され、該放電領域を通電する。そのようなランプは、２５０Ｗで１４５ＬＰＷという高効率と、６０を超える演色指数（ＣＲＩ）と、２５０Ｗで３０００Ｋと６０００Ｋとの間の相関色温度（ＣＣＴ）とを有する。
【０００４】
図１は、そのようなランプをより詳細に説明している。図１は、先行技術から公知の、典型的なメタルハライドランプ１０の側面図である。このようなメタルハライドランプは例えば特開２００３−８６１３０号公報に示されている。メタルハライドランプ１０は、従来のエジソン型金属製口金１２と、それに嵌め込まれた、球根の形をした透明なホウケイ酸ガラスエンベロープ１１とを有する。ニッケル又は軟鉄製の引き込み線又は電気アクセス線である電極線１４及び１５は、それぞれ、口金１２における２つの絶縁された電極メタル部分より延出し、口金１２側に位置するホウケイ酸ガラスフレア１６をそれぞれ平行に通過してエンベロープ１１内に入り、このエンベロープ１１の長手方向の軸に沿って延長する。電気アクセス線１４及び１５は、まずフレア１６を通ってエンベロープの長手方向の軸の両側を軸に平行に延長した後にエンベロープ１１内に入り、アクセス線１５は、曲折した後、エンベロープ１１の反対端に位置するホウケイ酸ガラスくぼみ１６‘に入る。電気アクセス線１４は、エンベロープの長手方向軸と平行する第１のセクションに対してある角度をもって延長する第２のセクションを、エンベロープ１１の内部に備える。第２のセクションは、それがエンベロープの長手方向軸を横切った後に終ることのできる角度で、第１のセクションに溶接される。
【０００５】
エンベロープ１１内のアクセス線１５の他の部分は、エンベロープ１１の長手方向軸に平行な最初の方向に対して鈍角で曲折される。アクセス線１５は、フレア１６を出た後、この最初の折曲が、エンベロープ１１の長手方向軸から離れる方向で、次の部分が実質的にその軸と平行に延長するように、再び折曲され、さらに、それに続く部分が実質的に前記軸に直角に折曲されて延長し、かつ、口金１２に嵌め込まれたエンベロープ１１の端部の反対側の端部の近辺において直角に折曲され、前記軸を横切る。線１５の、エンベロープ１１の長手方向軸に平行な部分は、ガス不純物を捕捉する従来のゲッター１９を支持している。線１５は、３個所で直角に折曲される。それらの折曲により、その線の残りの短い端部を、最初にエンベロープ１１の長手方向軸を横切ると説明された線部分の下に、それと平行に配置し、エンベロープ１１において、口金１２からはるか遠く離れた端部であるガラスくぼみ１６‘に、その線の残りの短い端部が最終的に固定される。
【０００６】
外囲器がセラミック製の発光管２０は、様々な幾何学的構成が可能であるが、その１つとして、境界付けられた又は保有された領域を中心とした構成の、可視光線を透過する多結晶アルミナ壁を有するシェル状の構造が、図１に示されている。これ以外に、発光管２０の壁は、窒化アルミニウムや、イットリア（Ｙ２Ｏ３）、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、及びそれらの組み合わせから成るものを用いることができる。発光管２０は、エンベロープ１１の内部に備えられる。このエンベロープ１１の内部は、発光管２０以外は真空にされる。それは、発光管２０からエンベロープ１１に伝わる熱を減少させるためである。この他、発光管２０をより低い温度で動作させたい場合は、より多量の熱を伝達させるために、真空に代えて３００Ｔｏｒｒを超える圧力下で、窒素等の不活性ガスをエンベロープ１１に封入してもよい。発光管２０内の包囲された領域は、ランプの動作中に発光するメタルハライド及び水銀や、始動ガスとしての希ガスのアルゴン（Ａｒ）やキセノン（Ｘｅ）やネオン（Ｎｅ）やそれらの混合物等、様々なイオン化物質を含んでいる。
【０００７】
この発光管２０の構造においては、図２に示される断面図によって良く理解されるように、多結晶アルミナから成る比較的小さな内外径を有する一対の円筒体、即ち細管２１ａ及び２１ｂは、空洞の通路が各細管２１ａ，２１ｂ及びディスク中心に設けられた穴を通って延長するように、それぞれ１対の多結晶アルミナ端部閉鎖ディスク２２ａ及び２２ｂに同心円状に接合される。多結晶アルミナからなる本管２５は、内径をＤとする比較的大きな径を有する円筒体として形成され、これらの端部閉鎖ディスク２２ａ、２２ｂはそれぞれ、該本管２５の対応する端部に接合され、ともに前記領域を囲み、主要な発光管（アーク放電室）２０を実現する。発光管２０の囲まれた空間の全長は、端部閉鎖ディスク２２ａと細管２１ａの結合部から、端部閉鎖ディスク２２ｂと細管２１ｂの結合部までの間の長さである。発光管２０の主な本管２５の長さは、該本管２５と端部閉鎖ディスク２２ａの結合部から、該本管２５と端部閉鎖ディスク２２ｂの結合部までの間の長さである。発光管２０を構成するこれらの部分については、まず、アルミナパウダーを所望の形に固め、その結果得られる固形物を最初の焼結にかけて予備形成部分を得、その様々な予備形成部分は、最後の焼結で一つに接合される。これにより、ガスの流れを通さない壁を有し、所望の寸法を有する単一の予備形成体が得られる。
【０００８】
ニオビウム製の給電体２６ａ及び２６ｂは、それぞれ細管２１ａ及び２１ｂより延出し、アクセス線１４のエンベロープ長手方向軸を横切る部分と、アクセス線１５のエンベロープ長手方向軸を最初に横切る部分とに達し、溶接により接合される。この配置の結果、発光管２０は、長手方向軸がエンベロープ長手方向軸に略一致し、アクセス線１４、１５との接合部分の間に位置し、それらの接合部分によって支持される。また、このような配置により、電力の、アクセス線１４、１５経由の発光管２０への供給が可能となる。
【０００９】
図２は、図１及び２に示す本管２５とディスク２２ａ、２２ｂと細管２１ａ、２１ｂとから成る、発光管２０の境界壁の内部にある放電領域を示す。また、図２の断面図は、細管２１ａ、２１ｂと、これらと対応し、これらの中を通って放電領域へ延長する電極とを有する電極構造体を、詳細に示している。給電体２６ａはニオビウム製であり、その熱膨張特性は、細管２１ａやガラスフリット２７ａの熱膨張特性に比較的近いため、給電体２６ａは細管２１ａの内面に接合される（そして、その細管２１ａの開口部は、それを通る給電線２６ａとともに密封される）が、動作中に発光管２０の主な容積におけるプラズマの形成によって生じる化学反応に耐えることはできない。従って、プラズマ内の動作に耐えるサーメットからなる貫通棒２９ａが給電体２６ａの一端に溶接により接続されるが、その接続には、ニオビウムの管又は箔による覆い２８ａが用いられる。この端部はさらにフリット２７ａの一部によっても囲まれ、密封される。貫通棒２９ａの他端は、タングステンからなる電極シャフト３１ａの１端にレーザ溶接で接続される。
【００１０】
さらに、タングステンからなる電極コイル３２ａは、プレス嵌めにより、電極シャフト３１ａの他端の先端に一体的に設けられる。この結果電極３３ａは、電極シャフト３１ａ及び電極コイル３２ａから構成されることになる。電極３３ａは、電子が良好に熱イオン放出され、メタルハライドプラズマの化学反応に良く耐え得るように、タングステンで形成される。貫通棒２９ａは、発光管２０の大きな容量を有する主領域中の所定の位置に電極３３ａを配置するために用いられる。この構成により、ランプ動作中における細管２１ａの密封領域の温度は、より低くなる。なぜなら、電極３３ａは、細管２１ａ内をかなりの距離に亘って通過した後に本管２５の放電領域に入るので、それだけ細管２１ａの密封領域から離れた位置にあり、そこでランプ動作中に対向する電極３３ｂとの間で放電アークが確立されるからである。
【００１１】
モリブデンコイル３４ａは、１端が貫通棒２９ａのフリット２７ａの位置の内側端部に溶接される。電極シャフト３１ａの一部と細管２１ａとの間には、このモリブデンコイル３４ａの存在によって間隙が生じる。電極シャフト３１ａは、その上に設けられた電極コイル３２ａとともに電極３３ａを形成するものであるが、対応する細管２１ａの端部に入る必要があり、発光管２０の製造が完了した後、選択された距離だけ発光管２０内の放電領域の中を延長するように位置が調整されなければならないため、細管２１ａは、電極コイル３２ａの外径を越える内径を有する必要がある。そのため、電極シャフト３１ａの外側表面と細管２１ａの内側表面との間には、実質的に環状の空間が存在する。この環状空間の一部は、電極シャフト３１ａの対応する部分を囲み、接触するように配置されるモリブデンコイル３４ａによって塞がれる。これにより、それらの相互接続が確立され、ランプの動作中に発光管２０内で発生する封入物の、これらの領域における凝縮が減少することになる。給電体２６ａ及び貫通棒２９ａの典型的な直径は、いずれも０．９ｍｍである。また、電極シャフト３１ａの典型的な直径は、０．５ｍｍである。
【００１２】
同様に、図２において、給電体２６ｂは、ガラスフリット２７ｂによって細管２１ｂの内面に接合される（そしてその細管２１ｂの開口部は、それを通る給電体２６ｂとともに密封される）。貫通棒２９ｂが給電体２６ｂの一端に溶接により接続されるが、その接続には、ニオビウムの管又は箔による覆い２８ｂが用いられる。この端部はさらにフリット２７ｂの一部によっても囲まれ、密封される。貫通棒２９ｂの他端は、電極シャフト３１ｂの一端とレーザ溶接される。タングステン電極コイル３２ｂは、プレス嵌めにより、電極シャフト３１ｂの他端の先端に一体的に設けられる。この結果、電極３３ｂは、主電極シャフト３１ｂ及び電極コイル３２ｂから構成されることになる。電極３３ｂは、対応する密封領域が十分に低い温度となるように、発光管２０の放電領域の中の所定の位置に配置される。電極シャフト３１ｂの一部と細管２１ｂとの間には、モリブデンコイル３４ｂがあるため、間隙が生じる。このモリブデンコイル３４ｂは、貫通棒２９ｂの内側端部に溶接され、また、電極３３ｂを通すために設けられる環状空間の一部を塞ぐ。この端部もまたフリット２７ｂの一部によって囲まれる。給電体２６ｂ及び貫通棒２９ｂの典型的な直径は、いずれも０．９ｍｍである。また、電極シャフト３１ｂの典型的な直径は、０．５ｍｍである。
【００１３】
この電極構造体は、細管２１ａ及び２１ｂの密封領域中に「妥協」的な特性の構成要素を有している。その構成要素とは、多結晶アルミナに好適で良好な熱膨張を実現するもののその製造費用が高価な、外部電極部分の貫通棒２９ａ及び２９ｂである。給電体２６ａ及び２６ｂの各露出部分の長さは制限されるため、ブリッジとしての電極構造体の中間部分を必要とする。即ち、そのような外部電極部と、対応するタングステン電極部分との間には、典型的には上記のような貫通棒２９ｂすなわちサーメット棒が配置される。それはモリブデン線やモリブデン棒でもよい。電極シャフト３１ａ及び３１ｂの端部と貫通棒２９ａ及び２９ｂの端部とを接合するためには、レーザ溶接のような特別な溶接技術が必要とされる。さらに、貫通棒２９ａ及び２９ｂは脆弱なため、外部のランプ部分に抵抗溶接によって接合することはできない。従って、貫通棒２９ａ及び２９ｂは、レーザ溶接で、ニオビウム製スリーブ２８ａおよび２８ｂにより、それぞれ給電体２６ａ及び２６ｂに接合される。
【００１４】
封入物の凝縮を妨げるハライドによる化学反応からニオビウムを保護する膜がニオビウム棒の表面に形成されるように、溶融密封フリット２７ａ、２７ｂがそれぞれ対応するニオビウム棒を完全に包むように流れるよう、注意を払う必要がある。細管２１ａ、２１ｂの内部におけるフリット流の長さは、非常に正確に制御されなければならない。フリット２７ａ、２７ｂ長さが短い場合は、電極構成体のニオビウム棒部分が露出し、ハライドによる化学反応を受ける。フリット長が長すぎる場合は、フリット２７ａ，２７ｂと、ニオビウム棒から内側に続くモリブデン、タングステン、サーメットの各棒から成る固体中間電極部分との間に大きな熱の差が生じ、密封フリット２７ａ、２７ｂと多結晶アルミナとのいずれか又は両方に、その熱の差が生じる位置でクラックが発生する。
【００１５】
図１１，１２を用いて詳述する。まず、図１１に示すように、細管２１ａの端部にリング状のフリット２７ａを載せ、ニオビウム製スリーブ２８ａを給電体２６ａに被せる。この状態で、フリット２７ａを加熱して溶かすと図１２に示すようにフリット２７ａは細管２１ａと貫通棒２９ａの間に入ると共に細管２１ａの開口端部を覆う。このような加工を行う際、フリット２７ａの加熱が充分でないと、フリット２７ａは細管２１ａの中まで入らない。フリット２７ａを十分に加熱して溶かすと、フリット２７ａは細管２１ａの奥まで入る。ところが、フリット２７ａを充分加熱すると、細管２１ａ端部付近のフリット２７ａは沸騰して内部に気泡が発生する。この気泡が残ったままでフリット２７ａは固まることになる。
【特許文献１】特開２００３−８６１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このような気泡を持つランプが点灯・消灯を繰り返えすと、フリット２７ａ部分に温度変化が繰り返し起こる。すると、上記気泡部分からクラックが生じ、細管２１ａ内部の密封状態が失われることになる。
本発明は、ガラスフリットに発生した気泡をガラスフリットが固まるまでに消滅或は外部に逃がすことによって、クラックの発生を防止し、それにより低コストで信頼性のある構造を持つメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のメタルハライドランプは、アーク放電領域を有する本管と、この本管から突出して設けられ、前記本管の内部空間にその一端開口部が臨み、他端にも開口部を有する細管と、前記細管に挿入され、先端の電極部が前記本管の内部空間に位置する電極構成体の一部である電極シャフトと、この電極シャフトと結合しており、前記電極構成体の他の一部である給電体と、前記細管の他端開口部及びその周囲を覆う金属製キャップと、このキャップと前記細管との間、及び前記細管の他端開口部に連なる前記細管の内壁と前記電極構成体との間に設けられた密封用フリットとを備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、前記細管内の前記電極シャフトの少なくとも一部がらせん状コイルで囲まれていることを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
また、前記らせん状コイルを延長して前記給電体としたことを特徴とする。
また、前記電極シャフトの端部を前記細管の他端開口部より後退せしめ、前記細管の他端開口部と前記電極シャフトの端部との間に空間容量占有部材を設けたことを特徴とする。
【００１９】
また、前記空間容量占有部材は前記らせん状コイルを中に通したスリーブであることを特徴とする。
また、前記細管の他端開口部と前記電極シャフトの端部との間に前記らせん状コイルの延長部分を設け、この延長部分に囲まれるように空間容量占有部材を収納したことを特徴とする。
【００２０】
さらに、前記キャップを貫通している前記電極構成体に前記キャップを溶接若しくはひだ付けしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のメタルハライドランプによると、フリットを加熱溶融したときに、フリットが沸騰して気泡が発生しても、この気泡はフリットを覆っている金属製のキャップによって消滅あるいは外方に逃がされる。従って、従来のランプのように、気泡部分からクラックが入って、密封性が損なわれることがない。そして、金属製のキャップを設ければよいので安価に実施することができる。さらに、空間容量占有部材を設ければ、フリットの量を少なくすることができ、より、安価で、製造もやり易くなるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
多結晶アルミナ製の本管より延出する多結晶アルミナ製の細管のそれぞれに、電極を確実に密封することのできる典型的な発光管において、電極構成体と密封フリットと多結晶アルミナとは、ランプ動作中に発生する大きな温度上昇によって発光管の密封領域内部に引き起こされる熱ストレスを減少させるために、それぞれ類似の熱膨張係数を有する必要がある。これらの密封領域内で、各電極構成体に対応するニオビウム金属キャップ組立体を用いるならば、その熱膨張係数は多結晶アルミナのそれに近いため、密封領域内部での温度変化に対して、かなり低い熱ストレスをもたらすことになる。このニオビウム金属キャップ組立体を発光管の外部に配置することにより、ニオビウムとメタルハライドとの間で化学反応が起こる可能性をなくすことができる。
【００２３】
本発明のメタルハライドランプの基本構成は図１に示すものと同じである。
以下図３〜８を用いて本発明のメタルハライドランプの実施形態を説明するが、図１、図２に示すものと同じ名称のものには同じ番号を付して説明する。
図３は、発光管２０の一部拡大部分断面側面図であり、そのようなキャップ組立体電極構造体の一例を示している。このキャップ組立体電極構造体は、細管２１ａと、その中を通り本管領域内に延出している電極シャフトとを含んでいる。長く延びたモリブデンコイル３４ａ‘が、タングステン棒３１ａ’に巻き付けられている。タングステン棒３１ａ’は、発光管２０内の放電領域から、細管２１ａの全長を通り、その細管２１ａの端部の管を抜けて外部に延出する。このタングステン棒３１ａ‘の当該外部の部分は、給電体２６ａ‘として機能する。従って、電極シャフト（タングステン棒３１ａ）と給電体２６ａの両者で電極構成体が構成されている。電極シャフト３１ａが電極構成体の一部であり、給電体２６ａが電極構成体の他の一部である。
【００２４】
モリブデンコイル３４ａ‘はまた、細管２１ａの端部から数巻き外部に延出している。このモリブデンコイル３４ａの外側端部は、ひだ付け（crimping）又はスポット溶接により、ニオビウム金属キャップ４０ａに接合される。これにより、ニオビウム金属キャップ４０ａは、発光管２０内の放電領域の密封において、モリブデンコイル４３ａ及び長く延びたタングステン棒３１ａ’から成る電極構成体の外部部分の周囲を密封する。キャップ４０ａのモリブデンコイル３４ａ‘端部への接合を、ひだ付け（crimping）又はスポット溶接で行なうことにより、発光管２０に挿入される電極構成体の長さを制御することが可能になる。ひだ付け又は単なるスポット溶接によるこの接合により、密封処理のこの時点において、キャップ４０ａと長く延びたタングステン棒３１ａ’との間の任意の位置で密封されていない通路が確実に形成され、それにより、フリット２７ａの溶融及び再凝固によって形成されるガスが、その未密封通路から排出される。従って、図３において、キャップ４０ａにおける給電体２６ａ‘の下側の、溶接材料のメニスカスを表す凹曲線が、スポット溶接を示している。
【００２５】
多結晶アルミナ及びニオビウムの熱膨張係数に適合する熱膨張係数を有するものとして選ばれた密封フリット２７ａは、少なくとも発光管２０の動作温度で細管２１ａとキャップ４０ａとの間の間隙を密封することにより、電極構成体の密封を完成させるために用いられる。キャップ４０ａにおける給電体２６ａ‘の上側の凸曲線によって示されるように、スポット溶接がされていない、キャップ４０ａと給電体２６ａ‘との間のガス通路空間のキャップ４０ａの外側で、余分なフリット２７ａが再凝固する。メタルハライドとニオビウム金属製のキャップ４０ａとの反応を防ぐためには、フリット２７ａを、キャップ４０ａの内部表面を従順に覆うように配分する必要がある。このフリット２７ａは、タングステン棒３１ａ’と共に電極構成体を構成するモリブデンコイル３４ａ‘と、キャップ４０ａとの間の間隙又は通路をも密封する。発光管２０の密封処理においては、長く延びたタングステン棒３１ａ’の周囲に巻かれた２〜４巻きのモリブデンコイル３４ａ’を十分に覆うように、フリット２７ａは、細管２１ａの外部端から内部流路を通って内部へ流れる必要がある。モリブデンコイル３４ａ‘の端部が覆われることにより、メタルハライド塩のキャップ４０ａの内部表面上への蓄積が防止され、ランプ動作中のランプ性能の経時変化が防止される。発光管２０のもう一方の端部においても、細管２１ｂに対応して同じ電極構造体を設けることができる。
【００２６】
図９，１０を用いてさらに詳述する。まず、図９に示すように、細管２１ａの開放端部にリング状のフリット２７ａを載せる。キャップ４０ａは予め給電体２６ａにスポット溶接されており、タングステン棒３１ａとモリブデンコイル３４ａを細管に挿入すると、キャップ４０ａによってフリット２７ａが覆われる。この状態でフリット２７ａを加熱し、溶融する。すると、図１０に示すように、溶融したフリット２７ａはキャップ４０ａの内面と細管２１ａの開口端部、開口端面、およびこの端面から連通する細管の外壁との間、さらには、細管２１ａとタングステン棒３１ａ’との間の空間に満たされる。さらに、キャップ４０ａと給電体２６ａとの隙間（スポット溶接されていない隙間）もフリット２７ａで埋められる。
【００２７】
フリット２７ａが沸騰して気泡ができても、近くに金属製のキャップ４０ａがあるので気泡はキャップ４０ａの内壁に吸着され、消えたり、内壁に沿って外部に出てゆく。キャップ４０ａの材料は金属であるが、ニオビウムは気泡を吸着する力が強いのでより好ましい。このようにして、気泡がフリット２７ａから無くなる、或は有っても極めて少なくなるので、付近で温度変化が繰り返されても、フリット２７ａにクラックが生じることは無い。
【００２８】
図４は、異なる電極構成体とキャップ組立体とが用いられている本発明の他の実施形態を示す、細管２１ａを含む部分断面側面図である。長く延びたモリブデンコイル３４ａ‘’が、タングステン棒３１ａの周囲に巻き付けられ、さらに、細管２１ａの外部端近くにおいて引き伸ばされ、長く延びたらせん状コイルの形状に恒久的に変形されている。モリブデンコイル３４ａ‘’は、このらせん状コイル部分から細管２１ａの端部を通過して外部にさらに延長し、数巻きの後真っ直ぐにされて長く延びる直線部分となり、給電体２６ａ‘’を形成する。モリブデンコイル３４ａ‘’のらせん状コイル部分が真っ直ぐにされて長く延びる直線部分になるあたりで、このコイル即ち給電体２６ａ‘’は、ひだ付け（crimping）又はスポット溶接により、ニオビウム金属キャップ４０ａに接合される。この実施形態でも、キャップ４０ａは、発光管２０内の放電領域の密封において、コイルからなる電極構成体の外部部分の周囲を密封する。そして、ひだ付け（crimping）又はスポット溶接を行なうことにより、密封処理のこの時点において、給電体２６ａ‘’の周囲が全て密封されることを防ぎ、それにより、この時点で、キャップ４０ａとこのモリブデンコイル３４ａ‘’の直線部分との間に通路が形成される。
【００２９】
この実施形態でも、多結晶アルミナ及びニオビウムの熱膨張係数に適合する熱膨張係数を有するものとして選ばれたフリット２７ａは、少なくとも発光管２０の動作温度で細管２１ａとキャップ４０ａとの間の間隙を密封することにより、この電極構成体の密封を完成させるために用いられる。上記と同様、メタルハライド塩とニオビウム金属のキャップ４０ａとが反応するのを防ぐためには、フリット２７ａを、キャップ４０ａの内部表面を従順に覆うように配分する必要がある。このフリット２７ａもまた、このモリブデンコイル３４ａ‘’とその長く延びた直線部分から成る電極構成体の、キャップ４０ａと直線状の線からなる給電体２６ａ‘’との間の間隙又は通路をも密封する。発光管２０の密封処理においては、この実施形態でもランプ動作中にメタルハライド塩がキャップ４０ａの内部表面上に蓄積することを防止するために、長く延びたタングステン棒３１ａの周囲に巻かれた２〜４巻きのモリブデンコイル３４ａ‘‘を十分に覆い、棒の端部をも覆うように、フリット２７ａは、細管２１ａの外部端から内部流路を通って内部へ流れる必要がある。この実施形態でも、発光管２０のもう一方の端部においても、細管２１ｂに対応して同じ電極構造体を設けることができる。
【００３０】
図５は、図４の電極構成体と類似しているものの、引き延ばされたらせん状コイル部分の替わりに、より長い直線延長部が設けられた実施形態を示す、細管２１ａを含む別の部分断面側面図である。この実施形態でも、モリブデンコイル３４ａ‘’は、その内端部分がタングステン棒３１ａの周囲に巻き付けられるが、その外端部分は真っ直ぐにされて直線延長部分となる。この直線延長部分は、細管２１ａの十分内部から始まり、この細管２１ａの端部を通過して外部にさらに延出し、給電体２６ａ‘’‘を形成する。給電体２６ａ’‘’は、この実施形態でもひだ付け（crimping）又はスポット溶接により、ニオビウム金属キャップ４０ａに接合される。これにより、これらの間に通路が形成され、これを準備段階として、キャップ４０ａが、発光管２０内の放電領域の密封において、コイル直線延長部分からなる電極構成体の外部部分の周囲を密封する。図４に示される密封と同様、フリット２７ａによって密封が完成させられる。この実施形態でもまた、発光管２０のもう一方の端部においても、細管２１ｂに対応して、図５に示されたものと同じ電極構成体を設けることができる。
【００３１】
図６は、図５の電極構成体におけるより長いコイル直線延長部分の替わりに箔による覆いが設けられた電極構成体の実施形態を示す、細管２１ａを含むさらに別の部分断面側面図である。この実施形態でも本質的に図１のモリブデンコイル３４ａが用いられており、その内端がタングステン棒３１ａの外部端に巻き付けられ、その外端がニオビウム管又は箔２８ａによる覆いに溶接されている。管又は箔２８ａは、細管２１ａの十分内側から始まり、この細管２１ａの端部を通過して外部にさらに延長し、そこでニオビウム給電体２６ａと、ニオビウム金属キャップ４０ａとにスポット溶接される。これにより、これらの間に通路が形成され、これを準備段階として、キャップ４０ａが、発光管２０内の放電領域の密封においてに、管又は箔２８ａと線２６ａとから成る電極構成体の外部部分の周囲を密封する。図５に示される密封と同様、フリット２７ａにより、この密封が完成させられる。この実施形態でもまた、発光管２０のもう一方の端部においても、細管２１ｂに対応して、図６に示されたものと同じ電極構成体を設けることができる。
【００３２】
図７は、モリブデンコイル３４ａ‘’を引き伸ばして形成されたらせん状コイル部分の中に挿入された固体の多結晶アルミナ棒４１ａを有する、図４に示される実施形態の部分断面側面図である。従って、多結晶アルミナ棒４１ａは、このらせん状コイル部分の内径より小さな直径を有する。この多結晶アルミナ棒４１ａの直径は、図４のコイルを基にした場合、典型的には０．４ｍｍと０．５ｍｍとの間の値をとる。らせん状コイル部分は、再凝固したフリット２７ａによってもたらされる密封領域内に形成されるため、多結晶アルミナ棒４１ａ（空間容量占有部材）を挿入することにより、このフリット２７ａの容量が減少する。もし比較的大容量のフリット２７ａを密封領域内に入れたなら、発光管２０の密封処理において、球状の空洞の形で間隙が発生する。従って、多結晶アルミナ棒４１ａの存在により、その間隙の発生が軽減される。フリット２７ａが、らせん状コイル部分と多結晶アルミナ棒４１ａとの間の間隙も含め、このモリブデンらせん状コイルの表面領域の全体に渡って接着することができるように、棒４１ａは、モリブデンコイル３４ａ‘’のらせん状コイル部分の内部にきつく嵌め合わせるべきではない。
【００３３】
図８は、モリブデンコイル３４ａ‘’‘の直線延長部分を囲む多結晶アルミナスリーブ４１ａ‘’を有する、図５に示される実施形態の部分断面側面図である。図１のモリブデンコイル３４ａに対応して、スリーブ４１ａ‘の外径は１．０ｍｍ、内径は０．５ｍｍである。また、モリブデンコイル３４ａ‘’‘の直線延長部分の典型的な長さとしては、３．５ｍｍである。この実施形態でもまた、上記棒４１ａと同様、スリーブ４１ａ‘の存在により、フリット２７ａの再凝固により実現される密封領域内に提供されるフリット２７ａの容積が減少する。また、スリーブ４１ａ（空間容量占有部材）‘の存在により、密封領域内のフリット２７ａによって充填される間隙の周囲の構造表面が、フリット２７ａによって湿り易くなる。
【００３４】
好ましい実施形態に基づいて本発明が説明されてきたが、当業者は、発明の精神及び範囲から逸脱することなく、その形式及び細部の変更が可能であることを認識するものと思われる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、高輝度メタルハライドランプに用いて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】選択された構成のセラミック発光管を内部に有する、従来のメタルハライドランプの部分断面側面図である。
【図２】図１の発光管に対する公知の発光管を拡大して示した断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるメタルハライドランプの発光管の一部分の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態にかかるメタルハライドランプの発光管の一部分の断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかるメタルハライドランプの発光管の一部分の断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態にかかるメタルハライドランプの発光管の一部分の断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態にかかるメタルハライドランプの発光管の一部分の断面図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態にかかるメタルハライドランプの発光管の一部分の断面図である。
【図９】図３の実施形態をより詳細に説明するための要部断面図である。
【図１０】図３の実施形態をより詳細に説明するための要部断面図である。
【図１１】図２の従来のランプをより詳細の説明するための断面図である。
【図１２】図２の従来のランプをより詳細の説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０：メタルハライドランプ
１１：エンベロープ
１４，１５：電極線
１６：ガラスフレア
２０：発光管
２１ａ，２１ｂ：細管
２２ａ，２２ｂ：端部閉鎖ディスク
２６ａ，２６ｂ：給電体
２７ａ，２７ｂ：フリット
３１ａ，３１ｂ：電極シャフト
３２ａ，３２ｂ：電極コイル
３３ａ、３３ｂ：電極
３４ａ、３４ｂ、３４ａ‘、３４ａ‘’、３４ａ“’：モリブデンコイル
４０：金属キャップ
４１ａ：アルミナ棒（スリーブ）
【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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