(57)【要約】高圧ガス放電（ＨＩＤ、高輝度放電）ランプが記載され、ランプが作動状態の場合に発生する温度吸込みの結果としてガス充填物の材料の凝結が発生する場合がある、フィードスルーおよび／または放電管（１）の壁のそれら領域の少なくとも一部に適用される金属が入っている放電管（１）を有する。このように、ガス充填物の材料（特に、金属ハロゲン化物）と、これら領域のより低い温度のために当該材料が凝結する、フィードスルーまたは壁の関連領域との間の化学的相互作用ばかりでなく、ガス充填物からこの種の材料の損失の少なくとも大部分を防止することが可能である。これは、言い換えると、ランプへの如何なるダメージ、或いは、その光束維持の如何なる悪化のリスクもないことを意味する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガス放電ランプであって、
放電管であり、特に、当該ランプが作動状態の場合に発生する温度吸込みのためにガス充填の材料の凝結が起こり得る、フィードスルーおよび／または前記放電管の壁のそれらの領域の少なくとも一部に適用される金属を含む放電管、
を有することを特徴とする高圧ガス放電ランプ。
【請求項２】
前記金属は、前記温度吸込みの温度範囲において実質的に溶融相である、
ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ガス放電ランプ。
【請求項３】
前記金属は、フィードスルーとその中に支持される電極との間の領域の少なくとも一部に適用される、
ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ガス放電ランプ。
【請求項４】
前記金属は、前記電極が前記放電管に進入するところ（前記電極の根元）で前記電極におけるそれらの領域の少なくとも一部に適用される、
ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ガス放電ランプ。
【請求項５】
前記電極は、溶融ガラスにより前記フィードスルー内に位置付けられ、前記金属は、この場合、前記溶融ガラスを覆う、
ことを特徴とする請求項３に記載の高圧ガス放電ランプ。
【請求項６】
前記電極は、前記金属により密封されるように前記フィードスルー内に位置付けられる、
ことを特徴とする請求項３に記載の高圧ガス放電ランプ。
【請求項７】
前記金属は、フィードスルーおよび／またはシュリンクホールがある壁の領域に、後者を塞ぐよう適用される、
ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ガス放電ランプ。
【請求項８】
前記金属は、アルミニウム、亜鉛、錫、蒼鉛およびインジウムのグループの１または２以上の材料を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の高圧ガス放電ランプ。
【請求項９】
高圧ガス放電ランプにおける、請求項１、３、４、５、６および／または７に規定された前記領域の少なくとも一部に、前記ランプが作動していない間に前記ランプを外側から加熱し、かつ／或いは、冷却することで、少なくとも１つの温度吸込みを前記領域の少なくとも１つに生成することにより、請求項２に記載された金属を適用する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス充填のための放電チャンバを有する高圧ガス放電（ＨＩＤ、高輝度放電）ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
それらの優れた照明特性のため、高圧ガス放電ランプは、広く使用されるようになった。それらは、一般に、フィードスルーを有する放電管を包含し、電極はフィードスルーを通って放電管、或いは、更に放電管によって取り囲まれる放電チャンバにまで延びる。ランプが作動状態の場合、アーク放電は、相対する電極の自由端の間で励起される。
【０００３】
放電チャンバには、一般に、（例えば、アルゴンのような）スターターガスを包含するガス充填物（ランプ充填物）、実際の発光物質（発光体）を形成する（例えば、ヨウ化ナトリウム、および／または、ヨウ化スカンジウムのような１または２以上の金属ハロゲン化物のような）放電ガス、並びに、温度または圧力を上げることにより発光材料の蒸発を促進し、かつ、ランプの効率および燃焼電圧を高めることが主要な役割である電圧勾配生成物若しくは（水銀のような）バッファガスが入っている。
【０００４】
電極が正確かつ恒久的に気密性シールと一体となって配置されるために、フィードスルーの基準は、厳しい要求を満たす必要がある。これらの要求を満たすことができるように、（石英または多結晶Ａｌ２Ｏ３［ＰＣＡ］のような）フィードスルーが作られる材料、および、（例えば、タングステン、モリブデン、ニオビウムのような）電極の材料の双方は、特に重要である。
【０００５】
ＰＣＡ（多結晶アルミナ）から作られるＣＤＭ（セラミック発光管メタルハライド）ランプの場合、タングステン、モリブデンまたはニオビウムから製造される電極は（後者は、電極の膨張係数を、壁材の膨張係数に適合させるために使用される。）、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３およびＳｉＯ２（“ＡｌＤｙＳｉ”）のような高温酸化物の混合物を包含するいわゆる溶解ガラスによるシールと一体となって、例えば、関連するフィードスルーに固定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この場合にしばしば存在する問題は、ガス充填物に含まれる金属ハロゲン化物が、電極および／または溶解ガラスと反応し、時々フィードスルーに浸透して、その中に漏れを引き起こすことである。
【０００７】
この種の化学的相互作用を極小化するために、フィードスルーをできるだけ低い温度に保とうとするための様々な方策が採用される。しかしながら、ガス充填物の中に気相状態で存在する金属ハロゲン化物は、この種の温度吸込みに向かって移動し、少なくとも部分的にそこに凝結する性質を有するので、ランプが作動中の間、それらは、放電ガスから失われ、もはやそれらの本来の目的、すなわち、粒子濃度およびプラズマにおける光の放射の増大のために利用できなくなる。
【０００８】
観察される他の何かは、これおよび他の種のステップが採用された場合であっても、高輝度放電ランプが長期にわたって使用される場合、特に、フィードスルーの領域において、電極とガス充填物の材料との間に化学的相互作用が生じ、その結果、無用の効果が発生するという可能性をまだ完全に排除できるわけではないということである。石英ガラスでできたランプ容器の場合、この種の相互作用が、特に、電極の溶融シールにおいて発生し、ＰＣＡランプの場合には、シール目的のために使用された溶融ガラスにおいて発生する。
【０００９】
これらの相互作用または無用の効果は、特に、ガス充填物の材料に関連する移動プロセスであり、また、放電管の壁に石英ガラスが使用された場合における石英の再結晶化である。当該作用は、放電管の曇り、放射された光の色温度のシフト、および、ランプの光束維持のより著しい悪化を引き起こす場合がある。
【００１０】
それゆえに、本発明の目的は、ガス充填物の材料と電極、放電チャンバの内壁およびフィードスルーとの間の化学的相互作用が少なくとも実質的に低減された高圧ガス放電ランプを提供することである。
【００１１】
また、特に、温度吸込みに関連する移動プロセスおよび／または凝結による、ガス充填物からの材料の損失が、ランプが作動している間、少なくとも実質的に低くなる高圧ガス放電ランプを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に従って、特に、ランプが作動状態の場合に発生する温度吸込みのために、ガス充填物の材料の凝結が起こり得る、フィードスルーのそれらの領域および／または放電管の壁の少なくとも一部に適用される金属が入った放電管を有する高圧ガス放電ランプによって、目的は達成される。
【発明の効果】
【００１３】
この解決策の利点の１つは、ガス充填物の材料と、特に、これら領域のより低い温度のために当該材料が凝結するところのフィードスルーおよび／または壁の領域との間の上述の化学的相互作用ばかりでなく、ガス充填物からのこの種の材料の損失をとにかく極小化するのを可能にすることである。このようにして、ランプのダメージまたはその光束維持の悪化の如何なるリスクをも、かなりの程度まで回避することができる。
【００１４】
従属項は、本発明の有利な実施例に関する。
【００１５】
請求項２に関する実施例は、例えば、ランプが初めて作動させられる前に、金属がその後堆積する領域において、当該ランプを加熱および／または冷却することで上述の領域に温度吸込みを生成することにより、金属が上述の領域に比較的簡単に塗り付けられるという利点を有する。
【００１６】
請求項３および４に関する実施例は、特に、放電ランプの壁を暗くさせ得る電極材料の移動を低減させる。
【００１７】
請求項５に関する実施例は、特に、ガス充填物とシール目的のために使用された溶解ガラスとの間の化学的相互作用を防止する。
【００１８】
本発明に従って導入される金属は、また、請求項６に記載されるように、それ自身がシール目的のために使用される場合があり、或いは、請求項７に記載されるように、放電管および／またはフィードスルーの壁にある傷（特に、いわゆるシュリンクホール）を修正する場合もある。
【００１９】
請求項８は、本発明に従った金属の例を挙げる。
【００２０】
最後に、請求項９は、特に単純かつ効果的に金属を上述の領域に適用できる好適な方法に対応する。
【００２１】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下に説明される実施例により明確となり、当該実施例を参照して解明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実施例］
ＰＣＡ（多結晶アルミナ）の壁材を有するＣＤＭ（セラミック発光管メタルハライド）ランプを参照しながら、本発明を以下に説明する。しかし、本発明は、本発明に従ったシーリング材が壁材、並びに、フィードスルーの性質および設計に応じて変化する場合には、他の全てのタイプの高圧ガス放電ランプに適用され得る。
【００２３】
図１は、この種の高圧ガス放出ランプの線図である。当該ランプは、放電チャンバ１１を囲む放電管１を包含する。放電管１の壁１２は、ＰＣＡ（多結晶アルミナＡｌ２Ｏ３）でできている。
【００２４】
放電チャンバ１１に向かってその反対端から延在するのは、電極の第１自由端２、３であり、当該電極は、できるだけ高い融点を有するタングステンのような物質でできている。電極の他端は、特に、モリブデンや陶性合金でできた導電性のリボン（またはフォイル）４、５にそれぞれ接触し、リボン４、５は、順に、例えば、ニオビウムでできた端子ピン６、７にそれぞれ接続される。最終的に、端子ピン６、７の自由端は、放電ランプの外部電気接点を形成する。
【００２５】
電極の放電チャンバ１１への真空機密進入を確実にするために、放電管１は、２つのフィードスルー８、９（ピンチ）であって、その中に、電極のそれぞれと、導電性フォイル４、５のそれぞれと、端子ピン６、７のそれぞれの一部分とを埋め込んだ２つのフィードスルー８、９（ピンチ）を備える。それらの外端において、フィードスルー８、９は、溶融ガラスでできたシール８１、９１で密封される。この溶融ガラスの典型的な成分は、様々な割合のＡｌ２Ｏ３、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎは希土類金属）およびＳｉＯ２である。
【００２６】
ランプが作動状態にある場合、電極の第１（自由）端２、３間にアーク放電（発光アーク）が励起される。
【００２７】
このために、放電チャンバ１１は、例えば、アルゴンのようなスターターガスばかりでなく、励起または放電の結果として光を放射する放電ガス（発光体）、および、好適には、電圧勾配生成物若しくはバッファガスであって、後者のガスの双方は、金属ハロゲン化物の群から選択されるところのガスを包含するガスで満たされる。
【００２８】
光を発出する物質は、特に、ＮａＩ、ＤｙＩ３、ＨｏＩ３、ＴｍＩ３およびＴｌＩ（ヨウ化タリウム）のような様々な金属ハロゲン化物の混合体であり、一方で、Ｈｇ、ＺｎまたはＺｎＩ３は、電圧勾配生成物またはバッファガスとして使用され得る。
【００２９】
これらの金属ハロゲン化物のいくつかは、通常、放電管１のより冷たい領域、特に、フィードスルー８、９の口部領域、および、それらを取り囲む壁の領域に移動し、そこに凝結して、堆積物２０を形成し、上述のランプ性能の低下およびランプへのダメージを引き起こす。
【００３０】
これが発生するのを防止するために、上述のより冷たい領域、および、特に、フィードスルー８、９の領域における標準温度において、実質的に液体である、或いは、言い換えれば、溶融相で存在する金属が、また、放電チャンバ１１に導入される。この金属は、フィードスルー、および／または、金属ハロゲン化物の堆積物により危険にさらされる壁（一般に温度吸込みと見なされてもよい領域）のそれら領域、すなわち、特に、電極とフィードスルー８、９の内壁との間の空間および放電管１の壁１２の隣接領域の表面を覆うのに十分な量が加えられる。放電管１の壁１２に存在し得る如何なるヘアークラック、および、フィードスルー８、９の如何なるヘアークラックもこの場合塞がれる。
【００３１】
液体金属をこれらの領域に移動させるのに特に優れた方法は、ランプが初めて作動させられる前に、必要に応じて、所定の時間間隔で、ランプ内に適切な温度勾配を調整することであり、上述の領域がより低温となり、そして、液体金属がこれらの領域に移動し、それらの内側を覆うことができるようにする。
【００３２】
適切な温度勾配は、例えば、スイッチオフの状態で、放電管１の当該領域で外側からランプを加熱することにより、かつ／或いは、フィードスルー８、９の当該領域で外側からそれを冷却することにより調整される。
【００３３】
この目的に適している金属は、例えば、アルミニウム、亜鉛、錫、蒼鉛、インジウムである。
【００３４】
これは、特に、電極が放電管１に進入するところの電極におけるそれらの領域（電極の根元）、すなわち、フィードスルー８、９が放電管１に向かって開口するところの領域であって、溶融ガラスで密封される領域を当該金属が完全に覆うことを実現する。
【００３５】
この方法で実現される有利点は、とりわけ、以下の点である。
【００３６】
電極の根元の覆いは、また、電極からのタングステンの移動を実質的に低減させ、或いは、停止させ、通常の高い温度における臨界レベルに到達することができ、その結果、ランプの光束維持を改善し、かつ、放電管１の壁１２が暗くなるのを大いに防止する。
【００３７】
金属で覆われた溶融ガラスという事実は、ガス充填物における金属ハロゲン化物と溶融ガラスとの間の化学的相互作用を抑制する。金属ハロゲン化物と溶融ガラスの希土類を含む材料との間の交換反応であって、溶融ガラスの腐食の増大、並びに、放射される光の色特性における無視できないバラツキおよびシフトを引き起こし得る交換反応は、回避される。
【００３８】
導入された金属は、また、ガス充填物に包含される金属ハロゲン化物が、温度勾配の結果として、熱いところから冷たいところに化学的に移動させられるのを防止する。
【００３９】
この結果は、一方においては、ガス充填物における（腐食性の）金属ハロゲン化物の量が大いに低減され得ることになる。なぜなら、それらがより冷たい領域へ移動しそこへ凝結する結果としてランプが作動される間、それらは失われないからである。従って、これは、金属ハロゲン化物との化学的相互作用を相当程度まで低減できる別の方法である。
【００４０】
なぜなら、他方においては、溶融金属ハロゲン化物相の構成は、ランプの寿命に渡って大体不変のままであり、放射される光の色特性も、ランプ寿命全体を通して、実質的にそれ以上に不変であるからである。
【００４１】
適切に選択されるならば、金属もまた、フィードスルーにおけるシーリング材の全ての或いは一部の機能を担うことができ、従って、少なくとも部分的に溶融ガラスなしで済ますことができるようにする。
【００４２】
壁が石英ガラスでできた放電ランプの場合、上述の金属の使用は、シールを製造するための石英の融解中に時々形成されしばしばランプの初期故障の原因となるいわゆるシュリンクホールをも塞ぐことができるという追加の有利点をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に従った高圧ガス放電ランプの縦断面図である。
【図１】
2007505462.tif 000003
【国際調査報告】
2007505462.tif 000004
2007505462.tif 000005
2007505462.tif 000006