(57)【要約】  本発明は、１．１．照明具を持つ第１体、１．２．該第１体を取り巻く第２体を有し、その際、１．３．該第２体がアルミノ（Ａｌ）珪酸塩ガラスで構成され、そしてその際に１．４．該アルミノ珪酸塩ガラスの１．４．１Ｔｇが＞６００℃、好ましくは＞６５０℃、より好ましくは＞７００℃、特に好ましくは＞７５０℃であり、１．４．２．その熱膨張係数α（２０℃〜３００℃）が＞０、好ましくは３≦α（２０℃〜３００℃）≦６、特に好ましくは３．５≦α（２０℃〜３００℃）≦５．５の範囲にある照明装置、好ましくは金属ハロゲン化物系高圧放電灯に関する。【選択図】図１ａ
2008543022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．１．  照明具を持つ第１体
１．２．  該第１体を取り巻く第２体を有し、その際に
１．３．  該第２体がＡｌ珪酸塩ガラスから成っていて、そしてその際に
１．４．  該Ａｌ珪酸塩ガラスの
１．４．１．  Ｔｇが＞６００℃、好ましくは＞６５０℃、より好ましくは＞７００℃、特に好ましくは＞７５０℃であり、
１．４．２．  熱膨張係数α（２０℃〜３００℃）が＞０、好ましくは３≦α（２０℃〜３００℃）≦６、特に好ましくは３．５≦α（２０℃〜３００℃）≦５．５の範囲にある照明装置、好ましくは金属ハロゲン化物系高圧放電灯。
【請求項２】
前記電灯が電流ブッシングを含むプレートおよび外套管から構成されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが下記の組成（酸化物ベースでの重量％）、すなわち、
ＳｉＯ２  ５０〜６６
Ｂ２Ｏ３  ０〜５．５
Ａｌ２Ｏ３  １０〜２５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ０〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ０〜１８
Ｐ２Ｏ５  ０〜２
ＺｒＯ２  ０〜３
ＴｉＯ２  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
ＭｏＯ３  ０〜５
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＷＯ３  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜５
を有する請求項１または２のいずれかに記載の照明装置。
【請求項４】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが下記の成分、すなわち、
ＳｉＯ２  ５０〜６６
Ｂ２Ｏ３  ０〜５．５
Ａｌ２Ｏ３  １３〜２５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ５〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ６〜１８
Ｐ２Ｏ５  ０〜２
ＺｒＯ２  ０〜３
ＴｉＯ２  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
ＭｏＯ３  ０〜５
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＷＯ３  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜５
を有する請求項１または２のいずれかに記載の照明装置。
【請求項５】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが下記の成分、すなわち、
ＳｉＯ２  ５０〜６６
Ｂ２Ｏ３  ０〜＜０．５
Ａｌ２Ｏ３  １４〜２５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ５〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ６〜１８
Ｐ２Ｏ５  ０〜２
ＺｒＯ２  ０〜３
を有する請求項１または２のいずれかに記載の照明装置。
【請求項６】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが下記の成分、すなわち、
ＳｉＯ２  ５８〜６２
Ｂ２Ｏ３  ０〜５．５
Ａｌ２Ｏ３  １３．５〜１７．５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ５．５〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ６〜１０
ＺｒＯ２  ０〜２
を有する請求項１または２のいずれかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記第２体が、下記の成分（単位：重量％）、すなわち、
ＳｉＯ２  ５０〜７０
Ａｌ２Ｏ３  １７〜２７
Ｌｉ２Ｏ  ０〜５
Ｎａ２Ｏ  ０〜５
Ｋ２Ｏ  ０〜５
ＭｇＯ  ０〜５
ＺｎＯ  ０〜５
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜５
Ｔａ２Ｏ５  ０〜５
ＢａＯ  ０〜５
ＳｒＯ  ０〜５
Ｐ２Ｏ５  ０〜５
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜５
ＷＯ３  ０〜５
ＭｏＯ３  ０〜５
を含むＡｌ珪酸塩ガラスから成り、加えて常用の清澄剤、例えばＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＳＯ４、Ｃｌ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３などが０〜４重量％の量で添加されている、請求項１または２のいずれかに記載の照明装置。
【請求項８】
前記第２体が、下記の成分（単位：重量％）、すなわち、
ＳｉＯ２  ３５〜７０、特に３５〜６０
Ａｌ２Ｏ３  １４〜４０、特に１６．５〜４０
ＭｇＯ  ０〜２０、好ましくは４〜２０、特に６〜２０
ＺｎＯ  ０〜１５、好ましくは０〜９、特に０〜４
ＴｉＯ２  ０〜１０、好ましくは１〜１０
ＺｒＯ２  ０〜１０、好ましくは１〜１０
Ｔａ２Ｏ５  ０〜８、好ましくは０〜２
ＢａＯ  ０〜１０、好ましくは０〜８
ＣａＯ  ０〜＜８、好ましくは０〜５、特に＜０．１
ＳｒＯ  ０〜５、好ましくは０〜４
Ｂ２Ｏ３  ０〜１０、好ましくは＞４〜１０
Ｐ２Ｏ５  ０〜１０、好ましくは＜４
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜３
ＷＯ３  ０〜３
ＭｏＯ３  ０〜３
を含むＡｌ珪酸塩ガラスから成り、加えて常用の清澄剤、例えばＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＳＯ４、Ｃｌ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３などが０〜４重量％の量で添加されている、請求項１または２のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＺｒＯ２、ＭｏＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５および／またはＴａ２Ｏ５で構成されるグループから選択された少なくとも１種類の金属酸化物を含んでいる、前記請求項１から８のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項１０】
少なくとも一種類の金属酸化物が、それぞれ＞０〜８重量％、好ましくは＞０〜６重量％の量で、特に好ましくは最大５重量％含まれている、請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、少なくとも０．５重量％のＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＺｒＯ２、ＭｏＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５および／またはＴａ２Ｏ５を含んでいる、前記請求項１から１０のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、Ｓｂ２Ｏ３およびＡｓ２Ｏ３を最大限１重量％の量で含んでいる、前記請求項１から１１のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、０〜１重量％のＣｌおよび／または０〜３重量％のＳＯ３を含んでいる、前記請求項１から１２のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスのアルカリ土類含有量が、１１．６〜２９．０重量％である、前記請求項３から６のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが１０重量％を越えるＢａＯを含んでいる、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが少なくとも０．５重量％のＭｇＯを含んでいる、請求項５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが少なくとも０．００５重量％のＣｅＯ２を含んでいる、前記請求項１から１６のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項１８】
前記第１体がフリントガラスまたは半透明セラミックスで構成されている、前記請求項１から１７のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項１９】
前記第２体が金属ハロゲン化物系高圧放電灯の外套管である、前記請求項１から１８のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項２０】
前記第２体が金属ハロゲン化物系高圧放電灯の爆発防護体である、前記請求項１から１９のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記照明装置が金属製給電体を有している、前記請求項１から１９のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記金属が下記材質、すなわち
タングステン
モリブデン
ニオブ金属
コバール合金または
モレクデンワナール合金
のうちの一種または数種を含む、請求項２１に記載の照明装置
【請求項２３】
前記照明装置が、前記第２体に取り付けられた、特に接合されたブッシング構成部を有していて、そこに前記照明装置用の給電体が通されている、前記請求項１から２２のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記ブッシング構成部がプレート形態である、請求項２３に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記ブッシング構成部が、少なくとも１つの、特に金属構成部形態で給電体を通過させる少なくとも１つの領域を有していて、前記ブッシング構成部が、少なくとも金属構成部が通過する領域では、前記金属構成部の熱膨張係数と実質上等しい熱膨張係数の材質から成っている、請求項２３または２４に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記金属構成部が下記材質、すなわち
タングステン
モリブデン
ニオブ金属
コバール合金または
モレクデンワナール合金
のうちの一種または数種を含む、請求項２５に記載の照明装置。
【請求項２７】
前記第１体が放電空間であり、該放電空間にはドーピング可能な充填物、特に水銀および／または希土類イオンおよび／またはハロゲンおよび／またはキセノンなどの放電物質が充填されている、前記請求項１から２６のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項２８】
前記放電空間が充填気体を有していて、該充填気体が２００バールまでの圧力下または２００バールを越える圧力下に置かれている、請求項２６または２７に記載の照明装置。
【請求項２９】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、室温〜７００℃の温度領域では波長２９０ｎｍ以下の光を実質上完全にブロックする（透過率＜０．０１）、前記請求項１から２８のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項３０】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、約６００℃の温度では波長３００ｎｍ以下、好ましくは３１０ｎｍ以下の光を実質上完全にブロックする（透過率＜０．０１）、前記請求項１から２９のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項３１】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、約４００ｎｍの波長では０．５〜０．９１の透過率を示す、前記請求項１から３０のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項３２】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスが、約４００ｎｍの波長および６００℃の温度では８６％未満の透過率および＞１０ｐｐｍ、好ましくは＞１００ｐｐｍ特に＞３００ｐｐｍのＦｅ２Ｏ３含有量を示す、前記請求項１から３１のうちの少なくとも一項に記載の照明装置。
【請求項３３】
請求項３から１７のうちのいずれか一項に記載の組成を持つＡｌ珪酸塩ガラスの照明装置、特に金属ハロゲン化物系高圧放電灯への使用。
【請求項３４】
前記照明装置が
１．１．  照明具を持つ第１体、
１．２．  該第１体を取り巻く第２体、その際
１．３．  該第２体がＡｌ珪酸塩ガラスから成っていること
を特徴とする、請求項３３に記載のＡｌ珪酸塩ガラスの使用。
【請求項３５】
前記Ａｌ珪酸塩ガラスのＴｇが＞６００℃、好ましくは＞６５０℃、より好ましくは＞７００℃、特に好ましくは＞７５０℃で、熱膨張係数α（２０℃〜３００℃）が＞０、好ましくは３≦α（２０℃〜３００℃）≦６、特に好ましくは３．５≦α（２０℃〜３００℃）≦５．５の範囲にあることを特徴とする、請求項３３または３４に記載のＡｌ珪酸塩ガラスの使用。
【請求項３６】
請求項３３から３５のうちのいずれか一項に記載のＡｌ珪酸塩ガラスの、請求項２または１８から３２のうちのいずれか一項に記載の照明装置への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願では、§１２０ＵＳＣに基づき、２００６年２月１日に提出されたＵＳ特許出願１１／３４５，１６７の恩恵を請求する。本出願はＵＳ１１／３４５，１６７の後続出願である。ＵＳ１１／３４５，１６７の公開内容が全面的に本出願に採り入れられている。
【０００２】
本発明は、照明具を持つ少なくとも１つの第１体および該第１体を取り巻く第２体を有する照明装置、特に高圧放電灯およびコンパクトな殊型金属ハロゲン化物系高圧放電灯に関する。
【背景技術】
【０００３】
高圧放電灯の場合、第１体はイオン化可能な充填物の満たされた気密放電空間を形成している。その放電空間はバーナーとも称される。例えばＷＯ２００４／０７７４９０またはＷＯ２００５／０３３８０２に記述されているような現状技術に基づく高圧放電灯の放電空間は単一または複数の金属ハロゲン化物、水銀および希土類ハロゲン化物を含んでいる。これらは液状または固形状で室温にてバーナーに給入されるが、発火後には高圧および高温に支配されるため気状になる。
【０００４】
第１体を取り巻き、好ましくはピストン桿の形態を取る第２体は、本来発光ユニットである第１体の熱封鎖に、および／または破損防止／爆発防止に、あるいは障害光線、特にＵＶ光線からの構成材料および電灯構成体の保護に用いられる。
【０００５】
高圧放電灯のバーナーは、フリントガラス（Ｋｉｅｓｅｌｇｌａｓ）または半透明セラミックス（例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＹＡＧセラミックス）製であり、１０００℃までの、あるいはそれ以上のできる限り高い作業温度で適用される。作業温度が高ければ高いほど、色再現指数および効果が上り、電灯間の光の品質差はますます小さくなる。
【０００６】
第１体と第２体間の空間は、断熱化のため、ほぼ、あるいは実質上完全に真空化されている。外套管とも言われる第２体には、ＵＶのブロックのためＵＶブロッキング成分が組み込まれている。
【０００７】
高圧放電灯、いわゆるＨＩＤ灯の場合では、第２体、すなわち外套管における温度は３００℃〜８５０℃である。これは、一連のファクタ、なかでもバーナーのホットスポットから外套管までの距離に依存する。それに相応して、ブッシング領域では、バーナーに直接隣接する外套管内部領域より低温である。バーナーの出力次第によるが、ホットスポットと外套管内壁間の距離が非常に接近している場合では、壁温度は８００℃までの、あるいはそれ以上の温度に完全支配される可能性がある。
【０００８】
上記のように、外套管は特に高いＵＶブロッキングにより優れているとされる。その場合、外套管によるブロッキングの対象は、特に光線ＵＶ−Ｃタイプ（約２６０ｎｍ）および光線ＵＶ−Ｂタイプ（約３１０ｎｍ）である。理想的にも、約３６０ｎｍのＵＶ−Ａ光線も最大限の高率でブロッキングされる。大なり小なり不連続状態にあるこれらＨｇ−ＵＶ線間の領域もできる限りブロック率を高めるべきである。ここでは、圧力下にある水銀または金属ハロゲン化物が幅広い放出帯を有しているからである。
【０００９】
高圧放電灯の場合、第１体、すなわち、いわゆる放電空間構成用の材料としては、フリントガラスのほか、１１００℃またはそれ以上の温度に対して耐久性のある半透明酸化アルミニウムも使用される。
【００１０】
第２体、すなわち外套管の材料として現在使用されているのは、フリントガラスまたは多成分ガラスが圧倒的多数である。
ＷＯ２００４／０７７４９０にはＨＩＤ灯のことが記述されているが、その外套管の材料としては石英ガラス（Ｑｕａｒｚｇｌａｓ）、硬質ガラスまたは軟質ガラスが挙げてある。しかし、ＷＯ２００４／０７７４９０では硬質ガラスは詳しくは定義付けされていない。
【００１１】
外套管用材料としてフリントガラスを使用するのは、ＵＶブロッキング作用が十分でなく、材質上の欠点がある。フリントガラスのＵＶブロッキングは、好ましくは＜１重量％の割合でのＣｅＯ２の組み入れにより実現可能である。しかし、この場合は、硬質ＵＶ−Ｃ光線領域で現われる残透過という欠点がある。
【００１２】
軟質ガラスの使用は、確かにこの点では問題ないが、しかしデザイン自由度の制限および／または電灯出力の制限を惹起する。
【００１３】
現状技術に基づくＨＩＤ灯のもう１つの問題は、ブッシング領域である。前記のとおり、第１（内部）および／または第２（外部）電灯管はフリントガラスで構成されているので、ブッシングは、外から内へ見て、厚さ＜１００μｍのＭｏ箔に溶接されているＷ線またはＭｏ線、さらには電灯内部、例えばＷ製放電電極に通じるＷ線またはＮｂ線の別な溶接点から形成されている。
【００１４】
厚さ＜１００μｍのＭｏ箔の使用は、ガラス／金属製ブッシングの領域における電圧をできる限り低く保つためには不可欠である。その場合実際の気密封鎖は、Ｍｏ箔と周辺ガラスとの数ｍｍ２の接触面を通じて行われるので、極めて信頼度に欠けている。その上、この封鎖技術が最大電流量（約２０〜２５Ａ）に制限を加えている。
【００１５】
Ｍｏ箔の使用は、さらに下記の欠点を含んでいる。
【００１６】
Ｍｏ箔はブッシングの溶接時に燃焼性向を見せる。したがって、現状技術では当溶接は保護気流内で、特にアルゴン雰囲気下で行われる。
【００１７】
溶接された箔は作動中に酸化する性向がある。これが密封不良および電灯の故障に繋がることがある。
【００１８】
箔が薄ければ、電灯へのエネルギー搬送が不十分にしかなし得ない。製造作業、すなわち金属部品の度重なる溶接が、労働およびコストに負担をかけており、その上、ブッシングシステムに空間的広がりがあるため、電灯全体のサイズが不都合にも非常に大きくなる。
【００１９】
ＷＯ２００４／０７７４９０には、これらの欠点を克服するため、および光源としてＨＩＤ灯を持つ照明具のコンパクト性および／またはデザイン自由度を高めるため、外套管とブッシング導線との溶接の代わりに、フリットリングを通じて行われる、ブッシング導線を含むベースプレートへの外套管の接合のことが記述されている。それにより、＞１０ｍｍの溶接ゾーンが、プレートの厚さによって予備設定される最小限度のサイズに縮小される。
【００２０】
ＷＯ２００４／０７７４９０に基づけば、ベースプレートはガラス、セラミックスまたはガラスセラミックスで構成することができる。外套管用材料としては、上記のとおり、「石英ガラス、軟質ガラスまたは硬質ガラス」が列挙される。フリットリングの材質については詳しくは述べられていない。ＷＯ２００４／０７７４９０の欠点は、上記のとおり、外套管の材質が特定されていないことである。
【特許文献１】米国特許出願第１１／３４５１６７号
【特許文献２】国際公開第２００４／０７７４９０号
【特許文献３】国際公開第２００５／０３３８０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の課題は、高圧放電灯における現状技術の欠点を克服することにある。
【００２２】
特に、内部第１体と外部第２体を持ち、第２体（外套管）が、好ましくは、フリットを通じて非無延性ベースプレートに接合されている、すなわち、外套管とブッシング導線自体との間には接触面がない照明装置のことを採り上げる。外套管の材料は、高い温度耐久性および０以外の熱膨張率を示すものとする。特にブッシングの領域では応力は極僅かしか発生してはならず、また前記の欠点は避けねばならない。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明によれば、上記課題は請求項１に記載の装置によって解決される。すなわち、第２体はアルミノ珪酸塩ガラス、例えば硬質ガラスで構成されている。アルミノ珪酸塩ガラスとしては、Ｔｇが＞６００℃、好ましくは６５０℃、特に好ましくは７００℃、理想的には＞７５０℃、さらに好ましくは＞７７０℃、最も好ましくは＞７９０℃で、熱膨張係数α２０／３００が＞０、好ましくは３≦α２０／３００≦６、特に好ましくは３．５≦α２０／３００≦５．５のものでなければならない。
【００２４】
非常に好ましい実施形態の１つでは、第２体、すなわち外套管のアルミノ珪酸塩ガラスは硬質ガラスである。
【００２５】
アルミノ珪酸塩ガラス組成物は、好ましくも、ＵＶ−Ｃ領域ではほぼ１００％のブロッキングを示す。すなわち、約２６０ｎｍの、好ましくは３００ｎｍまで含めた波長はすべて、室温でも作動温度でももはや厚さ１ｍｍまたはそれ以上の外套管を透過することはない。
【００２６】
特に好ましい場合では、作動中に、ＵＶ−Ｂ光線（３１０ｎｍ）の部類に入るすべての波長も、さらに好ましい場合ではその上３２０ｎｍまでの波長もブロックされる。
【００２７】
ＵＶ−Ｃ領域とは波長約２６０ｎｍのＵＶ光線、ＵＶ−Ｂ領域とは波長約３１０ｎｍのＵＶ光線およびＵＶ−Ａ領域とは波長約３６５ｎｍのＵＶ光線のことである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に基づく照明装置では、電灯は電流ブッシングを含むプレートと外套管で構成されている。外套管とベースプレート間およびブッシング導線領域での応力を回避するため、ベースプレートおよび外套管の膨張係数α２０／３００は、好ましくは、ブッシング導線の金属の膨張係数α２０／３００と実質上同等にする。したがって、ブッシング導線の素材としては、下記の金属または合金のいずれかが好ましい。
タングステン
モリブデン
ニオブ金属
コバール合金および
モレツデンワノフ合金
【００２９】
したがって、ベースプレートおよび外套管の膨張係数は、これら金属の熱膨張係数α２０／３００に基づき、好ましくも、本発明で規定する領域３．５≦α２０／３００≦５．５にある。この理由から、石英ガラスの使用は一般には不可能である。以上より、十分な効果のあるＵＶ−Ｃブロッキングには、特に多成分ガラス、すなわち、後段では「Ａｌ珪酸塩ガラス」とも称しているアルミノ珪酸塩ガラスが適している。
【００３０】
特に好ましい第１の実施形態では、Ａｌ珪酸塩ガラスは下記成分を含んでいる（酸化物ベースでの重量％）。
ＳｉＯ２  ５０〜６６
Ｂ２Ｏ３  ０〜５．５
Ａｌ２Ｏ３  １０〜２５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ０〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ０〜１８
Ｐ２Ｏ５  ０〜２
ＺｒＯ２  ０〜３
ＴｉＯ２  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
ＭｏＯ３  ０〜５
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＷＯ３  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜５
また別な好ましいＡｌ珪酸塩ガラスは下記の成分を含んでいる。
ＳｉＯ２  ５０〜６６
Ｂ２Ｏ３  ０〜５．５
Ａｌ２Ｏ３  １３〜２５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ５〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ６〜１８
Ｐ２Ｏ５  ０〜２
ＺｒＯ２  ０〜３
ＴｉＯ２  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
ＭｏＯ３  ０〜５
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＷＯ３  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜５
さらに、本発明に基づくＡｌ珪酸塩ガラスで下記成分を含むものもある。
ＳｉＯ２  ５０〜６６
Ｂ２Ｏ３  ０〜＜０．５
Ａｌ２Ｏ３  １４〜２５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ５〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ６〜１８
Ｐ２Ｏ５  ０〜２
ＺｒＯ２  ０〜３
そのほか、本発明に基づくＡｌ珪酸塩ガラスで下記成分を含むものも好ましい。
ＳｉＯ２  ５８〜６２
Ｂ２Ｏ３  ０〜５．５
Ａｌ２Ｏ３  １３．５〜１７．５
ＭｇＯ  ０〜７
ＣａＯ  ５．５〜１４
ＳｒＯ  ０〜８
ＢａＯ  ６〜１０
ＺｒＯ２  ０〜２
【００３１】
上記のＡｌ珪酸塩ガラスは実質上アルカリを含んでいない。しかし、アルカリを含むＡｌ珪酸塩も全く同様に然るべき形態で使用することができる。その場合では、ガラス組成は、例えば下記のとおりである（単位：重量％）。
ＳｉＯ２  ５０〜７０
Ａｌ２Ｏ３  １７〜２７
Ｌｉ２Ｏ  ＞０〜５
Ｎａ２Ｏ  ０〜５
Ｋ２Ｏ  ０〜５
ＭｇＯ  ０〜５
ＺｎＯ  ０〜５
ＴｉＯ２  ０〜５
ＺｒＯ２  ０〜５
Ｔａ２Ｏ５  ０〜８
ＢａＯ  ０〜５
ＳｒＯ  ０〜５
Ｐ２Ｏ５  ０〜１０
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜３
ＷＯ３  ０〜３
ＭｏＯ３  ０〜３
および例えばＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＳＯ４、Ｃｌ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３など０〜４重量％の常用清澄剤が使用される。
【００３２】
アルカリ不含の適当な別種ガラスとして、下記組成のガラスがある（単位：重量％）。
ＳｉＯ２  ３５〜７０、特に３５〜６０
Ａｌ２Ｏ３  １４〜４０、特に１６．５〜４０
ＭｇＯ  ０〜２０、好ましくは４〜２０、特に６〜２０
ＺｎＯ  ０〜１５、好ましくは０〜９、特に０〜４
ＴｉＯ２  ０〜１０、好ましくは１〜１０
ＺｒＯ２  ０〜１０、好ましくは１〜１０
Ｔａ２Ｏ５  ０〜８、好ましくは０〜２
ＢａＯ  ０〜１０、好ましくは０〜８
ＣａＯ  ０〜＜８、好ましくは０〜５、特に＜０．１
ＳｒＯ  ０〜５、好ましくは０〜４
Ｂ２Ｏ３  ０〜１０、好ましくは＞４〜１０
Ｐ２Ｏ５  ０〜１０、好ましくは＜４
Ｆｅ２Ｏ３  ０〜５
ＣｅＯ２  ０〜５
Ｂｉ２Ｏ３  ０〜３
ＷＯ３  ０〜３
ＭｏＯ３  ０〜３
および例えばＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＳＯ４、Ｃｌ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３など０〜４重量％の常用清澄剤が使用される。
【００３３】
本発明に基づく組成物は、適当なＵＶブロッカーの添加によりＵＶエッジが照準下で調整できる点が特に優れている。それにより、例えば波長領域約４００ｎｍでの透過を、現状技術によるＨＩＤ灯の放射では現われることのあるブルーがかった光線が抑制されるように照準下で調整することも可能である。
【００３４】
本発明に基づくＡｌ珪酸塩ガラス、特に硬質ガラスの場合、Ｆｅ２Ｏ３またはＴｉＯ２のような酸化物、あるいは酸化モリブデン、酸化ニオブおよび／または酸化セリウムなど典型的なその他ＵＶブロッカーの混合により、先ず最初にＵＶエッジをＵＶフリントガラスのエッジに近似するように調整することが可能である。そうすることにより、本発明に基づくＡｌ珪酸塩ガラスは、好ましくも、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＷｏＯ３、ＺｒＯ２、ＭｏＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５および／またはＴａ２Ｏ５で構成されるグループから選択された少なくとも１種類の金属酸化物を含むことになる。
【００３５】
したがって、もし必要なら、照準下で白色光の品質に影響を与えることができるのが好ましい。放電体の放射スペクトルがブルー成分を過剰に含んでいる限りは、ＵＶエッジのコントラストを通じて同様に照準下でイエロー固有色の調整をすることができる。これが過剰なブルー成分を完全濾過する。イエロー固有色によって、ＨＩＤ灯バーナーのブルー成分が補償され、従来型ＨＩＤ灯に比べて改善された白色印象が達成される。
【００３６】
これに温度効果が加われば、この作用はますます有利に働くことになる。バーナー近くのＨＩＤランプ内壁では温度が６００℃〜８５０℃あるいはそれ以上になることがあり、それによってＵＶエッジはエネルギー減少方向に移行する。
【００３７】
本発明の有利な実施形態の１つによれば、Ａｌ珪酸塩ガラスは室温〜７００℃の温度領域では波長２９０ｎｍ以下の光については実質上完全にブロックする。「実質上完全にブロックする」とは、本発明の枠内では透過率＜０．０１のことを言う。温度約６００℃で波長３００ｎｍ以下、好ましくは３１０ｎｍ以下の光を実質上完全にブロックする、すなわち透過率が＜０．０１のＡｌ珪酸塩ガラスを使用すればさらに有利な状態にすることができる。特に当該のＡｌ珪酸塩ガラスでは、約４００ｎｍの波長に対しては０．５〜０．９１の透過率が可能である。
【００３８】
本発明に基づくさらに別な実施形態によれば、Ａｌ珪酸塩ガラスとしては、波長約４００ｎｍ、６００℃の条件で透過率が８６％未満で、Ｆｅ２Ｏ３の含有量が＞１０ｐｐｍ、好ましくは＞１００ｐｐｍ、特に好ましくは＞３００ｐｐｍのものが選択される。
【００３９】
ＵＶブロッキング成分の含有比率を適切に変更し、同時に温度スライドを考慮することによってＵＶエッジを任意に調整することが可能である。そうすることで、その値次第では再現指数ＣＲＩおよび／または電灯の色温度に好影響をもたらす、波長４００ｎｍでの適切な透過率を求めることができる。
【００４０】
電灯の再現指数はいわゆる演色性指数（ＣＲＩ）である。演色性指数（ＣＲＩ）は光線放射面の白色印象を表わしている。３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの波長に対して同レベルの強度を示すことで優れている最適放射スペクトルから構成成分が欠落すればするほど、あるいはスペクトルが不均質であればあるほど、客観的に白色度はますます劣ることになる。その場合では面は多少ともグレーがかって見える。
【００４１】
ＣＲＩ指数１００とは、最適放射スペクトル、すなわち最適白色印象を持つ電灯のことを表わしている。
【００４２】
既述のとおり、高圧放電灯（ＨＩＤ灯）の光は、現状技術では充填物質を最適化した場合でさえなおブルー味が明瞭に残ることがある。現在販売されている電灯は殆どがＣＲＩ指数９０未満のものである。本発明に基づくガラスを使用すれば、高い温度安定性を持ち、同時に熱膨張係数がα２０／３００＞０で、且つ十分なＵＶブロッキング作用を示す適当なドーパーの添加によってブルー化傾向を抑制または完全に補償することができるので、ＣＲＩ指数＞９０、好ましくは＞９５を持つＨＩＤ灯が得られる。
【００４３】
Ａｌ珪酸塩ガラスを、既に説明した照明装置、特に金属ハロゲン化物系の高圧放電灯に使用することも本発明の対象である。但し、Ａｌ珪酸塩ガラスは上記組成の１つを有しているものとする。
【００４４】
以下では本発明の典型的な例を、図面および実施例に基づき説明する。各図は以下のとおりである。
【００４５】
図１ａにはＨＩＤ灯の概要図が、図１ｂには、例えばＷＯ２００４／０７７４９０に記述されているようなブッシング構成部付き別形式の製品が示されている。
【００４６】
図１ａには外套管１のほかに、Ａｌ２Ｏ３バーナーとして形成することのできるバーナーシステム２も描かれている。当バーナーシステム２はニップル継手４に固定されている。バーナーシステムは、バーナーの放電空間を形成する、いわゆる第１体を包含している。ニップル継手４は、外套管内を支配するように真空が設定された後でのポンプ柄の融解時に形成される。かつてのいわゆる熔融箇所が、この場合は、例えばハロゲン灯のＷ螺旋体に比べて明かに大きな質量を有するバーナーシステム２の上部固定点として機能しているので、外套管内での固定が有利である。以上のほか、送入導線６と送出導線８も示されている。送入、送出導線６、８は、バーナーの保持には十分に堅固ではあるが、しかし送出導線８の延長部１０が上方にあるニップル継手４のところに固定具を有していれば、バーナーのポジショニングにおける確実性および再現性がより高められる。
【００４７】
本発明では外套管１はＡｌ珪酸塩ガラスで形成されている。Ａｌ珪酸塩ガラスの組成として可能な例が次表に記載されている。
【００４８】
外套管１にバーナーシステムが装着された後に、続いて金属導線が取り付けられる。
【００４９】
金属導線はブッシング構成部、いわゆるベースプレート５０に収容される。
【００５０】
外套管をブッシング導線と直接熔融させる代わりに、ここでは、外套管はブッシング導線６８を含むベースプレート５０にフリットリングを介して接合させる。それにより、熔融ゾーンは、ベースプレート５０の厚さで決る最小限の質量に抑制される。
【００５１】
外套管とベースプレート間で、およびブッシング導線領域で応力が発生するのを回避するために、ベースプレートと外套管の膨張係数α２０／３００はブッシング導線の素材金属の値と実質上同じにしてある。ブッシング導線６、８の素材としては、下記の金属または合金のうちのいずれか１つが好ましい。
タングステン
モリブデン
ニオブ金属
コバール合金および
モレツデンワノフ合金
【００５２】
これら金属の熱膨張係数α２０／３００に基づけば、ベースプレートおよび外套管の膨張係数は３．５≦α２０／３００≦５．５の範囲にある。この理由から水晶ガラスの使用は不可能である。その不十分なＵＶ−Ｃブロッキングも多成分ガラス、例えばＡｌ珪酸塩ガラスにとっては有利な材料である。
【００５３】
図２および３に示されたガラスは下記の組成および特性を有している。
【００５４】
【表１】
2008543022.tif 000003
【００５５】
図２および３には実施例１、２、３および比較例Ｖ１、Ｖ２についての室温および６００℃における透過曲線が描かれている。試料はすべて厚さ１ｍｍである。
【００５６】
Ｖ１は、膨張係数に関して適合性に欠けるため、本発明に基づく新しいＨＩＤ灯コンセプトでは使用できない、Ｃｅドーピング付きフリントガラスに相当する。ＵＶエッジは良好であるが（ガラスが最大でも１．０％の透過性しか示さない最大波長：３２４ｎｍ）、しかしＶ１は２６０ｎｍに対してなお透過性がある。
【００５７】
Ｖ２はＵＶブロックのなされていないＡｌ珪酸塩ガラスである。Ｖ１はＵＶブロッカーを含まないため（エッジの状況は、原料を介して持ち込まれた不純物にのみ依存する）、室温でも６００℃でも２９０ｎｍではなお透過性がある。
【００５８】
実施例Ａ１、Ａ２およびＡ３は、比較によれば明かに良好である。Ｔｉを含むガラスＡ１およびＡ２は、室温では２９５ｎｍまたは３０５ｎｍまでは全く透過性がない。Ｃｅ変形体Ａ３は、さらにそれを越えて３２８ｎｍまでは遮光性である。６００℃の条件ではＡ１〜Ａ３のガラスは最大３１０ｎｍまでの波長にも、あるいはさらにそれ以上の波長に対しても透過性がない。本発明に基づくガラスはどのタイプも２６０ｎｍでは遮光性であり、非常に有害なＵＶ−Ｃ光線（２６０ｎｍ）は通さない。
【００５９】
ガラスＡ１、Ａ２およびＡ３は４００ｎｍではＶ１に対して比較可能な、または少し低レベルの透過性を示している。しかし、上で説明したとおり、バーナーユニットの放射が過度にブルー寄りである限り、これらは照準下で利用することができる。したがって波長４００ｎｍでは、Ａｌ珪酸塩ガラスにＵＶブロッキング性の物質を添加することにより、透過率を５０〜９１％の範囲にフリントガラスとの比較で可変的に調整することができる。
【００６０】
但し、透過率が５０％未満になると、イエロー固有色が強くなり過ぎ、延いては過度のフィルタ現象を招来する。
【００６１】
他方、原料の綿密な選択によって４００ｎｍにおいても現状技術（ＵＶブロックされたＳｉＯ２）より良好な透過率を得ることができる。図５ａおよび５ｂでは、図２のガラスＡ２の透過率データを基本組成の同じガラスＡ２ｂのデータと比較対照している。両者の違いはＦｅ２Ｏ３含量にある（Ａ２：３３０ｐｐｍ  Ｆｅ２Ｏ３、Ａ２ｂ：１０ｐｐｍ  Ｆｅ２Ｏ３）。それに応じて、後者はＦｅ量豊富なタイプに比べ室温の場合も６００℃の場合もエッジの峻度がより険しい。４００ｎｍでの透過率も高いが、しかし、カットオフまたはＵＶエッジについてはほぼ同レベルのままである。
【００６２】
続いて、アルカリ含有Ａｌ珪酸塩ガラス（酸化物をベースとした重量％表示）について言えば、室温でも６００℃でも同様に良好なＵＶエッジ、延いては透過曲線が認められた（実施例Ａ４およびＡ５、図４参照）。当ガラスはＦｅ成分の乏しい原料を熔融したもので、Ｆｅ２Ｏ３含量はほぼ＜１０ｐｐｍである。
【００６３】
【表２】
2008543022.tif 000004
【００６４】
【表３】
2008543022.tif 000005
【００６５】
実施例Ａ４の透過曲線の峻度は、６００℃では実施例Ｖ１の透過曲線とほぼ比較可能である。Ａ５の透過曲線は、それどころか６００℃ではＶ１とほぼ重なり合う。両実施例の場合、Ｖ１に比較して波長２６０ｎｍでは有害なＵＶ−Ｃ光線を完全にブロッキングし、しかもブッシング金属に適合する熱膨張率を持つという大きな利点も追加される。
【００６６】
勿論、実施例４および５に基づく組成の温度安定性は、実施例１〜３に基づく組成の場合に比べ減退する。しかし、６９０℃のＴｇは指定用途にはなお十分な安定性を示す。
【００６７】
モデル作動温度６００℃における電灯全体の色特性に及ぼす外套管ガラスの透過性の影響については図６に図解されている。電灯色は、バーナー一次放射の外套管フィルタ機能による畳込みにより得られる。
【００６８】
いわゆるＣＩＥＬａｂ色度図では、ＵＶブロックされたＳｉＯ２（比較例Ｖ１）と実施例Ａ３間に差が認められる。実施例Ａ３では色の位置が理想白色点の方向により近づいているので、その点では有利である。ＣＩＥ系（ＣＯＭＭＩＳＳＩＯＮ  ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬＥ  ＤＥＬ’ＥＣＬＡＩＲＡＧＥ＝国際照明委員会、ｗｗｗ．ｃｉｅ．ｃｏ．ａｔ／ｃｉｅ参照）の大きさ表示では、特性値Ｃ（色彩、彩度）が１単位小さい。その場合好ましくもＣＲＩ（演色性）に殆ど変化がないのに、色温度ＣＣＴの低下しているのが有利である。要するに、電灯のブルー寄り光線は外套管素材のイエローフィルタ作用により緩和される。
【００６９】
【表４】
2008543022.tif 000006
【００７０】
本発明の有利な実施形態および改良形態は、従属請求項および前記実施例から見て取れる。実施例および添付図面は本発明の教示内容を具体的に示しているが、本発明をそれらに制限するものではない。上記明細書には多数の変形体が記述されており、一連の変更可能性は当業者には容易に推測可能であり、添付の請求項の保護範囲を逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１ａ】ＨＩＤ灯の外套管を形成する第２体を持つＨＩＤ灯を示す図である。
【００７２】
【図１ｂ】ＨＩＤ灯の外套管を形成する第２体を持つＨＩＤ灯を示す図である。
【００７３】
【図２】実施例Ａ１、Ａ２、Ａ３（ドーパーの添加されたアルカリ不含のＡｌ珪酸塩ガラス）、比較例Ｖ１（Ｃｅのドーピングされたフリントガラス）およびＶ２（ドーパー無添加のＡｌ珪酸塩ガラス）についての室温における透過曲線を示す図である。
【００７４】
【図３】実施例Ａ１、Ａ２、Ａ３および比較例Ｖ１、Ｖ２についての６００℃における透過曲線を示す図である。
【００７５】
【図４】実施例Ａ４、Ａ５（ドーピングされたアルカリ含有Ａｌ珪酸塩ガラス）および比較例Ｖ１（Ｃｅのドーピングされたフリントガラス）についてのそれぞれ室温および６００℃における透過曲線を示す図である。
【００７６】
【図５ａ】図１と図２のガラスと同一基本組成を持つガラスＡ２ｂとの室温（５ａ）および６００℃（５ｂ）における透過データの比較を表わす図である。但し、Ｆｅ２Ｏ３含量には差がある（Ａ２：３３０ｐｐｍ、Ａ２ｂ：１０ｐｐｍ  Ｆｅ）。
【００７７】
【図５ｂ】図１と図２のガラスと同一基本組成を持つガラスＡ２ｂとの室温（５ａ）および６００℃（５ｂ）における透過データの比較を表わす図である。但し、Ｆｅ２Ｏ３含量には差がある（Ａ２：３３０ｐｐｍ、Ａ２ｂ：１０ｐｐｍ  Ｆｅ）。
【００７８】
【図６】ａ）比較例Ｖ１とｂ）実施例Ａ２のそれぞれ６００℃における外套管使用下での電灯のＣＩＥＬａｂ色度図における色のポジションを示す図である。
【図１Ａ】
2008543022.tif 000007
【図１ｂ】
2008543022.tif 000008
【図２】
2008543022.tif 000009
【図３】
2008543022.tif 000010
【図４】
2008543022.tif 000011
【図５ａ】
2008543022.tif 000012
【図５ｂ】
2008543022.tif 000013
【図６】
2008543022.tif 000014
【国際調査報告】
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2008543022.tif 000016
2008543022.tif 000017
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