(57)【要約】【課題】本発明の目的は、高圧放電ランプにおいて、焼結プロセスによって突出プラグとサーメットとの間に焼結接合部を形成する際に熱応力により前記突出プラグに亀裂及び破損が起こるリスクを減らすことにある。【解決手段】前記目的は、突出プラグにより端部で封止されるセラミック壁をもつ放電容器を備え、前記突出プラグを介して、前記突出プラグの端部から前記放電容器に配された電極までリードスルー構造が延在し、前記リードスルー構造の一部分がサーメットである高圧放電ランプであって、前記サーメットが、焼結接合部によって前記突出プラグに直接固定され、前記焼結接合部が、前記突出プラグの端部まで延在しないように、前記焼結接合部の長さが、前記突出プラグが長さより短いことを特徴とする、高圧放電ランプによって達成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
突出プラグにより端部で封止されるセラミック壁をもつ放電容器を備え、前記突出プラグを介して、前記突出プラグの端部から前記放電容器に配された電極までリードスルー構造が延在し、前記リードスルー構造の一部分がサーメットである高圧放電ランプであって、前記サーメットが、焼結接合部によって前記突出プラグに直接固定され、前記焼結接合部が、前記突出プラグの端部まで延在しないように、前記焼結接合部の長さが、前記突出プラグが長さより短いことを特徴とする、高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記焼結接合部が、前記突出プラグ内において、前記放電容器の端部から前記突出プラグの端部へ向かう方向に、前記突出プラグの端部から多くとも０．５ｍｍの距離のところまで延在することを特徴とする、請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記サーメットが、前記突出プラグの端部の近傍で先細形状を有し、狭窄部を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
メタルハライドランプであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
少なくとも１００Ｗの定格電力を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、突出プラグにより端部で封止されたセラミック壁をもつ放電容器を備えた高圧放電ランプであって、前記突出プラグを介して、突出プラグの端部から放電容器に配された電極までリードスルー構造が延在し、前記リードスルー構造の一部分がサーメットである、高圧放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
冒頭段落に記述された種類のランプは、国際特許公開公報ＷＯ９６/２８８３９号から知られる。この既知ランプはメタルハライドランプである。このようなランプは実際に広く使用されており、好適な色特性と組み合わされた高い発光効果を有する。前記ランプの放電容器は、水銀（Ｈｇ）に加えて１つ又は複数の金属ハロゲン化物を含む。既知ランプのリードスルー構造は、溶融ガラスの融着接合(fusion joint)によって突出プラグへの気密接続を実現する。気密接続は、突出プラグの端部と、サーメットに接続されるとともに端部から外部に延びる導電体との間に、大部分が実現される。ニオブ（Ｎｂ）は、突出プラグのセラミック壁の膨張係数とほんの僅かしか異ならない膨張係数を有するので、実際に気密性の溶融ガラス融着接合の領域において導体として用いられる。ニオブの他の利点は、その延性特性である。但し、ニオブはハロゲン化合物に対して耐性がない。ニオブへの腐食を抑制するために、溶融ガラスの融着接合が、既知のリードスルー構造のサーメットの一部分に沿って延在する。望ましいとして見出されたサーメットに沿った溶融ガラスの融着接合の連続した長さを得るために、突出プラグは、その外側の一部分において不透光にされている。これによって、サーメットから突出プラグ内に延びる導電体が、放電容器の内部の充填材料に直接接触しないということが実現される。
【０００３】
本明細書の説明及び請求項においてセラミック壁とは、以下の材料のうち１つから生成された壁であるものとして理解されたい：単結晶金属酸化物（例えば、サファイア）、高密度に焼結された多結晶金属酸化物（例えば、Ａｌ２Ｏ３，イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ））、及び高密度に焼結された多結晶金属窒化物（例えば、ＡｌＮ）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
溶融ガラスの融着接合それ自体が、ランプ寿命中に、放電容器からの充填材料による腐食に対して弱いようであることが、既知ランプの欠点であることが分かった。これは、時が経つにつれてリークを引き起こし、ひいてはランプ寿命の終わりをもたらす。
【０００５】
本発明の目的は、上記の欠点を緩和する手段を提供することである。本発明によると、冒頭段落に既述された種類のランプは、この目的のために、サーメットが、焼結接合部によって突出プラグに直接固定されることを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によるランプの利点は、溶融ガラスの使用が省かれうることである。それ自体は知られている適切な焼結プロセスによって突出プラグとサーメットとの間に焼結接合部を形成して、気密封止されたシールをもたらすことが実際に可能である。他の利点は、突出プラグが、その外側表面の一部分において不透光にされる必要がないことである。これはランプ製造の簡略化を意味し、ひいては産業規模での大量生産のかなりの向上になる。更に、導電体がもはやリードスルー構造の不可欠な部分を形成せず、これにより前記導電体の材料に関わる一段と高い選択自由度が与えられる。
【０００７】
本発明によるランプの有利な実施例において、突出プラグが長さＬにわたって延在し、焼結接合部は多くとも０．８Ｌの長さを有する。本願の発明者らは、このようにすると、突出プラグに起こる亀裂及び破損のリスクが非常に大幅に減少されることを発見した。これは、特に、焼結プロセス中の熱応力による亀裂及び破損のリスクに関する。焼結接合部が、突出プラグ内において、端部から多くとも０．５ｍｍ離れたところまで延在する場合、更なる改善が実現されうる。本発明によるランプの他の有利な実施例において、サーメットは、端部の近傍で先細形状を有し、狭窄部を備える。これにより、サーメットがその狭窄部により突出プラグの外側にまで延在する一方で、限られた長さの焼結接合部の好ましい特性を保つことが可能になる。突出プラグの外側にまで延在するサーメットは、導電体の一層容易な固定が可能であり、それによって製品損失のリスクが更に低減されるので、ランプの効率的な大規模大量生産に関して有利である。
【０００８】
本発明は、例えば、１００Ｗ以上のかなり高い定格電力をもつランプに関して特に好適である。
【０００９】
本発明の上記及び他の態様は、図面を参照としてより詳細に説明されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、突出プラグ３４，３５によって端部で封止されたセラミック壁をもつ放電容器３を備えた高圧放電ランプを示している。これらの突出プラグを介して、リードスルー構造４０，５０が、突出プラグの端部３４０，３５０から放電容器に位置付けられた電極４，５まで延在する。前記リードスルー構造の一部分は、サーメット４５，５５（図２）である。更に、この突出プラグはセラミック壁をもつ。ランプの実際の実施例において、放電容器は、水銀及び希ガスに加えて、少なくとも１つの金属ハロゲン化物を含む。
【００１１】
この放電容器は、端部にランプ口金２を備える外囲器１により囲まれている。ランプの動作状態において、電極４と電極５との間に放電が生じる。電極４は、導電体８を介してランプ口金２の一部分を形成する第１電気接点に接続される。同様にして、電極５は、導電体９を介してランプ口金２の第２電気接点に接続される。
【００１２】
図２において一律縮尺に従わずに図示される放電容器は、セラミック壁３１を有し、放電空間１１を囲む。この壁３１は、円筒形であり、各々のセラミック突出プラグ３４，３５により両端で閉じられている。かかるセラミック突出プラグ３４，３５は、焼結接合によって壁３１に気密に接続される。リードスルー構造は、サーメット４５，５５及び焼結接合部４１，５１により形成され、これらの焼結接合部４１，５１により、サーメットが突出プラグ３４，３５に直接固定される。本図でタングステン（Ｗ）からなる電極４，５は、放電空間に面するサーメット４５，５５の端部で、電極ロッド４ａ，５ａに固定される。電極は電極先端部４ｂ，５ｂを備え、ランプが動作状態のとき、その電極先端部に放電が生じる。
【００１３】
突出プラグは、長さＬにわたって延在する。サーメット４５，５５の焼結接合部４１，５１は、多くとも０．８Ｌの長さを有し、前記突出プラグ内において、端部３４０，３５０から多くとも０．５ｍｍ離れたところまで延在する。図示される実施例において、サーメットは、端部の近傍で細くなっており、突出プラグ３４，３５の外側に延びる狭窄部４２，５２を備える。導電体８，９は、それ自体が知られているやり方で、サーメットの狭窄部に固定される。
【００１４】
説明されたランプの実現において、このランプは１５０Ｗの定格電力を有する。放電容器は、２５ｋＰａの充填圧力が加えられているアルゴンと、水銀０．６ｍｇと、ナトリウム、セリウム、及びリチウムのヨウ化物１．５ｍｇとからなる充填物を有する。放電容器及び突出プラグは、それぞれが半透明の高密度に焼結されたＡｌ２Ｏ３からなるセラミック壁をもつ。各々の突出プラグは、９ｍｍの長さを有する。リードスルー構造のサーメットは、Ａｌ２Ｏ３（７０体積パーセント）及びモリブデン（３０体積パーセント）で構成され、各々１３ｍｍの長さを有し、長さ７ｍｍの焼結接合部によって関連の突出プラグに接続される。この焼結接合部は、関連の突出プラグの隣接端部から１ｍｍまで延在する。サーメットは、関連の突出プラグの端部の近傍で細くなっており、６ｍｍの長さを有するとともに、突出プラグの外側まで延びている狭窄部を備える。
【００１５】
ランプの製造中、焼結プロセスにおいて、焼結接合部が、サーメットと突出プラグとの間に生成された。かかる焼結プロセスにおいて、サーメットをもつ突出プラグが、１４５０Ｋの温度の水素雰囲気下で、２時間焼成された。それによって、気密封止されたクロージャが形成された。
【００１６】
本発明の保護の見地は、本明細書で例示として与えられた実施例に限定されるものではない。本発明は、それぞれの新しい特徴及びこれら特徴の全ての組み合わせによって規定される。請求項の参照符号は、本発明の保護見地を限定するものではない。動詞「有する(comprise)」の活用形の使用が、請求項に記述されたもの以外の他の構成要素の存在を除外するものではない。構成要素に先行する不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」の使用が、このような構成要素が複数存在する可能性を除外するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるランプを概略的に示す。
【図２】図１のランプの放電容器を示す。
【図１】
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【図２】
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