(57)【要約】    【課題】  透光性セラミックス気密容器における一対の小径筒部の構成を改良して、透光性セラミックス気密容器が小形化、軽量化し、かつ破損が低減するとともに、放電媒体の封入量および寿命中の減少率が低減する高圧放電ランプを提供する。    【解決手段】  高圧放電ランプは、包囲部1aおよび一対の小径筒部1bA、1Bbを備えた透光性セラミックス気密容器1と、一対の電流導入導体2、2と、電流導入導体に接続した一対の電極3、３と、放電媒体とを具備し、一対の小径筒部は、その長さが互いに異なっており、短い小径筒部1Bbとそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止は小径筒部と電流導入導体の少なくとも一方の材質と同質材料の融着により形成され、長い小径筒部1bAとそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止はフリットガラスの融着により形成されている。【選択図】図２
2008235126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包囲部および包囲部の両端に連接された一対の小径筒部を備えた透光性セラミックス気密容器と；
透光性セラミックス気密容器の一対の小径筒部に挿入され、かつ一対の小径筒部との間でそれぞれ透光性セラミックス気密容器を封止している一対の電流導入導体と；
電流導入導体に接続して透光性セラミックス気密容器内に封装された一対の電極と；
透光性セラミックス気密容器内に封入された放電媒体と；
を具備し、
一対の小径筒部は、その長さが互いに異なっており、短い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止は短い小径筒部と電流導入導体の少なくとも一方の材質と同質材料の融着により形成され、長い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止はフリットガラスの融着により形成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
透光性セラミックス気密容器の一対の小径筒部は、長い小径筒部の長さが短い小径筒部の長さの１．２〜６倍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。
【請求項３】
短い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止は主として短い小径筒部を構成するセラミックスの融着により形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；                                                                                     
を具備していることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性セラミックス気密容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプにおいては、電流導入導体を介して上記放電容器を封止するために、種々の態様が提案されたり、試みられたりしてきた。その中でも最も普及しているのは、ガラスフリットを用いる態様である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−１９６１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に記載されているようなガラスフリットを用いて透光性セラミックス放電容器を封止する場合、ガラスフリットの耐熱性が充分に高いとはいえないことから、ランプの寿命特性を得るためには封止部の温度を所要に抑制しなければならず、そのために以下の構成を採用する必要がある。
（１）放電空間を画成する包囲部の両端から一対の小径筒部を管軸方向に延在させる、いわゆるキャピラリー構造を形成する。
（２）管壁負荷を小さくする。
【０００５】
上記構成の採用により以下の問題が生じる。
【０００６】
上記（１）の結果、ランプの全長が大きくなってしまう。これに伴って、さらに次の問題が派生する。
ａ）キャピラリー部分の強度が低下して折損しやすくなる。
ｂ）封入するハロゲン化物などの放電媒体の封入量がキャピラリーを形成しない場合に比較して数倍以上、場合によっては１０倍以上必要になる。その結果、コストアップ、放電媒体の安定性、放電媒体から放出される不純ガス増加に起因する始動性低下、白濁、黒化および電極損耗などの不具合が発生しやすくなる。
ｃ）垂直点灯の場合、点灯によって発生した熱が上部に集中し、放電媒体や遊離ハロゲンとの反応が激しくなり、上側の腐食が発生して寿命が短くなりやすい。
【０００７】
上記（２）の実施によって温度が低下するので、ハロゲン化物の蒸発が充分に行われなくなり、蒸気圧を高めることができない。その結果、発光効率を所期の程度まで高くすることができない。また、発光特性は良好であるが反応性が高いハロゲン化物を用いることができない。
【０００８】
本発明は、透光性セラミックス気密容器における一対の小径筒部の構成を改良して、透光性セラミックス気密容器が小形化、軽量化し、かつ破損が低減するとともに、放電媒体の封入量および寿命中の減少率が低減する高圧放電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】
【０００９】
本発明の高圧放電ランプは、包囲部および包囲部の両端に連接された長短一対の小径筒部を備えた透光性セラミックス気密容器と；透光性セラミックス気密容器の長短一対の小径筒部に挿入され、かつ小径筒部との間でそれぞれ透光性セラミックス気密容器を封止している一対の電流導入導体と；電流導入導体に接続して透光性セラミックス気密容器内に封装された一対の電極と；透光性セラミックス気密容器内に封入された放電媒体と；を具備し、短い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止は小径筒部と電流導入導体の少なくとも一方の材質と同質材料の融着により形成され、長い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止はフリットガラスの融着により形成されていること特徴としている。
【００１０】
本発明は、以下の各態様を含む。
【００１１】
〔透光性セラミックス放電容器について〕    透光性セラミックス放電容器は、単結晶の金属酸化物例えばサファイヤと、多結晶の金属酸化物例えば半透明の気密性アルミニウム酸化物、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）、イットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物例えばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような光透過性および耐熱性を備えたセラミック材料からなり、内部に放電空間が外部に対して気密に形成される容器である。しかし、上記材料の中でも透光性多結晶アルミナセラミックスは、工業的に量産できて比較的容易に入手できるため、透光性セラミックス放電容器の構成材料として好適である。
【００１２】
また、透光性多結晶アルミナセラミックスで一般的に使用されているものは、その結晶平均粒径が数十μｍであるが、本発明においては、少なくとも短い小径筒部の結晶平均粒径が４μｍ以下のものが好適である。すなわち、少なくとも短い小径筒部の結晶平均粒径が４μｍ以下であると、短い小径筒部のセラミックスを溶融させて封止を行う際に、導入導体との馴染みが良好で、かつ、溶融により小径筒部と電流導入導体が接合した後の冷却時に、接合部やその近傍にクラックが発生しにくい。また、結晶平均粒径が１μｍ以下になると、接合によるクラック発生が極めて少なくなるので、より一層好適である。本発明においては特に優れている。さらに、結晶平均粒径が０．５μｍ以下になると、接合によるクラック発生が殆ど発生しなくなるので、最適である。
【００１３】
上述した透光性セラミックス気密容器の少なくとも短い小径筒部の結晶平均粒径が４μｍ以下である態様において、結晶平均粒径が４μｍ以下になっている部位は、短い小径筒部のみであってもよいし、透光性セラミックス気密容器全体であってもよい。また、所望により短い小径筒部以外の一部の部位において結晶平均粒径が４μｍ以下であってもよい。
【００１４】
なお、透光性セラミックス気密容器における透光性とは、放電によって発生した光を透過して外部に導出できる程度に光透過性であることをいい、透明ばかりでなく、光拡散性であってもよい。そして、少なくとも放電空間を包囲する部分の主要部が透光性を備えていればよく、要すれば上記主要部以外の付帯的構造を備えているときには、当該部分は遮光性であってもよい。
【００１５】
透光性セラミックス気密容器は、放電空間を包囲するために、包囲部を備えている。包囲部の内部すなわち放電空間が適当な形状、例えば球状、楕円球状、ほぼ円柱状などの形状をなしていることを許容する。放電空間の容積は、高圧放電ランプの定格ランプ電力、電極間距離などに応じてさまざまな値が選択され得る。例えば、液晶プロジェクタ用ランプの場合、０．５ｃｃ以下にすることができる。自動車前照灯用ランプの場合、０．０５ｃｃ以下にすることができる。また、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて１ｃｃ以上および以下のいずれにすることもできる。
【００１６】
また、透光性セラミックス気密容器は、包囲部に連通する長短一対の小径筒部を備えている。小径筒部は、少なくとも後述する電流導入導体をそこに挿入し、かつ電流導入導体を小径筒部に封着することによって透光性セラミックス気密容器を封止するために機能する。また、後述する放電媒体を透光性セラミックス気密容器すなわち包囲部の内部へ封入するためにも機能させることができる。
【００１７】
短い小径筒部は、後述する放電媒体を封入する前において、そこに挿入される電流導入導体との間で透光性セラミックス気密容器の封止する。なお、後述の封止手段による封止を容易にするために、短い小径筒部の管軸方向の長さを約１〜７ｍｍ程度、好適には１．５〜４ｍｍにするのがよい。
【００１８】
長い小径筒部は、後述する放電媒体を封入した後において、従来フリットガラスを用いて透光性セラミック気密容器を封止され、その内部にいわゆるキャピラリー構造が形成される。長い小径筒部の管軸方向の長さは、短い小径筒部の管軸方向の長さの１．２〜６倍に設定するのが好ましい。長い小径筒部の上記長さが１．２倍未満になると、キャピラリー構造を形成しにくくなる。また、長い小径筒部の上記長さが６倍を超えると、長すぎて前述の背景技術の問題点として記述した機械的な弱点が顕著になる。
【００１９】
本発明者は、先に電流導入導体と透光性セラミックス放電容器の開口部を封止する手段として、上記開口部とそこに挿入された電流導入導体とを、開口部のセラミックスおよび電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料のうち少なくとも一方の融着によって封着する発明をなした。この封止手段の利点の一つは、形成される封着部の耐熱温度が高いので、透光性セラミックス気密容器の小径筒部の長さを最小化できることである。したがって、透光性セラミックス気密容器の小形化が容易になる。一方、この封止手段は、放電媒体を封入した後の封止がやや困難である。
【００２０】
そこで、本発明者は、短い小径筒部において、セラミックスを溶融させてそこに挿入されている電流導入導体に溶着させるという好適な封止手段を採用する。本発明では、セラミックスを溶融させるための手段は特段限定されない。例えば、短い小径筒部のセラミックスを加熱して、その溶融温度以上に温度上昇させれば、セラミックスが溶融し、当該小径筒部に挿入されている電流導入導体の表面に馴染ませることができる。そうしたら、加熱を止めて馴染んだ個所を冷却すれば、セラミックスが固化して、電流導入導体が短い小径筒部に封着されて透光性セラミックス気密容器が封止される。セラミックスを加熱する手段は特段限定されない。例えば、レーザーや反射鏡付ハロゲン電球などの熱線投射形の局部加熱手段、誘導加熱手段および電気ヒータなどを用いることができる。なお、レーザーとしては、例えばＹＡＧレーザー、ＣＯ２レーザーなどを用いることができる。
【００２１】
熱線投射形の上記局部加熱手段を用いて小径筒部の全周を加熱する場合、局部加熱手段を小径筒部に対して所定の離間位置、例えば小径筒部の側方に固定し、局部加熱手段を作動させながら透光性セラミック気密容器の開口部および局部加熱手段のいずれか一方または双方を回転させれば、小径筒部の全周を均一に加熱することができる。しかし、所望により、諸兄筒部の延在方向、例えば管軸方向からレーザーを照射したり、固定的に配置された小径筒部の周囲に複数の局部加熱手段を配置したり、局部加熱手段を小径筒部の周囲に回転させたり、あるいは小径筒部の全周を包囲する加熱手段を配設したりすれば、透光性セラミック気密容器を静止状態で加熱することもできる。
【００２２】
次に、透光性セラミックス気密容器を製作するには、包囲部を一体的に成形して形成してもよいし、複数の構成部材を接合させたり、嵌合させたりして形成してもよい。例えば、包囲部の他に小径筒部を包囲部の両端に最初から一体に成形することができる。しかし、例えば包囲部と、小径筒部とを、それぞれ別に仮焼結してから所要に接合させて、全体を焼結することにより、一体の透光性セラミックス気密容器を形成することもできる。また、筒状部分と端板部分とをそれぞれ別に仮焼結してから接合して、全体を焼結することにより、一体化された包囲部を形成することもできる。
【００２３】
〔電流導入導体について〕    電流導入導体は、後述する電極に電圧を印加して、電極に電流を供給し、かつ透光性セラミックス気密容器を封止するために機能する導体である。そのために、透光性セラミックス気密容器の小径筒部の内部に挿入されている先端側の部分が電極に接続し、基端側が透光性セラミックス気密容器の外部に露出している。なお、透光性気密容器の外部に露出しているとは、透光性セラミックス気密容器から外部へ突出していてもよいし、また突出していなくてもよいが、外部から給電できる程度に外部に臨んでいればよい。
【００２４】
また、電流導入導体は、封着性金属すなわちその熱膨張係数が透光性セラミックス気密容器を構成している透光性セラミックスのそれと近似している導電性金属であるニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステン（Ｗ）などの金属やサーメットなどを用いることができる。また、透光性セラミックス気密容器の材料にアルミナセラミックスなどのアルミニウム酸化物を用いる場合、ニオブおよびタンタルは、平均熱膨張係数がアルミニウム酸化物とほぼ同一であり、またモリブデンはその平均熱膨張係数が上記酸化物のそれと接近しているから、封止に好適である。イットリウム酸化物およびＹＡＧの場合も差が少ない。窒化アルミニウムを透光性セラミックス気密容器に用いる場合には、電流導入導体にジルコニウムを用いるとよい。また、電流導入導体を複数の材料部分を接合して形成することもできる。例えば、一部を上記のグループから選択した金属の部分とし、この金属部分にサーメットを管軸方向に接合した構成とする。
【００２５】
上記サーメットは、その構成材料のセラミックスがアルミナセラミックスで、金属が上記グループから選択された一種または複数種の金属、例えばモリブデンまたはタングステンからなるものを用いることができる。また、電流導入導体の透光性セラミックス気密容器に封着されるサーメット部分は、少なくともニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）およびタングステンなどの金属成分と、アルミナ、ＹＡＧおよびイットリアなどのセラミックス成分とを含み、金属成分の含有比率が５〜６０質量％であることを許容する。
【００２６】
そうして、サーメットが上記のような構成であると、加熱手段による封着予定部を加熱した際に、加熱の仕方にもよるが、一般的には透光性セラミックス気密容器では熱吸収が生じにくい。これに対して、サーメット表面では熱吸収が大きくなり、その結果サーメットの表面が加熱されて温度上昇し、さらに透光性セラミックス気密容器の小径筒部に伝熱されることで封着予定部が溶融する。
【００２７】
また、金属成分の含有量が６０質量％以下なので、透光性セラミックス気密容器の熱膨張率に大きな差がなく、透光性セラミックス気密容器が直接モリブデン接触した場合と比較して、高圧放電ランプを点灯した際のヒートショックによる破損およびリークが生じにくい。
【００２８】
さらに、電流導入導体をニオブなどの封着性金属の棒状体、パイプ状体やコイル状体などによって構成することができる。棒状体の場合、棒状体の周囲にコイルを巻装することが許容される。なお、パイプ状体やコイル状体の場合、電流導入導体は、透光性セラミックス気密容器の内部を外部に対して封止するのに支障をきたさないように閉塞可能な構成でなければならない。また、ニオブなどは酸化性が強いので、高圧放電ランプを大気に通じた状態で点灯する場合には、耐酸化性の導体を電流導入導体にさらに接続するとともに、透光性セラミックス気密容器の小径筒部から外部へ露出した部分をフリットガラスなどの気密性物質で被覆するなどにより、電流導入導体が大気に接触しないようにする必要がある。
【００２９】
さらにまた、電流導入導体は、主として透光性セラミックス気密容器の小径筒部に封着する部分と、主として電極を支持する部分とに機能が分かれている。そこで、各部分をそれぞれの機能に対して最適化するために、各部分を別の材料を用いたり、別のサイズや構造にして形成し、かつ、それらを接続したりして電流導入導体を構成することがきる。例えば、主として透光性セラミックス気密容器の小径筒部に封着する部分をニオブとし、主として電極を支持する部分を耐ハロゲン性金属により形成することが既知である。本発明においても主たる機能に応じた材料、サイズおよび形状などの仕様を異ならせて、これらを管軸方向に接続して電流導入導体を構成することを許容する。しかし、本発明においては、所望により電流導入導体のほぼ全長を通じて同一材質の導電性部材を用いることもできる。この場合、上記それぞれの機能を発揮するために、導電性部材の周囲に所要に応じて他の材料を付加することができる。例えば、電流導入導体の開口部に溶着する部分については、必ずしも導電性は必要がないので、セラミックス成分の構成比率が高い材料を導電性部材の周囲に設け、この部材の一部をもって溶着させるようにしてもよい。
【００３０】
次に、透光性セラミックス気密容器の短い小径筒部と電流導入導体との間の封着手段について説明する。本発明においては、以下の態様を含む。いずれの態様も透光性セラミックス気密容器の短い小径筒部または／および電流導入導体の封着部の材料と同質の材料が融着することにより、封着が形成されている。
（１）透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスが主として電流導入導体に融着する態様。
（２）電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の開口部に対向する部分が主として融着する態様。
（３）透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスと電流導入導体が互いに融着する態様。
（４）透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスおよび電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の開口部に対向する部分の材料と同質の封着材が主として融着する態様。なお、上記封着材は、電流導入導体に予め一体化させておく構成および電流導入導体とは別に用意する構成のいずれでもよい。
【００３１】
一方、透光性セラミックス気密容器の長い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体とによる透光性セラミックス気密容器の封止は、包囲部の内部に後述する放電媒体を封入後に行われ、従来技術におけるフリットガラス、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２およびＤｙ２Ｏ３などからなるセラミックス封止用コンパウンドを透光性セラミックス気密容器および電流導入導体の間に介在させて行う。
【００３２】
〔電極について〕    電極は、透光性セラミックス気密容器の内部に後述する放電媒体の放電を生起させる手段である。電極は、一般的にその一対が透光性セラミックス気密容器の内部において電極間でアーク放電が生起されるように離間対向して配設される。なお、本発明においては、少なくとも１個の電極が上記導入導体に接続して透光性セラミックス気密容器内に封装されている。
【００３３】
また、電極は、電流導入導体に接続して透光性セラミックス気密容器内の所定位置に支持されている。例えば、電極の基端が電流導入導体の透光性セラミックス気密容器の内部側に位置する先端部に接続される。
【００３４】
さらに、電極を電極主部または／および電極軸部により構成することができる。電極主部は、放電の起点となる部分で、したがって主として陰極およびまたは陽極として作用する部分であり、所望により電極軸部を介さないで直接電流導入導体に接続することができる。また、電極主部の表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じてタングステンのコイルを巻装したり、電極軸部より径大にしたりすることができる。電極が電極軸部を備えている場合、電極軸部は、電極主部と一体に、または溶接されて、電極主部の背面から後方へ突出して電極主部を支持し、かつ、電流導入導体に接続する。なお、所望により電極軸部と電流導入導体の先端部を単一のタングステンにより一体化させることができる。
【００３５】
さらにまた、電極の材料には、タングステン、ドープドタングステン、トリエーテッドタングステン、レニウムまたはタングステン−レニウム合金などを用いることができる。
【００３６】
さらにまた、一対の電極を用いる場合、交流点灯形の場合にはそれらを対称構造とするが、直流点灯形の場合には、非対称構造にすることができる。
【００３７】
〔放電媒体について〕    放電媒体は、その放電により所望の発光を得るための手段であるが、本発明においてその構成が特段限定されない。例えば、下記に列挙する態様であることを許容する。しかし、好ましくは発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成媒体および希ガスにより構成される。なお、本発明において、「高圧放電」とは、イオン化媒体の点灯中の圧力が大気圧以上になる放電をいい、いわゆる超高圧放電を含む概念である。
【００３８】
発光金属のハロゲン化物は、主として可視光を発光する発光金属のハロゲン化物であり、既知の各種金属ハロゲン化物を採用することができる。すなわち、発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Ｒａおよび発光効率などについて所望の発光特性を備えた可視光の放射を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択することができる。例えば、ナトリウム（Ｎａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、希土類金属（ジスプロシウム（Ｄｙ）、ツリウム（Ｔｍ）、ホルミウム（Ｈｏ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ランタン（Ｌａ）およびセリウム（Ｃｅ）など）、タリウム（Ｔｌ）、インジウム（Ｉｎ）およびリチウム（Ｌｉ）からなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。
【００３９】
ランプ電圧形成媒体は、ランプ電圧を形成するのに効果的な媒体であり、例えば水銀または下記の金属のハロゲン化物を用いることができる。すなわち、ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物は、点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、可視域の発光量が上記発光金属による可視域の発光量に比較して少ない金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、マンガン（Ｍｎ）などのハロゲン化物が好適である。
【００４０】
希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用し、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、ネオン（Ｎｅ）などを単体でまたは混合して用いることができる。
【００４１】
１．発光金属のハロゲン化物＋水銀＋希ガス：いわゆる水銀入りのメタルハライドランプの構成である。
【００４２】
２．発光金属のハロゲン化物＋ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物＋希ガス：環境負荷の大きな水銀を用いないいわゆる水銀フリーのメタルハライドランプの構成である。
【００４３】
３．水銀＋希ガス：いわゆる高圧水銀ランプの構成である。
【００４４】
４．希ガス：希ガスとしてＸｅを用いると、いわゆるキセノンランプの構成である。
【００４５】
次に、発光金属のハロゲン化物は、ハロゲンとしてよう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複数種を用いることができる。
【００４６】
〔本発明の作用について〕    本発明においては、透光性セラミックス気密容器の内部に放電媒体を封入する前に、短い小径筒部のセラミックスまたは／および電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料を融着させるには、溶融させる部材をレーザーなどの加熱手段を用いて集中的に加熱する。このとき、少なくとも融着の相手方の部材もその表面が濡れる程度に加熱されるので、フリットガラスを用いることなしに、電流導入導体と透光性セラミックス放電容器の短い小径筒部が良好に封着されて透光性セラミックス気密容器が封止される。
【００４７】
透光性セラミックス気密容器の長い小径筒部は、当該小径筒部を経由して包囲部内に放電媒体を導入後、フリットガラスを用いて電流導入導体との間が封着されることで、最終的に透光性セラミックス気密容器が封止され、高圧放電ランプが形成される。
【００４８】
〔本発明のその他の構成について〕    本発明の必須構成要件ではないが、所望により以下の構成の一部または全部を具備することにより、高圧放電ランプの機能が付加されたり、性能が向上したりする。
【００４９】
（１）（外管について）    本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス気密容器が大気中に露出した状態で点灯するように構成することができる。しかし、要すれば、透光性セラミックス気密容器を外管内に収納することができる。なお、外管内は、真空、ガス入り、または大気に連通した雰囲気にすることもできる。
【００５０】
（２）（反射鏡について）    本発明の高圧放電ランプは、反射鏡を一体化して具備することができる。
【００５１】
本発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に配設された本発明の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；を具備していることを特徴としている。
【００５２】
本発明において、照明装置は、高圧放電ランプを光源とする全ての装置を含む概念である。例えば、屋外用および屋内用の各種照明器具、自動車前照灯、画像または映像投射装置、標識灯、信号灯、表示灯、化学反応装置、検査装置などである。
【００５３】
照明装置本体は、照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路を除いた残余の部分をいう。
【００５４】
点灯回路は、照明装置本体から離間した位置に配置されるのであってもよい。
【発明の効果】
【００５５】
本発明によれば、透光性セラミックス気密容器に長短一対の小径筒部を形成して、短い小径筒部を電流導入導体と直接的に封着し、長い小径筒部と電流導入導体とをフリットガラスを用いて封着することで透光性セラミックス気密容器を封止したので、透光性セラミックス気密容器が小形化、軽量化されてその破損が低減するとともに、放電媒体の封入量およびその寿命中の減少率が低減する高圧放電ランプを提供することできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００５７】
図１および図２は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第１の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示し、図１はランプ全体の正面図、図２は発光管の拡大断面図である。自動車前照灯用メタルハライドランプＭＨＬは、発光管ＩＴ、外管ＯＴ、リード線Ｌ１、Ｌ２、絶縁チューブＴおよび口金Ｂを主たる部品として構成されている。
【００５８】
発光管ＩＴは、透光性セラミックス気密容器１、電流導入導体２、２、電極３、シール部４および放電媒体からなる。
【００５９】
透光性セラミックス気密容器１は、図２に示すように、透光性セラミックスを主材料として一体成形により形成されており、包囲部１ａおよび長短一対の小径筒部１ｂＡ、１ｂＢを具備している。包囲部１ａは、肉厚がほぼ一定な中空の膨出形状に成形され、内部に同様形状の放電空間１ｃが形成されている。放電空間１ｃの内容積は、約０．０２５ｃｃ程度である。長短一対の小径筒部１ｂＡ、１ｂＢは、それぞれが包囲部１ａの管軸方向の両端から一体に延長された長さの異なる細い筒状部分によって形成されている。長い小径筒部１ｂＡの管軸方向の長さをＬＡとし、短い小径筒部の管軸方向の長さをＬＢとしたとき、比ＬＡ／ＬＢは、数式：１．２≦ＬＡ／ＬＢ≦６を満足するように設定されている。
【００６０】
一対の電流導入導体２、２は、封着性金属棒からなり、透光性セラミックス放電容器１のそれぞれの小径筒部１ｂＡ、１ｂＢに挿入されている。一方の電流導入導体２は、短い小径筒部１ｂＢの内部において、短い小径筒部１ｂＢに、そのセラミックスの溶着により封着され、透光性セラミックス気密容器１を短い小径筒部１ｂＢにおいて封止している。なお、図２において、符号ｓはセラミックスが溶融して形成された溶着部である。したがって、電流導入導体２の先端部は短い小径筒部１ｂＢ内に位置し、基端部は透光性セラミックス放電容器１の外部へ露出している。
【００６１】
他方の電流導入導体２は、長い小径筒部１ｂＡにフリットガラスからなるシール部４により封着され、透光性セラミックス気密容器１を長い小径筒部１ｂＡにおいて封止している。したがって、電流導入導体２の先端部は長い小径筒部１ｂＢ内に位置し、基端部は透光性セラミックス放電容器１の外部へ露出している。
【００６２】
電極３は、タングステン棒からなり、軸方向の先端部、中間部および基端部にわたり軸部の直径が同じで、かつ先端部および中間部の一部が放電空間１ｃ内に露出している。また、電極３は、その基端部が電流導入導体２の先端部に溶接により接続していることによって、透光性セラミックス気密容器１の管軸方向に沿って支持されている。なお、電極３の中間部と長い小径筒部１ｂＡの筒状部分の内面と対向する電極３の間に管軸方向に短いわずかな隙間ｇすなわちキャピラリーが形成されている。
【００６３】
放電媒体は、発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成用媒体および希ガスからなる。ランプ電圧形成用媒体は、水銀またはランプ電圧計形容用ハロゲン化物からなる。なお、ランプ電圧計形容用ハロゲン化物は、蒸気圧が高くて発光金属のハロゲン化物との共存下で可視域の発光量が発光金属の発光量に比較して少ない金属のハロゲン化物である。
【００６４】
外管ＯＴは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ＩＴを収納している。また、外管ＯＴの両端の縮径部５（図では右方の一端のみが示されている。）が後述するリード線Ｌ２にガラス溶着している。しかし、外管ＯＴの内部は気密ではなく、外気に連通している。
【００６５】
リード線Ｌ１、Ｌ２は、それぞれの先端が電流導入導体２、２の基端に溶接により接続して発光管ＩＴを支持している。リード線Ｌ１は、管軸に沿って延在して後述する口金Ｂ内に導出され、図示されていない中央に配設されたピン状をなす他方の口金端子に接続している。リード線Ｌ２は、中間部が外管ＯＴに沿って折り返されて口金Ｂ内に導入されて口金Ｂの外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子ｔ１に接続している。
【００６６】
絶縁チューブＴは、セラミックスのチューブからなり、リード線Ｌ２を被覆している。
【００６７】
口金Ｂは、自動車前照灯用として規格化されているもので、発光管ＩＴおよび外管ＯＴを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面から内部へ着脱可能に装着される。また、装着時に電源側のランプソケットと接続し得るように筒状部の外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子ｔ１と、筒状部の内部に形成された一端開放の凹部内において中央で軸方向に突出して配設されたピン状をなす他方の口金端子とを備えて構成されている。
【実施例１】
【００６８】
高圧放電ランプは、図２に示す発光管である。
透光性セラミックス気密容器：一体成形の透光性アルミナセラミックス製、
包囲部      ；最大内径5mm、肉厚0.5mm、長さ6mm、内面球状
短い小径筒部；内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ2mm
長い小径筒部；内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ12mm
電流導入導体              ：Nb−サーメット（Mo:Al2O3=50:50容積％）接合体
電極                      ：タングステン棒、電極間距離4.2mm
放電媒体                  ：発光金属のハロゲン化物DyI３-NdI３-CsI＝2.0mg、
ランプ電圧形成用ハロゲン化物ZnI２＝0.7mg、
希ガスXe1気圧
封着方法                  ：非封止側＝短い小径筒部にYAGレーザー照射して、
セラミックスを先端に電極を溶接した電流導入導体の
サーメット部分に融着させて非封止側とした。
【００６９】
次に、長い小径筒部側から放電媒体を封入し、先端に電極
を溶接した電流導入導体を長い小径筒部内に挿入し、フリ
ットガラスで透光性セラミックス気密容器を封止した。
［比較例］
一対の小径筒部；ともに内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ12mm
封着方法                  ：非封止側、封止側ともにフリットガラスで透光性セラミッ                            クス気密容器を封止した。
放電媒体                  ：発光金属のハロゲン化物DyI３-NdI３-CsI＝3.0mg、
ランプ電圧形成用ハロゲン化物ZnI２＝1.0mg、
希ガスXe1気圧
その他は、実施例１と同じ仕様である。
図３は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態を示す発光管の断面図である。なお、図において、図２と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００７０】
本形態において、高圧放電ランプの透光性セラミックス気密容器１は、短い小径筒部１ｂＢが第１の形態におけるのより長い。
【実施例２】
【００７１】
高圧放電ランプは、図３に示す発光管である。
【００７２】
短い小径筒部；内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ10mm
放電媒体                  ：発光金属のハロゲン化物DyI３-NdI３-CsI＝2.8mg、
ランプ電圧形成用ハロゲン化物ZnI２＝0.9mg、
希ガスXe1気圧
その他は、実施例１と同じ仕様である。
実施例および比較例について各５本の高圧放電ランプを垂直点灯にて５０００時間の点灯試験を行った。その結果、実施例１および２は、点灯５０００時間までに破損したものはなかった。これに対して、比較例は、点灯５０００時間までに３本が破損した。
【００７３】
図４は、本発明の実施例における発光金属のハロゲン化物の封入量、同左減少率および透光性セラミックス気密容器の質量減少率を比較例のそれと対比して示す表である。
【００７４】
図４の表から理解できるように、本発明によれば、放電媒体の封入量を少なくできて、しかも透光性セラミックス気密容器の質量が小さくなる。また、図には示されていないが、透光性セラミックス気密容器の管軸方向の長さが小さくなるので、高圧放電ランプの小形化、軽量化を図ることができる。
【００７５】
図６は、本発明の照明装置を実施するための一形態としての自動車前照灯を示す概念的側面図である。図において、１１は前照灯本体、１２は高圧放電ランプ点灯装置、１３は自動車前照灯用メタルハライドランプである。
【００７６】
前照灯本体１１は、容器状をなし、内部に反射鏡１１ａ、前面にレンズ１１ｂおよび図示を省略しているランプソケットなどを備えている。
【００７７】
高圧放電ランプ点灯装置１２は、図３に示す回路構成を備えていて、主点灯回路１２Ａおよび始動器１２Ｂを具備している。主点灯回路１２Ａは、図３の昇圧チョッパＢＵＴおよびフルブリッジ形インバータＦＢＩを主構成要素として構成されている。始動器１２Ｂは、同じくイグナイタＩＧを主構成要素として構成されている。
【００７８】
自動車前照灯用メタルハライドランプ１３は、上記ランプソケットに装着されて点灯する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の高圧放電ランプを実施するための第１の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示す正面図
【図２】同じく発光管の拡大断面図
【図３】本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態を示す発光管の断面図
【図４】本発明の実施例における発光金属のハロゲン化物の封入量、同左減少率および透光性セラミックス気密容器の質量減少率を比較例のそれと対比して示す表
【図５】本発明の照明装置を実施するための一形態としての自動車前照灯を示す概念的側面図
【符号の説明】
【００８０】
１…透光性セラミックス放電容器、１ａ…包囲部、１ｂＡ…長い小径筒部、１ｂＢ…短い小径筒部、２…電流導入導体、３…電極、４…シール部、ｇ…わずかな隙間、ＩＴ…発光管、ｓ…溶着部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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