(57)【要約】【課題】筒状部材と電極導入体とを接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止し、筒状部材と電極導入体との間の隙間への金属ハロゲン化物の沈み込み量を減少させ、また色温度が初期段階で変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止する。【解決手段】セラミック製の容器１４の開口部１３ａにメタライズ層１６を介して接合された筒状部材１５と、先端部に電極部１９を有し、かつ筒状部材１５と接合された電極導入体１７とを備えている。開口部１３ａと、筒状部材１５と電極導入体１７とが接合された接合部１８との間には狭窄部２２が形成されている。開口部１３ａの端面から接合部１８までの距離Ｄ1が７．０ｍｍ以上、電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1が１６．５ｍｍ以下、狭窄部２２における筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間の最大距離Ｄ2が０．０４ｍｍ以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に発光物質が封入され、かつ開口部を有するセラミック製の容器と、前記開口部にメタライズ層を介して気密に接合され、かつ一部が前記開口部から外部に導出した金属製の筒状部材と、先端部に電極部を有しており、かつ前記電極部が前記容器内に位置するように前記筒状部材内に挿入されて、一部が前記筒状部材と気密に接合された電極導入体とを有する発光管を備え、
前記開口部と、前記筒状部材と前記電極導入体とが気密に接合された接合部との間に、前記筒状部材と前記電極導入体との間の隙間が狭くなった狭窄部、または前記筒状部材と前記電極導入体とのそれぞれ一部同士が密着した密着部が形成されており、
前記開口部の端面から前記接合部までの距離Ｄ1が７．０ｍｍ以上であり、
前記電極部の先端から前記狭窄部または前記密着部までの距離ｄ1が１６．５ｍｍ以下であり、
前記狭窄部または前記密着部を前記筒状部材の長手方向の軸に対して垂直に切った断面において、前記筒状部材と前記電極導入体との間の隙間の最大距離Ｄ2が０．０４ｍｍ以下であることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
内部に発光物質が封入され、かつ開口部を有するセラミック製の容器と、前記開口部にメタライズ層を介して気密に接合され、かつ一部が前記開口部から外部に導出した金属製の筒状部材と、先端部に電極部を有しており、かつ前記電極部が前記容器内に位置するように前記筒状部材内に挿入されて、一部が前記筒状部材と気密に接合された電極導入体とを有する発光管を備え、
前記筒状部材は前記容器とは反対側の端部以外の部分で前記電極導入体と気密に接合されており、
前記電極部の先端から前記筒状部材と前記電極導入体とが気密に接合された接合部までの距離ｄ2が１６．５ｍｍ以下であることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項３】
内部に発光物質が封入され、かつ開口部を有するセラミック製の容器と、前記開口部にメタライズ層を介して気密に接合され、かつ一部が前記開口部から外部に導出した金属製の筒状部材と、先端部に電極部を有しており、かつ前記電極部が前記容器内に位置するように前記筒状部材内に挿入されて、一部が前記筒状部材と気密に接合された電極導入体とを有する発光管を備え、前記筒状部材は前記容器とは反対側の端部以外の部分で前記電極導入体と気密に接合された高圧放電ランプの製造方法であって、
前記開口部に前記筒状部材を、メタライズ層を介して気密に接合した後、前記筒状部材内の圧力を前記筒状部材の外部の圧力よりも低くした状態で、前記筒状部材のうち前記容器とは反対側の端部以外の部分を加熱、溶融して、溶融した前記筒状部材と前記電極導入体とを気密に接合することを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【請求項４】
前記筒状部材において前記電極導入体との接合予定部から前記容器とは反対側の端までの長さＬ1が７ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプ、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、高圧放電ランプ、特に内部に発光物質として金属ハロゲン化物が封入されたセラミック製の容器を有する発光管を備えたメタルハライドランプ（セラミックメタルハライドランプ）では、先端部に電極部を有する電極導入体を容器内に封着する方法として、容器内に電極導入体を挿入した後、電極導入体と容器との間の隙間に流し込まれたガラスフリットによって封着する方法が用いられている。
【０００３】
このガラスフリットは、特に高温状態において、金属ハロゲン化物と化学的に反応して浸食されやすい。そのため、ガラスフリットの位置を点灯中、高温状態となる放電空間から遠ざけるべく、容器を本管部とこの本管部から外側に向かって延出した細管部とからなる構成とし、かつ細管部の本管部とは反対側の端部のみにガラスフリットが流し込まれている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、細管部と電極導入体との間にはわずかな隙間が形成されるため、この隙間に封入物である金属ハロゲン化物（主に液状の金属ハロゲン化物）が沈み込み、放電に寄与する金属ハロゲン化物が減少して、色温度が初期段階で変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするといった問題が残された。
【０００５】
なお、ここで言う「沈み込み」とは、金属ハロゲン化物が細管部と電極導入体との間の隙間に入り込んだ後、蒸発して再び本管部内に戻ることはなく、その場所にとどまった状態になることを言う。
【０００６】
一方、近時、セラミックメタルハライドランプにおいて、気密性と金属ハロゲン化物に対する耐食性とを向上させるため、容器の開口部にモリブデン製の筒状部材を、メタライズ層を介して気密に接合させ、かつこの筒状部材内に電極導入体を挿入し、これら筒状部材の端部と電極導入体とをレーザ等によって溶接して気密に接合するという封着方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
この封着方法では金属ハロゲン化物に対する耐食性が高いことから、筒状部材の長さを短くして筒状部材と電極導入体との間に形成される隙間の体積を減少させ、上記した金属ハロゲン化物の沈み込み量を大幅に減少させることが期待された。
【特許文献１】特開昭５７−７８７６３号公報
【特許文献２】特開２００１−１００３８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、長さの短い筒状部材を用い、この筒状部材の端部と電極導入体とをレーザによって溶接すると、その時の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じ、その結果、リークが起こるという問題が起こった。
【０００９】
よって、筒状部材の長さを長くせざるを得ず、上記した金属ハロゲン化物の沈み込み量を十分に減少させることができないことがわかった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することができるとともに、筒状部材と電極導入体との間の隙間への金属ハロゲン化物の沈み込み量を大幅に減少させることができ、色温度が初期段階で変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止することができる高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することができる高圧放電ランプの製造方法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】
【００１２】
本発明の請求項１記載の高圧放電ランプは、内部に発光物質が封入され、かつ開口部を有するセラミック製の容器と、前記開口部にメタライズ層を介して気密に接合され、かつ一部が前記開口部から外部に導出した金属製の筒状部材と、先端部に電極部を有しており、かつ前記電極部が前記容器内に位置するように前記筒状部材内に挿入されて、一部が前記筒状部材と気密に接合された電極導入体とを有する発光管を備え、前記開口部と、前記筒状部材と前記電極導入体とが気密に接合された接合部との間に、前記筒状部材と前記電極導入体との間の隙間が狭くなった狭窄部、または前記筒状部材と前記電極導入体とのそれぞれ一部同士が密着した密着部が形成されており、前記開口部の端面から前記接合部までの距離Ｄ1が７．０ｍｍ以上であり、前記電極部の先端から前記狭窄部または前記密着部までの距離ｄ1が１６．５ｍｍ以下であり、前記狭窄部または前記密着部を前記筒状部材の長手方向の軸に対して垂直に切った断面において、前記筒状部材と前記電極導入体との間の隙間の最大距離Ｄ2が０．０４ｍｍ以下である構成を有している。
【００１３】
この構成により、メタライズ層と、筒状部材と電極導入体とが気密に接合された接合部との間の距離を十分に確保することができるので、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することができるとともに、金属ハロゲン化物が狭窄部または密着部を越えて筒状部材と電極導入体との間の隙間に沈み込むのを狭窄部または密着部によって阻止することができるので、前記隙間への金属ハロゲン化物の沈み込み量を大幅に減少させることができ、その結果、放電に寄与する金属ハロゲン化物の減少に起因して色温度が初期段階で変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止することができる。また、狭窄部または密着部の位置を電極部に近づけ、点灯中におけるその部分の温度を高くしているため、筒状部材と電極導入体との間の隙間のうち狭窄部または密着部の位置までの部分に入り込んだ金属ハロゲン化物を、点灯中に蒸発させて再び放電に寄与させることができる。
【００１４】
本発明の請求項２記載の高圧放電ランプは、内部に発光物質が封入され、かつ開口部を有するセラミック製の容器と、前記開口部にメタライズ層を介して気密に接合され、かつ一部が前記開口部から外部に導出した金属製の筒状部材と、先端部に電極部を有しており、かつ前記電極部が前記容器内に位置するように前記筒状部材内に挿入されて、一部が前記筒状部材と気密に接合された電極導入体とを有する発光管を備え、前記筒状部材は前記容器とは反対側の端部以外の部分で前記電極導入体と気密に接合されており、前記電極部の先端から前記筒状部材と前記電極導入体とが気密に接合された接合部までの距離ｄ2が１６．５ｍｍ以下である構成を有している。
【００１５】
この構成により、第一に、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱を、筒状部材のうち前記接合部に対して容器とは反対側の部分へ拡散させることができる。第二に、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際、筒状部材の端部に例えば真空排気装置を取り付けることができる。その結果、容器の内部の圧力を容器の外部の圧力よりも低くした状態で、筒状部材のうち容器とは反対側の端部以外の部分を加熱、溶融させることができる。その際、筒状部材の溶融部分は容器の内外での圧力差によって瞬時に収縮するため、筒状部材と電極導入体とを短時間で気密に接合することができる。したがって、メタライズ層に伝わる熱量を低減することができ、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することができる。また、接合部の位置を電極部に近づけ、点灯中におけるその部分の温度を高くしているため、筒状部材と電極導入体との間の隙間に入り込んだ金属ハロゲン化物を、点灯中に蒸発させて再び放電に寄与させることができるので、放電に寄与する金属ハロゲン化物の減少に起因して色温度が初期段階で変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止することができる。
【００１６】
本発明の請求項３記載の高圧放電ランプの製造方法は、内部に発光物質が封入され、かつ開口部を有するセラミック製の容器と、前記開口部にメタライズ層を介して気密に接合され、かつ一部が前記開口部から外部に導出した金属製の筒状部材と、先端部に電極部を有しており、かつ前記電極部が前記容器内に位置するように前記筒状部材内に挿入されて、一部が前記筒状部材と気密に接合された電極導入体とを有する発光管を備え、前記筒状部材は前記容器とは反対側の端部以外の部分で前記電極導入体と気密に接合された高圧放電ランプの製造方法であって、前記開口部に前記筒状部材を、メタライズ層を介して気密に接合した後、前記筒状部材内の圧力を前記筒状部材の外部の圧力よりも低くした状態で、前記筒状部材のうち前記容器とは反対側の端部以外の部分を加熱、溶融して、溶融した前記筒状部材と前記電極導入体とを気密に接合する方法を用いている。
【００１７】
この方法により、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際、溶融した筒状部材は外圧によって収縮するため、極めて短時間で筒状部材と電極導入体とを気密に接合することができ、その結果、生産効率を高めることができ、しかも筒状部材を通じてメタライズ層に伝わる熱量を大幅に減少させることができるので、前記接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することができる。また、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際、筒状部材の端部に例えば真空排気封入装置を取り付け、筒状部材の内部の圧力を筒状部材の外部の圧力よりも低くした状態で、筒状部材のうち容器とは反対側の端部以外の部分を加熱、溶融させているため、容器は密閉状態にあり、よって容器内へ不純物が混入することはない。そのため、前記接合のプロセスを特別な設備内で行う必要がないため、設備を簡素化することができるとともに、その設備のメンテナンスにかかる手間を省くことができ、またその費用を削減することができる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項４記載の高圧放電ランプの製造方法は、前記筒状部材において前記電極導入体との接合予定部から前記容器とは反対側の端までの長さＬ1が７ｍｍ以上である方法を用いている。
【００１９】
この方法により、筒状部材の端部に取り付けられる例えば真空排気装置のチャック部が接合部を形成する際の熱によって劣化するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の高圧放電ランプは、上記構成を有することにより、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することができるとともに、筒状部材と電極導入体との間の隙間への金属ハロゲン化物の沈み込み量を大幅に減少させることができ、色温度が変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止することができる高圧放電ランプを提供することができるものである。
【００２１】
また、本発明の高圧放電ランプの製造方法は、上記方法を用いることにより、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することができ、また前記接合のプロセスにおいて、生産効率を高めることができるとともに、前記接合のプロセスを特別な設備内で行う必要がないため、設備を簡素化することができ、かつその設備のメンテナンスにかかる手間を省くことができ、またその費用を削減することができる高圧放電ランプの製造方法を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００２３】
本発明の第１の実施の形態である一般屋内照明用の定格電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプは、図２に示すように、一端部が閉塞され、かつ他端部にＥ形の口金１が取り付けられた石英ガラス製または硬質ガラス製の外管２内に、発光管３と、この発光管３のほぼ全体を覆う外管２の破損防止用の石英ガラス製のスリーブ４と、発光管３の外部に導出している後述の外部リード線５に接続されて発光管３を保持するとともに、外管２の他端部側に封止されたステム６に封着されている二本のステム線７と、このステム線７の一つに接続され、かつスリーブ４の両端部に各々巻き付けられてスリーブ４を保持している二つのリング状部材８とが収納されている。
【００２４】
外管２内には、窒素ガスが封入されている。
【００２５】
発光管３は、図１または図３に示すように、内径ｒ1が１０．７ｍｍの第一筒部９とこの第一筒部９にテーパ部１０を介して形成された第二筒部１１とを有する本管部１２と、各第二筒部１１内に挿入され焼きばめられた外径Ｒ1が３．４ｍｍ、内径ｒ2が１．３ｍｍ、長さＬ1（第二筒部１１からの突出長）が６．０ｍｍの細管部１３とを有する例えばアルミナからなる透光性セラミック製の容器１４を備えている。
【００２６】
容器１４の各構成部分で囲まれた領域は放電空間を形成しており、内部に発光物質としての金属ハロゲン化物、緩衝ガスとしての水銀、および始動補助用としての希ガスがそれぞれ所定量封入されている。また、管壁負荷は２４Ｗ／ｃｍ2である。
【００２７】
また、容器１４の開口部、つまり各細管部１３の開口部１３ａには、その一部が開口部１３ａから外部に導出している例えばモリブデンやタングステン等の金属製の筒状部材１５がメタライズ層１６を介して気密に接合されている。この筒状部材１５は、その外径が１．２ｍｍ、肉厚が０．１ｍｍ、細管部１３の開口部１３ａの端面からの突出長Ｌm、つまり細管部１３の開口部１３ａの端面から筒状部材１５と後述する電極導入体１７との接合部１８までの距離Ｄ1が７．０ｍｍ以上である。
【００２８】
なお、突出長Ｌm（距離Ｄ1）は、前記端面から筒状部材１５と後述する電極導入体１７との接合部１８の容器１４とは反対側の端までの距離を測っている。
【００２９】
メタライズ層１６は、開気孔を有するモリブデンの金属焼結体からなり、その開気孔中に酸化ディスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）と酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）とを主成分とするＤｙ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3系ガラスが含浸されているものであって、その厚さが５０μｍ〜１００μｍである。また、メタライズ層１６は、高い気密性を得るため、長さＬ2が３ｍｍ以上に亘って形成されていることが好ましい。
【００３０】
また、発光管３は、図３に示すように、先端部に電極部１９を有しており、この電極部１９が容器１４内に位置するように筒状部材１５内に挿入され、その一部が筒状部材１５と気密に接合された電極導入体１７とを備えている。
【００３１】
これら電極導入体１７は、各々の電極部１９が互いに対向するように、それらの長手方向の中心軸がほぼ同一軸上に位置している。電極部１９間の距離は１０．０ｍｍである。
【００３２】
また、この電極導入体１７は、直径０．５ｍｍのタングステン製の電極棒２０と、この電極棒２０の一方の端部に巻き付けられ、電極部１９を形成しているタングステン製のコイル部２１と、電極棒２０の両端部を除く部分に巻き付けられた線径０．２ｍｍのモリブンデン製のコイル部２１とを有しており、電極棒２０の他端部が筒状部材１５から外部に導出している。
【００３３】
コイル部２１は電極棒２０には密着しているものの、筒状部材１５の内面には密着しておらず、よって筒状部材１５とコイル部２１との間には、各部材の寸法構成も考慮して、わずかな隙間０．０６ｍｍ〜０．１４ｍｍが形成されている。ただし、電極導入体１７が筒状部材１５内に偏心して挿入された場合は、コイル部２１の一部は筒状部材１５の内面に接触（密着）する場合がある。
【００３４】
この電極導入体１７のうち、筒状部材１５から外部に導出している端部には、図示していないが、ニオブやモリブデン等からなる外部リード線５が接続されている。
【００３５】
また、上記した電極導入体１７において、電極棒２０は一本のタングステン棒からなる場合について説明したが、この電極棒は例えば複数のタングステン棒が接合されたものや、容器１４側の端部のみがタングステン棒からなり、残部がそのタングステン棒に接合された例えばモリブデン棒や導電性サーメット棒からなっていてもよい。
【００３６】
細管部１３の開口部１３ａと、筒状部材１５と電極導入体１７とが気密に接合された接合部１８との間に、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間が狭くなった狭窄部２２が形成されている。
【００３７】
そして、電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1は１６．５ｍｍ以下である。また、図４に示すように、この狭窄部２２を筒状部材１５の長手方向の軸に対して垂直に切った断面において、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間の最大距離Ｄ2が０．０４ｍｍ以下である（ただし、０ｍｍは含まない）。
【００３８】
なお、上記した狭窄部２２に代わって、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間がなくなるようにそれらの一部同士が密着した密着部が形成されていてもよい。その際、最大距離Ｄ2は０ｍｍとなる。
【００３９】
また、電極棒２０に対するコイル部２１の巻き方が粗巻きの場合、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間の最大距離Ｄ2は、実質的に、筒状部材１５の内面と電極棒２０の外面との間の距離になる。
【００４０】
次に、このようなセラミックメタルハライドランプの製造方法の一例を説明する。
【００４１】
まず、あらかじめ容器１４の開口部、つまり細管部１３の開口部１３ａに筒状部材１５がメタライズ層１６を介して気密に接合されたものと、二つの電極導入体１７とをそれぞれ用意する。
【００４２】
一つの電極導入体１７を一方の筒状部材１５内に挿入し、電極部１９が容器１４内に位置する状態で保持する。その後、一方の筒状部材１５の端部にレーザを当てて溶融し、溶融した筒状部材１５と電極導入体１７とを接合して、一方の接合部１８を形成する。
【００４３】
次に、他方の筒状部材１５から容器１４内を真空排気した後、他方の筒状部材１５から容器１４内に発光物質等の封入物を投入する。その後、もう一つの電極導入体１７を他方の筒状部材１５内に挿入し、電極部１９が容器１４内に位置する状態で保持する。次いで、他方の筒状部材１５の端部にレーザを当てて溶融し、溶融した筒状部材１５と電極導入体１７とを接合して、他方の接合部１８を形成する。
【００４４】
そして、細管部１３の開口部と、筒状部材１５と電極導入体１７とが気密に接合された接合部１８との間の所定の部分に、例えばレーザを当てて縮径させることにより、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間が狭くなった狭窄部２２を形成する。このとき、筒状部材１５の内面の一部と電極導入体１７のコイル部２１の一部とがそれぞれ接触していてもよく、また筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間がなくなるように、筒状部材１５の内面と電極導入体１７のコイル部２１とをそれぞれ密着させて密着部を形成してもよい。
【００４５】
なお、狭窄部２２または密着部を形成するに当たり、レーザを当てて筒状部材１５を縮径させて形成する場合について説明したが、これ以外に、かしめ加工等の機械的加工によって狭窄部２２または密着部を形成してもよい。
【００４６】
次に、本発明の第１の実施の形態である定格電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプ（以下、「本発明品１」という）における作用効果について確認した。
【００４７】
まず、本発明品１において、細管部１３の開口部１３ａの端面から接合部１８までの距離Ｄ1を１２．５ｍｍ（実施例１）、７．０ｍｍ（実施例２）、および６．５ｍｍ（比較例１）と種々変化させたものを５本ずつ作製した。
【００４８】
そして、作製した各ランプにおいて筒状部材１５と電極導入体１７とをレーザによって接合する際に、メタライズ層１６にクラックが発生したか否かを確認したところ、表１に示すとおりの結果が得られた。
【００４９】
なお、各実施例および比較例において、電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1を１３．０ｍｍとし、狭窄部２２を筒状部材１５の長手方向の軸に対して垂直に切った断面において、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間の最大距離Ｄ2を０．０２ｍｍとした。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
表１から明らかなように、実施例１および実施例２では、筒状部材１５と電極導入体１７とを加熱、溶融して接合する際に、メタライズ層１６にクラックが発生したものは無かった。
【００５２】
一方、比較例１では、筒状部材１５と電極導入体１７とを加熱、溶融して接合する際に、メタライズ層１６にクラックが発生した。
【００５３】
このような結果が得られた理由について検討した。
【００５４】
実施例１および実施例２の場合では、筒状部材１５と電極導入体１７とを接合する部分と、メタライズ層１６との間の距離が十分に離れているので、筒状部材１５と電極導入体１７とを加熱、溶融して接合する場合でも、そのときの熱がメタライズ層１６に伝わりにくく、その結果、メタライズ層１６で起きる熱衝撃が小さかったためであると考えられる。一方、比較例１の場合では、筒状部材１５と電極導入体１７とを接合する部分と、メタライズ層１６との間の距離が短いので、筒状部材１５と電極導入体１７とを加熱、溶融して接合する際の熱衝撃が大きく、その結果、その熱衝撃によってメタライズ層１６にクラックが発生したものと考えられる。
【００５５】
したがって、筒状部材１５と電極導入体１７とを接合する際の熱衝撃によってメタライズ層１６にクラックが生じるのを防止するため、細管部１３の開口部の端面から接合部１８までの距離Ｄ1を７ｍｍ以上に規定すべきことがわかった。
【００５６】
なお、前記距離Ｄ1の上限値は特に規定されるものではないが、ランプのコンパクト性等を考慮すれば、なるべく短い方がよい。
【００５７】
次に、本発明品１において、細管部１３の開口部の端面から接合部１８までの距離Ｄ1を１２．５ｍｍとし、狭窄部２２の位置、つまり電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1を１３．０ｍｍ（実施例１）、１６．５ｍｍ（実施例３）、１７．０ｍｍ（比較例２）と種々変化させたものを５本ずつ作製した。
【００５８】
そして、作製した各ランプにおいて、１００時間点灯経過後の色温度ばらつき、初期ランプ効率（ｌｍ／Ｗ）、および初期光束（ｌｍ）について調べたところ、表２に示すとおりの結果が得られた。
【００５９】
なお、「初期光束」とは１００時間点灯経過後の光束を示す。また、「初期ランプ効率」とは１００時間点灯経過後のランプ効率を示す。
【００６０】
また、各ランプにおいて、狭窄部２２を筒状部材１５の長手方向の軸に対して垂直に切った断面において、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間の最大距離Ｄ2は０．０２ｍｍである。
【００６１】
さらに、評価基準として、「色温度ばらつき」は３５００Ｋを基準値として±２００Ｋ以下のものを「良好」、±２００Ｋを越えるものを「不良」とし、初期ランプ効率は９０ｌｍ／Ｗ以上のものを「良好」、９０ｌｍ／Ｗ未満のものを「不良」とし、さらに初期光束は１３５００ｌｍ以上のものを「良好」、１３５００ｌｍ未満のものを「不良」としている。
【００６２】
【表２】
2005056660.tif 000004
【００６３】
表２から明らかなように、実施例１では、色温度ばらつきが±１５０Ｋ、初期ランプ効率が９３．３ｌｍ／Ｗ、初期光束が１４０００ｌｍであり、また実施例３では、色温度ばらつきが±２００Ｋ、初期ランプ効率が９０．０ｌｍ／Ｗ、初期光束が１３５００ｌｍであり、いずれの実施例においても上記評価基準を満足していた。
【００６４】
一方、比較例２では、色温度ばらつきが±２２０Ｋ、初期ランプ効率が８９．３ｌｍ／Ｗ、初期光束が１３４００ｌｍであり、いずれも上記評価基準を満足していなかった。
【００６５】
このような結果が得られた理由について検討した。
【００６６】
実施例１および実施例３では、いずれも金属ハロゲン化物が狭窄部２２を越えて筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間に沈み込むのを狭窄部２２自体によって阻止することができ、しかも電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1が短く、狭窄部２２を点灯中高温となる電極部１９に近づけているので、金属ハロゲン化物が筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間のうち狭窄部２２の位置までの部分に入り込んだとしても、その金属ハロゲン化物を点灯中に蒸発させることができ、その結果、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間への金属ハロゲン化物の沈み込み量を大幅に減少させることができたためであると考えられる。
【００６７】
一方、比較例２では、金属ハロゲン化物が狭窄部２２を越えて筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間に侵入しようとするのを阻止することはできるものの、電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1が長いので、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間のうち狭窄部２２の位置までの部分に入り込んだ金属ハロゲン化物の一部が点灯中に蒸発することなく、その場所にとどまったためであると考えられる。
【００６８】
次に、本発明品１において、細管部１３の開口部の端面から接合部１８までの距離Ｄ1を１２．５ｍｍとし、かつ電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1を１３．０ｍｍとした場合において、狭窄部２２を筒状部材１５の長手方向の軸に対して垂直に切った断面における筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間の最大距離Ｄ2を０．０２ｍｍ（実施例１）、０．０４ｍｍ（実施例４）、０．０５ｍｍ（比較例３）と種々変化させたものを５本ずつ作製した。
【００６９】
そして、作製した各ランプにおいて、１００時間点灯経過後の色温度ばらつき、初期ランプ効率（ｌｍ／Ｗ）、および初期光束（ｌｍ）について調べたところ、表３に示すとおりの結果が得られた。
【００７０】
【表３】
2005056660.tif 000005
【００７１】
表３から明らかなように、実施例１では、色温度ばらつきが±１５０Ｋ、初期ランプ効率が９３．３ｌｍ／Ｗ、初期光束が１４０００ｌｍであり、また実施例４では、色温度ばらつきが±２００Ｋ、初期ランプ効率が９０．０ｌｍ／Ｗ、初期光束が１３５００ｌｍであり、いずれの実施例においても上記評価基準を満足していた。
【００７２】
一方、比較例３では、色温度ばらつきが±２５０Ｋ、初期ランプ効率が８８．０ｌｍ／Ｗ、初期光束が１３２００ｌｍであり、いずれも上記評価基準を満足していなかった。
【００７３】
このような結果が得られた理由について検討した。
【００７４】
実施例１および実施例４では、いずれも狭窄部２２を筒状部材１５の長手方向の軸に対して垂直に切った断面における空隙部の最小面積Ｓが十分に小さいので、金属ハロゲン化物が狭窄部２２を通過して筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間に侵入しようとするのを十分に阻止することができたためであると考えられる。
【００７５】
一方、比較例３では、狭窄部はあるものの、狭窄部を筒状部材１５の長手方向の軸に対して垂直に切った断面における空隙部の最小面積Ｓが大きく、金属ハロゲン化物が狭窄部を通過して筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間に侵入したためであると考えられる。
【００７６】
したがって、金属ハロゲン化物が筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間に沈み込むのを防止するため、電極部１９の先端から狭窄部２２までの距離ｄ1を１６．５ｍｍ以下にし、かつ狭窄部２２を筒状部材１５の長手方向の軸に対して垂直に切った断面における筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間の最大距離Ｄ2が０．０４ｍｍ以下に規定すべきことがわかった。
【００７７】
なお、前記距離ｄ1は短ければ短いほどよく、また前記最大距離Ｄ2は小さければ小さいほどよい。また、前記距離ｄ1の下限値は容器１４の寸法等によって適宜決定される。
【００７８】
以上のとおり本発明の第１の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプにかかる構成によれば、メタライズ層１６と、筒状部材１５と電極導入体１７とが気密に接合された接合部１８との間の距離を十分に確保することができるので、筒状部材１５と電極導入体１７とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層１６にクラックが生じるのを防止することができるとともに、金属ハロゲン化物が狭窄部２２を越えて筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間に沈み込むのを狭窄部２２によって阻止することができるので、前記隙間への金属ハロゲン化物の沈み込み量を大幅に減少させることができ、その結果、放電に寄与する金属ハロゲン化物の減少に起因して色温度が変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止することができる。また、狭窄部２２の位置を電極部１９に近づけ、点灯中におけるその部分の温度を高くしているため、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間のうち狭窄部２２の位置までの部分に入り込んだ金属ハロゲン化物を、点灯中に蒸発させて再び放電に寄与させることができる。
【００７９】
なお、上記第１の実施の形態では、細管部１３の開口部１３ａと、筒状部材１５と電極導入体１７とが気密に接合された接合部１８との間に、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間が狭くなった狭窄部２２を形成した場合について説明したが、この狭窄部２２に代えて筒状部材１５と電極導入体１７とのそれぞれ一部同士が密着した密着部を形成した場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００８０】
次に、本発明の第２の実施の形態である一般屋内照明用の定格電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプは、図５に示すように、狭窄部２２を有さず、筒状部材１５と電極導入体１７との接合部の位置が異なる、つまり筒状部材１５が容器１４とは反対側の端部以外の部分で電極導入体１７と気密に接合されており、電極部１９の先端から筒状部材１５と電極導入体１７とが気密に接合された接合部２３までの距離ｄ2が１６．５ｍｍ以下、例えば１３．０ｍｍである点を除いて本発明の第１の実施の形態である一般屋内照明用の定格電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプと同じ構成を有する。
【００８１】
なお、前記距離ｄ2は短ければ短いほどよく、その下限値は容器１４の寸法等によって適宜決定される。
【００８２】
細管部１３の開口部１３ａの端面から接合部２３までの長さＬ3は４．５ｍｍである。また、細管部１３の開口部１３ａの端面からの筒状部材１５の突出長Ｌmは１５．０ｍｍである。
【００８３】
次に、本発明の第２の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプの製造方法の一例を示す。
【００８４】
まず、あらかじめ容器１４の開口部、つまり細管部１３の開口部１３ａに筒状部材１５がメタライズ層１６を介して気密に接合されたものと、二つの電極導入体１７とをそれぞれ用意する。
【００８５】
一つの電極導入体１７を一方の筒状部材１５内に挿入し、電極部１９が容器１４内に位置する状態で保持する。このとき、他方の筒状部材１５の端部は閉塞しておき、一方の筒状部材１５の開口部から容器１４内を真空排気しておく。その後、大気圧のアルゴン雰囲気中において、筒状部材１５において細管部１３の開口部１３ａの端面から４．５ｍｍの位置にレーザを当てて溶融するとともに、筒状部材１５の内外の圧力差を利用して溶融した筒状部材１５を収縮させて筒状部材１５と電極導入体１７と接合して、一方の接合部２３を形成する。
【００８６】
次に、もう一つの電極導入体１７を他方の筒状部材１５内に挿入し、電極部１９が容器１４内に位置する状態で保持する。さらに、他方の筒状部材１５の端部に真空排気封入装置（図示せず）を取り付け、容器１４内を真空排気した後、他方の筒状部材１５から容器１４内に発光物質等の封入物を投入する。このとき、始動補助用の希ガスとしてアルゴンガスを投入し、容器１４内の圧力が１３ｋＰａ程度になるようにする。次いで、大気圧のアルゴン雰囲気中において、筒状部材１５における細管部１３の開口部１３ａの端面から４．５ｍｍの位置にレーザを当てて溶融するとともに、筒状部材１５の内外の圧力差を利用して溶融した筒状部材１５を収縮させて筒状部材１５と電極導入体１７とを接合し、他方の接合部２３を形成する。
【００８７】
筒状部材１５にレーザを当てて接合部２３を形成する際、アルゴン雰囲気中で行うのは各部材が酸化するのを防止するためである。
【００８８】
筒状部材１５の端部に取り付けられている真空排気封入装置のチャック部（図示せず）が接合部２３を形成する際の熱によって劣化するのを防止するため、筒状部材１５において電極導入体１７との接合予定部から容器１４とは反対側の端までの長さＬ4が７ｍｍ以上であることが好ましい。
【００８９】
以上の本発明の第２の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプにかかる構成によれば、筒状部材１５と電極導入体１７とを気密に接合する際の熱を、筒状部材１５のうち接合部２３に対して容器１４とは反対側の部分へ拡散させることができる。また、筒状部材１５と電極導入体１７とを気密に接合する際、筒状部材１５の端部に真空排気装置を取り付けることができるので、容器１４の内部の圧力を容器１４の外部の圧力よりも低くした状態で、筒状部材１５のうち容器１４とは反対側の端部以外の部分を加熱、溶融させることができ、その際、筒状部材１５の溶融部分は容器１４の内外での圧力差によって瞬時に収縮させることができるため、筒状部材１５と電極導入体１７とを極めて短時間で気密に接合することができる。これらの結果、メタライズ層１６に伝わる熱量を低減することができ、筒状部材１５と電極導入体１７とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層１６にクラックが生じるのを防止することができる。また、接合部２３の位置を電極部１９に近づけ、点灯中におけるその部分の温度を高くしているため、筒状部材１５と電極導入体１７との間の隙間に入り込んだ金属ハロゲン化物を、点灯中に蒸発させて再び放電に寄与させることができるので、放電に寄与する金属ハロゲン化物の減少に起因して色温度が変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止することができる。
【００９０】
また、本発明の第２の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプの製造方法によれば、筒状部材１５と電極導入体１７とを気密に接合する際、溶融した筒状部材１５は外圧によって収縮するため、極めて短時間で筒状部材１５と電極導入体１７とを気密に接合することができ、その結果、生産効率を高めることができ、しかも筒状部材１５を通じてメタライズ層１６に伝わる熱量を大幅に減少させることができるので、前記接合する際の熱衝撃によってメタライズ層１６にクラックが生じるのを防止することができる。また、筒状部材１５と電極導入体１７とを気密に接合する際、筒状部材１５の端部に真空排気封入装置を取り付け、筒状部材１５の内部の圧力を筒状部材１５の外部の圧力よりも低くした状態で、筒状部材１５のうち容器１４とは反対側の端部以外の部分を加熱、溶融させているため、容器１４内へ不純物が混入することはない。そのため、前記接合のプロセスを特別な設備内で行う必要がないため、設備を簡素化することができるとともに、その設備のメンテナンスにかかる手間を省くことができ、またその費用を削減することができる。
【００９１】
なお、上記各実施の形態では、第一筒部９、二つのテーパ部１０および二つの第二筒部１１からなる本管部１２と二つの細管部１３とを有する容器１４を例示して説明したが、本発明は、容器の形状や寸法に限定されるものではなく、例えば本管部が球状の容器や、細管部１３を有しない容器等、少なくとも一つの開口部を有する容器を備えた高圧放電ランプにも適用することができる。しかし、その作用効果は、細管部１３を有する容器を備えた高圧放電ランプに適用することにより、顕著に現れる。
【００９２】
また、上記各実施の形態では、定格電力１５０Ｗのセラミックメタルハライドランプに適用した場合について説明したが、本発明はこれに限らず例えば定格電力２０Ｗ〜４００Ｗのセラミックメタルハライドランプ、あるいは高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の高圧放電ランプは、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止し、筒状部材と電極導入体との間の隙間への金属ハロゲン化物の沈み込み量を大幅に減少させ、また色温度が初期段階で変化したり、初期ランプ効率や初期光束が低下したりするのを防止することが必要な放電ランプ等の用途にも適用することができる。
【００９４】
また、本発明の高圧放電ランプの製造方法は、筒状部材と電極導入体とを気密に接合する際の熱衝撃によってメタライズ層にクラックが生じるのを防止することが必要な放電ランプの製造方法等の用途にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプの発光管の正面断面図
【図２】同じくセラミックメタルハライドランプの一部切欠正面図
【図３】同じくセラミックメタルハライドランプの要部拡大断面図
【図４】図３のＡ−Ａ線の断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプの要部拡大断面図
【符号の説明】
【００９６】
１  口金
２  外管
３  発光管
４  スリーブ
５  外部リード線
６  ステム
７  ステム線
８  リング状部材
９  第一筒部
１０  テーパ部
１１  第二筒部
１２  本管部
１３  細管部
１３ａ  開口部
１４  容器
１５  筒状部材
１６  メタライズ層
１７  電極導入体
１８，２３  接合部
１９  電極部
２０  電極棒
２１  コイル部
２２  狭窄部
【図１】
2005056660.tif 000006
【図２】
2005056660.tif 000007
【図３】
2005056660.tif 000008
【図４】
2005056660.tif 000009
【図５】
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