(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい円筒状の端部部分を備えた透光性セラミック放電容器と；
水素および酸素透過性材料からなる封着性の部分および封着性の部分の先端に基端部が接続している耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラミック放電容器の端部部分内を貫通するとともに、端部部分との間にランプの作動中余剰のハロゲン化物が液化状態で侵入して最冷部を形成するわずかな隙間を形成する給電導体と；
膨出部内に配設されて給電導体に接続した電極と；
透光性セラミック放電容器の端部部分および給電導体の封着性の部分を封着するセラミック封止用コンパウンドのシールと；
少なくとも一方の端部部分内において耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設された水素および酸素ゲッタと；
金属ハロゲン化物を含み放電空間部内に封入された放電媒体と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
給電導体の封着性の部分の少なくとも先端部側の部分を包囲して放電容器の端部部分に挿入されたセラミックスリーブを備え；
セラミック封止用コンパウンドのシールは、封着性の部分の先端部側の部分をセラミックスリーブとの間において被覆していること；
を特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
放電容器の端部部分内に挿入されたセラミックスリーブを備え；
水素および酸素ゲッタは、セラミックスリーブに支持されている；
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】
水素および酸素ゲッタは、給電導体の耐ハロゲン化物部分に支持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５】
水素および酸素ゲッタの位置より放電空間部側であって、かつ耐ハロゲン化物部分を包囲して放電容器の端部部分内に挿入されたセラミックスリーブを備えていることを特徴とする請求項４記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
透光性セラミック放電容器は、スピネル構造を備えたセラミックからなることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】
照明装置本体と；
照明装置本体に装着される請求項１ないし６のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック放電容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透光性アルミナなどの透光性セラミックからなる放電容器を備えた高圧放電ランプは、石英ガラスに比較して耐熱性および耐食性に優れることから、優れた寿命特性を有すること、およびジスプロシウムＤｙやナトリウムＮａなどの発光金属との反応による失透現象が少なくて、したがってこれに伴う光束低下を抑制できると期待されている。
【０００３】
一方、金属ハロゲン化物とともに放電空間部内に水分すなわち酸素および水素が侵入しやすく、これらの不純物が放電容器内に存在すると、放電を起こしにくくしたり、タングステンとの反応を促進するなどの悪影響がある。そこで、これらを排除するために、特開平６−１９６１３１号公報においては、図７に示す構成を提案している。
【０００４】
図７は、従来の高圧放電ランプを示す断面図である。
【０００５】
この従来の高圧放電ランプは、以下に示す構成である。
【０００６】
すなわち、アルミナセラミック製のセラミック放電容器１０を具え、この容器は放電空所１１を囲み、これには金属ハロゲン化物を含むイオン化可能な充填物を入れる。この場合の充填物は１ｍｇの水銀と、重量比で６９：１０：２１のヨウ化ナトリウム、ヨウ化タリウムおよびヨウ化ジスプロシウムからなる３ｍｇの金属ハロゲン化物で構成する。充填物はアルゴンすなわち始動ガスを含む。ランプは最初の２つの金属ハロゲン化物により５８９ｎｍおよび５３５ｎｍのところにてスペクトル線を呈し、さらに第３番目の金属ハロゲン化物成分によって発生される多数のスペクトル線も呈する。ヨウ化ジスプロシウムの代わりに、たとえばヨウ化スカンジウム、ヨウ化イットリウム、ヨウ化ホルミウムまたはヨウ化ツリウムのような別の希土類のハロゲン化物を用いることができる。充填物は、ヨウ化錫のような、作動中に連続スペクトルを放射するハロゲン化物で構成することもできる。放電容器１０内には第１および第２電極４０ａ、４０ｂを配置する。各電極４０ａ、４０ｂは、長さが３ｍｍで、直径が３００μｍのタングステン棒の遊端に８００μｍの距離にわたって直径が１７０μｍのタングステン製の単一ワイヤを巻回して形成する。放電容器１０は電極４０ａ、４０ｂとの間に延在する中央区分２０を有し、また、この中央区分の両側にはこれに接続した第１および第２の円筒状端部区分３０ａ、３０ｂを有している。これらの各円筒状の端部区分は給電導体５０ａ、５０ｂをわずかな隙間をもって囲み、給電導体は各電極４０ａ、４０ｂに接続する。各端部区分にはセラミック封止用コンパウンドのシール３２ａ、３２ｂを設け、これらのシールを経て関連する給電導体５０ａ、５０ｂを外部に出す。中央区分２０の内部の長さは１０ｍｍとし、外径は７．６ｍｍとし、壁厚は０．８ｍｍとした。この場合には、中央区分２０の方を向いており、しかも端部区分３０ａ、３０ｂを形成する管３０ａ’、３０ｂ’の端部３１ａ、３１ｂの各々をリング２２ａ、２２ｂ内に固定させる。厚さが２ｍｍの各リング２２ａ、２２ｂは中央区分２０を形成する管２０’の端部２３ａ、２３ｂに固着する。端部３１ａ、３１ｂ、リング２２ａ、２２ｂおよび中央区分の端部２３ａ、２３ｂは端部区分３０ａ、３０ｂと中央区分２０とを相互接続する転移部を形成する。端部区分３０ａ、３０ｂの外径は中央区分２０の外径に比べて小さくし、これらの端部区分をここでは２．６ｍｍとした。端部区分３０ａ、３０ｂの内径Ｄは約０．７６ｍｍとした。各給電導体５０ａ、５０ｂは、放電空所１１の方を向いており、しかも直径が０．７０ｍｍの耐ハロゲン化物のモリブデン棒により形成した部分５１ａ、５５１ｂと、放電空所とは反対側を向いており、しかも水素および酸素に対して透過性の０．７２ｍｍの太さのニオブ製の棒で形成した部分５２ａ、５２ｂとで構成する。端部部分３０ａ、３０ｂと、そこを通過した耐ハロゲン化物部分５１ａ、５１ｂとの間の隙間の平均値は約０．０３ｍｍとした。
【０００７】
耐ハロゲン化物部分５１ａ、５１ｂは端部区分３０ａ、３０ｂの内側に７ｍｍの距離Ｌ１にわたり延在させる。この距離Ｌ１は端部区分の内径Ｄを２ｍｍ増分させた２．７６ｍｍよりも大きくする。耐ハロゲン化物部分５１ａ、５１ｂは、その表面を粗くし、艶なし面とすることにより、この表面の放射吸収係数を０．２よりも大きくし、この場合の吸収係数は０．２２とした。
【０００８】
水素および酸素透過性部分５２ａ、５２ｂは端部区分３０ａ、３０ｂの内側に５ｍｍの距離Ｌ２にわたって延在させる。この距離は端部区分の内径Ｄの３倍（約２〜３ｍｍ）よりも大きくする。セラミック封止用コンパウンドのシール３２ａ、３２ｂは、透過性部分５２ａ、５２ｂの端部５４ａ、５４ｂが長さＬ３にわたり露出し、約２ｍｍの距離にわたり端部区分の内部の透過性部分のまわりに残存するように設ける。
【０００９】
上記高圧放電ランプの公称作動時におけるランプの消費電力は７０Ｗで、５０００時間の耐久試験をした結果、透過性部分５２ａ、５２ｂに殆ど腐食は見つからず、再点弧電圧対ランプ電圧の比が２以下であった、旨記述されている。
【００１０】
さらに、上記従来技術には、第１段階の仮封着状態において水素および酸素透過性部分の内端をセラミック封止用コンパウンドから端部部分内に露出させ、放電容器を加熱して残留水素および酸素を透過性部分の露出した部分に吸収させた後に、第２段階としてセラミック封止用コンパウンドを再加熱により溶融させて透過性部分の露出部をセラミック封止用コンパウンドで被覆することも記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
実際には、水素および酸素透過性部分５２ａ、５２ｂとセラミック封止用コンパウンドのシール３２ａ、３２ｂとの間には、微妙な熱膨張係数の相違を避けられない。上記透過性部分５２ａ、５２ｂに延性や展性がある状態においては、透過性部分５２ａ、５２ｂが緩衝の役目を果たすために、上記シール３２ａ、３２ｂにより所要の気密性が得られる。
【００１２】
しかしながら、上記従来技術における水素および酸素透過性部分５２ａ、５２ｂを構成するニオブは、放電空所内の多くの残存水素および酸素を吸着すると、延性や展性を失って脆化する性質がある。このため、セラミック封止用コンパウンドに対する緩衝作用がなくなり、気密性を維持できなくなるという問題がある。
【００１３】
また、後者の場合、水素および酸素透過性部分であるニオブの内部露出部をセラミック封止用コンパウンドによって被覆するということは、同時に耐ハロゲン化物部分の少なくとも上記透過性部分と接続している基部をセラミック封止用コンパウンドによって被覆することになる。耐ハロゲン化物部分を構成するタングステンやモリブデンは、熱膨張係数がニオブなどの耐ハロゲン化物部分に比較して小さいので、高圧放電ランプの点滅の繰り返しに伴い、耐ハロゲン化物部分とセラミック封止用コンパウンドとの間の第１の部分が剥離し、透過性部分と耐ハロゲン化物部分との境界部からセラミック封止用コンパウンドおよび放電容器の端部部分に向かう第２の部分にクラックが生じやすい。
【００１４】
第１の部分に剥離を生じると、水素および酸素透過性部分がハロゲン化物に接触するために、透過性部分が腐食により劣化する。
【００１５】
また、第２の部分にクラックを生じると、リークが生じて放電容器の気密性が損なわれる。
【００１６】
本発明は、放電容器中の水素および酸素の除去を給電導体の水素および酸素透過性部分に本質的に依存する必要がなく、しかもハロゲン化物の混入するなどにより放電容器に残留する水素および酸素を良好に除去することができる高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の高圧放電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい円筒状の端部部分を備えた透光性セラミック放電容器と；水素および酸素透過性材料からなる封着性の部分および封着性の部分の先端に基端部が接続している耐ハロゲン化物部分を備え、透光性セラミック放電容器の端部部分内を貫通するとともに、端部部分との間にランプの作動中余剰のハロゲン化物が液化状態で侵入して最冷部を形成するわずかな隙間を形成する給電導体と；膨出部内に配設されて給電導体に接続した電極と；透光性セラミック放電容器の端部部分および給電導体の封着性の部分を封着するセラミック封止用コンパウンドと；少なくとも一方の端部部分内において耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設された水素および酸素ゲッタと；金属ハロゲン化物を含み放電空間部内に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴としている。
【００１８】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１９】
「セラミック放電容器」とは、単結晶の金属酸化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物たとえば半透明の気密性アルミニウム酸化物（ＤＧＡ）、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）およびイットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物たとえばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような耐火材料製の放電容器を意味する。
【００２０】
なお、透光性とは、放電による発光を放電容器を透過して外部に導出できる程度に透過すればよく、透明および拡散透光性のいずれでもよい。
【００２１】
セラミック放電容器を製作するには、最初から膨出部および端部部分を一体に成形することができる。これと異なる方法としては、円筒体および円筒体の両端を閉塞する中心孔明きの一対の端板で膨出部を、また端板の中心孔に細長いチューブを挿入して端部部分を、それぞれ形成し、焼結して一体化してもよい。
【００２２】
「給電導体」とは、電源からバラスト手段を介して電極間に電圧を印加して、高圧放電ランプを始動し、電流を導入して点灯するために、機能するものであって、放電容器に気密にシールされ、電極に接続する部材をいう。そして、給電導体は、放電容器との良好な気密を得るために、封着性の部分とこれに続く耐ハロゲン化物部分とからなり、主として封着性の部分で放電容器の端部部分にセラミック封止用コンパウンドのシールを介して固着される。
【００２３】
「封着性の部分」とは、セラミック封止用コンパウンドのシールにより、放電容器を、その端部部分と封着性の部分との間で、またはセラミックスリーブがさらに介在してシールするのに適した材料の部分であり、たとえばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブおよびタンタルあるいはこれらの合金を用いることができる。また、封着性の部分は、水素および酸素透過性材料からなある。しかし、本発明においては、封着性の部分をゲッタとして作用させないようにした点が特徴的な構成である。放電容器にＤＧＡを用いる場合、ニオブおよびタンタルはそれらの平均熱膨張係数がＤＧＡとほぼ同一であるから、封着性の部分としてニオブおよびまたはタンタルを用いるのが好適である。酸化イットリウムおよびＹＡＧの場合も差が少ない。窒化アルミニウムをセラミック放電容器として用いる場合には、封着性の部分としてジルコニウムを用いるとよい。
【００２４】
「耐ハロゲン化物部分」とは、高圧放電ランプの作動中に放電空間容器内に存在するハロゲン化物および遊離ハロゲンによる腐食作用が殆どないしは全く起こらない物質からなる部分であることを意味し、たとえばタングステン、モリブデン、プラチナ、イリジウム、レニウムおよびロジウムからなるグループから選択された金属あるいはこれらの金属の少なくとも一種の珪化物、炭化物または窒化物の１種または複数種からなる部分であり、異なる材質の心材に対して上記材料で被覆したものであってもよい。
【００２５】
「わずかな隙間」とは、給電導体および放電容器の端部部分の内面との間に形成される空所が少なくとも５μｍで、最大でも端部部分の内径の１／４の大きさで、約２００μｍ以下の空所を意味する。したがって、端部部分を貫通する給電導体の耐ハロゲン化物部分の直径は、端部部分の内径の少なくとも１／２とする。
【００２６】
また、上記わずかな隙間は、端部部分と給電導体との間にセラミックスリーブを介在させて形成することもできる。この場合、わずかな隙間は給電導体とセラミックスリーブとの間およびセラミックスリーブと端部部分の内面との間に形成される。
【００２７】
さらに、わずかな隙間は、給電導体の耐ハロゲン化物部分を棒体と、棒体に巻回したコイルの外周面と端部部分の内面との間に形成することもできる。
【００２８】
さらにまた、わずかな隙間は、高圧放電ランプの作動中その中に余剰のハロゲン化物が液化状態で侵入して最冷部を形成するが、隙間の間隔を適当に設定することにより、所望の最冷部温度にすることができる。
【００２９】
「セラミックスリーブ」とは、放電容器を構成することができる前述の材料と同一材料またはサーメットからなるスリーブであることを許容する。
【００３０】
セラミックスリーブを用いることにより、わずかな隙間を形成しやすい。また、セラミックスリーブを給電導体の封着性の部分の先端部側の部分を包囲するように、すなわち耐ハロゲン化物部分との境界部近傍に、配設することにより、良好な封着を得ることができる。
【００３１】
「水素および酸素ゲッタ」は、給電導体の水素および酸素透過性材料からなる封着性の部分とは別に配設するもので、その配設位置は耐ハロゲン化物部分および封着性の部分の境界部側に位置する耐ハロゲン化物部分すなわち基端部近傍とする。
【００３２】
水素および酸素ゲッタを上記の位置に規定する理由は次のとおりである。すなわち、水素および酸素ゲッタを前記耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設すると、同ゲッタを高圧放電ランプの点灯中にゲッタ作用に効果的な４００〜７５０℃の温度に維持しやすいからである。なお、４００℃を下回ると、不純物吸収作用が不十分であり、また７５０℃を超えると、ハロゲンとの反応が激しくなり、発光金属とゲッタ金属たとえばニオブとの交換が発生して、発光効率の低下や発光色の変化を生じやすくなる。
【００３３】
ところで、水素および酸素ゲッタを支持する手段および形状は問わない。しかし、水素および酸素ゲッタを細い線条に成形して耐ハロゲン化物部分に巻回するか、給電導体の回りにセラミックスリーブを配設する場合には、当該スリーブの外側に巻回することにより、支持が容易になる。
【００３４】
また、水素および酸素ゲッタは、放電容器中の水素および酸素を吸収した後にセラミック封止用コンパウンドによって被覆されてもよい。すなわち、給電導体の封着性の部分をセラミック封止用コンパウンドのシールにより放電容器の端部部分に封止してから、放電容器を水素および酸素が放出される温度まで加熱する。この加熱によって放出された水素および酸素がゲッタに吸収される。次に、セラミック封止用コンパウンドのシール部分を再度加熱すると、同コンパウンドが溶融して水素および酸素ゲッタの上まで延在して当該ゲッタを被覆する。
【００３５】
水素および酸素ゲッタとしては、給電導体の封着性の部分と同一の材料を用いることができる。
【００３６】
そうして、本発明においては、給電導体の水素および酸素透過性材料からなる封着性の部分とは別に耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に水素および酸素ゲッタを配設したことにより、ゲッタとして最適な作動温度に維持しやすく、良好なゲッタ作用を発揮する。しかも、給電導体の封着性の部分が、ゲッタ作用を行う前に上記水素および酸素ゲッタが作用するから、封着性の部分が水素および酸素を吸収して延性および展性を失い、脆化するようなことがないために、セラミック封止用コンパウンドに対して緩衝作用を継続的に行う。このため、放電容器は常に高い気密性を維持することができる。
【００３７】
また、放電容器内の残存水素および酸素は、水素および酸素ゲッタによって吸収されるから、始動電圧が上昇したり、放電容器の黒化を招くことがなく、したがって良好な寿命特性を示す高圧放電ランプを提供する。
【００３８】
請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求項１記載の高圧放電ランプにおいて、給電導体の封着性の部分の少なくとも先端部側の部分を包囲して放電容器の端部部分内に挿入されたセラミックスリーブを備え；セラミック封止用コンパウンドは、封着性の部分の先端部側の部分をセラミックスリーブとの間において被覆していること；を特徴としている。
【００３９】
封着性の部分の先端部側の部分の周囲を包囲するようにセラミックスリーブを配設して、上記先端部側の部分をセラミック封止用コンパウンドのシールで被覆すると、封着性の部分および耐ハロゲン化物部分の境界部を起点とするセラミック封止用コンパウンドのシールおよび放電容器の端部部分のクラックが発生しなくなることが分かった。
【００４０】
また、封着性の部分の先端側の部分をセラミック封止用コンパウンドのシールによって被覆するということは、封着性の部分の先端に接合している耐ハロゲン化物部分の基端部側の部分がセラミック封止用コンパウンドのシールによって被覆されるという必然的結果を伴う。このような場合、従来技術においては、耐ハロゲン化物部分の基端部側の部分とセラミック封止用コンパウンドのシールとが剥離する問題もあったが、本発明においては剥離が発生しにくくなることが分かった。
【００４１】
請求項３のい発明の高圧放電ランプは、請求項１または２記載の高圧放電ランプにおいて、端部部分内に挿入されたは、セラミックスリーブを備え；水素および酸素素ゲッタは、セラミックスリーブに支持されている；ことを特徴としている。
【００４２】
本発明は、セラミックスリーブに水素および酸素ゲッタを支持させる具体的な手段を問わないが、たとえばセラミックスリーブの外面のゲッタ支持予定部に溝を形成して、当該溝に水素および酸素ゲッタの線条を巻回することにより、支持する。しかし、ゲッタは、板状に成形してもよい。
【００４３】
セラミックスリーブに水素および酸素ゲッタを支持させても、当該ゲッタは、所期の作用を発揮する。また、上記構成により水素および酸素ゲッタの支持が容易となる。
【００４４】
また、セラミックスリーブの既述の作用は変わらない。
【００４５】
請求項４の発明の高圧放電ランプは、請求項１または２記載の高圧放電ランプにおいて、水素および酸素ゲッタは、給電導体の耐ハロゲン化物部分に支持されていることを特徴としている。
【００４６】
水素および酸素ゲッタを耐ハロゲン化物部分に支持させるには、たとえば当該ゲッタを線条にして耐ハロゲン化物部分に巻回することにより、実現することができる。さらに、ゲッタを耐ハロゲン化物部分に溶接してもよいが、巻回だけで移動しなければ、溶接しなくてもよい。
【００４７】
ゲッタは、板状などにしてもよい。
【００４８】
請求項５の発明の高圧放電ランプは、請求項４記載の高圧放電ランプにおいて、端部部分は、水素および酸素ゲッタの位置より放電空間部側であって、かつ耐ハロゲン化物部分を包囲して放電容器の端部部分内に挿入されたセラミックスリーブを備えていることを特徴としている。
【００４９】
本発明において、セラミックスリーブは、給電導体および放電容器の端部部分とセラミックスリーブとの間に、液状のハロゲン化物が侵入して最冷部となるわずかな隙間を形成する。
【００５０】
もし要すれば、上記に加えて封着性の部分の先端部および耐ハロゲン化物部分の基端部の周囲に第２のセラミックスリーブを配設することができる。この第２のセラミックスリーブは、耐ハロゲン化物部分の基端部と封着性の部分との境界部を起点とするセラミック封止用コンパウンドのシールおよびセラミック放電容器の端部部分に生じるクラックを防止するとともに、耐ハロゲン化物とセラミック封止コンパウンドのシールとの間の剥離を防止する。
【００５１】
請求項６の発明の高圧放電ランプは、請求項１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプにおいて、透光性セラミック放電容器は、スピネル構造を備えたセラミックからなることを特徴としている。
【００５２】
本発明は、スピネル構造を有するセラミックたとえばスピネルＭｇＡｌ2Ｏ4により放電容器を構成すると、セラミックが水素および酸素に対してゲッタとして作用することを本発明者は発見した。このため、放電空間中のハロゲン化物が反応する際の核となるＯＨ基が放電容器に吸収されてなくなる。このため、従来不可能であった反応性の高い発光金属を封入することも可能になる。なお、スピネル構造のセラミックを放電容器に用いると、耐ハロゲン化物部分との封着性も向上することが分かった。
【００５３】
スピネルを形成するには、アルミナに酸化マグネシウムＭｇＯを２００〜８００ｐｐｍ好ましくは約６００ｐｐｍ混合することにより、実現できる。
【００５４】
請求項７の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に装着される請求項１ないし６のいずれか一記載の高圧放電ランプと；を具備していることを特徴としている。
【００５５】
本発明は、上述した本発明の高圧放電ランプを光源として何らかの目的のために利用する全ての装置に適応するもので、これらの装置を包括的に照明装置という。たとえば、各種照明器具、表示用装置および投光装置などである。照明器具としては、屋外用および屋内用の照明器具を含む。投光装置としては、液晶プロジクタ、オーバヘッドプロジェクタ、サーチライト、移動体用ヘッドランプなどに適用することができる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００５７】
図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【００５８】
図において、１０１は放電容器、１０２はセラミックスリーブ、１０３は給電導体、１０４は電極、１０５は水素および酸素ゲッタ、１０６はセラミック封止用コンパウンドのシール、１０７はわずかな隙間である。
【００５９】
放電容器１０１は、透光性アルミナセラミックからなり、膨出部１０１ａおよび端部部分１０１ｂ、１０１ｂを備えている。
【００６０】
膨出部１０１ａは、内径１３ｍｍ、全長３５ｍｍ、肉厚約１ｍｍであり、円筒部およびその両端に位置する一対の円錐状部分からなる。
【００６１】
端部部分１０１ｂは、内径２．２ｍｍ、長さ１５ｍｍ、肉厚約１ｍｍの円筒状をなしている。
【００６２】
セラミックスリーブ１０２は、アルミナからなり、外径２ｍｍ、内径１ｍｍ、長さ１５ｍｍの円筒状をなしている。そして、セラミックスリーブ１０２の外端部から５ｍｍの位置において、周囲に幅約１ｍｍ、深さ０．３ｍｍの溝１０２ａが形成されている。
【００６３】
給電導体１０３は、封着性の部分１０３ａおよび耐ハロゲン化物部分１０３ｂからなる。
【００６４】
封着性の部分１０３ａは、外径０．９ｍｍ、長さ４ｍｍのニオブの棒からなる。
【００６５】
耐ハロゲン化物部分１０３ｂは、外径０．７ｍｍのタングステンの棒からなり、封着性の部分１０３ａの先端にレーザにより溶接されている。
【００６６】
電極１０４は、外径０．５ｍｍのタングステン線を耐ハロゲン化物部分１０３ｂの先端部に２重巻回して構成されている。
【００６７】
水素および酸素ゲッタ１０５は、外径０．５ｍｍのニオブ線からなり、セラミックスリーブ１０２の周囲に形成された溝１０２ａに３〜４ターン巻回されて支持されている。
【００６８】
セラミック封止用コンパウンドのシール１０６は、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｄｙ2Ｏ3系のガラスフリットを溶融固化してなり、放電容器１０１の端部部分１０１ｂ、セラミックスリーブ１０２および給電導体１０３の封着性の部分１０３ａを気密にシールしている。
【００６９】
そうして、耐ハロゲン化物部分１０３ｂおよびセラミックスリーブ１０２の内面の間と、セラミックスリーブ１０２の外面および放電容器１０１の端部部分１０１ｂの内面の間とにわずかな隙間１０７が形成されている。
【００７０】
また、放電容器１０１の内部に放電媒体として、始動用ガス、発光金属のハロゲン化物および緩衝用の水銀が封入されている。
【００７１】
始動用ガスは、アルゴン５０ｔｏｒｒである。
【００７２】
発光金属のハロゲン化物は、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化タリウムおよびヨウ化ナトリウムの混合物が３０ｍｇである。
【００７３】
得られた高圧放電ランプは、交流１００Ｖ電源においてランプ電力２５０Ｗで作動する。
【００７４】
本実施形態の高圧放電ランプと、ゲッタを備えない以外は上記と同一仕様である比較例の高圧放電ランプとを点灯試験した結果、１００時間の発光効率はともに９０ｌｍ／Ｗ、相関色温度４０００Ｋであったが、６０００時間経過後本実施形態は１００時間値の８５％であった。これに対して、比較例は同じく７５％であった。
【００７５】
また、ランプ電圧は、本実施形態が＋１５Ｖ以下であったが、比較例が＋２５Ｖであった。
【００７６】
次に、上記高圧放電ランプの製造方法について説明する。
【００７７】
封着性の部分１０３ａと先端部に電極１０４を装着した耐ハロゲン化物部分１０３ｂとを溶接して給電導体１０３を製作し、これをセラミックスリーブ１０２に挿入して、封着構体Ｍを構成する。
【００７８】
次に、封着構体Ｍを透光性セラミック放電容器１０１の一方の端部部分１０１ｂに挿入し、予めリング状に成形したセラミック封止用コンパウンドを放電容器１０１の端部部分１０１ｂの端面に載置して、真空または希ガス雰囲気中で加熱することにより、セラミック封止用コンパウンドを溶融させ、所定の位置まで延在させてシール１０６を形成する。
【００７９】
その後、ドライボックス内でハロゲン化物のペレットおよび水銀を他方の端部部分から放電容器１０１内へ導入してから、他方の端部部分に封着構体Ｍを挿入し、リング状に成形したセラミック封止用コンパウンドを端部部分の端面に載置して、アルゴン雰囲気中で加熱して放電容器１０１を気密に封止して、高圧放電ランプの形態を得る。
【００８０】
以上の工程で給電導体１０２の封着性の部分は完全にセラミック封止用コンパウンドのシール１０６によって包囲されている。
【００８１】
次に、６５０℃の真空雰囲気中において、高圧放電ランプを約２時間加熱する。この工程において、放電容器中のハロゲン化物のペレットは溶融して、内部に含有されていた水分が放電容器内に放出される。そして、放出された水分は水素および酸素ゲッタ１０５に吸収されるために、放電容器１０１内はクリーンナップされる。
【００８２】
なお、加熱温度が高いほど不純ガスは早く吸収されるが、加熱温度が７５０℃を超えると、セラミック封止用コンパウンドのシールが損傷を受ける恐れがあるので、実用的には６００〜７００℃が望ましい。
【００８３】
さらに、放電容器内のクリーンナップは、その後の放電による熱によっても行われる。
【００８４】
図２は、本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【００８５】
図において、図１と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００８６】
本実施形態は、給電導体１０３およびセラミックスリーブ１０２の定置が容易になるようにした点で異なる。
【００８７】
すなわち、封着性の部分１０３ａをセラミックスリーブ１０２に対して位置決めするために、セラミックスリーブ１０２に接する位置に加締め部ｋを形成している。
【００８８】
一方、放電容器１０１の端部部分１０１ｂの外端部の内面に周段部ｓを形成するとともに、セラミックスリーブ１０２の外端部の外面に周凸部ｐを形成する。
【００８９】
そうして、給電導体１０３をセラミックスリーブ１０２に挿入して、加締め部ｋがセラミックスリーブ１０２の端面に当接させる。また、セラミックスリーブ１０２を端部部分１０１ｂ内に挿入して、周凸部ｐを端部部分１０１ｂの周段部ｓに当接させる。この状態でセラミック封止用コンパウンドのシール１０６を形成して放電容器１０１を気密にする。このように構成すれば、重力により所定の位置に給電導体１０３およびセラミックスリーブ１０２を固定することができる。
なお、周段部ｓおよび周凸部ｐの係止により、セラミック封止用コンパウンドのシールの流下位置を規制することができる。
【００９０】
図３は、本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【００９１】
図において、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００９２】
本実施形態は、セラミックスリーブが２分割されている点で異なる。
【００９３】
すなわち、第１のセラミックスリーブ１０２Aはセラミック封止用コンパウンドのシール１０６に寄与し、第２のセラミックスリーブ１０２Bは耐ハロゲン化物部分１０３ｂの回りにわずかな隙間１０７を形成するのに寄与する。
【００９４】
両セラミックスリーブ１０２Aおよび１０２Bの間を利用して水素および酸素ゲッタ１０５を耐ハロゲン化物部分１０１ｂに巻回して配設している。
【００９５】
第２のセラミックスリーブ１０２Bを位置決めするためにストッパ１０８を用いている。
【００９６】
図４は、本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【００９７】
図において、図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００９８】
本実施形態は、封着性の部分がニオブキャップ１０３ａ’から構成されている点で異なる。
【００９９】
すなわち、端部部分１０１ｂとニオブキャップ１０３ａ’との間にセラミック封止用コンパウンドのシール１０６が形成されて放電容器１０１は気密になっている。
【０１００】
また、水素および酸素ゲッタ１０５は、耐ハロゲン化物部分１０３ｂの基端部に巻回されている。耐ハロゲン化物部分１０３ｂの中間部がセラミックスリーブ１０２Cに挿入され、水素および酸素ゲッタ１０５とストッパ１０８との間に固定されている。このセラミックスリーブ１０２Cはわずかな隙間１０７を形成している。
【０１０１】
図５は、本発明の高圧放電ランプの第５の実施形態を示す正面図である。
【０１０２】
図において、１０９は発光管、１１０は支持導体、１１１は支持バンド、１１２は絶縁チューブ、１１３は導体枠、１１４はフレアステム、１１５は外管、１１６は口金、１１７は導線である。
【０１０３】
発光管１０９は、図１に示す実施形態と同一構造の高圧放電ランプである。
【０１０４】
支持導体１１０は、発光管１０９の図において上方の封着性の部分１０３ａに溶接されて発光管１０９を支持するとともに、電流を導入する。
【０１０５】
支持バンド１１１は、絶縁チューブ１１２を介して発光管１０９の図において下方の封着性の部分１０３ａを絶縁的に支持している。
【０１０６】
導体枠１１３は、発光管１０９の外側に間隔をおいて配置され支持導体１１０および支持バンド１１１の両端部を溶接して支持し、上端部には弾性接触片１１３ａ、１１３ａを備えている。
【０１０７】
フレアステム１１４は、一対の内部リード線１１４ａ、１１４ｂを備え、その一方の内部リード線１１４ａに導体枠１１３の図において下端を溶接して発光管１０９を所定の位置に支持している。他方の内部リード線１１４ｂは、導線１１６を介して発光管１０９の図において下方の封着性の部分に接続している。
【０１０８】
外管１１５は、円筒状のＴ形バルブからなり、図において下部のネック部にフレアステム１１４を封着して以上説明した各部材を内部に気密に収納している。なお、導体枠１１３の接触片１１３ａは、外管１１５の先端部近傍の内面に弾性的に接触し、外部から印加される衝撃に対して、導体枠１１３を保護し、かつ外管１１５に対して所定の位置に保持する。また、外管１１５内は、排気されて真空状態にされるか、排気後不活性ガスを封入される。
【０１０９】
口金１１６は、外管１１５のネック部に固着されるとともに、フレアステム１１４の一対の内部リード線に電気的に接続されている。
【０１１０】
なお、図示しないが、外管１１５内には、イニシャルゲッタおよびパーフォーマンスゲッタを配設必要に応じて配設する。
【０１１１】
そうして、以上説明した本発明の第５の実施形態の高圧放電ランプは、一般照明用として使用することができる。
【０１１２】
図６は、本発明の照明装置の一実施形態における天井埋込形ダウンライトを示す断面図である。
【０１１３】
図において、１１８は高圧放電ランプ、１１９はダウンライト本体である。
【０１１４】
高圧放電ランプ１１８は、図５に示す構造のものと同一構造である。
【０１１５】
ダウンライト本体１１９は、基体１１９ａ、ソケット１１９ｂおよび反射板１１９ｃなどを備えている。
【０１１６】
基体１１９ａは、天井に埋め込まれるために、下端に天井当接縁ｅを備えている。
【０１１７】
ソケット１１９ｂは、基体１１９ａに装着されている。
【０１１８】
反射板１１９ｃは、基体１１９ａに支持されているとともに、高圧放電ランプ１１８の発光中心がそのほぼ中心に位置するように包囲している。
【０１１９】
【発明の効果】
請求項１ないし６の各発明によれば、給電導体の水素および酸素透過性材料からなる封着性の部分をセラミック封止用コンパウンドのシールで透光性セラミック放電容器の端部部分に封着し、かつ封着性の部分の先端に基端部が接続している耐ハロゲン化物部分の当該基端部近傍に水素および酸素ゲッタを配設したことにより、水素および酸素ゲッタを最適な作動温度に維持しやすく、したがって良好なゲッタ作用を発揮するから、透光性セラミック放電容器に封着される給電導体の封着性の部分に水素および酸素ゲッタと同一材質のものを使用していても、当該部分がゲッタとして作用しないので、封着性の部分が水素およびまたは酸素を吸収して延性および展性を失い、脆化することがなく、セラミック封止用コンパウンドに対して緩衝作用を継続的に行う高圧放電ランプを提供することができる。
【０１２０】
請求項２の発明によれば、加えて封着性の部分の先端部側の部分をセラミックスリーブによって包囲したことにより、封着性の部分の先端部と耐ハロゲン化物部分の基端部との境界部を起点とするセラミック封止用コンパウンドおよび放電容器の端部部分のクラックが発生しにくく、また耐ハロゲン化物部分の基端側の部分とセラミック封止用コンパウンドとの剥離が生じにくい高圧放電ランプを提供することができる。
【０１２１】
請求項３の発明によれば、加えて水素および酸素ゲッタを端部部分のセラミックスリーブに支持させたことにより、水素および酸素ゲッタの支持が容易な高圧放電ランプを提供することができる。
【０１２２】
請求項４の発明によれば、加えて水素および酸素ゲッタを耐ハロゲン化物部分に支持させたことにより、セラミックスリーブを用いない場合に好適な高圧放電ランプを提供することができる。
【０１２３】
請求項５の発明によれば、加えて水素および酸素ゲッタの位置より放電空間側の耐ハロゲン化物部分の周囲にセラミックスリーブを配設したことにより、わずかな隙間を耐ハロゲン化物部分の周囲に形成しやすい高圧放電ランプを提供することができる。
【０１２４】
請求項６の発明によれば、加えてセラミック放電容器をスピネル構造を備えたセラミックによって形成したことにより、セラミックが水素および酸素を吸収するため、ゲッタとして作用する高圧放電ランプを提供することができる。
【０１２５】
請求項７の発明によれば、請求項１ないし６の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示す要部拡大断面図
【図２】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示す要部拡大断面図
【図３】本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示す要部拡大断面図
【図４】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示す要部拡大断面図
【図５】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示す正面図
【図６】本発明の照明装置の一実施形態における天井埋込形ダウンライトを示す断面図
【図７】従来の高圧放電ランプを示す拡大断面図
【符号の説明】
１０１…放電容器
１０１ａ…膨出部
１０１ｂ…端部部分
１０２…セラミックスリーブ
１０２ａ…溝
１０３…給電導体
１０３ａ…封着性の部分
１０３ｂ…耐ハロゲン化物部分
１０４…電極
１０５…水素および酸素ゲッタ
１０６…セラミック封止用コンパウンドのシール
１０７…わずかな隙間
【図１】
0004111570.tif 000002
【図２】
0004111570.tif 000003
【図３】
0004111570.tif 000004
【図４】
0004111570.tif 000005
【図５】
0004111570.tif 000006
【図６】
0004111570.tif 000007
【図７】
0004111570.tif 000008