(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電空間を成す拡径した胴部の少なくとも端部と、該胴部の端部から外方に突出させて設けた細径の電極挿入部とを一体に形成し、全体を透光性セラミックにより形成した高圧放電灯用発光容器であって、
前記胴部と電極挿入部の境界端部内側にＲを設け、該Ｒ値を、０．０１〜３．０ｍｍとすると共に、前記透光性セラミックに添加される添加物が、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、及びランタノイド系希土類酸化物の少なくとも１種類以上からなり、
前記胴部の内側表面の前記添加物濃度を肉厚中央付近の添加物濃度の２分の１以下としたことを特徴とする高圧放電灯用発光容器。
【請求項２】
胴部の内表面の表面粗さＲｍａｘを０．０１から０．４μｍとしたことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯用発光容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧ナトリウムランプやメタルハライドランプ等の高圧放電灯に使用する透光性セラミックスから成る発光容器に関し、特に電極挿入部と放電空間を形成する胴部の少なくとも端部とを一体成形して形成される高圧放電灯用発光容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電空間が例えば略楕円形状に中央部を拡径して形成された透光性セラミックスから成る発光容器を使用した放電灯は、ランプ効率の面から有利であるため、特にそれが重視される用途において使用されている。このような発光容器は図５に示すような構造、即ち放電空間を形成する略楕円形状の胴部１０を中央に有し、その長径方向両端部に電極挿入部としてキャピラリ管１１を互いに対向する向きに一体成形して形成されている。そして、放電空間に発光物質や始動ガスを封入した後、キャピラリ管１１に電極を挿入すると共に封止して放電灯を形成している。
このような形状の発光容器は、鋳込み成形法、ブロー又は真空成形法にて成形されたものを加工〜焼成して作製している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記胴部１０とキャピラリ管１１とを一体成形した発光容器は、その製法上、胴部１０とキャピラリ管１１の内側境界端部１２は比較的大きなＲを有することになり、電極を挿入してランプを組み立てた際に電極と発光容器の間に大きな空間ができていた。点灯中この部分は放電部から距離があるため比較的温度が低く、この部分の発光物質は気相になることができず、液相のまま滞留する。そのため、ランプ内で発光に寄与する発光物質の比率が変化して発色変化を引き起こしやすいし、点灯中、それらの発光物質は液相のまま高温に曝されるため、発光容器の腐蝕が進み、長寿命化への阻害要因となっていた。
【０００４】
また、発光容器の直線透過率は表面粗さＲｍａｘに依存するため、できるだけＲｍａｘが小さい方が有利である。ところが、発光容器表面のうち、内表面の表面粗さは研磨により制御可能であるが、工程が複雑であり合理的ではない。また、研磨することで、ハライドに対してアルミナより弱いとされる例えばＭｇＯやＬａ２Ｏ３等の添加物が内表面に現れてしまうため、良好な放電特性を維持する点で不利であった。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電極挿入部と胴部の少なくとも端部を一体成形してなる発光容器を使用した高圧放電灯の光色変化を少なくし、また寿命を延ばすことが可能な高圧放電灯用発光容器を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、放電空間を成す拡径した胴部の少なくとも端部と、該胴部の端部から外方に突出させて設けた細径の電極挿入部とを一体に形成し、全体を透光性セラミックにより形成した高圧放電灯用発光容器であって、前記胴部と電極挿入部の境界端部内側にＲを設け、該Ｒ値を、０．０１〜３．０ｍｍとすると共に、前記透光性セラミックに添加される添加物が、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、及びランタノイド系希土類酸化物の少なくとも１種類以上からなり、前記胴部の内側表面の前記添加物濃度を肉厚中央付近の添加物濃度の２分の１以下としたことを特徴とする。
このように、腐食し易い胴部と電極挿入部の境界端部に設けたＲ値を小さく規定することで、液相のままの発光物質の滞留が少なくなりランプの長寿命化を図ることができるし、光色変化を小さくできる。この場合、特にＲ値は０．１〜１．０ｍｍが好適であり、このようなＲ値を有する発光管はロストワックス法に粉末プレス成形法、押し出しプレス成形法、凍結成形法、射出成形法、或いはゲル化成形法を適用することで作製できる。
なお、発光管の成形体を焼成する工程において、セラミックスに添加されている添加物は、その拡散或いは飛散作用により表面の濃度が減少する。この特性を利用することで表面の添加物濃度を肉厚内部に比べて２分の１以下にできる。そうすることで、発光物質のハライド等と添加物との反応も抑制でき、良好な放電特性を維持できる。
また添加物により、アルミナに代表されるセラミック母相の異常粒成長を抑制できると共に、均一な粒成長を生起でき、表面粗さＲｍａｘを好適な値に容易に抑制できる。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、胴部の内表面の表面粗さＲｍａｘを０．０１から０．４μｍとしたことを特徴とする。
こうすることで、胴部の透光性を良好なものとすることができ、且つハライドとの反応も抑制され、良好な放電特性を維持できる。特に表面粗さＲｍａｘは０．０１μｍから０．１μｍが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る高圧放電灯用発光容器の一例を示す断面説明図であり、中央に放電空間を形成する略楕円形状に拡径した胴部１を有し、その左右端部は窄められて電極挿入部である細径のキャピラリ部２が突設されている。このキャピラリ部２には先端に放電電極を設けた棒状の電流導体（図示せず）が挿入され、封止固定される。
【００１０】
この発光容器はアルミナを主成分として添加物に例えばＭｇＯを加えて成形され、焼成後透光性を有するよう形成されている。各部の寸法の一例を示すと、胴部１の外径Ｄ１が１４．８ｍｍ、内径Ｄ２が１３．０ｍｍ、長さＬ１が２５．５ｍｍ、また発光管の全長Ｌ２が５５．７ｍｍである。また、内表面の表面粗さＲｍａｘは０．２μｍで形成され、胴部１とキャピラリ部２の内部境界端部３は部分拡大図に示すように１．０ｍｍのＲが設けられている。
このようなＲ値を有する一体成形による発光容器の形成は、ロストワックス法に粉末プレス成形法、押し出しプレス成形法、凍結成形法、射出成形法、或いはゲル化成形法を適用することで形成することができる。
【００１１】
このように、腐蝕し易い胴部と電極挿入部の境界端部を比較的小さなＲ値とすることで、液相のままの発光物質の滞留空間が小さくなり、腐蝕の侵攻を抑えることができ、ランプの長寿命化を図ることができる。また、滞留量を減少させることで、光色変化のばらつきも従来例えば６００Ｋであったのに対して、４５０Ｋ（ケルビン）と小さくできる。
また、アルミナに上記添加物を加えることで、アルミナを主成分とするセラミック母相の異常粒成長を抑制して均一な粒成長を生起でき、直線透過率を上げることができる。但し、表面粗さＲｍａｘは０．０１μｍから０．４μｍの範囲が透光性及び強度の点で好ましく、添加物は、ＭｇＯ以外にＳｃ２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、或いはランタノイド系希土類酸化物でも良く、それらを組み合わせて添加しても良い。
更に、発光管の成形体を焼成する工程において、セラミックスに添加されている添加物は、その拡散或いは飛散作用により表面の濃度が減少する。この特性を利用することで表面の添加物濃度を肉厚内部に比べて２分の１以下にでき、そうすることで、発光物質のハライド等と添加物との反応も抑制でき、良好な放電特性を維持できる。
【００１２】
尚、Ｒ値は０．０１ｍｍより小さいと、熱衝撃試験においてクラック発生頻度が上がるため、端部に欠けが発生し易くなるし、３．０ｍｍを越えると従来の発光管のように発光物質が溜まりやすく寿命増の効果が得られなくなるので、０．０１から３．０ｍｍが好ましく、特に０．１〜１．０ｍｍの範囲が好適である。因みに熱衝撃試験方法は、大気中にて熱した発光容器を水中に投入するもので、クラックが発生したときの投入前発光容器温度−水温＝ΔＴ（℃）として、このΔＴ（℃）が高いほど耐熱衝撃性に優れているとする。
Ｒ≧０．０１であれば１０／１０がΔＴ（℃）＝１９０であったが、
Ｒ＝０でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１７０
Ｒ＝０．００３でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１８０
Ｒ＝０．００５でｎ＝３／１０がΔＴ（℃）＝１８０、
ｎ＝７／１０がΔＴ＝１９０
Ｒ＝０．０５でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１９０
Ｒ＝０．１でｎ＝３／１０がΔＴ（℃）＝１９０、
ｎ＝７／１０がΔＴ（℃）＝２００となった。
これは、点灯／消灯の繰り返しによる耐熱衝撃性にも関係し、寿命と相関性がある。
【００１３】
図２は本発明の他の形態を示す発光容器の断面説明図であり、発光容器を中央で分割して成形し、同一形状の２つの成形体５，５を連結して形成してある。このように形成しても、上記実施の形態の如く表面添加物濃度を良好に、また境界端部のＲ値を最適値に形成できる。また、このように２分割する場合、射出成形や鋳込み成形により容易に成形できる。
【００１４】
図３は本発明の更に他の形態を示す発光容器の断面説明図であり、放電空間を略円筒形としている。図示するように、発光空間を形成する胴部６は楕円形状で無くても良い。このような形状であっても、キャピラリ部７と胴部端部とが一体成形され、更にキャピラリ部７と胴部６との内部境界端部８に所定のＲ値を設けて形成することで、ランプ寿命を延ばすことができる。
【００１５】
尚、胴部と電極挿入部の境界端部内側に形成したＲ形状は、図４の部分断面説明図に示すように、放電空間中央に向けて突出させて形成しても良く、このような形状としても上記実施形態と同様に液体のままの発光物質の対流を少なくでき、ランプの長寿命化を図ることができる。
また、放電空間の左右双方の隅部のうち、上記Ｒを設ける部位は一方のみであってもよく、発光容器を立設して使用する場合は底部となる一方に発光物質が溜まりやすいため、下方となる一方のみ上記Ｒ値で形成しても良い。更に、上記実施の形態では、全体を一体成形した場合、左右２分割した場合を示しているが、胴部端部から電極挿入部にかけた内部径の大きく変化する部位を一体に形成したものであれば、本発明の構成は良好に作用し、ランプ寿命を延ばすことができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ランプの長寿命化を図ることができるし、光色変化を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高圧放電灯用発光容器の実施の形態の一例を示す断面説明図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は部分拡大図である。
【図２】本発明の他の形態を示す断面説明図である。
【図３】本発明の他の形態を示す断面説明図である。
【図４】本発明の他の形態を示す部分断面説明図である。
【図５】従来の高圧放電灯用発光容器の断面説明図である。
【符号の説明】
１・・胴部、２・・キャピラリ部、３・・境界端部、５・・成形体、６・・胴部、７・・キャピラリ部、８・・境界端部。
【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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