CN101150035A

CN101150035A - 高压放电灯、高压放电灯点灯装置以及照明装置

Info

Publication number: CN101150035A
Application number: CNA2007101516281A
Authority: CN
Inventors: 上村幸三; 鎌田博士; 石田正纯; 本间卓也
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2008-03-26

Abstract

本发明的高压放电灯，具备包括包围部及筒部的透光性陶瓷放电容器，所述包围部由透光性陶瓷构成，所述筒部是与所述包围部相连接，且由密封预定部的最邻近区域具有50μm或50μm以下的平均结晶粒径的透光性陶瓷构成，并且所述筒部的直径小于所述包围部。电流导入导体插入在所述透光性陶瓷放电容器的筒部内，且由至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部而密封着。电极在所述透光性陶瓷放电容器内连接于所述电流导入导体而配置着。放电介质封入至所述透光性陶瓷放电容器内。

Description

高压放电灯、高压放电灯点灯装置以及照明装置

本申请案是基于且主张2006年9月22日申请的先前的日本专利申请案第2006-257669号、2006年9月25日申请的先前的日本专利申请案第2006-259818号、2006年9月25日申请的先前的日本专利申请案第2006-259819号、2006年9月25日申请的先前的日本专利申请案第2006-259820号以及2006年12月22日申请的先前的日本专利申请案第2006-346706号的优先权的益处，各申请案的全文以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明是关于一种具备透光性陶瓷放电容器的高压放电灯、使用此高压放电灯的高压放电灯点灯装置以及照明装置。

背景技术

先前的具备透光性陶瓷放电容器(translucent ceramics dischargevessel)的高压放电灯具有利用电流导入导体(current introducingconductor)来密封所述放电容器的构造。所述密封提出有各种形态，其中，最为普及的是使用玻璃粉(glass frit)的形态(例如日本专利特开平6-196131号公报)。

然而，在所述专利公报中记载的使用玻璃粉来密封透光性陶瓷放电容器的情况下，由于玻璃粉的耐热性不充分，所以为了获得灯的寿命特性，必须抑制密封部的温度。结果，采用了以下结构。

(1)使直径小于包围部的筒部从划分出放电容器的放电空间的包围部(surrounding part)的两端向包围部的轴方向延伸而形成。

(2)减小筒部壁的负荷。

由于采用如上所述的结构，产生以下问题。

由于如所述(1)的结构般增长了筒部，因此放电灯的全长变长。随此，进而派生出以下问题。

(a)筒部变得容易折损。

(b)须封入的卤化物等的放电介质(discharge medium)的封入量与短的筒部相比必须为数倍或数倍以上，根据情况为10倍或10倍以上。结果，容易产生成本上升，因放电介质的稳定性、由放电介质放出的杂质气体增加而导致的起动性下降，白浊，黑化以及电极损耗等。

由于所述(2)的实施会导致温度降低，因此无法充分进行卤化物的蒸发，从而无法提高蒸气压。其结果会导致难以将发光效率提高到所需的程度为止。而且，难以使用发光特性良好但反应性高的卤化物。

由于这样的情况，在作为本申请人的申请案的日本专利特开2007-115651中揭示了如下的高压放电灯：利用容器材料的陶瓷的熔接，将电流导入导体密封在透光性陶瓷放电容器的开口部。然而，根据本发明者们随后的研究发现，此发明有时会在容器材料的陶瓷熔融固化之前因热冲击而产生龟裂，从而难以高良率地获得具有良好密封部的放电灯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压放电灯以及具备此高压放电灯的高压放电灯点灯装置、照明装置，所述高压放电灯是利用对透光性陶瓷放电容器的筒部进行加热熔融而使其熔接于插入至此筒部内的电流导入导体的构造，实现了高可靠性以及高稳定性的密封部。

根据本发明的第1方面(first aspect)，提供一种高压放电灯(ahigh-pressure discharge lamp)，包括：

具备包围部(surrounding part)及筒部(tube)的透光性陶瓷放电容器(trans lucent ceramics discharge vessel)，所述包围部由透光性陶瓷(trans lucent ceramics)构成，所述筒部是与所述包围部相连接，且由密封预定部的最邻近区域具有50μm或50μm以下的平均结晶粒径的透光性陶瓷构成，并且所述筒部的直径小于所述包围部；

电流导入导体(current introducing conductor)，插入至所述透光性陶瓷放电容器的筒部内，且由至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解(fusion)所形成的密封部(sealing portion)而密封着；

电极，在所述透光性陶瓷放电容器内，连接于所述电流导入导体而配置着；以及

放电介质(discharge medium)，封入至所述透光性陶瓷放电容器内。

根据本发明的第2方面(second aspect)，提供一种高压放电灯，包括：

具有包围部及筒部的透光性陶瓷放电容器，所述筒部是与所述包围部连接且直径小于所述包围部；

电流导入导体，插入至所述透光性陶瓷放电容器的筒部内，且由至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解(fusion)所形成的密封部而密封着；

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

形成所述密封部的所述筒部与所述电流导入导体的导热系数差为75W/m·K或75W/m·K以下。

根据本发明的第3方面(third aspect)，提供一种高压放电灯，包括：

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

形成所述密封部的所述筒部与所述电流导入导体的线膨胀系数差为4ppm或4ppm以下。

根据本发明的第4方面(fourth aspect)，提供一种高压放电灯，包括：

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

形成所述密封部的所述筒部与所述电流导入导体的导热系数差为75W/m.K或75W/m.K以下，且形成所述密封部的所述筒部与所述电流导入导体的线膨胀系数差为4ppm或4ppm以下。

根据本发明的第5方面(fifth aspect)，提供一种高压放电灯，包括：

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

在将最邻近所述密封部的所述筒部的剖面积设为S_T、将最邻近所述密封部的所述电流导入导体的剖面积设为S_W时，比S_W/S_T满足0.037～0.363。

根据本发明的第6方面(sixth aspect)，提供一种高压放电灯，包括：

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

在将所述密封部的最大外径设为Φ_S、将所述密封部的长度设为L_S、将最邻近所述密封部的所述筒部的外径设为Φ_T时，比Φ_S/Φ_T满足1～2，且比L_S/Φ_T满足1～3。

根据本发明的第7方面(seventh aspect)，提供一种高压放电灯点灯装置(a high-pressure discharge lamp operating apparatus)，包括：

所述第1方面～第6方面中任一方面所述的高压放电灯；以及

点亮所述高压放电灯的点灯电路(lighting circuit)。

根据本发明的第8方面(eighth aspect)，提供一种照明装置(anilluminating apparatus)，包括：

照明装置本体(an illuminating apparatus main body)；

配置在所述照明装置本体中的所述第1方面～第6方面中任一方面所述的高压放电灯；以及

点亮所述高压放电灯的点灯电路。

附图说明

图1是表示作为本发明第1实施形态的高压放电灯的汽车前照灯用金属卤化物灯的整体的前视图。

图2是图1的发光管的放大剖面图。

图3A、图3B是表示图1的筒部外表面的多晶氧化铝陶瓷的结晶粒径的电子显微镜放大照片。

图4A、图4B、图4C、图4D分别是用于本发明第1实施形态的高压放电灯的具有各种形状的透光性陶瓷放电容器的剖面图。

图5是表示本发明第7实施形态的高压放电灯点灯装置的方块电路图。

图6是表示作为本发明第8实施形态的照明装置的汽车前照灯的概略侧视图。

图7是表示高压放电灯中的透光性陶瓷放电容器的筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径与耐压力的关系的图表。

图8是用来说明装入至高压放电灯中的透光性陶瓷放电容器的各部分的尺寸关系的剖面图。

图9是沿着与图8的透光性陶瓷放电容器的轴方向成直角方向的剖面图。

图10是说明筒部的有效长度L与筒部的外径D₀之比L/D₀、与放电介质的封入量的关系的图表。

图11是说明透光性陶瓷放电容器的筒部的内径D_I与高压放电灯的筒部的壁度t之比D_I/t、与放电介质的封入量的关系的图表。

图12是用来说明实施例8的高压放电灯的透光性陶瓷放电容器的制作的剖面图。

图13是表示利用激光照射对密封预定部进行加热时的经过时间与激光的相对输出的关系的图表。

图14是用来说明实施例9的高压放电灯的透光性陶瓷放电容器的制作的剖面图。

图15是用来说明实施例10的高压放电灯的透光性陶瓷放电容器的制作的剖面图。

图16是表示密封部中的透光性陶瓷放电容器的筒部及电流导入导体的导热系数差与可加热的最小径、陶瓷熔融部与相对向的电流导入导体部位的温度差及电流导入导体的电阻值的关系的图表。

图17是表示密封部中的透光性陶瓷放电容器的筒部及电流导入导体的线膨胀系数差，与伴随着密封的龟裂产生率及电流导入导体的电阻值的关系的图表。

图18是表示本发明的实施例14的高压放电灯的剖面图。

图19是图18的密封部的剖面透视图。

图20是表示剖面积比S_W/S_T与龟裂产生率及电力损耗产生率的关系的图表。

图21是表示针对改变了密封部的最大外径Φ_S、密封部的长度L_S及最邻近密封部的筒部的外径Φ_T后制作出的高压放电灯进行了点灯测试的结果的图表。

1：透光性陶瓷放电容器 1a：包围部

1b：筒部 1c：放电空间

2：电流导入导体 3：电极

3a：金属陶瓷棒 3b：Mo棒

11：前照灯本体 11a：反射镜

11b：透镜 12：高压放电灯点灯装置

12A：主点灯电路 12B：启动器

13、MHL：汽车前照灯用金属卤化物灯 B：灯头

BUT：升压斩波器 CS：平均结晶粒径

DC：直流电源 D_I：筒部的内径

D₀：筒部的外径 FBI：全桥型逆变器

G：间隙 IG：点火器

IT：发光管 L：基准直线

L1、L2：导线 LB：YAG激光束

L_S：密封部的长度 OT：外管

SP：密封部 S_T：筒部的剖面积

S_W：电流导入导体的剖面积 T：绝缘软管

T：壁厚 t1：灯头端子

Φ_S：密封部的最大外径 Φ_T：筒部的外径

具体实施方式

以下，详细说明本发明实施形态的高压放电灯、高压放电灯点灯装置以及照明装置。

(第1实施形态)

第1实施形态的高压放电灯具备透光性陶瓷放电容器，此透光性陶瓷放电容器具备包围部及筒部，所述包围部由透光性陶瓷构成，所述筒部是与所述包围部相连接，且由密封预定部的最邻近区域具有50μm或50μm以下的平均结晶粒径的透光性陶瓷构成，且所述筒部的直径小于所述包围部。此放电容器在内部相对于外部气密地形成放电空间。电流导入导体插入至透光性陶瓷放电容器的筒部内，由至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部而密封着。电极在透光性陶瓷放电容器内连接于电流导入导体而配置着。放电介质封入至透光性陶瓷放电容器内。

以下，详细叙述所述透光性陶瓷放电容器、电流导入导体、电极以及放电介质。

[透光性陶瓷放电容器]

透光性陶瓷放电容器中的透光性，是指可以使由放电产生的光透射而导出到外部的程度下的光透过性，不仅是透明，也可以是光扩散性。而且，只要形成放电容器的至少放电空间的部位具有透光性即可。例如，当具备所述部位以外的附属构造时，此部分也可以具有遮光性。

透光性陶瓷放电容器是由以下物质所制作，即：例如蓝宝石之类的单晶金属氧化物；例如半透明的气密性铝氧化物(具体而言是透光性多晶氧化铝陶瓷(polycrystalline alumina ceramics))、钇铝石榴石(YttriumAluminum Garnet，YAG)、氧化钇(Yttrium Oxide，YOX)之类的多晶金属氧化物；或者例如具有光透过性及耐热性的铝氮化物(AlN)之类的多晶非氧化物。尤其，透光性多晶氧化铝陶瓷可工业量产而能相对较容易获得，因此，优选用作透光性陶瓷放电容器的材料。

透光性陶瓷放电容器的包围部的内部，即，放电空间允许制成适当的形状，例如球状、椭圆球状、大致圆柱状等形状。放电空间的容积可以根据高压放电灯的额定功率、电极间距离等来选择各种值。例如，在液晶投影机(liquid-crystal projector)用灯的情况下，所述放电空间的容积可以设为0.5cc或0.5cc以下。在汽车前照灯用灯的情况下，所述放电空间的容积可以设为0.05cc或0.05cc以下。而且，在一般照明用灯的情况下，所述放电空间的容积也可以根据额定功率来任意设为1cc以上或1cc以下。

在与透光性陶瓷放电容器的包围部相连通的筒部内插入着电流导入导体，在所述筒部的密封预定部加热熔融时，所述筒部与电流导入导体协同作用而形成密封部，由此，筒部发挥密封透光性陶瓷放电容器的功能。筒部也可以发挥将放电介质封入至透光性陶瓷放电容器即包围部内部的功能。

为了实现封装一对电极的结构，陶瓷放电容器的筒部的数量设为两个，但允许根据所配设的电流导入导体的数量而设为1个或者3个或3个以上。为了封装一对电极而配设两个开口部时，各筒部分别配设在彼此隔开的位置上。优选的是沿着轴而对向隔开。此外，构成筒部的陶瓷也可以具有遮光性。

透光性陶瓷放电容器的筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为50μm或50μm以下，优选的是30μm或30μm以下。即，包括为了密封而熔融之前的密封预定部及其最邻近区域在内的平均结晶粒径为50μm或50μm以下，优选的是30μm或30μm以下。此外，筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径例如可以通过利用电子显微镜来观察所述区域的外表面而测定。

通过这样将包含密封预定部的区域的平均结晶粒径设为50μm或50μm以下，从而在使筒部的陶瓷熔融密封时，使得筒部与电流导入导体的融合性良好。而且，在通过熔融而密封了筒部与电流导入导体后进行冷却时，能抑制密封部及其附近的龟裂的产生。尤其，通过将平均结晶粒径设为1μm或1μm以下，从而能够有效地减少熔解密封时的龟裂的产生。进而，通过将平均结晶粒径设为0.5μm或0.5μm以下，从而能够基本上避免熔解密封时的龟裂的产生。因此，较理想的是，筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为0.1～30μm，更优选的是0.5～20μm。

在透光性陶瓷放电容器中，平均结晶粒径为50μm或50μm以下的部位可以仅仅是筒部，也可以是与筒部连接的包围部的一部分，进而也可以是整个放电容器。

筒部的长度并无特别限定，可以是易于通过筒部的陶瓷的熔融来形成与电流导入导体之间的密封部的长度。此外，筒部的长度可以明显短于先前的使用烧结玻璃(frit glass)来进行密封时的筒部长度。具体而言，在额定功率为800W或800W以下时筒部具有10mm或10mm以下的长度，在额定功率为100W或100W以下时，筒部具有7mm或7mm以下的长度。

为了密封透光性陶瓷放电容器而使筒部陶瓷熔融的手段并无特别限定。例如，如果将筒部的陶瓷加热到其熔融温度或熔融温度以上的温度，则可以使陶瓷熔融，从而融合在插入至筒部内的电流导入导体的表面。在加热后对融合之处进行冷却，从而使得陶瓷固化，使得电流导入导体密封于筒部，且筒部得到密封。对筒部的陶瓷进行加热的机构，例如可以使用激光或者带反射镜的卤素灯泡等热线投射型局部加热机构、感应加热机构以及电炉等。此外，激光例如可以使用YAG激光、CO₂激光等。

在使用热线投射型局部加热机构来对筒部的密封预定部的圆周进行加热时，如果使局部加热机构相对于密封预定部而位于规定的隔开位置，例如预定部的侧方，并一边使局部加热机构运转，一边使透光性陶瓷放电容器的筒部及局部加热机构中的任一个或两者旋转，则可以均匀地对筒部的圆周进行加热。此外，如果从筒部的延伸方向(例如轴方向)照射激光、在固定配置的筒部周围配置多个局部加热机构、使局部加热机构在筒部的周围旋转、或者配设包围筒部圆周的加热机构，则也可以在静止状态下对透光性陶瓷放电容器进行加热。

这样，通过对密封预定部进行加热而主要使筒部的陶瓷熔融并熔接于电流导入导体，从而形成密封部。所述密封部多为电流导入导体的成分固熔后成为固熔体。优选的密封部是例如密封部的外表面的平均结晶粒径大于非密封部的外表面的平均结晶粒径。这种形态的密封部，由于在整个或一部分熔融部进行结晶成长，最终结晶方向变得无规则(random)，因此可以提高耐热性以及机械强度。因此，可以改善对点亮灯时产生的热冲击(heat shock)所造成的耐破损性及耐泄漏性。

所述透光性陶瓷放电容器例如可以利用以下方法来制作。

使包围部及与其连通的筒部一体成形来制作透光性陶瓷放电容器。

使多个构成构件接合或嵌合来制作透光性陶瓷放电容器。例如分别对包围部以及如筒部之类的附属构造进行预烧结后根据需要进行接合，并对整体进行烧结，以此来制成一体的透光性陶瓷放电容器。而且，也可以分别对筒状部分及端板部分进行预烧结后进行接合，并对整体进行烧结，以此来形成一体化的包围部，从而制作透光性陶瓷放电容器。

[电流导入导体]

电流导入导体对电极施加电压而向电极提供电流，且与筒部协同作用而发挥密封透光性陶瓷放电容器的功能。所述电流导入导体插入至透光性陶瓷放电容器的筒部内部的前端侧部分与电极相连接，且底端侧露出在透光性陶瓷放电容器的外部。此处，所谓露出在透光性陶瓷放电容器的外部是指，在可以从外部进行供电的程度下，面向外部，从透光性陶瓷放电容器向外部突出或未向外部突出均可。

电流导入导体例如是由密封性金属或金属陶瓷(cermet)制作的。密封性金属可以使用热膨胀系数与放电容器的筒部的透光性陶瓷的热膨胀系数近似的导电性金属，例如铌(Nb)、钽(Ta)、钛(Ti)、锆(Zr)、铪(Hf)、钒(V)、铂(Pt)、钼(Mo)以及钨(W)等金属。其中，当使用多晶氧化铝陶瓷等铝氧化物来作为透光性陶瓷放电容器的材料即透光性陶瓷时，由于铌及钽的平均热膨胀系数与铝氧化物的平均热膨胀系数大致相同，所以可以优选用于密封。钼的平均热膨胀系数与所述铝氧化物的平均热膨胀系数近似，所以同样也可以优选用于密封。当使用作为透光性陶瓷的氧化钇及YAG时，铌、钽或钼的平均热膨胀系数与所述氧化钇及YAG的平均热膨胀系数之差也较小，因此也优选。当将氮化铝用于透光性陶瓷放电容器时，优选锆。

金属陶瓷是陶瓷与金属的混合烧结体，例如陶瓷可以使用氮化铝陶瓷，金属可以使用由从所述群中选择的至少1种金属，例如钼或钨构成的金属。

电流导入导体允许接合多个材料部分而形成。例如，可以是以下结构：由从所述群中选择的金属来构成一部分，且在轴方向上将金属陶瓷接合到所述金属部上，或者在与轴正交的圆周方向上将金属陶瓷接合到所述金属部上。这样电流导入导体的至少一部分使用金属陶瓷的情况下，如果利用金属陶瓷的部位来密封透光性陶瓷放电容器的筒部与电流导入导体，则在利用筒部陶瓷的熔融进行密封时，陶瓷的温度容易上升，因此可以形成更良好的密封部。

优选的是，电流导入导体的密封于透光性陶瓷放电容器的部分的金属陶瓷至少包含铌(Nb)、钼(Mo)及钨等金属成分以及氮化铝、YAG及氧化钇等陶瓷成分，且金属成分的含有比率为5～60wt％。通过将金属成分的含量设为60wt％或60wt％以下，可以使具有所述金属陶瓷的电流导入导体的热膨胀系数近似于透光性陶瓷放电容器的热膨胀系数。因此，与透光性陶瓷放电容器直接接触于钼的情况相比，可以改善对点亮高压放电灯时的热冲击的耐破损性以及耐泄漏性。

具有这种组成的金属陶瓷部的电流导入导体，在利用加热机构对密封预定部进行加热时，一般透光性陶瓷放电容器中难以产生热吸收，而金属陶瓷部表面热吸收增大。其结果，电流导入导体的金属陶瓷部表面得到加热从而温度上升，进而，热传导至透光性陶瓷放电容器的筒部，从而使得密封预定部熔融。

而且，根据其他观点，优选的是，用于电流导入导体的金属陶瓷中金属成分的含有比率为50～80wt％。即，在重视金属陶瓷的导电性的情况下，如果将金属成分的含有比率设在所述范围内，则可以获得具有充分导电性的电流导入导体。由于可以缩小具有所述组成的金属陶瓷的电流导入导体的直径，所以可以更容易地对电流导入导体与放电容器的筒部进行密封。

此外，当金属陶瓷中的金属成分的含量超过80wt％时，电流导入导体的金属陶瓷部与透光性陶瓷放电容器之间的热膨胀系数会过大，从而难以获得所需的密封。另一方面，当金属陶瓷中的金属成分的含量不足50wt％时，将难以获得具有所需导电性的电流导入导体。

在至少密封预定部由金属陶瓷制成的电流导入导体中，允许设为同心倾斜构造，即：使导电性良好的组成的第1金属陶瓷位于中心侧，使密封性良好的组成的第2金属陶瓷位于第1金属陶瓷的两侧。第1金属陶瓷、第2金属陶瓷也可以设为阶梯倾斜构造或无阶梯倾斜构造。

电流导入导体就功能而言具有密封于透光性陶瓷放电容器的筒部的部分以及支撑电极的部分。为了使各部分的各功能最佳化，可以分别使用各自不同的材料来形成各部分，或者形成不同的尺寸或构造，并在轴方向上连接各部分而构成电流导入导体。例如在利用烧结玻璃进行密封的构造中已知，密封于透光性陶瓷放电容器的筒部的部分使用金属陶瓷，支撑电极的部分使用耐卤素性金属例如钼。在第1实施形态的电流导入导体中，也允许使各部分的对应于功能的材料、尺寸及形状等规格不同，并在轴方向上连接各部分来构成电流导入导体。而且，也可以使用大致全长为相同材质的导电性构件来构成电流导入导体。

[电极]

电极是使透光性陶瓷放电容器的内部产生放电介质的放电的机构。至少1个电极连接于电流导入导体而封装在透光性陶瓷放电容器内。典型的是，一对电极在透光性陶瓷放电容器的内部以产生电弧放电的方式隔开且对向地配设着。电极与底端位于电流导入导体的透光性陶瓷放电容器的内部侧的前端部相连接。

电极由电极主部及/或电极轴部构成。电极主部在作为放电起点的部分上，作为阴极及/或阳极而发挥作用。电极主部可以不经由电极轴部而直接连接于电流导入导体。电极主部允许根据需要而缠绕钨线圈，或者使电极主部的直径大于电极轴部以增大表面积，从而使散热良好。当电极具备电极轴部时，电极轴部以与电极主部一体的方式连接于电流导入导体，或者通过熔接而从电极主部的背面向后方突出来支撑电极主部，从而连接于电流导入导体。此外，也可以利用单一的钨来使电极轴部与电流导入导体的前端部一体化。

电极的材料例如可以使用钨、掺杂钨、钍钨、铼或钨-铼合金等。

在一对的电极的使用上，当设为交流点灯型时将一对电极设为对称构造。而当设为直流点灯型时，可以将一对电极设为非对称构造。

[放电介质]

放电介质是用来通过其放电来获得所需发光的物质，并无特别限定。例如可以列举以下形态。

(1)由发光金属卤化物+水银+稀有气体的组合构成的放电介质。所述放电介质用于加入水银的金属卤化物灯中。

(2)由发光金属卤化物+作为灯电压形成介质的卤化物+稀有气体的组合构成的放电介质。所述放电介质不含环境负荷大的水银，用于所谓的无水银金属卤化物灯。

(3)由水银+稀有气体的组合构成的放电介质。所述放电介质用于高压水银灯。

(4)由稀有气体Xe构成的放电介质。所述放电介质用于氙气灯。

所述发光金属卤化物是主要发出可见光的发光金属卤化物，可以采用已知的各种金属卤化物。即，发光金属卤化物可以放射出具备所需的发光特性即发光颜色、平均显色指数(color rendering index)Ra及发光效率等的可见光，因此，可以进一步根据透光性陶瓷放电容器的尺寸及输入电力，来从已知的金属卤化物中任意地选择。发光金属卤化物例如可以使用从钠(Na)、钪(Sc)、稀土类金属(镝(Dy)、铥(Tm)、钬(Ho)、镨(Pr)、镧(La)及铈(Ce)等)、铊(Tl)、铟(In)以及锂(Li)的群中选择的1种或者2种或2种以上金属的碘化物、溴化物、氯化物或氟化物之类的卤化物。

所述灯电压形成介质是对于形成灯电压有效的介质，例如可以使用水银或下述金属的卤化物。作为灯电压形成介质的卤化物优选的是，点灯时的蒸气压相对较大，且可视域的发光量小于发光金属的可视域的发光量的金属，例如铝(Al)、铁(Fe)、锌(Zn)、锑(Sb)、锰(Mn)等的卤化物。

所述稀有气体作为启动气体及缓冲气体而发挥作用，可以在从氙气(Xe)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氖气(Ne)等中选择的单体或混合的形态下使用。

在所述(1)～(4)的放电介质中，优选的是发光金属卤化物、灯电压形成介质及稀有气体的组合。

第1实施形态的高压放电灯的“高压放电”，是指离子化介质点灯时的压力大于等于大气压的放电，包括所谓的超高压放电。

其次，说明本发明第1实施形态的高压放电灯所允许的其他形态。此外，各形态可以独立实施，但也可以任意组合。

1)透光性陶瓷放电容器的筒部的有效长度L与筒部的外径D₀之比L/D₀为0.5～3.0的高压放电灯。

通过将如上所述的比L/D₀规定为0.5～3.0，可以减少封入至透光性陶瓷放电容器内部的放电介质的量。此外，筒部的有效长度L是筒部的轴方向的长度中除了密封部以外的部分的长度。而且，筒部的外径D₀是接近于筒部的密封部的位置的外径。

规定了比L/D₀的理由是，在第1实施形态的高压放电灯的情况下，根据筒部的外径D₀，形成透光性陶瓷放电容器的密封所必需的筒部的长度L会受到影响，并且，筒部的长度依赖于滞留在筒部内部的放电介质的量，即，放电介质的封入量。

通过将比L/D₀设在所述范围内，可以相对减少为了获得所需灯特性所必需的放电介质的封入量。当比L/D₀超过3.0时，在点亮灯时凝聚在筒部上形成的最冷部上的金属卤化物等放电介质的量会急剧变多。因此，必须增多发光所必需的放电介质的封入量当D₀为1.0～5.0mm L为0.5～15mm时，此现象会显着产生。另一方面，当比L/D₀不足0.5时，放电介质的封入量减少，但筒部过短或者外径过大而导致难以良好地密封透光性陶瓷放电容器。

2)透光性陶瓷放电容器的筒部的内径D_T与筒部的壁厚t之比D_I/t为1.4～17的高压放电灯。此处，筒部的内径D_I以及筒部的壁厚t是接近于筒部的密封部的部位的内径及厚度。

通过规定如上所述的比D_I/t，可以减少封入至透光性陶瓷放电容器内部的放电介质的量。

规定了比D_I/t的理由是，在第1实施形态的高压放电灯的情况下，与透光性陶瓷放电容器的所需密封相关的筒部的内径D_I依赖于筒部的壁厚t，并且，滞留在筒部内的放电介质的量，即放电介质的封入量依赖于筒部的内径。

通过将比D_I/t设在所述范围内，可以相对减少为了获得所需灯特性所必需的放电介质的封入量。但当比D_I/t超过17时，在点亮灯时凝聚在筒部上形成的最冷部上的金属卤化物等放电介质的量急剧变多。因此，必须增多发光所必需的放电介质的封入量。当D_I为0.5～1.5mm、t为0.3～2.0mm时，此现象会显着产生。另一方面，当比D_I/t不足1.4时，放电介质的封入量减少，但筒部过短或者外径过大而导致难以良好地密封透光性陶瓷放电容器。比D_I/t的最佳范围是1.6～2.5。

3)透光性陶瓷放电容器整体的平均结晶粒径为50μm或50μm以下，更优选0.5～20μm，且放电介质氙气的封入压在25℃时为0.3～2MPa，更优选0.5～1.2MPa的无水银高压放电灯。

在具有筒部的透光性陶瓷放电容器的情况下，由于应力集中在筒部，所以当透光性陶瓷放电容器的耐压不足时，筒部容易破损。

通过将氙气的封入压设为所述范围，可以在不损失透光性陶瓷放电容器的耐压的前提下，防止在点灯期间透光性陶瓷放电容器，尤其是其筒部的破损，并且，可以获得所需的光束提升特性。

此外，在第1实施形态的高压放电灯中，除了允许透光性陶瓷放电容器露出在大气中的状态以外，也允许透光性陶瓷放电容器收纳在外管内的状态。外管内也可以是真空、混有气体、或与大气连通的环境。而且，在第1实施形态的高压放电灯中，允许一体地具备反射镜。

其次，参照图1及图2，具体说明第1实施形态的高压放电灯，例如汽车前照灯用金属卤化物灯。图1是表示汽车前照灯用金属卤化物灯的剖面图，图2是图1的发光管的放大剖面图。

汽车前照灯用金属卤化物灯MHL由发光管IT、导线L1、导线L2、绝缘软管T、外管OT以及灯头B构成。

发光管IT如图2所示，是由透光性陶瓷放电容器1、电流导入导体2、电极3以及封入在放电容器1内的放电介质构成，且具有密封部SP。

透光性陶瓷放电容器1例如图2所示，是通过使平均结晶粒径为50μm或50μm以下、优选30μm或30μm以下的透光性陶瓷，例如透光性多晶氧化铝陶瓷一体成形而形成的。放电容器1具备：包围部1a以及与所述包围部1a连接且直径小于所述包围部1a的筒部1b。此外，平均结晶粒径CS如图3A所示，如果利用电子显微镜来放大筒部1b的外表面，则可以容易地识别。例如，如图3B所示，在透光性多晶氧化铝陶瓷外表面的电子显微镜放大照片中，将具有平均结晶粒径的100倍左右长度的基准直线L设定在适当的部位。测定与所述基准线相交的多个结晶粒子的直径，求出多个结晶粒子的直径的平均值作为平均结晶粒径。

包围部1a成形为壁厚大致固定的中空纺锤形，在内部形成着相同形状的放电空间1c。放电空间1c的内部容积约为0.05cc或0.05cc以下。一对筒部1b、1b分别从包围部1a的轴方向的两端一体延伸而出，在筒部的端部侧形成着密封部SP。

所述密封部SP如图2所示，是密封预定部中的筒部1b的陶瓷熔融并固化而形成的。

电流导入导体2例如由金属陶瓷构成，其插入至透光性陶瓷放电容器1的各筒部1b中，且至少利用与筒部1b的陶瓷的熔接来进行密封，从而密封透光性陶瓷放电容器1。这样的电流导入导体2的前端部位于筒部1b内，而底端部露出在透光性陶瓷放电容器1的外部。此外，筒部1b在密封电流导入导体2时被加热而充分熔融时，由于表面张力，会有在轴方向上凝缩且在径方向上膨出而变形成椭圆球状或泪滴状的倾向。但是，筒部1b会根据加热时间或温度等加工要素而呈多种形状。

电极3例如由钨线构成，在轴方向的前端部、中间部及底端部，轴部的直径均相同。电极3的前端部及中间部的一部分露出在放电空间1c内。而且，电极3的底端部通过熔接而连接于电流导入导体2的前端部，由此，电极3沿着透光性陶瓷放电容器1的轴方向而被支撑着。此外，在电极3的中间部与筒部1b的内面之间，在轴方向上形成着微小的间隙g。此间隙与使用烧结玻璃来密封透光性陶瓷放电容器的先前的高压放电灯的间隙相比，可以明显缩短。

放电介质例如由发光金属卤化物、灯电压形成用介质以及稀有气体构成。灯电压形成用介质由水银或灯电压形成用卤化物构成。此外，灯电压形成用卤化物是在蒸气压高且与发光金属卤化物共存的情况下可视域的发光量小于发光金属的发光量的金属卤化物。

导线L1、L2的前端分别通过熔接而连接于电流导入导体2、2的底端，从而支撑着发光管IT。导线L1沿着轴方向延伸而出，并导出到下述的灯头B内，与配设在中央的呈销状的另一个灯头端子(未图示)相连接。导线L2的中间部沿着下述的外管OT折返后导入到灯头B内，与配设在灯头B的外周面上的呈环状的一个灯头端子t1相连接。

绝缘软管T由陶瓷构成，包覆着导线L2。

外管OT具有紫外线拦截(cut)性能，在内部收纳着发光管IT。外管OT的两端的缩径部4(图中仅表示右方的一端)玻璃熔接于导线L2。外管OT的内部并非气密，而是与外界气体相连通。

灯头B被规格化成汽车前照灯用灯头，其沿着发光管IT及外管OT的中心轴，直立地支撑发光管IT及外管OT，并以可从汽车前照灯的背面装卸于内部的方式而安装着。而且，灯头B具备一个灯头端子t1以及另一个灯头端子。一个灯头端子t1呈环状，即，以安装时可与电源侧的灯座(lamp socket)相连接的方式配设在筒状部的外周面上。另一个灯头端子呈销状，即，在形成于筒状部内部的一端开放的凹部内，在中央向轴方向突出而配设着。

在本发明第1实施形态的高压放电灯中，对于透光性陶瓷放电容器的包围部与筒部可以使用直线透射率不同的透光性陶瓷，从而实现所述包围部与筒部的功能的最佳化。参照图4A、图4B、图4C以及图4D，说明如上所述结构的透光性陶瓷放电容器。在图4A～图4D中，包围部1a的主要部分是由直线透射率高的陶瓷，例如单晶氮化铝或高直线透射率透光性多晶氧化铝陶瓷所形成。筒部1b是平均结晶粒径为50μm或50μm以下、优选30μm或30μm以下的多晶氧化铝陶瓷。在制作由所述两个构件所构成的透光性陶瓷放电容器1时，例如可以使用烧嵌构造等已知的陶瓷构件制造技术。

图4A是如下所述的透光性陶瓷放电容器1，即，对如两端部被切除般的纺锤状包围部1a以及使扩开成所述包围部1a的前端予以一体化而成的筒部1b进行例如预烧结以进行准备，并将各构件组合收纳在成形模具内进行真烧结，从而使各构件一体成形。

图4B是如下所述的透光性陶瓷放电容器1，即，分别对包围部1a以及筒部1b进行烧结以进行准备，并以彼此开口一致的方式，将筒部1b的凸缘部接合并烧嵌在包围部1a两端的端板上，其中所述包围部1a是使在圆筒体的两端具有开口的一对端板一体形成的，所述筒部1b具有小于所述包围部1a的端板的外径的凸缘部。

图4C是具有与图4B相同的烧嵌构造但包围部1a呈纺锤状的透光性陶瓷放电容器1。

图4D是与图4B大致相同但筒部1b的凸缘部的外径与包围部1a的外径相等的透光性陶瓷放电容器1。

以上，根据本发明的第1实施形态，可以提供一种高压放电灯，所述高压放电灯是在对透光性陶瓷放电容器的密封预定部进行加热熔融而使其熔接于电流导入导体的密封构造中，至少透光性陶瓷放电容器的筒部由密封预定部最邻近区域的平均结晶粒径为50μm或50μm以下的透光性陶瓷所形成，因此，抑制了在密封部的陶瓷中产生龟裂。

而且，通过使密封部的陶瓷的平均结晶粒径大于非密封部的陶瓷的平均结晶粒径，可以提高密封部的耐热性及机械强度。结果可以提供一种高可靠性、高稳定性的高压放电灯。

(第2实施形态)

第2实施形态的高压放电灯具备与第1实施形态基本上相同的透光性陶瓷放电容器、电流导入导体、电极以及放电介质，在透光性陶瓷放电容器的筒部内插入着电流导入导体，在至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部中，筒部与电流导入导体的导热系数差为75W/m·K或75W/m·K以下。

根据所述理由，较理想的是，透光性陶瓷放电容器的筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为50μm或50μm以下，更优选30μm或30μm以下。尤其，通过将平均结晶粒径设为1μm或1μm以下，可以极为减少在利用熔接进行接合时的龟裂的产生。进而，通过将平均结晶粒径设为0.5μm或0.5μm以下，可以基本上避免在利用熔接进行接合时的龟裂的产生。因此，较理想的是，筒部中的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为0.1～30μm，更优选0.5～20μm。

电流导入导体的材料，是按照其与透光性陶瓷放电容器的筒部陶瓷的导热系数差为75W/m·K或75W/m·K以下，更优选58W/m·K或58W/m·K以下的方式，从密封性金属或金属陶瓷中选择的。当导热系数差为75W/m.K或75W/m·K以下时，可以在进行用来密封的熔融时充分减小电流导入导体的最小加热径，且可以缩小筒部的陶瓷与电流导入导体的温度差。其结果，即使减小熔融部尺寸也可以进行密封，因此可以缩小密封部。当密封部缩小时，龟裂的产生得到减少，从而能够获得良好的密封。

尤其，当导热系数差为58W/m·K或58W/m·K以下时，易于进一步精确(pinpoint)地对密封预定部进行局部加热，且筒部的陶瓷与电流导入导体的温度差进一步减小，因此，可以进一步减少龟裂的产生，从而获得良好的密封。

与此相对，当筒部与电流导入导体的导热系数差超过75W/m·K时，一般而言，由于电流导入导体的导热系数相对变大，因此在将电流导入导体插入到透光性陶瓷放电容器的筒部内进行加热时，热通过电流导入导体而逃散的比例将增大。因此，加热范围扩大到密封预定部的周围，从而不仅密封预定部的温度上升变慢，而且电流导入导体的密封预定部的温度上升也会降低。其结果，密封预定部的陶瓷与所对向的电流导入导体部分之间的温度差会变大，因此陶瓷将难以融合到电流导入导体中，且容易在密封部以及由所述密封部附近的透光性陶瓷构成的筒部产生龟裂。

如果导热系数差为5W/m.K或5W/m·K，则可以充分提高电流导入导体的导电性。因此，优选导热系数差为5～75W/m·K，最优选5～58W/m·K。

当透光性陶瓷放电容器的导热系数如透光性氮化铝陶瓷的导热系数般为34W/mK时，电流导入导体有望获得大于陶瓷的导热系数、较小的线膨胀系数差、良好的密封性以及耐氧化性。金属一般不能满足这样的要求。与此相对，金属陶瓷是陶瓷与金属的混合烧结体，可以根据陶瓷与金属的调配比，而在幅度较宽的范围内获得所需的线膨胀系数。例如具有氮化铝陶瓷与钼的体积比率为50∶50的组成的金属陶瓷的线膨胀系数约为78～98W/m·K，可以在与透光性氮化铝陶瓷(导热系数：34W/mK)之间实现75W/m·K的热膨胀系数差。

因此，优选的是至少密封预定部的电流导入导体的材料为金属陶瓷。而且优选的是，即使当电流导入导体使用例如钼(Mo)或钨(W)之类的导电性金属时，也设为对于密封预定部使用金属陶瓷的复合构造。此时，电流导入导体可以采用轴方向的阶梯构造或圆周方向的阶梯构造或无阶梯倾斜构造。

第2实施形态的高压放电灯，例如汽车前照灯用金属卤化物灯具有所述图1以及图2所示的构造。

以上，根据第2的实施形态，可以提供一种高压放电灯，所述高压放电灯是在对透光性陶瓷放电容器的密封预定部进行加热熔融而使其熔接于电流导入导体的密封构造中，将密封部的放电容器的筒部与电流导入导体的导热系数差规定为75W/m·K或75W/m·K以下，以此减少龟裂的产生，从而具有高可靠性及高稳定性的密封部。

(第3实施形态)

第3实施形态的高压放电灯具备与第1实施形态基本上相同的透光性陶瓷放电容器、电流导入导体、电极以及放电介质，在透光性陶瓷放电容器的筒部内插入着电流导入导体，在至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部中，筒部与电流导入导体的线膨胀系数差为4ppm或4ppm以下。

线膨胀系数差4ppm是指4×10^-6(/K)或4(ppm/K)。即，以作为线膨胀系数的一般单位的(/K)进行示例，钼的值为5.1×10^-6(/K)，氮化铝的值为8×10^-6(/K)。所述两种材料的线膨胀系数差为2.9×10^-6(/K)，若以ppm来表示所述差则为2.9(ppm/K)，其满足4ppm或4ppm以下的条件。根据如上所述的内容，电流导入导体的至少密封预定部中的构件优选较多含有氮化铝的金属陶瓷。而且优选的是，即便在使用已知的密封性金属，例如钼(Mo)或钨(W)之类的导电性金属来作为电流导入导体时，也设为对于密封预定部使用金属陶瓷的复合构造。此时，电流导入导体可以采用轴方向的阶梯构造、圆周方向的阶梯构造或无阶梯倾斜构造。以所述金属陶瓷进行复合化而成的具体的电流导入导体具有如下所述的直径为0.9mm的倾斜功能构造，即，使厚度为0.1mm的80wt％Mo-氮化铝的金属陶瓷层气密地相接于直径为0.3mm的Mo制导线的周围，进而以使最外层成为厚度为0.1mm的40wt％Mo-氮化铝的金属陶瓷层的方式依次相接设置金属陶瓷层。所述复合化而成的电流导入导体插入到透光性陶瓷放电容器的内径为1.0mm的筒部中并加以密封。

通过将密封部中的透光性陶瓷放电容器的筒部与电流导入导体的线膨胀系数差设为4ppm或4ppm以下，可以降低密封时的应力从而显着减少龟裂的产生。如果线膨胀系数差为1.87ppm或1.87ppm以下，则可以进一步减少龟裂的产生。而且，如果线膨胀系数差为0.6ppm或0.6ppm以上，则电流导入导体具有高导电性。因此，线膨胀系数差优选0.6～4ppm。

与此相对，当密封部中的透光性陶瓷放电容器的筒部与电流导入导体的线膨胀系数差超过4ppm时，则会因密封而产生过剩的应力，结果有可能会因密封时或随后的加热处理以及点亮灯等而产生龟裂。

第3实施形态的高压放电灯，例如汽车前照灯用金属卤化物灯具有所述图1以及图2所示的构造。

以上，根据第3实施形态，通过将密封部中的透光性陶瓷放电容器的筒部与电流导入导体的线膨胀系数差规定为4ppm或4ppm以下，可以降低密封时的应力从而有效抑制龟裂的产生。其结果可以提供一种具有高可靠性以及高稳定性的密封部的高压放电灯。

(第4实施形态)

第4实施形态的高压放电灯具备与第1实施形态基本上相同的透光性陶瓷放电容器、电流导入导体、电极以及放电介质，在透光性陶瓷放电容器的筒部内插入着电流导入导体，在至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部中，筒部与电流导入导体的导热系数差为75W/m·K或75W/m.K以下，且在所述密封部中，筒部与电流导入导体的线膨胀系数差为4ppm或4ppm以下。

根据如上所述的第4实施形态，可以提供一种高压放电灯，所述高压放电灯是在对透光性陶瓷放电容器的密封预定部进行加热熔融而使其熔接于电流导入导体的密封构造中，龟裂的产生显着减少且具有更高可靠性以及高稳定性的密封部。

(第5实施形态)

第5实施形态的高压放电灯具备与第1实施形态基本上相同的透光性陶瓷放电容器、电流导入导体、电极以及放电介质，在透光性陶瓷放电容器的筒部内插入着电流导入导体，当将最邻近至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部的所述筒部的剖面积设为S_T，将所述电流导入导体的剖面积设为S_W时，比S_W/S_T满足0.037～0.363，更优选满足0.05～0.33。

比S_W/S_T满足0.037～0.363的电流导入导体的剖面积小于先前的使用烧结玻璃的密封构造的电流导入导体的剖面积。因此，即使在筒部的陶瓷与电流导入导体之间存在热膨胀系数差，也可以降低由所述差引起的应力从而抑制龟裂的产生。此外，如果电流导入导体过细，则电流导入导体的通电电阻会大到无法忽略的程度，从而产生因发热引起的电力损耗。

优选的是，当透光性陶瓷放电容器的筒部以及电流导入导体的剖面积满足所述比S_W/S_T时，电流导入导体具有如下所述的直径。

1.当额定功率为800W或800W以下时，电流导入导体具有2.5mm或2.5mm以下的直径，更优选1.8mm或1.8mm以下的直径。

2.当额定功率为400W或400W以下时，电流导入导体具有1.5mm或1.5mm以下的直径，更优选1.2mm或1.2mm以下的直径。

3.当额定功率为100W或100W以下时，电流导入导体具有0.5mm或0.5mm以下的直径，更优选0.5mm或0.5mm以下的直径。

第5实施形态的高压放电灯，例如汽车前照灯用金属卤化物灯具有所述图1以及图2所示的构造。

以上，根据第5实施形态，可以提供一种高可靠性、高稳定性的高压放电灯，所述高压放电灯是在对透光性陶瓷放电容器的密封预定部进行加热熔融而使其熔接于电流导入导体的密封构造中，当将最邻近放电容器的密封部的筒部的剖面积设为S_T，将所述电流导入导体的剖面积设为S_W时，使比S_W/S_T满足0.037～0.363，以此来抑制密封部的陶瓷产生龟裂。

(第6实施形态)

第6实施形态的高压放电灯具备与第1实施形态基本上相同的透光性陶瓷放电容器、电流导入导体、电极以及放电介质，在透光性陶瓷放电容器的筒部内插入着电流导入导体，且至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解来形成密封部，在此构造中，当将密封部的最大外径设为Φ_S，将密封部的长度设为L_S，将最邻近密封部的所述筒部的外径设为Φ_T时，比Φ_S/Φ_T满足1～2，且比L_S/Φ_T满足1～3。

通过这样来规定与密封部相关的比Φ_S/Φ_T以及比L_S/Φ_B可以抑制在密封时筒部的陶瓷产生龟裂。

密封部的尺寸受到筒部的直径及壁厚、密封时的加热时间、加热区域、加热机构以及加热方法等的影响而变化。因此，在以使比Φ_S/Φ_T及比L_S/Φ_T处于规定范围内的方式形成密封部时，可以适当选定所述参数，来将筒部及插入至所述筒部内的电流导入导体熔解并密封。例如，通过激光照射来对密封预定部进行局部加热，此时，使激光以及透光性陶瓷放电容器相对旋转，优选使透光性陶瓷放电容器以10～500rpm的速度旋转，最佳以100～300rpm的速度旋转，进而，控制激光输出而使密封预定部的陶瓷熔融。

通过使比Φ_S/Φ_T以及比L_S/Φ_T分别处于满足1～2、1～3的范围内，从而获得能够点灯的密封部。然而，当比Φ_S/Φ_T以及比L_S/Φ_T脱离所述范围时，则无法获得能够点灯的密封部。此外，在加热密封步骤中，在使激光以及透光性陶瓷放电容器相对旋转时，如果所述旋转速度过快，则密封部会过短而脱离比L_S/Φ_T的下限值，从而容易在密封部上产生龟裂。

第6实施形态的高压放电灯，例如汽车前照灯用金属卤化物灯具有所述图1以及图2所示的构造。

以上，根据第6实施形态，可以提供一种高可靠性以及高稳定性的高压放电灯，所述高压放电灯是在将密封部的最大外径设为Φ_S，将密封部的长度设为L_S，将最邻近密封部的所述筒部的外径设为Φ_T时，使比Φ_S/Φ_T满足1～2，且使比L_S/Φ_T满足1～3，以此来降低密封时的应力，从而有效地抑制龟裂的产生。

(第7实施形态)

第7实施形态的高压放电灯点灯装置具备所述第1实施形态～第6实施形态中所说明的高压放电灯以及点亮高压放电灯的点灯电路。

点灯电路可以是任意结构。而且，点灯电路可以是交流点灯及直流点灯方式中的任一种点灯方式。在交流点灯的情况下，例如可以构成包含逆变器(inverter)的电子化点灯电路。升压斩波器(chopper)或降压斩波器等直流-直流间转换电路可以附加在连接于逆变器的输入端子间的直流电源上。在直流点灯的情况下，例如可以构成以所述直流-直流间转换电路为主体的电子化点灯电路。

其次，参照图5，具体说明第7实施形态的高压放电灯点灯装置。图5是表示高压放电灯点灯装置的方块电路图。

点灯电路例如是低频交流点灯电路方式的点灯电路，且被电子化。点灯电路具备直流电源DC、升压斩波器BUT、全桥(full bridge)型逆变器FBI以及点火器(ignitor)IG，且所述点灯电路点亮汽车前照灯用金属卤化物灯MHL。

直流电源DC例如由汽车的电池构成。升压斩波器BUT的输入端连接于直流电源DC。全桥型逆变器FBI的输入端连接于升压斩波器BUT的输出端。点火器IG输入全桥型逆变器FBI的低频交流输出后产生高电压启动脉冲，并在启动时将所述高电压启动脉冲施加至下述汽车前照灯用金属卤化物灯MHL的一对电极间。

汽车前照灯用金属卤化物灯MHL可以根据任意所需而从所述第1实施形态～第6实施形态所说明的高压放电灯中选择使用，且连接于全桥型逆变器FBI的输出端间以进行低频交流点灯。

(第8实施形态)

第8实施形态的照明装置具备照明装置本体、配设在照明装置本体中的所述第1实施形态～第6实施形态中所说明的高压放电灯以及点亮高压放电灯的点灯电路。

照明装置本体是从照明装置去除高压放电灯以及点灯电路后剩余的部分。

点灯电路也可以配置在与照明装置本体相隔开的位置。

第8实施形态的照明装置包含以高压放电灯为光源的所有装置。例如，可以列举室外用以及室内用的各种照明器具、汽车前照灯、图像或影像投射装置、标识灯、信号灯、显示灯、化学反应装置、检查装置等。

其次，参照图6，具体说明第8实施形态的照明装置。图6是表示作为照明装置的一形态的汽车前照灯的侧视图。

在图6中，11是前照灯本体，12是高压放电灯点灯装置，13是汽车前照灯用金属卤化物灯。

前照灯本体11呈容器状，在内部具备反射镜11a，在前面具备透镜11b以及灯座(未图示)。

高压放电灯点灯装置12具备与所述图5同等的电路结构，且具备主点灯电路12A以及启动器12及主点灯电路12A是以所述图5所示的升压斩波器BUT以及全桥型逆变器FBI为主要构成要素而构成。启动器12B是以所述图5所示的点火器IG为主要构成要素而构成。

汽车前照灯用金属卤化物灯13是安装在灯座上进行点灯。

以下，说明本发明的实施例。

(实施例1)

高压放电灯具备由下述尺寸、材料等构成的构成构件，且具有所述图1、图2所示的构造。

透光性陶瓷放电容器：一体成形的透光性多晶氧化铝陶瓷制造

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.5mm

筒部：外径2.7mm、内径0.7mm、长度5mm、平均结晶粒径30μm

电流导入导体：Mo-Al₂O₃＝50∶50体积％的金属陶瓷棒、直径0.65mm

电极：电极间距离3mm

放电介质：DyI₃-NdI₃-CsI＝3mg、Xe、封入压0.5MPa

额定功率：35W

(比较例1)

高压放电灯除了由下述尺寸、材料等构成的构成构件不同以外，规格与实施例1相同，且具有所述图1、图2所示的构造。

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.8mm

筒部：外径2.7mm、内径0.7mm、长度12mm、平均结晶粒径70μm

电流导入导体：Nb棒、直径0.65mm

(实施例2)

高压放电灯除了由下述尺寸、材料等构成的构成构件不同以外，规格与实施例1相同，且具有所述图4A所示的构造。

透光性陶瓷放电容器：二体成形的透光性氮化铝陶瓷制造

包围部：直线透射率40％的多晶氧化铝陶瓷、

最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.8mm

筒部：氮化铝陶瓷、外径1.7mm、内径0.7mm、

长度5mm、平均结晶粒径1μm

电流导入导体：金属陶瓷(Mo-Al₂O₃＝1∶1体积比)棒、直径0.65mm

(实施例3)

高压放电灯除了由下述尺寸、材料等构成的构成构件不同以外，规格与实施例1相同，且具有所述图4B所示的构造。

透光性陶瓷放电容器：二体成形的透光性氮化铝陶瓷制造

包围部：直线透射率40％的多晶氧化铝陶瓷、

最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.8mm

筒部：氮化铝陶瓷、外径1.7mm、内径0.7mm、

长度5mm、平均结晶粒径1μm

(比较例2)

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.8mm、

直线透射率19％

筒部：外径1.7mm、内径0.7mm、长度12mm、平均结晶粒径70μm

电流导入导体：Nb棒、直径0.65mm

图7是表示高压放电灯中的透光性陶瓷放电容器的筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径与耐压的关系的图表。此外，在图7中，横轴表示平均结晶粒径(μm)，纵轴表示耐压(Pa)。

由图7可知，通过如实施例1～3般将筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径设为50μm或50μm以下，可以获得0.8MPa或0.8MPa以上的最高耐压值。尤其可知，如实施例1，筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为30μm或30μm以下时，可以获得1.1MPa或1.1MPa以上的最高耐压值，如实施例2、3，筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为10μm或10μm以下时，可以获得2.5MPa或2.5MPa以上的最高耐压值。

与此相对，如比较例1、2，筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为超过50μm的70μm时，仅可以获得约0.5MPa的最高耐压值。

因此，如实施例1～3，筒部的密封预定部的最邻近区域的平均结晶粒径为50μm或50μm以下可以使封入压处于0.3～2.0MPa的范围，且在平均结晶粒径为0.5～20μm的范围内可以使封入压处于0.5～1.2MPa的最佳范围。

(实施例4)

高压放电灯具备由下述尺寸、材料等构成的构成构件，且具有图8、图9所示的构造。在图8、图9中，筒部1b的有效长度L表示从筒部1b的长度中去除密封部SP后剩余部分的长度，即，可以在内部滞留放电介质的部分的长度。筒部1b的外径D₀是筒部1b的最邻近密封部SP的位置处的外径。筒部的内径D_I是最邻近密封部SP的内径，t是最邻近密封部SP的壁厚。

透光性陶瓷放电容器：一体成形的透光性多晶氧化铝陶瓷制造、

容器整体的平均结晶粒径10μm

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.4mm

筒部：外径(D₀)1.5mm、内径(D_I)0.7mm、壁厚(t)0.4mm、

有效长度(L)0.75mm、L/D₀＝0.5、D_I/t＝1.8

电极：电极间距离3mm

放电介质：DyI₃-NdI₃-CsI＝3mg、Xe、封入压1MPa

额定功率：35W

(实施例5)

高压放电灯除了由下述尺寸、材料等构成的构成构件不同以外，规格与实施例4相同，且具有所述图1、图2所示的构造。

透光性陶瓷放电容器：一体成形的透光性多晶氧化铝陶瓷制造、容器整体的平均结晶粒径10μm

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.4mm

筒部：外径(D₀)1.5mm、内径(D_I)0.7mm、

有效长度(L)1.5mm、L/D₀＝1.0、D_I/t＝1.8

(实施例6)

容器整体的平均结晶粒径10μm

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.4mm

筒部：外径(D₀)1.5mm、内径(D_I)0.7mm、

有效长度(L)4.5mm、L/D₀＝3.0、D_I/t＝1.8

(实施例7)

容器整体的平均结晶粒径10μm

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.5mm

筒部：外径(D₀)2.05mm、内径(D_I)1.0mm、

有效长度(L)6.0mm、L/D₀＝3.0、D_I/t＝2.0

(比较例3)

容器整体的平均结晶粒径70μm

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.8mm

筒部：外径(D₀)1.5mm、内径(D_I)0.7mm、

有效长度(L)12mm、L/D₀＝8.0、D_I/t＝1.8

图10是说明筒部的有效长度L与筒部的外径D₀之比L/D₀，与放电介质的封入量的关系的图表。在图10中，横轴表示比L/D₀，纵轴表示放电介质的封入量(相对值)。

由图10可知，通过如实施例4～7般将比L/D₀设为0.5～3.0的范围，可以相对减少放电介质的封入量。与此相对，如比较例3，当比L/D₀为超过3.0的8.0时，放电介质的封入量急增。

而且，图11是说明透光性陶瓷放电容器的筒部的内径D_I与高压放电灯中的筒部的壁厚t之比D_I/t，与放电介质的封入量的关系的图表。在图11中，横轴表示比D_I/t，纵轴表示放电介质的封入量(相对值)。

由图11可知，通过如实施例4～7般将比D_I/t设为1.4～17的范围，可以相对减少放电介质的封入量。

(实施例8)

图12是用来说明实施例8的高压放电灯的透光性陶瓷放电容器的制作的剖面图，图13是表示利用激光照射来对密封预定部进行加热时的经过时间与激光的相对输出的关系的图表。

一边使透光性陶瓷放电容器1以及电流导入导体3相对于YAG激光束LB而如图中右侧的箭头所示般旋转，一边在图中的从上朝下的箭头方向上进行激光照射，以形成密封部SP。如图13所示，将激光照射的输出与时间一起控制为规定值。此外，电流导入导体3由金属陶瓷棒构成。

以相对值将激光输出设为100％，逐渐增大激光输出，直到筒部1b的密封预定部熔融为止，在达到输出100％时暂时维持100％例如数秒钟，使陶瓷成为充分熔融的状态。随后，估计陶瓷已融合在电流导入导体3上时，使密封输出从100％逐渐降低到0％为止。此外，使激光束的焦点位置向被加热部的背方错开少许而进行照射。

通过这样一边控制激光输出一边对密封预定部进行照射，可以在密封时不会产生龟裂或气泡而获得良好的密封部SP。

(实施例9)

电流导入导体3是在轴方向上接合着金属陶瓷棒3a以及Mo棒3b的接合体构造，且在金属陶瓷棒3a的部分进行密封，除此以外，与实施例8相同。

(实施例10)

在本实施例10中，密封部SP呈在与轴正交的方向上膨出的不规则形状。其主要原因在于，当密封预定部中的筒部1b的陶瓷熔融时，由于表面张力而在轴方向上收缩。而且，密封部SP多为电流导入导体2的成分固溶到陶瓷中而构成固溶体。此时密封部SP变色成与陶瓷的固有颜色不同的颜色。

(实施例11)

图1及图2所示的具有包围部1a以及筒部1b的透光性陶瓷放电容器1，是由透光性多晶氧化铝陶瓷所制作，热膨胀系数为34W/m·K。图1及图2的电流导入导体3是由氮化铝与钼的体积比率为50∶50的金属陶瓷所制作，导热系数约为78～98W/m·K。因此，在实施例14中，形成密封部的所述筒部1b与所述电流导入导体3的导热系数差为44～64W/m·K。

图16是表示密封部中的透光性陶瓷放电容器的筒部及电流导入导体的导热系数差与可加热的最小径、陶瓷熔融部与相对向的电流导入导体部位的温度差及电流导入导体的电阻值的关系的图表。在图16中，横轴表示导热系数差(W/m.K)，左侧的纵轴表示可加热的最小径即可精确加热的最小径相对值(曲线A)、以及陶瓷熔融部与相对向的电流导入导体部位的温度差即密封部导体相对于熔融部氧化铝的温度差相对值(曲线B)，右侧的纵轴表示电流导入导体的电阻值即导电体的电阻率相对值(曲线C)。

由图16可知，如果如实施例11般导热系数差为75W/m·K或75W/m·K以下，则可以缩小能加热到可密封程度的加热部的最小径，即，可以将密封部最小化，且可以减小密封预定部的陶瓷与电流导入导体的温度差，从而使两者易于融合。而且，电流导入导体呈现出良好的导电性。

(实施例12)

图1及图2所示的具有包围部1a以及筒部1b的透光性陶瓷放电容器1，是由透光性多晶氧化铝陶瓷所制作，线膨胀系数约为6.8～7.4ppm。图1及图2的电流导入导体3由氧化铝与钼的体积比率为40∶60的金属陶瓷所制作，线膨胀系数约为6.8～7.4ppm。因此，在实施例12中，形成密封部的所述筒部1b与所述电流导入导体3的线膨胀系数差为0.6～1.2ppm。

(实施例13)

图1及图2所示的具有包围部1a以及筒部1b的透光性陶瓷放电容器1，是由透光性多晶氧化铝陶瓷所制作，线膨胀系数约为6.8～7.4ppm。图1及图2的电流导入导体3为铌棒，线膨胀系数为7.2ppm。因此，在实施例13中，形成密封部的所述筒部1b与所述电流导入导体3的线膨胀系数差为0.8ppm。

图17是表示密封部中的透光性陶瓷放电容器的筒部及电流导入导体的线膨胀系数差，与伴随着密封的龟裂产生率及电流导入导体的电阻值的关系的图表。在图17中，横轴表示线膨胀系数差(ppm)，左侧的纵轴表示伴随着密封的龟裂产生率(％)，右侧的纵轴表示电流导入导体的电阻率相对值。此外，龟裂产生率是根据密封100小时以内的龟裂产生状况而测定。

由图17可知，如果如实施例12、13般线膨胀系数差为4ppm或4ppm以下，则可以显着降低从密封时到点灯100小时以内的龟裂产生率。

(实施例14)

高压放电灯具备由下述尺寸、材料等构成的构成构件，且具有图18及图19所示的构造。在图18中，Φ_S表示密封部SP的最大外径，L_S表示密封部SP的长度，Φ_T表示最邻近密封部SP的透光性陶瓷放电容器1的筒部1b的外径。在图19中，S_T表示最邻近透光性陶瓷放电容器的密封部的筒部的剖面积，S_W表示最邻近密封部的电流导入导体的剖面积。

透光性陶瓷放电容器：一体成形的透光性氧化铝陶瓷制造

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、壁厚0.5mm

筒部：外径2.7mm(Φ_T)、内径0.7mm、长度5mm

剖面积比S_T：5.34mm²

剖面积比S_W：0.33mm²

剖面积比S_W/S_T：0.062

密封部：最大外径Φ_S：3.5mm、长度L_S：3.2mm、

；比Φ_S/Φ_T：1.3、比L_S/Φ_T：1.2

电极：电极间距离3mm

放电介质：DyI₃-NdI₃-CsI-ZnI₂＝3mg、Xe：0.5个大气压

额定功率：35W

(实施例15)

高压放电灯除了由下述尺寸、材料等构成的构成构件不同以外，规格与实施例14相同，且具有所述图18、图19所示的构造。

透光性陶瓷放电容器：一体成形的透光性氧化铝陶瓷制造

包围部：最大外径6mm、最大内径5mm、厚度0.5mm

筒部：外径1.7mm(Φ_T)、内径0.4mm、长度5mm

剖面积比S_T：0.096mm²

电流导入导体：Mo-Al₂O₃＝50∶50体积％的金属陶瓷棒、直径0.35mm

剖面积比S_W：2.01mm²

剖面积比S_W/S_T：0.047

密封部：最大外径Φ_S 2.6mm、长度L_S2.7mm

；比Φ_S/Φ_T：1.7、比L_S/Φ_T：1.6

电极：电极间距离3mm

放电介质：DyI₃-NdI₃-CsI-ZnI₂＝2mg、Xe：6个大气压

额定灯功率：35W

图20是表示将最邻近高压放电灯中的透光性陶瓷放电容器的密封部的筒部的剖面积设为S_T、将最邻近密封部的电流导入导体的剖面积设为S_W时的剖面积比S_W/S_T与龟裂产生率及电力损耗产生率的关系的图表。在图19中，横轴表示剖面积比S_W/S_T，左侧的纵轴表示龟裂产生率％，右侧的纵轴表示电力损耗产生率％。此处，所谓电力损耗是指，由于电流导入导体的通电部剖面积不足，而产生相对于灯功率的1％或1％以上热量时的电力损耗。因此，电力损耗产生率表示电流导入导体过细而产生无法忽略的发热不良的比例。

由图20可理解，通过将筒部及电流导入导体的密封部的最邻近部分的剖面积比S_W/S_T设在0.037～0.363的范围，可以显着降低龟裂产生率及电力损耗产生率。

增大筒部可以提高灯性能，但现实中无法过度增大筒部。当筒部过大时，由于因热损耗引起的效率降低以及放电介质的总量增加，杂质量也增加。其结果，指导特性变得不协调或者使用寿命减少等特性不稳定因素增加。如果以不使筒部大径化为前提，则图20的横轴(剖面积比S_W/S_T)小意味着电流导入导体的剖面积小。如果针对每种类型的灯的额定电流，使电流导入导体的剖面积小于某个固定范围，则所述导体上的电阻发热会使所述导体的温度明显上升。伴随所述温度的上升，导体的电阻率将急增。此时，由于电流未有大的变化，因此电阻发热进一步增加，从而使导体温度进一步上升。产生如上所述的连锁循环的结果会引起以下现象，即，在规定的剖面积比S_W/S_T或S_W/S_T以下，相对较急剧地产生发热，从而显着产生电力损耗。

图21是表示针对改变了所述图18所示的密封部SP的最大外径Φ_S、密封部SP的长度L_S以及最邻近密封部SP的筒部1b的外径Φ_T后所制作出的高压放电灯进行点灯测试的结果的图表。在图21中，横轴表示比Φ_S/Φ_T，纵轴由表示比L_S/Φ_T。

由图21可知，如果如实施例14、15般使比Φ_S/Φ_T满足1～2，且使比L_S/Φ_T满足1～3，则可以在密封良好的情况下进行点灯，但一旦脱离所述各比的范围，则将不能点灯。

本领域技术人员将易想到其它优势及改质体。因此，本发明在其更广阔的形态中并不限于本文所示及描述的特定细节及代表性实施例。为此，可进行各种修改而不偏离利用随附权利要求书及其等效体所界定的普遍发明概念的精神或范畴。

Claims

1.一种高压放电灯，其特征在于包括：

具备包围部及筒部的透光性陶瓷放电容器，所述包围部由透光性陶瓷构成，所述筒部与所述包围部相连接，且由密封预定部的最邻近区域具有50μm或50μm以下的平均结晶粒径的透光性陶瓷构成，并且所述筒部的直径小于所述包围部；

电流导入导体，插入至所述透光性陶瓷放电容器的筒部内，且由至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部而密封着；

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内。

2.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于所述筒部的所述密封预定部的最邻近区域具有0.5～4μm的平均结晶粒径。

3.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于在所述透光性陶瓷放电容器中，所述密封部具有大于非密封部的平均结晶粒径的平均结晶粒径。

4.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于所述筒部在额定功率为800W或800W以下时具有10mm或10mm以下的长度，在额定功率为100W或100W以下时具有7mm或7mm以下的长度。

5.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于透光性陶瓷放电容器的筒部的有效长度L与筒部的外径D₀之比L/D₀为0.5～3.0。

6.如权利要求1所述的高压放电灯，其特征在于所述透光性陶瓷放电容器的筒部的内径D_I与所述筒部的壁厚t之比D_I/t为1.4～17。

7.一种高压放电灯，其特征在于包括：

具有包围部及筒部的透光性陶瓷放电容器，所述筒部与所述包围部连接且直径小于所述包围部；

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

8.一种高压放电灯，其特征在于包括：

电流导入导体，插入在所述透光性陶瓷放电容器的筒部内，且由至少利用筒部的透光性陶瓷的熔解所形成的密封部而密封着；

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

9.一种高压放电灯，其特征在于包括：

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

形成所述密封部的所述筒部与所述电流导入导体的导热系数差为75W/m·K或75W/m·K以下，且形成所述密封部的所述筒部与所述电流导入导体的线膨胀系数差为4ppm或4ppm以下。

10.一种高压放电灯，其特征在于包括：

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

在将最邻近所述密封部的所述筒部的剖面积设为S_T、将最邻近所述密封部的所述电流导入导体的剖面积设为S_W时，比S_W/S_T满足0.037～0.3 3。

11.如权利要求10所述的高压放电灯，其特征在于所述电流导入导体的直径，在额定功率为800W或800W以下时为2.5mm或2.5mm以下，在额定功率为400W或400W以下时为1.5mm或1.5mm以下，在额定功率为100W或100W以下时为0.5mm或0.5mm以下。

12.一种高压放电灯，其特征在于包括：

放电介质，封入至所述透光性陶瓷放电容器内；

13.一种高压放电灯点灯装置，其特征在于包括：

权利要求1、7、8、9、10或12中任一项所述的高压放电灯；以及

点亮所述高压放电灯的点灯电路。

14.一种照明装置，其特征在于包括：

照明装置本体；

配置在所述照明装置本体中的权利要求1、7、8、9、10或12中任一项所述的高压放电灯；以及

点亮所述高压放电灯的点灯电路。