CN1305103C

CN1305103C - 高压放电灯与灯组件

Info

Publication number: CN1305103C
Application number: CNB021557896A
Authority: CN
Inventors: 畑冈真一郎; 高桥清; 金子由利子; 堀内诚; 甲斐诚; 一番瀬刚; 关智行
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2022-12-05
Also published as: US6965202B2; CN100399488C; US20030102805A1; EP1328005A2; DE60226402D1; EP1324368B1; EP1328005A3; CN1423302A; EP1328005B1; EP1324368A3; KR20030046319A; US20030168980A1; EP1324368A2; DE60226695D1; US6890236B2; KR20030046318A; CN1423296A

Abstract

本发明公开了一种高压放电灯及灯组件。其目的在于，提供该灯的耐压强度。高压放电灯(100)包括：管内封入了发光物质的发光管(1)、和保持发光管(1)内的气密性的密封部分(2)。密封部分(2)具有：顺着发光管(1)延伸开来的第一玻璃部分(8)、设在第一玻璃部分(8)内侧的至少一部分中的第二玻璃部分(7)，密封部分(2)也就具有了施加了压缩应力的部位(7)。

Description

高压放电灯与灯组件

技术领域

本发明涉及一种高压放电灯及灯组件。特别涉及用作一般照明、和反射镜组合起来用在投影机上、及作汽车前照灯用的高压放电灯。

背景技术

近年来，液晶投影机和DMD投影机等图像投影装置，作为实现大画面图像的系统而得到了广泛的应用，在这样的图像投影装置中一般都使用高亮度的高压放电灯。现有的高压放电灯1000的结构示意地示于图40中。例如日本国公开特许公报特开平2-148561号中就公开了图40所示的灯1000，即所谓的超高压水银灯。

灯1000，包括：由石英玻璃构成的发光管(bulb)101，一对顺着发光管101的两侧延伸开来的密封(seal)部分102。发光管101的内部(放电空间)封入有发光物质(水银)106，还有一对以钨为材料的钨电极(W电极)103相隔一定的间隔而对峙着。W电极103的一端与密封部分102内的钼箔(Mo箔)104焊接在一起，W电极103和钼箔104电气连接在一起。由钼构成的外部导线(Mo棒)105电气连接在Mo箔104的一端。需提一下，发光管101内，除封入有水银外，还封入有氩(Ar)及少量卤族元素。

下面，简单说明一下灯1000的工作原理。即，始动电压通过外部引线105与Mo箔104施加到W电极103、103上以后，氩(Ar)就开始放电，发光管101的放电空间内的温度就在该放电的作用下上升，水银106因此而被加热并气化。这之后，水银原子就在W电极103、103之间的电弧中心部被激发而发光。因灯1000的水银蒸气压越高，所放出的光就越多，故水银蒸气压越高，就越适合作图像投影装置的光源。但是，出于对发光管101的物理耐压强度的考虑，在15～20MPa(150～200个大气压)这一范围的水银蒸气压下使用灯1000。

所述现有的灯1000的耐压强度在20MPa左右，为进一步提高灯的这种特性，技术人员们在从事进一步提高耐压强度的研究、开发工作(例如，参看日本国公开特许公报特开2001-23570号公报等)。这是因为：今天，为实现性能更高的图像投影装置，需要的是高输出、高功率的灯。而为满足这一要求，又要求灯的耐压强度更高之故。

更详细地说明的话，为抑制在为高输出、高功率的灯的情况下，电极的蒸发随着电流的增大变早，就有必要封入比通常情况还多的水银，以提高灯的电压。因为，若相对灯的功率而言，所封入的水银量不足的话，就不能够把灯的电压提高到必要的水平上，而会造成灯的电流增大，其结果就是电极提前蒸发，而得不到可实用的灯。换句话说，从实现高输出的灯的角度来看，是：提高灯的功率，制作电极间距比现有的灯的电极间距还短的短弧型灯就行了，但是，实际制作高输出、高功率的灯时，必须提高耐压强度，增加所封入的水银量。在当今的技术下，还没有实现耐压强度极高(例如，30MPa左右以上)、又实用的高压放电灯。

发明内容

本发明就是为解决上述问题而研究出来的。其主要目的，在于：提供一种其耐压强度比现有的高压放电灯还要高的高压放电灯。

本发明所涉及的第一种高压放电灯，它包括：管内封入了发光物质的发光管、保持所述发光管内的气密性的密封部分。所述密封部分具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分，且所述密封部分具有被施加了压缩应力的部位。

所述被施加了压缩应力的部位，可为从所述第二玻璃部分、所述第二玻璃部分和所述第一玻璃部分的交界处、所述第二玻璃部分中靠近所述第一玻璃部分一侧的部分、所述第一玻璃部分中靠近所述第二玻璃部分一侧的部分所组成的组中选出的部分。

可以在所述第一玻璃部分和所述第二玻璃部分的交界附近，存在由于二者的压缩应力差而产生的应变交界区域。

最好是，所述密封部分内，设置了和所述第二玻璃部分接触并用以提供电力的金属部分。

所述压缩应力可加在所述密封部分的至少长边方向上。

最好是，所述第一玻璃部分，含有：重量百分比99％以上的SiO₂；所述第二玻璃部分，含有：重量百分比15％以下的Al₂O₃及重量百分比4％以下的B二者中至少一个和SiO₂。

最好是，所述第二玻璃部分的软化点温度比第一玻璃部分的软化点温度低。

最好是，所述第二玻璃部分为由玻璃管制成的玻璃部分。

最好是，所述第二玻璃部分，不是用压缩成形并烧结玻璃粉末的方法而形成的玻璃部分。

在一个较佳的实施例中，一对所述密封部分顺着所述发光管延伸，所述一对密封部分中的每一个密封部分各自含有所述第一玻璃部分和所述第二玻璃部分，所述一对密封部分中的每一个密封部分具有被施加了压缩应力的部位。

在一个较佳的实施例中，被施加了所述压缩应力的部位上的所述压缩应力约在10kgf/cm²以上、50kgf/cm²以下。

在一个较佳的实施例中，所述压缩应力之差，约在10kgf/cm²以上、50kgf/cm²以下。

在一个较佳的实施例中，所述发光管内设了一对相向布置的电极棒；所述一对电极棒中的至少一个电极棒接在金属箔上；所述金属箔设在所述密封部分内，且所述金属箔至少有一部分位于所述第二玻璃部分内。

在一个较佳的实施例中，至少水银被作为所述发光物质密封在所述发光管内；所述水银的封入量在300mg/cc以上。

在一个较佳的实施例中，所述高压放电灯为平均显色指数Ra超过65的高压水银灯。

最好是，所述高压水银灯的色温在8000K以上。

所述高压放电灯可为至少含有金属卤化物作所述发光物质的金属卤化物灯。

本发明所涉及的第二种高压放电灯，包括：管内布置了一对电极棒的发光管、一对从所述发光管延伸开来并保持所述发光管内的气密性的密封部分。所述一对电极棒中的每一个电极棒各自有一部分被埋在所述一对密封部分内中的各自的密封部分内，所述密封部分，具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分；所述至少一个密封部分具有被施加了压缩应力的部位；所述被施加了压缩应力的部位，从所述第二玻璃部分、所述第二玻璃部分和所述第一玻璃部分的交界处、所述第二玻璃部分中靠近所述第一玻璃部分一侧的部分、所述第一玻璃部分中靠近所述第二玻璃部分一侧的部分中选择；所述第二玻璃部分中存在在所述密封部分的至少长边方向上的压缩应力；埋在所述至少一个密封部分内的那一部分所述电极棒的至少一部分表面上，形成有由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属制成的金属膜。

本发明所涉及的第三种高压放电灯，包括：管内布置了一对电极棒的发光管、一对顺着所述发光管延伸开来，并保持所述发光管内的气密性的密封部分。所述一对电极棒中的每一个电极棒各自有一部分被埋在所述一对密封部分中的各自的密封部分内，所述密封部分中的至少一个密封部分具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分；所述至少一个密封部分具有被施加了压缩应力的部位；所述被施加了压缩应力的部位，从所述第二玻璃部分、所述第二玻璃部分和所述第一玻璃部分的交界处、所述第二玻璃部分中靠近所述第一玻璃部分一侧的部分、所述第一玻璃部分中靠近所述第二玻璃部分一侧的部分所组成的组中选择；埋在所述至少一个密封部分内的那一部分所述电极棒至少有一部分上，缠绕了其表面上至少有由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属的线圈。

在一个较佳的实施例中，所述一对电极棒中的每一个电极棒各自和设在所述一对密封部分中的每一个密封部分内部的金属箔相连；设在所述至少一侧的密封部分内的金属箔的至少一部分位于所述第二玻璃部分内。

在一个较佳的实施例中，所述第二玻璃部分，含有：重量百分比15％以下的Al₂O₃及重量百分比4％以下的B二者中至少一个和SiO₂；所述第一玻璃部分，含有：重量百分比99％以上的SiO₂；所述第二玻璃部分的软化点温度比第一玻璃部分的软化点温度低；所述第二玻璃部分，不是用压缩成形并烧结玻璃粉末的方法而制成的玻璃部分。

在一个较佳的实施例中，所述被施加了压缩应力的部位上的所述压缩应力约在10kgf/cm²以上、50kgf/cm²以下。

一个实施例中的高压放电灯，包括：透光性的气密容器、一对设置在气密容器内的电极、及一对和所述气密容器相连的密封部分。所述一对密封部分中的至少一个密封部分，顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分。所述第二玻璃部分中存在着沿所述密封部分的至少长边方向上的压缩应力。所述气密容器内没有封入水银，封入的至少是第一卤化物、第二卤化物及惰性气体。所述第一卤化物的金属为发光物质。和第一卤化物相比，所述第二卤化物的蒸气压大，且为和所述第一卤化物的金属相比难以在可视光区发光的一种金属或者几种金属的卤化物。

一个实施例中的高压放电灯，包括：透光性的气密容器、一对设置在气密容器内的电极、及一对和所述气密容器相连的密封部分。所述一对密封部分中的至少一个密封部分，具有顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分。所述第二玻璃部分中存在着沿所述密封部分的至少长边方向上的压缩应力。所述气密容器内没有封入水银，封入的至少是第一卤化物、第二卤化物及惰性气体。所述第一卤化物为从钠、钪及希土类金属组成的元素组中选出的一种或者几种金属的卤化物，所述第二卤化物的蒸气压相对较大，且为和第一卤化物的金属相比难以在可视光区发光的一种金属或者几种金属的卤化物。

本发明的实施例中的第一种高压放电灯的制造方法，包括：准备包括将会成为高压放电灯的发光管的发光管部分、顺着所述发光管部分延伸出的侧管部分这两部分的放电灯用玻璃管的工序；将玻璃管插到所述侧管部分中，接着再加热所述侧管部分来让二者贴紧的工序；将至少包括电极棒的电极构件插到已贴紧在所述侧管部分的所述玻璃管内，接着再加热所述侧管部分及所述玻璃管并让它们收缩，来把所述电极构件密封起来的工序。

本发明的实施例中的第二种高压放电灯的制造方法，包括：将至少包括电极棒的电极构件插到玻璃管内的工序；让所述玻璃管的一部分和所述电极构件的至少一部分贴紧的工序；将所述电极构件的至少一部分已经与其贴紧的所述玻璃管插到包括将会成为高压放电灯的发光管的发光管部分、顺着所述发光管部分延伸出的侧管部分这两部分的放电灯用玻璃管中的侧管部分的工序；通过加热所述侧管部分及所述玻璃管并让它们收缩，来把所述电极构件密封起来的工序。

在一个较佳的实施例中，所述侧管部分含有：重量百分比99％以上的SiO₂；所述玻璃管含有：重量百分比15％以下的Al₂O₃及重量百分比4％以下的B二者中至少一个和SiO₂。

最好是，所述玻璃管的软化点温度比所述侧管部分的软化点温度低。

在一个较佳的实施例中，进行完将所述电极构件密封好的工序后，加在所述玻璃管、所述玻璃管和所述侧管部分的交界部分、所述玻璃管中靠近所述侧管部分一侧的部分及所述侧管部分中靠近所述玻璃管一侧的部分所组成的组中选出的部分中约10kgf/cm²以上、50kgf/cm²以下的压缩应力，产生在所述侧管部分的至少长边方向上。

在一个较佳的实施例中，进行完密封所述电极构件的工序后，并将高压放电灯的密封部分密封起来以后，就对所述密封部分加热，让约10kgf/cm²以上、50kgf/cm²以下的压缩应力产生在所述密封部分的一部分上。

最好是，进行完密封所述电极构件的工序后，并将高压放电灯的密封部分密封起来以后，再在比所述玻璃管的应变点温度还高的温度下将该密封部分加热2个小时以上。

在一个较佳的实施例中，所述电极构件由所述电极棒、连接在所述电极棒上的金属箔、及连接在所述金属箔上的外部导线构成。

在一个较佳的实施例中，在所述电极棒的至少一部分上，形成了由从由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属形成的金属膜。

在一个较佳的实施例中，至少在其表面上拥有从由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属的线圈缠在所述电极棒的至少一部分上。

在一个较佳的实施例中，在所述放电灯用玻璃管的所述侧管部分和所述发光管部分的交界周围，设了使所述侧管部分的内径比其它部分的内径还小的小径部分。

本发明的实施例中的高压放电灯，具有：在比所述玻璃管的应变点温度高、比构成所述侧管部分的玻璃的应变点温度低的温度下，通过对从成为高压放电灯的发光管的发光管部分延伸开来的侧管部分、插在所述侧管部分内的玻璃管这两部分加热而让它们贴紧所形成的密封部分进行退火处理而得到的。

本发明的第四种高压放电灯，包括：管内封入了发光物质的发光管、保持所述发光管内的气密性的密封部分，所述密封部分具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分；若用利用了光弹性效果的感光色板法测量应变，在所述密封部分中相当于所述第二玻璃部分的区域中至少一部分观察到了压缩应力。

可用东芝制的SVP-200应变检查器来进行所述应变测量。

一个实施例中的白炽灯，包括：管内封入了发光物质的发光管、保持所述发光管内的气密性的密封部分。所述密封部分具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分；所述密封部分具有被施加了压缩应力的部位。

本发明中的灯组件，包括：所述高压放电灯、反射来自所述高压放电灯的光的反射镜。

在本发明中的高压放电灯中，密封部分具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分；所述密封部分具有被施加了压缩应力的部位。由于该被施加了压缩应力的部位的存在，就能提高这个高压放电灯的耐压强度。

因在埋在至少一个密封部分内的那一部分的电极棒的至少一部分的表面上，形成了由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属形成的金属膜的情况下，电极棒的表面和密封部分的玻璃间的可沾性(wettability)会变坏，故在灯的制造工序下二者分离得就好。结果是，可防止出现微细的裂缝，从而可进一步地提高灯的耐压强度。还有，在埋在至少一个密封部分内的那一部分的电极棒的至少一部分，缠绕了至少其表面上有由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属的线圈的情况下，也能防止出现微细的裂缝，从而可进一步地提高灯的耐压强度。

本发明不仅适用于高压放电灯，还适用于金属卤化物灯、氙灯等其它的高压放电灯，也适用无水银的无水银金属卤化物灯。正因为耐压强度高，所以能够对本发明的无水银金属卤化物灯高压封入惰性气体，结果就是很简单地就能将效率提高，将点灯的始动性提高。此外，本发明不仅可被应用到高压水银灯上，还可被应用到白炽灯(例如卤化物灯)上，这样，防止灯破裂的能力就比现有的灯要高了。

附图说明

图1(a)及图1(b)为剖面图，分别示意地示出了本发明的本实施例所涉及的高压放电灯100的结构。

图2(a)及图2(b)为主要部分放大图，分别示意地示出了压缩应变沿密封部分2的长边方向(电极轴方向)的分布情况。

图3(a)及图3(b)为照片，代替附图显示用利用了光弹性效果的感光色板法(sensitive tint plate)所测得的灯的压缩应变的分布情况。

图4(a)及图4(b)分别为图3(a)及图3(b)的轨迹图(traceddrawings)。

图5(a)及图5(b)为用以说明用利用了光弹性效果的感光色板法测量应变的原理的图。

图6为表示应力(kgf/cm²)和灯的根数(根)间之关系的曲线图。

图7(a)及图7(b)为主要部分放大图，用以说明由于第二玻璃部分7中有压缩应变而使灯100的耐压强度提高了的理由。

图8为示意地显示灯100的变形例的主要部分放大图。

图9为示意地显示灯100的变形例的主要部分放大图。

图10为示意地显示灯100的变形例的主要部分放大图。

图11为示意地显示灯100的变形例的主要部分放大图。

图12为示意地显示放电灯用玻璃管80的结构的剖面图。

图13为示意地显示玻璃管70的结构的剖面图。

图14为剖面图，用以说明将玻璃管70固定到玻璃管80的侧管部分2’上的工序。

图15为示意地显示电极构件50的结构的图。

图16为示意地显示设了小径部分83的玻璃管80的结构的剖面图。

图17为剖面图，用以说明电极构件50的插入工序。

图18为沿图17中的线c-c剖开后的得到的剖面图。

图19为剖面图，用以说明密封部分的形成工序。

图20(a)及图20(b)为用以说明第二玻璃部分7中有压缩应变的机构的剖面图。

图21为示意地显示玻璃管70的结构的剖面图。

图22为用以说明将电极构件50插到玻璃管70内的工序的剖面图。

图23为用以说明让玻璃管70收缩的工序的剖面图。

图24为示意地显示带玻璃管70的电极构件50的结构的剖面图。

图25为用以说明将带玻璃管70的电极构件50插到玻璃管80的侧管部分2’内的工序的剖面图。

图26为示意地显示本发明的本实施例所涉及的高压放电灯200的结构的剖面图。

图27为示意地显示本发明的本实施例所涉及的高压放电灯300的结构的剖面图。

图28为示意地显示进行静水压耐压试验时的灯的结构的剖面图。

图29为显示耐压和破损几率间之关系的维泊尔曲线图。

图30为一曲线图，显示灯在工作压力40MPa下工作时光谱的分布情况。

图31为一曲线图，显示灯在工作压力19MPa下工作时光谱的分布情况。

图32为显示现有灯的光谱分布情况的曲线。

图33为显示平均显色指数Ra和工作压力间的关系的曲线图。

图34为示意地显示带镜子的灯900的结构的剖面图。

图35为显示工作压力(MPa)和平均照明度(lx)间之关系的曲线图。

图36为示意地显示白炽灯500的结构的剖面图。

图37为示意地显示白炽灯600的结构的立体图。

图38为示意地显示现有灯2000的结构的剖面图。

图39为导电性导线构造250的主要部分放大图。

图40为示意地显示现有的高压水银灯的结构的剖面图。

具体实施方式

下面，参考附图，说明本发明的实施例。为便于说明，在以下各图中，用同一个符号表示实际上具有相同功能的构成要素。此外，本发明并不限于以下各实施例。

(第1个实施例)

图1(a)及图1(b)示意地示出了本实施例所涉及的灯100的结构。本实施例中的灯100，为包括管内封入了发光物质(6)的发光管1、顺着发光管1延伸开来的密封部分2的高压放电灯。图1所示的灯为高压水银灯。图1(a)示意地示出了灯100的整体结构；图1(b)示意地示出了从发光管1看沿图1(a)中的b-b线剖开后而得到的密封部分2的剖面结构。

灯100的密封部分2，为保持发光管1的内部10的气密性的部位。灯100为包括两个密封部分2的两端型灯。密封部分2，包括：顺着发光管1延伸开来的第一玻璃部分(侧管部分)8、设在第一玻璃部分8的内侧(中心侧)的至少一部分上的第二玻璃部分7。这样密封部分2就有被施加了压缩应力的部位7。在本实施例中，被施加了压缩应力的部位就是相当于第二玻璃部分7的部分。如图1(b)所示，密封部分2的剖面形状近似为圆形，密封部分2内设了用以提供灯功率的金属部分4。该金属部分4的一部分和第二玻璃部分7相接，在本实施例中，金属部分4位于第二玻璃部分7的中心部分。第二玻璃部分7位于密封部分2的中心部分，第二玻璃部分7的外周被第一玻璃部分8覆盖起来。

借助利用了光弹性效果的感光色板法，测量了本实施例中的灯100的应变。一观察密封部分2，就确认出了：在相当于第二玻璃部分7的部分存在压缩应力。在感光色板法下进行应变测量时，是不可能边维持灯100的形状，边观测切断密封部分2而得到的剖面内的应变(应力)的。但就在相当于第二玻璃部分7的部分上观测到压缩应力这件事而言，可以说是在以下几种情况单独地或者是这几种情况组合起来而将压缩应力施加在了密封部分2的一部分上。即在整个第二玻璃部分7或者第二玻璃部分7的大部分上施加了压缩应力的情况；在第二玻璃部分7和第一玻璃部分8的交界处施加了压缩应力的情况；在第二玻璃部分7中的第一玻璃部分8或者第一玻璃部分8中的第二玻璃部分7一侧部分上施加了压缩应力的情况。还有，进行该测量时，以积分值来观测在密封部分2的长边方向上的压缩应力(或者应变)。

密封部分2中的第一玻璃部分8含有重量百分比在99％以上的SiO₂，例如，由石英玻璃制成。另一方面，第二玻璃部分7，含有重量百分比在15％以下的Al₂O₃及重量百分比在4％以下的B中至少之一和SiO₂，例如由维科尔高硼硅酸耐热玻璃制成。因在SiO₂中添加Al₂O₃、B以后，玻璃的软化点就下降，故第二玻璃部分7的软化点比第一玻璃部分8的软化点温度低。需提一下，维科尔高硼硅酸耐热玻璃(Vycor Glass，商品名)为：让添加物混到石英玻璃中使软化点下降，且加工性也比石英玻璃好的玻璃，例如对硼硅玻璃进行热/化学处理，让它的特性接近石英玻璃的特性，即可制成这种玻璃。维科尔高硼硅酸耐热玻璃的组成为：例如，硅石(SiO₂)重量百分比为96.5％、矾土(Al₂O₃)重量百分比为0.5％、硼元素(B)重量百分比为3％。在本实施例中，第二玻璃部分7由维科尔高硼硅酸耐热玻璃制玻璃管制成。需提一下，第二玻璃部分7也可用以SiO₂：重量百分比62％、Al₂O₃：重量百分比13.8％、CuO：重量百分比23.7％为成分的玻璃管制成。

加在密封部分2的一部分上的压缩应力只要实质上超过0(也就是说，0kgf/cm²)就行了。需提一下，该压缩应力为灯不工作状态下的压缩应力。由于该压缩应力的存在，可使耐压强度比现有结构高。最好是，该压缩应力约在10kgf/cm²以上(约9.8×105N/cm²以上)，约在50kgf/cm²以下(约4.9×105N/cm²以下)。因为若不到10kgf/cm²，就有压缩应变就小，而不能将灯的耐压强度提高到足够大的时候。还有，若使其成为超过50kgf/cm²的结构，就找不到能够实现该结构的实用玻璃材料。然而，即使不到10kgf/cm²，而实质上超过0，就可使耐压强度比现有结构下的高。再就是，若开发出了能够实现超过50kgf/cm²的结构的实用材料，第二玻璃部分7拥有超过50kgf/cm²的压缩应力也是可以的。

从通过应变检查器观测灯100所得的结果，容易推测出：在第一玻璃部分8和第二玻璃部分7间的交界处周围，存在着由于二者的压缩应力之差而造成的应变交界区20。可这样考虑：压缩应力主要存在于第二玻璃部分7(或者第二玻璃部分7的外周附近区域)，第二玻璃部分7的压缩应力没太(或者是几乎没有)传给第一玻璃部分8。这两者8、7的压缩应力之差例如约在从10kgf/cm²到50kgf/cm²这样的一个范围内。

灯100的发光管1近似为球形，和第一玻璃部分8一样，也是由石英玻璃制成。需提一下，为实现具有寿命长等优点的高压水银灯(特别是超高压水银灯)，最好是，用碱金属杂质水平很低(例如1ppm以下)的高纯度石英玻璃作制成发光管1的石英玻璃。需提一下，用普通的碱性金属杂质水平的石英玻璃也是完全可以的。发光管1的外径例如在5mm～20mm左右，发光管1的玻璃厚例如在1mm到5mm左右。发光管1内的放电空间10的容积例如在0.01～1cc(0.01～1cm³)左右。本实施例中使用的是，外径在9mm左右、内径在4mm左右、放电空间的容积在0.06cc左右的发光管1。

发光管1内布置了一对相向的电极棒(电极)3。电极棒3的前端以0.2～5mm左右(例如、0.6～1.0mm)的间隔(弧长)D布置在发光管1内，每一根电极棒3都是由钨(W)构成的。为降低灯工作时电极前端的温度，在电极棒3的前端缠绕了线圈12。在本实施例中，使用了钨制的线圈作线圈12，不仅如此，还可以使用钍-钨制线圈。而且，电极棒3也不仅可为钨棒，还可为由钍-钨制成的棒。

发光管1内封入了水银6作发光物质，在让灯100作为超高压水银灯工作的情况下，发光管1内封入例如200mg/cc左右或者在该数值以上(例如220mg/cc以上、230mg/cc以上、或者250mg/cc以上)的水银，最好是300mg/cc左右或者在该数值以上(300mg/cc～500mg/cc)的水银、5～30kPa的惰性气体(例如氩)以及少量的卤族元素(根据需要)。

封入在发光管1内的卤族元素的作用是，进行让灯工作时从电极棒3蒸发的W(钨)再次返回到电极棒3上这样的卤素循环，它例如为溴。所封入的卤族的形态不仅可为单体，还可为卤族元素前驱体(化合物)。在本实施例中，卤族元素以CH₂Br₂的形态导入到发光管1内。而且，本实施例中CH₂Br₂的封入量在0.0017～0.17mg/cc左右。若将它换算为灯工作时的卤族元素原子密度，则相当于0.01～1μmol/cc左右。需提一下，可使灯100的耐压强度(工作压力)在20MPa以上(例如30～50MPa左右，或者在该值以上)。再就是，管壁负荷例如在60W/cm²左右以上，并不设上限。若举例说明的话，可实现管壁负荷从60W/cm²左右以上到300W/cm²左右这一范围内(最好是在80～200W/cm²左右)的灯。若再在装上冷却结构，管壁负荷还能达到300W/cm²左右以上。需提一下，额定功率例如在150W(那时的管壁负荷约为130W/cm²左右)。

其一端位于放电空间10内的电极棒3借助焊接与设在密封部分2内的金属箔4相连接。金属箔4的至少一部分位于第二玻璃部分7内。在图1所示的结构下，是让第二玻璃部分7覆盖包括电极棒3和金属箔4的连接部分的那一块儿。具体给出图1所示的结构下的第二玻璃部分7的尺寸的话，密封部分2在长边方向的长度约为2～20mm(例如，3mm、5mm、7mm)，夹在第一玻璃部分8和金属箔4之间的第二玻璃部分7的厚度约为0.01～2mm(例如0.1mm)。从第二玻璃部分7靠近发光管1一侧的端面到发光管1的放电空间10的距离H，约为0mm～6mm(例如约为0mm～3mm或者1mm～6mm)。在不让第二玻璃部分7露出在放电空间10内的情况下，距离H大于0mm，例如在1mm以上。例如，从金属箔4靠近发光管1一侧的端面到发光管1的放电空间10的距离B(换句话说，被埋在密封部分2内的那一部分电极棒3的长度)例如约为3mm。

如上所述，密封部分2的断面形状近似圆形，金属箔4大致设在它的中央部分。金属箔4例如为矩形的钼箔(Mo箔)，金属箔4的宽度(短边一侧的长度)例如在1.0mm～2.5mm左右(最好是在1.0mm～1.5mm左右)。金属箔4的厚度例如在15μm～30μm左右(最好在15μm～20μm左右)。厚度与宽度之比大约在1∶100左右。再就是，金属箔4的长度(长边一侧的长度)例如在5mm～50mm之间。

在与电极棒3所在的那一侧相反的一侧通过焊接设了外部导线5。外部导线5接在金属箔4中接有电极棒3那一侧的相反一侧，外部导线5的一端延伸到密封部分2以外。通过将外部导线5电气接在镇流电路(未图示)上，镇流电路就和一对电极棒3电气连接起来了。密封部分2的作用是，使密封部分的玻璃部分7、8和金属箔4压好，以保持发光管1内的放电空间10的气密性。下面简单地说明一下密封部分2进行的密封原理。

因构成密封部分2的玻璃部分的材料的热膨胀系数和构成金属箔4的钼的热膨胀系数不同，故从热膨胀系数的观点来看，二者达不到一体化的状态。然而，在该结构(箔密封)下，金属箔4在来自密封部分的玻璃部分的压力下发生塑性变形，从而将二者间的间隙填好。这样以来，就能使密封部分2的玻璃部分和金属箔4成为相互压紧的状态，也就由密封部分2将发光管1密封好了。换句话说，通过借助密封部分2的玻璃部分和金属箔4之间的压紧带来的箔密封，就由密封部分2密封好了。在本实施例中，设了有压缩应变的第二玻璃部分7，故可提高该密封结构的可靠性。

其次，对密封部分2的压缩应变进行说明。图2(a)、图2(b)示意地示出了压缩应力沿密封部分2的长边方向(电极轴方向)的分布情况。图2(a)示出的是设了第二玻璃部分7的灯100的结构；图2(b)示出的是未设第二玻璃部分7的灯100’的结构(比较例)。

在图2(a)所示的密封部分2中，相当于第二玻璃部分7的区域(网状线区域)存在压缩应力(压缩应变)，第一玻璃部分8那里(斜线区域)的压缩应力的大小实质上为0。另一方面，如图2(b)所示，在密封部分2中无第二玻璃部分7的情况下，没有存在压缩应变之处，第一玻璃部分8的压缩应力的大小实质上为0。

本案发明人，定量地实测了灯100的应变，观察到了在密封部分2中的第二玻璃部分7存在压缩应力。该测量结果示于图3及图4。该应变的定量化是通过利用了光弹性效果的感光色板法进行的。借助该方法，能看到有应变(应力)的地方的颜色发生变化，再拿该颜色和应变标准器进行比较就能把应变的大小定量化。也就是说，通过观察要测量应变的那一种颜色和同一种标准颜色的光路差就能把应力计算出来。为把应变定量化而用的测量器为应变检查器(东芝制：SVP-200)。若利用该应变检查器，就是把密封部分2的压缩应变的大小作为加在密封部分2上的应力的平均值求出。

图3(a)为表示借助利用了光弹性效果的感光色板法所测得的灯100的压缩应力的分布情况的照片；图3(b)为表示无第二玻璃部分7的灯100’的压缩应力的分布情况的照片。需提一下，图4(a)及图4(b)分别为图3(a)及图3(b)的轨迹图。

如图3(a)及图4(a)所示，在灯100的密封部分2中，有第二玻璃部分7的区域有和周围8的颜色不同(浅颜色)的地方，这就表明：第二玻璃部分7存在压缩应力(压缩应变)。另一方面，如图3(b)及图4(b)所示，灯100’的密封部分2中，没有颜色不同(浅颜色)的区域，这就表明：密封部分2(第一玻璃部分8)的特定部分不存在压缩应力。

其次，参看图5，简单地说明借助利用了光弹性效果的感光色板法测量应变的原理。图5(a)及图5(b)示意地示出了让透过偏光板而形成的直线偏光入射到玻璃内的状态。若这里设直线偏光的振动方向为u，则可认为u由u1和u2合成。

如图5(a)所示，因玻璃中无应变时，u1和u2以同一个速度通过玻璃，故透过光u1和u2之间没有偏离。另一方面，如图5(b)所示，玻璃中有应变，应力F起作用时，u1和u2就以不同的速度通过玻璃，故透过光u1和u2之间就有偏离。也就是说，u1和u2中之一个比另一个慢。这一慢造成的距离就叫光路差。光路差R与应力F及在玻璃中的通过距离L成正比，故若设比例系数为C，则有下式成立。

R＝C·F·L

这里，每一个符号的单位分别为R(nm)、F(kgf/cm²)、L(cm)、C({nm/cm}/{kgf/cm²})。C根据玻璃等的材质而定，被称作光弹性常数。由上式可知，若已知C，则通过测量L和R，就能求出F。

本案发明人，对光在密封部分2中的透过距离、即密封部分2的外径L进行了测量，并利用应变标准器从测量时的密封部分2的颜色读出了光路差R。而且，让光弹性常数为石英玻璃的光弹性常数3.5。把这些数值代入上式，计算出的应力值的结果用图6中的棒图来表示。

如图6所示，应力为0kgf/cm²的灯为0个，应力为10.2kgf/cm²的灯为43个，应力为20.4kgf/cm²的灯为17个；应力为35.7kgf/cm²的灯也是0个。另一方面，再拿作为比较例的灯100’来看，所测得的所有灯的应力都是0kgf/cm²。需提一下，密封部分2的压缩应力是利用测量原理从加在密封部分2上的应力的平均值计算出来的。但从图3、图4及图6的结果来看，很容易得出以下结论，即密封部分2的一部分上被施加了压缩应力这样的状态是由于设了第二玻璃部分7所致。这是因为对作为比较例的灯100’而言，密封部分2不存在压缩应力之故。图6示出了离散的应力值，是因为从应变标准器读取的光路差是离散的之故。应力值离散是由利用感光色板法的应变测量原理所致。一致认为：实际上，例如还存在着其值在从10.2kgf/cm²到20.4kgf/cm²之间的应力值，在第二玻璃部分7或者是第二玻璃部分7外围附近，也存在着规定量的压缩应力。这一点和为离散值时的情况是一致的。

需提一下，进行该测量时，观察的是在密封部分2的长边方向(电极轴3的延伸方向)上的应力，但这并不意味着其它方向上不存在压缩应力。要测量在密封部分2的径向(中心一外周方向)、或者密封部分2的周向(例如时钟方向)上是否存在压缩应力，则必须将发光管1、密封部分2切断，而一旦这样切断，第二玻璃部分7上的压缩应力马上就消失了。因此，在不切断灯100的状态下所能测到的就是在密封部分2的长边方向上的压缩应力。故本案发明人至少将那一方向上的压缩应力定量化了。

本实施例中的灯100，因在设在第一玻璃部分8内侧的至少一部分上的第二玻璃部分7中存在压缩应变(至少是长边方向上的压缩应变)，故可提高高压放电灯的耐压强度。换句话说，与图2(b)中所示的作为比较例的灯100’相比，图1及图2(a)所示的本实施例中的灯100的耐压强度提高了。图1所示的本实施例中的灯100可在超过现有的最高水平的工作压力(20MPa左右)下工作，即可在30MPa以上的工作压力下工作。

其次，参考图7，说明由于第二玻璃部分7中有了压缩应变而导致灯100的耐压强度上升的理由。图7(a)为灯100的密封部分2的主要部分的放大图；图7(b)为作为比较例的灯100’的密封部分2的主要部分的放大图。

尽管对灯100的耐压强度提高了的机构还有不明白的地方，本案发明人却做出了如下的推论。

首先，前提是，因密封部分2内的金属箔4在灯工作时加热、膨胀，故来自金属箔4的应力就加在了密封部分2的玻璃部分中。更具体地讲，除了金属的热膨胀率比玻璃的大以外，热连接在电极棒3上且有电流通过的金属箔4，比密封部分2的玻璃部分更容易被加热，故应力容易从金属箔4(特别是面积很小的箔侧面)加到玻璃部分上。

如图7(a)所示，若在第二玻璃部分7的长边方向上施加压缩应力，就能抑制来自金属箔4的应力16的产生。换句话说，可通过第二玻璃部分7的压缩应力15抑制大应力16的产生。结果，例如在密封部分2的玻璃部分出现裂缝，密封部分2的玻璃部分和金属箔4之间漏气等现象都会减少，密封部分2的强度由此而得以提高。

如图7(b)所示，当结构中无第二玻璃部分7时，来自金属箔4的应力17比图7(a)所示的结构时的要大。换句话说，因金属箔4周围不存在加了压缩应力的区域，故来自金属箔4的应力17比图7(a)所示的应力16大。由此而推论：可使图7(a)所示结构下的耐压强度比图7(b)所示结构下的耐压强度高。这一想法和玻璃的一般性质是相符的，即若玻璃中有拉伸应变(拉伸应力)，玻璃就容易碎；而若玻璃中有压缩应变(压缩应力)，玻璃就不容易碎。

但是，很难从玻璃中有压缩应力就不容易破碎这样的一般性质，得出灯100的密封部分2具有高耐压强度这样的结论。因为以下想法是有可能成立的，即使有压缩应变的那一区域的玻璃的强度增加了，但从整个密封部分2来看，和没有应变的情况相比，产生了负荷了。故整个密封部分2的强度是反而会下降。灯100的耐压强度提高了这样的结果，是本案发明人试制了灯100并通过实验首次得知的，也正是仅通过理论所不能推导出的。若超过需要的大压缩应力存在于第二玻璃部分7(或者其外围周围区域)，灯工作时实际上密封部分2会破损，反而有可能使灯的寿命缩短。考虑到这些情况以后，具有第二玻璃部分7的灯100的结构就是在绝妙的平衡下而显示出了高耐压强度的。若第二玻璃部分的应力应变从切断发光管1的部分消失来推测的话，由第二玻璃部分7的应力应变所造成的负荷就有可能由整个发光管1来很好地承受。

需提一下，本案发明人认为：具有高耐压强度的构造，是由由第一玻璃部分8和第二玻璃部分7的压缩应力差造成的应变边界区20产生的。换句话说，以下推论成立。即第一玻璃部分8实质上未施加压缩应力，压缩应变很好地封闭在比应变边界区域20更靠近中心一侧的第二玻璃部分7(或者其外围附近)的区域，由此而成功地发挥出优良的耐压特性。结果，在图7(a)及图7(b)等中，明确地示出了应变边界区域20，在利用感光色板法测量应变的原理下，应力值是离散的。然而，即使现实的应力值是连续的，也认为应力值在应变边界区域20是急剧变化的，且应变边界区域20反而是由该急剧变化的区域来决定的。

如图1所示，本实施例的灯100的结构为，布置了第二玻璃部分7而让它来覆盖电极棒3和金属箔4的焊接部分。不仅如此，也可为图8所示的结构。换句话说，如图8所示，它覆盖了埋在密封部分2内的那一部分电极棒3的全部和金属箔4的一部分。这时也可以让第二玻璃部分7的一部分从发光管1内的放电空间10露出来。换句话说，即使让第二玻璃部分7的一部分露出在发光管1内的放电空间10内，让图1(a)中的H＝0，从提高耐压强度的观点来看，是没有什么问题的。不过，还有这样的做法，即当灯100为高压水银灯时，从光色特性、寿命的角度来看，要采用不让第二玻璃部分7露出在放电空间10内的结构。其理由如下：因第二玻璃部分7中除含有SiO₂以外，还含有Al₂O₃、B等，故若这些添加物进入放电空间10中，灯的特性就有可能恶化。需提一下，因在电极棒3和金属箔4的焊接部分常常发生破损、裂缝，故布置第二玻璃部分7而让它来覆盖电极棒3和金属箔4的焊接部分就是为了增强这一部分的强度，如图1及图8所示。

还可为从图9到图11所示的结构。具体而言，如图9所示，布置第二玻璃部分7让第二玻璃部分7覆盖金属箔4的中央部分；如图10所示，布置第二玻璃部分7让它来覆盖金属箔4和外部引线5的焊接部分；如图11所示，布置第二玻璃部分7让它来覆盖整个金属箔4。

不仅图1所示的结构能提高灯的耐压强度，从图8到图11所示的结构都能提高灯的耐压强度。换句话说，可封入比作为比较例的灯100’还多的水银，而可让它在比作为比较例的灯100’还高的工作压力下工作。

需提一下，在图1所示的结构下，对一对密封部分2中的每一个都设了第二玻璃部分7，不仅如此，即使仅给密封部分2中之一设第二玻璃部分7，也能使耐压强度比作为比较例的100’高。但还是以给两侧的密封部分2都设第二玻璃部分7的结构，且两侧的密封部分2都含有被施加了压缩应力的部位的结构为好。这是因为，和一侧的密封部分2含有被施加了压缩应力的结构相比，两侧的密封部分2都含有被施加了压缩应力的部位的结构能达到更高的耐压。可以单纯地这样想，和有一个拥有被施加了压缩应力的部位的密封部分相比，有两个拥有被施加了压缩应力的部位的密封部分的话，能够使在密封部分所产生的漏气的几率(换句话说，不能保持某一水平的高耐压的几率)为1/2。

还有，在本实施例中，说明的是水银6的封入量极高的高压水银灯(例如工作压力超过20MPa的超高压水银灯)，本实施例也非常适用于水银蒸气压不是那么高的1MPa左右的高压水银灯。因为工作压力很高工作也很稳定，就意味着灯的可靠性很高。换句话说，在将本实施例中的结构应用到水银蒸气压不是那么高的(灯的工作压力不到30MPa左右，例如20MPa左右到1MPa左右)的灯上时，也有可能提高在该工作压力下工作的灯的可靠性。仅通过在密封部分2用新材质做第二玻璃部分7的材质，就能实现本实施例的结构，因此通过很少的改良就能收到提高耐压的效果。因此，本实施例从工业用途上来看是非常好的。

其次，参考图12到图19，说明本实施例所涉及的灯100的制造方法。

如图12所示，首先准备包括将会成为灯100的发光管1的发光管部分1’和顺着发光管部分1’延伸开来的侧管部分2’这两部分的放电灯用玻璃管80。本实施例的玻璃管80是这样的：给外径6mm、内径2mm的筒状石英玻璃的规定位置加热让它膨胀来形成近似球形的发光管部分1’。

如图13所示，另外准备一会成为第二玻璃部分7的玻璃管70。本实施例中的玻璃管70，为外径(D1)1.9mm、内径(D2)1.7mm、长(L)7mm的维科尔高硼硅酸耐热玻璃制玻璃管。为能将玻璃管70插到玻璃管80的侧管部分2’中，把玻璃管70的外径D1做得小于侧管部分2’的内径。

如图14所示，将玻璃管70固定到玻璃管80的侧管部分2’中。是这样进行该固定的，先将玻璃管70插到侧管部分2’中，再对侧管部分2加热来让二者2’、70紧紧贴好。下面详细说明该工序。

先将一根玻璃管70插到一侧的侧管部分2’中，再将玻璃管80装到两个能够旋转的卡盘上。这时用已洗干净的钨棒来微调整玻璃管70的位置。若使用径小于侧管部分2’的内径的钨棒进行微调整，那就是很方便的了。需提一下，当然可使用钨以外的棒。

最后，通过用加热器加热侧管部分2’，来让玻璃管70的外壁紧紧地贴到侧管部分2’的内壁上而把它们固定好。需提一下，进行了该工序以后，被认为是对灯有不良影响的水分(具体而言，构成玻璃管70的维科尔高硼硅酸中的水分)会从灯中飞出来，结果是可谋求灯的高纯度化。对另一侧的侧管部分2’也采用同样的工序，来将另一侧的玻璃管70固定另一侧的侧管部分2’中。这样就得到了图14所示的结构。最好是在图14所示的结构制好后，清洗一下管的内部。因为在插入玻璃管70并将它固定好的工序下，杂质有可能侵入之故。

接着准备图15所示的另已制好的电极构件50，并将它插到已固定有玻璃管70的侧管部分2’中。电极构件50，由电极棒3、接在电极棒3上的金属箔4、接在金属箔4上的外部导线5构成。电极棒3为钨制电极棒，其前端缠有钨制线圈12。线圈12也可为钍-钨制线圈。电极棒3也是不仅可为钨棒，还可为由钍-钨制成的棒。在外部导线5的一端设了用以把电极构件50固定到侧管部分2’的内面的支持部件(金属制夹具)11。图14所示的支持部件11为由钼制成的钼带(Mo带)，不仅如此，还可用钼制环状弹簧来代替它。Mo带11的宽度a比侧管部分2’的内径2mm稍微大一些，好把电极构件50固定到侧管部分2’内。

在本实施例中，使用了图12所示的放电灯用玻璃管80，还可用图16所示的玻璃管80来代替它。图16所示的玻璃管80的侧管部分2’和发光管部分1’的交界周围，设了使侧管部分2的内径比其它部分的内径还小的小径部分83。该小径部分83被称为凹陷(reed)。小径部分83的内径d的大小为能使玻璃管70不再进入那么大，例如为1.8mm左右。形成了小径部分83的区域h的尺寸(侧管部分2’在长边方向上的尺寸)，例如为1～2mm左右。用激光照射图12所示的玻璃管80的规定地方(区域h)来加热这个地方，即可形成小径部分83。在本实施例中，使玻璃管80内处于减压状态(例如，Ar的压力为10^-3Pa的状态)而形成小径部分83的，不仅如此，只要能使区域h收缩，在一个大气压下也能形成小径部分83。在玻璃管80上设一小径部分83以后，就很容易进行玻璃管70的插入工序。也就是说，很容易将玻璃管70固定到规定位置上。

可以按照以下做法，将电极构件50插到侧管部分2’中。如图17所示，让电极构件50穿过一侧的侧管部分2’，而将电极棒3的前端12置于发光管部分1’内。此时，Mo带11接触着侧管部分2’的内壁，让电极构件50穿过时多少会有点阻力，故这里用洗得非常干净的钨棒把电极构件50推到规定位置。将电极构件50推到规定位置后，电极构件50就由钼带11被固定到那一位置上。图18示出了沿图17中的线c-c剖开后所得到的剖面结构。

其次，边保持着气密性，边将已插入了电极构件50的玻璃管80的两端装到可以旋转的卡盘82上。卡盘82与真空系统(未图示)相连，可使玻璃管80的内部减压。将玻璃管80的内部抽成真空后，再将200torr左右(约20kPa)的惰性气体(Ar)导入其中。然后，再让玻璃管80以电极棒3为旋转中心轴朝着箭头81的方向旋转。

其次，再对侧管部分2’及玻璃管70加热而让它们收缩，来将电极构件50密封好。这样以来，就形成了在原为侧管部分2’的第一玻璃部分8的内侧设了原为玻璃管70的第二玻璃部分7的密封部分2，如图19所示。该密封部分2是这样形成的，从发光管部分1’和侧管部分2’间的交界部分逐渐地朝着外部导线5的中间附近加热侧管部分2’和玻璃管70，让它们收缩，即制成密封部分2。通过该密封部分形成工序，而从侧管部分2’及玻璃管70，制成了含有处于至少在长边方向(电极棒3的轴向)上被施加了压缩应力的状态的部位的密封部分2。需提一下，也可从外部导线5一侧朝着发光管部分1’一侧进行加热而让它们收缩。之后，从开着口的侧管部分2’的端部导入规定量的水银6。此时，可根据需要导入卤族元素(例如CH₂Br₂)。

导入水银6後，就再对另一侧的侧管部分2’进行和上述一样的工序。换句话说，将电极构件50插到还没密封的侧管部分2’以后，再将玻璃管80内部抽成真空(最好是，减压到10^-4Pa左右的低压状态)，封入惰性气体，接着加热密封。为防止水银蒸发，最好边冷却发光管部分1’，边进行这时的加热密封。这样将两侧的侧管部分2’密封好以后，就制成了图1所示的灯100。

参考图20(a)及图20(b)，来说明通过密封部分分形成工序而将压缩应力加到第二玻璃部分7(或者是其外周周围部分)的原理。需提一下，该原理是由本案发明人得出的，并非百分之百是这样的。不过，如图3(a)所示，事实是，第二玻璃部分7(或者是其外周周围部分)存在压缩应力(压缩应变)而且，耐压强度由于密封部分2包含加上了该压缩应力的部位而得到了提高。

图20(a)示意地示出了将为玻璃管70状态的第二玻璃部分7a插到为侧管部分2’状态的第一玻璃部分8内时的剖面结构；图20(b)示意地示出了在图20(a)所示的结构下，第二玻璃部分7a软化而成为熔融状态7b时的剖面结构。在本实施例中，第一玻璃部分8由含有重量百分比为99％以上的SiO₂的石英玻璃制成；第二玻璃部分7a由维科尔高硼硅酸耐热玻璃制成。

首先，前提条件是，多数情况下，压缩应力(压缩应变)之所以存在，是因为相接触的材料之间存在热膨胀系数差之缘故。换句话说，之所以给设在密封部分2内的状态下的第二玻璃部分7施加压缩应力，一般是因为认为二者之间存在着热膨胀系数差。但此时两者的热膨胀系数相差不大，可以说是大致相等。具体而言，在金属钨、钼的热膨胀系数分别约为46×10^-7/℃、37～53×10^-7/℃的情况下，构成第一玻璃部分8的石英玻璃的热膨胀系数约为5.5×10^-7/℃，维科尔高硼硅酸耐热玻璃的热膨胀系数约为7×10^-7/℃，可让人认为和石英玻璃的热膨胀系数差不多。两者之间仅存在这么大热膨胀系数，就能在两者间产生约10kgf/cm²以上的压缩应力，是难以理解的，两者间性质上的差别与其说在于热膨胀系数，还不如说在于软化点或者应变点，若从两者间性质上的差别在于软化点或者应变点这一角度出发，便可认为加压缩应力是由于以下原理得到的。此外，石英玻璃的软化点及应变点分别为1650℃及1070℃(退火点1150℃)。另一方面，维科尔高硼硅酸耐热玻璃的软化点及应变点分别为1530℃及890℃(退火点1020℃)。

从图20(a)所示的状态来看，若从外侧加热来让第一玻璃部分8(侧管部分2’)收缩，首先两者间所存在的缝隙7c被填好了，两者就接触上了。收缩後，如图20(b)所示，在软化点也高、和外气接触面积也多的第一玻璃部分8先从软化状态解放出来的那一时刻(即固化时刻)，其位置比第一玻璃部分8还往内且软化点也低的第二玻璃部分7b却依然为软化状态(熔融状态)。和第一玻璃部分8相比，此时的第二玻璃部分7b具有流动性，就是通常情况下(非软化状态)两者的热膨胀系数大致相同，也可以认为这时两者的性质(例如，弹性率、粘度、密度等)却有很大的不同。而且，随着时间的推移，具有流动性的第二玻璃部分7b开始冷却，若第二玻璃部分7b的温度下降到了比它的软化点还低的话，第二玻璃部分7就和第一玻璃部分8一样固化了。若第一玻璃部分8和第二玻璃部分7的软化点相同，这两个玻璃部分是这样固化的，即从外侧渐渐地冷却以致不会留下压缩应变。但在本实施例的结构下，外侧的玻璃部分8提前固化了，过一会儿，内侧的玻璃部分7才固化，因而就在该内侧的第二玻璃部分7中留下了压缩应变。考虑到这些事情的话，也许可以说第二玻璃部分7成了间接地进行一种压紧(pinching)的状态。

此外，若残留这样的压缩应变，通常情况是，两者7、8会由于两者的热膨胀系数之差而在某一温度下达到贴紧状态。而在本实施例的结构下，因两者的热膨胀系数大致相等，故即使存在压缩应变，也能保持两者7、8间的贴紧状态，就是这样推测的。

还知道了，要想给第二玻璃部分7施加约10kgf/cm²以上的压缩应力，就必须在1030℃的温度下对按上述方法制成的灯(灯体)进行2小时的加热。具体而言，即，将制成的灯100放到1030℃的炉中，并对其进行退火处理(例如真空烘烤或者减压烘烤)。此外，示出了的是温度1030℃之例。不仅如此，只要为一比第二玻璃部分(耐压玻璃)7的应变点温度高的温度即可。换句话说，比维科尔高硼硅酸的应变点温度890℃高就行了。比较合适的范围是：比维科尔高硼硅酸的应变点温度890℃高、比该第一玻璃部分(石英玻璃)的应变点温度(SiO₂的应变点温度1070℃)低这样一个范围。但本案发明人所做的1080℃、1200℃左右的温度下的实验还表明，有时也能收到效果。

此外，为进行一下比较，还利用感光色板法对没进行过退火处理的高压放电灯进行了测量，结果是，虽然也是一个在高压放电灯的密封部分中设了第二玻璃部分7的结构，却没有观测到在密封部分有约10kgf/cm²以上的压缩应力。

只要有2个小时以上的退火(或者真空烘烤)时间就行了，没有什么上限。但从经济的角度来看有上限的情况除外。可在2个小时以上的范围内适当地设定一合适的时间。而且，若即使不到2个小时也能看到效果，那么进行不到2个小时的热处理(退火)就可以了。通过该退火工序，能达到灯的高纯度化，换句话说，也就是也许能减少杂质。这是因为，一对灯体进行退火处理，被认为是对灯有不良影响的水分(例如维科尔高硼硅酸耐热玻璃中的水分)就能从灯中飞出去之故。若进行100个小时以上的退火处理，就基本上完全能将维科尔高硼硅酸中的水分从灯内除去。

以上说明的是由维科尔高硼硅酸玻璃制成第二玻璃部分7的情况，不仅如此，还得知：在用以SiO₂：重量百分比62％、Al₂O₃：重量百分比13.8％、CuO：重量百分比23.7％为成分的玻璃(商品名：SCY2、SEMCOM公司制造、应变点520℃)制成第二玻璃部分7的情况下，就成为压缩应力至少被施加在长边方向上的状态了。

参照图21到图25，说明本实施例所涉及的灯100的其它制造方法。

首先，如图21所示，准备将会成为第二玻璃部分7的玻璃管70。图21所示的玻璃管70为维科尔高硼硅酸制玻璃管，其尺寸为，外径(D1)1.9mm，内径(D2)1.7mm、长(L)100mm。如图22所示，将含有电极棒3的电极构件50插到该玻璃管70中，接着再边保持好气密性，边把玻璃管70的两端装到能旋转的卡盘82上。电极构件50的结构和图15中所示出的结构一样。卡盘82和真空系统(未图示)相连，可把玻璃管70的内部抽成真空。

将玻璃管70的内部抽成真空後，再封入减压状态的惰性气体(例如20kPa)。接着，让玻璃管70以电极棒3为轴旋转，之后，再加热玻璃管70中和外部导线5相对应的部分72并让它收缩，就能成为图23所示的结构了。然后，沿图23中的线a、b切断玻璃管70，以加工成图24所示的样子。此外，让它收缩的那一部分，可以不是外部导线5的一部分，可以是电极棒3的一部分或者金属箔4的一部分。

如图25所示，将带玻璃管70的电极构件50插到玻璃管80的一侧侧管部分2’中。具体而言，用已清洗过的钨棒把电极构件50推到侧管部分2’中的规定位置上而固定好。若用宽度比2mm稍微大一些的夹具作电极构件50的夹具11，就很容易将电极构件50固定到侧管部分2’中的规定位置上。

接着，边保持气密性，边把玻璃管80的两端装到能旋转的卡盘(未图示)上。之后，用和上述实施例相同的制造方法(参看图17、图19)将管80的内部抽成真空，并封入惰性气体後，再让玻璃管80以电极棒3为轴沿着箭头81的方向旋转，接着，再按从发光管部分1’和侧管部分2’的交界附近到外部导线5中间附近这样的顺序加热而让它们收缩。这样就将带玻璃管70的电极构件50密封好了。之后，从开着口的侧管部分一侧导入规定量的水银(例如200mg/cc左右或者300mg/cc左右，或者这两个数值以上)。导入水银后，再以和上述相同的方法，将带玻璃管70的电极构件50插到另一侧的侧管部分2’中。接着，抽成真空后，再封入惰性气体并加热、密封起来。如上所述，为防止水银蒸发，最好是在进行该加热密封时，同时冷却发光管部分1’。通过该制造方法，就能制出结构如图11所示的灯100。在本实施例中，也是若将两侧的侧管部分2’都密封好以后，再在1030℃的温度下进行2个小时以上的加热，就能使压缩应变增大。

如图26所示，为进一步提高本实施例中的灯100的耐压强度，最好是在埋在了密封部分2内的那一部分电极棒3的至少一部分表面上形成金属膜(例如Pt膜)30。需提一下，金属膜30可由从由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属形成。若从贴紧性(attachment)的观点来看，最好是下层为Au层，上层例如为Pt层。

因在灯200中，在埋在了密封部分2内的那一部分电极棒3的表面上形成了金属膜30，故可防止在位于电极棒3周围的玻璃上出现微小的裂缝。换句话说，对灯200来说，不仅能收到灯100的效果，还能收到防止出现裂缝的效果。由此而能更进一步地提高耐压强度。下面，继续说明是如何防止出现裂缝的。

在在位于密封部分2内的电极棒3上无金属膜30的情况下，在灯制造工序下形成密封部分时，密封部分2的玻璃和电极棒3会一时地贴紧，而在冷却时，二者又会由于两者间所存在的热膨胀系数之差而分离开。此时就会在电极棒3周围的石英玻璃中出现裂缝。耐压强度就会因该裂缝的存在而比没有裂缝的理想灯的低。

而对图26所示的灯200来说，因表面上有Pt膜的金属膜30形成在电极棒3的表面上，故密封部分2的石英玻璃和电极棒3表面(Pt层)间的可沾性就会变坏。换句话说，与钨和石英玻璃之组合相比，白金和石英玻璃之组合会使金属和石英玻璃间的可沾性变坏，二者就不会结合在起来，而容易相互分离。结果是，由于电极棒3和石英玻璃间的可沾性变坏了，那么，在进行加热后的冷却时二者就能够很好地分离开来，而有可能防止出现微小的裂缝。在利用可沾性不好来防止出现裂缝这样的技术思想下制成的灯200，显示出了比灯100还高的耐压强度。

需提一下，还可用图27所示的灯300的结构来代替图26所示的灯200的结构。在图1所示的灯100的结构的基础上，将其表面由金属膜30覆盖起来的线圈40缠到埋在了密封部分2内的那一部分电极棒3的表面上，即构成灯300。换句话说，灯300，具有至少在其表面上拥有从由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属的线圈40缠在电极棒3的根部的结构。需提一下，在图27所示的结构下，线圈40缠到了位于发光管1的放电空间10内的那一部分电极棒3上。在图27所示的灯300的结构下，也能借助线圈40表面的金属膜30来把电极棒3和石英玻璃之间的可沾性搞坏。结果是能防止出现微细的裂缝。线圈40表面的金属例如可通过电镀镀上去。但从贴紧性的角度来看，最好是在线圈40上，先形成Au层作下层，再形成例如Pt层作上层。

下面，说明本实施例中的灯100和200的耐压强度。图28示意地示出了对本实施例中的灯做利用了静水压的耐压试验时的灯的结构。如图28所示，做利用了静水压的耐压试验时，情况是这样的：即一侧的密封部分2和图1所示的灯100的密封部分2、或者图26及图27所示的灯200的的密封部分2的相同，而且，另一侧的密封部分保持着侧管部分2’的状态，从开着口的侧管部分2’的一端加水，加上水压，这样去测量灯的耐压的。具体而言，从开着口的侧管部分2’加入纯水，加上静水压，并使该静水压渐渐地增大。并假定灯破裂时的静水压的值为灯的耐压(由静水压得到的耐压)。

对本实施例中的灯100、7个，灯200、5个，作为比较例的灯(参考图2(b))、9个所进行的耐压试验结果示于图29。图29为显示耐压强度和破损几率间之关系的维泊尔曲线(Weibull plot)图。在图29中，横轴的值越大，耐压强度就越大，而且斜率越大(换句话说，越接近垂直)耐压强度的偏差就越小。

由图29可知，破损几率达到50％时，比较例的耐压强度为21MPa，而灯100为25.3MPa，灯200大到28.5MPa。灯100及200的耐压强度(由静水压得到的耐压)是现有的具有良好的耐压强度的灯无论如何也无法达到的高耐压。还有，从斜率来看，也是本实施例中的灯100及200比比较例的大，由此可知耐压强度的偏差就小。

大家都知道，一般情况下，起动时的工作压力比由耐压试验得到的耐压强度要高。起动时的工作压力高的理由，如下所述。灯起动而被加热后，发光管的玻璃就发生热膨胀，而实际上从灯的结构来看，发光管的玻璃又不可能自由地膨胀，结果是收缩的力量加到了发光管上。由于这一收缩力即想恢复原状的力的作用，而使起动时的工作压力比由耐压试验得到的耐压强度要高。若用灯起动时的工作压力来评价灯的话，灯100的工作压力可为30MPa以上，灯200的可达到40MPa以上。而若使比较例的灯的工作压力为30MPa，灯就破了。

因到该发明做出来为止，还不存在能够在起动工作压力30MPa以上的压力下工作的高压放电灯，故分光特性在使工作压力极大的情况下会怎样呢？这一问题引起了我们的极大兴趣。且已经明确了：在使工作压力为30MPa以上的情况下，平均显色指数Ra及照明度得到了大幅度的提高。下面，对该结果加以说明。

图30示出了让本实施例中的灯在起动工作压力40MPa下工作时的光谱分布情况；图31示出了让本实施例中的灯在起动工作压力19MPa下工作的光谱分布情况。而图32则示出了让现有的灯(Philips公司制)在起动工作压力20MPa、120W的条件下工作时的光谱分布情况，以供参考。图30到图32所示的光谱分布为实测数据。

和图31及图32相比，可知，图30中的在40MPa的工作压力下工作的灯，在405nm、436nm、546nm、547nm附近的亮度线的百分比小了。若再来看一看平均显色指数Ra，则在图30所示的例子中，示出了Ra为70.7这样的非常高的值；在图31所示的例子中，示出的Ra为60.2；在图32所示的例子中，示出的Ra为59.4。需提一下，作为参考，以下列举从图30到图32所示的例子的其它特性。此外，R9～R15为特殊显色指数。

图30所示的例子(工作压力40MPa、Ra＝70.7)：

色度值(x，y)＝(0.2935，0.2967)、Tc＝8370K、Duv＝-3.4

R9＝-11.0、R10＝34.4、R11＝56.7、R12＝58.6、R13＝66.3、R14＝84.1、R15＝66.8

图31所示的例子(工作压力19MPa、Ra＝60.2)：

色度值(x，y)＝(0.2934，0.3030)、Tc＝8193K、Duv＝0.1

R9＝-53.3、R10＝11.6、R11＝42.0、R12＝41.9、R13＝54.0、R14＝79.0、R15＝52.4

图32所示的例子(工作压力20MPa、Ra＝59.4)：

色度值(x，y)＝(0.2895，0.3010)、Tc＝8574K、Duv＝1.3

R9＝-53.2、R10＝9.9、R11＝40.9、R12＝41.5、R13＝52.8、R14＝78.5、R15＝50.8

下面，说明平均显色指数Ra和灯起动工作压力之间的关系。图33为一条显示Ra对起动工作压力的依赖性的曲线。

从图33可知，Ra随着起动工作压力的增大而增大。若将工作压力从19MPa提高到40MPa，Ra就约会上升14％。现有的超高压水银灯的Ra最多不过60(有时为65)，若能使Ra提高到比65还大，灯的通用性就会非常广泛。换句话说，若在荧光灯的Ra为61，荧光型水银灯的Ra为40～50的情况下，可使超高压水银灯的Ra大于65，该超高压水银灯就能被用在用高效率型金属卤化灯(例如Ra：65～70)的地方。若使超高压水银灯的Ra在70以上，就不仅能在工业作业上使用它，更适合于在办公室中使用它，故灯的通用性得到了很大的提高。因此，最好是使本实施例中的灯的平均显色指数Ra大于65的值，提高到67以上，提高到70以上就更好了。该灯(超高压水银灯)的色温在8000K以上，现今还不存在色温在8000K以上、Ra超过65的灯。把Ra搞得很大的金属卤化物灯等的色温较低，白炽灯的色温也较低。色温在8000K以上、Ra超过65的本实施例中的灯，可以作为人工太阳光源(人工太阳装置或者人工太阳系统)，还可以作接近于它的光源，是一能够产生现今尚不存在的新需求的、具有画时代意义的灯。

将本实施例中的灯100及200和反射镜组合起来，就能得到带镜子的灯或者灯组件。

图34示意地示出了包括本实施例中的灯100的带镜子灯900的剖面结构。

带镜子的灯900包括：拥有近似球形的发光管1和一对密封部分2的灯100、和把从灯100发出的光进行反射的反射镜60。此外，示出的是灯100，当然用灯200也是可以的。带镜子的灯900还可包括支持反射镜60的灯架。这里带灯架的结构，就包括在灯组件中了。

这样构成反射镜60，它反射来自灯100的放射光而使反射后的放射光成为例如，平行光束、聚集在规定微小区域内的聚光光束或者与从规定的微小区域散发出来的光相等的发散光束。例如可用抛物面镜、椭圆面镜作为反射镜60。

在本实施例中，灯100的一侧密封部分2上安装了灯头56，从该密封部分2延伸开来的外部导线5和灯头56电连接在一起。密封部分2和反射镜60由例如无机系粘结剂(例如粘泥等)固定在一起并一体化。在位于反射镜60的前面开口一侧的密封部分2的外部导线5上电连接着引出导线65，引出导线65从外部导线5通过反射镜60的导线用开口部分62延长到反射镜60外。在反射镜60的前面开口部分例如装了前面玻璃。

可将这样的带镜子的灯或者灯组件，装到例如液晶、DMD(DigitalMicromirror Device)投影机等图像投影装置上，来作为图像投影装置用光源使用。把这样的带镜子的灯或者灯组件和包括图像元件(DMD板、液晶板等)的光学系统组合起来，就能构成图像投影装置。例如，可提供使用了DMD的投影机(数字灯处理(DLP：digital light processing))、液晶投影机(包括采用了LCOS(Liquid Crystal on Silicon)结构的反射型投影机)。本实施例中的灯、带镜子的灯及灯组件，除可作图像投影装置的光源以外，还可作为紫外线步进机(stepper)的光源、竞技场的光源、汽车的前灯用光源、照亮道路标识的泛光灯的光源等。

下面，说明本实施例中的灯的起动工作压力和照明度之间的关系。

图35为一条表示工作压力(MPa)和平均照明度(lx)之间的关系的曲线。是这样测量该照明度的。在把灯装到图34所示的反射镜上，用适当的光学系统来把光照射到屏幕上的状态下，把屏幕等面积地分割成9个面，测量了每一个面的中心的照明度。设9个面的照明度的平均值为灯的平均照明度，并以它作为灯的照明度的指标。

从图35可知，照明度随着工作压力的增大而增大。把工作压力从19MPa提高到40MPa以后，照明度就约提高了14％。这样以来，用40MPa的灯就能实现比现在还要亮的图像投影装置。因近几年，对屏幕的亮度的要求越来越高，故能将该照明度约提高14％是现有技术的一个重大突破。

(其它实施例)

在上述实施例中，以以水银作发光物质的水银灯作为高压放电灯的一例进行了说明。本发明也适用于具有由密封部分2保持发光管的气密性的结构的任一种高压放电灯。例如，本发明也适用于封入了金属卤化物的金属卤化物灯、氙等高压放电灯。因为对金属卤化物灯等来说，也是耐压越高越好。换句话说，是因为通过防止漏气、防止裂缝，就能得到可靠性高、寿命长的灯之故。

把上述实施例所述的结构，应用到不但封入了水银，还封入了金属卤化物的金属卤化物灯上以后，还能收到以下的效果。换句话说，通过设一第二玻璃部分7，就能使密封部分2内的金属箔4的贴紧性提高，而可抑制金属箔4和金属卤化物(或者卤族元素及碱性金属)之间的反应。结果是，可提高密封部分的结构的可靠性。特别是象图1、图8、图10所示的结构那样，在第二玻璃部分7位于电极棒3处的情况下，可由第二玻璃部分7有效地减少从电极棒3和密封部分2的玻璃间的微小间隙侵入进来和金属箔4起反应而造成箔脆化的金属卤化物。因此，上述实施例的结构很适于在金属卤化物灯中采用。

近年来，人们在不断地开发不封入水银的无水银金属卤化物灯，本实施例中的技术也可被应用到那样的无水银金属卤化物灯上。下面进行详细的说明。

作为应用了本实施例中的技术的无水银金属卤化物灯的一例可这样来形成：即在图1、图26或者图27所示的结构下，发光管1内封入的不是水银，封入的至少是第一卤化物、第二卤化物及惰性气体。此时，第一卤化物的金属为发光物质。和第一卤化物相比，第二卤化物的蒸气压很大，且为和所述第一卤化物的金属相比难以在可视光区发光的一种金属或者几种金属的卤化物。例如，第一卤化物为从钠、钪及希土类金属组成的元素组中选出的一种或者几种金属的卤化物。第二卤化物的蒸气压相对较大，且为和第一卤化物的金属相比难以在可视光区发光的一种金属或者几种金属的卤化物。具体的第二卤化物，为从Mg、Fe、Co、Cr、Zn、Ni、Mn、Al、Sb、Be、Re、Ga、Ti、Zr及Hf所组成的元素组中选出的至少一种金属的卤化物。而且是至少含有Zn的卤化物那样的第二卤化物更好。

若要举出其它组合例，就是这样的：在包括透光性发光管(气密容器)1、设在发光管1内的一对电极3及与发光管1相连的一对密封部分2的无水银金属卤化物灯中的发光管1内，封入为发光物质的ScI₃(碘化钪)和NaI(碘化钠)、代替水银的物质InI₃(碘化铟)及TlI(碘化铊)、及作为始动辅助气体的惰性气体(例如，1.4MPa的Xe气体)。此时，第一卤化物为ScI₃(碘化钪)、NaI(碘化钠)；第二卤化物为InI₃(碘化铟)及TlI(碘化铊)。需提一下，只要第二卤化物为蒸气压较高，能够代替水银起作用的物质即可。例如可用Zn的碘化物代替InI₃(碘化铟)。

下面，说明上述第1个实施例中的技术非常适合用在这样的无水银金属卤化物灯中的理由。

首先，和有水银的灯相比，用别的物质(Zn的卤化物等)代替了水银的无水银金属卤化物灯的效率下降了。而要想提高效率，提高起动时的工作压力是非常有效的。拿上述实施例中的灯来说，因它是一个提高了耐压强度的结构，也就可高压封入惰性气体，也就可很简单地提高效率。因此，很容易地就能实现实用的无水银金属卤化物灯。此时，最好是以热导率很低的Xe作惰性气体。

拿无水银金属卤化物灯而言，因不再封入水银了，故这时封入的卤化物要比在有水银的金属卤化物灯中封入的卤化物多。这样以来，通过电极棒3附近的间隙到达金属箔4的卤化物的量也就多起来了，卤化物就和金属箔4(有时为电极棒3的根部)起反应，结果就是密封部分结构变弱，而容易漏气。在图26及图27所示的结构下，因电极棒3的表面被金属膜30(或者是线圈40)所覆盖，故能有效地防止电极棒3和卤化物起反应。还有，如图1所示，在为第二玻璃部分7位于电极棒3的周围这样的结构的情况下，就能防止卤化物(例如Sc的卤化物)侵入，由此而可防止漏气。因此，具有上述实施例中的结构的无水银金属卤化物灯的效率及寿命能比现有的无水银金属卤化物灯的高。对一般照明用灯也可以这么说。对作为汽车前照灯用的灯来说，还有以下优点。

当上述无水银金属卤化物灯被用在汽车前照灯上时，要求在将开关ON时的那一瞬间，发出100％的光。为满足这一要求而采取的有效方法是，高压封入惰性气体(例如Xe)。然而，往一般的金属卤化物灯中高压封入Xe时，灯破裂的可能性就增大。这样的话，所述无水银金属卤化物灯作要求它具有更高安全性的前照灯来用就不是很理想的了。因为如果夜间前照灯出了故障，是可能引发交通事故的。因在具有所述实施例中的结构的无水银金属卤化物灯的情况下，已经为一种提高了耐压强度的结构，故即使高压封入Xe，也既能确保安全性，又能提高让灯亮时的始动性。不仅如此，还可以提高寿命，故具有所述实施例中的结构的无水银金属卤化物灯是非常适合作前照灯用的。

在本实施例中，说明的是水银蒸气压在20MPa左右或者30MPa左右以上的情况(也就是说，超高压水银灯的情况)，但如上所述，并不排除将本发明用到水银蒸气压为1MPa左右的高压水银灯上的情况。换句话说，本发明对包括超高压水银灯、高压水银灯在内的所有高压放电灯都适用。需提一下，当今的被称为超高压水银灯的灯中的水银蒸气压在15MPa或者该值以上(所封入的水银量为150mg/cc或者该值以上)。

因即使工作压力极高也能很稳定地工作就意味着灯的可靠性很高，故在将本实施例中的结构应用到工作压力不那么高的灯(灯的工作压力不到30MPa左右，例如20MPa左右～1MPa左右)上时，就能提高在该工作压力下工作的灯的可靠性。

以下是对能实现高耐压强度的灯的技术意义的进一步的说明。近年来，为得到输出更高、功率更高的高压水银灯，技术人员们正在不断地开发弧长(电极间距离D)较短的短弧型水银灯(例如，D在2mm以下)，这时为抑制伴随着电流的增大而带来的电极的提前蒸发，又必须封入比通常情况下更多的水银。如上所述，因在现有的结构下，耐压强度有一个上限，故所封入的水银量也有了上限(例如200mg/cc左右以下)，这就给特性更优的灯的实现增加了一个制约。本实施例中的灯可能消除现有的制约，促进到目前为止未能实现的具有优良特性的灯的开发。对本实施例中的灯而言，可实现所封入的水银量超过200mg/cc左右、即300mg/cc左右或者该值以上的灯。

此外，如上所述，能使水银封入量在300～400mg/cc左右或者该值以上(灯亮时的工作压力30～40MPa)这样的技术的意义，就在于：可确保灯亮时的工作压力超过20MPa这一水平的灯(换句话说，具有超过当今的15MPa～20MPa的灯亮时的工作压力的灯，例如灯亮时的工作压力23MPa以上或者25MPa以上的灯)的安全性和可靠性。也就是说，因大量生产灯时，不管怎样努力灯的特性也会出现偏差，故考虑容限的话，就是灯亮时的工作压力超过23MPa左右的灯，也要确保它们的耐压强度。故能达到30MPa以上的耐压强度的技术的一大优点是，可以利用该技术来生产不到30MPa的灯。若利用耐压强度达到30MPa以上的技术来制造23MPa或者该值以下的耐压强度的灯，安全性及可靠性就能提高。

因此，本实施例中的结构也是一能够提高灯的可靠性等的结构。还有，对所述实施例中的灯而言，是通过收缩手法制成密封部分2的，不仅如此，还可用压紧(pinching)手法来制成它。再就是，对两端型高压放电灯进行了说明，但所述实施例中的技术也可被应用到一端型高压放电灯上。此外，在所述实施例中，例如是从维科尔高硼硅酸制玻璃管70形成第二玻璃部分的，但并非一定要用玻璃管制成。并不限于覆盖金属箔4的整个周围的结构。只要是和金属箔4接触，能让压缩应力存在于密封部分2的一部分上的玻璃构件，就不限于玻璃管了。例如可使用在玻璃管70的一部分上开个缝隙而形成“C字”状的玻璃构件；还可以布置和金属箔4的一侧或者两侧相接触的例如由维科尔高硼硅酸制成的玻璃片；也可以布置覆盖金属箔4周围的例如由维科尔高硼硅酸制成的玻璃纤维(glass fiber)。只不过是，若不用玻璃构件，而是用玻璃粉体，例如用压缩成形并烧结玻璃粉末的方法制成的烧结玻璃体，这样是无法让压缩应力存在于密封部分2的一部分上的，故不能使用玻璃粉体。

还有，一对电极3之间的间隔(弧长)可为短弧型，还可比它长。所述实施例中的灯既可在交流下工作又可在直流下工作。所述实施例中的结构及变形例可相互采用。此外，对包括金属箔4的密封部分结构进行了说明，不仅如此，无箔密封部分结构也可使用所述实施例中的结构。因为对为无箔密封部分结构的情况来说，也要提高耐压强度，提高可靠性。具体而言，可用一根电极棒(钨棒)3作电极构件50，而不用钼箔4作电极构件50。在电极棒3的至少一部分上设置第二玻璃部分7，并形成第一玻璃部分8来覆盖第二玻璃部分7和电极棒3，这样就构成了密封部分结构。在这种结构下，外部导线5也可由电极棒3构成。

在上述实施例中，说明了放电灯。所述第1个实施例中的技术不仅可用在放电灯上，还可用在放电灯以外的灯(如白炽灯)上，只要灯采用了由密封部分保持发光管内的气密性那样的结构就行。图36及图37示出了应用了所述第1个实施例中的技术的白炽灯。

图36所示的白炽灯500，为在图1所示的结构下，在发光管1内设置了灯丝9的两端型白炽灯(例如卤素白炽灯)。灯丝9接在内导线(内部导入线)3a上，发光管1内设有固定件(anchor)。

图37所示的白炽灯600，如该图所示，为一端型白炽灯。该例中示出了一端型卤素白炽灯。白炽灯600，例如由石英制玻璃球1、密封部分2(第一玻璃部分8、第二玻璃部分7、钼箔4)、灯丝9、内导线31、固定件32、外导线(外部导入线)5、绝缘体51、灯头52组成。对这样的卤素白炽灯来说，如何防止它破裂是一个重要的课题，因此，由上述第1个实施例所述的技术能够防止破裂的技术意义就是非常大的。

以上，说明了本发明的最佳实施例，这样的叙述并没有限定意义，还可有多种变形。

此外，在密封部分的结构上所做的各个尝试可列举如下。图38及图39示出了日本国公开特许公报特开平6-208831号(相对应的美国特许第5 468 168)中公开的灯2000。灯2000，对用于正确地决定灯的发光方法的引线密闭及支持手段进行了很多的研究。

图38所示的灯2000，由包围起光产生用内部空间210且由石英玻璃制成的包围体(envelop)201、由突出在内部空间210内的导电性导线结构250构成。图39放大地示出了导电性导线结构250的结构。导电性导线结构250包括：带前端212的电极棒203、金属箔204、外部导线205，它们用压缩成形并烧结玻璃材质的粒子的方法制成的主体部分208包围，密闭起来。该主体部分208通过和内部空间210连通的开口部分而延伸开来，密闭部分在包围体201和主体部分208间的边界区域形成在包围体和主体部分之间。

该灯2000采用了这样的结构，用压缩成形并烧结玻璃材质的粒子的方法制成的主体部分208位于脚部202内侧，这样来把包围体201的开口部分密闭起来。而不象本实施例中的灯100的结构那样，包括含有加上了压缩应变的第二玻璃部分7的密封部分。因此二者的基本结构是不同的。

具体而言，在灯2000中，为使主体部分208和脚部202的热膨胀系数大致相等，而由融解硅石粉末形成主体部分208；由融解石英形成脚部202。因此时两者的组成大致相同，故主体部分208内没有压缩应变。该公报中，还公开了用象维科尔高硼硅酸玻璃烧结石英那样的玻璃质材料制成的多孔性母材，f制作主体部分208的手法。但即使将由那样的多孔性母材制成的主体部分208设到脚部202内，可找不出电极轴方向上的压缩变形残留在主体部分208内的理由来，而且实际上该公报中也没有记载或者暗示该公报中所公开的灯2000的主体部分208上残留有压缩应变。

该公报告诉我们，为得到高可靠性的密闭，就要使主体部分208和其周围的热膨胀系数配合得很好，所以应该尽可能地使主体部分208和其周围的组成相一致。若将用压缩成形并烧结玻璃材质的粒子而制成的玻璃部分放置到中心一侧，而从外侧在本实施例那样的侧管部分2’收缩的话，和玻璃管70不同，用压缩成形的方法制成的烧结体中的粒子就会分散，结果是，烧结体的玻璃粉末以浓度勾配朝着侧管部分2’的玻璃部分分散，哪里还能谈得上残留压缩应变(压缩应力)呢？

Claims

1、一种高压放电灯，包括：管内封入了发光物质的发光管、保持所述发光管的气密性的一对密封部分，其中：

所述一对密封部分具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分，且所述密封部分在所述第一玻璃部分和所述第二玻璃部分的交界周边具有被施加了压缩应力的部位，在灯不工作的状态下，所述压缩应力在10kgf/cm²以上、50kgf/cm²以下。

2、根据权利要求1所述的高压放电灯，其中：

所述被施加了压缩应力的部位，从所述第二玻璃部分、所述第二玻璃部分和所述第一玻璃部分的交界处、所述第二玻璃部分中靠近所述第一玻璃部分一侧的部分、所述第一玻璃部分中靠近所述第二玻璃部分一侧的部分所组成的组中选出。

3、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述密封部分内，设置了和所述第二玻璃部分接触并用以提供电力的金属部分。

4、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述压缩应力，加在所述密封部分的至少长边方向上。

5、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述第一玻璃部分，含有：重量百分比99％以上的SiO₂；

所述第二玻璃部分，含有：重量百分比15％以下的Al₂O₃及重量百分比4％以下的B二者中至少一个和SiO₂。

6、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述第二玻璃部分的软化点温度比第一玻璃部分的软化点温度低。

7、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：所述第二玻璃部分为由玻璃管形成的玻璃部分。

8、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述一对密封部分顺着所述发光管延伸开来；

所述一对密封部分中的每一个密封部分都拥有所述第一玻璃部分和所述第二玻璃部分；

所述一对密封部分中的每一个密封部分都有被施加了压缩应力的部位。

9、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述一对密封部分中的至少一个具有所述第一玻璃部分和所述第二玻璃部分，

所述一对密封部分中的至少一个密封部分具有施加有压缩应力的部位。

10、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述发光管内设了一对相向布置的电极棒；

所述一对电极棒中的至少一个电极棒接在金属箔上；

所述金属箔设在所述密封部分内，且所述金属箔至少有一部分处在所述第二玻璃部分内。

11、根据权利要求10所述的高压放电灯，其中：

至少水银被作为所述发光物质密封在所述发光管内；

所述水银的封入量在300mg/cc以上。

12、根据权利要求11所述的高压放电灯，其中：

所述高压放电灯为平均显色指数Ra超过65的高压水银灯。

13、根据权利要求11所述的高压放电灯，其中：

所述高压水银灯的色温在8000K以上。

14、根据权利要求1或2所述的高压放电灯，其中：

所述高压放电灯为至少含有金属卤化物作所述发光物质的金属卤化物灯。

15、根据权利要求10所述的高压放电灯，其中：

所述一对电极棒中的每一个电极棒各自有一部分被埋在所述一对密封部分中的各自的密封部分内；

埋在所述密封部分内的所述电极棒的一部分表面上，形成有由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属构成的金属膜。

16、根据权利要求10所述的高压放电灯，其中：所述一对电极棒中的每一个电极棒各自有一部分被埋在所述一对密封部分中的各自的密封部分内；

埋在所述密封部分内的所述电极棒的一部分上，缠绕了至少其表面上有由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所组成的元素组中选出的至少一种金属的线圈。

17、一种灯组件，其中：

包括：高压放电灯、以及反射来自所述高压放电灯的光的反射镜，

所述高压放电灯包括：管内封入了发光物质的发光管、保持所述发光管内的气密性的一对密封部分，其中：

所述一对密封部分具有：顺着所述发光管延伸开来的第一玻璃部分、设在所述第一玻璃部分内侧的至少一部分中的第二玻璃部分，且所述密封部分在所述第一玻璃部分和所述第二玻璃部分的交界周边具有被施加了压缩应力的部位，所述压缩应力在灯不工作的状态下为10kgf/cm²以上、50kgf/cm²以下。