CN1357905A - 高压放电灯用发光容器 - Google Patents
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Abstract
提供即使放电空间为圆筒形状也能够延长灯寿命的高压放电灯用发光容器。包括:形成放电发光空间的圆筒状的壳体部1;将该壳体部1的两端分别闭塞的环状的闭塞部2、2;以及从双方的闭塞部的大致中央位置以彼此对置的方式向外方突出来插入、固定放电电极的毛细管部3、3;以铝作为主要成分并添加MgO而形成为具有透光性,设置锥状部4a、以便相对于放电发光空间中央附近的壁厚较厚地形成双方的壳体部1和闭塞部2的交界部的壳体部壁厚。
Description
技术领域
本发明涉及在高压钠灯或金属卤化物灯等的高压放电灯中使用的由透光性陶瓷构成的发光容器。
背景技术
由形成圆筒状放电发光空间的透光性陶瓷构成的发光容器的放电灯作为陶瓷金属卤化物放电灯已被广泛使用。这样的发光容器有图5(a)、(b)所示的构造，即在中央有形成放电发光空间的圆筒形的壳体部10，其左右端部由环状的闭塞材料11进行闭塞，并且形成毛细管部12在闭塞材料11的大致中央处可以相互对置连接的构造，在放电发光空间中封入发光物质和起动气体后，将电极插入到毛细管部12，并且进行密封而形成放电灯。
然后，在这些壳体部10、闭塞板11、毛细管部12等各部分别单独成形后，进行连结一体化而形成发光容器。
具有上述圆筒形状的放电发光空间的发光容器，由于圆筒角部的温度成为点火中最低的温度，所以在该部位的作为腐蚀性物质的发光物质容易积存，结果使相对于点火方向的光色变化减少，由于发光物质容易积存，故容易促使角部腐蚀加快，而该部分的腐蚀决定着灯寿命。
此外，具有这样的圆筒形状放电空间的发光容器，由于组装多个部件，并且是采用通过烧结时的收缩作用进行接合的制造方法，所以如图5(a)的局部放大图所示，在接合部容易形成楔形的空隙13，特别是在壳体部10的角部产生的空隙13中，容易进入发光物质，造成腐蚀，成为阻碍长寿命的主要因素。而且，这样的楔形空隙容易造成应力集中，因点火中产生的热应力也成为阻碍长寿命的主要因素。
此外，在壳体部10和两端闭塞材料11的压接时，如上述图5(a)所示，向壳体部的中央附近平缓地变细，如图5(b)所示，壳体部中央附近保持一定的直径，但在放电发光空间角部直径变粗，无论什么情况，壳体部中央的内径D5变得一定比端部的内径D6都细。
这种情况下，点火中的放电电弧和壳体部之间的距离因材料强度的限制而需要保持某个一定值，所以在以电弧和壳体部中央附近为基准来设定发光部的内径情况下，表示端部的内径成为大于需要以上的内径，当然也成为最低点温度的内径。因此，发光物质容易积存，腐蚀进行得快，成为不能增长寿命的原因。
而且，由于发光容器的直线透过率取决于表面粗糙度Ra，所以尽量减小Ra是有利的。可是，在发光容器表面内，内表面的表面粗糙度可通过研磨来控制，但工序复杂不合理。此外，在研磨中相对于卤化物来说，例如作为添加物混入的比铝软的MgO和La2O3等会显现在内表面上，不利于维持良好的放电特性。
发明内容
因此，本发明鉴于上述问题，以提供即使放电发光空间为圆筒形状也能够延长灯寿命的高压放电灯用发光容器作为课题。
为了解决上述课题，本发明第1方面的特征在于，在双方的壳体部和闭塞部的交界部内，使至少一方的交界部的壳体部壁厚相对于放电发光空间中央附近的壁厚以1.2至2.0的比值来连续地增厚。
根据该结构，即使发光物质积存在放电空间角部，也可以使直至达到规定的腐蚀减量的时间增长，延长灯寿命。
本发明第2方面的特征在于，壳体部的端部附近的直径和壳体部中央部的直径之比值在0.8以上、1.0以下。
由此，由于不需要使放电空间角部和中心之间的距离远至需要以上，所以最冷点温度不需要下降到需要以上，使效率等发光特性提高。
本发明第3方面的特征在于，壳体部的内表面的表面粗糙度Ra为0.01μm至0.4μm，并且所述壳体部的内表面附近的添加物浓度为壁厚中央部附近的添加物浓度的二分之一以下。
由此，可以使壳体部的透光性良好，并抑制与卤化物的反应，可以维持良好的放电特性。特别是表面粗糙度Ra为0.01μm至0.1μm更好。
本发明第4方面的特征在于，在双方的壳体部和闭塞部的交界部内，使至少一方的交界部的壳体部壁厚相对于放电发光空间中央附近的壁厚以1.2至2.0的比值来连续地增厚，并且壳体部的端部附近的直径和壳体部中央部的直径之比在0.8以上、1.0以下。
根据该结构，即使发光物质积存在放电发光空间角部，也可以使直至达到规定的腐蚀减量的时间增长，由于不需要使放电空间角部和中心之间的距离远至需要以上，所以最冷点温度不需要下降到需要以上，可以进一步延伸灯寿命，此外，使效率等发光特性提高。
本发明第5方面的特征在于，在第1、2或4方面的任何一个方面中，壳体部的内表面的表面粗糙度Ra为0.01μm至0.4μm，并且所述壳体部的表面的添加物浓度为壁厚中央部附近的添加物浓度的二分之一以下。
本发明第6方面的特征在于，在第3或5方面中，添加物由Sc2O3、MgO、ZrO2、Y2O3、以及镧系稀土类氧化物的至少一种以上来构成。
由此，可以抑制以铝为代表的陶瓷母相的异常颗粒生长，可以产生均匀的颗粒生长。
附图说明
图1是表示本发明实施例的第1例的高压放电灯用发光容器的剖面说明图和局部放大图。
图2是表示本发明第2例的高压放电灯用发光容器的剖面说明图和局部放大图。
图3是表示本发明第3例的高压放电灯用发光容器的剖面说明图和局部放大图。
图4是表示本发明第4例的高压放电灯用发光容器的剖面说明图和局部放大图。
图5(a)、(b)是具以往的圆筒状放电发光空间的高压放电灯用发光容器的剖面说明图。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明将本发具体化的实施例。图1是表示本发明的高压放电灯用发光容器的第1例的剖面说明图，具有在中央形成放电发光空间的圆筒状的壳体部1，其两端由环状的闭塞部2、2闭塞，从闭塞部2的中央以平行于壳体部1并且相互对置来突接细径的毛细管部3、3。该毛细管部3在前端插入设置放电电极的棒状的电极导体(未图示)，并密封固定。
这些各构件以铝为主要成分并添加例如MgO作为添加物来单独成形，通过组装烧结而具有透光性地形成为一体，如果示出各部的尺寸的示例，则壳体部1的外径D1为11.6mm，内径D2为9.4mm，长度L1为19mm，闭塞部的厚度W1为3mm，而发光管的总长L2为47mm。包含内表面的表面粗糙度Ra以0.2μm来形成。
壳体部1的放电发光空间的主要部分以大致相同的壁厚来形成，如放大图所示，在与成为放电发光空间角部的闭塞部2的交界部的壳体部1的内面作为壁厚变化部4而设置锥状部4a，对着闭塞板2直线状地连接形成，以便增加壁厚。
添加到铝中的添加物除了MgO以外，也可以是Sc2O3、ZrO2、Y2O3、或镧系稀土类氧化物，也可以将它们组合添加。
这样，通过加入添加物，可以抑制以铝为主要成分的陶瓷母相的异常颗粒生长，并产生均匀的颗粒生长，可以提高直线透过率。但是，从透光性和强度方面来说，表面粗糙度Ra在0.01μm至0.4μm的范围内较好。
在烧结工序中，使发光容器表面附近的添加物扩散或飞散，可以使表面的添加物浓度与壁厚内部相比为二分之一以下。由此，在烧结后不增加发光容器表面的添加物浓度。因此，还可以抑制与作为发光物质的卤化物的反应，能够维持良好的放电特性。
通过使容易被腐蚀的壳体部的放电发光空间角部厚壁化，即使产生楔状的空隙也可以延长直至达到规定的腐蚀减量的时间，可以延长灯寿命，作为结果，放电发光空间角部接近放电电弧，所以最冷点温度未下降到需要以上，可以抑制腐蚀的进行。
由于急剧地变化会造成应力集中，所以需要使该厚度的变化连续地进行。此外，从发光效率来看，厚度上有上限，相对于发光部中央部附近的壁厚，从1.2倍至2.0倍左右的厚度变化较好。
图2是表示本发明第2例的发光容器的剖面说明图，仅将放电发光空间的一个角部的壳体部厚壁化(再有，与图1相同的部位附以相同的标号，以下的附图也相同)。在该情况下，将壳体部1和一个闭塞部2及毛细管部3一体化的成形体与将另一个毛细管部3和闭塞部2一体化的成形体这两个构件组合来制作发光容器，壁厚变化部4在设置锥状部4a而慢慢地厚壁化后，设置形成达到一定厚壁的壁厚一定部4b。此外，材质和添加物等与上述实施例相同。
在将发光容器直立使用的情况下，在放电空间的下端部发光物质容易积存。因此，只要作为下方的壳体部1的一个端部的壁厚加厚就具有增加放电灯寿命的效果。此外，厚壁化不是如图2的简单锥状面也可以。因此，可以组装这样的两个构件来制作。
图3表示本发明的发光容器的第3例，是由两个构件组装制作的发光容器的另一例，表示在壳体部1的中央附近将2分割形状的成形体对接一体化的情况。而且，使壳体部1的端部的内径D4比中央部的内径D3小，例如以0.95倍来形成，使中央部附近膨胀。
这样，以中央来进行分割，也可以由相同形状的两个构件形成，由此，可以容易地使壳体部1的中央部膨胀(使壳体部端部狭窄)。即使这样来形成，也可以获得与上述实施例相同的效果，根据该成形体，在壳体部1和闭塞部2的双方交界部上都不产生楔状空隙，放电发光空间的角部也不必距放电电弧必要距离以上，最冷点温度未下降至必要以上，可以期待增加稳定的寿命和发光特性。
此外，壳体部1的端部附近的内径D4相对于中央附近的内径D3如果比0.8倍小，则点火方向所对应的色变化会增大，这是所不希望的，而在1倍以上时，热应力集中在壳体部的端部，破裂的发生频度会上升，这是所不希望的。因此，使端部的内径D4相对于中央部的内径D3为0.8倍以上、1倍以下较好，如果为0.9倍至0.97倍以下，则效果更好。
图4表示本发明的第4例，表示将壳体部1、闭塞部2、毛细管部3的整体一体成形制作的情况。各部的材质与上述实施例相同，其中，添加曲面使壁厚变化部4缓慢地变化，并连续地增厚。此外，与上述图3同样，使壳体部端部狭窄形成。
这样形状的一体成形与上述第1至第3实施例相比，可以容易地在壳体部、闭塞部、毛细管部间非界面地成形。这是由于在第1至第3实施例中，为了不产生该界面，不但各部的组成而且整体含水率和部分含水率等都需要微妙的调整。
在调整关系上，也有产生界面的情况，但为了防止对界面的热应力集中和发光物质的轰击，需要加强烧结工序中的热压配合等处理。在一体成形中，由于可以无界面地成形，所以不需要调整和处理，与存在界面的第1至第3实施例相比较，从长寿命等观点来说更好。
然后，通过应用熔模铸造法、以及熔模铸造法中的冻结成型法、射出成形法、或凝胶成型法，可以容易地将其一体化成形，如果形成一体，则不发生楔型的空隙，还能够实现稳定的长寿命。此外，通过进行一体成形，可以任意地设定壳体部1的端部附近的直径和中央附近的直径之比，而且，可以容易地使壳体部内表面的表面粗糙度Ra在0.01～0.4μm的范围内。
这样，如果使位于放电发光空间角部的闭塞部的交界部的壳体部内表面连续变化进行厚壁化，使得不产生台阶部，则在延长高压放电灯的寿命方面是有效的，作为变化的方法，可以按直线来变化，也可以按曲线来变化。此外，即使使壳体部端部狭窄，由于不需要使放电发光空间角部远离放电电弧，所以能够延长灯寿命。
如上所述，根据本发明，可以延长高压放电灯的寿命。
Claims (6)
1.一种高压放电灯用发光容器，包括：形成放电发光空间的圆筒形的壳体部；将该壳体部两端分别闭塞的环状的闭塞部；以及从双方的闭塞部的大致中央位置以彼此对置的方式向外方突出来插入和固定放电电极的毛细管部；该容器由透光性陶瓷构成；其特征在于，
在双方的壳体部和闭塞部的交界部内，使至少一方的交界部的壳体部壁厚相对于放电发光空间中央附近的壁厚以1.2至2.0的比来连续地增厚。
2.一种高压放电灯用发光容器，包括：形成放电发光空间的圆筒形的壳体部；将该壳体部两端分别闭塞的环状的闭塞部；以及从双方的闭塞部的大致中央位置以彼此对置的方式向外方突出来插入和固定放电电极的毛细管部；该容器由透光性陶瓷组成；其特征在于，
所述壳体部的端部附近的内径和壳体部中央部的内径之比值在0.8以上、1.0以下。
3.一种高压放电灯用发光容器，包括：形成放电发光空间的圆筒形的壳体部；将该壳体部两端分别闭塞的环状的闭塞部；以及从双方的闭塞部的大致中央位置以彼此对置的方式向外方突出来插入和固定放电电极的毛细管部；该容器由透光性陶瓷组成；其特征在于，
所述壳体部的内表面的表面粗糙度Ra为0.01μm至0.4μm，并且所述壳体部的内表面附近的添加物浓度为壁厚中央部附近的添加物浓度的二分之一以下。
4.一种高压放电灯用发光容器，包括：形成放电发光空间的圆筒形的壳体部；将该壳体部两端分别闭塞的环状的闭塞部；以及从双方的闭塞部的大致中央位置以彼此对置的方式向外方突出来插入和固定放电电极的毛细管部；该容器由透光性陶瓷构成；其特征在于，
在双方的壳体部和闭塞部的交界部内，使至少一方的交界部的壳体部壁厚相对于放电发光空间中央附近的壁厚以1.2至2.0的比来连续地增厚，并且壳体部的端部附近的直径和壳体部中央部的直径之比值在0.8以上、1.0以下。
5.如权利要求1、2或4的任一项中所述的高压放电灯用发光容器，其特征在于，壳体部的内表面的表面粗糙度Ra为0.01μm至0.4μm，并且所述壳体部的表面的添加物浓度为壁厚中央部附近的添加物浓度的二分之一以下。
6.如权利要求3或5所述的高压放电灯用发光容器，其特征在于，添加物由Sc2O3、MgO、ZrO2、Y2O3、以及镧系稀土类氧化物的至少一种以上来构成。
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