DE69908227T2

DE69908227T2 - Hochdruck-Entladungslampe

Info

Publication number: DE69908227T2
Application number: DE69908227T
Authority: DE
Inventors: Norikazu Kasugai City Niimi
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2019-03-18
Also published as: JPH11265686A; EP0944111A1; DE69908227D1; JP3600428B2; US6262533B1; EP0944111B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochdruck-Entladungslampe, wie eine Natriumdampflampe, eine Metallhalogenidlampe oder dergleichen.
Stand der Technik
Nach dem Stand der Technik umfasst eine Hochdruck-Entladungslampe ein Behältnis aus einem nicht leitenden Material, das einen Innenraum bildet, der mit einem ionisierbaren lichtemittierenden Material und einem Startergas gefüllt ist, wobei das Behältnis an seinen beiden Enden einen ersten und einen zweiten Öffnungsabschnitt aufweist; sowie ein nicht leitendes Element, das in den ersten Öffnungsabschnitt des Behältnisses eingesetzt ist und einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner als der Innendurchmesser des ersten Öffnungsabschnitts ist, so dass ein Zwischenraum zwischen dem Behältnis und dem nicht leitenden Element gebildet wird, wobei das nicht leitende Element weiters ein Loch aufweist. Eine Elektrodeneinheit ist in das Loch des nicht leitenden Elements eingesetzt. Die Elektrodeneinheit weist ein erstes Ende, das gegenüber dem Innenraum des Behältnisses freiliegt, und ein zweites Ende auf, das außerhalb des Behältnisses freiliegt.
In diesem Zusammenhang offenbaren die GB-A-1421406, die JP-U-52-19182 und die US-A-5541480 jeweils eine Hochdruck-Entladungslampe, die weiters mit zumindest einer Starterelektrode versehen ist, die dazu dient, die Starterspannung zu verringern.
Bei der Hochdruck-Entladungslampe gemäß der GB-A-1421406 liegt das nicht leitende Element in Form eines Rings vor, der in einen Zwischenraum zwischen einer Hülle und einer Kappe eingesetzt ist, und eine Metallschicht ist an einer Innenfläche des Rings vorgesehen und wirkt als Starterelektrode. In diesem Fall ist es, da der Ring zwischen der Hülle und der Kappe angeordnet ist, notwendig, den Zwischenraum zwischen der Hülle und dem Ring abzudichten und auch den Zwischenraum zwischen dem Ring und der Kappe abzudichten. Eine solche Struktur ist vom Standpunkt der Korrosionsbeständigkeit und der Dichtheitseigenschaft nicht sehr gut geeignet.
Bei der Hochdruck-Entladungslampe gemäß der JP-U-52-19182 und der US-A-5541480 ist ein lineares leitendes Material, wie Kohlenstoff, Platin, Palladium oder dergleichen auf einem lichtemittierenden Abschnitt davon vorgesehen. Diese Struktur ist ebenfalls nicht sehr gut geeignet, da ein solches leitendes Material dazu neigt, den Lichtstrom der Lampe zu verringern.
Die EP-A-28128 veranschaulicht eine Natriumlampe, die eine Bogenröhre aus Aluminiumoxid aufweist, wobei Aluminiumoxid-Endverschlüsse, die Elektrodenstrukturen tragen, in Durchgangslöcher der Endverschlüsse eingesetzt sind. Eine Starterelektrode ist in Form eines leitenden Keramiküberzugs an der Innenwand der Bogenröhre vorgesehen. Dieser Überzug erstreckt sich von einer geschmolzenen leitenden Keramikfritte, die den Endverschluss abdichtet bis zur Bogenröhre. Eine Keramikfritte verbindet auch die Elektrodenstruktur dicht mit dem Endverschluss.
Offenbarung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Hochdruck-Entladungslampe bereitzustellen, die hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Dichtheitseigenschaft aufweist, ohne den Lichtstrom zu verringern.
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Hochdruck-Entladungslampe bereitgestellt, wie in Anspruch 1 offenbart.
Gemäß vorliegender Erfindung ist die Starterelektrode zwischen dem Behältnis und dem nicht leitenden Element angeordnet, sie weist ein erstes Ende, das gegenüber dem Innenraum freiliegt, sowie ein zweites Ende auf, das außerhalb des Behältnisses freiliegt, und das Behältnis, das nicht leitende Element und die Starterelektrode sind ein einstückiger Körper, der durch einen gemeinsamen Brennvorgang gebildet worden ist. Daher ist es nicht notwendig, ein weiteres Element bereitzustellen, wenn die Starterelektrode bereitgestellt wird, und Zwischenräume dazwischen abzudichten, so dass die Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Dichtheitseigenschaften aufweist. Auch kann sich, da Kohlenstoff, Platin, Palladium oder dergleichen auf einer Außenfläche eines lichtemittierenden Abschnitts davon vermieden werden können, ihr Lichtstrom nicht verringern. Darüber hinaus bildet ein derartiger einstückiger Körper eine fest verbundene Struktur.
Wie für die Ausführungsform verwendet, umfasst der Begriff "das nicht leitende Element" eine Kapillare, eine Scheibe oder beides.
Vorzugsweise besteht die Starterelektrode aus einem Metall.
Indem die Starterelektrode aus einem Metall gebildet wird, werden ihre Leitfähigkeit, die Verbindung zwischen der Starterelektrode und einer äußeren Schaltung und die Entladung durch die Starterelektrode gut.
Die Starterelektrode kann auch aus einem Gemisch aus einem nicht leitenden Material und einem Metall bestehen.
Indem die Starterelektrode aus dem Gemisch gebildet wird, werden das nicht leitende Material im Behältnis und das nicht leitende Element in das Gemisch diffundiert, wenn es einem gemeinsamen Brennen zu einem einstückigen Körper unterzogen worden ist, so dass eine fest verbundene Struktur aus der Starterelektrode, dem Behältnis und dem nicht leitenden Element gebildet werden. Daher hat die Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung vollkommene Dichtheitseigenschaft, während die Leitfähigkeit vollständig beibehalten wird.
Mehr bevorzugt enthält das Gemisch 30 bis 70 Vol.-% eines Metalls.
In noch mehr bevorzugter Weise umfasst das die Starterelektrode ausbildende Metall der Mischung Molybdän und das nicht-leitende Material der Mischung ist dasselbe wie das nicht-leitende Material für das Behältnis und das nicht-leitende Element.
Um eine fest verbundene Struktur aus der Starterelektrode, dem Behältnis und/oder dem nicht leitenden Element zu bilden, ist der Volumsprozentsatz an Molybdän im Metall vorzugsweise so hoch wie möglich, und der Volumsprozentsatz des nicht leitenden Materials, aus dem das Behältnis und/oder das nicht leitende Element gebildet ist, ist so hoch wie möglich. Daher umfasst das Gemisch vorzugsweise Molybdän und das Material, aus dem das Behältnis und das nicht leitende Element gebildet sind.
Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff "Molybdän" nicht nur reines Molybdän, sondern auch Molybdän, das eine kleine Menge Verunreinigungen enthält. Auch umfasst die Formulierung "Material, aus dem das Behältnis und das nicht leitende Element gebildet sind" nicht nur das vollständig gleiche Material wie jenes, aus dem das Behältnis und das nicht leitende Element gebildet sind, sondern auch das Material, das eine kleine Menge Verunreinigungen enthält.
Weiters kann die Starterelektrode einen freiliegenden Abschnitt, der gegenüber dem Innenraum oder der Außenseite des Behältnisses freiliegt und der aus einem Metall besteht, und einen nicht freiliegenden Abschnitt der Starterelektrode umfassen, der gegenüber dem Innenraum oder der Außenseite des Behältnisses nicht freiliegt und der aus einem Gemisch aus einem nicht leitenden Material und einem Metall besteht.
Eine solche Starterelektrode kann eine fest verbundene Struktur aus der Starterelektrode, dem Behältnis und dem nicht leitenden Element bilden, so dass die Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung volle Dichtheitseigenschaft aufweist, während volle Leitfähigkeit beibehalten wird, eine gute Verbindung zwischen der Starterelektrode und einer äußeren Schaltung hergestellt werden kann und die Entladung durch die Starterelektrode gut wird.
Mehr bevorzugt enthält das Gemisch 30 bis 70 Vol.-% Metall.
Mit zunehmendem Volumsanteil von Metall verbessert sich die Leitfähigkeit der Starterelektrode. Andererseits verbessert sich bei zunehmendem Volumsanteil eines nicht leitenden Materials die Dichtheitseigenschaft der Entladungslampe. Um einen Kompromiss zwischen diesen Eigenschaften zu finden, hat sich ein Wert von 30 bis 70 Vol.-% eines Metalls als bevorzugt erwiesen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die eine erste Ausführungsform der Hochdruck-Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
die 2 bis 9 sind Schnittansichten, die in vergrößertem Maßstab verschiedene Beispiele für einen Endabschnitt des Behältnisses in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 ist eine schematische Ansicht, die eine zweite Ausführungsform der Hochdruck-Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung zeigt;
die 11 bis 15 sind Schnittansichten, die in vergrößertem Maßstab verschiedene Beispiele für einen Endabschnitt des Behältnisses gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Die 16 bis 21 sind Ablaufdiagramme, die das Verfahren zur Herstellung der Hochdruck-Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung veranschaulichen.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die Ausführungsformen der Hochdruck-Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszahlen auf das gleiche Element.
1 ist eine Draufsicht, die schematisch eine erste Ausführungsform der gesamten Struktur der Hochdruck-Entladungslampe zeigt. Eine Keramik-Entladungsröhre 2a ist in einer Außenröhre 1 aus Quarzglas oder Hartglas angeordnet, und die Mittelachse der Außenröhre 1 ist präzise mit jener der Keramik-Entladungsröhre 2a axial ausgerichtet.
Beide Enden der Außenröhre 1 sind dicht mit jeweiligen Kappen 3a, 3b verschlossen. Das Keramik-Entladungsbehältnis 2 umfasst ein röhrenförmiges Behältnis 4a aus Aluminiumoxid, Kapillaren 6a, 6b aus Aluminiumoxid als nicht leitender Körper, der jeweils an einem Ende 5a, 5b des röhrenförmigen Behältnisses 4a vorgesehen sind, sowie Verbundelektroden 7a, 7b, die in die Kapillaren 6a, 6b eingesetzt sind, so dass ein Ende davon gegenüber dem Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4a freiliegt und ihr anderes Ende jeweils außerhalb des röhrenförmigen Behältnisses 4a freiliegt.
Bei dieser Ausführungsform sind das röhrenförmige Behältnis 4a, die Kapillare 6a und eine Starterelektrode 8a ein einstückiger Körper, der durch einen gemeinsamen Brennvorgang gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8a in einem Zwischenraum zwischen dem röhrenförmigen Behältnis 4a und der Kapillare 6a angeordnet ist, so dass ein erstes Ende gegenüber dem Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4a freiliegt, ein zweites Ende außerhalb des röhrenförmigen Behältnisses 4a freiliegt und die röhrenförmige Oberfläche der Kapillare 6a metallisiert ist.
Die Starterelektrode 8a besteht aus einem Gemisch aus Aluminiumoxid und Molybdän. Das Gemisch enthält 30 bis 70 Vol.-% Molybdän.
Die Keramik-Entladungsröhre 2a wird über zwei Leitungsdrähte 9a, 9b von der Außenröhre 1 gehalten. Die Leitungsdrähte 9a, 9b sind über jeweilige Folien 10a, 10b mit den jeweiligen Kappen 3a, 3b verbunden. In diesem Fall ist die Starterelektrode 8a übe einen (nicht gezeigten) Leitungsdraht ebenfalls mit der Kappe 3a verbunden.
2 ist eine Schnittansicht, die in einem vergrößerten Maßstab ein erstes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 2 umfasst die Verbundelektrode 7a ein im Wesentlichen zylindrisches Element 11 aus Niobium, dessen Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Kapillare 6a ist, ein zylindrisches Element 12 aus Molybdän, dessen Durchmesser kleiner als jener des im Wesentlichen zylindrischen Elements 11 ist, das zylindrische Element 11 weist ein erstes Ende, das mit der Unterseite des im Wesentlichen zylindrischen Elements 11 verbunden ist, sowie ein zweites Ende auf, das mit einer Elektrode 13 verbunden ist. Die Elektrode 13 weist eine Spule 14 auf. Ein Zwischenraum zwischen der Verbundelektrode 7a und einem nicht leitenden Element (d. h. dem röhrenförmigen Behältnis 4a und der Kapillare 6a) ist durch Füllen mit Frittedichtmaterial 15 dicht abgeschlossen. Das Ende 5b hat die gleiche Konstruktion, wobei jedoch das röhrenförmige Behältnis 4a, die Kapillare 6a und eine Starterelektrode 8a ein einstückiger Körper sind, der durch einen gemeinsamen Brennvorgang gebildet worden ist.
Bei einer solchen Entladungslampe findet Entladung zwischen der Verbundelektrode 7a und einem Vorsprung 16 statt, wenn die Entladungslampe gezündet wird, wobei der Vorsprung 16 am Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4a vorragt, so dass die Richtung, in der er vorragt, die Mittelachse des röhrenförmigen Behältnisses 4a kreuzt. Als Ergebnis verringert sich die Starterspannung der Entladungslampe durch die Entladung.
Gemäß dieser Ausführungsform ist eine Dichtung wie das Frittendichtungsmaterial nicht notwendig, wenn die Starterelektrode 8a vorgesehen ist, und die Entladungslampe weist hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Dichtheitseigenschaft auf. Weiters sind auf der röhrenförmigen Oberfläche der Keramikröhre kein Kohlenstoff, Platin, Palladium oder dergleichen vorgesehen, so dass sich ihre Beleuchtungsstärke nicht verringert. Darüber hinaus sind das röhrenförmige Behältnis 4a, die Kapillare 6a und die Starterelektrode 8 ein einstückiger Körper, der durch gemeinsames Brennen gebildet worden ist, so dass ein einstückiger Körper eine fest verbundene Struktur daraus herstellt.
3 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein zweites Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 3 umfasst eine Verbundelektrode 7c einen Stromleiter 17, eine Elektrode 13, die durch Schweißen mit einer Unterseite des Stromleiters 17 verbunden ist, die gegenüber dem Innenraum eines röhrenförmigen Behältnisses 4b freiliegt. Die Stromelektrode 17 weist ein zylindrisches Element 17a aus Aluminiumoxid und eine Metallisierungsschicht 17 aus dem Gemisch aus Aluminiumoxid und Molybdän auf.
Ein Zwischenraum zwischen der Verbundelektrode 7c und einer Kapillare 6c ist durch Füllen mit einem Frittedichtungsmaterial 15 dicht verschlossen. Das röhrenförmige Behältnis 4b weist einen Hauptkörper 18a und eine Scheibe 18b auf.
In dieser Ausführungsform sind das röhrenförmige Behältnis 4b, die Kapillare 6c und eine Starterelektrode 8b ein einstückiger Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8b in einem Zwischenraum zwischen dem röhrenförmigen Behältnis 4b und der Kapillare 6c angeordnet ist, so dass ein erstes Ende gegenüber dem Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, ein zweites Ende gegenüber dem Außenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4b freiliegt und ein Teil der röhrenförmigen Oberfläche der Kapillare 6c mit der Verbundelektrode 8b bedeckt ist.
Bei einer solchen Entladungslampe findet Entladung zwischen der Verbundelektrode 7c und einem Vorsprung 19 statt, wenn die Entladungslampe gezündet wird, wobei der Vorsprung 16 am Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4b vorragt, so dass die Richtung, in der er vorragt, die Mittelachse des röhrenförmigen Behältnisses 4b kreuzt. Als Ergebnis verringert sich die Starterspannung der Entladungslampe aufgrund der Entladung.
In diesem Fall wird die Leitfähigkeit der Starterelektrode gut, die Starterelektrode kann gut mit einer äußeren Schaltung verbunden werden, und es kann gute Entladung durch die Starterelektrode stattfinden.
4 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein drittes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 4 umfasst eine Verbundelektrode 7d einen Stromleiter 20 und eine Elektrode 13, die in einem konkaven Abschnitt an der Unterseite des Stromleiters 17 eingebettet ist, der gegenüber dem Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4b freiliegt. Die Stromelektrode 20 weist ein im Wesentlichen zylindrisches Element 20a aus Aluminiumoxid und eine Metallisierungsschicht 20b aus einem Gemisch aus Aluminiumoxid und Molybdän auf. Ein Zwischenraum zwischen einem Öffnungsabschnitt einer Kapillare 6d und dem Stromleiter 20 ist durch Molybdän und das Gemisch aus Molybdän und Aluminiumoxid dicht verschlossen.
Die Starterelektrode 8c weist einen Metallabschnitt 21a, der gegenüber dem Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, einen Metallabschnitt 21b, der außerhalb des röhrenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, einen Gemischabschnitt 21c, der aus Aluminiumoxid und Molybdän besteht und die Innenfläche einer Scheibe 18b bedeckt. Die Starterelektrode 8c, das röhrenförmige Behältnis 4b und eine Kapillare 6c sind ein einstückiger Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8c in einem Zwischenraum zwischen dem röhrenförmigen Behältnis 4b und der Kapillare 6d angeordnet ist.
In einer solchen Entladungslampe findet Entladung zwischen einer Verbundelektrode 7d und dem Metallabschnitt 21a statt.
In diesem Fall wird eine fest verbundene Struktur zwischen der Starterelektrode 7d, dem röhrenförmigen Behältnis 4b und der Kapillare 6d gebildet, so dass die Entladungslampe volle Dichtheitseigenschaft aufweist, während volle Leitfähigkeit beibehalten wird, die Starterelektrode gut an eine äußere Schaltung angeschlossen werden kann und gute Entladung durch die Starterelektrode erfolgen kann.
5 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein viertes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 5 sind eine Starterelektrode 8d, die aus dem Gemisch aus Molybdän und Aluminiumoxid besteht, ein nicht leitender Körper 22, der durch eine Kapillare 22a und eine Scheibe 22b gebildet ist, und ein röhrenförmiges Behältnis 4c ein einstückiger Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8d in einem Zwischenraum zwischen dem nicht leitenden Element 22 und dem röhrenförmigen Behältnis 4c angeordnet ist. Ein Zwischenraum zwischen einer Verbundelektrode 7e und der Kapillare 22a ist durch Schweißen dicht verschlossen.
Auf diese Weise sind die Starterelektrode 8d, das röhrenförmige Behältnis 4c und die Scheibe 22b einem gemeinsamen Brennen zu einem einstückigen Körper unterzogen worden, wobei die Starterelektrode 8d in einem Zwischenraum zwischen dem röhrenförmigen Behältnis 4c und der Scheibe 22b angeordnet ist.
6 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein fünftes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 6 ist eine Metallisierungsschicht 25 innerhalb einer Kapillare 24 ausgebildet, und eine Verbundelektrode 7f und die Kapillare 24 sind mit Molybdän 26 verbunden.
Bei dieser Ausführungsform sind ein röhrenförmiges Behältnis 4d, die Scheibe 27 und eine Starterelektrode 8e aus Molybdän ein einstückiger Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8e in einem Zwischenraum zwischen dem röhrenförmigen Behältnis 4d und der Scheibe 27 angeordnet ist, so dass ein erstes Ende gegenüber dem Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4d freiliegt, ein zweites Ende gegenüber dem Außenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4d freiliegt und die Starterelektrode 8e einen Teil der röhrenförmigen Oberfläche der Scheibe 27 bedeckt.
7 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein fünftes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 7 weist eine Starterelektrode 8f einen Metallabschnitt 28a, der gegenüber dem Innenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4e freiliegt, einen Metallabschnitt 28b, der gegenüber dem Außenraum des röhrenförmigen Behältnisses 4e freiliegt, einen Gemischabschnitt 28c, der aus Aluminiumoxid und Molybdän besteht und die röhrenförmige Oberfläche der Scheibe 18b bedeckt. Die Starterelektrode 8f, das röhrenförmige Behältnis 4e und eine Scheibe 29 sind ein einstückiger Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8f in einem Zwischenraum zwischen dem röhrenförmigen Behältnis 4e und der Scheibe 29 angeordnet ist.
8 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein siebentes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 8 ist eine Lage 32 zum Schmelzen zwischen einer verlängerten leitenden Schicht 31 für Erdung auf einer Kapillare 30 und einer Verbundelektrode 7g vorgesehen. Die Kapillare 30, eine Starterelektrode 8g, die aus Aluminiumoxid und Molybdän besteht, sowie eine Scheibe 33 sind ein einstückiger Körper, der durch ein Verfahren des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 7g die Innenfläche der Scheibe 33 bedeckt.
9 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein achtes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 9 ist eine Verbundelektrode 7h aus einem zylindrischen Element aus Aluminiumoxid, die mit einer Schicht aus einem Gemisch aus Molybdän und Aluminiumoxid versehen ist, und einer Scheibe 34 gebildet, die mit dem zylindrischen Element zu einem einstückigen Körper gebrannt worden ist. Auch die Scheibe 34, eine Starterelektrode 8h aus einem Gemisch aus Aluminiumoxid und Molybdän und ein röhrenförmiges Behältnis 4f sind ein einstückigen Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8h die röhrenförmige Oberfläche der Scheibe 34 bedeckt.
10 ist eine Draufsicht, die schematisch eine zweite Ausführungsform der gesamten Struktur der Hochdruck-Entladungslampe zeigt, und 11 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein erstes Beispiel für einen. Endabschnitt des Behältnisses in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In den 10 und 11 weist eine Keramikentladungsröhre 2b anstelle von Behältnis 4a, Kapillaren 6a, 6b und Verbundelektroden 7a, 7b ein tonnenförmiges Behältnis 4g aus Aluminiumoxid, eine Scheibe 35 aus Aluminiumoxid, die ein Durchgangsloch aufweist, und Verbundelektroden 7i und 7j auf (1 und 2).
Bei dieser Ausführungsform sind an einem Endabschnitt 5c das tonnenförmige Behältnis 4b, eine Scheibe 35 und eine Starterelektrode 8i aus Molybdän ein einstückigen Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8i in einem Zwischenraum zwischen dem tonnenförmigen Behältnis 4b und der Scheibe 35 angeordnet ist, so dass ein erstes Ende gegenüber dem Innenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt und ein zweites Ende gegenüber dem Außenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt.
In 11 weist die Verbundelektrode 7i ein röhrenförmiges die Elektrodeneinheit haltendes Element 36 aus Molybdän, das in ein Durchgangsloch der Scheibe 35 eingesetzt ist, und eine Elektrode 13 auf, die mit der Unterseite des die Elektrodeneinheit haltenden Elements 36 verbunden ist, die gegenüber dem Innenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt. An dem Ende des die Elektrode haltenden Elements 36, das außerhalb des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, ist ein Öffnungsabschnitt vorgesehen, der durch Laserschweißen oder TIG-Schweißen abgedichtet wird, nachdem das ionisierbare lichtemittierende Material und das Startergas in den Innenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b gefüllt worden sind. Ein Zwischenraum zwischen der Scheibe 35 und dem die Elektrodeneinheit haltenden Element 36 ist mit einer Metallisierungsschicht 37 dicht abgeschlossen.
12 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein zweites Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 12 weist eine Starterelektrode 8j einen Metallabschnitt 38a, der gegenüber dem Innenraum einer Keramik-Entladungsröhre 2b freiliegt, einen Metallabschnitt 38b, der gegenüber dem Außenraum der Keramik-Entladungsröhre 2b freiliegt, und einen Gemischabschnitt 38c auf, der eine röhrenförmige Oberfläche einer Scheibe 39 bedeckt. Der Gemischabschnitt 38c besteht ebenfalls aus Aluminiumoxid und Molybdän und enthält 30 bis 70 Vol.-% Molybdän. Ein die Elektrodeneinheit haltendes Element 41, das direkt an einer Elektrode 13 angebracht ist, ist in ein röhrenförmiges leitendes Element 40 eingesetzt, das in das Durchgangsloch der Scheibe 39 eingesetzt ist. Dieses Anbringungsverfahren ist in der JP-A-6-3188435 offenbart, konkret sind äußere Enden des röhrenförmigen Elements 40 und des die Elektrodeneinheit haltenden Elements 41 aneinander geschweißt.
13 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein drittes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 13 sind ein tonnenförmiges Behältnis 4b, eine Scheibe 42 und eine Starterelektrode 8k ein einstückiger Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8k in einem Zwischenraum zwischen dem tonnenförmigen Behältnis 4b und der Scheibe 42 angeordnet ist, so dass ein erstes Ende gegenüber dem Innenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt und ein zweites Ende im Außenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt.
14 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein viertes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 14 ist eine Starterelektrode 81 aus einem Gemisch aus Aluminiumoxid und Molybdän vorgesehen, so dass ein erstes Ende gegenüber dem Innenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, ein zweites Ende gegenüber dem Außenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, ein Teil der Innenfläche des tonnenförmigen Behältnisses 4b mit der Starterelektrode 81 bedeckt ist und ein Teil der röhrenförmigen Oberfläche von Kapillare 43 mit der Starterelektrode 81 bedeckt ist. Ein Zwischenraum zwischen der Verbundelektrode 7j und der Kapillare 43 ist durch Schweißen dicht verschweißt. Auf diese Weise kann die Starterelektrode, die aus einem Gemisch aus Aluminiumoxid und Molybdän besteht, bereitgestellt werden, so dass sie einen Teil einer röhrenförmigen Oberfläche eines nicht leitenden Körpers (d. h. der Kapillare 43) bedeckt.
15 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab ein fünftes Beispiel für einen Endabschnitt des Behältnisses in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In 15 weist eine Verbundelektrode 7k ein röhrenförmiges die Elektrodeneinheit haltendes Element 45 aus Molybdän, das in ein Durchgangsloch einer Scheibe 44 eingesetzt ist, sowie eine Elektrode 13 auf, die mit einer Unterseite eines die Elektrodeneinheit haltenden Elements 36 verbunden ist, die gegenüber einem Innenraum eines tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt. Am Ende des die Elektrode haltenden Elements 36, das außerhalb des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, ist ein Öffnungsabschnitt bereitgestellt, der durch Laserschweißen oder TIG-Schweißen dicht verschlossen wird, nachdem das ionisierbare lichtemittierende Material und das Startergas in den Innenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b gefüllt worden sind.
Bei dieser Ausführungsform sind das tonnenförmige Behältnis 4b, die Scheibe 44 und eine Starterelektrode 8m ein einstückiger Körper, der durch einen Vorgang des gemeinsamen Brennens gebildet worden ist, wobei die Starterelektrode 8m im tonnenförmigen Behältnis 4b und der Scheibe 44 so angeordnet sind, dass ein erstes Ende gegenüber dem Innenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt, ein zweites Ende im Außenraum des tonnenförmigen Behältnisses 4b freiliegt und die Starterelektrode die röhrenförmige Oberfläche der Scheibe 44 bedeckt.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Hochdruck-Entladungslampe beschrieben.
16 ist ein Ablaufplan, der das Verfahren zur Herstellung der Hochdruck-Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung veranschaulicht. Bei diesem Verfahren wird zunächst Aluminiumoxidpulver gemahlen und extrusionsgeformt, formgepresst oder durch Gießen geformt, um einen Formkörper zu erhalten, und dann wird der Formkörper geschnitten und verarbeitet. In diesem Fall ist das Verfahren hauptsächlich ein äußeres peripheres Verfahren (mittelos oder dergleichen), und das Schneiden kann vor der Verarbeitung durchgeführt werden, oder die Verarbeitung kann vor dem Schneiden durchgeführt werden. Dann wird ein Bindemittel aus dem Formkörper beseitigt, und der Körper wird vorgebrannt, um dadurch den vorgebrannten Körper eines nicht leitenden Elements (d. h. einer Kapillare, einer Scheibe oder von beidem) zu erhalten.
Als Nächstes wird auf den vorgebrannten Körper eine Paste aus dem Aluminiumoxidpulver und dem Molybdänpulver aufgetragen, und der derart gebrannte Körper wird vorgebrannt.
Andererseits wird ein Behältnis (d. h. ein röhrenförmiges Behältnis, ein tonnenförmiges Behältnis oder ein Hauptkörper daraus) geformt, der so geformte Formkörper wird entwachst und vorgebrannt, um den vorgebrannten Körper des Behältnisses zu erhalten. Der so geformte vorgebrannte Körper und der vorgebrannte Körper aus dem nicht leitenden Element, auf den eine Paste aus dem Molybdänpulver aufgetragen ist, werden zusammengebaut und gebrannt, um einen gebrannten Körper aus dem Behältnis und dem nicht leitenden Element mit einer Starterelektrode zu erhalten, wobei das erste Ende gegenüber dem Innenraum des Behältnisses freiliegt und ein zweites Ende gegenüber dem Außenraum des Behältnisses freiliegt.
Auch wird die Verbundelektrode gleichzeitig mit diesen Schritten oder vor oder nach den Schritten verarbeitet und zusammengebaut, und die Verbundelektrode und der gebrannte Körper aus dem Behältnis und dem nicht leitenden Element werden zusammengebaut, und ein Zwischenraum zwischen der Verbundelektrode und dem gebrannten Körper wird geschweißt oder mit Frittedichtungsmaterial gefüllt.
17 ist ein weiteres Ablaufdiagramm, das das Verfahren zur Herstellung der Hochdruck-Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung darstellt. In diesem Fall wird das Schneiden und Verarbeiten nach dem Brenn- oder Kalzinierungsschritt des nicht leitenden Elements durchgeführt, anstatt das Schneiden und Verarbeiten nach dem Extrusionsformen durchzuführen.
Die 19 bis 21 zeigen jeweils alternative Beispiele für die in den 16 bis 18 gezeigten Ablaufdiagramme. In diesen Ablaufdiagrammen wird eine Verbundelektrode verwendet, die aus einem zylindrischen Element aus Aluminiumoxid besteht, auf dem eine Schicht aus einem Gemisch aus Molybdän und Aluminiumoxid vorgesehen ist. Der vorgebrannte Körper aus dem nicht leitenden Element, der vorgebrannte Körper des Behältnisses und die Verbundelektrode werden gemeinsam zu einem einstückigen Körper gebrannt, nachdem der vorgebrannte Körper des nicht leitenden Elements, der vorgebrannte Körper des Behältnisses und die Verbundelektrode zusammengebaut worden sind.
Die vorliegende Erfindung ist zwar oben unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden, es versteht sich jedoch, dass sie nur als Beispiele angeführt worden sind, und verschiedene Änderungen und/oder Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise kann ein anderes nicht leitendes Material als Aluminiumoxid (z. B. Cermet) als Material des Behältnisses und des nicht- leitenden Elements verwendet werden. Auch sind das Behältnis und das nicht leitende Element aus einem gleichen Material gebildet, aber das das Behältnis bildende Material kann sich von jenem unterscheiden, das das nicht leitende Element bildet (beispielsweise besteht das Behältnis aus Aluminiumoxid, und das nicht leitende Element aus Cermet).
Das Behältnis kann eine andere Form haben als die röhrenförmige Form oder die Tonnenform. Die Elektrode muss nicht die Spule aufweisen. In der obigen Ausführungsform besteht die Verbundelektrode oder der Metallabschnitt aus Molybdän, es kann jedoch auch jedes andere Metall (beispielsweise Niobium oder dergleichen) als Molybdän sein.
Bei der Herstellung der Entladungslampe gemäß vorliegender Erfindung werden nach dem Brennen oder Kalzinieren des Behältnisses und des nicht leitenden Elements diese so gebildeten gebrannten oder vorgebrannten Körper mit der Verbundelektrode zusammengebaut, und diese werden gebrannt, aber nach dem Brennen oder Kalzinieren des nicht leitenden Elements und der Verbundelektrode werden diese so geformten gebrannten oder vorgebrannten Körper mit dem Behältnis zusammengebaut, und diese werden gebrannt.

Claims

Hochdruck-Entladungslampe, umfassend: ein Behältnis (4a; 4b; 18a; 18b) aus einem nicht leitenden Material, das einen Innenraum bildet, der mit einem ionisierbaren, lichtemittierenden Material und einem Startergas gefüllt ist, wobei das Behältnis an seinen einander gegenüberliegenden Enden Öffnungen aufweist; ein nicht leitendes Element (6a; 6c; 22a, 22b; 24, 27; 6d; 30; 34; 35; 39; 42; 43), das in eine der Öffnungen des Behältnisses eingesetzt ist und ein Durchgangsloch aufweist; eine Elektrodeneinheit (7a–7j), die in das Durchgangsloch des nicht leitenden Elements eingesetzt ist, wobei die Elektrodeneinheit ein erstes Ende, das gegenüber dem Innenraum des Behältnisses freiliegt, und ein zweites Ende aufweist, das außerhalb des Behältnisses freiliegt; und eine Starterelektrode (8a–8m), die zwischen dem Behältnis und dem nicht leitenden Element angeordnet ist und ein erstes Ende, das gegenüber dem Innenraum freiliegt, sowie ein zweites Ende aufweist, das außerhalb des Behältnisses freiliegt; worin das Behältnis, das nicht leitende Element und die Starterelektrode ein gemeinsam gebrannter einstückiger Körper sind und (i) die Starterelektrode aus einem Gemisch aus nicht leitendem Material und Metall besteht oder (ii) die Starterelektrode einen freiliegenden Abschnitt (21a, 21b; 28a, 28b; 38a, 38b), der gegenüber dem Innenraum oder außerhalb des Behältnisses freiliegt und aus Metall besteht, und einen Abschnitt umfasst, der zwischen dem Behältnis und dem nicht leitenden Element liegt und der aus einem Gemisch aus einem nicht leitenden Material und einem Metall besteht; dadurch gekennzeichnet, dass bei den Alternativen i) und ii) das Metall des Gemisches nicht weniger als 50 Vol.-% Molybdän enthält und dessen nicht leitendes Material nicht weniger als 50 Vol.-% eines Materials enthält, aus dem das Behältnis und/oder das nicht leitende Element gebildet ist.
Entladungslampe nach Anspruch 1, worin das Gemisch 30 bis 70 Vol.-% Metall enthält.
Entladungslampe nach Anspruch 1 oder 2, worin das Metall des Gemisches Molybdän ist und das nicht leitende Material des Gemisches das gleiche wie das nicht leitende Material des Behältnisses und des nicht leitenden Elements ist.