JP2002164019A - 高圧放電灯用発光容器 - Google Patents
高圧放電灯用発光容器Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
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- H—ELECTRICITY
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極挿入部と胴部の少なくとも端部とを一体
成形してなる発光容器を使用した高圧放電灯の光色変化
を少なくし、また寿命を延ばすことが可能な高圧放電灯
用発光容器を提供する。 【解決手段】 放電空間を形成する略楕円形状の胴部１
と、該胴部１の両端から互いに対向するよう外方に突設
した放電電極を挿入固定するキャピラリ部２とを一体成
形し、アルミナを主成分として透光性を有するよう焼結
形成し、放電空間隅部となる胴部１とキャピラリ部２と
の境界端部３を１．０ｍｍのＲを持たせて形成した。
成形してなる発光容器を使用した高圧放電灯の光色変化
を少なくし、また寿命を延ばすことが可能な高圧放電灯
用発光容器を提供する。 【解決手段】 放電空間を形成する略楕円形状の胴部１
と、該胴部１の両端から互いに対向するよう外方に突設
した放電電極を挿入固定するキャピラリ部２とを一体成
形し、アルミナを主成分として透光性を有するよう焼結
形成し、放電空間隅部となる胴部１とキャピラリ部２と
の境界端部３を１．０ｍｍのＲを持たせて形成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高圧ナトリウムラ
ンプやメタルハライドランプ等の高圧放電灯に使用する
透光性セラミックスから成る発光容器に関し、特に電極
挿入部と放電空間を形成する胴部の少なくとも端部とを
一体成形して形成される高圧放電灯用発光容器に関す
る。
ンプやメタルハライドランプ等の高圧放電灯に使用する
透光性セラミックスから成る発光容器に関し、特に電極
挿入部と放電空間を形成する胴部の少なくとも端部とを
一体成形して形成される高圧放電灯用発光容器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】放電空間が例えば略楕円形状に中央部を
拡径して形成された透光性セラミックスから成る発光容
器を使用した放電灯は、ランプ効率の面から有利である
ため、特にそれが重視される用途において使用されてい
る。このような発光容器は図５に示すような構造、即ち
放電空間を形成する略楕円形状の胴部１０を中央に有
し、その長径方向両端部に電極挿入部としてキャピラリ
管１１を互いに対向する向きに一体成形して形成されて
いる。そして、放電空間に発光物質や始動ガスを封入し
た後、キャピラリ管１１に電極を挿入すると共に封止し
て放電灯を形成している。このような形状の発光容器
は、鋳込み成形法、ブロー又は真空成形法にて成形され
たものを加工〜焼成して作製している。
拡径して形成された透光性セラミックスから成る発光容
器を使用した放電灯は、ランプ効率の面から有利である
ため、特にそれが重視される用途において使用されてい
る。このような発光容器は図５に示すような構造、即ち
放電空間を形成する略楕円形状の胴部１０を中央に有
し、その長径方向両端部に電極挿入部としてキャピラリ
管１１を互いに対向する向きに一体成形して形成されて
いる。そして、放電空間に発光物質や始動ガスを封入し
た後、キャピラリ管１１に電極を挿入すると共に封止し
て放電灯を形成している。このような形状の発光容器
は、鋳込み成形法、ブロー又は真空成形法にて成形され
たものを加工〜焼成して作製している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記胴部１０とキャピ
ラリ管１１とを一体成形した発光容器は、その製法上、
胴部１０とキャピラリ管１１の内側境界端部１２は比較
的大きなＲを有することになり、電極を挿入してランプ
を組み立てた際に電極と発光容器の間に大きな空間がで
きていた。点灯中この部分は放電部から距離があるため
比較的温度が低く、この部分の発光物質は気相になるこ
とができず、液相のまま滞留する。そのため、ランプ内
で発光に寄与する発光物質の比率が変化して発色変化を
引き起こしやすいし、点灯中、それらの発光物質は液相
のまま高温に曝されるため、発光容器の腐蝕が進み、長
寿命化への阻害要因となっていた。
ラリ管１１とを一体成形した発光容器は、その製法上、
胴部１０とキャピラリ管１１の内側境界端部１２は比較
的大きなＲを有することになり、電極を挿入してランプ
を組み立てた際に電極と発光容器の間に大きな空間がで
きていた。点灯中この部分は放電部から距離があるため
比較的温度が低く、この部分の発光物質は気相になるこ
とができず、液相のまま滞留する。そのため、ランプ内
で発光に寄与する発光物質の比率が変化して発色変化を
引き起こしやすいし、点灯中、それらの発光物質は液相
のまま高温に曝されるため、発光容器の腐蝕が進み、長
寿命化への阻害要因となっていた。
【０００４】また、発光容器の直線透過率は表面粗さＲ
ｍａｘに依存するため、できるだけＲｍａｘが小さい方
が有利である。ところが、発光容器表面のうち、内表面
の表面粗さは研磨により制御可能であるが、工程が複雑
であり合理的ではない。また、研磨することで、ハライ
ドに対してアルミナより弱いとされる例えばＭｇＯやＬ
ａ２Ｏ３等の添加物が内表面に現れてしまうため、良好
な放電特性を維持する点で不利であった。
ｍａｘに依存するため、できるだけＲｍａｘが小さい方
が有利である。ところが、発光容器表面のうち、内表面
の表面粗さは研磨により制御可能であるが、工程が複雑
であり合理的ではない。また、研磨することで、ハライ
ドに対してアルミナより弱いとされる例えばＭｇＯやＬ
ａ２Ｏ３等の添加物が内表面に現れてしまうため、良好
な放電特性を維持する点で不利であった。
【０００５】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、電極
挿入部と胴部の少なくとも端部を一体成形してなる発光
容器を使用した高圧放電灯の光色変化を少なくし、また
寿命を延ばすことが可能な高圧放電灯用発光容器を提供
することを課題とする。
挿入部と胴部の少なくとも端部を一体成形してなる発光
容器を使用した高圧放電灯の光色変化を少なくし、また
寿命を延ばすことが可能な高圧放電灯用発光容器を提供
することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、放電空間を成す拡径した胴部の
少なくとも端部と、該胴部の端部から外方に突出させて
設けた細径の電極挿入部とを一体に成形し、全体を透光
性セラミックスにより形成した高圧放電灯用発光容器で
あって、前記胴部と電極挿入部の境界端部内側にＲを設
け、該Ｒ値を、０．０１〜３．０ｍｍとしたことを特徴
とする。このように、腐蝕し易い胴部と電極挿入部の境
界端部に設けたＲ値を小さく規定することで、液相のま
まの発光物質の滞留が少なくなりランプの長寿命化を図
ることができるし、光色変化を小さくできる。この場
合、特にＲ値は０．１〜１．０ｍｍが好適であり、この
ようなＲ値を有する発光管はロストワックス法に粉末プ
レス成形法、押し出しプレス成形法、凍結成形法、射出
成形法、或いはゲル化成形法を適用することで作製でき
る。
め、請求項１の発明は、放電空間を成す拡径した胴部の
少なくとも端部と、該胴部の端部から外方に突出させて
設けた細径の電極挿入部とを一体に成形し、全体を透光
性セラミックスにより形成した高圧放電灯用発光容器で
あって、前記胴部と電極挿入部の境界端部内側にＲを設
け、該Ｒ値を、０．０１〜３．０ｍｍとしたことを特徴
とする。このように、腐蝕し易い胴部と電極挿入部の境
界端部に設けたＲ値を小さく規定することで、液相のま
まの発光物質の滞留が少なくなりランプの長寿命化を図
ることができるし、光色変化を小さくできる。この場
合、特にＲ値は０．１〜１．０ｍｍが好適であり、この
ようなＲ値を有する発光管はロストワックス法に粉末プ
レス成形法、押し出しプレス成形法、凍結成形法、射出
成形法、或いはゲル化成形法を適用することで作製でき
る。
【０００７】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、胴部の内表面の表面粗さＲｍａｘを０．０１から
０．４μｍとし、且つ、該胴部内表面の添加物濃度が肉
厚中央付近の添加物濃度の２分の１以下であることを特
徴とする。こうすることで、胴部の透光性を良好なもの
とすることができ、且つハライドとの反応も抑制され、
良好な放電特性を維持できる。特に表面粗さＲｍａｘは
０．０１μｍから０．１μｍが好ましい。なお、発光管
の成形体を焼成する工程において、セラミックスに添加
されている添加物は、その拡散或いは飛散作用により表
面の濃度が減少する。この特性を利用することで表面の
添加物濃度を肉厚内部に比べて２分の１以下にできる。
そうすることで、発光物質のハライド等と添加物との反
応も抑制でき、良好な放電特性を維持できる。
て、胴部の内表面の表面粗さＲｍａｘを０．０１から
０．４μｍとし、且つ、該胴部内表面の添加物濃度が肉
厚中央付近の添加物濃度の２分の１以下であることを特
徴とする。こうすることで、胴部の透光性を良好なもの
とすることができ、且つハライドとの反応も抑制され、
良好な放電特性を維持できる。特に表面粗さＲｍａｘは
０．０１μｍから０．１μｍが好ましい。なお、発光管
の成形体を焼成する工程において、セラミックスに添加
されている添加物は、その拡散或いは飛散作用により表
面の濃度が減少する。この特性を利用することで表面の
添加物濃度を肉厚内部に比べて２分の１以下にできる。
そうすることで、発光物質のハライド等と添加物との反
応も抑制でき、良好な放電特性を維持できる。
【０００８】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、添加物が、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ
３、及びランタノイド系希土類酸化物の少なくとも１種
類以上からなることを特徴とする。この添加物により、
アルミナに代表されるセラミック母相の異常粒成長を抑
制できると共に、均一な粒成長を生起でき、表面粗さＲ
ｍａｘを好適な値に容易に制御できる。
て、添加物が、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ
３、及びランタノイド系希土類酸化物の少なくとも１種
類以上からなることを特徴とする。この添加物により、
アルミナに代表されるセラミック母相の異常粒成長を抑
制できると共に、均一な粒成長を生起でき、表面粗さＲ
ｍａｘを好適な値に容易に制御できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明
に係る高圧放電灯用発光容器の一例を示す断面説明図で
あり、中央に放電空間を形成する略楕円形状に拡径した
胴部１を有し、その左右端部は窄められて電極挿入部で
ある細径のキャピラリ部２が突設されている。このキャ
ピラリ部２には先端に放電電極を設けた棒状の電流導体
（図示せず）が挿入され、封止固定される。
形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明
に係る高圧放電灯用発光容器の一例を示す断面説明図で
あり、中央に放電空間を形成する略楕円形状に拡径した
胴部１を有し、その左右端部は窄められて電極挿入部で
ある細径のキャピラリ部２が突設されている。このキャ
ピラリ部２には先端に放電電極を設けた棒状の電流導体
（図示せず）が挿入され、封止固定される。
【００１０】この発光容器はアルミナを主成分として添
加物に例えばＭｇＯを加えて成形され、焼成後透光性を
有するよう形成されている。各部の寸法の一例を示す
と、胴部１の外径Ｄ１が１４．８ｍｍ、内径Ｄ２が１
３．０ｍｍ、長さＬ１が２５．５ｍｍ、また発光管の全
長Ｌ２が５５．７ｍｍである。また、内表面の表面粗さ
Ｒｍａｘは０．２μｍで形成され、胴部１とキャピラリ
部２の内部境界端部３は部分拡大図に示すように１．０
ｍｍのＲが設けられている。このようなＲ値を有する一
体成形による発光容器の形成は、ロストワックス法に粉
末プレス成形法、押し出しプレス成形法、凍結成形法、
射出成形法、或いはゲル化成形法を適用することで形成
することができる。
加物に例えばＭｇＯを加えて成形され、焼成後透光性を
有するよう形成されている。各部の寸法の一例を示す
と、胴部１の外径Ｄ１が１４．８ｍｍ、内径Ｄ２が１
３．０ｍｍ、長さＬ１が２５．５ｍｍ、また発光管の全
長Ｌ２が５５．７ｍｍである。また、内表面の表面粗さ
Ｒｍａｘは０．２μｍで形成され、胴部１とキャピラリ
部２の内部境界端部３は部分拡大図に示すように１．０
ｍｍのＲが設けられている。このようなＲ値を有する一
体成形による発光容器の形成は、ロストワックス法に粉
末プレス成形法、押し出しプレス成形法、凍結成形法、
射出成形法、或いはゲル化成形法を適用することで形成
することができる。
【００１１】このように、腐蝕し易い胴部と電極挿入部
の境界端部を比較的小さなＲ値とすることで、液相のま
まの発光物質の滞留空間が小さくなり、腐蝕の侵攻を抑
えることができ、ランプの長寿命化を図ることができ
る。また、滞留量を減少させることで、光色変化のばら
つきも従来例えば６００Ｋであったのに対して、４５０
Ｋ（ケルビン）と小さくできる。また、アルミナに上記
添加物を加えることで、アルミナを主成分とするセラミ
ック母相の異常粒成長を抑制して均一な粒成長を生起で
き、直線透過率を上げることができる。但し、表面粗さ
Ｒｍａｘは０．０１μｍから０．４μｍの範囲が透光性
及び強度の点で好ましく、添加物は、ＭｇＯ以外にＳｃ
２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、或いはランタノイド系希
土類酸化物でも良く、それらを組み合わせて添加しても
良い。更に、発光管の成形体を焼成する工程において、
セラミックスに添加されている添加物は、その拡散或い
は飛散作用により表面の濃度が減少する。この特性を利
用することで表面の添加物濃度を肉厚内部に比べて２分
の１以下にでき、そうすることで、発光物質のハライド
等と添加物との反応も抑制でき、良好な放電特性を維持
できる。
の境界端部を比較的小さなＲ値とすることで、液相のま
まの発光物質の滞留空間が小さくなり、腐蝕の侵攻を抑
えることができ、ランプの長寿命化を図ることができ
る。また、滞留量を減少させることで、光色変化のばら
つきも従来例えば６００Ｋであったのに対して、４５０
Ｋ（ケルビン）と小さくできる。また、アルミナに上記
添加物を加えることで、アルミナを主成分とするセラミ
ック母相の異常粒成長を抑制して均一な粒成長を生起で
き、直線透過率を上げることができる。但し、表面粗さ
Ｒｍａｘは０．０１μｍから０．４μｍの範囲が透光性
及び強度の点で好ましく、添加物は、ＭｇＯ以外にＳｃ
２Ｏ３、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、或いはランタノイド系希
土類酸化物でも良く、それらを組み合わせて添加しても
良い。更に、発光管の成形体を焼成する工程において、
セラミックスに添加されている添加物は、その拡散或い
は飛散作用により表面の濃度が減少する。この特性を利
用することで表面の添加物濃度を肉厚内部に比べて２分
の１以下にでき、そうすることで、発光物質のハライド
等と添加物との反応も抑制でき、良好な放電特性を維持
できる。
【００１２】尚、Ｒ値は０．０１ｍｍより小さいと、熱
衝撃試験においてクラック発生頻度が上がるため、端部
に欠けが発生し易くなるし、３．０ｍｍを越えると従来
の発光管のように発光物質が溜まりやすく寿命増の効果
が得られなくなるので、０．０１から３．０ｍｍが好ま
しく、特に０．１〜１．０ｍｍの範囲が好適である。因
みに熱衝撃試験方法は、大気中にて熱した発光容器を水
中に投入するもので、クラックが発生したときの投入前
発光容器温度−水温＝ΔＴ（℃）として、このΔＴ
（℃）が高いほど耐熱衝撃性に優れているとする。Ｒ≧
０．０１であれば１０／１０がΔＴ（℃）＝１９０であ
ったが、 Ｒ＝０でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１７０ Ｒ＝０．００３でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１８０ Ｒ＝０．００５でｎ＝３／１０がΔＴ（℃）＝１８０、 ｎ＝７／１０がΔＴ＝１９０ Ｒ＝０．０５でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１９０ Ｒ＝０．１でｎ＝３／１０がΔＴ（℃）＝１９０、 ｎ＝７／１０がΔＴ（℃）＝２００となった。これは、
点灯／消灯の繰り返しによる耐熱衝撃性にも関係し、寿
命と相関性がある。
衝撃試験においてクラック発生頻度が上がるため、端部
に欠けが発生し易くなるし、３．０ｍｍを越えると従来
の発光管のように発光物質が溜まりやすく寿命増の効果
が得られなくなるので、０．０１から３．０ｍｍが好ま
しく、特に０．１〜１．０ｍｍの範囲が好適である。因
みに熱衝撃試験方法は、大気中にて熱した発光容器を水
中に投入するもので、クラックが発生したときの投入前
発光容器温度−水温＝ΔＴ（℃）として、このΔＴ
（℃）が高いほど耐熱衝撃性に優れているとする。Ｒ≧
０．０１であれば１０／１０がΔＴ（℃）＝１９０であ
ったが、 Ｒ＝０でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１７０ Ｒ＝０．００３でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１８０ Ｒ＝０．００５でｎ＝３／１０がΔＴ（℃）＝１８０、 ｎ＝７／１０がΔＴ＝１９０ Ｒ＝０．０５でｎ＝１０／１０がΔＴ（℃）＝１９０ Ｒ＝０．１でｎ＝３／１０がΔＴ（℃）＝１９０、 ｎ＝７／１０がΔＴ（℃）＝２００となった。これは、
点灯／消灯の繰り返しによる耐熱衝撃性にも関係し、寿
命と相関性がある。
【００１３】図２は本発明の他の形態を示す発光容器の
断面説明図であり、発光容器を中央で分割して成形し、
同一形状の２つの成形体５，５を連結して形成してあ
る。このように形成しても、上記実施の形態の如く表面
添加物濃度を良好に、また境界端部のＲ値を最適値に形
成できる。また、このように２分割する場合、射出成形
や鋳込み成形により容易に成形できる。
断面説明図であり、発光容器を中央で分割して成形し、
同一形状の２つの成形体５，５を連結して形成してあ
る。このように形成しても、上記実施の形態の如く表面
添加物濃度を良好に、また境界端部のＲ値を最適値に形
成できる。また、このように２分割する場合、射出成形
や鋳込み成形により容易に成形できる。
【００１４】図３は本発明の更に他の形態を示す発光容
器の断面説明図であり、放電空間を略円筒形としてい
る。図示するように、発光空間を形成する胴部６は楕円
形状で無くても良い。このような形状であっても、キャ
ピラリ部７と胴部端部とが一体成形され、更にキャピラ
リ部７と胴部６との内部境界端部８に所定のＲ値を設け
て形成することで、ランプ寿命を延ばすことができる。
器の断面説明図であり、放電空間を略円筒形としてい
る。図示するように、発光空間を形成する胴部６は楕円
形状で無くても良い。このような形状であっても、キャ
ピラリ部７と胴部端部とが一体成形され、更にキャピラ
リ部７と胴部６との内部境界端部８に所定のＲ値を設け
て形成することで、ランプ寿命を延ばすことができる。
【００１５】尚、胴部と電極挿入部の境界端部内側に形
成したＲ形状は、図４の部分断面説明図に示すように、
放電空間中央に向けて突出させて形成しても良く、この
ような形状としても上記実施形態と同様に液体のままの
発光物質の対流を少なくでき、ランプの長寿命化を図る
ことができる。また、放電空間の左右双方の隅部のう
ち、上記Ｒを設ける部位は一方のみであってもよく、発
光容器を立設して使用する場合は底部となる一方に発光
物質が溜まりやすいため、下方となる一方のみ上記Ｒ値
で形成しても良い。更に、上記実施の形態では、全体を
一体成形した場合、左右２分割した場合を示している
が、胴部端部から電極挿入部にかけた内部径の大きく変
化する部位を一体に形成したものであれば、本発明の構
成は良好に作用し、ランプ寿命を延ばすことができる。
成したＲ形状は、図４の部分断面説明図に示すように、
放電空間中央に向けて突出させて形成しても良く、この
ような形状としても上記実施形態と同様に液体のままの
発光物質の対流を少なくでき、ランプの長寿命化を図る
ことができる。また、放電空間の左右双方の隅部のう
ち、上記Ｒを設ける部位は一方のみであってもよく、発
光容器を立設して使用する場合は底部となる一方に発光
物質が溜まりやすいため、下方となる一方のみ上記Ｒ値
で形成しても良い。更に、上記実施の形態では、全体を
一体成形した場合、左右２分割した場合を示している
が、胴部端部から電極挿入部にかけた内部径の大きく変
化する部位を一体に形成したものであれば、本発明の構
成は良好に作用し、ランプ寿命を延ばすことができる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ランプの長寿命化を図ることができるし、光色変化を小
さくできる。
ランプの長寿命化を図ることができるし、光色変化を小
さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高圧放電灯用発光容器の実施の形
態の一例を示す断面説明図であり、（ａ）は全体図、
（ｂ）は部分拡大図である。
態の一例を示す断面説明図であり、（ａ）は全体図、
（ｂ）は部分拡大図である。
【図２】本発明の他の形態を示す断面説明図である。
【図３】本発明の他の形態を示す断面説明図である。
【図４】本発明の他の形態を示す部分断面説明図であ
る。
る。
【図５】従来の高圧放電灯用発光容器の断面説明図であ
る。
る。
１・・胴部、２・・キャピラリ部、３・・境界端部、５
・・成形体、６・・胴部、７・・キャピラリ部、８・・
境界端部。
・・成形体、６・・胴部、７・・キャピラリ部、８・・
境界端部。
Claims (3)
- 【請求項１】 放電空間を成す拡径した胴部の少なくと
も端部と、該胴部の端部から外方に突出させて設けた細
径の電極挿入部とを一体に成形し、全体を透光性セラミ
ックスにより形成した高圧放電灯用発光容器であって、
前記胴部と電極挿入部の境界端部内側にＲを設け、該Ｒ
値を、０．０１〜３．０ｍｍとしたことを特徴とする高
圧放電灯用発光容器。 - 【請求項２】 胴部の内表面の表面粗さＲｍａｘを０．
０１から０．４μｍとし、且つ、該胴部内表面の添加物
濃度が肉厚中央付近の添加物濃度の２分の１以下である
ことを特徴とする請求項１記載の高圧放電灯用発光容
器。 - 【請求項３】 添加物が、Ｓｃ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｒＯ
２、Ｙ２Ｏ３、及びランタノイド系希土類酸化物の少な
くとも１種類以上からなることを特徴とする請求項２記
載の高圧放電灯用発光容器。
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