JP2003508884A - メタルハライドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、セラミック壁部（３１）を有する放電容器（３）が設けられたメタルハライドランプに関するものであり、前記放電容器（３）は放電空間（１１）を囲み、この放電容器内には電極（４、５）が配置されている。放電容器（３）はプラグ（３４、３５）により封止され、プラグ内には、リードスルー素子（４０、５０）が封止用セラミック（１０）により気密に封着されている。リードスルー素子（４０、５０）は、放電容器（３）の内部の電極（４、５）から放電容器（３）の外部の電流供給導体（８、９）への電気接続体を構成している。本発明によれば、前記リードスルー素子（４０、５０）が、封止用セラミック（１０）によりプラグ（３４、３５）に直接連結で気密に封着されたセラミックコア（４１、５１）を有している。セラミックコア（４１、５１）には、直接連結の部分の両側で金属エンベロープ（４２、４３、５２、５３）が設けられ、これら金属エンベロープは、小さな金属細条（４４、５４）により相互連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、放電空間を囲むセラミック壁部を有する放電容器が設けられたメタ
ルハライドランプであって、前記放電空間内には電極が配置され、前記放電容器
は、リードスルー素子が封止用セラミックにより内部に気密に固着されているセ
ラミックプラグにより封止されており、前記リードスルー素子は、電極と放電容
器の外側の導体との間の電気接続ラインを形成する作用をしている当該メタルハ
ライドランプに関するものである。

【０００２】 本明細書で、“セラミック壁部”とは、例えばサファイア或いは密に焼結させ
た多結晶Al₂ Ｏ₃ のような金属酸化物や、例えばAlＮのような金属窒化物の壁部
を意味するものとする。

【０００３】 頭書に記載した種類のランプは、欧州特許第 0587238号＝米国特許第 5424609
号明細書に記載されており、既知である。この既知のランプにおけるリードスル
ー素子は、少なくとも２つの導電性部分から成っている。リードスルー素子は、
セラミック封止部の領域でNbの棒（ロッド）より成っている。Nbを用いることに
より、リードスルーの柔軟性が高くなるとともに、リードスルーの膨張係数が放
電容器に対し用いられるセラミック材料の膨張係数とほんの僅かしか相違しない
という利点が得られる。しかし、Nbはハロゲン化物に対する抵抗性がないという
欠点がある。このことは、既知のランプにおけるリードスルー素子は、長期間の
間にはハロゲン化物に曝されるおそれのある少なくとも第２部分を有し、Nbは、
例えばこれを封止用セラミックで被覆することにより放電空間から完全に遮蔽す
る必要があるということを意味する。ランプを複雑にする他の要因は、ハロゲン
化物に曝される前記の第２部分が、セラミック壁部材料の膨張係数とかなり相違
する膨張係数を有するということである。既知のランプの構成を複雑にすること
に関する上述した欠点以外に、存在するハロゲン化物により封止用セラミックが
侵食され、結局ある時間後にHbがハロゲン化物と直接接触し、ランプが早期に故
障するという形態の他の欠点が実際に生じることを確かめた。

【０００４】 英国特許第 1435244号明細書には、放電ランプのセラミック壁部の一端と、封
止用セラミックディスクとの間のリードスルー導体として箔を焼結させたランプ
が開示されている。ハロゲン化物に対する抵抗力の高いリードスルー構造自体は
このようにすることで可能であるが、このような構造はランプ容器の製造中に、
すなわち、充填剤を放電容器に入れる実際のランプ製造の前に完成させる必要が
ある。従って、これによりランプの製造を一層複雑にし、このことは最近の大量
生産にとって一般に極めて不所望なことである。

【０００５】 密閉されたコイル状の箔がリードスルー導体として、放電容器の内部から放電
容器の端部プラグを通って外部に延在し、溶融ガラスによりこの端部プラグに連
結されているランプは米国特許第 4277715号明細書から既知である。この箔はセ
ラミック棒を囲むように設けられている。このようなコイル状の箔には、この箔
をランプの製造中に正しく位置決めした状態に保つのが不可能であり、リードス
ルー導体の領域でハーメチック封止が得られなくなるという欠点がある。

【０００６】 本発明の目的は、構造が簡単で、ハロゲン化物による侵食の為に早期に故障す
るおそれを防止した、頭書に記載した種類のランプを提供せんとするにある。

【０００７】 この目的のために、本発明によれば、頭書に記載した種類のメタルハライドラ
ンプにおいて、前記リードスルー素子が、封止用セラミックにより直接接合で前
記セラミックプラグに気密に連結されたセラミックコアを有し、このセラミック
コアには、この直接接合の部分の両側で金属エンベロープが設けられており、こ
れら金属エンベロープが細条状連結部により相互連結されていることを特徴とす
る。

【０００８】 本発明によるランプには、封止用セラミックによる気密封止が、セラミック壁
部とリードスルー素子のセラミックコアとの間の直接接合として達成されるとい
う利点が得られる。驚いたことに、永久的な接着を達成する際に細条状連結部が
封止用セラミックにより完全に包囲されるも、これによりリードスルー構造の性
能、従って、ランプの寿命に顕著な影響を及ぼさないことを確かめた。これによ
り、膨張係数の相違に関する問題が回避される。本発明によるランプの更なる改
善に当っては、細条状連結部にナイフエッジを設ける。これにより、封止用セラ
ミックと細条状連結部との間の良好で永久的な接着を著しく促進することを確か
めた。本発明によるランプの有利な例では、金属エンベロープを放電容器の外部
で封止用セラミックによりセラミックコアに固着させる。これにより、放電容器
のセラミック気密封止と、セラミックコア及び金属エンベロープ間の接着接合と
を１回の処理工程で実現しうるという利点が得られる。

【０００９】 本発明のランプの他の有利な例では、直接接合の部分の両側における金属エン
ベロープを２つの細条状連結部により相互連結する。これにより得られる利点の
１つは、完成されたランプにおいてエンベロープと連結細条とを形成する金属部
分のアセンブリの剛性が改善されるということである。このことは、ランプの迅
速で信頼性のある大量生産にとって極めて重要なことである。２つの細条状連結
部は径方向で互いに対向して配置されるのが好ましい。これにより、剛性を最適
にするとともに、ランプの点灯状態中にリードスルーに加わる負荷を等しく分割
することができる。

【００１０】 金属エンベロープとこれらの細条状連結部とはMoから造るのが好ましい。その
理由は、これは導電体として適していると同時に、ハロゲン化物に対する抵抗性
が高いためである。好適例では、Ｏを１つのエンベロープの円周とした場合に、
細条状連結部の連結幅Ｂが少なくとも０．２５・Ｏ、多くとも０．３４・Ｏとな
るようにする。このような幅は、一方では、導電性を良好にするとともに完成し
たランプにおいてエンベロープ及び連結細条を構成する金属部分のアセンブリの
剛性を良好にする上で最適であり、他方では、リードスルー構造の気密封止の性
能を減少させない程度に充分短いということを確かめた。エンベロープ及び細条
状連結部の厚さは１０μｍ〜２００μｍの範囲内とするのが好ましい。このよう
な厚さを選択すると、エンベロープと細条状連結部とのアセンブリ全体を管状材
料から製造することができ、これにセラミックコアを簡単に挿入させることがで
きることを確かめた。この厚さを厚くすると、膨張係数の相違によりリードスル
ー構造の性能の信頼性が悪くなる。

【００１１】 気密封止の有効寿命を良好にするには、封止用セラミックを数ミリメートル、
好ましくは少なくとも３ｍｍの長さに亙ってセラミックプラグ内に延在させるの
が望ましい。封止用セラミックは、特にランプの寸法が小さい場合、セラミック
プラグ内に存在する金属エンベロープ上にも延在させるのが好ましい。

【００１２】 本発明によるランプには、放電容器の外部の電流導体に対してはNbを必ずしも
使用する必要がないという追加の利点が得られる。これは、放電容器を空気中で
点灯させる可能性を提供する。

【００１３】 直接連結の部分の両側の金属エンベロープは互いに異なる長さにすることがで
きる。しかし、製造効率の理由で、これら金属エンベロープは同じ長さにするの
が好ましい。

【００１４】 本発明の上述した観点及びその他の観点は以下の実施例に関する説明から明ら
かとなるであろう。 図１は、放電容器３を有する本発明によるメタルハライドランプを示し、この
放電容器３は図２に断面図で示すも、その寸法は実際のものに正比例して描いて
いない。この放電容器は、本例の場合Hgと、ある量のNaハロゲン化物と、Tl、Dy
及びCeのハロゲン化物とを含むイオン化可能充填剤を入れた放電空間１１を囲む
セラミック壁部３１を有する。放電空間内には、図示の例ではそれぞれＷとした
２つの電極４、５が配置され、これらの電極は電極棒４ａ、５ａと、電極先端部
４ｂ、５ｂとを有し、これら電極先端部は相対距離ＥＡにある。放電容器は少な
くとも距離ＥＡに亙って内径Diを有している。

【００１５】 突出プラグ３４、３５の形態のセラミックプラグであって、その内部に封止用
セラミック１０によりリードスルー素子４０、５０が気密に固着されている当該
セラミックプラグにより放電容器が各側で封止されている。前記リードスルー素
子は、電極と放電容器の外側の導体との間を電気接続する作用をする。リードス
ルー素子４０、５０は、封止用セラミック１０による直接接合でセラミックプラ
グに気密に連結されたセラミックコア４１、５１を有し、これらセラミックコア
には、直接接合の部分の両側で、金属エンベロープ４２、４３及び５２、５３が
それぞれ設けられ、直接接合の部分の両側のこれら金属エンベロープは細条状の
連結部４４及び５４により相互連結されている。放電容器の外側の金属エンベロ
ープ４２、５２は、封止用セラミック１０により、セラミックコア４１、５１に
固定されている。細条状連結部４４、５４にはナイフエッジ４４０、５４０が設
けられている。電極棒４ａ、５ａは、放電容器の内側の金属エンベロープ４３、
５３に、例えば、スポット溶接により導電接続されている。

【００１６】 封止用セラミックは、セラミックプラグ内に存在する金属エンベロープ４３、
５３上に達するまで、セラミックプラグ内に約４ｍｍの長さに亙って延在してい
る。

【００１７】 放電容器は、一端に口金２が設けられた外側管１により囲まれている。放電は
ランプの点灯状態中に電極４及び５間に生じる。電極４は、口金２の一部を形成
する第１電気接点に電流導体８を介して接続されている。電極５は、口金２の一
部を形成する第２電気接点に電流導体９を介して接続されている。

【００１８】 上述したランプを実際に実現するに当り、ランプを７０Ｗの定格出力のＣＤＭ
７０とする。放電容器はその両端で、内径が７８０μｍのセラミックプラグによ
り封止する。封止用セラミックにより直接接合でプラグ内に固着されたリードス
ルー素子は、両端にＭｏエンベロープが設けられた４５０μｍの直径のAl₂ Ｏ₃ のセラミックコアを有する。２つのエンベロープは２つのMo細条により相互連結
する。各細条の幅は３４０μｍとし、このことは、双方の細条の幅の合計がエン
ベロープの周囲の約１／３となることを意味する。放電容器の外側のエンベロー
プと、セラミックプラグ内に存在するエンベロープとの各々の長さは７ｍｍとす
る。細条の厚さやこれら細条により連結された２つのエンベロープの厚さは１１
０μｍとし、細条の長さは５ｍｍとする。

【００１９】 上述したランプを、６０００時間の点灯時間の寿命に達した後に検査の目的で
スイッチオフさせた。この検査により、封止用セラミックは放電空間に面する面
で僅かに侵食されたが、リードスルー素子、セラミックプラグ及び気密相互連結
部は無傷であったことが分った。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるランプの正面図である。

【図２】 図１のランプの放電容器を示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C043 AA07 CC03 CD05 DD11 DD17 EA01 EA03 EB14

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電空間を囲むセラミック壁部を有する放電容器が設けられたメ
   タルハライドランプであって、前記放電空間内には電極が配置され、前記放電容
   器は、リードスルー素子が封止用セラミックにより内部に気密に固着されている
   セラミックプラグにより封止されており、前記リードスルー素子は、電極と放電
   容器の外側の導体との間の電気接続ラインを形成する作用をしている当該メタル
   ハライドランプにおいて、 前記リードスルー素子が、封止用セラミックにより直接接合で前記セラミック
   プラグに気密に連結されたセラミックコアを有し、このセラミックコアには、こ
   の直接接合の部分の両側で金属エンベロープが設けられており、これら金属エン
   ベロープが細条状連結部により相互連結されていることを特徴とするメタルハラ
   イドランプ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のメタルハライドランプにおいて、細条状連結部
   にナイフエッジが設けられていることを特徴とするメタルハライドランプ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のメタルハライドランプにおいて、前記金
   属エンベロープが、放電容器の外側で封止用セラミックによりセラミックコアに
   固着されていることを特徴とするメタルハライドランプ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか一項に記載のメタルハライドランプにお
   いて、前記金属エンベロープが、前記直接接合の部分の両側で２つの細条状連結
   部により相互連結されていることを特徴とするメタルハライドランプ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のメタルハライドランプにおいて、前記２つの細
   条状連結部が径方向で互いに対向して位置していることを特徴とするメタルハラ
   イドランプ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか一項に記載のメタルハライドランプにお
   いて、金属エンベロープとこれらの細条状連結部とがMoから成っていることを特
   徴とするメタルハライドランプ。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか一項に記載のメタルハライドランプにお
   いて、Ｏを１つの金属エンベロープの円周とした場合に、細条状エンベロープの
   合計の幅Ｂが、 ０．２５・Ｏ≦Ｂ≦０．３４・Ｏ を満足していることを特徴とするメタルハライドランプ。