JP2008108714A - High-pressure discharge lamp, high-pressure discharge lamp lighting device, and lighting system - Google Patents

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JP2008108714A JP2007247196A JP2007247196A JP2008108714A JP 2008108714 A JP2008108714 A JP 2008108714A JP 2007247196 A JP2007247196 A JP 2007247196A JP 2007247196 A JP2007247196 A JP 2007247196A JP 2008108714 A JP2008108714 A JP 2008108714A
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Kozo Kamimura
幸三 上村
Hiroshi Kamata
博士 鎌田
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-pressure discharge lamp sealed by fusion of ceramic with high reliability and stability by regulating thermal physical characteristics of ceramic and a current introducing conductor in an intended seal part within a prescribed range, a high-pressure discharge lamp lighting device, and a lighting system. <P>SOLUTION: This high-pressure discharge lamp MHL is equipped with a translucent ceramic discharge vessel 1 having an enclosing part 1a and a small diameter tube part 1b, the current introducing conductor 3 inserted into the inside of the small diameter tube part of the translucent ceramic discharge vessel and sealed to the small diameter tube part mainly by fusion of the ceramic in the small diameter tube part of the translucent ceramic discharge vessel, an electrode 2 sealed and mounted in the translucent discharge vessel by connecting it to the current introducing conductor, and a discharge medium. The difference of thermal conductivity of both members of the ceramic of the small diameter tube part of the translucent ceramic discharge vessel and the current introducing conductor which forms the sealed pat is within 75 W/m*K. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプ、これを用いた高圧放電ランプ点灯装置および照明装置に関する。   The present invention relates to a high-pressure discharge lamp including a translucent ceramics discharge vessel, a high-pressure discharge lamp lighting device using the same, and an illumination device.

従来の透光性セラミックス放電容器を備えた高圧放電ランプにおいては、電流導入導体を介して上記放電容器を封止するために、種々の態様が提案されたり、試みられたりしてきた。その中でも最も普及しているのは、ガラスフリットを用いる態様である(例えば、特許文献1参照。)。   In a high-pressure discharge lamp equipped with a conventional translucent ceramic discharge vessel, various modes have been proposed or attempted in order to seal the discharge vessel via a current introduction conductor. Among them, the most widespread is an embodiment using a glass frit (see, for example, Patent Document 1).

特開平06−196131号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-196131

ところが、特許文献1に記載されているようなガラスフリットを用いて透光性セラミックス放電容器を封止する場合、ガラスフリットの耐熱性が充分に高いとはいえないことから、ランプの寿命特性を得るためには封止部の温度を所要に抑制しなければならず、そのために以下の構成を採用する必要がある。
(1)放電空間を画成する包囲部の両端から小径筒部を管軸方向に延在させる、いわゆるキャピラリー構造を形成する。
(2)管壁負荷を小さくする。
However, when a translucent ceramic discharge vessel is sealed using a glass frit as described in Patent Document 1, it cannot be said that the heat resistance of the glass frit is sufficiently high. In order to obtain it, the temperature of the sealing portion must be suppressed as required, and therefore the following configuration must be adopted.
(1) A so-called capillary structure is formed in which the small-diameter cylindrical portion extends in the tube axis direction from both ends of the surrounding portion that defines the discharge space.
(2) Reduce the tube wall load.

上記構成の採用により以下の問題が生じる。   The use of the above configuration causes the following problems.

上記(1)の結果、ランプの全長が大きくなってしまう。これに伴って、さらに次の問題が派生する。
・キャピラリー部分が折損しやすくなる。
・封入するハロゲン化物などの放電媒体の封入量がキャピラリーを形成しない場合に比較して数倍以上、場合によっては10倍以上必要になる。その結果、コストアップ、放電媒体の安定性、放電媒体から放出される不純ガス増加に起因する始動性低下、白濁、黒化および電極損耗などの不具合が発生しやすくなる。
As a result of the above (1), the total length of the lamp is increased. This leads to the following problem.
・ The capillary part is easily broken.
-The amount of discharge medium such as halide to be sealed needs to be several times or more, in some cases 10 times or more, compared to the case where no capillary is formed. As a result, problems such as an increase in cost, stability of the discharge medium, a decrease in startability due to an increase in impure gas discharged from the discharge medium, white turbidity, blackening, and electrode wear are likely to occur.

上記(2)の実施によって温度が低下するので、ハロゲン化物の蒸発が充分に行われなくなり、蒸気圧を高めることができない。その結果、発光効率を所期の程度まで高くすることができない。また、発光特性は良好であるが反応性が高いハロゲン化物を用いることができない。   Since the temperature is lowered by performing the above (2), the halide is not sufficiently evaporated and the vapor pressure cannot be increased. As a result, the luminous efficiency cannot be increased to the expected level. Further, it is not possible to use a halide having good light emission characteristics but high reactivity.

本発明者らは、フリットガラスを用いないで透光性セラミックス放電容器を封着する研究を行った結果、フリットガラスレスの構成を見出した。このフリットガラスレスの構成は、種々の材料および構造を用いる幾つかの態様を含んでいる。   As a result of research on sealing a light-transmitting ceramic discharge vessel without using frit glass, the present inventors have found a frit glass-less configuration. This frit glass-less configuration includes several embodiments using various materials and structures.

しかしながら、比較的高い信頼性および安定性で封着することのできる構成は、透光性セラミックス放電容器の封止予定部を加熱溶融して、電流導入導体に溶着させる封止構造であることが分かった。   However, the structure that can be sealed with relatively high reliability and stability is a sealing structure in which a portion to be sealed of the translucent ceramic discharge vessel is heated and melted and welded to the current introduction conductor. I understood.

そこで、本発明者は、透光性セラミックス放電容器の封止予定部を加熱溶融して、電流導入導体に溶着させる封止構造についてさらに研究した結果、より一層確実に高い信頼性および安定性で封着するためには、透光性セラミックス放電容器と電流導入導体の熱伝導率や線膨張率といった熱的物理特性が一定範囲内になければならないことを究明することができた。   Therefore, as a result of further research on a sealing structure in which a portion to be sealed of a translucent ceramic discharge vessel is heated and melted and welded to a current introduction conductor, the present inventor has further ensured high reliability and stability. In order to seal, it was found that the thermal physical properties such as the thermal conductivity and the linear expansion coefficient of the translucent ceramic discharge vessel and the current introduction conductor must be within a certain range.

すなわち、熱伝導率が高い部材は、通常電流導入導体であるので、封着予定部をYAGレーザー照射により加熱すると、電流導入導体が熱を吸収する。電流導入導体の熱伝導率が高すぎると、吸収部分の熱は、熱伝導率が低い透光性セラミックス放電容器のセラミックス側に伝道するより、電流導入導体の軸方向の非封着部方向に流れる割合が多くなる。したがって、熱が分散してしまい、封着予定部のセラミックスのみのピンポイントを加熱して溶融するのが困難になる。また、COレーザー照射により加熱すると、その照射により加熱された封着予定部の周囲の熱が電流導入導体を通して拡散してしまう。そのため、封着予定部の電流導入導体の温度が、セラミクスが馴染むまでに上昇しにくいために、所望の封着が得られない場合がある。 That is, since a member having high thermal conductivity is usually a current introduction conductor, when the portion to be sealed is heated by YAG laser irradiation, the current introduction conductor absorbs heat. If the thermal conductivity of the current introduction conductor is too high, the heat of the absorbing portion is transmitted to the ceramic side of the translucent ceramic discharge vessel having a low thermal conductivity, and in the direction of the non-sealed portion in the axial direction of the current introduction conductor. Increases the flow rate. Therefore, the heat is dispersed, and it becomes difficult to heat and melt the pinpoint of only the ceramic of the portion to be sealed. In addition, when heated by CO 2 laser irradiation, the heat around the portion to be sealed heated by the irradiation diffuses through the current introduction conductor. For this reason, since the temperature of the current introduction conductor in the part to be sealed is unlikely to rise until the ceramics becomes familiar, a desired seal may not be obtained.

一方、線膨張率が高い部材は、通常電流導入導体であるので、封着予定部をYAGレーザー照射により加熱すると、線膨張率の低い透光性セラミックス放電容器のセラミックス側との間に、溶融による過剰な応力が生じ、封着時に割れクラックが生じて封着不良となる傾向がある。また、このときたとえクラックしなくても互いの部材の熱膨張率差による応力が残留し、その後の加熱処理や高圧放電ランプの点灯によりクラックが発生する虞がある。   On the other hand, a member with a high coefficient of linear expansion is usually a current introduction conductor, so if the part to be sealed is heated by YAG laser irradiation, it melts between the ceramic side of the translucent ceramic discharge vessel with a low coefficient of linear expansion. Excessive stress is generated due to, and cracks are generated at the time of sealing, which tends to cause poor sealing. Moreover, even if it does not crack at this time, the stress by the difference in thermal expansion coefficient of each member remains, and there is a possibility that cracking may occur due to the subsequent heat treatment or lighting of the high-pressure discharge lamp.

本発明は、透透光性セラミックス放電容器の封止予定部を加熱溶融して、電流導入導体に溶着させる封止構造において、封止予定部におけるセラミックスと電流導入導体の熱的物理特性を所定範囲内に規定して高い信頼性および安定性で封着した高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することを目的とする。   The present invention relates to a sealing structure in which a portion to be sealed of a translucent ceramic discharge vessel is heated and melted and welded to a current introduction conductor, and the thermal physical characteristics of the ceramic and the current introduction conductor in the portion to be sealed are predetermined. An object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp, a high-pressure discharge lamp lighting device, and a lighting device that are specified within the range and sealed with high reliability and stability.

第1の発明の高圧放電ランプは、包囲部および包囲部に接続して形成された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と;透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入され、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部におけるセラミックスの融着によって上記小径筒部に封着された電流導入導体と;電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と;透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と;を具備し、透光性セラミックス放電容器の小径筒部のセラミックスと電流導入導体の封着部を形成している両部材の熱伝導率の差が75W/m・K以内であることを特徴としている。     A high-pressure discharge lamp according to a first aspect of the present invention is a translucent ceramics discharge vessel provided with an enclosing part and a small-diameter cylindrical part connected to the enclosing part; and inserted into the small-diameter cylindrical part of the translucent ceramics discharge container A current introduction conductor sealed in the small diameter cylindrical portion mainly by fusion of ceramics in the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel; and connected to the current introduction conductor and sealed in the translucent ceramic discharge vessel And a discharge medium sealed in the translucent ceramic discharge vessel, both members forming a sealing portion of the ceramic and the current introduction conductor of the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel The difference in thermal conductivity is within 75 W / m · K.

本発明は、以下の各態様を含む。   The present invention includes the following aspects.

〔透光性セラミックス放電容器について〕 透光性セラミックス放電容器は、単結晶の金属酸化物例えばサファイヤと、多結晶の金属酸化物例えば半透明の気密性アルミニウム酸化物すなわち透光性多結晶アルミナセラミックス、イットリウム−アルミニウム−ガーネット(YAG)、イットリウム酸化物(YOX)と、多結晶非酸化物例えばアルミニウム窒化物(AlN)のような光透過性および耐熱性を備えたセラミック材料からなり、内部に放電空間が外部に対して気密に形成される容器である。しかし、上記材料の中でも透光性多結晶アルミナセラミックスは、工業的に量産できて比較的容易に入手できるため、透光性セラミックス放電容器の構成材料として好適である。   [Translucent Ceramic Discharge Vessel] The translucent ceramic discharge vessel is composed of a single crystal metal oxide such as sapphire and a polycrystalline metal oxide such as translucent airtight aluminum oxide, ie translucent polycrystalline alumina ceramics. , Yttrium-aluminum-garnet (YAG), yttrium oxide (YOX) and polycrystalline non-oxide, such as aluminum nitride (AlN), a light-transmitting and heat-resistant ceramic material, and discharge inside This is a container in which the space is formed airtight with respect to the outside. However, among the above materials, translucent polycrystalline alumina ceramics are suitable as a constituent material for translucent ceramic discharge vessels because they can be mass-produced industrially and are relatively easily available.

従来では思いもよらないことであったが、本発明者は、透光性セラミックスを比較的容易に溶融できることを見出した。本発明は、この発見に基づいてなされたものである。   Although this was unexpected, the present inventor has found that translucent ceramics can be melted relatively easily. The present invention has been made based on this discovery.

また、透光性多結晶アルミナセラミックスで一般的に使用されているものは、その結晶平均粒径が数十μmであるが、本発明においては、少なくとも小径筒部またはその封着予定部、したがって封着部に接近している非封着部における結晶平均粒径が4μm以下のものが好適である。すなわち、上記部位の結晶平均粒径が4μm以下であると、小径筒部のセラミックスを溶融させて封止を行う際に、導入導体との馴染みが良好で、かつ溶融により小径筒部と電流導入導体とが接合した後の冷却時に、接合部やその近傍にクラックが発生しにくい。また、結晶平均粒径が1μm以下になると、接合によるクラック発生が極めて少なくなるので、より一層好適である。本発明においては特に優れている。さらに、結晶平均粒径が0.5μm以下になると、接合によるクラック発生が全く発生しなくなるので、最適である。   In addition, the commonly used translucent polycrystalline alumina ceramics has an average crystal grain size of several tens of μm, but in the present invention, at least the small-diameter cylindrical part or its sealing part, A crystal having an average crystal grain size of 4 μm or less in the non-sealing part approaching the sealing part is suitable. That is, when the average crystal grain size of the above portion is 4 μm or less, when sealing is performed by melting the ceramic of the small-diameter cylindrical portion, the familiarity with the introduction conductor is good, and the small-diameter cylindrical portion and the current are introduced by melting. During cooling after bonding with the conductor, cracks are unlikely to occur at the bonded portion or in the vicinity thereof. In addition, when the average crystal grain size is 1 μm or less, cracking due to bonding is extremely reduced, which is more preferable. In the present invention, it is particularly excellent. Furthermore, when the average crystal grain size is 0.5 μm or less, cracks are not generated at all by joining, which is optimal.

上述した透光性セラミックス放電容器の少なくとも小径筒部の結晶平均粒径が4μm以下である態様において、結晶平均粒径が4μm以下になっている部位は、小径筒部のみであってもよいし、透光性セラミックス放電容器の全体であってもよい。また、所望により小径筒部以外の一部の部位において結晶平均粒径が4μm以下であってもよい。   In the embodiment in which the crystal average particle size of at least the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel is 4 μm or less, the portion where the crystal average particle size is 4 μm or less may be only the small diameter cylindrical portion. The entire translucent ceramics discharge vessel may be used. Further, if desired, the average crystal grain size may be 4 μm or less in some parts other than the small diameter cylindrical part.

なお、透光性セラミックス放電容器における透光性とは、放電によって発生した光を透過して外部に導出できる程度に光透過性であることをいい、透明ばかりでなく、光拡散性であってもよい。そして、少なくとも放電空間を包囲する部分の主要部が透光性を備えていればよく、要すれば上記主要部以外の付帯的構造を備えているときには、当該部分は遮光性であってもよい。   The translucency in the translucent ceramic discharge vessel means that the light generated by the discharge can be transmitted to the outside and transmitted to the outside, not only transparent but also light diffusive. Also good. Further, at least the main part of the part surrounding the discharge space only needs to have translucency, and if necessary, when it has an incidental structure other than the main part, the part may be light-shielding. .

透光性セラミックス放電容器は、放電空間を包囲するために、包囲部を備えている。包囲部の内部すなわち放電空間が適当な形状、例えば球状、楕円球状、ほぼ円柱状などの形状をなしていることを許容する。放電空間の容積は、高圧放電ランプの定格ランプ電力、電極間距離などに応じてさまざまな値が選択され得る。例えば、液晶プロジェクタ用ランプの場合、0.5cc以下にすることができる。自動車前照灯用ランプの場合、0.05cc以下にすることができる。また、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて1cc以上および以下のいずれにすることもできる。   The translucent ceramics discharge vessel is provided with an enclosing portion in order to enclose the discharge space. The inside of the enclosure, that is, the discharge space is allowed to have an appropriate shape, for example, a spherical shape, an elliptical spherical shape, a substantially cylindrical shape, or the like. Various values can be selected as the volume of the discharge space according to the rated lamp power of the high-pressure discharge lamp, the distance between the electrodes, and the like. For example, in the case of a liquid crystal projector lamp, it can be 0.5 cc or less. In the case of a vehicle headlamp, it can be 0.05 cc or less. In the case of a general illumination lamp, it can be set to 1 cc or more and any of the following depending on the rated lamp power.

また、透光性セラミックス放電容器は、包囲部に連通する小径筒部を備えている。小径筒部は、少なくとも後述する電流導入導体をそこに挿入し、かつ電流導入導体を小径筒部に封着することによって透光性セラミックス放電容器を封止するために機能する。また、後述する放電媒体を透光性セラミックス放電容器すなわち包囲部の内部へ封入するためにも機能させることができる。   Moreover, the translucent ceramics discharge container is provided with the small diameter cylinder part connected to the surrounding part. The small diameter cylindrical portion functions to seal the translucent ceramic discharge vessel by inserting at least a current introducing conductor, which will be described later, and sealing the current introducing conductor to the small diameter cylindrical portion. Moreover, it can be made to function also in order to enclose the discharge medium mentioned later in the inside of a translucent ceramics discharge container, ie, an enclosure part.

小径筒部の数は、一般的な一対の電極を封装する構成のためには2つであるが、配設する電流導入導体の数に応じて1つないし3つ以上の複数であることを許容する。一対の電極を封装するために2つの開口部を配設する場合、各小径筒部は、それぞれ離間した位置に配設されるが、好適には管軸に沿って離間対向している。なお、小径筒部を構成するセラミックスは遮光性であってもよい。   The number of the small-diameter cylindrical portions is two for the configuration of sealing a general pair of electrodes, but it should be one to three or more depending on the number of current introduction conductors to be arranged. Allow. When two openings are provided to seal a pair of electrodes, each small-diameter cylindrical portion is provided at a position spaced apart from each other, but preferably is spaced apart from each other along the tube axis. In addition, the ceramic which comprises a small diameter cylinder part may be light-shielding.

本発明において、小径筒部は、その内部にキャピラリー構造を形成してもよいし、形成しなくてもよい。したがって、小径筒部の長さは本発明において特段限定されない。要するに、少なくとも小径筒部のセラミックスの溶融による電流導入導体との封着部を形成しやすい長さであればよい。上述の小径筒部の長さは、従来のフリットガラスを用いて封止する場合の小径筒部の長さより明らかに短くすることができる。   In the present invention, the small diameter cylindrical portion may or may not form a capillary structure inside. Therefore, the length of the small diameter cylindrical portion is not particularly limited in the present invention. In short, it is only necessary to have a length at which it is easy to form a sealing portion with at least the current introduction conductor by melting the ceramic of the small diameter cylindrical portion. The length of the small-diameter cylindrical portion described above can be clearly shorter than the length of the small-diameter cylindrical portion in the case of sealing using conventional frit glass.

透光性セラミック放電容器を封止するために、小径筒部のセラミックスを溶融させる手段は、本発明において特段限定されない。例えば、小径筒部のセラミックスを加熱して、その溶融温度以上に温度を上昇させれば、セラミックスが溶融し、小径筒部に挿入されている電流導入導体の表面に馴染ませることができる。そうしたら、加熱を止めて馴染んだ個所を冷却すれば、セラミックスが固化して、電流導入導体が開口部に封着され、かつ小径筒部が封止される。小径筒部のセラミックスを加熱する手段は、例えばレーザーや反射鏡付ハロゲン電球などの熱線投射形の局部加熱手段、誘導加熱手段および電気ヒータなどを用いることができる。なお、レーザーとしては、例えばYAGレーザー、COレーザーなどを用いることができる。 In order to seal the translucent ceramic discharge vessel, the means for melting the ceramic of the small diameter cylindrical portion is not particularly limited in the present invention. For example, if the ceramic in the small-diameter cylindrical portion is heated and the temperature is raised above its melting temperature, the ceramic can be melted and adapted to the surface of the current introduction conductor inserted in the small-diameter cylindrical portion. Then, if heating is stopped and the familiar part is cooled, the ceramic is solidified, the current introduction conductor is sealed in the opening, and the small diameter cylindrical part is sealed. As a means for heating the ceramic in the small diameter cylindrical portion, for example, a heat ray projection type local heating means such as a laser or a halogen bulb with a reflecting mirror, an induction heating means, an electric heater, or the like can be used. As the laser, can be used, for example a YAG laser, CO 2 laser and the like.

熱線投射形の上記局部加熱手段を用いて小径筒部の封着予定部の全周を加熱する場合、局部加熱手段を上記予定部に対して所定の離間位置、例えば予定部の側方に固定し、局部加熱手段を作動させながら透光性セラミック放電容器の小径筒部および局部加熱手段のいずれか一方または双方を回転させれば、小径筒部の全周を均一に加熱することができる。しかし、所望により、小径筒部の延在方向、例えば管軸方向からレーザーを照射したり、固定的に配置された小径筒部の周囲に複数の局部加熱手段を配置したり、局部加熱手段を小径筒部の周囲に回転させたり、あるいは小径筒部の全周を包囲する加熱手段を配設したりすれば、透光性セラミック放電容器を静止状態で加熱することもできる。   When heating the entire circumference of the sealing target portion of the small-diameter cylindrical portion using the local heating means of the heat ray projection type, the local heating means is fixed to a predetermined separation position with respect to the planned portion, for example, the side of the planned portion. Then, if one or both of the small-diameter cylindrical portion and the local heating means of the translucent ceramic discharge vessel are rotated while operating the local heating means, the entire circumference of the small-diameter cylindrical portion can be uniformly heated. However, if desired, the laser is irradiated from the extending direction of the small-diameter cylindrical portion, for example, the tube axis direction, a plurality of local heating means are arranged around the small-diameter cylindrical portion fixedly arranged, or the local heating means is The translucent ceramic discharge vessel can be heated in a stationary state by rotating around the small-diameter cylindrical portion or by providing a heating means surrounding the entire circumference of the small-diameter cylindrical portion.

次に、透光性セラミックス放電容器を製作するには、包囲部を一体的に成形して形成してもよいし、複数の構成部材を接合させたり、嵌合させたりして形成してもよい。例えば、包囲部の他に小径の筒部などの付帯的構造を備えている場合、包囲部の両端または一端に付帯的構造を最初から一体に成形することができる。しかし、例えば包囲部と、付帯的構造とを、それぞれ別に仮焼結してから所要に接合させて、全体を焼結することにより、一体の透光性セラミックス放電容器を形成することもできる。また、筒状部分と端板部分とをそれぞれ別に仮焼結してから接合して、全体を焼結することにより、一体化された包囲部を形成することもできる。   Next, in order to manufacture a translucent ceramic discharge vessel, the surrounding portion may be formed by integrally molding, or may be formed by joining or fitting a plurality of constituent members. Good. For example, when an incidental structure such as a small-diameter cylindrical portion is provided in addition to the surrounding portion, the incidental structure can be integrally formed from the beginning at both ends or one end of the surrounding portion. However, it is also possible to form an integral translucent ceramic discharge vessel by, for example, pre-sintering the surrounding portion and the incidental structure separately from each other and then joining them as required to sinter the whole. Alternatively, the cylindrical portion and the end plate portion can be pre-sintered separately and then joined together to sinter the whole, thereby forming an integrated surrounding portion.

〔電流導入導体について〕 電流導入導体は、後述する電極を支持し、そこに電圧を印加して、電極に電流を供給し、かつ透光性セラミックス放電容器を封止するために機能する導体である。そのために、透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入されている先端側の部分が電極を支持し、基端側が透光性セラミックス放電容器の小径筒部と協働して封着部を形成し、かつその一部が封着から外部へ露出している。なお、透光性セラミックス放電容器の外部に露出しているとは、透光性セラミックス放電容器から外部へ突出していてもよいし、また突出していなくてもよいが、外部から給電できる程度に外部に臨んでいればよい。また、電極を支持する部分は、耐ハロゲン性金属、例えばモリブデンやタングステンなどを用いて形成することができる。   [About the current introduction conductor] The current introduction conductor is a conductor that supports an electrode described later, applies a voltage to the electrode, supplies current to the electrode, and functions to seal the translucent ceramic discharge vessel. is there. For this purpose, the distal end portion inserted into the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel supports the electrode, and the proximal end side seals in cooperation with the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel. And a part thereof is exposed to the outside from the sealing. The term “exposed to the outside of the translucent ceramic discharge vessel” means that it may or may not protrude from the translucent ceramic discharge vessel. You just have to face. The portion that supports the electrode can be formed using a halogen-resistant metal such as molybdenum or tungsten.

また、電流導入導体は、封着される部分が封着性金属またはサーメットからなり、当該部分の透光性セラミックス放電容器のセラミックスとの熱伝導率差が75W/m・K以下、好適には58W/m・K以下になるように選択する必要がある。熱伝導率差が75W/m・K以下では、最小加熱径を十分に小さくでき、またセラミックスと電流導入導体の温度差が小さくなるので、溶融部サイズが小さくても封着できるので、封着部を小さくできる。封着部が小さくなると、クラック発生が低減し、良好な封着が得られる。   Further, the current introduction conductor has a sealed portion made of a sealing metal or cermet, and a thermal conductivity difference with the ceramic of the translucent ceramic discharge vessel of the portion is 75 W / m · K or less, preferably It is necessary to select so as to be 58 W / m · K or less. When the difference in thermal conductivity is 75 W / m · K or less, the minimum heating diameter can be made sufficiently small, and the temperature difference between the ceramic and the current introduction conductor is small, so that sealing can be performed even if the melted part size is small. The part can be made small. When the sealing portion is small, the generation of cracks is reduced and good sealing can be obtained.

これに対して、熱伝導率差が75W/m・Kを超える範囲においては、一般的に電流導入導体の熱伝導率が相対的に大きい場合であるので、加熱時の熱が電流導入導体を通じて逃げてしまう割合が増大する。このため、加熱範囲が封着予定部の周囲に拡大し、そのために封着予定部の温度上昇が遅くなるばかりか、電流導入導体の封着予定部の温度上昇も悪くなる。その結果、封着予定部のセラミックスとこれに対向する電流導入導体の部分との間の温度差が大きくなるために、セラミックスが電流導入導体に馴染みにくくなる。したがって、所望の封着が得られなくなる。   On the other hand, in the range where the thermal conductivity difference exceeds 75 W / m · K, since the thermal conductivity of the current introduction conductor is generally relatively large, heat during heating is transmitted through the current introduction conductor. The rate of running away increases. For this reason, the heating range is expanded around the portion to be sealed, and therefore, the temperature rise of the portion to be sealed is delayed, and the temperature rise of the portion to be sealed of the current introduction conductor is also deteriorated. As a result, the temperature difference between the ceramic of the portion to be sealed and the portion of the current introduction conductor facing the ceramic becomes large, so that it becomes difficult for the ceramic to become familiar with the current introduction conductor. Therefore, a desired seal cannot be obtained.

また、熱伝導率差が58W/m・K以下であると、封着予定部をさらにピンポイント的に局部加熱しやすくなり、セラミックスと電流導入導体との温度差が一層小さくなり、しかもセラミックスと電流導入導体とを直接的に封着するのに好適である。   In addition, if the thermal conductivity difference is 58 W / m · K or less, it becomes easier to locally heat the part to be sealed more pinpointly, the temperature difference between the ceramic and the current introduction conductor is further reduced, and the ceramic It is suitable for directly sealing the current introduction conductor.

さらに、熱伝導率差が5以上であれば、所望の高い導電性が得られる。   Furthermore, if the thermal conductivity difference is 5 or more, desired high conductivity can be obtained.

以上の理由から、熱伝導率差は、5〜75が好ましく、また5〜58が一層好適である。   For the above reasons, the thermal conductivity difference is preferably 5 to 75, and more preferably 5 to 58.

透光性セラミックス放電容器が透光性アルミナセラミックスの場合、熱伝導率が34W/mKであるので、電流導入導体としてはセラミックスの熱伝導率より大きな熱伝導率を有し、しかも封着性の導電性金属であって、線膨張率差が小さい金属であるとともに、酸化性の少ない金属を用いたい場合、金属単体ではこの条件を満たすものが身近に見当たらない。これに対して、サーメットは、セラミックスと金属の混合焼結体であり、それらの配合比次第で幅の広い範囲内で所望の線膨張率を得ることができる。例えば、アルミナセラミックスとモリブデンの50:50の体積比率サーメットの場合、約78〜98W/m・Kである。   When the translucent ceramic discharge vessel is translucent alumina ceramic, the thermal conductivity is 34 W / mK. Therefore, the current introduction conductor has a thermal conductivity larger than the thermal conductivity of the ceramic and has a sealing property. When a metal that is a conductive metal and has a small difference in linear expansion coefficient and is less oxidizable, a single metal that satisfies this condition is not readily available. On the other hand, cermet is a mixed sintered body of ceramics and metal, and a desired linear expansion coefficient can be obtained within a wide range depending on the blending ratio thereof. For example, in the case of a 50:50 volume ratio cermet of alumina ceramics and molybdenum, it is about 78 to 98 W / m · K.

したがって、電流導入導体の少なくとも封着予定部における部材としてはサーメットが好適である。また、電流導入導体として既知の封着性金属、例えばモリブデン(Mo)やタングステン(W)といった導電性金属を用いる場合であっても、封着予定部の少なくとも一部にはサーメットを用いる複合構造であるのが好ましい。この場合のサーメットは、電流導入導体の軸方向の段継構造または軸周りの段継構造あるいは軸方向または軸周りの無段階傾斜構造を採用することができる。軸周りの段継構造として、例えば中心部に高導電性のサーメットが位置し、外周側の部分に非導電性のサーメットが位置する2段継の構造やその中間部に中間的な導電性のサーメットが介在する多段継の段継構造を採用することができる。また、軸周りの無段階傾斜構造においても上述の段継構造におけるのと同様な要領で導電性が変化するが、その変化の態様が無段階になる構成とすることができる。   Therefore, a cermet is suitable as a member in at least the part to be sealed of the current introduction conductor. Further, even when a known sealing metal such as molybdenum (Mo) or tungsten (W) is used as the current introduction conductor, a composite structure using cermet for at least a part of the planned sealing portion Is preferred. The cermet in this case can adopt a stepped structure in the axial direction of the current introduction conductor, a stepped structure around the axis, or a stepless inclined structure around the axis or around the axis. As a step-up structure around the shaft, for example, a two-step connection structure in which a highly conductive cermet is located in the center and a non-conductive cermet is located in the outer peripheral portion, or an intermediate conductive property in the middle. A multi-stage joint structure with cermets interposed can be employed. Also, in the stepless inclined structure around the axis, the conductivity changes in the same manner as in the above-described stepped structure, but the change can be made stepless.

上記サーメットは、その構成材料のセラミックスがアルミナセラミックスで、金属が上記グループから選択された一種または複数種の金属、例えばモリブデンまたはタングステンからなるものを用いることができる。また、電流導入導体の透光性セラミックス放電容器に封着されるサーメット部分は、少なくともニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)およびタングステンなどの金属成分と、アルミナ、YAGおよびイットリアなどのセラミックス成分とを含み、金属成分の含有比率が5〜60質量%であることを許容する。   The cermet may be made of one or more metals selected from the above group, such as molybdenum or tungsten, in which the ceramic material is alumina ceramic. Further, the cermet portion sealed in the translucent ceramic discharge vessel of the current introduction conductor includes at least a metal component such as niobium (Nb), molybdenum (Mo) and tungsten and a ceramic component such as alumina, YAG and yttria. Including, the content ratio of the metal component is allowed to be 5 to 60 mass%.

そうして、サーメットが上記のような構成であると、加熱手段による封着予定部を加熱した際に、加熱の仕方にもよるが、一般的には透光性セラミックス放電容器では熱吸収が生じにくい。これに対して、サーメット表面では熱吸収が大きくなり、その結果サーメットの表面が加熱されて温度上昇し、さらに透光性セラミックス放電容器の小径筒部に伝熱されることで封着予定部が溶融する。   Thus, when the cermet is configured as described above, when the portion to be sealed by the heating means is heated, it generally depends on the heating method, but the translucent ceramic discharge vessel generally does not absorb heat. Hard to occur. On the other hand, heat absorption increases on the cermet surface, and as a result, the surface of the cermet is heated and the temperature rises. To do.

また、金属成分の含有量が60質量%以下にすれば、透光性セラミックス放電容器の熱膨張率に大きな差がなく、透光性セラミックス放電容器が直接モリブデンに接触した場合と比較して、高圧放電ランプを点灯した際のヒートショックによる破損およびリークが生じにくい。   Further, if the content of the metal component is 60% by mass or less, there is no great difference in the coefficient of thermal expansion of the translucent ceramic discharge vessel, compared with the case where the translucent ceramic discharge vessel is in direct contact with molybdenum, Damage and leakage due to heat shock when the high-pressure discharge lamp is turned on are less likely to occur.

上記サーメットは、上記とは異なる以下の観点からすれば、金属成分の含有比率が50〜80質量%であるのが好ましい。   If the said cermet is taken from the following viewpoints different from the above, it is preferable that the content rate of a metal component is 50-80 mass%.

すなわち、主としてサーメットの導電性を重視する観点からすれば、金属成分の含有比率を上記の範囲内にあるようにすれば、十分な導電性を得ることができる。そして、サーメットが上記のような構成であれば、所要の導電性を有するサーメットであっても、そ
の直径を小さくすることができるので、封着がより一層容易になる。
That is, from the viewpoint of placing importance on the conductivity of the cermet, sufficient conductivity can be obtained if the content ratio of the metal component is within the above range. And if a cermet is a structure as mentioned above, even if it is a cermet which has required electroconductivity, since the diameter can be made small, sealing becomes still easier.

しかし、金属成分の含有量が80質量%を超えると、透光性セラミックス放電容器との間の熱膨張率差が大きくなりすぎるので、封着部にクラックが生じて所望の封着を得るのが困難になる。また、金属成分の含有量が50質量%未満になると、所望の導電性を得るのがやや困難になる。   However, if the content of the metal component exceeds 80% by mass, the difference in coefficient of thermal expansion with the translucent ceramic discharge vessel becomes too large, so that a crack is generated in the sealing portion and a desired sealing is obtained. Becomes difficult. Moreover, when content of a metal component will be less than 50 mass%, it will become a little difficult to obtain desired electroconductivity.

さらにまた、電流導入導体には、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部に封着する部分と、主として電極を支持する部分との機能がある。そこで、各部分をそれぞれの機能に対して最適化するために、各部分を別の材料を用いたり、別のサイズや構造にして形成し、かつそれらを接続して電流導入導体を構成したりすることがきる。例えば、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部に封着する部分をサーメットとし、主として電極を支持する部分を耐ハロゲン性金属により形成することが既知である。本発明においても主たる機能に応じた材料、直径などのサイズおよび形状などの仕様を異ならせて、これらを管軸方向に接続して電流導入導体を構成することを許容する。   Furthermore, the current introduction conductor mainly has a function of a portion that is sealed to the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel and a portion that mainly supports the electrode. Therefore, in order to optimize each part for each function, each part is made of a different material, formed in a different size or structure, and connected to form a current introduction conductor. I can do it. For example, it is known that a portion sealed mainly to a small-diameter cylindrical portion of a translucent ceramic discharge vessel is a cermet, and a portion mainly supporting an electrode is formed of a halogen-resistant metal. Also in the present invention, it is permitted to configure the current introduction conductor by connecting the materials in the tube axis direction with different specifications such as the material, the size and the shape such as the diameter according to the main function.

上記とは異なるその他の態様例を示せば次のとおりである。すなわち、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部に封着する部分をニオブとサーメットの直列接合体で構成することができる。この場合、セラミックスの溶着により形成される封着部は、ニオブとサーメットの部位に跨って形成される。この態様によれば、ニオブが小径筒部の内部に不用意に露出しないようになる。また、電流導入導体の一部にサーメットの部分を形成する場合、モリブデンなどの耐ハロゲン性金属からなる主として電極を支持する部分を電流導入導体の基端側へ延長して、その延長部を心材として利用して、その心材の周囲にサーメット部分を形成することができる。しかし、本発明においては、所望により電流導入導体のほぼ全長を通じて同一材質の導電性部材を用いることもできる。   Other aspects different from the above are as follows. That is, the portion sealed mainly to the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel can be constituted by a serially joined body of niobium and cermet. In this case, the sealing portion formed by the ceramic welding is formed across the niobium and cermet regions. According to this aspect, niobium is not inadvertently exposed inside the small diameter cylindrical portion. In addition, when forming a cermet part on a part of the current introduction conductor, a part mainly supporting an electrode made of a halogen-resistant metal such as molybdenum is extended to the base end side of the current introduction conductor, and the extension part is a core material. The cermet portion can be formed around the core material. However, in the present invention, a conductive member made of the same material can be used over almost the entire length of the current introduction conductor if desired.

〔電極について〕 電極は、透光性セラミックス放電容器の内部に後述する放電媒体の放電を生起させる手段である。電極は、一般的にその一対が透光性セラミックス放電容器の内部において電極間でアーク放電が生起されるように離間対向して配設される。なお、本発明においては、少なくとも1個の電極が上記導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装されている。   [Regarding Electrode] The electrode is a means for causing discharge of a discharge medium, which will be described later, inside the translucent ceramic discharge vessel. In general, a pair of electrodes are disposed so as to be opposed to each other so that an arc discharge is generated between the electrodes inside the translucent ceramic discharge vessel. In the present invention, at least one electrode is connected to the introduction conductor and sealed in the translucent ceramic discharge vessel.

また、電極は、電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内の所定位置に支持されている。例えば、電極の基端が電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の内部側に位置する先端部に接続される。   The electrode is connected to the current introduction conductor and supported at a predetermined position in the translucent ceramic discharge vessel. For example, the proximal end of the electrode is connected to the distal end located on the inner side of the translucent ceramic discharge vessel of the current introduction conductor.

さらに、電極を電極主部または/および電極軸部により構成することができる。電極主部は、放電の起点となる部分で、したがって主として陰極およびまたは陽極として作用する部分であり、所望により電極軸部を介さないで直接電流導入導体に接続することができる。また、電極主部の表面積を大きくして放熱を良好にするために、必要に応じてタングステンのコイルを巻装したり、電極軸部より径大にしたりすることができる。電極が電極軸部を備えている場合、電極軸部は、電極主部と一体に、または溶接されて、電極主部の背面から後方へ突出して電極主部を支持し、かつ、電流導入導体に接続する。なお、所望により電極軸部と電流導入導体の先端部を単一のタングステンにより一体化させることができる。   Furthermore, an electrode can be comprised by an electrode main part or / and an electrode axial part. The electrode main part is a part that serves as a starting point of discharge, and therefore functions mainly as a cathode and / or an anode, and can be directly connected to the current introduction conductor without going through the electrode shaft part as desired. Further, in order to increase the surface area of the electrode main part to improve heat dissipation, a tungsten coil can be wound as necessary, or the diameter can be made larger than that of the electrode shaft part. When the electrode includes an electrode shaft portion, the electrode shaft portion is integrally or welded with the electrode main portion, protrudes rearward from the back surface of the electrode main portion, supports the electrode main portion, and the current introduction conductor. Connect to. If desired, the electrode shaft portion and the tip portion of the current introduction conductor can be integrated with a single tungsten.

さらにまた、電極の材料には、タングステン、ドープドタングステン、トリエーテッドタングステン、レニウムまたはタングステン−レニウム合金などを用いることができる。   Furthermore, tungsten, doped tungsten, triated tungsten, rhenium, tungsten-rhenium alloy, or the like can be used as an electrode material.

さらにまた、一対の電極を用いる場合、交流点灯形の場合にはそれらを対称構造とするが、直流点灯形の場合には、非対称構造にすることができる。   Furthermore, when a pair of electrodes is used, they have a symmetrical structure in the case of an AC lighting type, but can be made an asymmetric structure in the case of a DC lighting type.

〔放電媒体について〕 放電媒体は、その放電により所望の発光を得るための手段であるが、本発明においてその構成が特段限定されない。例えば、下記に列挙する態様であることを許容する。しかし、好ましくは発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成媒体および希ガスにより構成される。なお、本発明において、「高圧放電」とは、イオン化媒体の点灯中の圧力が大気圧以上になる放電をいい、いわゆる超高圧放電を含む概念である。   [Discharge Medium] The discharge medium is a means for obtaining desired light emission by the discharge, but the configuration is not particularly limited in the present invention. For example, the following modes are allowed. However, it is preferably composed of a luminescent metal halide, a lamp voltage forming medium and a rare gas. In the present invention, “high-pressure discharge” refers to a discharge in which the pressure during lighting of the ionized medium is equal to or higher than atmospheric pressure, and is a concept including so-called ultrahigh-pressure discharge.

発光金属のハロゲン化物は、主として可視光を発光する発光金属のハロゲン化物であり、既知の各種金属ハロゲン化物を採用することができる。すなわち、発光金属の金属ハロゲン化物は、発光色、平均演色評価数Raおよび発光効率などについて所望の発光特性を備えた可視光の放射を得るため、さらには透光性セラミックス放電容器のサイズおよび入力電力に応じて、既知の金属ハロゲン化物の中から任意所望に選択することができる。例えば、ナトリウム(Na)、スカンジウム(Sc)、希土類金属(ジスプロシウム(Dy)、ツリウム(Tm)、ホルミウム(Ho)、プラセオジム(Pr)、ランタン(La)およびセリウム(Ce)など)、タリウム(Tl)、インジウム(In)およびリチウム(Li)からなるグループの中から選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。   The luminescent metal halide is a luminescent metal halide that mainly emits visible light, and various known metal halides can be employed. That is, the metal halide of the luminescent metal obtains visible light radiation having desired luminescent characteristics with respect to luminescent color, average color rendering index Ra, luminescent efficiency, etc., and further, the size and input of the translucent ceramic discharge vessel Depending on the power, any desired metal halide can be selected as desired. For example, sodium (Na), scandium (Sc), rare earth metals (such as dysprosium (Dy), thulium (Tm), holmium (Ho), praseodymium (Pr), lanthanum (La) and cerium (Ce)), thallium (Tl) ), Indium (In) and lithium (Li), one or a plurality of halides selected from the group consisting of.

ランプ電圧形成媒体は、ランプ電圧を形成するのに効果的な媒体であり、例えば水銀または下記の金属のハロゲン化物を用いることができる。すなわち、ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物は、点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、かつ、可視域の発光量が上記発光金属による可視域の発光量に比較して少ない金属、例えばアルミニウム(Al)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、アンチモン(Sb)、マンガン(Mn)などのハロゲン化物が好適である。   The lamp voltage forming medium is an effective medium for forming a lamp voltage. For example, mercury or a metal halide described below can be used. That is, a halide as a lamp voltage forming medium is a metal such as aluminum, which has a relatively high vapor pressure during lighting and a small amount of light in the visible region compared to the amount of light emitted in the visible region. Halides such as (Al), iron (Fe), zinc (Zn), antimony (Sb), and manganese (Mn) are suitable.

希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用し、キセノン(Xe)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、ネオン(Ne)などを単体でまたは混合して用いることができる。   The rare gas acts as a starting gas and a buffer gas, and xenon (Xe), argon (Ar), krypton (Kr), neon (Ne), or the like can be used alone or in combination.

1.発光金属のハロゲン化物+水銀+希ガス:いわゆる水銀入りのメタルハライドランプの構成である。   1. Luminescent metal halide + mercury + noble gas: a so-called mercury-containing metal halide lamp.

2.発光金属のハロゲン化物+ランプ電圧形成媒体としてのハロゲン化物+希ガス:環境負荷の大きな水銀を用いないいわゆる水銀フリーのメタルハライドランプの構成である。   2. Luminescent metal halide + halide as lamp voltage forming medium + rare gas: This is a so-called mercury-free metal halide lamp configuration that does not use mercury with a large environmental load.

3.水銀+希ガス:いわゆる高圧水銀ランプの構成である。   3. Mercury + noble gas: This is a so-called high-pressure mercury lamp configuration.

4.希ガス:希ガスとしてXeを用いると、いわゆるキセノンランプの構成である。   4). Noble gas: When Xe is used as a noble gas, it is a so-called xenon lamp configuration.

次に、発光金属のハロゲン化物は、ハロゲンとしてよう素、臭素、塩素またはフッ素のいずれか一種または複数種を用いることができる。   Next, in the halide of the luminescent metal, any one or plural kinds of iodine, bromine, chlorine or fluorine can be used as the halogen.

〔本発明のその他の構成について〕 本発明の必須構成要件ではないが、所望により以下の構成の一部または全部を具備することにより、高圧放電ランプの機能が付加されたり、性能が向上したりする。   [Other Configurations of the Present Invention] Although not an essential component of the present invention, the function of a high-pressure discharge lamp can be added or the performance can be improved by including some or all of the following configurations as desired. To do.

(1)(外管について) 本発明の高圧放電ランプは、透光性セラミックス放電容器が大気中に露出した状態で点灯するように構成することができる。しかし、要すれば、透光性セラミックス放電容器を外管内に収納することができる。なお、外管内は、真空、ガス入り、または大気に連通した雰囲気にすることもできる。   (1) (Outer tube) The high-pressure discharge lamp of the present invention can be configured to light up in a state where the translucent ceramic discharge vessel is exposed to the atmosphere. However, if necessary, the translucent ceramic discharge vessel can be accommodated in the outer tube. Note that the inside of the outer tube may be vacuum, gas-filled, or an atmosphere communicating with the atmosphere.

(2)(反射鏡について) 本発明の高圧放電ランプは、反射鏡を一体化して具備することができる。   (2) (Reflecting mirror) The high-pressure discharge lamp of the present invention can be integrated with a reflecting mirror.

第2の発明の高圧放電ランプは、包囲部および包囲部に接続して形成された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と;透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入され、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部におけるセラミックスの融着によって上記小径筒部に封着された電流導入導体と;電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と;透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と;を具備し、透光性セラミックス放電容器の小径筒部のセラミックスと電流導入導体の封着部を形成している両部材の線膨張率の差が4×10−6/K以内であることを特徴としている。 A high pressure discharge lamp according to a second aspect of the present invention is a translucent ceramics discharge vessel provided with an enclosing part and a small diameter cylindrical part connected to the enclosing part; and inserted into the small diameter cylindrical part of the translucent ceramics discharge container A current introduction conductor sealed in the small diameter cylindrical portion mainly by fusion of ceramics in the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel; and connected to the current introduction conductor and sealed in the translucent ceramic discharge vessel And a discharge medium sealed in the translucent ceramic discharge vessel, both members forming a sealing portion of the ceramic and the current introduction conductor of the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel The difference in the linear expansion coefficient is 4 × 10 −6 / K or less.

本発明は、封着部におけるセラミックスと電流導入導体の線膨張率差を4×10−6/K以内にしたものである。線膨張率差が4×10−6/K以内であれば、封着時の応力が低減してクラック発生が顕著に低減する。なお、線膨張率差が1.87×10−6/K以内であれば、一層クラック発生が少なくなるので好適である。また、線膨張率差が0.6×10−6/K以上であれば、電流導入導体の導電性が高い。したがって、線膨張率差0.6×10−6/K〜4×10−6/Kが好ましい範囲である。 In the present invention, the difference in linear expansion coefficient between the ceramic and the current introduction conductor in the sealing portion is within 4 × 10 −6 / K. If the linear expansion coefficient difference is within 4 × 10 −6 / K, the stress at the time of sealing is reduced and the occurrence of cracks is significantly reduced. A difference in linear expansion coefficient within 1.87 × 10 −6 / K is preferable because cracks are further reduced. Moreover, if the linear expansion coefficient difference is 0.6 × 10 −6 / K or more, the conductivity of the current introduction conductor is high. Therefore, the difference in linear expansion coefficient between 0.6 × 10 -6 / K~4 × 10 -6 / K is the preferred range.

これに対して、上記線膨張率差が4×10−6/Kを超えると、封着によって過剰な応力が生じ、その結果封着時やその後の加熱処理およびランプ点灯などによりクラックを生じる虞がある。 On the other hand, if the linear expansion coefficient difference exceeds 4 × 10 −6 / K, excessive stress is generated due to sealing, and as a result, cracks may occur during sealing or subsequent heat treatment and lamp lighting. There is.

本発明において、その他の構成については第1の発明に関して説明した構成を所望により適宜採用することを許容する。   In the present invention, as to other configurations, the configurations described in regard to the first invention can be appropriately adopted as desired.

第3の発明の高圧放電ランプは、包囲部および包囲部に接続して形成された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と;透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入され、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部におけるセラミックスの融着によって上記小径筒部に封着された電流導入導体と;電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と;透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と;を具備し、透光性セラミックス放電容器の小径筒部のセラミックスと電流導入導体の封着部を形成している両部材の熱伝導率の差が75W/m・K以内であり、かつ両部材の線膨張率の差が4×10−6/K以内であることを特徴としている。 A high-pressure discharge lamp according to a third aspect of the present invention is a translucent ceramics discharge vessel provided with an enclosing part and a small-diameter cylindrical part connected to the enclosing part; and inserted into the small-diameter cylindrical part of the translucent ceramics discharge container A current introduction conductor sealed in the small diameter cylindrical portion mainly by fusion of ceramics in the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel; and connected to the current introduction conductor and sealed in the translucent ceramic discharge vessel And a discharge medium sealed in the translucent ceramic discharge vessel, both members forming a sealing portion of the ceramic and the current introduction conductor of the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel The difference in thermal conductivity between the two members is 75 W / m · K or less, and the difference in linear expansion coefficient between both members is 4 × 10 −6 / K or less.

本発明は、第1および第2の発明の特徴的構成をともに具備している。したがって、以上説明した第1および第2の発明に関して説明した構成を所望により適宜採用することを許容する。   The present invention has both the characteristic configurations of the first and second inventions. Therefore, it is allowed to appropriately adopt the configuration described with respect to the first and second inventions described above as desired.

次に、本発明の高圧放電ランプ点灯装置は、前記本発明の高圧放電ランプと;高圧放電ランプを点灯する点灯回路と;を具備していることを特徴としている。     Next, a high pressure discharge lamp lighting device according to the present invention includes the high pressure discharge lamp according to the present invention; and a lighting circuit for lighting the high pressure discharge lamp.

本発明において、点灯回路は、どのような構成であってもよい。また、交流点灯および直流点灯のいずれの点灯方式であってもよい。交流点灯の場合、例えばインバータを主体とする電子化点灯回路を構成することができる。所望により、インバータの入力端子間に接続する直流電源に昇圧チョッパまたは降圧チョッパなどの直流−直流間変換回路を付加することができる。直流点灯の場合、例えば上記直流−直流間変換回路を主体とする電子化点灯回路を構成することができる。   In the present invention, the lighting circuit may have any configuration. Moreover, any lighting system of AC lighting and DC lighting may be used. In the case of AC lighting, for example, an electronic lighting circuit mainly composed of an inverter can be configured. If desired, a DC-DC converter circuit such as a step-up chopper or a step-down chopper can be added to a DC power source connected between the input terminals of the inverter. In the case of DC lighting, for example, an electronic lighting circuit mainly composed of the above-described DC-DC conversion circuit can be configured.

本発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体に配設された本発明の高圧放電ランプと;高圧放電ランプを点灯する点灯回路と;を具備していることを特徴としている。     The illuminating device of the present invention is characterized by comprising: an illuminating device main body; a high-pressure discharge lamp of the present invention disposed in the illuminating device main body; and a lighting circuit for lighting the high-pressure discharge lamp.

本発明において、照明装置は、高圧放電ランプを光源とする全ての装置を含む概念である。例えば、屋外用および屋内用の各種照明器具、自動車前照灯、画像または映像投射装置、標識灯、信号灯、表示灯、化学反応装置、検査装置などである。   In the present invention, the illumination device is a concept including all devices using a high-pressure discharge lamp as a light source. Examples include various outdoor and indoor lighting fixtures, automobile headlamps, image or video projection devices, marker lamps, signal lights, indicator lights, chemical reaction devices, inspection devices, and the like.

照明装置本体は、照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路を除いた残余の部分をいう。   The illuminating device main body refers to the remaining part of the illuminating device excluding the high-pressure discharge lamp and the lighting circuit.

点灯回路は、照明装置本体から離間した位置に配置されるのであってもよい。   The lighting circuit may be disposed at a position separated from the lighting device main body.

第1および第2の発明によれば、透光性セラミックス放電容器の封止予定部を加熱溶融して、電流導入導体に溶着させる封止構造において、封止予定部におけるセラミックスと電流導入導体の熱的物理特性を所定範囲内に規定したことにより、高い信頼性および安定性で封着した高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置を提供することができる。   According to the first and second inventions, in the sealing structure in which the sealing portion of the translucent ceramic discharge vessel is heated and melted and welded to the current introduction conductor, the ceramic and the current introduction conductor in the sealing portion are sealed. By defining the thermal physical characteristics within a predetermined range, it is possible to provide a high-pressure discharge lamp, a high-pressure discharge lamp lighting device, and a lighting device that are sealed with high reliability and stability.

また、第1の発明によれば、小径筒部のセラミックスと封着部における電流導入導体の熱伝導率差を75W/m・K以内に規定したことにより、封止予定部におけるセラミックスを加熱溶融して電流導入導体に溶着させる確実な封着を得ることができる。   In addition, according to the first invention, the difference in thermal conductivity between the ceramics in the small-diameter cylindrical portion and the current introduction conductor in the sealing portion is regulated to within 75 W / m · K, so that the ceramic in the planned sealing portion is heated and melted. Thus, it is possible to obtain a reliable seal that is welded to the current introduction conductor.

さらに、第2の発明によれば、小径筒部のセラミックスと封着部における電流導入導体の線膨張率差を4×10−6/K以内に規定したことにより、封着時の応力が低減してクラック発生を効果的に抑制する。
さらにまた、第3の発明によれば、第1および第2の発明の効果を併有する。
Furthermore, according to the second invention, the stress at the time of sealing is reduced by defining the difference in linear expansion coefficient between the ceramic of the small-diameter cylindrical portion and the current introduction conductor in the sealing portion within 4 × 10 −6 / K. Thus, crack generation is effectively suppressed.
Furthermore, according to the third invention, both the effects of the first and second inventions are obtained.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1および図2は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第1の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示し、図1はランプ全体の正面図、図2は発光管の拡大断面図である。自動車前照灯用メタルハライドランプMHLは、発光管IT、リード線L1、L2、絶縁チューブT、外管OTおよび口金Bを主たる部品として構成されている。     1 and 2 show a metal halide lamp for an automobile headlamp as a first embodiment for implementing a high-pressure discharge lamp according to the present invention, FIG. 1 is a front view of the entire lamp, and FIG. 2 is an enlarged view of an arc tube. It is sectional drawing. The metal halide lamp MHL for automobile headlamps is mainly composed of a luminous tube IT, lead wires L1 and L2, an insulating tube T, an outer tube OT, and a base B.

発光管ITは、透光性セラミックス放電容器1、電流導入導体2、電極3および放電媒体からなる。   The arc tube IT includes a translucent ceramic discharge vessel 1, a current introduction conductor 2, an electrode 3, and a discharge medium.

透光性セラミックス放電容器1は、図2に示すように、透光性セラミックスを主材料として一体成形により形成されており、包囲部1aおよび一対の小径筒部1b、1bを具備している。包囲部1aは、肉厚がほぼ一定な中空の紡錘形状に成形され、内部に同様形状の放電空間1cが形成されている。放電空間1cの内容積は、約0.05cc以下である。一対の小径筒部1b、1bは、それぞれが包囲部1aの管軸方向の両端から一体に延長された比較的短くて細い筒状部分によって形成されている。   As shown in FIG. 2, the translucent ceramic discharge vessel 1 is formed by integral molding using translucent ceramic as a main material, and includes an enclosing portion 1a and a pair of small-diameter cylindrical portions 1b and 1b. The surrounding portion 1a is formed into a hollow spindle shape having a substantially constant thickness, and a discharge space 1c having the same shape is formed therein. The internal volume of the discharge space 1c is about 0.05 cc or less. The pair of small-diameter cylindrical portions 1b and 1b are formed by relatively short and thin cylindrical portions that are integrally extended from both ends of the surrounding portion 1a in the tube axis direction.

電流導入導体2は、封着される部分2aがサーメットやニオブ棒などの封着性部材からなり、後述する電極3を支持する部分2bがモリブデンなどの耐ハロゲン性金属からなる。そして、透光性セラミックス放電容器1のそれぞれの小径筒部1bに挿入され、かつ少なくとも小径筒部1bのセラミックスが電流導入導体2の封着される部分2aへ融着することにより封着部SP封着されている。   In the current introduction conductor 2, a portion 2a to be sealed is made of a sealing member such as a cermet or a niobium rod, and a portion 2b supporting an electrode 3 to be described later is made of a halogen resistant metal such as molybdenum. Then, the sealing portion SP is inserted by being inserted into each small-diameter cylindrical portion 1b of the translucent ceramic discharge vessel 1 and at least the ceramic of the small-diameter cylindrical portion 1b is fused to the portion 2a to which the current introduction conductor 2 is sealed. Sealed.

したがって、電流導入導体2の先端部は小径筒部1b内に位置し、基端部は透光性セラミックス放電容器1の外部へ露出している。なお、小径筒部1bの封着予定部におけるセラミックスは、電流導入導体2を封着する際に、加熱されて十分に溶融すると、図示を省略しているが、表面張力により軸方向に凝縮しながら径方向に膨出して楕円球状ないし涙滴状に変形しながら電流導入導体2の封着される部分2aに融着し、固化して封着部SPを形成する。この封着部SPにより透光性セラミックス放電容器1は、気密に封止される。   Accordingly, the distal end portion of the current introduction conductor 2 is located in the small diameter cylindrical portion 1 b and the proximal end portion is exposed to the outside of the translucent ceramic discharge vessel 1. In addition, although the ceramic in the planned sealing portion of the small diameter cylindrical portion 1b is heated and sufficiently melted when the current introduction conductor 2 is sealed, the ceramic is condensed in the axial direction due to surface tension. While bulging in the radial direction and deforming into an oval or teardrop shape, it is fused to the sealed portion 2a of the current introduction conductor 2 and solidified to form the sealed portion SP. The translucent ceramic discharge vessel 1 is hermetically sealed by the sealing portion SP.

電極3は、タングステン線からなり、軸方向の先端部、中間部および基端部にわたり軸部の直径が同じで、かつ先端部および中間部の一部が放電空間1c内に露出している。また、電極3は、その基端部が電流導入導体2の先端部に溶接により接続していることによって、透光性セラミックス放電容器1の管軸方向に沿って支持されている。なお、電極3の中間部と小径筒部1bの内面との間に管軸方向に短いわずかな隙間gすなわちキャピラリーが形成されている。しかし、このキャピラリーは、フリットガラスを用いて透光性セラミックス放電容器を封止する従来の高圧放電ランプにおけるそれに比較すると、明らかに短くすることができる。   The electrode 3 is made of a tungsten wire, and the diameter of the shaft portion is the same over the distal end portion, the intermediate portion, and the proximal end portion in the axial direction, and a part of the distal end portion and the intermediate portion is exposed in the discharge space 1c. The electrode 3 is supported along the tube axis direction of the translucent ceramic discharge vessel 1 by connecting the base end of the electrode 3 to the tip of the current introduction conductor 2 by welding. A slight gap g that is short in the tube axis direction, that is, a capillary, is formed between the intermediate portion of the electrode 3 and the inner surface of the small-diameter cylindrical portion 1b. However, this capillary can be clearly shortened compared to that in a conventional high-pressure discharge lamp in which a translucent ceramic discharge vessel is sealed using frit glass.

放電媒体は、発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成用媒体および希ガスからなる。ランプ電圧形成用媒体は、水銀またはランプ電圧計形容用ハロゲン化物からなる。なお、ランプ電圧形成用ハロゲン化物は、蒸気圧が高くて発光金属のハロゲン化物との共存下で可視域の発光量が発光金属の発光量に比較して少ない金属のハロゲン化物である。   The discharge medium includes a light emitting metal halide, a lamp voltage forming medium, and a rare gas. The medium for forming the lamp voltage is made of mercury or a halide for forming a lamp voltmeter. The lamp voltage forming halide is a metal halide having a high vapor pressure and a small amount of luminescence in the visible region in the coexistence with the luminescent metal halide compared to the luminescent metal.

リード線L1、L2は、それぞれの先端が電流導入導体2、2の基端に溶接により接続して発光管ITを支持している。リード線L1は、管軸に沿って延在して後述する口金B内に導出され、図示されていない中央に配設されたピン状をなす他方の口金端子に接続している。リード線L2は、中間部が後述する外管OTに沿って折り返されて口金B内に導入されて口金Bの外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子t1に接続している。   The lead wires L1 and L2 are connected to the base ends of the current introduction conductors 2 and 2 by welding to support the arc tube IT. The lead wire L1 extends along the tube axis, is led out into a base B which will be described later, and is connected to the other base terminal having a pin shape disposed in the center (not shown). The lead wire L2 is folded back along an outer tube OT described later, introduced into the base B, and connected to one base terminal t1 having a ring shape disposed on the outer peripheral surface of the base B. .

絶縁チューブTは、セラミックスのチューブからなり、リード線L2を被覆している。   The insulating tube T is made of a ceramic tube and covers the lead wire L2.

外管OTは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ITを収納していて、両端の縮径部4(図では右方の一端のみが示されている。)がリード線L2にガラス溶着している。しかし、外管OTの内部は気密ではなく、外気に連通している。   The outer tube OT has an ultraviolet ray cutting performance, accommodates the arc tube IT therein, and the diameter-reduced portions 4 at both ends (only one end on the right side is shown in the figure) are connected to the lead wire L2. Glass welded. However, the inside of the outer tube OT is not airtight but communicates with the outside air.

口金Bは、自動車前照灯用として規格化されているもので、発光管ITおよび外管OTを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面から内部へ着脱可能に装着される。また、装着時に電源側のランプソケットと接続し得るように筒状部の外周面に配設されたリング状をなす一方の口金端子t1と、筒状部の内部に形成された一端開放の凹部内において中央で軸方向に突出して配設されたピン状をなす他方の口金端子とを備えて構成されている。   The base B is standardized for automotive headlamps. It supports the arc tube IT and the outer tube OT planted along the central axis, and is attached to and detached from the back of the vehicle headlamp. Installed as possible. In addition, one cap terminal t1 having a ring shape disposed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion so that it can be connected to the lamp socket on the power source side when mounted, and a concave portion with one end open formed inside the cylindrical portion In the inside, it is configured to include the other base terminal having a pin shape disposed so as to protrude in the axial direction at the center.

図2に示す構造である。電流導入導体2は、封着される部分2aがサーメットで、当該サーメットはアルミナとモリブデンが体積比率で50:50であり、熱伝導率が約78〜98W/m・Kである。透光性セラミックス放電容器1は、透光性多結晶アルミナセラミックスからなり、熱膨張率が34W/m・Kである。したがって、実施例1において、熱伝導率差は44〜64W/m・Kであった。
It is the structure shown in FIG. The current-introducing conductor 2 has a cermet at a portion 2a to be sealed, and the cermet has a volume ratio of alumina and molybdenum of 50:50 and a thermal conductivity of about 78 to 98 W / m · K. The translucent ceramic discharge vessel 1 is made of translucent polycrystalline alumina ceramics and has a thermal expansion coefficient of 34 W / m · K. Therefore, in Example 1, the thermal conductivity difference was 44 to 64 W / m · K.

図2に示す構造である。電流導入導体2は、封着される部分2aがサーメットで、当該サーメットはアルミナとモリブデンが体積比率で40:60であり、線膨張率が約6.8×10−6/K〜7.4×10−6/Kである。透光性セラミックス放電容器1は、透光性多結晶アルミナセラミックスからなり、線膨張率が8×10−6/Kである。したがって、実施例2において、線膨張率差は0.6×10−6/K〜1.2×10−6/Kであった。
It is the structure shown in FIG. In the current introduction conductor 2, the portion 2a to be sealed is a cermet, and the cermet has a volume ratio of alumina and molybdenum of 40:60, and a linear expansion coefficient of about 6.8 × 10 −6 / K to 7.4. × 10 −6 / K. The translucent ceramic discharge vessel 1 is made of translucent polycrystalline alumina ceramics and has a linear expansion coefficient of 8 × 10 −6 / K. Accordingly, in the second embodiment, the linear expansion coefficient difference was 0.6 × 10 -6 /K~1.2×10 -6 / K .

図2に示す構造である。電流導入導体2は、封着される部分2aがニオブ棒であり、その線膨張率が7.2×10−6/Kである。透光性セラミックス放電容器1は、実施例2と同様である。したがって、実施例3において、線膨張率差は0.8×10−6/Kであった。
It is the structure shown in FIG. In the current introduction conductor 2, the portion 2a to be sealed is a niobium rod, and the linear expansion coefficient is 7.2 × 10 −6 / K. The translucent ceramics discharge vessel 1 is the same as that of Example 2. Therefore, in Example 3, the linear expansion coefficient difference was 0.8 × 10 −6 / K.

図3は、(a)が本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態における封着部の包囲部側直近部の拡大横断面図、(b)が同断面における電流導入導体の拡大断面図である。図において、図2と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。本形態は、封着部SPの包囲部1a側の直近部に対向する電流導入導体2の小径筒部1bに封着する部分2aが軸周りに段階傾斜構造を有するサーメット2a1およびこれに直列接合したニオブ棒(図示しない。)および電極3を支持するモリブデン棒(図示しない。)により形成されている。電流導入導体2は、その基端からニオブ棒、サーメット2a1およびモリブデン棒の順に直列接合している。     FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of a portion near the enveloping portion side of the sealing portion in the second embodiment for implementing the high-pressure discharge lamp of the present invention, and FIG. 3B is a current introduction conductor in the same cross section. It is an expanded sectional view. In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, a cermet 2a1 in which a portion 2a to be sealed to the small-diameter cylindrical portion 1b of the current introduction conductor 2 facing the closest portion of the sealing portion SP on the side of the enveloping portion 1a has a step-gradient structure around the axis and serially joined thereto The niobium rod (not shown) and the molybdenum rod (not shown) for supporting the electrode 3 are formed. The current introducing conductor 2 is connected in series from the base end in the order of a niobium rod, a cermet 2a1, and a molybdenum rod.

すなわち、上記封着される部分2aは、サーメット2a1が3つの層l1、l2、l3が軸周りに重層して形成された3層構成であり、その中心部にモリブデン棒からなる心材2a3が挿通している。サーメット2a1は、心材2a2の外面に接している層l1が厚さ0.1mmの第1のサーメットで、Moの含有率が80質量%、層l1に重なる層l2が厚さ0.1mmの第2のサーメットで、Moの含有率が40質量%、層l2に重なる層l3が厚さ0.1mmの第3のサーメットで、Moの含有率が15質量%である。なお、心材2a2は、電極3を支持する耐ハロゲン性金属であるモリブデン棒を電流導入導体2の基端を構成するとともに、封着される部分2aの一部となるニオブ棒まで延長し、かつニオブ棒の先端に溶接により直列に接合している。   That is, the portion 2a to be sealed has a three-layer structure in which the cermet 2a1 is formed of three layers l1, l2, and l3 stacked around the axis, and a core material 2a3 made of a molybdenum rod is inserted in the center thereof. is doing. The cermet 2a1 is a first cermet in which the layer l1 in contact with the outer surface of the core material 2a2 has a thickness of 0.1 mm, the Mo content is 80% by mass, and the layer l2 that overlaps the layer l1 has a thickness of 0.1 mm. 2, the Mo content is 40 mass%, the layer l3 overlapping the layer l2 is a third cermet having a thickness of 0.1 mm, and the Mo content is 15 mass%. The core material 2a2 comprises a molybdenum rod, which is a halogen-resistant metal that supports the electrode 3, constitutes the base end of the current introduction conductor 2, and extends to a niobium rod that forms part of the sealed portion 2a, and The niobium rod is joined in series to the tip by welding.

したがって、本形態において、電流導入導体2の封着される部分2aは、上記ニオブ棒およびサーメット2a1となる。そして、小径筒部1bのセラミックスが加熱溶融されて上記ニオブ棒およびサーメット2a1の両部分に跨って溶着して封着部SPを形成する。   Therefore, in this embodiment, the portion 2a to which the current introduction conductor 2 is sealed becomes the niobium rod and the cermet 2a1. Then, the ceramic of the small-diameter cylindrical portion 1b is heated and melted and welded over both the niobium rod and the cermet 2a1 to form the sealing portion SP.

図3に示す構造である。電流導入導体2は、封着される部分2aのニオブ棒2a1の線膨張率が7.2×10−6/K、サーメット2a2の層l3の線膨張率が7.4×10−6/K〜7.8×10−6/Kである。透光性セラミックス放電容器1は、実施例1と同様である。したがって、実施例4において、線膨張率差は、ニオブ棒2a1との差が0.8×10−6/K、サーメット2a2の層l3との差が0.2×10−6/K〜0.6×10−6/Kであった。 It is the structure shown in FIG. In the current introduction conductor 2, the linear expansion coefficient of the niobium rod 2a1 of the portion 2a to be sealed is 7.2 × 10 −6 / K, and the linear expansion coefficient of the layer 13 of the cermet 2a2 is 7.4 × 10 −6 / K. It is -7.8 * 10 < -6 > / K. The translucent ceramics discharge vessel 1 is the same as that of Example 1. Therefore, in Example 4, the difference in linear expansion coefficient between the niobium rod 2a1 is 0.8 × 10 −6 / K, and the difference with the layer 13 of the cermet 2a2 is 0.2 × 10 −6 / K˜0. It was 6 × 10 −6 / K.

図4は、小径筒部および電流導入導体の封着部における両部材の熱伝導率差と加熱可能な最小径、セラミックス溶融部と対向する電流導入導体部位の温度差および電流導入導体の抵抗値の関係を示すグラフである。図において、横軸は上記熱伝導率差(W/m・K)を、縦軸は左側が加熱可能な最小径を意味するピンポイント加熱可能最小径相対値(測定点が◆のカーブ)およびセラミックス溶融部と対向する電流導入導体部位の温度差を意味する溶融部アルミナに対する封着部導体の温度差相対値(測定点が■のカーブ)を、右側が電流導入導体の抵抗値を意味する導電体の抵抗率相対値(測定点が△のカーブ)を、それぞれ示す。     FIG. 4 shows the difference in thermal conductivity between the two members in the small-diameter cylindrical portion and the sealed portion of the current introduction conductor, the minimum heatable diameter, the temperature difference of the current introduction conductor portion facing the ceramic melting portion, and the resistance value of the current introduction conductor. It is a graph which shows the relationship. In the figure, the horizontal axis represents the thermal conductivity difference (W / m · K), the vertical axis represents the minimum diameter that can be heated on the left side, and the relative value of the minimum diameter that can be heated (curve with the measurement point is ◆) and The temperature difference of the sealed part conductor with respect to the molten part alumina, which means the temperature difference between the current-introducing conductor part facing the ceramic melting part (curve with the measurement point ■), and the right-side means the resistance value of the current-introducing conductor Resistivity relative values of the conductors (curves whose measurement points are Δ) are shown respectively.

図から理解できるように、熱伝導率差が75W/m・K以内であれば、封着可能な程度に加熱できる加熱部の最小径が小さく、したがって封着部を最小化することができるとともに、封着予定部のセラミックスと電流導入導体の温度差を小さくして、両者が馴染みやすくなる。また、電流導入導体の導電性も適度に良好な範囲が得られる。   As can be seen from the figure, if the difference in thermal conductivity is within 75 W / m · K, the minimum diameter of the heating part that can be heated to such an extent that it can be sealed is small, so that the sealing part can be minimized. By reducing the temperature difference between the ceramics to be sealed and the current-introducing conductor, both become easy to become familiar with. In addition, a reasonably good range of the conductivity of the current introduction conductor can be obtained.

図5は、小径筒部および電流導入導体の封着部における両部材の線膨張率差と封着に伴うクラック発生率および電流導入導体の抵抗値の関係を示すグラフである。図において、横軸は線膨張率差(×10−6/K)を、縦軸は左側が封着に伴うクラック発生率を意味する封着時〜100h以内クラック発生率(%)(測定点が◆のカーブ)を、右側が電流導入導体の抵抗値を意味する導電体の抵抗率相対値(測定点が■のカーブ)を、それぞれ示す。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between the difference in linear expansion coefficient between the two members in the small-diameter cylindrical portion and the sealed portion of the current introduction conductor, the crack generation rate associated with the sealing, and the resistance value of the current introduction conductor. In the figure, the horizontal axis indicates the difference in linear expansion coefficient (× 10 −6 / K), and the vertical axis indicates the crack generation rate associated with sealing, with the crack generation rate within 100 h (%) (measurement point) Indicates the relative resistance value of the conductor (curve whose measurement point is ■), and the right side indicates the resistance value of the current introduction conductor.

図から理解できるように、線膨張率差が4×10−6/K以内であれば、封着時から点灯100時間以内のクラック発生率が顕著に低減する。 As can be seen from the figure, if the difference in linear expansion coefficient is within 4 × 10 −6 / K, the crack generation rate within 100 hours of lighting from the time of sealing is significantly reduced.

図6は本発明の高圧放電ランプ点灯装置における一実施形態を示すブロック回路図である。本発明の高圧放電ランプ点灯装置は、第1または第2の高圧放電ランプと、高圧放電ランプを点灯する点灯回路とを具備している。なお、本形態において、その点灯回路が低周波交流点灯回路方式を採用している。     FIG. 6 is a block circuit diagram showing an embodiment of the high pressure discharge lamp lighting device of the present invention. The high pressure discharge lamp lighting device of the present invention includes the first or second high pressure discharge lamp and a lighting circuit for lighting the high pressure discharge lamp. In this embodiment, the lighting circuit employs a low-frequency AC lighting circuit system.

本形態において、点灯回路は、電子化されていて、直流電源DC、昇圧チョッパBUT、フルブリッジ形インバータFBIおよびイグナイタIGを具備しており、自動車前照灯用メタルハライドランプMHLを点灯する。   In this embodiment, the lighting circuit is digitized and includes a DC power source DC, a boost chopper BUT, a full bridge inverter FBI, and an igniter IG, and lights a metal halide lamp MHL for an automobile headlamp.

直流電源DCは、例えば自動車のバッテリーからなる。   The DC power source DC is composed of, for example, a car battery.

昇圧チョッパBUTは、その入力端が直流電源DCに接続している。   The input terminal of the boost chopper BUT is connected to the DC power source DC.

フルブリッジ形インバータFBIは、その入力端が昇圧チョッパBUTの出力端に接続している。   The full bridge type inverter FBI has its input terminal connected to the output terminal of the boost chopper BUT.

イグナイタIGは、フルブリッジ形インバータFBIの低周波交流出力を入力して高電圧始動パルスを発生し、始動時に後述する自動車前照灯用メタルハライドランプMHLの一対の電極間に印加する。   The igniter IG receives a low-frequency AC output from the full-bridge inverter FBI, generates a high-voltage start pulse, and applies it between a pair of electrodes of a metal halide lamp MHL for an automobile headlamp described later at the start.

自動車前照灯用メタルハライドランプMHLは、図1および図2または図3に示す構成であり、フルブリッジ形インバータFBIの出力端間に接続して低周波交流点灯する。   The metal halide lamp MHL for automobile headlamps has the configuration shown in FIG. 1, FIG. 2 or FIG. 3, and is connected between the output terminals of the full bridge type inverter FBI and is lit at a low frequency AC.

図7は、本発明の照明装置における一実施形態としての自動車前照灯を示す概念的側面図である。図において、11は前照灯本体、12は高圧放電ランプ点灯装置、13は自動車前照灯用メタルハライドランプである。     FIG. 7 is a conceptual side view showing an automobile headlamp as an embodiment of the illumination device of the present invention. In the figure, 11 is a headlamp body, 12 is a high pressure discharge lamp lighting device, and 13 is a metal halide lamp for automobile headlamps.

前照灯本体11は、容器状をなし、内部に反射鏡11a、前面にレンズ11bおよび図示を省略しているランプソケットなどを備えている。   The headlamp body 11 has a container shape, and includes a reflecting mirror 11a inside, a lens 11b on the front surface, and a lamp socket not shown.

高圧放電ランプ点灯装置12は、図6に示す回路構成を備えていて、主点灯回路12Aおよび始動器12Bを具備している。主点灯回路12Aは、図6の昇圧チョッパBUTおよびフルブリッジ形インバータFBIを主構成要素として構成されている。始動器12Bは、同じくイグナイタIGを主構成要素として構成されている。   The high-pressure discharge lamp lighting device 12 has a circuit configuration shown in FIG. 6 and includes a main lighting circuit 12A and a starter 12B. The main lighting circuit 12A includes the boost chopper BUT and the full bridge inverter FBI of FIG. 6 as main components. Similarly, the starter 12B includes an igniter IG as a main component.

自動車前照灯用メタルハライドランプ13は、上記ランプソケットに装着されて点灯する。   The metal halide lamp 13 for automobile headlamps is mounted on the lamp socket and lights up.

本発明の高圧放電ランプにおける第1の実施形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示す正面図The front view which shows the metal halide lamp for motor vehicle headlamps as 1st Embodiment in the high pressure discharge lamp of this invention 同じく発光管の拡大断面図Similarly enlarged sectional view of arc tube 本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態における(a)が本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態における封着部の包囲部側直近部の拡大横断面図、(b)が同断面における電流導入導体の拡大断面図(A) in the second embodiment for implementing the high-pressure discharge lamp of the present invention is an enlarged cross-sectional view of the immediate vicinity portion of the sealing portion in the second embodiment for implementing the high-pressure discharge lamp of the present invention. , (B) is an enlarged cross-sectional view of a current introduction conductor in the same cross section 小径筒部および電流導入導体の封着部における両部材の熱伝導率差と加熱可能な最小径、セラミックス溶融部と対向する電流導入導体部位の温度差および電流導入導体の抵抗値の関係を示すグラフThe relationship between the difference in thermal conductivity between the two members in the small-diameter cylindrical part and the sealed part of the current introduction conductor, the minimum heatable diameter, the temperature difference of the current introduction conductor part facing the ceramic melting part, and the resistance value of the current introduction conductor are shown. Graph 小径筒部および電流導入導体の封着部における両部材の線膨張率差と封着に伴うクラック発生率および電流導入導体の抵抗値の関係を示すグラフA graph showing the relationship between the difference in linear expansion coefficient of both members in the small-diameter cylindrical portion and the sealed portion of the current introduction conductor, the crack generation rate associated with the sealing, and the resistance value of the current introduction conductor 本発明の高圧放電ランプ点灯装置における一実施形態を示すブロック回路図The block circuit diagram which shows one Embodiment in the high pressure discharge lamp lighting device of this invention 本発明の照明装置における一実施形態としての自動車前照灯を示す概念的側面図The conceptual side view which shows the motor vehicle headlamp as one Embodiment in the illuminating device of this invention

符号の説明Explanation of symbols

1…透光性セラミックス放電容器、1a…包囲部、1b…小径筒部、2…電流導入導体、3…電極、4…縮径部、B…口金、g…隙間、IT…発光管、L1、L2…リード線、MHL…自動車前照灯用メタルハライドランプ、OT…外管、t1…口金端子、T…絶縁チューブ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Translucent ceramics discharge container, 1a ... Enveloping part, 1b ... Small diameter cylindrical part, 2 ... Current introduction conductor, 3 ... Electrode, 4 ... Reduced diameter part, B ... Base, g ... Gap, IT ... Arc tube, L1 , L2 ... Lead wire, MHL ... Metal halide lamp for automotive headlamp, OT ... Outer tube, t1 ... Base terminal, T ... Insulating tube

Claims (5)

包囲部および包囲部に接続して形成された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と;
透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入され、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部におけるセラミックスの融着によって上記小径筒部に封着された電流導入導体と;
電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と;
透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と;
を具備し、透光性セラミックス放電容器の小径筒部のセラミックスと電流導入導体の封着部を形成している両部材の熱伝導率の差が75W/m・K以内であることを特徴とする高圧放電ランプ。
A translucent ceramics discharge vessel comprising a surrounding portion and a small diameter tubular portion formed connected to the surrounding portion;
A current-introducing conductor inserted into the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel and sealed to the small-diameter cylindrical portion mainly by fusion of ceramics in the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel;
An electrode connected to a current introducing conductor and sealed in a translucent ceramic discharge vessel;
A discharge medium enclosed in a translucent ceramic discharge vessel;
And the difference in thermal conductivity between the two members forming the sealing portion of the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel and the current introduction conductor is 75 W / m · K or less. High-pressure discharge lamp.
包囲部および包囲部に接続して形成された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と;
透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入され、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部におけるセラミックスの融着によって上記小径筒部に封着された電流導入導体と;
電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と;
透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と;
を具備し、透光性セラミックス放電容器の小径筒部のセラミックスと電流導入導体の封着部を形成している両部材の線膨張率の差が4×10−6/K以内であることを特徴とする高圧放電ランプ。
A translucent ceramics discharge vessel comprising a surrounding portion and a small diameter tubular portion formed connected to the surrounding portion;
A current-introducing conductor inserted into the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel and sealed to the small-diameter cylindrical portion mainly by fusion of ceramics in the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel;
An electrode connected to a current introducing conductor and sealed in a translucent ceramic discharge vessel;
A discharge medium enclosed in a translucent ceramic discharge vessel;
And the difference between the linear expansion coefficients of the two members forming the sealing portion of the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel and the current introduction conductor is within 4 × 10 −6 / K. High-pressure discharge lamp characterized.
包囲部および包囲部に接続して形成された小径筒部を備えた透光性セラミックス放電容器と;
透光性セラミックス放電容器の小径筒部の内部に挿入され、主として透光性セラミックス放電容器の小径筒部におけるセラミックスの融着によって上記小径筒部に封着された電流導入導体と;
電流導入導体に接続して透光性セラミックス放電容器内に封装された電極と;
透光性セラミックス放電容器内に封入された放電媒体と;
を具備し、透光性セラミックス放電容器の小径筒部のセラミックスと電流導入導体の封着部を形成している両部材の熱伝導率の差が75W/m・K以内であり、かつ両部材の線膨張率の差が4×10−6/K以内であることを特徴とする高圧放電ランプ。
A translucent ceramics discharge vessel comprising a surrounding portion and a small diameter tubular portion formed connected to the surrounding portion;
A current-introducing conductor inserted into the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel and sealed to the small-diameter cylindrical portion mainly by fusion of ceramics in the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel;
An electrode connected to a current introducing conductor and sealed in a translucent ceramic discharge vessel;
A discharge medium enclosed in a translucent ceramic discharge vessel;
And the difference in thermal conductivity between the two members forming the sealing portion of the ceramic and the current introduction conductor of the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic discharge vessel is within 75 W / m · K, and both members The high-pressure discharge lamp is characterized in that the difference in linear expansion coefficient is 4 × 10 −6 / K or less.
請求項1ないし3のいずれか一記載の高圧放電ランプと;
高圧放電ランプを点灯する点灯回路と;
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ点灯装置。
A high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 3;
A lighting circuit for lighting the high-pressure discharge lamp;
A high-pressure discharge lamp lighting device comprising:
照明装置本体と;
照明装置本体に配設された請求項1ないし3のいずれか一記載の高圧放電ランプと;
高圧放電ランプを点灯する点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
A lighting device body;
A high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 3 disposed in a lighting device body;
A lighting circuit for lighting the high-pressure discharge lamp;
An illumination device comprising:
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