JP2008235126A - High-pressure discharge lamp and lighting system - Google Patents

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Hiroshi Kamata
博士 鎌田
Kozo Kamimura
幸三 上村
Masazumi Ishida
正純 石田
Takuya Honma
卓也 本間
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-pressure discharge lamp of which the translucent ceramic airtight container is miniaturized, reduced in weight, and then, reduced in breakage by improving the configuration of a pair of small diameter cylindrical parts in the translucent ceramic airtight container and in which the sealing amount of a discharge medium and the reduction rate during the lifetime are reduced. <P>SOLUTION: The high-pressure discharge lamp comprises: a translucent ceramic airtight container 1 equipped with a surrounding part 1a and the pair of the small-diameter cylindrical parts 1bA, 1Bb; a pair of current introducing conductors 2, 2; a pair of electrodes 3, 3 connected to the current introducing conductors; and a discharge medium. The lengths of the small-diameter cylindrical parts are different from each other. The sealing of the translucent ceramic airtight container between the short small-diameter cylindrical part 1Bb and the current introducing conductor inserted thereinto is formed by the fusion of a material of the same quality as that of at least one of the small-diameter cylindrical part and the current introducing conductor, and the sealing of the translucent ceramic airtight container between the long small-diameter cylindrical part 1bA and the current introducing conductor inserted thereinto is formed by the fusion of frit glass. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、透光性セラミックス気密容器を備えた高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置に関する。   The present invention relates to a high-pressure discharge lamp including a translucent ceramic hermetic container and an illumination device including the high-pressure discharge lamp.

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一対の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 a pair of small-diameter cylindrical portions extend in the tube axis direction from both ends of the surrounding portion defining 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。
a)キャピラリー部分の強度が低下して折損しやすくなる。
b)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。
c)垂直点灯の場合、点灯によって発生した熱が上部に集中し、放電媒体や遊離ハロゲンとの反応が激しくなり、上側の腐食が発生して寿命が短くなりやすい。
As a result of the above (1), the total length of the lamp is increased. This leads to the following problem.
a) The strength of the capillary portion is lowered and easily broken.
b) The amount of the discharge medium such as a halide to be sealed is several times or more, and in some cases, 10 times or more as compared with 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.
c) In the case of vertical lighting, the heat generated by lighting concentrates on the upper part, the reaction with the discharge medium and free halogen becomes intense, and corrosion on the upper side occurs to shorten the life.

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.

本発明は、透光性セラミックス気密容器における一対の小径筒部の構成を改良して、透光性セラミックス気密容器が小形化、軽量化し、かつ破損が低減するとともに、放電媒体の封入量および寿命中の減少率が低減する高圧放電ランプを提供することを目的とする。   The present invention improves the configuration of a pair of small-diameter cylindrical portions in a translucent ceramic hermetic container so that the translucent ceramic hermetic container is reduced in size, weight, and damage is reduced. An object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp in which the rate of reduction is reduced.

本発明の高圧放電ランプは、包囲部および包囲部の両端に連接された長短一対の小径筒部を備えた透光性セラミックス気密容器と;透光性セラミックス気密容器の長短一対の小径筒部に挿入され、かつ小径筒部との間でそれぞれ透光性セラミックス気密容器を封止している一対の電流導入導体と;電流導入導体に接続して透光性セラミックス気密容器内に封装された一対の電極と;透光性セラミックス気密容器内に封入された放電媒体と;を具備し、短い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止は小径筒部と電流導入導体の少なくとも一方の材質と同質材料の融着により形成され、長い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止はフリットガラスの融着により形成されていること特徴としている。     The high-pressure discharge lamp according to the present invention includes a light-transmitting ceramic hermetic container including a surrounding portion and a pair of long and short small-diameter cylindrical portions connected to both ends of the surrounding portion; and a pair of long and short small-diameter cylindrical portions of the light-transmitting ceramic air-tight container. A pair of current-introducing conductors inserted and sealed between the small-diameter cylindrical portions, respectively, and a pair of current-introducing conductors connected to the current-introducing conductor and sealed in the light-transmitting ceramics hermetic container And a discharge medium enclosed in a translucent ceramic hermetic container; and sealing the translucent ceramic hermetic container between a short small-diameter cylindrical portion and a current introduction conductor inserted therein Sealing of the translucent ceramic hermetic container between the long small-diameter cylindrical portion and the current-introducing conductor inserted therein is formed by fusing the same material with the material of at least one of the small-diameter cylindrical portion and the current introducing conductor. It is characterized that it is formed by fusion of the glass.

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、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 includes a single crystal metal oxide such as sapphire, a polycrystalline metal oxide such as translucent airtight aluminum oxide, yttrium-aluminum garnet (YAG ), Yttrium oxide (YOX), and polycrystalline non-oxide, for example, aluminum nitride (AlN), a light-transmitting and heat-resistant ceramic material, and the discharge space is hermetically sealed to the outside. A container to be formed. 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.

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、少なくとも短い小径筒部の結晶平均粒径が4μm以下のものが好適である。すなわち、少なくとも短い小径筒部の結晶平均粒径が4μm以下であると、短い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殆ど発生しなくなるので、最適である。   In general, translucent polycrystalline alumina ceramics have an average crystal grain size of several tens of μm. In the present invention, the average crystal grain size of at least a short small diameter cylindrical part is 4 μm. The following are preferred. That is, when the average crystal grain size of at least the short small-diameter cylindrical portion is 4 μm or less, when the ceramic of the short small-diameter cylindrical portion is melted and sealed, the familiarity with the introduction conductor is good and the small diameter is obtained by melting. During cooling after the tube portion and the current introduction conductor are joined, cracks are unlikely to occur at the joined 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 hardly generated by joining, which is optimal.

上述した透光性セラミックス気密容器の少なくとも短い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、短い小径筒部のみであってもよいし、透光性セラミックス気密容器全体であってもよい。また、所望により短い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 aspect in which the crystal average particle size of at least the short small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container described above is 4 μm or less, the portion where the crystal average particle size is 4 μm or less may be only the short small-diameter cylindrical portion. Alternatively, the entire translucent ceramic hermetic container may be used. Further, if desired, the average crystal grain size may be 4 μm or less in a part other than the short small-diameter cylindrical portion.

なお、透光性セラミックス気密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 hermetic container 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気密容器は、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 ceramic hermetic container includes an encircling part 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気密容器は、包囲部に連通する長短一対の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気密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気密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。   Further, the translucent ceramic hermetic container includes a pair of long and short small-diameter cylindrical portions that communicate with the surrounding portion. The small diameter cylindrical portion functions to seal the translucent ceramic hermetic container by inserting at least a current introducing conductor, which will be described later, into the small diameter cylindrical portion 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 ceramic airtight container, ie, an enclosure part.

短い小径筒部は、後述する放電媒体を封入する前において、そこに挿入される電流導入導体との間で透光性セラミックス気密容器の封止する。なお、後述の封止手段による封止を容易にするために、短い小径筒部の管軸方向の長さを約1〜7mm程度、好適には1.5〜4mmにするのがよい。   The short small-diameter cylindrical portion seals the light-transmitting ceramic hermetic container with a current introduction conductor inserted therein before enclosing a discharge medium described later. In order to facilitate sealing by a sealing means described later, the length of the short small-diameter cylindrical portion in the tube axis direction is preferably about 1 to 7 mm, preferably 1.5 to 4 mm.

長い小径筒部は、後述する放電媒体を封入した後において、従来フリットガラスを用いて透光性セラミック気密容器を封止され、その内部にいわゆるキャピラリー構造が形成される。長い小径筒部の管軸方向の長さは、短い小径筒部の管軸方向の長さの1.2〜6倍に設定するのが好ましい。長い小径筒部の上記長さが1.2倍未満になると、キャピラリー構造を形成しにくくなる。また、長い小径筒部の上記長さが6倍を超えると、長すぎて前述の背景技術の問題点として記述した機械的な弱点が顕著になる。   The long small-diameter cylindrical portion is sealed with a translucent ceramic hermetic container using a conventional frit glass after a discharge medium to be described later is sealed, and a so-called capillary structure is formed in the inside. The length of the long small diameter cylindrical portion in the tube axis direction is preferably set to 1.2 to 6 times the length of the short small diameter cylindrical portion in the tube axis direction. When the length of the long small diameter cylindrical portion is less than 1.2 times, it becomes difficult to form a capillary structure. Further, if the length of the long small-diameter cylindrical portion exceeds 6 times, the mechanical weakness described as the problem of the background art described above becomes remarkable because it is too long.

本発明者は、先に電流導入導体と透光性セラミックス放電容器の開口部を封止する手段として、上記開口部とそこに挿入された電流導入導体とを、開口部のセラミックスおよび電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料のうち少なくとも一方の融着によって封着する発明をなした。この封止手段の利点の一つは、形成される封着部の耐熱温度が高いので、透光性セラミックス気密容器の小径筒部の長さを最小化できることである。したがって、透光性セラミックス気密容器の小形化が容易になる。一方、この封止手段は、放電媒体を封入した後の封止がやや困難である。   As a means for previously sealing the current introduction conductor and the opening of the translucent ceramic discharge vessel, the present inventor uses the opening and the current introduction conductor inserted therein as the ceramic and the current introduction conductor in the opening. An invention was made in which sealing is performed by fusion of at least one of the materials of the same quality as the material of the portion facing the opening. One of the advantages of this sealing means is that the heat resistant temperature of the formed sealing portion is high, so that the length of the small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container can be minimized. Therefore, it is easy to reduce the size of the translucent ceramic hermetic container. On the other hand, this sealing means is somewhat difficult to seal after the discharge medium is sealed.

そこで、本発明者は、短い小径筒部において、セラミックスを溶融させてそこに挿入されている電流導入導体に溶着させるという好適な封止手段を採用する。本発明では、セラミックスを溶融させるための手段は特段限定されない。例えば、短い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上昇させれば、セラミックスが溶融し、当該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、電流導入導体が短い小径筒部に封着されて透光性セラミックス気密容器が封止される。セラミックスを加熱する手段は特段限定されない。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。 Therefore, the present inventor employs a suitable sealing means in which the ceramic is melted and welded to the current introduction conductor inserted in the short small diameter cylindrical portion. In the present invention, the means for melting the ceramic is not particularly limited. For example, if a ceramic having a short small-diameter cylindrical portion is heated and heated to a temperature equal to or higher than its melting temperature, the ceramic can be melted and adapted to the surface of the current introduction conductor inserted into the small-diameter cylindrical portion. Then, when the heating is stopped and the familiar part is cooled, the ceramic is solidified, and the current introduction conductor is sealed to the small-diameter cylindrical portion, and the translucent ceramic hermetic container is sealed. The means for heating the ceramic is not particularly limited. 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, and an electric heater 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全周を加熱する場合、局部加熱手段を小径筒部に対して所定の離間位置、例えば小径筒部の側方に固定し、局部加熱手段を作動させながら透光性セラミック気密容器の開口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、諸兄筒部の延在方向、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、透光性セラミック気密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 small-diameter cylindrical portion using the above-mentioned local heating means of the heat ray projection type, the local heating means is fixed to a predetermined distance from the small-diameter cylindrical portion, for example, the side of the small-diameter cylindrical portion, and the local heating By rotating either one or both of the opening of the translucent ceramic hermetic container and the local heating means while operating the means, the entire circumference of the small diameter cylindrical portion can be heated uniformly. However, if desired, the laser beam is irradiated from the extending direction of the elder brother cylinder parts, for example, the tube axis direction, a plurality of local heating means are arranged around the fixedly arranged small diameter cylinder parts, or the local heating means is The light-transmitting ceramic hermetic container can be heated in a stationary state by rotating around the small-diameter cylindrical portion or by disposing a heating means surrounding the entire circumference of the small-diameter cylindrical portion.

次に、透光性セラミックス気密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、包囲部の他に小径筒部を包囲部の両端に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、小径筒部とを、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気密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 hermetic container, the surrounding part may be formed by integrally molding, or may be formed by joining or fitting a plurality of components. Good. For example, in addition to the surrounding portion, a small diameter cylindrical portion can be integrally formed from the beginning at both ends of the surrounding portion. However, it is also possible to form an integral translucent ceramic hermetic container by, for example, preliminarily sintering the surrounding portion and the small-diameter cylindrical portion and then joining them as required, and sintering 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気密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気密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に接続し、基端側が透光性セラミックス気密容器の外部に露出している。なお、透光性気密容器の外部に露出しているとは、透光性セラミックス気密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。   [About Current Introducing Conductor] The current introducing conductor is a conductor that functions to apply a voltage to an electrode to be described later, supply current to the electrode, and seal the translucent ceramic hermetic container. For this purpose, the tip side portion inserted into the inside of the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container is connected to the electrode, and the proximal end side is exposed to the outside of the translucent ceramic hermetic container. It should be noted that being exposed to the outside of the light-transmitting airtight container may or may not protrude outward from the light-transmitting ceramic airtight container. It only has to be there.

また、電流導入導体は、封着性金属すなわちその熱膨張係数が透光性セラミックス気密容器を構成している透光性セラミックスのそれと近似している導電性金属であるニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、バナジウム(V)、白金(Pt)、モリブデン(Mo)およびタングステン(W)などの金属やサーメットなどを用いることができる。また、透光性セラミックス気密容器の材料にアルミナセラミックスなどのアルミニウム酸化物を用いる場合、ニオブおよびタンタルは、平均熱膨張係数がアルミニウム酸化物とほぼ同一であり、またモリブデンはその平均熱膨張係数が上記酸化物のそれと接近しているから、封止に好適である。イットリウム酸化物およびYAGの場合も差が少ない。窒化アルミニウムを透光性セラミックス気密容器に用いる場合には、電流導入導体にジルコニウムを用いるとよい。また、電流導入導体を複数の材料部分を接合して形成することもできる。例えば、一部を上記のグループから選択した金属の部分とし、この金属部分にサーメットを管軸方向に接合した構成とする。   In addition, the current introduction conductor is a sealing metal, that is, niobium (Nb), tantalum (which is a conductive metal whose thermal expansion coefficient is similar to that of the translucent ceramic constituting the translucent ceramic hermetic container. A metal such as Ta), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), platinum (Pt), molybdenum (Mo), and tungsten (W), cermet, or the like can be used. When aluminum oxide such as alumina ceramics is used as the material for the light-transmitting ceramic hermetic container, niobium and tantalum have an average thermal expansion coefficient almost the same as that of aluminum oxide, and molybdenum has an average thermal expansion coefficient. Since it is close to that of the oxide, it is suitable for sealing. In the case of yttrium oxide and YAG, the difference is small. When aluminum nitride is used for the translucent ceramic hermetic container, zirconium may be used for the current introduction conductor. Further, the current introduction conductor can be formed by joining a plurality of material portions. For example, a part is a metal part selected from the above group, and a cermet is joined to the metal part in the tube axis direction.

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気密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 hermetic container 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% by 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気密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気密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 in a translucent ceramic hermetic container, heat absorption is generally performed. Hard to occur. On the other hand, heat absorption increases on the cermet surface. As a result, the surface of the cermet is heated and the temperature rises, and further, the heat is transferred to the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container, so that the planned sealing portion melts. To do.

また、金属成分の含有量が60質量%以下なので、透光性セラミックス気密容器の熱膨張率に大きな差がなく、透光性セラミックス気密容器が直接モリブデン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, since the content of the metal component is 60% by mass or less, there is no large difference in the coefficient of thermal expansion of the translucent ceramic hermetic container, and the high pressure discharge lamp is compared with the case where the translucent ceramic hermetic container is in direct molybdenum contact. Damage and leakage due to heat shock when is turned on are less likely to occur.

さらに、電流導入導体をニオブなどの封着性金属の棒状体、パイプ状体やコイル状体などによって構成することができる。棒状体の場合、棒状体の周囲にコイルを巻装することが許容される。なお、パイプ状体やコイル状体の場合、電流導入導体は、透光性セラミックス気密容器の内部を外部に対して封止するのに支障をきたさないように閉塞可能な構成でなければならない。また、ニオブなどは酸化性が強いので、高圧放電ランプを大気に通じた状態で点灯する場合には、耐酸化性の導体を電流導入導体にさらに接続するとともに、透光性セラミックス気密容器の小径筒部から外部へ露出した部分をフリットガラスなどの気密性物質で被覆するなどにより、電流導入導体が大気に接触しないようにする必要がある。   Furthermore, the current introduction conductor can be constituted by a rod-shaped body of a sealing metal such as niobium, a pipe-shaped body, a coil-shaped body, or the like. In the case of a rod-shaped body, it is allowed to wind a coil around the rod-shaped body. In the case of a pipe-like body or a coil-like body, the current introduction conductor must be capable of being closed so as not to hinder the inside of the translucent ceramic hermetic container from being sealed. Also, since niobium and the like are highly oxidative, when the high-pressure discharge lamp is lit in the atmosphere, an oxidation-resistant conductor is further connected to the current introduction conductor and the small diameter of the translucent ceramic hermetic container It is necessary to prevent the current introduction conductor from coming into contact with the atmosphere, for example, by covering a portion exposed from the tube portion to the outside with an airtight substance such as frit glass.

さらにまた、電流導入導体は、主として透光性セラミックス気密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に機能が分かれている。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、それらを接続したりして電流導入導体を構成することがきる。例えば、主として透光性セラミックス気密容器の小径筒部に封着する部分をニオブとし、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、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。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。この場合、上記それぞれの機能を発揮するために、導電性部材の周囲に所要に応じて他の材料を付加することができる。例えば、電流導入導体の開口部に溶着する部分については、必ずしも導電性は必要がないので、セラミックス成分の構成比率が高い材料を導電性部材の周囲に設け、この部材の一部をもって溶着させるようにしてもよい。   Furthermore, the function of the current introduction conductor is mainly divided into a portion that is sealed to the small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container 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 or formed in a different size and structure, and connected to each other to form a current introduction conductor. Can be configured. For example, it is known that a portion sealed mainly to a small-diameter cylindrical portion of a translucent ceramic hermetic container is made of niobium and a portion mainly supporting an electrode is made of a halogen-resistant metal. Also in the present invention, it is allowed to configure the current introduction conductor by changing the specifications such as the material, size and shape according to the main function and connecting them in the tube axis direction. 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. In this case, other materials can be added around the conductive member as necessary in order to perform the respective functions. For example, the portion to be welded to the opening portion of the current introduction conductor does not necessarily need to be conductive. Therefore, a material having a high ceramic component composition ratio is provided around the conductive member, and a part of this member is welded. It may be.

次に、透光性セラミックス気密容器の短い小径筒部と電流導入導体との間の封着手段について説明する。本発明においては、以下の態様を含む。いずれの態様も透光性セラミックス気密容器の短い小径筒部または/および電流導入導体の封着部の材料と同質の材料が融着することにより、封着が形成されている。
(1)透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスが主として電流導入導体に融着する態様。
(2)電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の開口部に対向する部分が主として融着する態様。
(3)透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスと電流導入導体が互いに融着する態様。
(4)透光性セラミックス放電容器の開口部のセラミックスおよび電流導入導体の透光性セラミックス放電容器の開口部に対向する部分の材料と同質の封着材が主として融着する態様。なお、上記封着材は、電流導入導体に予め一体化させておく構成および電流導入導体とは別に用意する構成のいずれでもよい。
Next, the sealing means between the short small diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container and the current introduction conductor will be described. The present invention includes the following aspects. In any of the embodiments, the sealing is formed by fusing a material having the same quality as the material of the short small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container and / or the sealing portion of the current introduction conductor.
(1) A mode in which the ceramic in the opening of the translucent ceramic discharge vessel is mainly fused to the current introduction conductor.
(2) A mode in which a portion of the current introduction conductor facing the opening of the translucent ceramic discharge vessel is mainly fused.
(3) A mode in which the ceramic in the opening of the translucent ceramic discharge vessel and the current introduction conductor are fused together.
(4) A mode in which the ceramic in the opening of the translucent ceramic discharge vessel and the sealing material of the same quality as the material of the portion of the current introduction conductor facing the opening of the translucent ceramic discharge vessel are mainly fused. Note that the sealing material may be either integrated with the current introduction conductor in advance or prepared separately from the current introduction conductor.

一方、透光性セラミックス気密容器の長い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体とによる透光性セラミックス気密容器の封止は、包囲部の内部に後述する放電媒体を封入後に行われ、従来技術におけるフリットガラス、例えばAl,SiOおよびDyなどからなるセラミックス封止用コンパウンドを透光性セラミックス気密容器および電流導入導体の間に介在させて行う。 On the other hand, the sealing of the translucent ceramic hermetic container by the long small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container and the current introduction conductor inserted therein is performed after the discharge medium described later is enclosed inside the enclosure part, A conventional ceramic sealing compound made of frit glass such as Al 2 O 3 , SiO 2 and Dy 2 O 3 is interposed between the translucent ceramic hermetic container and the current introduction conductor.

〔電極について〕 電極は、透光性セラミックス気密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気密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気密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 hermetic container. In general, a pair of electrodes are disposed so as to be opposed to each other so that arc discharge is generated between the electrodes inside the translucent ceramic hermetic container. In the present invention, at least one electrode is connected to the introduction conductor and sealed in the translucent ceramic hermetic container.

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気密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気密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 hermetic container. For example, the proximal end of the electrode is connected to the distal end portion located on the inner side of the translucent ceramic hermetic container 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.

〔本発明の作用について〕 本発明においては、透光性セラミックス気密容器の内部に放電媒体を封入する前に、短い小径筒部のセラミックスまたは/および電流導入導体の開口部に対向する部分の材料と同質の材料を融着させるには、溶融させる部材をレーザーなどの加熱手段を用いて集中的に加熱する。このとき、少なくとも融着の相手方の部材もその表面が濡れる程度に加熱されるので、フリットガラスを用いることなしに、電流導入導体と透光性セラミックス放電容器の短い小径筒部が良好に封着されて透光性セラミックス気密容器が封止される。   [Regarding the Action of the Present Invention] In the present invention, before the discharge medium is sealed inside the translucent ceramic hermetic vessel, the material of the portion facing the opening of the ceramic of the short small-diameter cylindrical portion and / or the current introduction conductor In order to fuse the same quality material, the member to be melted is heated intensively using a heating means such as a laser. At this time, at least the other member to be fused is heated to such an extent that the surface thereof gets wet, so that the short small diameter cylindrical portion of the current introduction conductor and the translucent ceramic discharge vessel can be well sealed without using frit glass. Thus, the translucent ceramic hermetic container is sealed.

透光性セラミックス気密容器の長い小径筒部は、当該小径筒部を経由して包囲部内に放電媒体を導入後、フリットガラスを用いて電流導入導体との間が封着されることで、最終的に透光性セラミックス気密容器が封止され、高圧放電ランプが形成される。   The long small-diameter cylindrical portion of the translucent ceramic hermetic container is finally sealed with a current-introducing conductor using frit glass after introducing the discharge medium into the enclosure via the small-diameter cylindrical portion. Thus, the translucent ceramic hermetic container is sealed to form a high-pressure discharge lamp.

〔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気密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気密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 hermetic container is exposed to the atmosphere. However, if necessary, the translucent ceramic hermetic container 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.

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.

本発明によれば、透光性セラミックス気密容器に長短一対の小径筒部を形成して、短い小径筒部を電流導入導体と直接的に封着し、長い小径筒部と電流導入導体とをフリットガラスを用いて封着することで透光性セラミックス気密容器を封止したので、透光性セラミックス気密容器が小形化、軽量化されてその破損が低減するとともに、放電媒体の封入量およびその寿命中の減少率が低減する高圧放電ランプを提供することできる。   According to the present invention, a pair of long and short small diameter cylindrical portions are formed in a translucent ceramic hermetic container, the short small diameter cylindrical portion is directly sealed with the current introduction conductor, and the long small diameter cylindrical portion and the current introduction conductor are formed. Since the light-transmitting ceramic hermetic container is sealed by sealing with frit glass, the light-transmitting ceramic hermetic container is reduced in size and weight, and its damage is reduced. It is possible to provide a high-pressure discharge lamp with a reduction rate during the life.

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、外管OT、リード線L1、L2、絶縁チューブT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 light emitting tube IT, an outer tube OT, lead wires L1 and L2, an insulating tube T, and a base B.

発光管ITは、透光性セラミックス気密容器1、電流導入導体2、2、電極3、シール部4および放電媒体からなる。   The arc tube IT includes a translucent ceramic hermetic container 1, current introduction conductors 2, 2, electrodes 3, a seal portion 4, and a discharge medium.

透光性セラミックス気密容器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および長短一対の小径筒部1bA、1bBを具備している。包囲部1aは、肉厚がほぼ一定な中空の膨出形状に成形され、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0.025cc程度である。長短一対の小径筒部1bA、1bB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長さの異なる細い筒状部分によって形成されている。長い小径筒部1bAの管軸方向の長さをLAとし、短い小径筒部の管軸方向の長さをLBとしたとき、比LA/LBは、数式:1.2≦LA/LB≦6を満足するように設定されている。   As shown in FIG. 2, the translucent ceramic hermetic container 1 is formed by integral molding with translucent ceramic as a main material, and includes an enclosing portion 1a and a pair of long and short small diameter cylindrical portions 1bA, 1bB. . The surrounding portion 1a is formed into a hollow bulging 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 0.025 cc. The pair of long and short small-diameter cylindrical portions 1bA and 1bB are formed by thin cylindrical portions having different lengths that are integrally extended from both ends of the surrounding portion 1a in the tube axis direction. When the length in the tube axis direction of the long small diameter cylindrical portion 1bA is LA and the length in the tube axis direction of the short small diameter cylindrical portion is LB, the ratio LA / LB is expressed by the formula: 1.2 ≦ LA / LB ≦ 6 Is set to satisfy.

一対の電流導入導体2、2は、封着性金属棒からなり、透光性セラミックス放電容器1のそれぞれの小径筒部1bA、1bBに挿入されている。一方の電流導入導体2は、短い小径筒部1bBの内部において、短い小径筒部1bBに、そのセラミックスの溶着により封着され、透光性セラミックス気密容器1を短い小径筒部1bBにおいて封止している。なお、図2において、符号sはセラミックスが溶融して形成された溶着部である。したがって、電流導入導体2の先端部は短い小径筒部1bB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。   The pair of current introduction conductors 2 and 2 are made of a sealing metal rod, and are inserted into the small-diameter cylindrical portions 1bA and 1bB of the translucent ceramic discharge vessel 1, respectively. One current introduction conductor 2 is sealed inside the short small-diameter cylindrical portion 1bB by welding the ceramic to the short small-diameter cylindrical portion 1bB, and the translucent ceramic hermetic container 1 is sealed in the short small-diameter cylindrical portion 1bB. ing. In FIG. 2, symbol s denotes a welded portion formed by melting ceramics. Therefore, the distal end portion of the current introduction conductor 2 is located in the short small-diameter cylindrical portion 1bB, and the proximal end portion is exposed to the outside of the translucent ceramic discharge vessel 1.

他方の電流導入導体2は、長い小径筒部1bAにフリットガラスからなるシール部4により封着され、透光性セラミックス気密容器1を長い小径筒部1bAにおいて封止している。したがって、電流導入導体2の先端部は長い小径筒部1bB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。   The other current introduction conductor 2 is sealed to a long small diameter cylindrical portion 1bA by a seal portion 4 made of frit glass, and the translucent ceramic hermetic container 1 is sealed by the long small diameter cylindrical portion 1bA. Accordingly, the distal end portion of the current introduction conductor 2 is located in the long small-diameter cylindrical portion 1bB, and the proximal end portion is exposed to the outside of the translucent ceramic discharge vessel 1.

電極3は、タングステン棒からなり、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気密容器1の管軸方向に沿って支持されている。なお、電極3の中間部と長い小径筒部1bAの筒状部分の内面と対向する電極3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。   The electrode 3 is made of a tungsten rod, 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 hermetic container 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, a capillary is formed in the tube axis direction between the electrode 3 facing the intermediate portion of the electrode 3 and the inner surface of the cylindrical portion of the long small diameter cylindrical portion 1bA.

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、ランプ電圧計形容用ハロゲン化物は、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 voltmeter-shaped halide is a metal halide having a high vapor pressure and a small amount of luminescence in the visible region in the presence of the luminescent metal halide compared to the luminescent metal.

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を収納している。また、外管OTの両端の縮径部5(図では右方の一端のみが示されている。)が後述するリード線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 cut performance and houses the arc tube IT inside. Further, the reduced diameter portions 5 (only one end on the right side is shown in the figure) at both ends of the outer tube OT are welded to a lead wire L2 described later. However, the inside of the outer tube OT is not airtight but communicates with the outside air.

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 has an intermediate portion folded back along the outer tube OT, 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.

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.

高圧放電ランプは、図2に示す発光管である。
透光性セラミックス気密容器:一体成形の透光性アルミナセラミックス製、
包囲部 ;最大内径5mm、肉厚0.5mm、長さ6mm、内面球状
短い小径筒部;内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ2mm
長い小径筒部;内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ12mm
電流導入導体 :Nb−サーメット(Mo:Al2O3=50:50容積%)接合体
電極 :タングステン棒、電極間距離4.2mm
放電媒体 :発光金属のハロゲン化物DyI-NdI-CsI=2.0mg、
ランプ電圧形成用ハロゲン化物ZnI=0.7mg、
希ガスXe1気圧
封着方法 :非封止側=短い小径筒部にYAGレーザー照射して、
セラミックスを先端に電極を溶接した電流導入導体の
サーメット部分に融着させて非封止側とした。
The high pressure discharge lamp is the arc tube shown in FIG.
Translucent ceramic hermetic container: Made of integral translucent alumina ceramic,
Enclosure: Maximum inner diameter 5mm, wall thickness 0.5mm, length 6mm, inner spherical surface
Short small diameter cylinder: 0.7mm inner diameter, 0.5mm wall thickness, 2mm length
Long small diameter cylinder: 0.7mm ID, 0.5mm wall thickness, 12mm length
Current introduction conductor: Nb-cermet (Mo: Al 2 O 3 = 50: 50% by volume) Joint electrode: Tungsten rod, distance between electrodes 4.2 mm
Discharge medium: luminescent metal halide DyI 3 —NdI 3 —CsI = 2.0 mg,
Lamp voltage forming halide ZnI 2 = 0.7 mg,
Noble gas Xe1 atmospheric pressure sealing method: Non-sealed side = short small-diameter cylindrical part irradiated with YAG laser,
A current-introducing conductor with a ceramic welded electrode
A non-sealing side was formed by fusing to the cermet part.

次に、長い小径筒部側から放電媒体を封入し、先端に電極
を溶接した電流導入導体を長い小径筒部内に挿入し、フリ
ットガラスで透光性セラミックス気密容器を封止した。

[比較例]
一対の小径筒部;ともに内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ12mm
封着方法 :非封止側、封止側ともにフリットガラスで透光性セラミッ クス気密容器を封止した。
放電媒体 :発光金属のハロゲン化物DyI-NdI-CsI=3.0mg、
ランプ電圧形成用ハロゲン化物ZnI=1.0mg、
希ガスXe1気圧
その他は、実施例1と同じ仕様である。

図3は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第2の形態を示す発光管の断面図である。なお、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を省略する。
Next, the discharge medium is sealed from the long small-diameter cylindrical part side, and the electrode is placed at the tip.
Insert the current-introducing conductor welded into the long small diameter cylinder and
The translucent ceramic hermetic container was sealed with glass.

[Comparative example]
A pair of small-diameter cylindrical parts; both 0.7mm inside diameter, 0.5mm wall thickness, 12mm long
Sealing method: The translucent ceramic hermetic container was sealed with frit glass on both the non-sealing side and the sealing side.
Discharge medium: luminescent metal halide DyI 3 —NdI 3 —CsI = 3.0 mg,
Lamp voltage forming halide ZnI 2 = 1.0 mg,
Noble gas Xe1 atm. The other specifications are the same as those in Example 1.

FIG. 3 is a cross-sectional view of an arc tube showing a second embodiment for implementing the high-pressure discharge lamp of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.

本形態において、高圧放電ランプの透光性セラミックス気密容器1は、短い小径筒部1bBが第1の形態におけるのより長い。   In this embodiment, the translucent ceramic hermetic container 1 of the high-pressure discharge lamp has a short small-diameter cylindrical portion 1bB that is longer than that in the first embodiment.

高圧放電ランプは、図3に示す発光管である。   The high pressure discharge lamp is an arc tube shown in FIG.

短い小径筒部;内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ10mm
放電媒体 :発光金属のハロゲン化物DyI-NdI-CsI=2.8mg、
ランプ電圧形成用ハロゲン化物ZnI=0.9mg、
希ガスXe1気圧
その他は、実施例1と同じ仕様である。

実施例および比較例について各5本の高圧放電ランプを垂直点灯にて5000時間の点灯試験を行った。その結果、実施例1および2は、点灯5000時間までに破損したものはなかった。これに対して、比較例は、点灯5000時間までに3本が破損した。
Short small diameter cylinder: 0.7mm inner diameter, 0.5mm wall thickness, 10mm length
Discharge medium: luminescent metal halide DyI 3 —NdI 3 —CsI = 2.8 mg
Lamp voltage forming halide ZnI 2 = 0.9 mg,
Noble gas Xe1 atm. The other specifications are the same as those in Example 1.

About the Example and the comparative example, the lighting test of 5000 hours was done by each 5 high pressure discharge lamps by vertical lighting. As a result, Examples 1 and 2 were not damaged by lighting up to 5000 hours. On the other hand, in the comparative example, three were damaged by the lighting 5000 hours.

図4は、本発明の実施例における発光金属のハロゲン化物の封入量、同左減少率および透光性セラミックス気密容器の質量減少率を比較例のそれと対比して示す表である。   FIG. 4 is a table showing the amount of halide of the luminescent metal halide, the decrease rate on the left side, and the mass decrease rate of the light-transmitting ceramic hermetic container in the examples of the present invention in comparison with those in the comparative example.

図4の表から理解できるように、本発明によれば、放電媒体の封入量を少なくできて、しかも透光性セラミックス気密容器の質量が小さくなる。また、図には示されていないが、透光性セラミックス気密容器の管軸方向の長さが小さくなるので、高圧放電ランプの小形化、軽量化を図ることができる。   As can be understood from the table of FIG. 4, according to the present invention, the amount of discharge medium enclosed can be reduced, and the mass of the translucent ceramic hermetic container can be reduced. Although not shown in the figure, since the length of the translucent ceramic hermetic container in the tube axis direction is reduced, the high-pressure discharge lamp can be reduced in size and weight.

図6は、本発明の照明装置を実施するための一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. 6 is a conceptual side view showing an automobile headlamp as an embodiment for implementing 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3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3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. 3 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. 3 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す正面図The front view which shows the metal halide lamp for motor vehicle headlamps as a 1st form for implementing 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の形態を示す発光管の断面図Sectional drawing of the arc tube which shows the 2nd form for implementing the high-pressure discharge lamp of this invention 本発明の実施例における発光金属のハロゲン化物の封入量、同左減少率および透光性セラミックス気密容器の質量減少率を比較例のそれと対比して示す表The table | surface which shows the enclosure amount of the halide of the luminescent metal in the Example of this invention, the same left reduction rate, and the mass reduction rate of a translucent ceramic hermetic container as compared with that of a comparative example. 本発明の照明装置を実施するための一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 form for implementing 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、1bA…長い小径筒部、1bB…短い小径筒部、2…電流導入導体、3…電極、4…シール部、g…わずかな隙間、IT…発光管、s…溶着部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Translucent ceramic discharge vessel, 1a ... Enveloping part, 1bA ... Long small diameter cylindrical part, 1bB ... Short small diameter cylindrical part, 2 ... Current introduction conductor, 3 ... Electrode, 4 ... Seal part, g ... Slight gap, IT ... arc tube, s ... weld

Claims (4)

包囲部および包囲部の両端に連接された一対の小径筒部を備えた透光性セラミックス気密容器と;
透光性セラミックス気密容器の一対の小径筒部に挿入され、かつ一対の小径筒部との間でそれぞれ透光性セラミックス気密容器を封止している一対の電流導入導体と;
電流導入導体に接続して透光性セラミックス気密容器内に封装された一対の電極と;
透光性セラミックス気密容器内に封入された放電媒体と;
を具備し、
一対の小径筒部は、その長さが互いに異なっており、短い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止は短い小径筒部と電流導入導体の少なくとも一方の材質と同質材料の融着により形成され、長い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止はフリットガラスの融着により形成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
A translucent ceramic hermetic container comprising a surrounding portion and a pair of small-diameter cylindrical portions connected to both ends of the surrounding portion;
A pair of current introduction conductors inserted into the pair of small diameter cylindrical portions of the translucent ceramic hermetic container and sealing the translucent ceramic hermetic container between the pair of small diameter cylindrical portions;
A pair of electrodes connected to a current introduction conductor and sealed in a translucent ceramic hermetic container;
A discharge medium enclosed in a translucent ceramic hermetic container;
Comprising
The pair of small-diameter cylindrical portions have different lengths, and the translucent ceramic hermetic container is sealed between the short small-diameter cylindrical portion and the current introduction conductor inserted therein. It is formed by fusing at least one of the same materials as the conductor, and the sealing of the translucent ceramic hermetic container between the long small diameter cylindrical portion and the current introduction conductor inserted therein is formed by frit glass fusing. A high pressure discharge lamp characterized by the above.
透光性セラミックス気密容器の一対の小径筒部は、長い小径筒部の長さが短い小径筒部の長さの1.2〜6倍であることを特徴とする請求項1記載の高圧放電ランプ。   2. The high-pressure discharge according to claim 1, wherein the pair of small diameter cylindrical portions of the translucent ceramic hermetic container has a length of the long small diameter cylindrical portion that is 1.2 to 6 times the length of the short small diameter cylindrical portion. lamp. 短い小径筒部とそこに挿入された電流導入導体との間における透光性セラミックス気密容器の封止は主として短い小径筒部を構成するセラミックスの融着により形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の高圧放電ランプ。   The sealing of the translucent ceramic hermetic container between the short small-diameter cylindrical portion and the current introduction conductor inserted therein is mainly formed by fusion of ceramics constituting the short small-diameter cylindrical portion. Item 3. The high-pressure discharge lamp according to Item 1 or 2. 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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CN102194644A (en) * 2010-02-02 2011-09-21 株式会社小糸制作所 Discharge lamp for vehicle

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