JP2009032446A - High-voltage discharge lamp - Google Patents

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Masazumi Ishida
正純 石田
Takahito Kashiwagi
孝仁 柏木
Takuya Honma
卓也 本間
Hiroshi Kamata
博士 鎌田
Kozo Kamimura
幸三 上村
Masahiko Kamata
征彦 鎌田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-voltage discharge lamp which restrains generation of cracks in a lifetime of a light-transmitting ceramic airtight container when vertically lighting the high-voltage discharge lamp of non-mercury having the light-transmitting ceramic airtight container, obtains desired light-emitting efficiency, and allows easy production of the integrally-molded light-transmitting ceramic airtight container. <P>SOLUTION: The high-voltage discharge lamp comprises the light-transmitting ceramic airtight container 1 in which a surrounding section 1a with a vertically-asymmetrical swollen shape and a pair of small-diameter cylindrical sections 1b having an upper swelling section 1a1, a lower swelling section 1a2 with a small diameter, and a connection section 1a3 for connecting between the upper swelling section 1a1 and the lower swelling section 1a2, are integrally formed; a pair of current leading conductors 2; a pair electrodes 3 wherein an upper electrode faces to an upper swelling section and a lower electrode faces to a lower swelling section and both tips are separately faced with each other; and a discharge medium including halide of a light-emitting metal and rare gas enclosed by the pressure of one atmospheric pressure or more. <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に関する。   The present invention relates to a high pressure discharge lamp provided with a translucent ceramic hermetic container.

環境問題が重要になってきたことから高圧放電ランプに水銀を本質的に封入しない無水銀の高圧放電ランプが開発されている(特許文献1参照。)。このランプは、自動車前照灯用として既に実用化されている。自動車前照灯用の高圧放電ランプなどの無水銀化が今後ますます進展してくと予想される。   Since environmental problems have become important, mercury-free high-pressure discharge lamps that essentially do not enclose mercury in high-pressure discharge lamps have been developed (see Patent Document 1). This lamp has already been put into practical use for automobile headlamps. It is expected that there will be further progress in the development of mercury-free products such as high-pressure discharge lamps for automotive headlamps.

一方、高耐蝕性および高耐熱性を有している透光性セラミックス気密容器を用いた高圧放電ランプが普及してきている。この高圧放電ランプによれば、高発光効率で高演色性のものが得やすくなる。   On the other hand, high-pressure discharge lamps using a translucent ceramic hermetic container having high corrosion resistance and high heat resistance have become widespread. According to this high pressure discharge lamp, it is easy to obtain a high color rendering property with high luminous efficiency.

他方、石英ガラス製の気密容器を備えた高圧放電ランプにおいては、放電空間を包囲するアーク室の壁上の放電媒体の凝縮物の分布を促進するように上部側の内径を下部側の内径より大きくし、あるいはこれに加えて上部の電極の突出長さ下部の電極のそれより大きくすることが知られている(特許文献2参照。)。また、透光性セラミックス気密容器を用いた高圧放電ランプにおいて、ランプが垂直姿勢で点灯するとき、過剰量の放電媒体が放電質の頂部に近接するために、最冷点を形成するように下部電極の突出長さを小さくし、放電質の上部キャップの肉厚を厚くし、または上部電極の電極導体を下部導体のそれより大きくすることが知られている(特許文献3参照。)。   On the other hand, in a high-pressure discharge lamp equipped with an airtight container made of quartz glass, the inner diameter on the upper side is made larger than the inner diameter on the lower side so as to promote the distribution of the condensate of the discharge medium on the wall of the arc chamber surrounding the discharge space. It is known that it is made larger, or in addition to this, the protruding length of the upper electrode is made larger than that of the lower electrode (see Patent Document 2). Also, in a high-pressure discharge lamp using a translucent ceramic hermetic vessel, when the lamp is lit in a vertical position, an excessive amount of discharge medium is close to the top of the discharge quality, so that the coldest spot is formed so as to form the coldest spot. It is known that the protruding length of the electrode is reduced, the thickness of the upper cap of the discharge quality is increased, or the electrode conductor of the upper electrode is made larger than that of the lower conductor (see Patent Document 3).

特開平11−238488号公報JP 11-238488 A 特開昭62−110251号公報Japanese Patent Laid-Open No. 62-110251 特開表2005−518068号公報JP-A-2005-51068

無水銀の高圧放電ランプは、希ガスの封入圧を1気圧以上にすれば、所望の発光効率が得られることが知られているが、垂直点灯の場合、透光性気密容器の上部が過剰加熱となり、特に透光性気密容器がセラミックス製のものは、寿命中にクラックが発生しやすいことが分かった。そこで、この対策として管壁負荷を低くすれば、クラック発生を低減することができるが、発光効率が低下しすぎて所望の発光効率を得ることができないという問題がある。   Mercury-free high-pressure discharge lamps are known to achieve the desired luminous efficiency if the noble gas filling pressure is 1 atm or higher. However, in the case of vertical lighting, the upper part of the translucent airtight container is excessive. It was found that cracking was likely to occur during the lifetime of the ceramics, especially when the translucent airtight container was made of ceramics. Therefore, if the tube wall load is lowered as a countermeasure, the generation of cracks can be reduced, but there is a problem that the desired luminous efficiency cannot be obtained because the luminous efficiency is too low.

本発明は、透光性セラミックス気密容器を備えた無水銀の高圧放電ランプを垂直点灯した場合における透光性セラミックス気密容器の寿命中におけるクラック発生が抑制され、所望の発光効率が得られるとともに、一体成形された透光性セラミックス気密容器の製作が容易な高圧放電ランプを提供することを目的とする。   The present invention suppresses the generation of cracks during the life of the translucent ceramic hermetic container when the mercury-free high-pressure discharge lamp equipped with the translucent ceramic hermetic container is vertically lit, and a desired luminous efficiency is obtained. An object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp in which an integrally molded translucent ceramic hermetic container can be easily manufactured.

第1の本発明の高圧放電ランプは、垂直点灯姿勢のときに上側膨出部、内径が小さい下側膨出部および上側膨出部と下側膨出部の間を連続的な曲面で接続する筒状曲面部を備えた上下非対称膨出形状を有し内部に放電空間が形成される包囲部ならびに包囲部の内部に連通した一対の小径筒状部が一体成形されてなり、かつ小径筒状部の部分に形成された封止部を備えている透光性セラミックス気密容器と;透光性気密容器の封止部を気密に貫通して内部に導入された一対の電流導入導体と;電流導入導体の先端部に配設されて透光性気密容器の包囲部の内部において上側電極が上側膨出部内に臨み、下側電極が下側膨出部内に臨み、先端間が離間対向している一対の電極と;発光金属のハロゲン化物および1気圧以上の圧力で封入された希ガスを含み、かつ水銀を本質的に含まないで透光性気密容器の包囲部の内部に封入された放電媒体と;を具備していることを特徴としている。     The high-pressure discharge lamp according to the first aspect of the present invention connects the upper bulging portion, the lower bulging portion having a small inner diameter, and the upper bulging portion and the lower bulging portion with a continuous curved surface in the vertical lighting posture. An encircling part having a vertically curved asymmetrical bulging shape and having a discharge space formed therein, and a pair of small-diameter cylindrical parts communicating with the inside of the encircling part are integrally formed, and a small-diameter cylinder A translucent ceramics hermetic container provided with a sealing part formed in a portion of the shape part; a pair of current introduction conductors introduced airtightly through the sealing part of the translucent airtight container; The upper electrode faces the upper bulging portion, the lower electrode faces the lower bulging portion, and the tips are spaced apart from each other. A pair of electrodes; a luminescent metal halide and a rare gas sealed at a pressure of 1 atmosphere or more It is characterized in that it comprises a; hints, and a discharge medium enclosed inside the surrounding portion of essentially light-transmissive airtight envelope not include mercury.

第1の発明は、以下の各態様を含む。   The first invention includes the following aspects.

〔透光性セラミックス気密容器について〕 透光性セラミックス気密容器は、単結晶の金属酸化物例えばサファイヤ、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)、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 Hermetic Container] The translucent ceramic hermetic container is a single crystal metal oxide such as sapphire, a polycrystalline metal oxide such as translucent hermetic aluminum oxide, yttrium-aluminum garnet (YAG). , Yttrium oxide (YOX), polycrystalline non-oxide, such as aluminum nitride (AlN), which is made of ceramic material with light transmission and heat resistance, and the discharge space is formed airtight inside Container. 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.

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。しかし、高圧放電ランプが垂直点灯されたときに、包囲部の形状が上部側膨出部と下部側膨出部とで異なっている。そして、上部側膨出部は、その内径が下部側膨出部のそれと比較すると大きくなっている。また、上部側膨出部および下部側膨出部の間を直線的または曲線的な連続面で接続する接続部が設けられている。なお、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。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. However, when the high pressure discharge lamp is vertically lit, the shape of the surrounding portion is different between the upper side bulging portion and the lower side bulging portion. The upper bulging portion has an inner diameter larger than that of the lower bulging portion. Moreover, the connection part which connects between the upper side bulging part and the lower side bulging part by a linear or curved continuous surface is provided. Note that 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. Moreover, in the case of the lamp for general illumination, it can be set to either 1 cc or more and the following according to rated lamp electric 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 small-diameter cylindrical portions communicating 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.

さらに、透光性セラミックス気密容器は、包囲部と一対の小径筒部とが一体成形により形成されている。一体成形により包囲部と、包囲部および小径筒部の境界部とを滑らかな曲線によって連続して形成することが可能であり、その場合には両者の境界部に熱的な不連続部が形成されにくくなる。   Furthermore, the translucent ceramic hermetic container is formed by integrally molding an enclosing portion and a pair of small diameter cylindrical portions. It is possible to continuously form the surrounding part and the boundary part of the surrounding part and the small-diameter cylindrical part by a smooth curve by integral molding, in which case a thermal discontinuity part is formed at the boundary part between them It becomes difficult to be done.

さらにまた、小径筒部には、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ための封止部が形成されている。この封止部は、小径筒部と電流導入導体とが直接または間接的に封着することで形成されている。本発明において、封止部は、既知のフリットガラスを用いて形成してもよいし、他の封止構造であってもよい。例えば、小径筒部またはこれと同質のセラミックスの融着により封止部を形成してもよい。また、フリットガラスによる場合には、小径筒部の内部にいわゆるキャピラリー構造を形成するのがよい。   Furthermore, the small diameter cylindrical portion is formed with a sealing portion for sealing the inside of the translucent ceramic hermetic container with respect to the outside. The sealing portion is formed by directly or indirectly sealing the small diameter cylindrical portion and the current introduction conductor. In the present invention, the sealing portion may be formed using a known frit glass or may be another sealing structure. For example, the sealing portion may be formed by fusing a small-diameter cylindrical portion or the same quality ceramic. In the case of using frit glass, it is preferable to form a so-called capillary structure inside the small diameter cylindrical 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. Metals such as Ta), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), vanadium (V), platinum (Pt), molybdenum (Mo), and tungsten (W), cermet, and the like can be used. When aluminum oxide such as alumina ceramics is used as the material of 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 part 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し、透光性セラミックス気密容器内の気密性が確保される。   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. In addition, airtightness in the translucent ceramic airtight container is ensured.

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、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。   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, a conductive member of the same material can be used throughout the entire length of the current introduction conductor as desired. In this case, other materials can be added around the conductive member as necessary in order to perform the respective functions.

〔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、その透光性セラミックス気密容器内への封入圧が室温で1気圧以上である。封入圧が1気圧以上であれば、放電媒体が無水銀であっても所望の高い発光効率を得ることができる。なお、主として透光性セラミックス気密容器の破裂や封止の容易性の観点から希ガスの封入圧は16気圧以下にするのが好ましい。また、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 has an enclosure pressure in the light-transmitting ceramic hermetic container of 1 atmosphere or more at room temperature. If the enclosed pressure is 1 atm or higher, a desired high luminous efficiency can be obtained even if the discharge medium is anhydrous silver. Note that the rare gas sealing pressure is preferably 16 atm or less, mainly from the viewpoint of rupture of the translucent ceramic hermetic container and ease of sealing. Further, 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.

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.

そうして、第1の発明においては、放電媒体が無水銀であるため、放電アークが水銀を封入した場合より細くなる。また、希ガスが1気圧以上の圧力で封入されていているため、点灯中放電媒体の対流が強くなる。しかしながら、透光性セラミックス気密容器の包囲部が上側膨出部、内径が小さい下側膨出部および上側膨出部と下側膨出部の間を連続曲面で接続する接続部を備えた上下非対称膨出形状を有していることにより、垂直点灯時に透光性セラミックス気密容器の包囲部上部の温度が上昇しにくくなり、寿命中のクラック発生が顕著に抑制される。   Thus, in the first invention, since the discharge medium is anhydrous silver, the discharge arc becomes thinner than when mercury is enclosed. Further, since the rare gas is sealed at a pressure of 1 atm or higher, the convection of the discharge medium during lighting becomes strong. However, the surrounding portion of the translucent ceramic hermetic container has an upper bulging portion, a lower bulging portion having a small inner diameter, and a connecting portion that connects the upper bulging portion and the lower bulging portion with a continuous curved surface. By having the asymmetric bulging shape, the temperature of the upper part of the surrounding part of the translucent ceramic hermetic container is unlikely to rise during vertical lighting, and the occurrence of cracks during the lifetime is remarkably suppressed.

また、包囲部の形状が上述のようになっていることにより、透光性セラミックス気密容器の包囲部および一対の小径筒部を一体成形により得ることができるので、透光性セラミックス気密容器の製造性を損なうことがない。   In addition, since the shape of the surrounding portion is as described above, the surrounding portion of the translucent ceramic hermetic container and the pair of small diameter cylindrical portions can be obtained by integral molding. There is no loss of sex.

第2の発明の高圧放電ランプは、垂直点灯姿勢のときに下部から上部まで肉厚が連続的に増大していて内部に放電空間が形成される包囲部ならびに包囲部の内部に連通した一対の小径筒状部が一体成形されてなり、かつ小径筒状部の部分に形成された封止部を備えている透光性セラミックス気密容器と;透光性気密容器の封止部を気密に貫通して内部に導入された一対の電流導入導体と;電流導入導体の先端部に配設されて透光性気密容器の包囲部の内部において上側電極が上部内に臨み、下側電極が下部内に臨み、先端間が離間対向している一対の電極と;発光金属のハロゲン化物および1気圧以上の圧力で封入された希ガスを含み、かつ水銀を本質的に含まないで透光性気密容器の包囲部の内部に封入された放電媒体と;を具備していることを特徴としている。   The high-pressure discharge lamp according to the second aspect of the present invention is a pair of a surrounding portion in which the wall thickness is continuously increased from the lower part to the upper part in the vertical lighting posture and a discharge space is formed inside, and a pair of communicating with the inside of the surrounding part. A light-transmitting ceramic hermetic container in which a small-diameter cylindrical portion is integrally formed and having a sealing portion formed in the small-diameter cylindrical portion; and airtightly penetrating the sealing portion of the translucent air-tight container A pair of current introduction conductors introduced into the inside; an upper electrode facing the upper part and a lower electrode inside the lower part of the enclosure of the translucent airtight container disposed at the tip of the current introduction conductor A pair of electrodes facing each other and spaced apart from each other; a light-transmitting hermetic container containing a halide of a luminescent metal and a rare gas sealed at a pressure of 1 atm or higher and essentially free of mercury A discharge medium enclosed in the enclosure of It is characterized by a door.

第2の発明において、透光性セラミックス気密容器は、その包囲部の肉厚が垂直点灯姿勢のときに下部から上部まで肉厚が連続的に増大している。なお、包囲部の内部に形成される放電空間の形状を上下対称にすることができる。しかし、所望により第1の発明の構成を付加して外形形状を上下非対称にしてもよい。   In the second invention, the translucent ceramic hermetic container continuously increases in thickness from the lower part to the upper part when the thickness of the surrounding portion is in the vertical lighting posture. In addition, the shape of the discharge space formed inside the surrounding portion can be made symmetric in the vertical direction. However, if desired, the configuration of the first invention may be added to make the outer shape asymmetrical in the vertical direction.

そうして、第2の発明においては、透光性セラミックス気密容器の包囲部上部の熱容量が下部のそれより大きくなるので、垂直点灯において包囲部上部の温度が上昇しにくくなる。また、包囲部の肉厚が下部から上部まで連続的に変化していることにより、透光性セラミックス気密容器の包囲部および一対の小径筒部を一体成形により得ることができるので、透光性セラミックス気密容器の製造性を損なうことがない。   Thus, in the second invention, since the heat capacity of the upper part of the surrounding part of the translucent ceramic hermetic container is larger than that of the lower part, the temperature of the upper part of the surrounding part is unlikely to rise during vertical lighting. Further, since the wall thickness of the surrounding portion is continuously changed from the lower part to the upper part, the surrounding part of the translucent ceramic hermetic container and the pair of small diameter cylindrical parts can be obtained by integral molding. The manufacturability of the ceramic hermetic container is not impaired.

第3の発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間が形成される包囲部ならびに包囲部の内部に連通した一対の小径筒状部が一体成形されてなり、かつ小径筒状部の部分に形成された封止部を備えている透光性セラミックス気密容器と;透光性気密容器の封止部を気密に貫通して内部に導入された一対の電流導入導体と;垂直点灯姿勢のときに電流導入導体の先端部に配設されて透光性気密容器の包囲部の内部において先端間が離間対向していて上部側が陰極で、下部側が陽極からなる一対の電極と;発光金属のハロゲン化物および1気圧以上の圧力で封入された希ガスを含み、かつ水銀を本質的に含まないで透光性気密容器の包囲部の内部に封入された放電媒体と;を具備してい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 formed by integrally forming a surrounding portion in which a discharge space is formed and a pair of small diameter cylindrical portions communicating with the inside of the surrounding portion, and is formed in a portion of the small diameter cylindrical portion. A translucent ceramic hermetic container provided with a sealed portion; a pair of current introduction conductors that are airtightly penetrated through the sealing portion of the translucent airtight container; A pair of electrodes disposed at the front end portion of the current introduction conductor and facing each other at a distance from each other in the surrounding portion of the light-transmitting hermetic container, the upper side being a cathode and the lower side being an anode; And a discharge medium that contains a rare gas sealed at a pressure of 1 atm or higher and that is essentially free of mercury and sealed inside the enclosure of the light-transmitting hermetic container. It is said.

上部電極が陰極になる直流点灯では、下部電極が陽極になる。高圧放電ランプを直流点灯する場合、陽極には放電電流中に占める割合の大きな電子流が流入するために陽極は相対的に高温になる。これに対して、陰極には放電電流中に占める割合の小さなイオン電流が流入するために陰極は相対的に低温になる。   In DC lighting where the upper electrode is the cathode, the lower electrode is the anode. When the high-pressure discharge lamp is dc-lit, a large amount of electron flow in the discharge current flows into the anode, so the anode becomes relatively hot. On the other hand, since a small proportion of the ionic current in the discharge current flows into the cathode, the cathode becomes relatively cold.

第3の発明においては、上部電極には陰極を、下部電極には陽極をそれぞれ配置しているので、高圧放電ランプの垂直方向の温度分布が均整化方向に改善される。

第1の態様、透光性セラミックス気密容器の上部の肉厚が下部の肉厚より大きくなっている第2の態様ならびに第1および第2の態様を併有している第3の態様などである。
In the third aspect of the invention, the upper electrode has a cathode and the lower electrode has an anode, so that the vertical temperature distribution of the high-pressure discharge lamp is improved in the leveling direction.

In the first aspect, the second aspect in which the thickness of the upper part of the translucent ceramic hermetic container is larger than the thickness of the lower part, and the third aspect having both the first and second aspects. is there.

第1の態様においては、熱源である放電アークの上部と透光性セラミックス気密容器の包囲部の上部内壁面との間の距離が大きくなるので、上部内壁面への熱伝導が少なくなる。第2の態様においては、透光性セラミックス気密容器の上部の熱容量が大きくなるので、当該上部の温度上昇が低下する。したがって、第3の態様においては、第1および第2の態様の作用を得ることができる。以上の作用の結果、第1ないし第3の態様によれば、透光性セラミックス気密容器上部の温度過昇が抑制されて透光性セラミックス気密容器の垂直方向の温度分布が改善されるために、透光性セラミックス気密容器のクラック発生が低減する。   In the first aspect, the distance between the upper part of the discharge arc, which is a heat source, and the upper inner wall surface of the surrounding part of the translucent ceramic hermetic container is increased, so that heat conduction to the upper inner wall surface is reduced. In the second aspect, since the heat capacity of the upper part of the translucent ceramic hermetic container is increased, the temperature rise of the upper part is reduced. Therefore, in the third aspect, the effects of the first and second aspects can be obtained. As a result of the above action, according to the first to third aspects, the temperature rise in the vertical direction of the translucent ceramic hermetic container is improved by suppressing the temperature rise in the upper part of the translucent ceramic hermetic container. The occurrence of cracks in the translucent ceramic hermetic container is reduced.

第1ないし第3の発明において、以下の態様を採用することができる。   In the first to third inventions, the following modes can be adopted.

第1の態様は、垂直点灯姿勢のときに、上部に位置する電極の包囲部内への突出量が下部に位置する電極に比較して大きくなっている態様である。本態様においては、上部の電極の突出量が大きいため熱源である放電アークおよび電極先端部に生じる輝点が透光性セラミックス気密容器の上部から離れる程度が大きくなり、相応に上部内壁面への熱伝導が少なくなる。   The first mode is a mode in which the amount of protrusion of the electrode located in the upper part into the surrounding part is larger than that of the electrode located in the lower part in the vertical lighting posture. In this embodiment, since the protruding amount of the upper electrode is large, the extent to which the discharge arc as a heat source and the bright spot generated at the tip of the electrode are separated from the upper part of the translucent ceramic hermetic vessel is increased, Less heat conduction.

第2の態様は、垂直点灯姿勢のときに、上部に位置する電極の外径が下部に位置する電極の外径に比較して大きくなっている態様である。第2の態様においては、上部の電極の熱容量が大きくなるので、透光性セラミックス気密容器の上部の温度上昇が抑制される。また、第2の態様では、上部の電極温度上昇が少なくなるので、電極物質の蒸発が抑制される結果、黒化の発生が低減する。さらに、下部の電極の外径を上部の電極外径と同じにする必要がなくなり、下部の電極として最適な外径を選択できるので、下部電極の温度が低すぎて再点弧不良が生じるのを回避することができる。なお、上部電極の外径をR1、下部電極の外径をR2とし、比R1/R2をSとしたとき、一般的には1.15<S<1.7、好ましくは1.2<S<1.3にするのがよい。また、電極径の上記比Sは、希ガスの封入圧との相関があり、希ガスの封入圧をP(気圧)としたとき、比S/Pが数式:0.1<S/P<1を満足することにより、透光性セラミックス気密容器のクラック発生を効果的に抑制することができる。   The second mode is a mode in which the outer diameter of the upper electrode is larger than the outer diameter of the lower electrode in the vertical lighting posture. In the second aspect, since the heat capacity of the upper electrode is increased, the temperature rise of the upper portion of the translucent ceramic hermetic container is suppressed. Further, in the second aspect, since the temperature rise of the upper electrode is reduced, the occurrence of blackening is reduced as a result of suppressing the evaporation of the electrode material. Furthermore, the outer diameter of the lower electrode does not need to be the same as the outer diameter of the upper electrode, and the optimum outer diameter can be selected as the lower electrode, so the temperature of the lower electrode is too low and reignition failure occurs. Can be avoided. When the outer diameter of the upper electrode is R1, the outer diameter of the lower electrode is R2, and the ratio R1 / R2 is S, generally 1.15 <S <1.7, preferably 1.2 <S. <1.3 is recommended. The ratio S of the electrode diameter has a correlation with the rare gas filling pressure. When the rare gas filling pressure is P (atmospheric pressure), the ratio S / P is expressed by the formula: 0.1 <S / P <. When 1 is satisfied, the occurrence of cracks in the translucent ceramic hermetic container can be effectively suppressed.

第3の態様は、透光性セラミックス気密容器の外面温度差を規定する態様である。すなわち、一対の電極の先端間の距離である電極間距離をGとして、透光性セラミックス気密容器の包囲部の管軸方向の中心から上下にG/2に等しい距離に対向する透光性セラミックス気密容器の外面温度をそれぞれT1(℃)、T2(℃)とし、かつそれらの温度差をΔT(℃)としたとき、ΔTが数式:ΔT≦100、好ましくは20≦ΔT≦80を満足するように構成されている。なお、上記温度差が100℃を超えると、温度差による応力が大きくなって寿命中に透光性セラミックス気密容器にクラックが発生しやすくなる。第2の態様において、温度差ΔTが上記数式を満足させるためには、第1ないし第3の発明および上述の第1および第2の態様のいずれか一または複数を実施することにより実現させることができる。   A 3rd aspect is an aspect which prescribes | regulates the outer surface temperature of a translucent ceramic airtight container. That is, the distance between the electrodes, which is the distance between the tips of the pair of electrodes, is G, and the translucent ceramics facing the distance equal to G / 2 up and down from the center in the tube axis direction of the enclosure portion of the translucent ceramic hermetic container When the outer surface temperature of the hermetic container is T1 (° C.) and T2 (° C.) and the temperature difference between them is ΔT (° C.), ΔT satisfies the formula: ΔT ≦ 100, preferably 20 ≦ ΔT ≦ 80 It is configured as follows. In addition, when the said temperature difference exceeds 100 degreeC, the stress by a temperature difference will become large and it will become easy to generate | occur | produce a crack in a translucent ceramic airtight container during a lifetime. In the second aspect, in order for the temperature difference ΔT to satisfy the above mathematical expression, it is realized by implementing any one or more of the first to third inventions and the first and second aspects described above. Can do.

第4の態様は、定格ランプ電力が100W以下の態様である。なお、好ましくは50W以下である。   A 4th aspect is an aspect whose rated lamp electric power is 100 W or less. In addition, Preferably it is 50 W or less.

第5の態様は、外管を具備する態様である。第1ないし第3の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、所望により外管を具備していることが許容される。外管は、その内部に発光管を収納して、発光管を保温し、機械的に保護し、または発光管から放射される紫外線を遮断するなどの目的で所望により付加される。また、その主たる目的に沿った既知の各種構成を採用することができる。   A 5th aspect is an aspect which comprises an outer tube | pipe. The high-pressure discharge lamp of the first to third inventions can be configured to light up in a state where the translucent ceramic hermetic container is exposed to the atmosphere. However, it is allowed to have an outer tube if desired. The outer tube is added as desired for the purpose of accommodating the arc tube inside thereof, keeping the arc tube warm, protecting it mechanically, or blocking ultraviolet rays emitted from the arc tube. Moreover, various known configurations along the main purpose can be employed.

本発明の高圧放電ランプを照明装置の光源とする場合、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により照明装置を構成することができる。なお、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。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。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。   When the high-pressure discharge lamp of the present invention is used as a light source of an illuminating device, it comprises: 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. Therefore, the lighting device can be configured. The lighting 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. The illuminating device main body refers to the remaining part of the illuminating device excluding the high-pressure discharge lamp and the lighting circuit. The lighting circuit may be disposed at a position separated from the lighting device main body.

第1ないし第3の発明によれば、無水銀で、希ガスを1気圧以上の圧力で封入して点灯中の放電媒体の対流が強くなっても、垂直点灯姿勢のときに透光性セラミックス気密容器の包囲部上部の温度が上昇にくくなるので、寿命中におけるクラック発生を抑制するとともに所望の発光効率が得られる高圧放電ランプを提供することできる。   According to the first to third aspects of the present invention, even if the convection of the discharge medium during lighting is increased by encapsulating noble gas at a pressure of 1 atm or more with anhydrous silver, the translucent ceramics in the vertical lighting posture Since the temperature of the upper part of the enclosure portion of the hermetic container is unlikely to rise, it is possible to provide a high-pressure discharge lamp that suppresses the generation of cracks during the lifetime and obtains a desired luminous efficiency.

図1は、第1の発明の高圧放電ランプを実施するための一形態を示す断面図である。本形態の放電ランプMHLは、透光性セラミックス気密容器1、一対の電流導入導体2、2、一対の電極3、3および放電媒体からなる。   FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment for carrying out the high-pressure discharge lamp of the first invention. The discharge lamp MHL of this embodiment includes a translucent ceramic hermetic container 1, a pair of current introduction conductors 2, 2, a pair of electrodes 3, 3, and a discharge medium.

透光性セラミックス気密容器1は、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、上側膨出部1a1、下側膨出部1a2および接続部1a3を備え、内部に放電空間1cが形成されている。上側膨出部1a1は、内径が大きい膨出部であり、球状、楕円球状または紡錘状などが約半分程度に切断された形状をなしている。下側膨出部1a2は、その内径が上側膨出部1a1のそれより小さい膨出部であり、球状、楕円球状または紡錘状などが約半分程度に切断された形状をなしている。なお、上記各内径は、一対の電極の先端と交差する管軸に対して垂直な面における数値とする。接続部1a3は、上側膨出部1a1と下側膨出部1a2の間を連続的面で接続している。したがって、包囲部1aは、高圧放電ランプが垂直点灯姿勢のときに上下非対称膨出形状を呈する内部空間1cを形成している。   The translucent ceramic hermetic container 1 includes an enclosing portion 1a and a pair of small diameter cylindrical portions 1b and 1b. The surrounding portion 1a includes an upper bulging portion 1a1, a lower bulging portion 1a2, and a connecting portion 1a3, and a discharge space 1c is formed therein. The upper bulged portion 1a1 is a bulged portion having a large inner diameter, and has a shape obtained by cutting a spherical shape, an elliptical sphere shape, a spindle shape, or the like into about a half. The lower bulge portion 1a2 is a bulge portion whose inner diameter is smaller than that of the upper bulge portion 1a1, and has a shape in which a spherical shape, an elliptical sphere shape, a spindle shape, or the like is cut to about half. In addition, each said internal diameter is taken as the numerical value in a surface perpendicular | vertical with respect to the tube axis which cross | intersects the front-end | tip of a pair of electrode. The connecting portion 1a3 connects the upper bulging portion 1a1 and the lower bulging portion 1a2 with a continuous surface. Therefore, the surrounding portion 1a forms an internal space 1c that exhibits an asymmetrical bulging shape when the high-pressure discharge lamp is in a vertical lighting posture.

一対の小径筒部1bは、包囲部1aの管軸方向の両端に分かれて接続していて、内部が包囲部1a内に連通している。また、小径筒部1bには封止部SPが形成されている。封止部SPは、その構成が特段限定されない。図示の形態においては、溶融したフリットガラスを小径筒部1bの端部と小径筒部1bの内部に挿通された後述する電流導入導体2との間の形成される隙間に進入させて固化させた構成を採用している。   The pair of small diameter cylindrical portions 1b are divided and connected to both ends of the surrounding portion 1a in the tube axis direction, and the inside communicates with the surrounding portion 1a. Further, a sealing portion SP is formed in the small diameter cylindrical portion 1b. The configuration of the sealing portion SP is not particularly limited. In the illustrated form, the molten frit glass is allowed to enter and solidify into a gap formed between an end portion of the small-diameter cylindrical portion 1b and a later-described current introduction conductor 2 inserted into the small-diameter cylindrical portion 1b. The configuration is adopted.

電流導入導体2は、外部に露出する基端側2aがニオブからなり、透光性セラミックス気密容器1の内部に挿入される先端側2aがモリブデンからなり、これらは溶接により接合されて1本の棒状をなしている。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気密容器1の外部へ露出している。   The current introduction conductor 2 has a base end side 2a exposed to the outside made of niobium, and a tip end side 2a inserted into the translucent ceramic hermetic vessel 1 made of molybdenum, which are joined together by welding. It has a rod shape. Therefore, 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 hermetic container 1.

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の先端側2aの先端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の中間部または電流導入導体2の先端側と小径筒部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 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. Further, 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 tip side 2 a of the current introduction conductor 2 by welding. A slight gap, that is, a capillary is formed in the tube axis direction between the intermediate portion of the electrode 3 or the distal end side of the current introduction conductor 2 and the inner surface of the small diameter cylindrical portion 1b.

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。水銀は用いていない。希ガスは1気圧以上の封入圧である。   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. Mercury is not used. The rare gas has an enclosure pressure of 1 atm or higher.

実施例1は、図1に示す高圧放電ランプである。   Example 1 is a high-pressure discharge lamp shown in FIG.

透光性セラミックス気密容器:一体成形の透光性多結晶アルミナセラミックス製、
包囲部;上側膨出部内径12mm、下側膨出部内径8mm
管軸方向長さ17mm、肉厚0.8mm
小径筒部;内径1.0mm、肉厚0.8mm、長さ15mm
電流導入導体 :直径0.95mm
電極 :W棒、直径0.4mm、電極間距離8mm
放電媒体 :CsI-NaI-TlI-TmI3-ZnI2=8.0mg、Xe13気圧
外管 :外形40mm、内部真空
垂直点灯時のΔT :10℃
発光効率(ランプ電力100W):80lm/W
ライフ試験1000時間で透光性気密容器のクラックによる破裂発生は5%未満であった。

[比較例1]
透光性気密容器 :一体成形の透光性多結晶アルミナセラミックス製、
包囲部;管軸方向の長さ16mm、最大内径9.5mm、楕円球状内面形状、
肉厚0.8mm
小径筒部;内径1.0mm、肉厚0.8mm、長さ15mm
その他は、実施例1と同じ仕様である。
Translucent ceramic hermetic container: made of integrally molded translucent polycrystalline alumina ceramics,
Enclosure: Upper bulge inner diameter 12mm, Lower bulge inner diameter 8mm
Pipe axis length 17mm, wall thickness 0.8mm
Small-diameter cylindrical part; inner diameter 1.0mm, wall thickness 0.8mm, length 15mm
Current introduction conductor: Diameter 0.95mm
Electrode: W rod, diameter 0.4mm, distance between electrodes 8mm
Discharge medium: CsI-NaI-TlI-TmI 3 -ZnI 2 = 8.0mg, Xe13 atm outer tube: Outside 40 mm, when the internal vacuum vertical lighting [Delta] T: 10 ° C.
Luminous efficiency (lamp power 100W): 80lm / W
The occurrence of rupture due to cracks in the translucent airtight container was less than 5% after 1000 hours of life test.

[Comparative Example 1]
Translucent airtight container: Made of integrally molded translucent polycrystalline alumina ceramics,
Enclosure: 16mm length in the tube axis direction, maximum inner diameter 9.5mm, oval spherical inner surface shape,
Wall thickness 0.8mm
Small-diameter cylindrical part; inner diameter 1.0mm, wall thickness 0.8mm, length 15mm
The other specifications are the same as those in the first embodiment.

垂直点灯時のΔT ;120℃
発光効率(ランプ電力100W):80lm/W
ライフ試験1000時間までの透光性セラミックス気密容器にクラックによる破裂が30%発生した。

図2は、第2の発明を実施するための一形態における透光性セラミックス気密容器を示す断面図である。なお、図において、図1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。本形態において、透光性セラミックス気密容器1の包囲部1aは、高圧放電ランプの垂直点灯姿勢において、上側膨出部の肉厚t1が下側膨出部の肉厚t2より大きく形成され、かつ下部から上部まで肉厚が連続的に増大している。
ΔT during vertical lighting; 120 ° C
Luminous efficiency (lamp power 100W): 80lm / W
30% of rupture due to cracks occurred in the translucent ceramic hermetic container up to 1000 hours of life test.

FIG. 2 is a cross-sectional view showing a translucent ceramic hermetic container in one embodiment for carrying out the second invention. In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, the surrounding portion 1a of the translucent ceramic hermetic container 1 is formed such that the wall thickness t1 of the upper bulge portion is larger than the wall thickness t2 of the lower bulge portion in the vertical lighting posture of the high-pressure discharge lamp. The wall thickness increases continuously from the bottom to the top.

図3は、第3の発明を実施するための一形態を示す断面図である。なお、図において、図1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。本形態において、一対の電極2K、2Aは、高圧放電ランプの垂直点灯姿勢において、電極2Kが陰極であり、かつ上側膨出部1a1の内部に臨んでいる。また、電極2Kは、電流導入導体2の先端側2aより細い。これに対して、電極2Aが陽極であり、かつ下側膨出部1a2の内部に臨んでいる。また、電極2Aは、2aより太い。   FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment for carrying out the third invention. In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, the pair of electrodes 2K, 2A faces the inside of the upper bulging portion 1a1 in the vertical lighting posture of the high-pressure discharge lamp, with the electrode 2K being a cathode. The electrode 2K is thinner than the distal end side 2a of the current introduction conductor 2. On the other hand, the electrode 2A is an anode and faces the inside of the lower bulging portion 1a2. The electrode 2A is thicker than 2a.

実施例2は、図3に示す高圧放電ランプである。   Example 2 is a high-pressure discharge lamp shown in FIG.

透光性セラミックス気密容器:一体成形の透光性多結晶アルミナセラミックス製、
包囲部;管軸方向の長さ8mm、最大内径6mm、楕円球状内面形状、
肉厚0.5mm
小径筒部;内径0.7mm、肉厚0.5mm、長さ13mm
一対の電極 ;陰極直径0.25mm、陽極直径0.4mm、先端球状部直径0.6mm
放電媒体 :CsI-NaI-TlI-ZnI2=4.0mg、Xe13気圧
その他は、実施例1と同じ仕様である。
Translucent ceramic hermetic container: made of integrally molded translucent polycrystalline alumina ceramics,
Enclosed part: 8mm length in the tube axis direction, maximum inner diameter 6mm, oval spherical inner shape,
Wall thickness 0.5mm
Small-diameter cylindrical part: 0.7mm inner diameter, 0.5mm wall thickness, 13mm length
A pair of electrodes: Cathode diameter 0.25mm, anode diameter 0.4mm, tip spherical part diameter 0.6mm
Discharge medium: CsI-NaI-TlI-ZnI 2 = 4.0 mg, Xe13 atmospheric pressure Other specifications are the same as those in Example 1.

垂直姿勢の直流点灯時のΔT:50℃
発光効率(ランプ電力35W):80lm/W
ライフ試験1000時間で透光性気密容器のクラックによる破裂発生は5%であった。
ΔT during DC lighting in a vertical position: 50 ° C
Luminous efficiency (lamp power 35W): 80lm / W
The occurrence of rupture due to cracks in the light-transmitting airtight container was 5% after 1000 hours of life test.

第1の発明の高圧放電ランプを実施するための一形態を示す断面図Sectional drawing which shows one form for implementing the high pressure discharge lamp of 1st invention 第2の発明の高圧放電ランプを実施するための一形態における透光性セラミックス気密容器の断面図Sectional drawing of the translucent ceramics airtight container in one form for implementing the high pressure discharge lamp of 2nd invention 第3の発明の高圧放電ランプを実施するための一形態を示す断面図Sectional drawing which shows one form for implementing the high pressure discharge lamp of 3rd invention

符号の説明Explanation of symbols

1…透光性セラミックス気密容器、1a…包囲部、1b…小径筒部、1b1…係止段部、2…電流導入導体、2a…基端側、2b…先端側、3…電極、SP…封止部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Translucent ceramic airtight container, 1a ... Enveloping part, 1b ... Small diameter cylinder part, 1b1 ... Locking step part, 2 ... Current introduction conductor, 2a ... Base end side, 2b ... Tip side, 3 ... Electrode, SP ... Sealing part

Claims (4)

垂直点灯姿勢のときに上側膨出部、内径が小さい下側膨出部および上側膨出部と下側膨出部の間を連続面で接続する接続部を備えた上下非対称膨出形状を有し内部に放電空間が形成される包囲部ならびに包囲部の内部に連通した一対の小径筒状部が一体成形されてなり、かつ小径筒状部の部分に形成された封止部を備えている透光性セラミックス気密容器と;
透光性気密容器の封止部を気密に貫通して内部に導入された一対の電流導入導体と;
電流導入導体の先端部に配設されて透光性気密容器の包囲部の内部において上側電極が上側膨出部内に臨み、下側電極が下側膨出部内に臨み、先端間が離間対向している一対の電極と;
発光金属のハロゲン化物および1気圧以上の圧力で封入された希ガスを含み、かつ水銀を本質的に含まないで透光性気密容器の包囲部の内部に封入された放電媒体と;
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
It has an up-and-down asymmetrical bulging shape with an upper bulging part, a lower bulging part with a small inner diameter, and a connecting part that connects the upper bulging part and the lower bulging part with a continuous surface in the vertical lighting position. And an enclosing portion in which a discharge space is formed and a pair of small-diameter cylindrical portions communicating with the inside of the enclosing portion are integrally formed, and includes a sealing portion formed in a portion of the small-diameter cylindrical portion. A translucent ceramic hermetic container;
A pair of current-introducing conductors introduced air-tightly through the sealing portion of the translucent air-tight container;
The upper electrode faces the upper bulging portion, the lower electrode faces the lower bulging portion, and the tips are spaced apart from each other. A pair of electrodes;
A discharge medium containing a halide of a luminescent metal and a rare gas sealed at a pressure of 1 atm or more, and being essentially free of mercury and sealed inside the enclosure of the translucent airtight container;
A high-pressure discharge lamp comprising:
垂直点灯姿勢のときに下部から上部まで肉厚が連続的に増大していて内部に放電空間が形成される包囲部ならびに包囲部の内部に連通した一対の小径筒状部が一体成形されてなり、かつ小径筒状部の部分に形成された封止部を備えている透光性セラミックス気密容器と;
透光性気密容器の封止部を気密に貫通して内部に導入された一対の電流導入導体と;
電流導入導体の先端部に配設されて透光性気密容器の包囲部の内部において上側電極が上部内に臨み、下側電極が下部内に臨み、先端間が離間対向している一対の電極と;
発光金属のハロゲン化物および1気圧以上の圧力で封入された希ガスを含み、かつ水銀を本質的に含まないで透光性気密容器の包囲部の内部に封入された放電媒体と;
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
An enclosure in which the wall thickness is continuously increased from the lower part to the upper part in the vertical lighting posture and a discharge space is formed inside, and a pair of small-diameter cylindrical parts communicating with the inside of the enclosure part are integrally formed. And a translucent ceramic hermetic container provided with a sealing portion formed in the small diameter cylindrical portion;
A pair of current-introducing conductors introduced air-tightly through the sealing portion of the translucent air-tight container;
A pair of electrodes disposed at the tip of the current introduction conductor, the upper electrode faces the upper part, the lower electrode faces the lower part, and the tips are spaced apart from each other inside the enclosure of the translucent airtight container When;
A discharge medium containing a halide of a luminescent metal and a rare gas sealed at a pressure of 1 atm or more, and being essentially free of mercury and sealed inside the enclosure of the translucent airtight container;
A high-pressure discharge lamp comprising:
内部に放電空間が形成される包囲部ならびに包囲部の内部に連通した一対の小径筒状部が一体成形されてなり、かつ小径筒状部の部分に形成された封止部を備えている透光性セラミックス気密容器と;
透光性気密容器の封止部を気密に貫通して内部に導入された一対の電流導入導体と;
垂直点灯姿勢のときに電流導入導体の先端部に配設されて透光性気密容器の包囲部の内部において先端間が離間対向していて上部側が陰極で、下部側が陽極からなる一対の電極と;
発光金属のハロゲン化物および1気圧以上の圧力で封入された希ガスを含み、かつ水銀を本質的に含まないで透光性気密容器の包囲部の内部に封入された放電媒体と;
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
An enclosing portion in which a discharge space is formed and a pair of small-diameter cylindrical portions communicating with the inside of the enclosing portion are integrally formed and includes a sealing portion formed in the small-diameter cylindrical portion. An optical ceramic airtight container;
A pair of current-introducing conductors introduced air-tightly through the sealing portion of the translucent air-tight container;
A pair of electrodes which are disposed at the tip of the current introduction conductor in the vertical lighting position and are opposed to each other at the inside of the surrounding portion of the translucent airtight container, the upper side being a cathode and the lower side being an anode. ;
A discharge medium containing a halide of a luminescent metal and a rare gas sealed at a pressure of 1 atm or more, and being essentially free of mercury and sealed inside the enclosure of the translucent airtight container;
A high-pressure discharge lamp comprising:
透光性セラミックス気密容器は、安定点灯状態における包囲部の上下部の外表面温度が、一対の電極間の距離をG(mm)としたとき、包囲部の管軸方向に沿った長さの中心から上下にG/2のそれぞれの位置における温度差ΔT(℃)で、数式:ΔT≦100を満足することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一記載の高圧放電ランプ。   The translucent ceramic hermetic container has a length along the tube axis direction of the surrounding portion when the outer surface temperature of the upper and lower portions of the surrounding portion in the stable lighting state is G (mm) between the pair of electrodes. 4. The high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein a temperature difference ΔT (° C.) at each position of G / 2 from the center to the top and bottom satisfies the formula: ΔT ≦ 100.
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