JP2780941B2 - セラミック放電管を備えた高圧放電灯、その放電管に適した焼結体並びにその焼結体の製造方法 - Google Patents

セラミック放電管を備えた高圧放電灯、その放電管に適した焼結体並びにその焼結体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、セラミック放電管の製造に適し
た焼結体、及びその製造方法に関するものであり、更
に、かかるセラミック放電管を備えた高圧放電灯、特
に、高圧ナトリウムランプ、及びメタルハライドランプ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】独国特許出願第３２０１７５０号におい
て、結晶粒の成長を制御する目的で、焼結剤として０．
０２〜０．５重量％の酸化マグネシウムが添加されたア
ルミナから透光性焼結体を製造する方法が開示されてい
る。このアルミナに、更に、０．００５〜０．１重量％
の酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム若しくは酸化セリ
ウムを添加することによって、その焼結体において高い
機械的強度と透光性が得られることとなる。
【０００３】さらに、独国特許出願第２０４２３７９号
においては、高圧放電灯の放電管として使用される透光
性アルミナ焼結体とその製法が記載されている。このア
ルミナ焼結体には、０．０１〜０．１重量％のＭｇＯ、
０．０５〜０．５重量％のＹ 2 Ｏ3 、及び０．０５〜
０．５重量％のＬａ2 Ｏ3 が添加されている。このよう
な焼結体においては、充分な透光性と、高圧放電灯のオ
ン・オフ操作に伴って繰り返し付加される熱負荷に耐え
るために、高い機械的強度が求められる。
【０００４】また、独国特許出願第３１０８６７７号に
おいては、焼結体とその製法が開示されている。この焼
結体は、０．０３〜０．１５重量％のＭｇＯ、０．００
２〜０．０７重量％のＺｒＯ2 、及び／または０．００
３〜０．１２重量％のＨｆＯ 2 が添加されたアルミナを
主として含んで構成される。ＭｇＯは、結晶粒の成長を
制御するばかりでなく、焼結体に高度の透光性を与え、
また、セラミック中の残留気孔を除去する働きをする。
他の二つの酸化物：ＺｒＯ2 とＨｆＯ2 は、スピネル相
（Ａｌ2 Ｏ3 とＭｇＯの混晶）の析出を防止し、更に
は、結晶粒の成長を制御する。
【０００５】これらの焼結体は、特に有利には、高圧ナ
トリウム放電灯と共に用いられるものである（欧州特許
出願第１１０２４８号及び同第１１０２４９号を参照の
こと）。
【０００６】上記出願の各公報の内容を、ここに引用す
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高圧放電灯
に用いられるセラミック焼結体の負荷容量を向上し、ま
た、放電灯自体の負荷容量をも向上させることを目的と
するものである。ここでいう負荷とは、放電灯の作動中
に焼結体に加わる壁面熱負荷、及び放電管として使用さ
れる焼結体の壁面温度を意味するものである。また、こ
のような焼結体を製造する方法を提供することも、本発
明の目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項
１、６及び９に記載の特徴によって達成される。また、
本発明の特に有利な態様は従属請求項に記載されてい
る。
【０００９】
【具体的構成】セラミック放電管を備えた高圧放電灯の
分野における技術の向上は、発光効率と光束を高め、演
色性Ｒａを向上させることを目的としている。この目的
を達成するために、セラミック放電管の壁部の温度を高
めることが考えられる。通常では、このために、放電管
の寸法を大きくして、そのセラミック材料に熱的過負荷
がかからないようにしている。しかしながら、この場合
には、充分に高いナトリウム分圧が維持されなければな
らない。このためには、例えば、蓄熱紙などを使う方法
が知られている（独国実用新案第８９０７８４８号参
照）。
【００１０】本発明においては、従来とは全く異なる方
法によって、放電管を形成するセラミック材料が有する
特徴を向上させ、放電管の小寸法化と壁部における高温
度の達成を可能にしている。従来、数多くの刊行物が、
放電灯製造用のセラミック焼結体の添加剤に関係してい
る。しかし、これら刊行物からは、この技術分野におい
ては最早これ以上の進歩はなく、個々の添加剤の添加量
が、その添加剤の種類によって一次的に決まってしまう
ような印象を受ける。
【００１１】しかしながら、驚くべきことに、三種類の
添加剤、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、及びＹ 2 Ｏ3 が共に用いら
れると、これら三種類の物質間で相互作用が起こり、こ
れら添加剤の単なる添加の結果よりも明らかに優れた特
徴をセラミック材料に付与することが可能となることが
見出されたのである。従来技術で考えられた添加剤は、
ＭｇＯとＺｒＯ2 、或いはＭｇＯ、Ｙ2 Ｏ3 及びＬａ2
Ｏ3 の組み合わせのどちらかであり、しかも、どの物質
も比較的多量に用いられていた。しかしながら、これら
ＭｇＯ、Ｌａ2 Ｏ3 及びＹ2 Ｏ3 を添加しても、満足の
ゆく結果が得られないことがわかった。即ち、その添加
の結果得られるセラミックは、ＭｇＯだけが添加された
セラミックよりも品質的に劣るということがわかったの
である。
【００１２】本発明においては、三種類の物質、即ちＭ
ｇＯ、ＺｒＯ2 及びＹ2 Ｏ3 を、同時に、しかも少量添
加するのである。その添加量は、重量割合において、酸
化マグネシウム（ＭｇＯ）が１００〜８００ｐｐｍ、好
ましくは１００〜６００ｐｐｍ、特に好ましくは１５０
〜２８０ｐｐｍ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）が、２
００〜１２００ｐｐｍ、好ましくは２００〜８００ｐｐ
ｍ、特に好ましくは３００〜６００ｐｐｍ、そして酸化
イットリウム（Ｙ2 Ｏ3 ）が、１０〜３００ｐｐｍ、好
ましくは１０〜１５０ｐｐｍ、特に好ましくは２０〜７
５ｐｐｍである。
【００１３】本発明の好ましい態様においては、これら
添加剤の相対的割合、即ちＭｇＯ：ＺｒＯ2 ：Ｙ2 Ｏ3
は、以下のようにして定められる。即ち、ＭｇＯとＺｒ
Ｏ2の量が同じ桁数で表される程度、例えば、３：１か
ら１：３の間の範囲が好ましい。それに対して、Ｙ2 Ｏ
3 の割合はかなり小さめに設定され、ＺｒＯ2 量の３％
から２０％の間とされる。この割合の選定は、本発明に
おいて特に重要な意味を持つ。
【００１４】酸化イットリウムの添加を酸化ジルコニウ
ムの添加と同時に行うと、放電管内のナトリウムやアル
ミニウムが放電灯の外管へ拡散し、外管の壁部が黒化す
るのを防ぐのに重要な役割を果たすこととなる。温度が
上昇するにつれて，ＺｒＯ2の単斜晶系が、１２００℃
で正方晶系に、更に２２００℃で立方晶系となり、その
セラミック材料の密度が変化する。例えば、放電灯の作
動中のような比較的低温状態の時、ＺｒＯ2 の微結晶の
幾らかは高温変態の状態のまま存在しており、その高密
度の故に周囲に存在するＡｌ2 Ｏ3 のマトリックスに安
定化圧縮応力を生ぜしめるのである。
【００１５】このような高温変態の微結晶は、当量的に
釣り合ったＹ2 Ｏ3 を添加することによって、更に安定
化させられることとなる。このようにして、安定化され
たセラミック材料の強度が高められるのである。この圧
縮応力によって、セラミック内における微小亀裂の発生
が妨げられ、また、ナトリウムやアルミニウムがセラミ
ック放電管から放電灯の外管へ拡散するのをかなり防ぐ
ことができるのである。更には、外管の黒化が起こらな
いので、放電管の発光効率が放電管の寿命を通して一定
であることが可能となる。また、有利には、酸化ジルコ
ニウムと酸化イットリウムが、それら二つの物質が結合
した化合物の状態でアルミナ粉末に添加される。特に少
量（１０〜５０ｐｐｍ）の酸化イットリウムを使用する
場合には、部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ）を用いるこ
とが極めて望ましい。なぜなら、そうしない限り、これ
ら少量の酸化イットリウムや酸化ジルコニウムはアルミ
ナマトリックス中に微細に拡散して結合しなくなるから
である。部分安定化ジルコニアとしては、例えば『Ｊ．
Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．』、７５、１２２９〜１２
３８、１９９２に記載されているものが知られている。
しかしながら、部分安定化ジルコニアが添加剤として極
めて少量使用される際に、その安定化特性がアルミナマ
トリックスにおいても効果的に働くということは、現在
に至るまで考慮されなかったのである。比較的多量（通
常１００ｐｐｍ以上）の酸化イットリウムを用いる際に
は、その一部或いは全部が、酸化ジルコニウムとは別に
添加されてもよい。なぜなら、酸化イットリウムが多量
に用いられる場合には、それら二つの成分の結合がより
容易になり、及び／または、少量の結合されなかった酸
化イットリウムは有益だからである。実際、セラミック
材料中においては、ＺｒＯ2 とＹ2 Ｏ3 の二つの成分が
結合する傾向が見られる。それら二つの成分は、室温で
は、二成分ＺｒＯ2 とＹ2 Ｏ3 の比が３：１である液滴
構造に似た特殊な相を、高温影響下において（放電灯作
動中における高温下で）形成することがある。
【００１６】ＭｇＯの添加下限量は１００ｐｐｍであ
る。ＭｇＯの割合がそれより少ない場合には、焼結体の
結晶粒成長が不均一に増加し、セラミック焼結体の機械
的強度の向上を阻害することになる。ＭｇＯ量が６００
ｐｐｍ以上になると、結晶中に第二次相が形成されはじ
め、放電管内のナトリウムが放電灯の外管へ拡散し易く
なる。このことから、ＭｇＯの最大添加許容量は、８０
０ｐｐｍとされる。従って、比較的少量の、特には１５
０〜２８０ｐｐｍのＭｇＯであることが望ましい。
【００１７】ＺｒＯ2 を添加することによって、焼結体
の高温に対する耐性と、放電管内封入物の浸食成分、と
りわけナトリウムに対する耐性を向上させることが可能
になる。このようなナトリウムの浸食性は、放電灯の作
動圧力が高いときに、特に強いものとなる。ＺｒＯ2 量
が２００ｐｐｍ未満であると、充分な効果が得られな
い。また、８００ｐｐｍ以上になると、望ましくない現
象が現れてくる。即ち、結晶粒成長の増加が最終的に
は、つまりＺｒＯ2 量が１２００ｐｐｍを超えたとき
に、焼結体の機械的強度と密度に好ましくない影響を与
えるのである。従って、約１００〜５００ｐｐｍのＭｇ
Ｏと約３００〜６００ｐｐｍのＺｒＯ2 が同時に用いら
れたときに、特に好ましい結果が得られることとなる。
また、前述したように、これにさらに少量のＹ2 Ｏ3 を
添加することによって驚くべき効果が数多く得られる。
このＹ2 Ｏ3 の添加によって、ＭｇＯとＺｒＯ2 の割合
を減少させることが可能となるのである。
【００１８】ＭｇＯの添加は、結晶中に第二次相が形成
されるのを抑制する上で極めて有利である。この効果
は、放電灯が２０００時間以上継続して使用されたとき
に明らかになる。また、ＺｒＯ2 の添加は、セラミック
の機械的安定度の点から有利である。とりわけ、透光性
の著しい増加と、更には放電管内封入物の外管への拡散
防止において著しい向上がみられることとなる。
【００１９】Ｙ2 Ｏ3 の添加量が約１０ｐｐｍ以下であ
る場合には、特に有益な効果は認められない。また、Ｙ
2 Ｏ3 の添加量が１５０ｐｐｍ以上になると、結晶粒成
長が不均一に加速され始め、放電管の透光性に悪影響を
及ぼす。それ故に、Ｙ2 Ｏ3量は、３００ｐｐｍを超え
てはならない。Ｙ2 Ｏ3 の添加によって得られる特に際
立った特徴は、その添加量が、それによって取って替わ
られるＭｇＯとＺｒＯ 2 の量に比べて、極めて少ないと
いうことである。
【００２０】これら添加剤の、特に好ましい割合は、Ｍ
ｇＯが１５０〜２８０ｐｐｍ、ＺｒＯ2 が３００〜６０
０ｐｐｍ、そしてＹ2 Ｏ3 が２０〜７５ｐｐｍである。
【００２１】従来技術によるＹ2 Ｏ3 の添加方法は、結
果的には高圧放電灯の製造には不利であるということが
明らかである。なぜなら、従来の方法では、Ｙ2 Ｏ3 を
ＺｒＯ2 と同時に添加することについては、特に言及し
ていないからである。また、そのような公知の通常の製
造方法で得られた高圧放電灯においては、その透光性と
機械的強度において不規則なばらつきが生じてしまうの
である。しかしながら、本発明においては、添加剤の好
ましい添加量はごく少量であり、そのようなばらつきは
大きな影響を与えるものではない。
【００２２】高圧放電灯の製造に際しては、セラミック
材料がナトリウムやアルミニウムの拡散に対して高い耐
性を持つことが極めて有利であるということが明白であ
る。本発明においては、セラミック放電管の壁面温度が
従来の１１００℃から１２００℃よりおよそ１５％高い
値まで選択可能となることから、１３５０℃までの値を
達成することが可能となる。
【００２３】放電管の壁面負荷は、従来技術による放電
管のそれよりも６０％高い値まで選択可能となる。即
ち、特には、２５Ｗ／ｃｍ2 となる。
【００２４】放電管は、通常、管状を呈する。より詳細
には、円筒管状或いは突き出し状の円筒管状であり、屈
曲（カーブ）していたり、例えばＵ字形のように角度が
つけられていてもよい。そうすることによって、放電管
の内径を１０〜１５％削減することができ、放電管を形
成するセラミック材料や放電管の中に充填される封入物
の量を少なくし、更には、放電灯の寸法を小さくするこ
とが可能になる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明を、幾つかの実施例に基き、詳
細に説明する。
【００２６】図１は、出力定格約３５Ｗ〜１０００Ｗで
使用される高圧ナトリウム放電灯の略図である。この放
電灯は、硬質ガラスから成る外管（outer bulb) １を含
む。この外管１は、図示されるような円筒状であった
り、或いは楕円形であり、ねじ込み口金２を備えてい
る。２本の電流供給ワイヤ４、５が、外管１のステム３
に溶封され、外管１内中央に配設された円筒管状セラミ
ック放電管６を、外管１の軸方向に支持している。短い
方の電流供給ワイヤ４は、放電管６の基部に近い方の端
部７において、図示されていない第一の電極を、放電管
６の端子（base contact) に接続する。長い方の電流供
給ワイヤ５は、放電管６の基部から遠い方の端部８から
セラミック放電管６に沿って延び、その端部８で第二の
電極を第二の端子に接続する。セラミック放電管６は、
１００〜６００ｐｐｍのＭｇＯ、２００〜８００ｐｐｍ
のＺｒＯ2 、及び１０〜１５０ｐｐｍのＹ2 Ｏ3 が添加
された多結晶質アルミナセラミックから成る。放電管６
の端部７、８は、例えば、主としてアルミナから成るセ
ラミックプラグ９によって閉塞され、そのセラミックプ
ラグ９を通して、気密密閉されたニオブ導管(feed-thro
ugh)１０が放電管６の内部を前記二つの電極に向かって
延びている。放電管６内には、例えばキセノンや、アル
ゴン或いはネオンの混合物のような不活性な基礎ガス
と、ナトリウムが封入される。このナトリウムは、ナト
リウムアマルガムの形態で導入されることが多いが、放
電管内においては、他の形態で存在し得る。この高圧放
電灯については、前述の刊行物において、より詳細に記
述されている（更には、米国特許第５，１９２，２３９
号を参照のこと）。
【００２７】図２、３及び４は、セラミック放電管を備
えた定格２５０Ｗの高圧ナトリウム放電灯の幾つかにつ
いて、その特徴をグラフに表したものであり、そのセラ
ミック放電管を形成するアルミナセラミックは、それぞ
れ、以下の材料が添加されている。 （ａ）５００ｐｐｍのＭｇＯと３００ｐｐｍのＺｒＯ2 （ｂ）５００ｐｐｍのＭｇＯと５００ｐｐｍのＺｒＯ2 （ｃ）５００ｐｐｍのＭｇＯと１０００ｐｐｍのＺｒＯ
2 （ｄ）５００ｐｐｍのＭｇＯ、４００ｐｐｍのＺｒ
Ｏ2 、及び５０ｐｐｍのＹ2Ｏ3
【００２８】この放電管は、内径４．８ｍｍ、壁厚０．
７ｍｍ、長さ８６ｍｍである（従来の放電管において
は、内径６．７ｍｍ、壁厚０．７５ｍｍ、長さ９４ｍｍ
であった）。図４のグラフに示されているように、９０
００時間まで示されている作動時間の関数としての作動
電圧は、５０ｐｐｍのＹ2 Ｏ3 の添加によって大きく影
響を受けることがわかる（グラフにおいて実線ｄで示さ
れている上記材料（ｄ）使用の放電管）。この材料
（ｄ）使用の放電管の９０００時間における作動電圧値
は、Ｙ2 Ｏ3 が添加されていないセラミック材料使用の
放電管の作動電圧値より約１０％低くなっている。ま
た、図２のグラフからも明らかなように、発光効率の点
でも同様の効果があらわれる。即ち、５０ｐｐｍのＹ2
Ｏ3 を含む上記材料（ｄ）が添加されたセラミック放電
管の９０００時間以降における発光効率の低下は、１５
時間後の値に比べておよそ９％足らずであるのに対し、
Ｙ2 Ｏ3 を含まずにＭｇＯとＺｒＯ2 のみが添加された
セラミック材料（ａ）或いは（ｂ）使用の放電管におけ
る発光効率の低下はおよそ１５％である。図３のグラフ
からも明らかなように、光束の低下についても同様のこ
とがいえる。この材料（ｄ）の有利な特性は、放電灯の
１２０００時間以上の作動時間にわたって持続するもの
である。上記材料（ｄ）の、図２〜４のグラフで示され
た３つの特徴、即ち、発光効率、光束及び作動電圧の１
２０００時間以降の値は、その他の３つのセラミック材
料（ａ）〜（ｃ）の９０００時間以降のそれぞれの値よ
りも優れたものである。
【００２９】図５及び図６は、定格４００Ｗの放電灯に
ついての測定データをグラフに表したものである。この
放電灯は、キセノン２００ミリバール (ｍｂａｒ）と、
２４．５重量％のナトリウム割合をもつナトリウムアマ
ルガム３０mgとからなる改善された光色(De Luxe) 用封
入物が放電管内に充填されている。従来技術によって製
造されるこのタイプの放電灯は蓄熱手段を必要とし、そ
れによって円筒状の放電管内において充分に高い蒸気圧
を確保することが可能となる。このような従来の放電管
は、内径１０．９ｍｍ、壁厚０．７５ｍｍ、長さ１０
２．０ｍｍの寸法をもち、７５０ｐｐｍのＭｇＯが添加
された多結晶質アルミナから形成される。この放電灯の
作動電圧は１０５Ｖ、光束は３８．５ｋｌｍ、そして演
色性はＲａ５７である。
【００３０】本発明による放電灯は４００ｐｐｍのＺｒ
Ｏ2 、２００ｐｐｍのＭｇＯ、及び２０ｐｐｍのＹ2 Ｏ
3 が添加された材料から形成される放電管を備え、その
円筒状放電管においては、従来必要であった蓄熱手段が
不用となり、内径８．０ｍｍ、壁厚０．７５ｍｍ、長さ
８０．０ｍｍの寸法をもって形成される。このような放
電管を有する放電灯においては、光束を４０．０ｋｌ
ｍ、演色性をＲａ６０にまで増加させることが可能とな
る。
【００３１】図５及び図６は、それぞれ、作動動間１０
０時間経過後の放電灯において、作動電圧を理論値１０
５Ｖ近傍で変動させた時の演色性と発光効率の変化を表
したグラフである。それらグラフにおいて、十字形の測
定点（＋）は従来の放電管を備えた放電灯における測定
結果を表し、円形の測定点（●）は本発明による、イッ
トリウムを含んで形成された、小型化された放電管を備
えた放電灯における測定結果を表す。発光効率に関して
は、イットリウムを含んで形成されているが、寸法は従
来通りの放電管を備えた放電灯についても測定結果がＸ
字形の測定点（Ｘ）で示されている。図５のグラフから
も明らかなように、本発明による放電灯における演色性
は、従来の放電灯に比して約１０％増加していることが
わかる。即ち、１００Ｖの作動電圧で演色性がＲａ５４
からＲａ５８と約７％の増加を示し、また、１０５Ｖの
作動電圧でＲａ５７からＲａ６４と約１２％の増加を示
している。発光効率に関しては、図６のグラフからも明
らかなように、１０５Ｖの作動電圧で、従来の放電管に
おける発光効率が約９７ｌｍ／Ｗであるのに対し、本発
明の放電管においては、１０５ｌｍ／Ｗの値を示し、従
来に比べて８％の増加となっていることがわかる。
【００３２】図７のグラフは、定格７０Ｗを有し、放電
管内に圧力３０ミリバール（ｍｂａｒ）のキセノンと１
８．４重量％のナトリウム割合をもつナトリウムアマル
ガム３０ｍｇとが封入物として充填されている放電灯に
ついて、発光効率と光束を測定した結果をそれぞれグラ
フに表したものである。これらグラフからも明らかなよ
うに、７５０ｐｐｍのＭｇＯが添加されたアルミナから
成る従来のセラミック放電管を備えた放電灯（グラフ
中、実線１で示される）においては、その使用期間にわ
たって発光効率（ルーメン／ワット）と光束（キロルー
メン）においてかなりの低下がみられる。放電灯の作動
時間約９０００時間後、発光効率と光束は共に、放電灯
使用開始直後の値のおよそ３分の２にまで低下してい
る。これに対し、４００ｐｐｍのＺｒＯ2 、２００ｐｐ
ｍのＭｇＯ、及び２０ｐｐｍのＹ2 Ｏ 3 が添加されたイ
ットリウムを含むセラミックから成る本発明のセラミッ
ク放電管を備えた放電灯（グラフ中、実線２で示され
る）においては、発光効率、光束共に使用開始直後の値
を殆ど維持し続けている。比較を容易にするために、測
定はすべて内径３．３ｍｍのセラミック管を使用して行
ったが、従来の放電管は内径３．７ｍｍであるので実際
には壁面負荷が２６％高いことになる。
【００３３】本発明による焼結体の製造は、主に、前記
刊行物に記載の何れかの方法によって行われる。スター
ト材料は主として均一に分散せしめられたアルミナで、
それに、１００〜８００ｐｐｍのＭｇＯ（或いは当量の
ＭｇＯ前駆体、例えばマグネシウムの硝酸塩）、２００
〜１２００ｐｐｍのＺｒＯ2 （或いは当量のＺｒＯ2前
駆体）、及び１０〜３００ｐｐｍのＹ2 Ｏ3 （或いは当
量のＹ2 Ｏ3 前駆体）とが混合される。好ましくは、酸
化イットリウムと酸化ジルコニウムは部分安定化ジルコ
ニア（ＰＳＺ）材料として添加されることが望ましい。
アルミナは、その混合物中、アルファ相で存在する。こ
の分散体を成形し、その成形体を予備焼成し、更には１
７００℃以上の水素雰囲気下、より好ましくは真空下に
おいて、最終焼成することによって、求める焼結体が得
られるのである。
【００３４】焼結体の製造過程において、ＭｇＯを作用
させるのに必要な高温及び放電灯作動中における高温の
ために、初めに添加したＭｇＯ量が僅かに減少すること
がある。この減少量は、添加量全体の１０％程度であ
る。例えば、アルミナ粉末中におけるＭｇＯの添加量が
５００ｐｐｍであった場合、完成した放電灯の放電管内
に存在するＭｇＯ量が４５５ｐｐｍという場合もある。
しかしながら、添加剤は、得られた焼結体において、初
めの添加量を維持し続けることもある。
【００３５】本発明によるセラミック放電管の両端部を
閉塞するセラミックプラグは、セラミック放電管と同じ
か、或いは同様の材料にて形成され得る。
【００３６】本発明の他の態様として、メタルハライド
ランプがある。このメタルハライドランプは、前述のよ
うに、ＭｇＯ、ＺｒＯ2 、及びＹ2 Ｏ3 が添加されたア
ルミナから形成されたセラミック放電管を備えている。
この放電管内には、基礎ガスとしてアルゴン、蒸発性ガ
スとして水銀、そして少量の金属ハライド、特に、ナト
リウムハロゲン化物、好ましくはヨウ化ナトリウム（ナ
トリウムヨウ化物）を含む金属ハライドが、封入物とし
て充填される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う高圧ナトリウム放電灯の一例を切
り欠いて示す斜視説明図である。
【図２】本発明によるセラミック放電管を有する高圧ナ
トリウム放電灯と従来の放電管を有する放電灯との間
で、作動時間に対する発光効率の変化を測定した結果を
表したグラフである。
【図３】本発明によるセラミック放電管を有する高圧ナ
トリウム放電灯と従来の放電管を有する放電灯との間
で、作動時間に対する光束の変化を測定した結果を表し
たグラフである。
【図４】本発明によるセラミック放電管を有する高圧ナ
トリウム放電灯と従来の放電管を有する放電灯との間
で、作動時間に対する作動電圧の変化を測定した結果を
表したグラフである。
【図５】１００時間使用後の出力定格４００Ｗを有する
本発明による高圧ナトリウム放電灯と従来の放電灯との
間で、演色性を作動電圧の関数として比較測定した結果
を表したグラフである。
【図６】１００時間使用後の出力定格４００Ｗを有する
本発明による高圧ナトリウム放電灯と従来の放電灯との
間で、発光効率を作動電圧の関数として比較測定した結
果を表したグラフである。
【図７】それぞれ出力定格７０Ｗを有する本発明による
高圧ナトリウム放電灯と従来の放電灯との間で、作動時
間に対する発光効率と光束の変化を測定した結果を、そ
れぞれグラフに表したものである。
【符号の説明】
１ 外管 ２ ねじ込み口金 ３ ステム ４ 電流供給ワイヤ ５ 電流供給ワイヤ ６ セラミック放電管 ７ 端部 ８ 端部 ９ セラミックプラグ １０ ニオブ導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｊ 61/34 Ｃ０４Ｂ 35/10 Ｃ 35/44 (72)発明者 土井 純一 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日本碍子株式会社内 (72)発明者 リタ・ティート ドイツ連邦共和国 ディー−13125 ベ ルリンシュトラーセ 71 ナンバー13 (72)発明者 ヘルムート・ヴェスケ ドイツ連邦共和国 ディー−14163 ベ ルリンデュエッペルシュトラーセ 27 (56)参考文献 特開 昭62−119184（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−260856（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−370648（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−15304（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 61/30 H01J 9/24 H01J 61/34 C04B 35/115 C04B 35/119 C04B 35/44

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 主として酸化マグネシウムと酸化ジルコ
    ニウムが添加されたアルミナで形成される、高圧放電灯
    に用いられる放電管の製造に適した透光性多結晶質焼結
    体にして、該焼結体が、添加材料として、重量ｐｐｍ
    で、１００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍ、好ましくは１００ｐ
    ｐｍ〜６００ｐｐｍのＭｇＯ、２００ｐｐｍ〜１２００
    ｐｐｍ、好ましくは２００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍのＺｒ
    Ｏ2 、及び１０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍ、好ましくは１０
    ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍのＹ2 Ｏ3なる成分を含むアルミ
    ナで形成されていることを特徴とする透光性多結晶質焼
    結体。
  2. 【請求項２】 前記添加材料が、１５０ｐｐｍ〜２８０
    ｐｐｍのＭｇＯを含むことを特徴とする請求項１記載の
    焼結体。
  3. 【請求項３】 前記添加材料が、３００ｐｐｍ〜６００
    ｐｐｍのＺｒＯ2 を含むことを特徴とする請求項１記載
    の焼結体。
  4. 【請求項４】 前記添加材料が、２０ｐｐｍ〜７５ｐｐ
    ｍのＹ2 Ｏ3 を含むことを特徴とする請求項１記載の焼
    結体。
  5. 【請求項５】 前記ＺｒＯ2 とＹ2 Ｏ3 の重量比が、お
    よそ５：１から２０：１であることを特徴とする請求項
    １乃至請求項４の何れかに記載の焼結体。
  6. 【請求項６】 セラミック放電管（６）を備えた高圧放
    電灯で、該セラミック放電管が、その端部（７、８）近
    傍に電極を含み、さらにその内部に少なくとも一つの蒸
    発性金属と不活性な基礎ガスとを含むセラミック放電管
    にして、該セラミック放電管が、請求項１乃至請求項５
    の何れかに記載の、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウ
    ム、及び酸化イットリウムが添加された透光性多結晶質
    アルミナセラミックから成ることを特徴とする高圧放電
    灯。
  7. 【請求項７】 前記放電管（６）が、透明な外管（１）
    にて覆われていることを特徴とする請求項６記載の高圧
    放電灯。
  8. 【請求項８】 前記放電管（６）が、基礎ガスとして少
    なくとも一つの希ガスと、蒸発性金属として少なくとも
    ナトリウム及び／または水銀を含むことを特徴とする請
    求項６記載の高圧放電灯。
  9. 【請求項９】 請求項１及び請求項６に記載の透光性多
    結晶質焼結体の製造方法にして、 ａ）アルミナ粉末に、それぞれ重量で、１００ｐｐｍ〜
    ８００ｐｐｍのＭｇＯまたは当量のＭｇＯ前駆体、２０
    ０ｐｐｍ〜１２００ｐｐｍのＺｒＯ2 または当量のＺｒ
    Ｏ2 前駆体、及び１０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍのＹ2 Ｏ3
    または当量のＹ2 Ｏ3 前駆体を混合して、実質的に均一
    な分散体を形成する工程と、 ｂ）かかる分散体から放電管形状の成形体を成形し、該
    放電管形状成形体を予備焼成する工程と ｃ）予備焼成された前記成形体を、１７００℃以上の水
    素及び／または真空雰囲気下において最終焼成する工程
    と、を含むことを特徴とする焼結体の製造方法。
  10. 【請求項１０】 前記酸化イットリウム及び酸化ジルコ
    ニウムが、化合物として、特に、部分安定化ジルコニア
    （ＰＳＺ）として添加されることを特徴とする請求項９
    記載の焼結体の製造方法。
JP6305855A 1993-12-10 1994-12-09 セラミック放電管を備えた高圧放電灯、その放電管に適した焼結体並びにその焼結体の製造方法 Expired - Lifetime JP2780941B2 (ja)

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