JP3507179B2

JP3507179B2 - 高圧放電灯

Info

Publication number: JP3507179B2
Application number: JP06932395A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　　剛; 徳一新見
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 2004-03-15
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: US5783907A; DE69616605T2; EP0722183B1; DE69616605D1; EP0722183A2; JPH08250068A; EP0722183A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、セラミック放電管を使
用した高圧放電灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】こうした高圧放電灯においては、セラミ
ック放電管の両方の端部の内側に閉塞材（通常、セラミ
ックプラグと呼ばれている。）を挿通させ、各端部を閉
塞し、各閉塞材に貫通孔を設け、この貫通孔に金属電流
導体を挿通させている。この金属電流導体には所定の電
極を取り付け、セラミック放電管の内部空間にイオン化
発光物質を封入する。このような高圧放電灯としては、
高圧ナトリウム発光ランプ、メタルハライドランプが知
られており、特に、メタルハライドランプは、良好な演
色性を備えている。放電管の材質としてセラミックを使
用することによって、高温での使用が可能となった。

【０００３】図９（ａ）は、こうしたセラミック放電管
の端部の構造の好適例を示す断面図である。セラミック
放電管の本体１１は、両端がすぼまった管状をなしてお
り、本体１１の両端に円筒状の端部１２が設けられてい
る。本体１１および端部１２は、例えばアルミナ焼結体
からなる。本体１１の内面１１ａは曲面形状をなしてお
り、端部１２の内面１２ａは、本体の軸方向に見ると真
っ直ぐであるので、本体１１と端部１２との間に角部１
５が形成される。端部１２の内側には閉塞材３０が挿通
され、保持されており、閉塞材３０の軸方向に向かって
延びるように貫通孔３０ａが形成されている。貫通孔３
０ａ内には細長い電流導体５が挿通され、固定されてい
る。本例では、電流導体５は円筒形状をしており、その
内部空間５ａを通してイオン化発光物質を本体１１の内
部空間１３へと導入するようになっている。電流導体５
の外側の末端には、始動ガスおよびイオン化物質を封入
した後に封止する封止部５ｂが設けられており、また電
流導体５に対して電極軸７が接合されている。

【０００４】ここで、閉塞材３０の外形はほぼ円筒状で
あり、閉塞材３０の表面３０ｂはほぼ平坦面をなしてい
る。こうした閉塞材３０とセラミック放電管との間、閉
塞材３０と電流導体５との間を封止する必要があるが、
好適な例では、閉塞材の貫通孔に電流導体を挿通し、こ
の閉塞材を端部に挿通して組み立て体を製造し、この組
み立て体を一体焼結させる。この際、閉塞材３０の焼成
収縮率を、セラミック放電管の材質の焼成収縮率よりも
小さくすることによって、両者を密着させて封止し、ま
た閉塞材３０の材質の焼成収縮によって閉塞材と電流導
体とを封止することが知られている。通常は、更に閉塞
材３０からの電流導体５の突出部分の周囲にガラス層１
４を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者が検
討したところ、次のような問題点があることが判明して
きた。即ち、本体１１の内部空間１３にはメタルハライ
ド等を封入する。そして、高圧放電灯の点灯と消灯とを
繰り返して行うと、点灯時には、メタルハライドは大部
分は気相となっており、本体１１の内部空間１３内に分
布している。また、その一部はメタルハライドが液相状
態のまま残存しており、その中には温度が比較的低い端
部１２側へと向かって、矢印Ａのように流動してくるこ
ともある。本ランプに適用する発光効率を考慮した液相
状態のメタルハライドは、セラミック放電管に対して腐
食性を有しており、特にアルミナ焼結体に対しても腐食
性を有している。このため、長期間高圧放電灯を使用
し、点灯と消灯とを繰り返す実験を行うと、特に角部１
５の周囲が腐食され、図９（ｂ）に示すように、腐食面
３３が形成されてくることがあった。この腐食面３３
は、破線３１で示すもとの内面から見ると、矢印Ｂの方
向へと向かって、後退している。そして、腐食面３３に
沿って液相のメタルハライド３２が貯留し易くなるの
で、一層この腐食面に沿って腐食が進行し易くなる。こ
のような腐食が進行すると、高圧放電灯の破壊の原因と
なるので、腐食の発生を防止することが必要である。こ
の腐食の問題を解決するため、本発明者は、図１０に示
すように、閉塞材３４の内側の表面３４ａを角部１５と
接触する位置に配置することによって、角部１５の腐食
を抑制することも検討した。しかし、この方法でも、や
はり液相のメタルハライドの流動に伴って、例えば破線
３６で示すように、本体１１の内面１１ａの端部側およ
び閉塞材３４の内側表面３４ａが腐食される傾向のある
ことが判明してきた。こうした腐食によっても、やはり
本体１１の角部１５の近傍が腐食を受け、高圧放電灯の
寿命減少の原因となりうることが判った。

【０００６】さらに、特に、高圧放電灯が優れた演色性
を示し、その最冷点が７００℃以上である場合には、セ
ラミック材料に比較的大きなひずみが発生するため、点
灯−消灯サイクルを５００回程度繰り返すと、電流導体
と閉塞材との間にギャップが生じてくる場合があり、こ
のようなギャップの発生も、高圧放電灯の寿命減少の原
因となりうることが判った。

【０００７】本発明の課題は、セラミック放電管の腐
食、特にその本体と端部との中間領域における腐食を防
止し、併せて、点灯−消灯サイクルの繰り返しに際して
も電流導体と閉塞材との間におけるギャップの発生を抑
制してセラミック放電管の寿命を向上させることであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る高圧放電灯
は、内部空間にイオン化発光物質および始動ガスが充填
されたセラミック放電管であって、セラミック放電管の
本体の内面と端部の内面との間に角部が形成されている
セラミック放電管；セラミック放電管の端部の内側に少
なくとも一部が固定されている閉塞材であって、貫通孔
が設けられている閉塞材；および閉塞材の貫通孔に挿通
されている電流導体を備えており、閉塞材の内部空間側
の表面に、液相のイオン化発光物質を貯留するための貯
留用凹部が形成されていること、前記閉塞材が、前記端
部の内側に挿通されている内側部分と、この内側部分に
一体化され、前記端部の外側に位置する外側部分とを備
えており、前記内側部分が前記セラミック放電管と同種
の材質からなり、前記外側部分が、前記セラミック放電
管の材質の熱膨張係数と、前記電流導体の材質の熱膨張
係数との間の熱膨張係数を有する複合材料からなり、前
記電流導体が前記外側部分に対して気密に固定されてい
ること、並びに、前記本体の内面と前記貯留用凹部とが
段差なしに滑らかに連続していることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明者は、前述したような、セラミック放電
管の本体と端部との間の領域における腐食の問題を検討
していたが、この腐食を減少させることは困難であっ
た。このため、本発明者は、この腐食が進行するメカニ
ズムを再検討した結果、メタルハライドの液相の残部が
端部、特に角部の周辺領域に滞留しており、この部分の
腐食を促進させていることを見いだした。そして、閉塞
材自体の内部空間側の表面に、液相のイオン化発光物質
を貯留するための貯留用凹部を予め形成しておき、閉塞
材の貯留用凹部へと液相のメタルハライド等を貯留させ
ることを想到した。この結果、実際に液相のメタルハラ
イド等が閉塞材の貯留用凹部に貯留し、この際セラミッ
ク放電管の本体と端部との間の領域には貯留しにくくな
り、この部分の腐食が大幅に減少することを確認した。
ただし、閉塞材の貯留用凹部の周辺では腐食が進行する
が、閉塞材自体が腐食しても、閉塞材の厚さは大きいこ
とから、高圧放電灯の寿命に対しては悪影響はない。

【００１０】また、本発明では、閉塞材が、セラミック
放電管の端部の内側に挿通されている内側部分と、この
内側部分に一体化され、端部の外側に位置する外側部分
とを備えており、内側部分がセラミック放電管と同種の
材質からなり、外側部分が、セラミック放電管の材質の
熱膨張係数と、電流導体の材質の熱膨張係数との間の熱
膨張係数を有する複合材料からなり、電流導体が閉塞部
材の外側部分に対して気密に固定されている。即ち、内
側部分と電流導体との間は気密には固定しない。これに
よって、焼成後に、内側部分とセラミック放電管とが一
体化され、内側部分と電流導体との熱膨張差に起因する
前述のギャップは発生しなくなる。

【００１１】

【実施例】本発明では、貯留用凹部に傾斜を設けること
が好ましく、具体的には、セラミック放電管の中心軸方
向に見た閉塞材の厚さ（貫通孔の延びる方向に見た厚
さ）が、角部から貫通孔の方へと向かって減少するよう
に、貯留用凹部を形成することが好ましい。これによっ
て、貯留用凹部の幅が、角部から貫通孔の方へと向かっ
て、即ち、セラミック放電管の周縁から中心の方へと向
かって、大きくなっていく。こうした形状を採用するこ
とによって、本体の内部空間の方から流動してきた気相
のイオン化発光物質が、セラミック放電管の中心軸に近
い方、つまり発光管体の低温部で液化し、滞留し易くな
る。従って、セラミック放電管の周縁の方は、一層腐食
されにくくなる。

【００１２】更に、セラミック放電管の本体の内面と、
貯留用凹部とが、段差なしに滑らかに連続していること
が好ましい。即ち、角部が、セラミック放電管の内面に
段差として現れないことが好ましい。こうした形状の組
み合わせを採用することによって、本体の内周面に沿っ
て流動してきた液相のイオン化発光物質が、段差の周囲
に滞留することを防止できる。

【００１３】この場合において、更に具体的には、閉塞
材のエッジを角部に対して接触させ、これによって、角
部が段差として現れないようにすることが好ましい。こ
の場合には、閉塞材の貯留用凹部側の内面の形状を、本
体の内周面に対して滑らかに接続することが好ましい。

【００１４】本発明は、各種のイオン化発光物質を封入
した高圧放電灯に対して好適に適用することができる
が、特に、腐食性の強いメタルハライドを封入したメタ
ルハライドランプに対して有用であり、更にセラミック
放電管をアルミナセラミックスによって形成した場合
に、より一層好適である。

【００１５】また、高圧放電灯においては、特にそのワ
ット数が小さくなってくると、その閉塞材の重量を減少
させることによって、その発光効率を向上させることが
要求される。しかし、閉塞材の重量を小さくするために
は、その体積、即ち、厚さを減少させることが必要であ
るが、本発明の高圧放電灯においては、前述したよう
に、閉塞材に貯留用凹部を形成するスペースをとる必要
があり、その上、貯留用凹部に貯留した液体状のメタル
ハライドは、この貯留用凹部から更に閉塞材の厚さ方向
に浸食してくるので、このために閉塞材の厚さに余裕を
設ける必要がある。

【００１６】従って、本発明に従って閉塞材に貯留用凹
部のためのスペースを確保し、かつ前記の浸食によって
液状のメタルハライドが外部へと出ないようにするため
の裕度を持たせると、閉塞材の厚さを前記したように小
さくすることは困難である。

【００１７】このため、特に低ワット数の用途など、閉
塞材の寸法を小さくしたい場合には、特に閉塞材の内側
空間側の表面を、耐メタルハライド性の被覆膜によって
被覆することが好ましい。これによって、液状のメタル
ハライドを、閉塞材によって形成した貯留用凹部に対し
て誘導すると共に、これによる閉塞材の浸食も遅らせる
ことができ、従って閉塞材の貯留用凹部から外側表面ま
でに必要な厚さを減少させることができる。

【００１８】電流導体としては、各種の高融点金属また
は高融点の導電性セラミックスからなる電流導体を使用
することができる。しかし、導電率の観点から高融点金
属の方が好ましく、こうした高融点金属としては、更に
モリブデン、タングステン、レニウム、ニオブ、タンタ
ルおよびこれらの合金からなる群より選ばれた一種以上
の金属が好ましい。

【００１９】このうち、ニオブおよびタンタルの熱膨張
係数は、セラミック放電管を構成するセラミックス、特
にアルミナセラミックスの熱膨張係数とほぼ釣り合う
が、これらの金属は、メタルハライドによって腐食され
易いことが知られている。従って、電流導体の寿命を長
くするためには、電流導体をモリブデン、タングステ
ン、レニウムまたはこれらの合金によって形成すること
が好ましい。

【００２０】ただし、これらの金属は、一般に熱膨張係
数が小さい。例えば、アルミナセラミックスの熱膨張係
数は８×１０^-6Ｋ^-1であり、モリブデンの熱膨張係数は
６×１０^-6Ｋ^-1であり、タングステン、レニウムの熱膨
張係数は６×１０^-6Ｋ^-1以下である。

【００２１】このように、アルミナセラミックスと上記
の各金属との熱膨張係数差はかなりあるが、それでも後
述するように閉塞材の成形体ないし仮焼体の貫通孔に電
流導体を挿通させ、閉塞材を端部に挿通させた状態で、
これらを一体焼成することによって、電流導体を気密に
保持できる。ただし、この場合には、閉塞材の焼成収縮
によって、電流導体に対してかなりの応力が加わる。そ
こで、電流導体を管状とすることが好ましい。これによ
って、端部の成形体が焼成収縮する際に、電流導体の方
が僅かに変形して、収縮による応力を緩和することがで
きる。この観点からは、更に、電流導体を構成する管の
厚さを、０．２５ｍｍ以下とすることが好ましい。ただ
し、電流導体は、電極軸および電極を強固に保持する部
材でもあるために、電流導体を構成する管の厚さを０．
１ｍｍ以上とすることが好ましい。

【００２２】閉塞材の材質としては、セラミック放電管
と同種の材質を使用することができるし、異種の材質を
使用することもできる。一例では、セラミック放電管と
同じ材質によって形成できる。電流導体がニオブ、タン
タルからなる場合には、セラミック放電管と閉塞材とを
同種のセラミックスによって形成することが好ましい。
この場合には、電流導体とセラミック放電管および閉塞
材との熱膨張係数を近似させることができるからであ
る。ただし、ここで同種の材質とは、ベースとなるセラ
ミックスが共通しているものを言い、添加成分には異同
があっても差し支えない。

【００２３】一方、電流導体の材質として、モリブデ
ン、タングステン、レニウムまたはこれらの合金を使用
した場合には、セラミック放電管と閉塞材とを同種のセ
ラミックス、例えばアルミナセラミックスによって形成
すると、長期間使用した後に、閉塞材と電流導体との熱
膨張差によって、これらの間に隙間ないしギャップが生
じてくる可能性がある。前述したとおり、特に、高圧放
電灯が優れた演色性を示し、その最冷点が７００℃以上
である場合には、セラミックス材料に比較的に大きな歪
みが発生するので、点灯─消灯のサイクルを５００回程
度繰り返すと、電流導体と閉塞材との間にギャップが生
じてくることがある。

【００２４】このため、閉塞材の材質の熱膨張係数が、
電流導体の熱膨張係数と、セラミック放電管の端部の材
質の熱膨張係数との間になるようにすれば、上記した点
灯─消灯サイクルによって閉塞材と電流導体との間にギ
ャップが生じてくるおそれがほぼなくなる。

【００２５】このため、熱膨張係数の相対的に高い第一
の成分と、熱膨張係数の相対的に低い第二の成分との複
合材料によって、閉塞材を形成することが好ましい。こ
こで、複合材料の第一の成分は、セラミック放電管の材
質と同種のセラミックスとすることが好ましい。これに
よって、セラミック放電管と閉塞材との同時焼成が可能
となるからである。この観点から、セラミック放電管と
閉塞材の第一の成分とを、共にアルミナセラミックスと
することが好ましい。

【００２６】第二の成分としては、タングステン、モリ
ブデン、レニウム等の、メタルハライドに対する耐食性
を有する高融点金属、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭
化チタン、炭化珪素、炭化ジルコニウム、二ホウ化チタ
ン、二ホウ化ジルコニウム等の、低い熱膨張係数を有す
るセラミックスから、選択することが好ましい。これに
よって、メタルハライドに対する高い耐食性を閉塞材に
対して付与することができる。

【００２７】この場合には、主成分であるアルミナの比
率は６０〜９０重量％とし、第二の成分の比率は１０〜
４０重量％とすることが好ましい。第一の成分としてア
ルミナが好ましい理由は、アルミナが高い耐食性を有し
ているからであり、また、複合材料中にアルミナ成分を
含有させると、通常は約１８００℃以上で、焼結時の固
体拡散反応によって、セラミック放電管の端部と閉塞材
との間の継ぎ目が消失し、この接合部分が実質的に一体
構造を構成するからである。

【００２８】上記のようなセラミック放電管の端部構造
は、例えば次のようにして製造できる。まず、セラミッ
ク放電管に関しては、セラミックス、例えばアルミナ粉
末を押し出し成形しつつ、空気を成形体の内部に送り込
んでブロー成形し、中央部が膨らんだ形状の円筒状の成
形体を作成し、この成形体を乾燥させ、脱脂する。一
方、閉塞材の材料を秤量し、水、アルコール、有機バイ
ンダー等を添加し、この混合物をスプレードライヤー等
を使用して造粒し、成形用顆粒状粉末を製造する。これ
をプレス成形し、貫通孔を備えた閉塞材成形体を製造す
る。

【００２９】そして、この成形体の貫通孔に対して電流
導体を挿通し、この組み立て体を仮焼して成形助剤等を
飛散させ、仮焼体をえることができる。または、前記の
成形体を仮焼して成形助剤等を飛散させて仮焼体を製造
し、この仮焼体の貫通孔に対して電流導体を挿通させる
ことができる。これらの仮焼工程において、還元性雰囲
気で１３００℃〜１６００℃で加熱すると、閉塞材の第
二の成分として混合された酸化タングステン、酸化モリ
ブデン等が還元される。

【００３０】次いで、セラミック放電管の仮焼体の端部
の内側に閉塞材の仮焼体を挿入し、セラミック放電管と
閉塞材とを一体焼成する。これによって、セラミック放
電管と閉塞材とが一体に接合されると共に、閉塞材の貫
通孔の焼成収縮によって、電流導体が強固に保持される
に至る。この際、閉塞材の仮焼体の貫通孔に対して電流
導体を挿通しない場合における、焼成後の貫通孔の直径
を、挿入前の電流導体の直径よりも１〜１０％小さくす
ることが、好ましい。また、セラミック放電管の仮焼体
の端部に対して閉塞材の仮焼体を挿通しない場合におけ
る、焼成後の端部の内径を、焼成後の閉塞材の外径より
も１〜１０％小さくすることが好ましい。

【００３１】この最終焼成も、還元雰囲気中で行うこと
が好ましく、その温度は１７００℃〜１９００℃とする
ことが好ましい。このように、仮焼ないし焼成の段階で
還元雰囲気を使用すると、閉塞材中の第二の成分、例え
ばタングステンの還元を進行させることができ、また酸
化を防止することができる。

【００３２】閉塞材に対して貯留用凹部を形成するため
には、即ち、閉塞材の表面に傾斜面ないし曲面を形成す
るためには、プレス成形用型の形状を変更し、成形用型
の内部に傾斜面ないし曲面を形成すれば良い。または、
閉塞材の成形体ないし仮焼体の表面を機械加工によって
加工して、傾斜面ないし曲面を形成することもできる。

【００３３】また、前述したとおり、本発明では、閉塞
材が、端部の内側に挿通されている内側部分と、この内
側部分に一体化され、端部の外側に位置する外側部分と
を備えており、内側部分がセラミック放電管と同種の材
質からなり、外側部分が、セラミック放電管の材質の熱
膨張係数と、電流導体の材質の熱膨張係数との間の熱膨
張係数を有する複合材料からなり、電流導体が前記外側
部分に対して気密に固定されている。即ち、内側部分と
電流導体との間は気密には固定しない。これによって、
焼成後に、内側部分とセラミック放電管とが一体化さ
れ、内側部分と電流導体との熱膨張差に起因する前述の
ギャップは発生しなくなる。

【００３４】セラミック放電管の形状は、一般的には、
管状、円筒状、太鼓状、等とすることができる。電流導
体が管状であり、この電流導体を通して放電管の内部に
イオン化発光物質を封入した場合には、この封入の後
に、電流導体をレーザー溶接または電子ビーム溶接によ
って閉塞させる。

【００３５】以下、図面を参照しつつ、本発明を更に詳
細に説明する。図１は、メタルハライド高圧放電灯を示
す概略図である。石英ガラスまたは硬質ガラスからなる
外管２の中に、セラミック放電管１０が収容されてお
り、外管２の中心軸とセラミック放電管１０の中心軸と
が一致している。外管２の両端は、口金３によって気密
に閉塞されている。セラミック放電管１０は、中央部が
膨らんだ樽状の本体１１と、本体１１の両端にある端部
１２とを備えている。セラミック放電管１０は、２つの
リード線１を介在して外管２によって保持されており、
各リード線１はそれぞれホイル４を介して口金３に接続
されている。上側のリード線１は、管状またはロッド状
の電流導体６に対して溶接されており、下側のリード線
１は、管状の電流導体５に対して溶接されている。

【００３６】各電流導体５、６は、それぞれ前述したよ
うにして、各閉塞材８の貫通孔に挿通され、固定されて
いる。各電流導体５、６には、本体１１内で、電極軸７
が、溶接によって気密に接続されている。この電極軸７
に対してコイル９が巻き付けられている。なお、この電
極装置については、特に限定されるものではなく、例え
ば、電極軸７の末端部分を球状に形成し、この球状部分
を電極として使用することもできる。

【００３７】メタルハライド高圧放電灯の場合には、セ
ラミック放電管１０の内部空間１３には、アルゴン等の
不活性ガスとメタルハライドとを封入し、更に必要に応
じて水銀を封入する。

【００３８】図２は、参考例として、図１に示すセラミ
ック放電管の端部の周辺を拡大して示す断面図である。
本体１１の内面１１ａは曲面形状をなしており、端部１
２の内面１２ａは、本体の軸方向に見ると真っ直ぐであ
り、本体１１と端部１２との間に角部１５が形成され
る。端部１２の内側には閉塞材８が挿通され、保持され
ており、閉塞材８の軸方向に向かって延びるように貫通
孔８ａが形成されている。貫通孔８ａ内には、細長い管
状の電流導体５が挿通されている。電流導体５の外側の
末端には封止部５ｂが設けられている。閉塞材８からの
電流導体５の突出部分の周囲に、ガラス層１４が形成さ
れている。

【００３９】本参考例では、閉塞材８の成形体または仮
焼体の貫通孔８ａに電流導体５を挿通し、この閉塞材の
成形体または仮焼体を、セラミック放電管の成形体また
は仮焼体の端部に挿通して組み立て体を製造し、この組
み立て体を一体焼結させる。この際、閉塞材８を、セラ
ミック放電管１０の材質、好ましくはアルミナと、前述
した第二の成分とからなる、複合材料ないしサーメット
によって形成し、これによって、閉塞材８の熱膨張係数
を、セラミック放電管の材質の熱膨張係数と、電流導体
５の材質の熱膨張係数との間となるように調整した。

【００４０】そして、閉塞材８の内部空間１３側の表面
に傾斜面１６を設けた。この傾斜面１６のエッジが角部
１５に対して接触しており、傾斜面１６が本体１１の内
面１１ａに対して滑らかに連続しており、角部１５は本
体１１と傾斜面１６との間の段差として現れない。この
傾斜面１６は、本実施例では、角部１５と接触するエッ
ジから貫通孔８ａの方へと向かってほぼ真っ直ぐに延び
ており、この結果、閉塞材８自体の内部空間１３側に、
ほぼ三角錐の形状をした貯留用凹部１７Ａが形成されて
いる。

【００４１】本体１１の内面１１ａを端部の方へと向か
って流動してきた液相のイオン化発光物質は、この貯留
用凹部１７Ａへと直ちに流入する。

【００４２】図３、図４、図５は、それぞれ、本発明の
他の参考例に係るセラミック放電管について、その端部
の周辺を拡大して示す断面図である。ただし、各参考例
において、図２に既に示した各部材については、同じ符
号を付け、その説明は省略することがある。

【００４３】図３に示す参考例においても、閉塞材１８
の内部空間１３側の表面に曲面１９を設けた。この曲面
１９のエッジが角部１５に対して接触しており、曲面１
９が本体１１の内面１１ａに対して滑らかに連続してお
り、角部１５は本体１１と曲面１９との間の段差として
現れない。

【００４４】この曲面１９は、本参考例では、角部１５
と接触するエッジでは、内面１１ａとほぼ同じ傾斜角度
を有しており、ここから貫通孔１８ａに近づくのにつれ
て、徐々にその傾斜角度が水平に近づき、貫通孔１８ａ
の近傍ではほぼ水平となっている。この結果、閉塞材１
８自体の内部空間１３側に、貯留用凹部１７Ｂが形成さ
れている。本体１１の内面１１ａを端部の方へと向かっ
て流動してきた液相のイオン化発光物質は、この貯留用
凹部１７Ｂへと直ちに流入する。

【００４５】図４に示す参考例においては、閉塞材２０
は円筒状であるが、この円筒状部分の内部空間１３側
に、被覆部２１が設けられている。この被覆部２１は、
本体１１の内面１１ａにほぼ適合する形状をしており、
円筒状部分に比べて周方向に広がってフランジ形状をな
している。この被覆部によって、角部１５および内面１
１ａのうち角部１５の周辺が被覆されている。被覆部２
１の内部空間１３側の表面に曲面２２が形成されてい
る。この曲面２２のエッジが内面１１ａに対して滑らか
に連続している。

【００４６】この曲面２２は、本参考例では、曲面２２
のエッジでは内面１１ａとほぼ同じ傾斜角度を有してお
り、ここから貫通孔２０ａに近づくのにつれて、徐々に
曲面２２の傾斜角度が水平に近づいている。この結果、
閉塞材２０自体の内部空間１３側に、貯留用凹部１７Ｃ
が形成されている。本体１１の内面１１ａを端部の方へ
と向かって流動してきた液相のイオン化発光物質は、こ
の貯留用凹部１７Ｃへと直ちに流入し、角部１５および
その周辺にはまったく接触することはない。

【００４７】図５に示す参考例においては、まず本体１
１Ａの内面１１ａの角部の近傍が、図面においてほぼ水
平面２３となっている。従って、本体１１Ａの内面１１
ａと、端部１２Ａの内面１２ａとの間の角部１５の角度
が、ほぼ垂直になっている。閉塞材２４の内部空間１３
側の表面には、水平面２５と曲面２６とが設けられてい
る。この水平面ないし平坦面２５のエッジが、角部１５
に対して接触しており、水平面２５が内面１１ａの水平
面２３に対して滑らかに連続しており、角部１５は本体
１１Ａと水平面２５との間の段差として現れない。

【００４８】水平面２５よりも貫通孔２４ａに近い部分
に、曲面２６が連続している。この曲面２６は、本参考
例では、水平面２５の近くでは比較的に大きく傾斜して
おり、ここから貫通孔２４ａに近づくのにつれて、徐々
にその傾斜角度が水平に近づいている。この結果、閉塞
材２４自体の内部空間１３側では、平面的に見てリング
形状の水平面２５の中に、比較的に深い貯留用凹部１７
Ｄが形成されている。

【００４９】本体１１Ａの内面１１ａを端部の方へと向
かって流動してきた液相のイオン化発光物質は、この貯
留用凹部１７Ｄへと流入する。この際、角部４１の周辺
は腐食を受けやすいが、この角部は閉塞材２４自体に形
成されたものであるので、この部分が腐食されても、本
体の方にはほとんど悪影響はない。

【００５０】図６に示す本発明に係る実施例は、その性
質に反しない限り、前述した図２〜図５に示す参考例の
構成、並びに後述する図７および図８に示す参考例の構
成を適用しうるものである。図２〜図５に既に示した各
部材については、同じ符号を付け、その説明は省略す
る。本実施例においては、閉塞材４０が、内側部分２７
と外側部分２８とによって構成されている。内側部分２
７および外側部分２８の各構成については、既に述べた
通りである。内側部分２７の内部空間１３側の表面に
は、曲面１９が設けられており、この曲面１９のエッジ
が角部１５に対して接触しており、曲面１９が本体１１
の内面１１ａに対して滑らかに連続しており、角部１５
は本体１１と曲面１９との間の段差として現れない。

【００５１】この曲面１９は、角部１５と接触するエッ
ジでは、内面１１ａとほぼ同じ傾斜角度を有しており、
ここから貫通孔２７ａに近づくにつれて、徐々にその傾
斜角度が水平に近づき、貫通孔２７ａの近傍ではほぼ水
平となっている。この結果、閉塞材４０自体の内部空間
１３側に、貯留用凹部１７Ｂが形成されている。本体１
１の内面１１ａを端部の方へと向かって流動してきた液
相のイオン化発光物質は、この貯留用凹部１７Ｂへと直
ちに流入する。

【００５２】外側部分２８は前述のような複合材料から
なっており、電流導体５は、外側部分２８の貫通孔２８
ａに挿通され、この部分で電流導体５と外側部分２８と
の間が気密に封止されている。また、外側部分２８から
の電流導体５の突出部分の周囲に、ガラス層１４が形成
されている。

【００５３】図７、図８は、それぞれ、本発明の更に他
の参考例に係るセラミック放電管について、その端部の
周辺を拡大して示す断面図であり、閉塞材の内側空間側
の表面を、耐メタルハライド性の被覆膜によって被覆し
た構成を示すものである。

【００５４】図７に示す参考例においては、閉塞材１８
の内部空間１３側の表面に曲面３７を設けた。この曲面
３７は、本参考例では、角部１５側のエッジでは、内面
１１ａとほぼ同じ傾斜角度を有しており、ここから貫通
孔１８ａに近づくにつれて、徐々にその傾斜角度が水平
に近づき、貫通孔１８ａの近傍ではほぼ水平となってい
る。この曲面３７上を被覆するように、被覆膜３８が形
成されている。

【００５５】この曲面３７および被覆膜３８のエッジ
が、角部１５に対して接触しており、被覆膜３８が本体
１１の内面１１ａに対して滑らかに連続しており、角部
１５は本体１１と閉塞材１８との間の段差として現れな
い。本体１１の内面１１ａを端部の方へと向かって流動
してきた液相のメタルハライドは、この貯留用凹部１７
Ｂへと直ちに流入する。

【００５６】図８に示す参考例においては、閉塞材２４
の内部空間１３側の表面には、水平面３９と曲面４０と
が設けられている。水平面３９よりも貫通孔２４ａに近
い部分に、曲面４０が連続している。この曲面４０は、
本参考例では、水平面３９の近くでは比較的に大きく傾
斜しており、ここから貫通孔２４ａに近づくのにつれ
て、徐々にその傾斜角度が水平に近づいている。この結
果、閉塞材２４自体の内部空間１３側では、平面的に見
てリング形状の水平面３９の中に、比較的に深い貯留用
凹部１７Ｄが形成されている。

【００５７】この水平面３９および曲面４０を被覆する
ように、耐メタルハライド性の被覆膜３８が形成されて
いる。この被覆膜３８のエッジが、角部１５に対して接
触しており、被覆膜３８が内面１１ａの水平面２３に対
して滑らかに連続しており、角部１５は本体１１Ａと閉
塞材２４との間の段差として現れない。

【００５８】この耐メタルハライド性の被覆膜として
は、モリブデン−タングステン合金からなるメタライズ
層や、イットリアセラミックスからなる被覆膜が好まし
い。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、内
部空間にイオン化発光物質が充填されたセラミック放電
管、このセラミック放電管の端部を封止する閉塞材、お
よび閉塞材の貫通孔に挿通されている電流導体を備えて
いる高圧放電灯において、セラミック放電管の腐食、特
にその本体と端部との中間領域における腐食を防止し、
併せて、点灯−消灯サイクルの繰り返しに際しても電流
導体と閉塞材との間におけるギャップの発生を抑制して
セラミック放電管の寿命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る高圧放電灯の全体の構造
を概略的に示す概略図である。

【図２】本発明の参考例に係る高圧放電灯において、そ
のセラミック放電管の端部の構造を拡大して示す断面図
であり、貯留用凹部１７Ａがほぼ三角錐の形状をしてい
るものを示す。

【図３】本発明の参考例に係る高圧放電灯において、そ
のセラミック放電管の端部の構造を拡大して示す断面図
であり、閉塞材１８に曲面１９が形成されている。

【図４】本発明の参考例に係る高圧放電灯において、そ
のセラミック放電管の端部の構造を拡大して示す断面図
であり、閉塞材２０の内部空間１３側に、幅の広い被覆
部２１を形成している。

【図５】本発明の参考例に係る高圧放電灯において、そ
のセラミック放電管の端部の構造を拡大して示す断面図
であり、閉塞材２４の内部空間１３側に、平坦面ないし
水平面２５と、曲面２６とが形成されている。

【図６】本発明の実施例に係る高圧放電灯において、そ
のセラミック放電管の端部の構造を拡大して示す断面図
であり、閉塞材４０が、内側部分２７と外側部分２８と
を備えている。

【図７】本発明の更に他の参考例に係るセラミック放電
管について、その端部の周辺を拡大して示す断面図であ
り、閉塞材の内側空間側の表面を、耐メタルハライド性
の被覆膜によって被覆した実施例を示すものである。

【図８】本発明の更に他の参考例に係るセラミック放電
管について、その端部の周辺を拡大して示す断面図であ
る。

【図９】（ａ）は、従来の高圧放電灯のセラミック放電
管の端部の構造を拡大して示す断面図であり、（ｂ）
は、本体の角部の周辺がメタルハライド等によって腐食
を受けた状態を示す断面図である。

【図１０】本発明者が検討したセラミック放電管の端部
構造において、やはり本体の角部の周辺がメタルハライ
ド等によって腐食を受けた状態を示す断面図である。

【符号の説明】

２外管５管状の電流導体６管状またはロッド状の
電流導体７電極軸８、１８、２０、２４、３０、３
４閉塞材８ａ、１８ａ、２０ａ、２４ａ閉塞材の貫
通孔９コイル等の電極１０セラミック放電管１１、
１１Ａセラミック放電管の本体１１ａ本体の内面１
２、１２Ａセラミック放電管の端部１２ａ端部の内
面１３セラミック放電管の内部空間１４封止用のガラ
ス層１５本体の内面と端部の内面との間の角部１６
閉塞材の傾斜面１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ、１７Ｄ貯留
用凹部１９、２２、２６、４０閉塞材の曲面２１閉塞材の被覆部２７閉塞材の内側部分２８閉
塞材の外側部分２７ａ、２８ａ閉塞材の貫通孔３２
液相のイオン化発光物質３３腐食面３８被覆膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−198285（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−127633（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−259958（ＪＰ，Ａ) 実開平４−99662（ＪＰ，Ｕ) 実公昭51−1641（ＪＰ，Ｙ１) 国際公開94／001884（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/32 H01J 61/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内部空間にイオン化発光物質および始動ガ
スが充填されたセラミック放電管であって、セラミック
放電管の本体の内面と端部の内面との間に角部が形成さ
れているセラミック放電管；前記端部の内側に少なくと
も一部が固定されている閉塞材であって、貫通孔が設け
られている閉塞材；および前記閉塞材の前記貫通孔に挿
通されている電流導体を備えており、前記閉塞材の前記
内部空間側の表面に、液相の前記イオン化発光物質を貯
留するための貯留用凹部が形成されていること、前記閉
塞材が、前記端部の内側に挿通されている内側部分と、
この内側部分に一体化され、前記端部の外側に位置する
外側部分とを備えており、前記内側部分が前記セラミッ
ク放電管と同種の材質からなり、前記外側部分が、前記
セラミック放電管の材質の熱膨張係数と、前記電流導体
の材質の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する複合材
料からなり、前記電流導体が前記外側部分に対して気密
に固定されていること、並びに、前記本体の内面と前記
貯留用凹部とが段差なしに滑らかに連続していることを
特徴とする、高圧放電灯。
【請求項２】前記セラミック放電管の中心軸方向に見た
前記閉塞材の厚さが、前記角部から前記貫通孔の方へと
向かって減少するように前記貯留用凹部が形成されてい
ることを特徴とする、請求項１記載の高圧放電灯。
【請求項３】前記閉塞材のエッジが前記角部に対して接
触していることを特徴とする、請求項１記載の高圧放電
灯。
【請求項４】前記閉塞材の前記内側空間側の表面が、耐
メタルハライド性の材質からなる被覆膜によって被覆さ
れていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一
つの請求項に記載の高圧放電灯。
【請求項５】前記閉塞材の前記内部空間側に、少なくと
も前記角部を被覆する被覆部が設けられおり、この被覆
部の前記内部空間側の表面に前記貯留用凹部が形成され
ていることを特徴とする、請求項４記載の高圧放電灯。