JP4951842B2

JP4951842B2 - 高圧ナトリウムランプ

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Publication number: JP4951842B2
Application number: JP2004115308A
Authority: JP
Inventors: 英明桐生; 隆池田; 雅人和田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-04-09
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2024-04-09
Also published as: JP2005276791A; WO2005081284A1

Description

本発明は、高圧ナトリウムランプに関するものである。

高圧ナトリウムランプは、特に高効率で、かつ長寿命であることから、その用途として道路照明やトンネル照明等に広く使用されている。

高圧ナトリウムランプの発光管を構成する外囲器の材料としては、一般的に、透光性を有する半透明の多結晶体アルミナセラミックが用いられている。この多結晶体アルミナセラミックには、結晶粒の成長を適度に制御するため、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）が微量添加されている。

ところで、この種の高圧ナトリウムランプのランプ効率（ｌｍ／Ｗ）は、発光管の管壁負荷（ここでは、ランプ入力をＷ（Ｗ）、発光管の内径をｒ（ｃｍ）、電極間の距離をＬ（ｃｍ）とした場合、数式Ｗ／πｒＬで表される値と定義する）が増大するに従って上昇することが知られている。これは、管壁負荷の増大に伴って発光管の管壁温度が上昇し、発光管からの熱損失が低減されるためである。一方、ランプの寿命時間は、この管壁負荷が増大するに従って短くなることが知られている。これは、同じく管壁負荷の増大に伴って管壁温度が上昇することにより、点灯中、封入されたナトリウムが多結晶体アルミナセラミックとの反応や発光管の外部への拡散によって消失する割合が増加し、光束維持率が大幅に低下するためである。

そのため、従来の高圧ナトリウムランプでは、高効率と長寿命とを両立させるため、管壁負荷１５Ｗ／ｃｍ²〜１９Ｗ／ｃｍ²（安定点灯時の管壁温度１０００℃〜１２００℃）の範囲で動作するように設定されている。

しかしながら、近時、より高効率で、より長寿命な高圧ナトリウムランプの実現が望まれている。

そこで、この種の高圧ナトリウムランプの発光管を構成する外囲器の材料として、酸化マグネシウムを１００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍ、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）を２００ｐｐｍ〜１２００ｐｐｍ、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）を１０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍ添加した多結晶体アルミナセラミックを用いることが提案されている（例えば特許文献１参照）。特に、酸化ジルコニウムおよび酸化イットリウムは、管壁温度が高い場合でも、ナトリウムに対する耐食性を高めることができると考えられている。

この種の高圧ナトリウムランプの長寿命化を図るためには、このセラミック封着材によって封着された部分の気密性が高いこと、およびセラミック封着材のナトリウムに対する耐食性が高いことが求められる。

そこで、この種の高圧ナトリウムランプに用いられているセラミック封着材には、その組成として、Ａｌ₂Ｏ₃が４５．０重量％、ＣａＯが３６．４重量％、ＢａＯが１３．９重量％、ＭｇＯが４．７重量％のものが知られている（例えば特許文献２参照）。これ以外にも、Ａｌ₂Ｏ₃が３５〜４５重量％、ＣａＯが２５〜４０重量％、ＢａＯが５〜２０重量％、ＳｒＯが８〜３０重量％、これらに加えてＢ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂およびＺｒＯ₂からなる群から選ばれた少なくとも一つが４重量％を超えないもの（例えば特許文献３参照）や、Ａｌ₂Ｏ₃が３５〜５０重量％、ＣａＯが３５〜５０重量％、Ｙ₂Ｏ₃が１〜１０重量％、ＳｒＯが１〜１５重量％のもの（例えば特許文献４参照）等が知られている。
特開平８−１７３９６号公報米国特許第３５８８５７７号明細書特公昭５８−６７１５号公報特公昭５６−１９３１８号公報

本発明者らは、より高効率で、より長寿命な高圧ナトリウムランプを実現するべく、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂およびＹ₂Ｏ₃が例えばそれぞれ５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ添加された多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器を用いた高圧ナトリウムランプを試作し、その特性について評価した。

その結果、点灯経過時間が１４０００時間以上になると、外囲器のうち、電極保持部がセラミック封着材によって封着された部分（以下、単に「外囲器の端部」という）にクラックが発生して不点灯になるものがあった。例えば点灯経過時間１８０００時間におけるそのクラックの発生率は、管壁温度を１０００℃に設定した場合で１％、管壁温度を１１００℃に設定した場合で３％、管壁温度を１１５０℃に設定した場合で５％、管壁温度を１２００℃に設定した場合で１３％であった。従来の高圧ナトリウムランプの定格寿命時間が１２０００時間であることを踏まえると、点灯経過時間が１４０００時間で不点灯になることは「より長寿命」（本発明者らは従来の定格寿命時間の２倍である２４０００時間を目指した）を達成しているとは言えない。まして、「より高効率」を実現するべく、管壁負荷を上昇させて管壁温度を上げるとそのクラックの発生率が高くなり、「より高効率で、かつより長寿命」を実現することは極めて困難な課題であった。

なお、このようなクラックの発生は、ＭｇＯのみが添加された多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器を有する発光管を備えた高圧ナトリウムランプでは起きなかった現象であり、ＭｇＯ、ＺｒＯ₂およびＹ₂Ｏ₃が添加された多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器を有する発光管を用いた場合に起こり得る特有の問題であると考えられる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、特にＭｇＯ、ＺｒＯ₂およびＹ₂Ｏ₃が添加された多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器を有する発光管を備えた高圧ナトリウムランプにおいて、外囲器の端部にクラックが発生するのを防止することができ、より高効率で、より長寿命な高圧ナトリウムランプを実現することを目的とする。

本発明の請求項１記載の高圧ナトリウムランプは、少なくとも酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）がそれぞれ添加された多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器の両端部に、先端部に電極が設けられた電極保持部がセラミック封着材によって封着されており、かつ内部に少なくとも発光物質としてのナトリウムが封入されている発光管を備え、前記セラミック封着材にはイットリウムが含有されているという構成を有している。

本発明の請求項２記載の高圧ナトリウムランプは、前記セラミック封着材に含有されているイットリウムが酸化イットリウムの形態で添加されているという構成を有している。

本発明の請求項３記載の高圧ナトリウムランプは、前記セラミック封着材に含有されている酸化イットリウムの含有量は前記セラミック封着材に対して１重量％以上２０重量％以下であるという構成を有している。

本発明の請求項４記載の高圧ナトリウムランプは、前記多結晶体アルミナセラミックの平均結晶粒径が１０μｍ〜１５０μｍからなるという構成を有している。

本発明の請求項５記載の高圧ナトリウムランプは、前記多結晶体アルミナセラミック中の酸化イットリウムの添加量が１０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍからなるという構成を有している。

なお、本発明で言う「管壁負荷」とは、ランプ入力をＷ（Ｗ）、外囲器の内径をｒ₁（ｃｍ）、電極間の距離をＬ（ｃｍ）とした場合、数式Ｗ／πｒ₁Ｌで表される値と定義する。

また、本発明で言う「管壁温度」とは、外囲器内面の温度のうち最高温度の値を示し、実験的に外囲器の外面温度に１０℃を加算した値が外囲器の内面温度であることがわかっているので、ここでは外囲器の外面の最高温度に１０℃を加算した値と定義する。通常、外囲器の内面温度が最も高くなる部分は外囲器の中央部であると考えられる。

さらに、本発明では、「平均結晶粒径」の測定方法として、外囲器の任意の箇所を発光管の長手方向の中心軸（後述する「中心軸Ｙ」に相当）に対して垂直な面で切断し、その断面の任意の場所を光学顕微鏡によって１００倍に拡大して観察し、０．７ｍｍの線分上に位置する結晶数を数えることによって行った。

本発明の請求項１記載の高圧ナトリウムの構成によれば、多結晶体アルミナセラミックの結晶粒界において部分的にイットリウムが偏析する一方、他の部分でイットリウムが欠乏してその結晶粒界の結合力が弱まるのを抑えることができ、その結果、外囲器の端部（電極保持部がセラミック封着材によって封着されている部分）にクラックが発生するのを防止することができ、より高効率で、より長寿命な高圧ナトリウムランプを実現することができる。

特に、管壁負荷が１９Ｗ／ｃｍ²を超え２３Ｗ／ｃｍ²以下の範囲に設定されている場合であっても、外囲器の端部にクラックが発生して不点灯になったり、光束維持率が低下したりするのを防止することができる。

また、特に前記イットリウムが酸化イットリウムの形態で添加されている場合は、セラミック封着材がナトリウムと反応しにくくなり、光束維持率を向上させることができるとともに、ナトリウムとの反応によって生成される生成物が放電空間内に放出され、これに起因してランプ電圧が上昇して不点灯になるのを防止することができる。

また、前記イットリウムが酸化イットリウムの形態で添加されている場合において、前記酸化イットリウムの含有量が前記セラミック封着材に対して１重量％以上２０重量％以下であることにより、多結晶体アルミナセラミックの結晶粒界の結合力が弱まるのを確実に抑制することができ、前記クラックの発生を確実に防止することができ、また電極保持部の封着工程における作業効率を高めることができる。

また、特に、前記多結晶体アルミナセラミックの平均結晶粒径が１０μｍ〜１５０μｍからなることが好ましい。これにより、イットリウムが偏析するのを一層抑制することができることに加えて、結晶同士が接触する表面積が大きくなって、外囲器の機械的強度を増加させることができ、外囲器の端部にクラックが発生するのを一層防止することができ、より一層の長寿命化を図ることができる。

さらに、前記多結晶体アルミナセラミック中の前記酸化イットリウムの添加量が１０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍからなることが好ましい。これにより、イットリウムの偏析量を一層抑えることができるとともに、封入されたナトリウムが多結晶体アルミナセラミックとの反応や発光管の外部への拡散によって消失する割合を減少させることができ、光束維持率が低下するのを防止することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１に示すように、本発明の実施の形態であるランプ入力（定格電力）３６０Ｗの高圧ナトリウムランプ１は、全長Ｔ₁が２４５ｍｍ、外径Ｒ₁が５０ｍｍであり、一端部が閉塞され、かつ他端部がステム部２によって封止された例えば硬質ガラスからなる円筒状の外管３と、この外管３のステム部２側に取り付けられたねじ込み式の口金４と、外管３内に収納された発光管５と、同じく外管３内のステム部２と発光管５との間の位置に収納され、かつ発光管５を始動させるための公知の始動装置６とを備えている。

外管３の長手方向の中心軸Ｘと発光管５の長手方向の中心軸Ｙとは略一致している。

ステム部２には二本のリード線７，８が封止されている。各リード線７，８の一端部は、外管３内に引き込まれ、発光管５の後述する電極保持部９に機械的に、かつ電気的に接続されている。リード線７，８の他端部は外管３の外部に導出しており、一方のリード線７の他端部は口金４のシェル部４ａに、他方のリード線８の他端部は口金４のアイレット部４ｂにそれぞれ接続されている。

なお、リード線７，８は通常、複数の金属線を一体化したものからなる。

外管３内は真空排気されている。

発光管５の外面には、始動補助導体１０が発光管５の長手方向に沿って付設されている。

発光管５は、図２に示すように、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）を母体とし、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、および酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）がそれぞれ５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ添加された多結晶体アルミナセラミックからなる長さＴ₂が１２０ｍｍ、外径Ｒ₂が７．９ｍｍ、内径ｒ₁が６．４ｍｍの円筒状の外囲器１１と、この外囲器１１の両端部に設けられた直径４．１ｍｍの貫通孔１２に挿入され、セラミック封着材１３によって気密に封着された電極保持部９と、この電極保持部９の先端部に設けられた電極１４とを有している。また、この発光管５内には、ナトリウムアマルガム（ナトリウム：２０重量％、水銀８０重量％）の形態で発光物質としてのナトリウムと緩衝ガスとしての水銀、および始動補助としての希ガス、例えばキセノンガスがそれぞれ所定量封入されている。さらに、この発光管５の管壁負荷は２１．１Ｗ／ｃｍ²であり、この場合の管壁温度は１２４０℃になる。

ここで、外囲器１１の材料である多結晶体アルミナセラミックの平均結晶粒径は、後述する理由により、１０μｍ〜１５０μｍの範囲に、例えば３０μｍに設定されている。

電極１４は、タングステン製の電極棒１４ａと、この電極棒１４ａの先端部に巻き付けられ、かつ電子放射物質（図示せず）が充填された同じくタングステン製の電極コイル１４ｂとからなる。電極１４間の距離Ｌは８５ｍｍである。

電極保持部９は、図３に示すように、長さＴ₃が２０ｍｍ、外径Ｒ₃が４．０ｍｍの有底筒状のニオブ管からなる。電極保持部９の先端部（底部）と電極棒１４ａとは溶接等によって接続されている。

なお、電極保持部９としては有底筒状のニオブ管以外に、例えば中空状のものや棒状のものといった公知の種々の電極保持部を用いることができる。

セラミック封着材１３は、その厚さｔが３０μｍ〜７０μｍであり、その組成として少なくともイットリウム（Ｙ）が含有されている。その際、複合酸化物の形態やリン酸系化合物の形態で添加されていてもよいが、特に酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）の形態で添加されていることが好ましい。酸化イットリウムの形態で添加することにより、セラミック封着材１３が発光管５内のナトリウムと反応するのを抑制することができるので、その結果、ナトリウムの消失を抑えることができ、光束維持率を向上させることができるとともに、ナトリウムとの反応によって生成される生成物が放電空間１５内に放出され、これに起因してランプ電圧が上昇して不点灯になるのを防止することができる。

次に、上記した本発明の実施の形態であるランプ入力３６０Ｗの高圧ナトリウムランプ１における作用効果を確認するための実験を行った。

まず、表１に示すとおりの組成の異なる種々のセラミック封着材を用いて電極保持部９を外囲器１１に気密に封着したランプ入力３６０Ｗの高圧ナトリウムランプ（実施例１〜実施例８、比較例１〜比較例３、および従来例１）をそれぞれ１００本ずつ作製した。作製した各ランプをランプ入力４００Ｗの高圧水銀ランプ用の公知の銅鉄安定器を用いて通常どおりに点灯させ、点灯初期のランプ効率（ｌｍ／Ｗ）、点灯初期の光束（ｌｍ）、演色評価指数Ｒａ、および外囲器１１の端部、特に電極保持部９がセラミック封着材によって封着された部分でのクラックの発生有無について調べた。

なお、実施例１〜実施例８、および比較例１〜比較例３はセラミック封着材がそれぞれ異なる点を除いて上記したランプ入力３６０Ｗの高圧ナトリウムランプ１と同じ構成を有している。

また、従来例１は、母体である酸化アルミニウムに酸化マグネシウムのみを０．１重量％〜０．２重量％添加した多結晶体アルミナセラミックからなる内径７．５ｍｍの外囲器を用い、管壁負荷が１８．０Ｗ／ｃｍ²、管壁温度が１１２０℃にそれぞれ設定されている点を除いて比較例３のランプと同じ構成を有しているランプ入力３６０Ｗの高圧ナトリウムランプである。

また、ここで言う「点灯初期」とは、点灯経過時間１００時間を示す。また、後述する点灯初期のランプ効率（ｌｍ／Ｗ）、点灯初期の光束（ｌｍ）、光束維持率（％）、および演色評価指数Ｒａの各値は各サンプルの平均値をそれぞれ示す。

さらに、点灯条件としては、５．５時間点灯、０．５時間消灯を１サイクルとしてこれを繰り返した。

実施例１〜実施例８、および比較例１〜比較例３のいずれも点灯初期のランプ効率は１３６（ｌｍ／Ｗ）であり、従来例１の点灯初期のランプ効率１３２（ｌｍ／Ｗ）に比して３％、また点灯初期の光束は４８８００（ｌｍ）であり、従来例１の点灯初期の光束４７５００（ｌｍ）に比して３％それぞれ向上していることがわかった。平均演色評価指数Ｒａは実施例１〜実施例８、比較例１〜比較例３、および従来例１のいずれもが２５であった。

また、実施例１〜実施例８では、いずれのサンプルについても点灯経過時間２４０００時間後において外囲器１１の端部にクラックが発生したものはなかった。一方、比較例１〜比較例３では、点灯経過時間１４０００時間後において、外囲器の端部にクラックが発生し、不点灯になるものが現れ始め、点灯経過時間１８０００時間後においては１８％のものが外囲器の端部にクラックが発生し、不点灯になった。

このような結果となった原因について検討したところ、次のように考察される。

まず、比較例１〜比較例３において、クラックの発生要因を解析したところ、当該クラックは多結晶体アルミナセラミックの結晶粒界に沿って発生しており、特にその結晶粒界において、多結晶体アルミナセラミックの一成分であるイットリウムが偏析していることがわかった。したがって、当該クラックの発生は、イットリウムが偏析する一方でイットリウムが欠乏した部分が生じ、このイットリウムの欠乏に起因して多結晶体アルミナセラミックの結晶粒界の結合力が弱くなり、これに加えて外囲器１１のうち、電極保持部９がセラミック封着材によって封着された部分はランプのオン、オフ時の温度差が著しく大きく、したがってその部分に大きな熱衝撃が加わるので、結晶粒界中における微小なクラックが次第に成長し、本格的なクラックに至ったと考えられる。

一方、実施例１〜実施例８では、セラミック封着材１３に含有されているイットリウムが点灯中、多結晶体アルミナセラミックへ拡散していき、上記したようなイットリウムが欠乏する部分が生じにくく、多結晶体アルミナセラミックの結晶粒界の結合力が弱まることがなく、強い結合力が維持されたためであると考えられる。

なお、従来例１のように母体である酸化アルミニウムに酸化マグネシウムのみを０．１重量％〜０．２重量％添加した多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器を有する発光管を備えた高圧ナトリウムランプにおいては、その外囲器に電極保持部９を封着するためのセラミック封着材の成分としてイットリウムが含まれていなくても、外囲器の端部にクラックが発生したものはなかった。

次に、実施例１〜実施例６について上記と同じ点灯条件で点灯させ、点灯経過時間２４０００時間までの光束維持率（％）を調べたところ、図４に示すとおりの結果が得られた。

なお、光束維持率（％）は点灯経過時間１００時間の光束を１００とした場合の割合を示す。

図４に示すように、実施例１〜実施例６では、２４０００時間点灯経過時の光束維持率が８６．５％以上あることがわかった。この値は、従来例１において１２０００時間点灯経過時の光束維持率が８７．５％であり、また通常、光束維持率が８５％以上であれば実用上問題ないとされていることから、実使用上十分な値である。

以上のように本発明の実施の形態である高圧ナトリウムランプにかかる構成によれば、ランプの初期特性（ランプ効率および光束）を向上させることができ、しかも２４０００時間点灯経過時においても外囲器１１の端部にクラックが発生するのを防止することができ、高効率化と長寿命化とを実現することができることがわかった。しかも、管壁負荷が２１．１Ｗ／ｃｍ²（安定点灯時の管壁温度は１２４０℃）に設定されており、従来の高圧ナトリウムランプの管壁負荷（１５Ｗ／ｃｍ²〜１９Ｗ／ｃｍ²）に比して１０％以上高く設定されているにもかかわらず、２４０００時間点灯経過後においても十分な光束維持率を得ることができることがわかった。

また、外囲器１１の内径を種々変化させて管壁負荷を変えた点を除いて実施例１と同じ構成を有しているランプ入力３６０Ｗの高圧ナトリウムランプを作製し、作製した各ランプについて上記と同じようにランプの諸特性を調べたところ、管壁負荷が１９Ｗ／ｃｍ²を超え２３Ｗ／ｃｍ²以下（安定点灯時の管壁温度１２００℃を超え１３００℃以下）の範囲であれば、上記と同様の作用効果を得ることが確認された。

ここで、酸化イットリウムの含有量は、上記したような多結晶体アルミナセラミックの結晶粒界の結合力が弱まるのを確実に抑制してクラックが発生するのを確実に防止し、かつ電極保持部９の封着工程における作業効率を高めるために、１重量％以上２０重量％以下であることが好ましい。酸化イットリウムの含有量が１重量％未満の場合ではセラミック封着材１３に含まれるイットリウムの多結晶体アルミナセラミックへの拡散量が不十分になり、多結晶体アルミナセラミックの結晶粒界の結合力を強く維持することができないおそれがあり、一方、酸化イットリウムの含有量が２０重量％を超える場合ではセラミック封着材１３の融点が高くなりすぎて、電極保持部９の封着工程においてセラミック封着材１３の加熱温度を高く設定しなければならず、作業効率が低下するおそれがある。

また、外囲器１１の材料である多結晶体アルミナセラミックの平均結晶粒径は、１０μｍ〜１５０μｍの範囲に設定されていることが好ましい。これにより、外囲器１１の透過率が低下するのを防止することができるとともに、多結晶体アルミナセラミック中のイットリウムがその多結晶体アルミナセラミック中を移動するのを多結晶体アルミナセラミックの結晶粒によって阻害することができ、イットリウムが偏析するのを一層抑制することができることに加えて、結晶同士が接触する表面積が大きくなって、外囲器１１の機械的強度を増加させることができ、外囲器１１の端部にクラックが発生するのを一層防止することができ、より一層の長寿命化を図ることができる。一方、多結晶体アルミナセラミックの平均結晶粒径が１５０μｍを超えると、結晶同士が接触する表面積が小さくなって外囲器１１の機械的強度が弱まり、外囲器１１の端部にクラックが発生しやすくなるおそれがある。逆に、多結晶体アルミナセラミックの平均結晶粒径が１０μｍ未満では、結晶粒界が多すぎ、放電によって放射された光が外囲器１１を通過する際、その結晶粒界に吸収され、その結果、外囲器１１の透過率が低下するおそれがある。

なお、上記実施の形態では、ランプ入力３６０Ｗの高圧ナトリウムランプを例示して説明したが、例えばランプ入力７０Ｗ〜１０００Ｗの高圧ナトリウムランプについても上記と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記実施の形態では、外囲器１１の材料として、酸化アルミニウムを母体とし、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、および酸化イットリウムがそれぞれ添加された多結晶体アルミナセラミックを用いた場合について説明したが、添加物としてこれら以外にさらに酸化スカンジウム、酸化ディスプロシウム、酸化テルビウム、酸化ハフニウム等が添加された外囲器を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、酸化ジルコニウムは必ずしも必要ではなく、酸化マグネシウムおよび酸化イットリウムのみが添加されていてもよく、また酸化ジルコニウムに代えて酸化スカンジウム、酸化ディスプロシウム、酸化テルビウム、酸化ハフニウム等が酸化マグネシウムや酸化イットリウムとともに添加された外囲器を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。各添加物の添加量については、添加物の種類や数等に合わせて適宜決定されるものであるが、例えば添加物として酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、および酸化イットリウムがそれぞれ添加されている場合、酸化マグネシウムを１００ｐｐｍ〜８００ｐｐｍ、酸化ジルコニウムを２００ｐｐｍ〜１２００ｐｐｍ、酸化イットリウムを１０ｐｐｍ〜３００ｐｐｍそれぞれ添加することが好ましい。特に、多結晶体アルミナセラミック中の酸化イットリウムの添加量については１０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍの範囲に設定されていることが好ましい。これは、上述したイットリウムの偏析の量を一層抑えることができるとともに、封入されたナトリウムが多結晶体アルミナセラミックとの反応や発光管５の外部への拡散によって消失する割合を減少させることができ、光束維持率が低下するのを防止することができるためである。さらには、イットリウムの偏析量をより一層抑えるため、多結晶体アルミナセラミック中の酸化イットリウムの添加量を１００ｐｐｍ以下に設定することが好ましい。

本発明は、特にＭｇＯ、ＺｒＯ₂およびＹ₂Ｏ₃が添加された多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器を有する発光管を備え、外囲器の端部にクラックが発生するのを防止することができ、より高効率で、かつより長寿命を必要とする用途にも適用することができる。

本発明の実施の形態である高圧ナトリウムランプの一部切欠正面図同じく高圧ナトリウムランプに用いられている発光管の正面断面図同じく高圧ナトリウムランプに用いられている発光管の要部拡大断面図同じく高圧ナトリウムランプの光束維持率（％）を示した図

符号の説明

１高圧ナトリウムランプ
２ステム部
３外管
４口金
４ａシェル部
４ｂアイレット部
５発光管
６始動装置
７，８リード線
９電極保持部
１０始動補助導体
１１外囲器
１２貫通孔
１３セラミック封着材
１４電極
１４ａ電極棒
１４ｂ電極コイル
１５放電空間

Claims

少なくとも酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）がそれぞれ添加された多結晶体アルミナセラミックからなる外囲器の両端部に、先端部に電極が設けられた電極保持部がセラミック封着材によって封着されており、
かつ内部に少なくとも発光物質としてのナトリウムが封入されている発光管を備え、
前記セラミック封着材にはイットリウムが含有されていることを特徴とする高圧ナトリウムランプ。
前記セラミック封着材に含有されているイットリウムが酸化イットリウムの形態で含有されていることを特徴とする請求項１記載の高圧ナトリウムランプ。
前記セラミック封着材に含有されている酸化イットリウムの含有量は前記セラミック封着材に対して１重量％以上２０重量％以下であることを特徴とする請求項２記載の高圧ナトリウムランプ。
前記多結晶体アルミナセラミックの平均粒径が１０μｍ〜１５０μｍからなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の高圧ナトリウムランプ。
前記多結晶体アルミナセラミック中の酸化イットリウムの添加量が１０ｐｐｍ〜１５０ｐｐｍからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の高圧ナトリウムランプ。