JP4953242B2 - 発光容器およびその組み立て体 - Google Patents

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Description

本発明は、高圧放電灯等に好適に用いられる発光容器に関するものである。
特開平10−125230号公報に記載の高圧放電灯用発光容器においては、チューブ本体の成形体と環状の端部封止部材の成形体とを別個に作製し、これら2種類の成形体を組み立てて組み立て体を作製している。そして、この組み立て体を焼成してメタルハライド封入用の容器を作製している。この際、チューブ本体の成形体を単独で焼成したときの内径よりも、端部封止部材の成形体を単独で焼成したときの外形が大きくなるように、両者の焼成収縮率を設計しておく。すると、焼成時に、チューブ本体から端部封止部材へと圧着力が加わるので、両者の接合が良好となり、気密性が高く維持される。
例えば特開平10−125230号公報に挙げたような高圧放電灯用発光容器においては、発光管の端部にリング状の封止部材を圧着し、封止部材の貫通孔内に電極部材を挿通する。この封止部材はサーメットからなり、発光管はアルミナ等のセラミックスからなる。封止部材の成形体を発光管の成形体の端部の開口内に固定した後、各成形体を同時に焼成して収縮させる。この際、封止部材の収縮率よりも発光管の収縮率の方が大きくなるように設定する。これによって、発光管から封止部材へと向かって圧縮力を生じさせ、封止部材を気密に固定する。封止部材の開口に金属製の電極部材を挿通し、封止部材と電極部材とを気密に封止する。
特開平10−125230号公報記載のような端部封止方法では、封止部材と電極部材とを封止するのに際して、金属溶接は適用できないので、ガラスや金属酸化物セメントを使用して封止している。しかし、ガラスや金属酸化物セメントは、メタルハライドガスなどの腐食性物質に対して高温下では比較的に弱く、腐食を受け易い傾向がある。また、これらは、高温と低温との熱サイクルを多数回反復すると破損しやすく、この点で信頼性に限界がある。
本発明の課題は、発光物質を脆性材料中に気密に封止可能であり、シール材料への腐食性物質の直接の接触を不要ともできる発光容器を提供することである。
第一の態様に係る発明は、板状金属片からなる、好ましくは継目のない円筒形状の電極保持部材を備えている発光容器であって、
電極保持部材が、脆性材料に圧着把持される把持部と把持されない非把持部とを備えており、記把持部の先端がナイフエッジ状、C面、又はR面の形状であり、把持部と脆性材料との接触界面に発生する応力が、電極保持部材の変形により緩和されることを特徴とする。
また、第一の態様に係る発明は、前記発光容器、および前記電極保持部材に保持されている電極および電流貫通導体を備えていることを特徴とする、高圧放電灯用発光容器に係るものである。
また、第二の態様に係る発明は、板状金属片からなる電極保持部材を備えている発光容器組み立て体であって、
電極保持部材が、脆性材料に圧着把持される把持部と把持されない非把持部とを備えており、把持部と脆性材料との接触界面に発生する応力が、電極保持部材の把持部の変形により緩和される発光容器を備えており、発光容器の一方の端部と他方の端部とにそれぞれ電極保持部材が固定されており、電極保持部材に電流貫通導体が予め挿入され、発光容器内に前記電極が予め収容されており、一方の端部と他方の端部との少なくとも一方において電極保持部材と電流貫通導体とが気密封止されていないことを特徴とする。
好適な実施形態においては、脆性材料からなる管状部を外側支持体とし、この管状部の内側に設けられている脆性材料からなる内側支持体、および外側支持体と内側支持体との間に挟まれている板状金属片を備えており、外側支持体と板状金属片とが直接接触しており、板状金属片と内側支持体とが直接接触し、更に外側支持体と内側支持体が直接接触している。
好適な実施形態においては、脆性材料からなる管状部を内側支持体とし、この内側支持体の外側に設けられている脆性材料からなる外側支持体、および内側支持体と外側支持体との間に挟まれている板状金属片を備えており、内側支持体と板状金属片とが直接接触しており、板状金属片と外側支持体とが直接接触し、更に内側支持体と外側支持体が直接接触している。
本発明に係る発光容器は、板状金属片からなる電極保持部材を脆性材料によって圧着し、発光物質の気密封止を行っている形態である。したがって、従来のように発光物質と接触し得るガラスフリットや金属酸化物セメントを用いて封止を行う必要がない。したがって、発光物質に対する発光容器の耐蝕性を向上させ得ることが期待される。
なお、好適態様に係る発光容器によれば、セラミックまたはサーメットからなる外側支持体、セラミックまたはサーメットからなる内側支持体、および外側支持体と内側支持体との間に挟まれている板状金属片の把持部を備えており、外側支持体と内側支持体とによって板状金属片の把持部が圧接されている。これによって、セラミックやサーメットによって金属材を圧着し、好ましくは気密にシールする新規構造を提供できる。従来、ガラス容器の端部開口に金属箔を挟んでガラスを軟化変形させ、金属箔を用いて気密シールする、いわゆるピンチシールは知られている。しかし、セラミックやサーメットのように軟化変形しにくい脆性材料との組合せでも金属部材を気密シールが可能な手法は知られていない。
本発明で電極保持部材を圧着する脆性材料、あるいは発光容器の本体を形成する脆性材料は、特に限定されないが、ガラス、セラミックス、サーメット、単結晶を例示できる。
このガラスとしては石英ガラス、アルミシリケートガラス、硼珪酸ガラス、シリカ−アルミナ−リチウム系結晶化ガラス等を例示できる。
このセラミックスとしては、例えばハロゲン系腐食性ガスに対する耐蝕性を有するセラミックスを例示でき、特に好ましくは、アルミナ、イットリア、イットリウム−アルミニウムガーネット、窒化アルミニウム、窒化珪素、炭化珪素である。またこれらの内いずれかからなる単結晶でもよい。
サーメットとしては、アルミナ、イットリア、イットリウム−アルミニウムガーネット、窒化アルミニウムのようなセラミックスと、モリブデン、タングステン、ハフニウム、レニウムなどの金属とのサーメットを例示できる。
単結晶としては、可視光域が光学的に透明な特性を有する、例えばダイアモンド(炭素単結晶)やサファイヤ(Al単結晶)等を例示できる。
本発明においては、板状金属片からなる、好ましくは継目のない略円筒形状の電極保持部材が、脆性材料に圧着把持される把持部と把持されない非把持部とを備えている。ここで、板状金属片を把持する脆性材料は、発光管であってよく、また発光管の端部内側に固定される閉塞材であってよい。あるいは、発光管の端部外側に固定される圧着部材であってよい。更には、発光管とは別体の、脆性材料からなる外側支持体および内側支持体を用意し、外側支持体と内側支持体との間に板状金属片を把持し、この外側支持体あるいは内側支持体を発光容器に対して接合することもできる。
本発明においては、板状金属材の厚み方向の両側は、熱膨張係数が同等かまたは同じ脆性材料で圧着把持することが好ましい。これによって、脆性材料間の応力発生は殆ど無く、金属材料に発生する応力は金属材料の厚み中心を対称にしてほぼ等価な応力分布となり、更に脆性材料に比べて圧倒的に薄い厚みのため、発生した応力は金属材料の塑性変形により緩和される。従って、圧着把持工程後であっても、温度変化を伴う使用条件下に於いても、金属材料が折損したり割れたり、大変形を起こす等の致命的な損傷が発生することは無い。
本発明では、把持部と脆性材料との接触界面に発生する応力が、板状金属片の把持部の変形により緩和される。
把持部と脆性材料との接触界面に発生する応力は、例えば以下の原因によって発生する。金属材料の熱膨張係数がα1、ヤング率がE1、脆性材料の熱膨張係数がα2、ヤング率がE2とする。金属材料を脆性材料の中に埋設し、焼結温度T1により圧着把持させ、室温まで冷却したとき、両者が全く変形せずまた界面での滑りも生じなかった場合、金属側の発生応力σ1は次式のように表される。

σ1∝E1x(T1−室温)x(α1−α2) (1)
同様に脆性材料側の発生応力σ2は次式の様に表される。

σ2∝E2x(T1−室温)x(α2−α1) (2)
モリブデンとアルミナの組合せを例に取ると、モリブデンの熱膨張係数は約5ppm/℃、ヤング率は約330Gpa、アルミナの熱膨張係数は約8ppm/℃、ヤング率は約360Gpaであるので、例えば焼結温度が1,500℃で室温まで冷却したときに、モリブデン側に塑性変形が全く無ければ、モリブデン側には約1,500MPaの圧縮応力が発生する。同様にアルミナ側では約1,600MPaの引張応力が発生することになる。
この応力値ははるかにそれぞれの材料の強度を超えており、通常このような脆性材料と金属部材の構造体ではいずれかの材料の界面で破壊が生じて、複合された部材を実現することは不可能である。
しかしながら金属では降伏応力以上の応力が発生すると塑性変形が起こる。その際破壊に至るまでの変形の大きさは「伸び」で表され、一般的に「伸び」は数%〜数10%と非常に大きい値をとる。
本発明では、セラミックス材料に対して、金属材料側を相対的に薄肉にし、金属側のみに降伏応力以上の応力を発生させて塑性変形するように設計することにより、熱膨張差による応力を緩和しようとするものである。
例えばモリブデンを100ミクロンの厚みの薄板とし、アルミナの厚みが10mmのブロックとすると、モリブデン薄板が変形して応力を緩和するのに必要なモリブデン側の歪は(3)式で表される。

ε=(T1−室温)x(α1−α2)〜0.5% (3)

厚み方向での変形量は
Δt=εxt〜0.5ミクロン (4)

となり非常に僅かな変形で発生する応力を緩和することができる。
白金とアルミナの組合せを例に取ると、白金の熱膨張係数は約9ppm/℃、ヤング率は約170GPa、アルミナの熱膨張係数は約8ppm/℃、ヤング率は約360GPaであるので、例えば焼結温度が1,500℃で室温まで冷却したときに、白金側に塑性変形が全く無ければ、白金側には約250MPaの引張応力が発生する。同様にアルミナ側では約530MPaの圧縮応力が発生することになる。
この場合も白金を100ミクロンの厚みの薄板とし、アルミナの厚みが10mmのブロックとすると、白金薄板が変形して応力を緩和するのに必要な白金側の歪は(3)式で表され約0.1%となる。白金側には圧着把持方向に対して引張応力が発生するが、その深さ方向の僅か0.1%の変形が起これば引張応力は緩和される。これは10mmの圧着把持深さであれば、僅か10μmである。
このように脆性材料と金属材料との構造体において主に両者の熱膨張差に起因して発生する応力は、その歪は約1%以下の大きさである。一方金属材料の降伏強度は引張強度より小さくその破断に至るまでの伸びは、数%〜数10%の大きさのため、金属材料側の厚みを脆性材料厚みより相対的に薄くして金属側にのみ降伏応力以上の応力を発生させて塑性変形させ、熱膨張差を緩和させても、その変形量は「伸び」の値以内であり、金属材料が破壊することはない。また金属材料が変形することにより、脆性材料側に発生した応力も緩和され、脆性材料−金属構造体を実現することができる。
焼成収縮を利用して一体化するような製法を用いる場合、高温での熱処理操作となり、金属材料の高温クリープ変形等によっても応力が緩和される。
好適な実施形態においては、板状金属片の把持部を圧着する両側の脆性材料の熱膨張係数差が2ppm以下であり、特に好ましくは1ppm以下である。最も好ましくは両者の熱膨張係数が同じである。このように両者の熱膨張係数を合わせることによって、本発明の脆性材料−金属構造体の熱サイクルに対する安定性、信頼性を一層向上させることができる。
好適な実施形態においては、板状金属片の把持部を圧着する両側の脆性材料が、焼成収縮率の異なる焼結体であり、板状金属片が焼成時の収縮差によって圧接されている。このときの収縮率差の好適値については後述する。
あるいは、好適な実施形態においては、板状金属片の把持部を圧着する両側の脆性材料の内側が、ガラス、単結晶などの焼成収縮しない脆性材料であり、外側が焼成収縮する脆性材料である。
好適な実施形態においては、板状金属片の厚さが、少なくとも把持部において1000μm以下であり、特に好ましくは200μm以下である。このように板状金属片を薄くすることによって、板状金属片の変形によって板状金属片と脆性材料間に発生する応力を低減し、発光容器の気密性を一層高くすることが可能となる。ただし、板状金属片が薄すぎると、構造体としての強度が不足するため、板状金属片の把持部の厚さは20μm以上とすることが好ましく、50μm以上とすることが一層好ましい。
好適な実施形態においては、板状金属片の把持部を圧着する脆性材料のうち、外側の脆性材料の厚さが0.1mm以上である。これによって、外側の脆性材料から板状金属片に対して径方向に向かって加わる圧力を十分に大きくし、発光容器の気密性を一層向上させることができる。この観点からは、外側の脆性材料の厚さを0.5mm以上とすることが一層好ましい。
板状金属片の材質や形態は特に限定されない。板状金属片の材質は、高融点金属が好ましい。高融点金属としては、モリブデン、タングステン、レニウム、ハフニウム、ニオブおよびタンタルからなる群より選ばれた一種以上の金属、またはこの金属を含む合金が好ましい。また、板状金属片以外の金属部分、例えば筒状部、リング状部、キャピラリ部も、板状金属片用の上記金属からなっていてよい。
シリンドルカル型の発光容器の従来例を概略的に示す横断面図である。 シリンドリカル型の発光容器1Aを概略的に示す横断面図である。 (a)は、発光容器1Aを製造するための組み立て状態を概略的に示す横断面図であり、図3(b)は、図3(a)の組み立て体を焼成して得られた発光容器を示す横断面図である。 シリンドリカル型の発光容器用組み立て体1Bを概略的に示す横断面図である。 シリンドリカル型の発光容器1Cを概略的に示す横断面図である。 シリンドリカル型の発光容器1Dを概略的に示す横断面図である。 シリンドリカル型の発光容器1Eを概略的に示す横断面図である。 シリンドリカル型の発光容器1Fを概略的に示す横断面図である。 シリンドリカル型の発光容器1Gを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の従来例の発光容器を概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型(ワンボディー型)の発光容器11Aを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器11Bを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器11Cを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器11Dを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器11Eを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の従来例の発光容器を概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型(ツーボディー型)の発光容器21Aを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器21Bを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器21Cを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器21Dを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器21Eを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の従来例の発光容器32を概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型(ワンボディー)の発光容器用組み立て体31Aを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器31Bを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器31Cを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器31Dを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器31Eを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器31Fを概略的に示す横断面図である。 エリプティカル型の発光容器31Gを概略的に示す横断面図である。 HPS型の従来例の発光容器42を概略的に示す横断面図である。 HPS型の発光容器41Aを概略的に示す横断面図である。 HPS型の発光容器41Bを概略的に示す横断面図である。 HPS型の発光容器用組み立て体41Cを概略的に示す横断面図である。 HPS型の発光容器41Dを概略的に示す横断面図である。
以下、本発明に係る実施例について、図面を参照しつつ更に説明する。
以下、図1は従来型の発光容器を概略的に示す横断面図であり、図2〜図8は、いわゆるシリンドリカル型の発光管2を用いた発光容器を概略的に示す横断面図である。
図1に示すように、直管形状の発光管2の両端部2aの内側面にアルミナからなる閉塞材3を介してアルミナ製保持管4を固定し、保持管4と電流貫通導体5との間をガラスフリット等からなるシール材6によって封止している。この構造では、発光管2の内部空間7に充填されている高温の発光物質がシール材6に接触するために、このシール材6の腐食が生じ易いという構造的な問題点がある。
また電流貫通導体5はセラミック(アルミナ)と熱膨張差の小さいニオブの採用が好ましいが、発光物質による腐食が生じ易いという問題を有する。このため、電流貫通導体及び電極を、ニオブ−モリブデン−タングステンまたはニオブ−サーメット(モリブデンとアルミナ複合焼結材)−タングステンの、3種類の材料からなる構造とし、電極シールは主にニオブ材部分で行い、更にニオブ部分を保護するためにフリット材がモリブデンまたはサーメットの精密に制御された一部までを取り込むようにシールすることにより、熱応力の緩和とニオブの腐食の防止が両方可能となる。
このように3種類の材料から構成される電極棒はコスト的にも高く、フリット材のシール部位を厳密に制御することが要求されるため、高度の製造技術が必要である。
図2に示す発光容器1Aにおいては、発光管2の端部2aにおいて、脆性材料からなる円筒形状の発光管2が外側支持体として機能し、脆性材料からなる内側支持体3はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管2と内側支持体3との間に、板状金属片8の把持部8bが把持され、固定されている。板状金属片8は電流貫通導体5及び電極5aの保持部材として機能する。板状金属片は、発光管の機密性を発現するために、継目のない一体の構造であることが好適である。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bの両面は矢印Aのように押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し、緩和している。また、発光管2と内側支持体3とは、把持部8bの直下の界面50において互いに直接接触している。
8aは円板形状をなしており、蓋ないしキャップとして機能している。この蓋8aと把持部8bとの間には湾曲部8cが設けられている。蓋8aには、電極5a、電流貫通導体5を通すための穴8dが形成されており、この穴8dを利用して発光物質や封入ガスを発光容器に入れた後、電極及び電流貫通導体を挿入し、キャップ状金属片と溶接、ロウ付け等の手法により発光管として組み立てが可能となる。本例では非把持部の構造は把持部から連続的に形成された蓋状であるが、その形状は限定されるものではなく、電流貫通導体との結合方法や様式によって適宜選定することが出来る。
キャップ状金属片と電流貫通導体に耐食性に優れるモリブデン材を用いれば、電流貫通導体と電極はモリブデンとタングステンの2種類の材料から構成することが可能となり、従来技術で必要であったニオブ−モリブデン−タングステンまたはニオブ−サーメット(モリブデンとアルミナ複合焼結材)−タングステンの、3種類の材料からなる電流貫通導体及び電極は不要となる。またフリット材のシール部位の厳密な制御も不要となる。
好ましくは、図2において、外側支持体である発光管2の焼成収縮量を内側支持体3の焼成収縮量よりも大きくする。このためには、例えば図3に示すように各被焼成体2A、3A、板状金属片8を組み立てる。
ここで、内側支持体3用の被焼成体3Aの穴径を小さくして電流貫通導体の外径とほぼ同じになるように設計することにより、電極の位置決め精度を向上させたり、電流貫通導体側面や電極保持部材内面の腐食の防止を図ることが考えられる。この場合には、電極先端部のタングステンコイル巻き部分5aの直径が、内側支持体の穴径よりも大きくなって、発光容器外側から電極を挿入できない場合がある。このような場合には、あらかじめ電極および電流貫通導体を、電極保持部材と内側支持体との各被焼成体の組み立て時に挿入しておき、この後に各被焼成体2A、3A、板状金属片8を組み立てることができる。
具体的には、発光管用被焼成体2Aは、セラミック粉末からなる。これには有機バインダーや焼結助剤などの添加剤が含有されていてよい。また、被焼成体2Aは、各粉末の成形体であってよく、この成形体の仮焼体あるいは脱脂体であってよい。ただし、被焼成体の本焼成によって、被焼成体の寸法が収縮する性質を有することが必要である。
内側支持体用被焼成体3Aは、セラミック粉末、あるいはサーメット用のセラミック−金属混合粉末からなる。これには有機バインダーや焼結助剤などの添加剤が含有されていてよい。また、被焼成体3Aは、各粉末の成形体であってよく、この成形体の仮焼体あるいは脱脂体であってよい。但し被焼成体2Aと3Aの焼成収縮率は.被焼成体2Aの方が大きい必要がある。
被焼成体3Aの材質として、焼成収縮の起こらないような焼結体、単結晶、ガラス等の既に緻密化が完了しているような材料を選んでも良い。
図3(a)(焼成前)の時点では、被焼成体2Aと電極保持部材8との間にクリアランスがあり、電極保持部材8と被焼成体3Aとの間にもクリアランスが設けられている。電極保持部材8と内側支持体用の被焼成体3Aとのクリアランスは、電極保持部材と外側支持体用被焼成体とのクリアランスよりも小さく設定することが好ましく、これによって収縮量の少ない内側支持体を基準として保持部材を内側支持体に密着させることができる。したがって、焼結後に、電極保持部材が一層安定して把持される。
この状態で、被焼成体2Aおよび3Aを焼成させ、緻密化させる。すると、図3(b)(焼成後)に示すように、それぞれ径が小さくなった発光管2および内側3が生成する。発光管2と内側支持体3とは、界面50に沿って直接接触し、組織的に一体化している。
ここで、焼成工程においては、外側支持体である発光管の被焼成体2Aを単独で焼成したときの内径よりも、内側支持体用の被焼成体3Aを単独で焼成したときの外形が大きくなるようにする。これによって、焼成時に、電極保持部材8の把持部8bに対して発光容器および内側支持体から発光管の半径方向へと向かって圧着力が加わり、密着性および気密性が向上する。
このような観点からは、一般的に言って、内側支持体用被焼成体を単独で焼成したときの外径ROの、外側支持体用被焼成体を単独で焼成したときの内径RIに対する比率(RO/RI)は、1.04以上であることが好ましく、1.05以上であることが更に好ましい。
(RO/RI)が大きくなりすぎると、外側支持体や内側支持体にクラックが発生しやすくなる。この観点からは、(RO/RI)は、1.20以下であることが好ましく、1.15以下であることが一層好ましい。
把持部の先端には、例えばナイフエッジ状部を設けることが好ましい。あるいは、C面やR面を設けることが好ましい。これによって、脆性材料と把持部先端接触部でのなじみが良好となる。把持部の先端にコーナー(角部)が残っていると、コーナーから延びる微小なクラックが観察される試料があった。しかし、把持部先端の形状をナイフエッジ状、C取形状、R形状にすると、このようなクラックは見られず、応力の低減効果が認められた。
図4に示す発光容器1Bの端部においては、脆性材料からなる円筒形の発光管2の端部2aの内側面2b側に、同一材質の脆性材料からなる相似形状の外径形状を有する円筒形の外側支持体9を設けた。そして、外側支持体9の内側に円筒状の内側支持体10を設けた。そして、外側支持体9と内側支持体10との間に、継目のないキャップ状板状金属片8Aの把持部8bが把持され、固定されている。
板状金属片からなる電極保持部材8の非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bの両面は脆性材料によって半径方向へと押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し、緩和している。また、外側支持体9と内側支持体10とは、把持部の直下の界面50において互いに直接接触している。
図4の場合、内側支持体10の穴径が、電極先端部のタングステン等のコイル巻き部分5aの直径より小さくなっており、したがって発光容器の外側から電極棒を内部に挿入することができない。したがって、あらかじめ電極および電流貫通導体を電極保持部材と内側支持体との組み立て時に挿入しておき、次いで内側支持体と外側支持体との焼成収縮差を利用して内側支持体と外側支持体とを一体化し、更に外側支持体と発光管とを焼成収縮差を利用して一体化する。
電極保持部材8Aの蓋部8aには、電流貫通導体5を通すための穴8dが形成されており、この穴と内側支持体の穴および電流貫通導体との隙間を利用して発光物質や封入ガスを発光容器に入れた後、電極保持部材8に対して、電流貫通導体を溶接、ロウ付け等の手法により気密封止し、発光容器1Bを得る。
図4に示すような構造にすることにより、外側支持体9の厚さの分だけ、発光容器2の内径に比較して直径の小さいキャップ状電極保持部材8Aを使うことができる。発光管2の内部の圧力は大気圧に比較して高圧になるため、電極保持部材8Aの直径を小さくした方が、電極保持部材8Aに発生する応力を低減できるので有利である。また、電極保持部材8Aと、内側空間7内の腐食性発光物質との接触面積も著しく低減できるので、電極保持部材8Aの腐食を一層効果的に抑制できる。
図5以下において、図2、図4と同じ機能部分には同じ符号をつけ、その説明を省略することがある。図5の発光容器1Cにおいては、脆性材料からなる円筒形状の発光管2が外側支持体として機能し、発光管2の内側面2bと脆性材料からなる内側支持体10との間に、電極保持部材8の把持部8bが把持されている。
本例では、内側支持体10には、内側空間7内の中心へと向かって突出部10cが形成されている。突出部10cの内側面10bはほぼ同一半径であり、電極導通部5を保護するガイドとして機能する。突出部10の外側面10aには、発光部からの光の放射を妨げないように、光の放射角度なりに湾曲傾斜面が形成されている。このような突出部10cを設けることにより、発光時における電極導通部5の変形や発光物質による腐食を防止することができる。また発光部以外の発光管内容積を低減できるため、発光管内に封入する発光物質を削減することが可能となる。
図6に示す発光容器1Dの端部においては、脆性材料からなる円筒形の外側支持体14の内側に、同一材質の脆性材料からなる相似形状の外径形状を有する円筒形の内側支持体15がある。そして、外側支持体14と内側支持体15との間に、板状金属片からなる電極保持部材8Aの把持部8bが把持され、固定されている。外側支持体14の外側には更に、脆性材料からなる円筒形状の発光管2の端部があり、発光容器1Dが形成されている。
本例では、支持体14、15には、内側空間7内の中心へと向かって突出部14a、15aが形成されている。突出部15aの内側面15bはほぼ同一半径であり、電極導通部5を保護するガイドとして機能する。突出部14aの外側面14bには、発光部からの光の放射を妨げないように、光の放射角度なりに湾曲傾斜面が形成されている。このような突出部14a、15aを設けることにより、発光時における電流貫通導体5および電極5aの変形や発光物質による腐食を防止することができる。また発光部以外の発光管内容積を低減できるため、発光管内に封入する発光物質を削減することが可能となる。
図7に示す発光容器1Eの端部においては、脆性材料からなる円筒形状の発光管2が内側支持体として機能し、脆性材料からなる外側支持体13はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管2と外側支持体13との間に、発光管2及び外側支持体13と相似形状の把持部8bが把持され、固定されている。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bは脆性材料によって発光管2の半径方向へと押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し緩和している。また、発光管2と外側支持体13とは、把持部8bの直下の界面50において互いに直接接触している。
外側支持体13の外側端部には電極保持部材8の蓋8aを外側から支えるための押さえ部13aを備え、発光管の内圧による8aの変形を防止することができる。
本例のように、発光管2を内側支持体として使用する場合には、前述のように、発光管2の焼成収縮率が外側支持体13の焼成収縮率よりも小さくなるようにするか、あるいは発光管2として焼成収縮しない材質を利用する。
図8に示す発光容器1Fの端部においては、脆性材料からなる円筒形の外側支持体16の内側に、脆性材料からなる相似形状の外形、形状を有する円筒形の内側支持体17がある。そして、外側支持体16と内側支持体17との間に、外側支持体16及び内側支持体17と相似形状の円筒状の把持部8bが把持され、固定されている。
外側支持体16は、更に脆性材料からなる円筒形状の発光管2の端部2aの外側面2cを外側から把持することにより、発光容器1Fが形成されている。
本例のように、発光管2を外側支持体16によって圧着把持する場合には、前述のように、発光管2の焼成収縮率が外側支持体16の焼成収縮率よりも小さくなるようにするか、あるいは発光管2として焼成収縮しない材質を利用する。
本例におけるように、外側支持体16によって把持部8bを把持し、かつ発光管2を外側から把持した場合には、電極保持部材8の内側空間内の発光物質との接触面積を著しく小さくできるので、この端部の信頼性を一層向上させることができる。
図9に示す発光容器1Gにおいては、脆性材料からなる円筒形の外側支持体16の内側に、脆性材料からなる相似形状の外形形状を有する内側支持体17Aの円筒状基部17dがある。そして、外側支持体16と内側支持体17Aとの間に、外側支持体及び内側支持体と相似形状の円筒部を有する把持部8bが把持され、固定されている。外側支持体16の内側には、更に脆性材料からなる円筒形状の発光管2があり、発光容器が形成されている。
本例では、内側支持体17Aには、内側空間7内の中心へと向かって突出部17aが形成されている。突出部17aの内側面17cは電流貫通導体5および電極5aとほぼ同一半径であり、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能する。突出部17aの外側面17bには、発光部からの光の放射を妨げないように、光の放射角度なりに湾曲傾斜面が形成されている。このような突出部17aを設けることにより、発光時における電流貫通導体5および電極5aの変形や発光物質による腐食を防止することができる。また発光部以外の発光管内容積を低減できるため、発光管内に封入する発光物質を削減することが可能となる。
図10〜図15は、それぞれ、いわゆるエリプティカル型の発光管2(ワンボティー型)を用いた発光容器を示すものである。
図10は従来の発光容器を示すものである。
直管形状の発光管12の両端部12aの内側面12bにアルミナからなる閉塞材3を介してアルミナ製保持管4を固定し、保持管4と電流貫通導体5との間をシール材6によって封止している。この構造では、発光管2の内部空間7に充填されている高温の発光物質がシール材6に接触するために、このシール材6の腐食が生じ易いという構造的な問題点がある。
また電流貫通導体5はセラミック(アルミナ)と熱膨張差の小さいニオブの採用が好ましいが、発光物質による腐食が生じ易いという問題を有する。このため、電流貫通導体及び電極を、ニオブ−モリブデン−タングステンまたはニオブ−サーメット(モリブデンとアルミナ複合焼結材)−タングステンの、3種類の材料からなる構造とし、電極シールは主にニオブ材部分で行い、更にニオブ部分を保護するためにフリット材がモリブデンまたはサーメットの精密に制御された一部までを取り込むようにシールすることにより、熱応力の緩和とニオブの腐食の防止が両方可能となる。
このように3種類の材料から構成される電極棒はコスト的にも高く、フリット材のシール部位を厳密に制御することが要求されるため、高度の製造技術が必要である。
図11に示す発光容器11Aにおいては、発光管12の端部12aにおいて、脆性材料からなる円筒形状の発光管12が外側支持体として機能し、脆性材料からなる内側支持体19はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管12と内側支持体19との間に、板状金属片8の把持部8bが把持され、固定されている。板状金属片8は電極5aの保持部材として機能する。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bの両面は押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し、緩和している。また、発光管2と内側支持体3とは、把持部8bの直下において互いに直接接触している。
8aは円板形状をなしており、蓋ないしキャップとして機能している。この蓋8aと把持部8bとの間には湾曲部8cが設けられている。蓋8aには、電極5a、電流貫通導体5を通すための穴8dが形成されており、この穴を利用して発光物質や封入ガスを発光容器に入れた後、電極及び電流貫通導体を挿入し、キャップ状金属片と溶接、ロウ付け等の手法により発光管として組み立てが可能となる。
図12の発光管11Bにおいては、発光管12の端部12aの内側面12bと、円筒形状の内側支持体20との間に、前述のように電極保持部材8の把持部8bが把持されている。ここで、本例においては、内側支持体20に、内側空間7の中心へと向かって突出する円筒形状かつ同一径の突出部20aが設けられており、突出部20aが電流貫通導体5および電極5aの保護用ガイドとして機能している。
図13に示す発光容器11Cの端部においては、脆性材料からなる発光管12が内側支持体として機能し、脆性材料からなる外側支持体13はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管12と外側支持体13との間に、発光管12及び外側支持体13と相似形状の把持部8bが把持され、固定されている。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bは脆性材料によって発光管12の半径方向へと押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し緩和している。また、発光管12と外側支持体13とは、把持部8bの直下において互いに直接接触している。外側支持体13の外側端部には電極保持部材8の蓋8aを外側から支えるための押さえ部13aを備え、発光管の内圧による8aの変形を防止することができる。
図14に示す発光容器11Dの端部においては、脆性材料からなる円筒形の外側支持体25の内側に、脆性材料からなる相似形状の外径形状を有する円筒形の内側支持体23がある。そして、外側支持体25と内側支持体23との間に、外側支持体25及び内側支持体23と相似形状の円筒状の把持部8bが把持され、固定されている。外側支持体25は、更に脆性材料からなる円筒形状の発光管12の端部12aの外側面12cを外側から把持することにより、発光容器11Dが形成されている。
図15の発光容器11Eは、図14の発光容器11Dとほぼ同様のものである。ただし、図15においては、内側支持体23に、内側空間7の中心へと向かって突出する円筒形状の突出部23aが形成されており、突出部23aが、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能している。
図16〜図21は、それぞれ、いわゆるエリプティカル型の発光管2(ツーボティー型)を用いた発光容器を示すものである。
図16は従来の発光容器を示すものである。
直管形状の発光管22は樽状に膨らんだ形状を有している。発光管22の両端部にシール材6によって電流貫通導体5が封止されている。また電流貫通導体5はセラミック(アルミナ)と熱膨張差の小さいニオブの採用が好ましいが、発光物質による腐食が生じ易いという問題を有する。このため、電流貫通導体及び電極を、ニオブ−モリブデン−タングステンまたはニオブ−サーメット(モリブデンとアルミナ複合焼結材)−タングステンの、3種類の材料からなる構造とし、電極シールは主にニオブ材部分で行い、更にニオブ部分を保護するためにフリット材がモリブデンまたはサーメットの精密に制御された一部までを取り込むようにシールすることにより、熱応力の緩和とニオブの腐食の防止が両方可能となる。
このように3種類の材料から構成される電極棒はコスト的にも高く、フリット材のシール部位を厳密に制御することが要求されるため、高度の製造技術が必要である。
図17に示す発光容器21Aにおいては、発光管22の端部22aにおいて、脆性材料からなる円筒形状の発光管22が外側支持体として機能し、脆性材料からなる内側支持体19はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管22と内側支持体19との間に、板状金属片8の把持部8bが把持され、固定されている。板状金属片8は電流貫通導体5および電極5aの保持部材として機能する。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bの両面は押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し、緩和している。また、発光管22と内側支持体19とは、把持部8bの直下において互いに直接接触している。
8aは円板形状をなしており、蓋ないしキャップとして機能している。この蓋8aと把持部8bとの間には湾曲部8cが設けられている。蓋8aには、電極5a、電流貫通導体5を通すための穴8dが形成されており、この穴を利用して発光物質や封入ガスを発光容器に入れた後、電極及び電流貫通導体を挿入し、キャップ状金属片と溶接、ロウ付け等の手法により発光管として組み立てが可能となる。
キャップ状金属片と電流貫通導体に耐食性に優れるモリブデン材を用いれば、電流貫通導体と電極はモリブデンとタングステンの2種類の材料から構成することが可能となり、従来技術で必要であったニオブ−モリブデン−タングステンまたはニオブ−サーメット(モリブデンとアルミナの複合焼結材)−タングステンの、3種類の材料からなる電流貫通導体及び電極は不要となる。またフリット材のシール部位の厳密な制御も不要となる。
図18の発光管21Bにおいては、発光管22の端部22aの内側面22bと、内側支持体27の円筒部27aとの間に、前述のように電極保持部材8の把持部8bが把持されている。ここで、本例においては、内側支持体27に、内側空間7の中心へと向かって突出する突出部27bが設けられており、突出部27bが電流貫通導体5の保護用ガイドとして機能している。
図19に示す発光容器21Cの端部においては、脆性材料からなる発光管22が内側支持体として機能し、脆性材料からなる外側支持体13はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管22と外側支持体13との間に、発光管22及び外側支持体13と相似形状の把持部8bが把持され、固定されている。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bは脆性材料によって発光管22の半径方向へと押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し緩和している。また、発光管22と外側支持体13とは、把持部8bの直下において互いに直接接触している。
図20に示す発光容器21Dの端部においては、脆性材料からなる円筒形の外側支持体29の内側に、脆性材料からなる相似形状の外形形状を有する円筒形の内側支持体30がある。そして、外側支持体29と内側支持体30との間に円筒状の把持部8bが把持され、固定されている。外側支持体29は、更に脆性材料からなる円筒形状の発光管22の端部22aの外側面22cを外側から把持することにより、発光容器21Dが形成されている。外側支持体29の外側端部には電極保持部材8の蓋8aを外側から支えるための押さえ部29aを備え、発光管の内圧による8aの変形を防止することができる。
図21の発光容器21Eは、図20の発光容器21Dとほぼ同様のものである。ただし、図21においては、内側支持体30Aに、内側空間7の中心へと向かって突出する円筒形状の突出部30aが形成されており、突出部30aが、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能している。
図22〜図29は、それぞれ、いわゆるエリプティカル型の発光管32(ワンボティー型)を用いた発光容器を示すものである。
図22は従来の発光容器を示すものである。
直管形状の発光管32は樽状に膨らんだ形状を有している。発光管32の両端部にシール材6によって電流貫通導体5が封止されている。また電流貫通導体5はセラミック(アルミナ)と熱膨張差の小さいニオブの採用が好ましいが、発光物質による腐食が生じ易いという問題を有する。このため、電流貫通導体及び電極を、ニオブ−モリブデン−タングステンまたはニオブ−サーメット(モリブデンとアルミナ複合焼結材)−タングステンの、3種類の材料からなる構造とし、電極シールは主にニオブ材部分で行い、更にニオブ部分を保護するためにフリット材がモリブデンまたはサーメットの精密に制御された一部までを取り込むようにシールすることにより、熱応力の緩和とニオブの腐食の防止が両方可能となる。
このように3種類の材料から構成される電極棒はコスト的にも高く、フリット材のシール部位を厳密に制御することが要求されるため、高度の製造技術が必要である。
図23に示す発光容器31Aにおいては、発光管32の端部32aにおいて、脆性材料からなる円筒形状の発光管32が外側支持体として機能し、脆性材料からなる内側支持体19はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管32と内側支持体19との間に、板状金属片8の把持部8bが把持され、固定されている。板状金属片8は電流貫通導体5および電極5aの保持部材として機能する。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bの両面は押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し、緩和している。
本例では、電極先端部のタングステン等のコイル巻き部5aの直径が、内側支持体19に設けられた穴径より大きいため、電極および電流貫通導体をあらかじめ内側支持体19の穴に挿入した状態で、発光管に対して一体化を行う。電極保持部材と電流貫通導体は、気密封止されていない状態のため、電極保持部材と電流貫通導体との隙間を利用して、発光物質を発光容器内に入れた後、両者を気密封止する。これによって発光容器を完成させることができる。
図24の発光管31Bにおいては、発光管32の端部32aの内側面32bと、内側支持体30Aとの間に、前述のように電極保持部材8の把持部8bが把持されている。ここで、本例においては、内側支持体30Aに、内側空間7の中心へと向かって突出する突出部30aが設けられており、突出部30aが電流貫通導体5および電極5aの保護用ガイドとして機能している。
図25に示す発光容器31Cの端部においては、脆性材料からなる発光管32が内側支持体として機能し、脆性材料からなる外側支持体13はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管32と外側支持体13との間に把持部8bが把持され、固定されている。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bは脆性材料によって発光管32の半径方向へと押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し緩和している。
図26に示す発光容器31Dの端部においては、脆性材料からなる円筒形の外側支持体29の内側に、脆性材料からなる相似形状の外径形状を有する円筒形の内側支持体30がある。そして、外側支持体29と内側支持体30との間に、外側支持体29及び内側支持体30と相似形状の円筒状の把持部8bが把持され、固定されている。外側支持体29は、更に脆性材料からなる円筒形状の発光管32の端部32aの外側面32cを外側から把持することにより、発光容器31Dが形成されている。
図27の発光容器31Eは、図26の発光容器31Dとほぼ同様のものである。ただし、図27においては、内側支持体30Aに、内側空間7の中心へと向かって突出する円筒形状の突出部30aが形成されており、突出部30aが、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能している。
図28の発光容器31Fは、図24の発光容器31Bとほぼ同様のものである。ただし、図28においては、電極間の距離が更に短く、内側支持体30Aに、内側空間7の中心へと向かって一層長く突出する円筒形状の突出部30aが形成されており、突出部30aが、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能している。
図29の発光容器31Gは、図27の発光容器31Eとほぼ同様のものである。ただし、図28においては、内側支持体30Aに、内側空間7の中心へと向かって一層長く突出する円筒形状の突出部30aが形成されており、突出部30aが、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能している。外側支持体29の外側端部には電極保持部材8の蓋8aを外側から支えるための押さえ部29aを備え、発光管の内圧による8aの変形を防止することができる。
図30〜図34は、それぞれ、いわゆるHPS型の高圧放電灯用発光容器である。
図30は従来の発光容器を示すものである。
直管形状の発光管42の両端部42aの内側面42bにアルミナからなる閉塞材40を介して電流貫通導体5を保持する。導体5と閉塞材40との間をシール材6によって封止している。
図31に示す発光容器41Aにおいては、発光管42の端部42aにおいて、脆性材料からなる円筒形状の発光管32が外側支持体として機能し、脆性材料からなる内側支持体19はこれと相似形状の円筒形状をなしている。そして、発光管42と内側支持体19との間に、板状金属片8の把持部8bが把持され、固定されている。板状金属片8は電流貫通導体5および電極5aの保持部材として機能する。非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bの両面は押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し、緩和している。また、発光管42と内側支持体19とは、把持部8bの直下において互いに直接接触している。
図32に示す発光容器41Bの端部においては、脆性材料からなる円筒形の発光管42の端部42aの内側面42b側に、同一材質の脆性材料からなる円筒形の外側支持体9を設けた。そして、外側支持体9の内側に円筒状の内側支持体10を設けた。そして、外側支持体9と内側支持体10との間に、キャップ状板状金属片8Aの把持部8bが把持され、固定されている。
板状金属片からなる電極保持部材8Aの非把持部8a、8cは脆性材料から突出しており、把持部8bは脆性材料内に埋設されている。把持部8bの両面は脆性材料によって半径方向へと押圧されており、これによって把持部8bが変形し、脆性材料と金属との物性の相違に起因する応力を吸収し、緩和している。また、外側支持体9と内側支持体10とは、把持部の直下において互いに直接接触している。
図33の発光容器41Cにおいては、脆性材料からなる円筒形状の発光管42が外側支持体として機能し、発光管42の内側面42bと脆性材料からなる内側支持体10との間に、電極保持部材8の把持部8bが把持されている。
本例では、内側支持体10には、内側空間7内の中心へと向かって突出部10cが形成されている。突出部10cの内側面10bはほぼ同一半径であり、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能する。突出部10の外側面10aには、発光部からの光の放射を妨げないように、光の放射角度なりに湾曲傾斜面が形成されている。このような突出部10cを設けることにより、発光時における電極導通部5の変形や発光物質による腐食を防止することができる。また発光部以外の発光管内容積を低減できるため、発光管内に封入する発光物質を削減することが可能となる。
本例では、電極先端部のタングステン等のコイル巻き部5aの直径が、内側支持体10に設けられた穴径より大きいため、電極および電流貫通導体をあらかじめ内側支持体10の穴に挿入した状態で、発光管に対して一体化を行う。電極保持部材と電流貫通導体は、気密封止されていない状態のため、電極保持部材と電流貫通導体との隙間を利用して、発光物質を発光容器内に入れた後、両者を気密封止する。これによって発光容器を完成させることができる。
図34に示す発光容器41Dの端部においては、脆性材料からなる円筒形の外側支持体43の内側に、同一材質の脆性材料からなる相似形状の外径形状を有する円筒形の内側支持体44がある。そして、外側支持体43と内側支持体44の円筒部44aとの間に、板状金属片からなる電極保持部材8Aの把持部8aが把持され、固定されている。外側支持体43の外側には更に、脆性材料からなる円筒形状の発光容器42の端部があり、発光容器41Dが形成されている。42cは外側支持体である。
本例では、支持体44には、内側空間7内の中心へと向かって突出部44bが形成されている。突出部44bの内側面はほぼ同一半径であり、電流貫通導体5および電極5aを保護するガイドとして機能する。
本発明においては、板状金属片からなる電極保持部材の外側には、補助的に接合材を使用することができる。この接合材の種類は特に限定されないが、いわゆるフリットガラスが好ましく、Al2O3-Dy2O3-SiO2系の組成系のガラスやこれに窒素を含有させたものが特に好ましい。
発光管がサファイア(単結晶アルミナ)またはサファイヤを主成分とする透明アルミナ材料からなる場合には、発光管は管の長手方向がサファイアのc軸方向となっており、発光管の管軸とのなす角を10°以下とすることが好ましい。これによって、発光管と、発光管端部に固定される内側支持体や外側支持体との界面付近において、熱応力が軸対称の分布となりサファイアのクラック発生率を著しく低減できる。この観点からは、発光管を構成するサファイアのc軸と、発光管の管軸とのなす角を5°以下とすることが好ましい。
板状金属片からなる電極保持部材は、上述のように、略キャップ形状でも良い。キャップ製法は絞り加工等が挙げられるが、製法には特に限定は無い。但し、絞り加工の場合、加工前が例えば圧延体であれば、圧延方向と垂直な方向では加熱時脆化が進行しやすい場合があるので、絞り加工はこの点に充分注意する必要がある。この金属部材のバリエーションは、適宜接合体設計に合わせて調整できる。
例えば、高圧ナトリウムランプの端部気密部分では、Nb等の使用が可能である。仮にNb等の柔らかい金属を用いた場合、高圧時の変形を避けるため、金属厚みはやや厚めとなる。また高温および高圧による金属過変形防止用のおさえ(脆性部分による)等考慮できる。但し、Nb脆化抑制のため、焼成は不活性雰囲気下(真空含む)で行う必要がある。
Nb薄板とNb電流導体を用いる場合は、封止法は、圧着・嵌合等の機械的封着でも良い(通称ギロチン法)。接合体金属部が発光管外表面の補助電極(巻きつけ、メタライズ印刷等)と接近する場合は、接合体金属部近傍にショート防止のため絶縁手段を設けることが必要となる。もしくは、これとは逆に金属部分と補助電極部分に適当な電気回路を設定してもよい。
発光管が石英からなる場合は、焼結石英を外側支持体として使用できる。焼成後気泡削減策等(雰囲気は真空が最も好ましく、後は還元雰囲気となる)の技術が必要となる場合がある。また、高温に加熱して軟化した石英ガラスを外側支持体として用いて外側から圧着することにより封止してもよい。
セラミックメタルハライドランプ一般の場合は、発光管形状は発光管電極挿入部セラミック細管と太径発光胴部に分かれており、本接合部は細管終端部に用いると好ましいが、従来品に比較しフリット封止構造を用いないため耐熱性が高く、接合部(封着部)をより高温側に設定できる。その結果、従来設計では熱流束を絞って温度を低下させるために細長い細管部を必要としていたが、本発明ではキャピラリーを省略したり短尺化することが可能となり、よりコンパクトな発光管となる。従って外球デザイン等もバリエーションに富んだものとなり、機能性、審美性においても優れたものとなる。発光物質の使用量も少なくなり、より経済的に発光管を製造することができる。
更に従来品では点灯時に電極に大電流を流した場合、フリットで封止された電流貫通導体部での発熱が大きくなるため、電流貫通導体の温度が上昇し、フリットやアルミナとの熱膨張差から熱応力が発生しフリット封止部での割れ等が生じやすい。
これに対して本発明においては、電流貫通導体は熱膨張の異なるセラミックスと直接接触しないため、電極に大電流が投入されて発熱しても、電流貫通導体とセラミックスとの間で熱応力は発生しない。大電流の投入により電流貫通導体で発生した熱は、薄肉の電極保持部材に伝熱し脆性材料に埋め込まれた把持部で拡散して、脆性材料に吸収される。その際に発生する熱応力は、従来のフリット封止部で発生する応力に比較すれば小さく、万が一大きな応力が発生しても、脆性材料に埋め込まれた把持部の僅かな変形により吸収可能となるため、点灯時に大電流を流したり、電流貫通導体の線径を自由に選定することが可能となる。
自動車用セラミックメタルハライドランプの場合は発光に寄与しない端部は小さくすることが必要である。また全体の熱容量削減のため、発光管サイズも小さくすることが好ましい。電力を供給する回路側では、発光管のサイズを小さくすることで、管発光(温度)が入力に対し応答性よく短時間に立ち上がることが可能となり、余分な立上げ電力も必要でなくなる。これは同時に発光管内での温度分布が小さくなることと同義であり耐熱衝撃性に必ずしも優位ではないセラミック材料に不必要な熱ストレスを与えないことと等しく、発光管信頼性向上にもつながる。発光管サイズ低減のためには例えば高強度PCA発光管材料の採用も効果がある。焼成後も非常に微細な平均粒径(例10μm以下)を持つPCAなら、通常より倍以上の強度が達成できて好ましい。
これらの管製法には特に制限は無いが、ゲルキャストをはじめとする中子を用いる製法であれば、発光管内形状を自由に設定でき、好ましい。また低温で焼成できるセラミック材料を発光管や外側リングに用いても、金属部分の脆化を抑制でき、結果的に高度な発光管の信頼性が実現できる。発光物質もセラミック管腐食状態に応じ、従来のSc−Na系以外に別の希土類元素を用いることも可能である。
また発光管全般的にはMo、Nb等を電流貫通導体や電極保持部に使うと、外球無しでの点灯は難しい。外球無しの場合、金属薄板表面上の金属コーティング等が対策になる。またガラス等で被覆しても良い。金属コーティングの場合は、金属相互拡散によりMoが大気曝露することを、抑制する必要がある。水銀フリー発光管になれば、Pt系金属部分を用いることも可能である。純Ptであれば、大気中点灯=外球無し点灯も可能である。また電極アセンブリのがたつきを抑制するため、電極挿入部近傍に位置する(内側)セラミック管の内径は挿入電極に対して小さ目のクリアランスを設けると、電極位置精度を向上させ易い。
また、溶接についても、圧接接合部から溶接部が離れている場合は、レーザー溶接等の微細溶接でなくともよいので溶接手段選択も広くて好ましい。また、金属部分がキャップ状でない場合、金属部材のパイプ状部分と底板状部分を溶接しても良い。さらには底板状部分と電極が予め溶接されているものを用いて前記金属パイプ状部分とを溶接しても良い。
また外部リードと導通を得る場合、前記金属部材は電極のみならず、導電体なので、軸方向ではなくそれ以外の部分(横から)導通を確保してもよい。また導通は溶接やロウ付け、機械的嵌合以外に、板状金属片の一部を外に延伸させそのままリードの一部として用いる。さらに、板状金属片の一部をU字等に屈曲させ、使用時外部衝撃および熱膨張吸収部分として作用させても良い。このように導通部分にも自由な設計が可能となり、やはり機能性、審美性においても優れたものとなる。
発光管の製法は特に限定されず、これら発光管の胴部については(1)押出し成形、泥漿鋳込み成形、インジェクション成形により、発光管を2部品に分けて成形し、脱脂前に成形体を接合〜本焼成することで一体化させる方法がある。また、(2)ゲルキャストを代表とするロストワックス法にて成形してもよく、胴部発光管デザインを選ばない端部封止構造が実現できる。
またメタルハライドランプでは耐食性を重んじ、Mo、W、Re等が主に用いられるが、高圧ナトリウムランプでは更にNbを前記金属部品として採用できる。また同様のことは超高圧水銀ランプでもNb採用の可能性がある。
これらの発光管を以下の様に封止することで放電灯となる。
(1)メタルハライドランプ(一般照明)
50〜200mbarのAr雰囲気下でMo製の金属キャップ(キャップ自体にガイド部分があってもよい)の孔からHg(必須ではない。)、金属(Na、希土類元素等)沃化物を投入してMoもしくはW電極を挿入し、TIG溶接もしくはレーザー溶接により溶接封着する。
(2) メタルハライドランプ(自動車用途・点光源用)
金属沃化物とHg(必須でない。)を(1)と同様に封止する。場合に応じ7〜20barのXeを始動ガスとして用いる。特に本発明のような場合はごく短時間&低温で封止が終了するため始動ガスをはじめとする発光物質の蒸発をほぼ完全に抑制できる。胴部材料は通常の透光性アルミナでもよいが、直線透過率の高いYAG、サファイア、粒径が10μm以下の多結晶アルミナ等を選ぶとなお良い。
(3) 高圧Naランプ
金属キャップはNbを用いる。電極はMo、W、Nbを用いこれらを溶接する。発光物質はNa-HgアマルガムとAr等の始動ガスか、Hgを用いない場合はXeを封入する。特にチューブ表面に補助電極を用いる場合(コイル巻き、メタライズ印刷等種類は不問)は、電極保持部材近傍と補助電極の短絡を防止するため場合に応じて絶縁手段を補助電極上などに設けてもよい。
(4)超高圧水銀ランプ
胴部材料は、直線透過率の高いYAG、サファイア、粒径が10μm以下の多結晶アルミナ等が好適である。発光物質はHgとBrである。金属キャップはMo、WのほかにNbが使用可能であり、溶接法は上記と同様である。
以上のようにして得られた放電灯は、適当なイグナイタ、バラストを用いて点灯することができる。
第一、第二の各態様の発明において、発光管の外表面に、金属または金属とセラミックの混合物からなる被膜を光学的マスキング手段として設けることができる。マスキングとは、遮光膜を意味している。例えば自動車用ヘッドランプの場合に、対向車から見てランプが眩しくなりすぎないようにするために(例えばUPPER方向に光が向かわないようにするために)発光管外表面に遮光膜を設けて光の方向を制御する。このような遮光膜は、例えば特開2004−149640号公報、特開2004−163911号公報、特開2004−134219号公報に開示されている。
遮光膜を構成する金属は特に限定されないが、タングステン、モリブデンおよびレニウムからなる群より選ばれた金属またはこれらの合金が特に好ましい。また、金属とセラミックスの混合物を使用する場合には、セラミックが発光管の構成材料を含むことが好ましい。このようなセラミックスは発光管材料として前述したものである。また遮光膜はペースト塗布法によって形成できる。
(実施例1)
図2に示すような発光容器1Aを製造した。
具体的には、モリブデン板を深絞り成形して作製したキャップ状の電極保持部材8を準備した。蓋部8aは、直径2mmであり、厚さ200mmである。また電極保持部材の円筒部長さは3mmであり、把持部8bの厚さが100μmである。湾曲部8cにおいては、把持部の方へと向かって徐々に厚さが小さくなる。把持部8bの先端は楔形形状を呈している。蓋部8aには直径500μmの穴8dが空けてある。
この電極保持部材8の内側に入る外径2mm、内径0.6mm、長さ5mmの高純度アルミナ焼結体からなるチューブ3を準備し、これを内側支持体とし、この内側支持体3上に電極保持部材8を被せる。
ドライバッグ成形機で成形した、内径が2.1mm、外径が4mm、長さが20mmの高純度アルミナからなるチューブ状の発光管用成形体2(成形圧力1,500kg/cm2)を準備し、この成形体2を外側支持体とする。図3(a)に示すように、発光管用成形体の両端に、電極保持部材8を被せた内側支持体3を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,800℃で焼成し、発光容器(図3(b))を作製した。
(実施例2)
図4に示す構造体を製造した。
具体的には、モリブデン板を深絞り成形して作製したキャップ状の電極保持部材8Aを準備した。蓋部8aは、直径2mmであり、厚さ200mmである。また電極保持部材の円筒部長さは3mmであり、把持部8bの厚さが100μmである。湾曲部8cにおいては、把持部の方へと向かって徐々に厚さが小さくなる。把持部8bの先端は楔形形状を呈している。蓋部8aには直径500μmの穴8dが空けてある。
この電極保持部材8Aの内側に入る、外径2mm、内径0.6mm、長さ5mmの高純度アルミナ焼結体からなるチューブ状成形体を準備し、これを内側支持体10とした。この内側支持体用成形体10に電極保持部材8Aを被せた。更に、内側支持体10の穴径が、電極先端部のタングステンコイル巻き部分5aの直径より小さくなり、発光容器外側から電流貫通導体5および電極5aを挿入できない。このため、あらかじめ電流貫通導体5(直径0.5mm、先端部の直径0.8mm)を電極保持部材に挿入しておいた。
プレス成形機で成形した内径が2.1mm、外径が15mm、長さが6.5mmの高純度アルミナからなるチューブ状成形体(成形圧力1,000kg/cm2)を準備し、この成形体を外側支持体9とした。この中に、金属キャップと電流貫通導体および電極とが組み立てられた内側支持体10を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,750℃で焼成し、電流貫通導体および電極が予め挿入された発光容器の電極固定用の部品を作製した。出来上がりの寸法は、外径12mm、長さ5mmである。電極保持部材8Aの円筒状把持部8bがアルミナの外側支持体9および内側支持体10に押圧されて固定され、電極保持部材8Aの蓋部8aが非把持部として支持体の端部に露出していた。このようにして端部部品を得た。
更にドライバッグ成形機で成形した内径が12.5mm、外径が15.5mm、長さが50mmの高純度アルミナからなるチューブ状成形体2(成形圧力1,500kg/cm2)を準備し、この成形体の両端に前記の端部部品を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,800℃で焼成し、発光容器を作製した。図4では電極および電流貫通導体が挿入された発光容器用組み立て体を示している。
(実施例3)
図5に示すような発光容器1Cを製造した。
具体的には、実施例1と同様にして電極保持部材8を準備した。ただし、電極保持部材8の直径を4mmとし、円筒部長さを4mmとし、蓋部8aの厚さを200μmとし、把持部8bの厚さを100μmとした。蓋部8aには直径500μmの穴8dが空けてある。
外径4mm、内径0.6mm、外径が4mmの円筒状基部の長さが5mmで更に長さ方向に向かって徐々に外径が細くなるような形状の突出部10aを有する、全長が10mmの高純度アルミナ焼結体からなるチューブを準備し、これを内側支持体10とした。この内側支持体10に電極保持部材8を被せた。
ドライバッグ成形機で成形した内径が4.2mm、外径が7mm、長さが45mmの高純度アルミナからなるチューブ状成形体(成形圧力1,500kg/cm2)を準備し、この成形体を外側支持体2として、その両端に金属キャップ8を被せた内側支持体10を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,800℃で焼成し、発光容器を作製した。
図5では更に発光容器に電流貫通導体5および電極5aが挿入された状態を示している。
この形状の内側支持体10の突出部10cは電流貫通導体5の大部分の側面を保護するように保持するため、電極軸のずれが少なく電極間距離の寸法精度に優れ、電流貫通導体および電極に対して腐食性の高い発光物質による腐食も低減することができる。また発光管の内容積を低減し、発光管内に封入される発光物質量を低減する効果が期待できる。
(実施例4)
図6に示す発光容器1Dを製造した。
具体的には、実施例1と同じ寸法および形状の電極保持部材8Aを準備した。
外径2mm、内径0.6mm、長さ10mmの高純度アルミナ焼結体からなるチューブを準備し、これを内側支持体15とし、この内側支持体15に電極保持部材8Aを被せたものを準備する。
プレス成形機で成形した内径が2.1mm、外径が15mmの部分の長さが6.5mmで徐々に外径がテーパー状に細く絞られた形状になった全長12.5mmの高純度アルミナからなる成形体を準備し、この成形体を外側支持体14とした。金属キャップを被せた内側支持体15を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,750℃で焼成し、発光容器の電極及び電流貫通導体固定用の部品を作製した。出来上がりの寸法は外径が12mmの部分の長さが5mmで更に外径がテーパー状に絞られた突出部として全長が10mmとなっており、電極保持部材8の円筒部が把持部8bとして、アルミナの外側及び内側支持体に押圧されて固定され、電極保持部材8の蓋部8aが非把持部として支持体の端部に露出した端部部品が得られた。
更にドライバッグ成形機で成形した内径が12.5mm、外径が15.5mm、長さが50mmの高純度アルミナからなるチューブ状成形体(成形圧力1,500kg/cm2)を準備し、この成形体2の両端に上述の端部部品を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,800℃で焼成し、発光容器1Dを作製した。図6では更に発光容器に電流貫通導体5および電極5aが挿入された状態を示している。
この形状の内側及び外側支持体からなる突出部14a、15aは、電流貫通導体5の大部分の側面を保護するように保持し、電極軸のずれが少なく電極間距離の寸法精度に優れ、電流貫通導体に対する腐食性の高い発光物質による腐食も低減することができる。また発光管の内容積を低減し、発光管内に封入される発光物質量を低減する効果が期待できる。
図6に示すような構造にすることにより、外側支持体14の厚さの分だけ、発光容器2の内径に比較して直径の小さいキャップ状電極保持部材8Aを使うことができる。発光管2の内部の圧力は大気圧に比較して高圧になるため、電極保持部材8Aの直径を小さくした方が、電極保持部材8Aに発生する応力を低減できるので有利である。また、電極保持部材8Aと、内側空間7内の腐食性発光物質との接触面積も著しく低減できるので、電極保持部材8Aの腐食を一層効果的に抑制できる。
(実施例5)
図7に示すような発光容器1Eを製造した。具体的には、実施例1と同じ寸法および形状の電極保持部材8を準備した。
この電極保持部材8の内側に入る外径2mm、内径0.6mm、長さ20mmの透明アルミナ発光管(サファイヤ等のアルミナ単結晶からなる)を準備し、これを内側支持体とし、この発光管2に電極保持部材8を被せたものを準備する。
プレス成形機で成形した内径が2.1mm、外径が6mm、長さが6.5mmの高純度アルミナからなるリング状成形体(成形圧力1,000kg/cm2)を準備し、この成形体を外側支持体13とした。外側支持体13を、電極保持部材を被せた発光管2の各端部の外側に挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,800℃で焼成し、発光容器を作製した。図7では更に発光容器に電流貫通導体5および電極5aが挿入された状態を示している。
(実施例6)
図8に示す発光容器1Fを製造した。具体的には、実施例1と同じ寸法および形状の電極保持部材8Aを準備した。
外径2mm、内径0.6mm、長さ5mmの高純度アルミナ焼結体からなるチューブを準備し、これを内側支持体17とし、この内側支持体17に電極保持部材8Aを被せたものを準備する。
プレス成形機で成形した外側支持体16を準備した。この成形体の基部16aは,内径2.1mmであり、長さが6.5mmである。突出部16bは、内径が2.1mmであり、長さが6.5mmである。高純度アルミナからなる成形体16(成形圧力1,000kg/cm2)を準備し、この成形体16を外側支持体として、基部16a上に電極保持部材8Aを被せた内側支持体17を挿入し、突出部16b内に外径4mm、肉厚1mm、長さ20mmの透明アルミナ管2(主としてサファイヤ等のアルミナ単結晶からなる)を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,800℃で焼成し、発光容器を作製した。図8では更に発光容器に電流貫通導体5および電極5aが挿入された状態を示している。
(実施例7)
図9に示す発光容器1Gを製造した。
具体的には、実施例1と同じ寸法および形状を有する電極保持部材8Aを、実施例1と同様にして製造した。
この電極保持部材8Aの内側に入る高純度アルミナ製の内側支持体17Aを準備した。内側支持体17Aは高純度アルミナ焼結体(純度99.9%)で、外径2mm、内径0.6mm長さ5mmの基部17dと、外径が2mmから徐々に先端へと向かって細くなる長さ5mmの突出部17aとからなる。内側支持体17Aに金属キャップ8Aを被せたものを準備する。
プレス成形機で外側支持体16を成形した。外側支持体16は、内径が2.1mm、長さ6.5mmの基部16aと、内径4.1mm、長さ6.5mmの突出部16bとからなる。この高純度アルミナからなる成形体16(成形圧力1,000kg/cm2)を準備し、この成形体16を外側支持体として、電極保持部材8Aを被せた内側支持体17Aを挿入し、また突出部16b内に外径4mm、肉厚1mm、長さ20mmの透明アルミナ発光管2(主としてサファイヤ等のアルミナ単結晶からなる)を挿入して組み立て体とし、水素雰囲気中1,800℃で焼成し、発光容器を作製した。図9では更に発光容器に電流貫通導体5および電極5aが挿入された状態を示している。
この形状の内側支持体の突出部17aは電流貫通導体の大部分の側面を保護するように保持するため、電極軸のずれが少なく電極間距離の寸法精度に優れ、電流貫通導体に対する腐食性の高い発光物質による腐食も低減することができる。また発光管の内容積を低減し、発光管内に封入される発光物質量を低減する効果が期待できる。図9に示すような構造にすることにより、外側支持体16の厚さの分だけ、発光容器2の内径に比較して直径の小さいキャップ状電極保持部材8Aを使うことができる。発光管2の内部の圧力は外圧に比較して高圧になるため、電極保持部材8Aの直径を小さくした方が、電極保持部材8Aに発生する応力を低減できるので有利である。また、電極保持部材8Aと、発光管内側空間内の腐食性発光物質との接触面積も著しく低減できるので、電極保持部材8Aの腐食を一層効果的に抑制できる。
本封止構造を用いた場合の効果を以下に示す。
(1.封止品バラツキ低減改善例 (発光物質高圧封入の場合:自動車用途等)
35Wの従来構造(フリットシール)セラミック発光容器と同ワット数の実施例1〜7の光容器に、15bar相当のXeを封入する試験を実施した。Xeは低温で凝結させた状態である。評価は、封止品各n=100ずつを所定の体積の室温真空容器内で破壊し、容器内圧(Xe分圧)の測定により行った。
この結果、従来品はn=100の平均が8気圧相当であった。これに対して、実施例1〜7の各発光容器を使用した場合には、14.5気圧相当であった。
(2.気密封止性)
実施例1〜7の封止済発光容器をn=30ずつ、石英管に真空封入して900℃×48時間保持した。その後テスラコイルにて放電させ石英外球内に発光が認められた場合をNG、認められなかった場合をOKとした。従来品では、n=25/30が不合格であった。実施例1〜7の発光容器の場合には、いずれも、不合格品はなかった。
(マスキング材を設ける例)
実施例1〜7の各発光容器について、発光管の外表面の所定箇所に、マスキング材として機能する遮光膜を形成した。具体的には、発光管を透光性アルミナによって形成した。ペースト組成はW/アルミナ=60/40体積%とし、これにバインダーとしてエチルセルロースを2〜10重量%、ブチルカルビトールアセテートを適宜加え、粘稠ペーストとした。このペーストを前述した各例において脱脂済の仮焼体に塗布し、その後は90℃で2時間乾燥させ、発光管と同時に焼成した。このマスキング材により、任意の配光設計が可能となった。

Claims (48)

  1. 板状金属片からなる電極保持部材を備えている発光容器であって、
    前記電極保持部材が、脆性材料に圧着把持される把持部と把持されない非把持部とを備えており、前記把持部の先端がナイフエッジ状、C面、又はR面の形状であり、前記把持部と前記脆性材料との接触界面に発生する応力が、前記電極保持部材の前記把持部の変形により緩和されることを特徴とする、発光容器。
  2. 脆性材料からなる発光管を備えていることを特徴とする、請求項1記載の発光容器。
  3. 前記発光管の内側に内側支持材が設けられており、前記電極保持部材の前記把持部が前記発光管と前記内側支持材との間に圧着されていることを特徴とする、請求項2記載の発光容器。
  4. 前記内側支持材の肉厚が前記発光容器の中央部に向かって減少することを特徴とする、請求項3記載の発光容器。
  5. 前記発光管の外側に外側支持材が設けられており、前記電極保持部材の前記把持部が前記発光管と前記外側支持材との間に圧着されていることを特徴とする、請求項2記載の発光容器。
  6. 脆性材料からなり、前記発光管に固定されている外側支持体、および脆性材料からなる内側支持体を備えており、前記外側支持体と前記内側支持体との間に前記電極保持部材の前記把持部が圧着把持されていることを特徴とする、請求項2記載の発光容器。
  7. 前記外側支持体が前記発光管の内側に把持されており、前記内側支持体が前記外側支持体の内側に把持されていることを特徴とする、請求項6記載の発光容器。
  8. 前記外側支持体および内側支持体の合計肉厚が前記発光容器の中央部に向かって減少することを特徴とする、請求項7載の発光容器。
  9. 前記外側支持体が、前記発光管の外周面端部を圧着しており、前記内側支持体が前記外側支持体の内側に設けられていることを特徴とする、請求項6記載の発光容器。
  10. 前記発光管が直管状であることを特徴とする、請求項2〜9のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  11. 前記発光管がその中央部に向かって膨らんだ形状を有していることを特徴とする、請求項2〜9のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  12. 前記発光管が複数の成型品の接合物からなることを特徴とする、請求項2〜11のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  13. 前記脆性材料が、ガラス、セラミックスおよびサーメットからなる群より選ばれていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  14. 前記把持部の厚さが20〜1000μmであることを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  15. 前記発光管の外表面に、金属または金属とセラミックの混合物からなる被膜を光学的マスキング手段として備えていることを特徴とする、請求項2〜14のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  16. 前記金属がタングステン、モリブデンおよびレニウムからなる群より選ばれた金属またはこれらの合金であることを特徴とする、請求項15記載の発光容器。
  17. 前記セラミックが前記発光管の構成材料を含むことを特徴とする、請求項15または16記載の発光容器。
  18. 前記電極保持部材が継目のない構造であることを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  19. 前記電極保持部材の前記把持部が管状であることを特徴とする、請求項18記載の発光容器。
  20. 前記把持部が略円筒形状であることを特徴とする、請求項19記載の発光容器。
  21. 前記外側支持体と前記内側支持体との熱膨張係数差が2ppm/K以下であることを特徴とする、請求項6〜20のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  22. 前記非把持部が継ぎ目の無い蓋部を有しており、かつこの蓋部に電流貫通導体及び電極を挿入可能な貫通孔が設けられていることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  23. 前記非把持部が、電流貫通導体及び電極の同軸度ガイド及び接続端となりうる長さのキャピラリ部を備えていることを特徴とする、請求項1〜22のいずれか一つの請求項に記載の発光容器。
  24. 請求項1〜23のいずれか一つの請求項に記載の発光容器、および前記電極保持部材に保持されている電極および電流貫通導体を備えていることを特徴とする、高圧放電灯用発光容器。
  25. 板状金属片からなる電極保持部材を備えている発光容器組み立て体であって、
    前記電極保持部材が、脆性材料に圧着把持される把持部と把持されない非把持部とを備えており、前記把持部と前記脆性材料との接触界面に発生する応力が、前記電極保持部材の前記把持部の変形により緩和される発光容器を備えており、前記発光容器の一方の端部と他方の端部とにそれぞれ前記電極保持部材が固定されており、前記電極保持部材に電流貫通導体が予め挿入され、前記発光容器内に電極が予め収容されており、前記一方の端部と前記他方の端部との少なくとも一方において前記電極保持部材と前記電流貫通導体とが気密封止されていないことを特徴とする、発光容器組み立て体
  26. 脆性材料からなる発光管を備えていることを特徴とする、請求項25記載の組み立て体
  27. 前記発光管の内側に内側支持材が設けられており、前記電極保持部材の前記把持部が前記発光管と前記内側支持材との間に圧着されていることを特徴とする、請求項26記載の組み立て体
  28. 前記内側支持材の肉厚が前記発光容器の中央部に向かって減少することを特徴とする、請求項27記載の組み立て体
  29. 前記発光管の外側に外側支持材が設けられており、前記電極保持部材の前記把持部が前記発光管と前記外側支持材との間に圧着されていることを特徴とする、請求項26記載の組み立て体
  30. 脆性材料からなり、前記発光管に固定されている外側支持体、および脆性材料からなる内側支持体を備えており、前記外側支持体と前記内側支持体との間に前記電極保持部材の前記把持部が圧着把持されていることを特徴とする、請求項26記載の組み立て体
  31. 前記外側支持体が前記発光管の内側に把持されており、前記内側支持体が前記外側支持体の内側に把持されていることを特徴とする、請求項30記載の組み立て体
  32. 前記外側支持体および内側支持体の合計肉厚が前記発光容器の中央部に向かって減少することを特徴とする、請求項31記載の組み立て体
  33. 前記外側支持体が、前記発光管の外周面端部を圧着しており、前記内側支持体が前記外側支持体の内側に設けられていることを特徴とする、請求項30記載の組み立て体
  34. 前記発光管が直管状であることを特徴とする、請求項26〜33のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  35. 前記発光管がその中央部に向かって膨らんだ形状を有していることを特徴とする、請求項26〜33のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  36. 前記発光管が複数の成型品の接合物からなることを特徴とする、請求項26〜35のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  37. 前記把持部の先端がナイフエッジ状、C面、又はR面の形状であることを特徴とする、請求項25〜36のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  38. 前記脆性材料が、ガラス、セラミックスおよびサーメットからなる群より選ばれていることを特徴とする、請求項25〜37のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  39. 前記把持部の厚さが20〜1000μmであることを特徴とする、請求項25〜38のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  40. 前記発光管の外表面に、金属または金属とセラミックの混合物からなる被膜を光学的マスキング手段として備えていることを特徴とする、請求項26〜39のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  41. 前記金属がタングステン、モリブデンおよびレニウムからなる群より選ばれた金属またはこれらの合金であることを特徴とする、請求項40記載の組み立て体
  42. 前記セラミックが前記発光管の構成材料を含むことを特徴とする、請求項40または41記載の組み立て体
  43. 前記電極保持部材が継目のない構造であることを特徴とする、請求項25〜42のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  44. 前記電極保持部材の前記把持部が管状であることを特徴とする、請求項43記載の組み立て体
  45. 前記把持部が略円筒形状であることを特徴とする、請求項44記載の組み立て体
  46. 前記外側支持体と前記内側支持体との熱膨張係数差が2ppm/K以下であることを特徴とする、請求項30〜45のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  47. 前記非把持部が継ぎ目の無い蓋部を有しており、かつこの蓋部に電流貫通導体及び電極を挿入可能な貫通孔が設けられていることを特徴とする、請求項25〜46のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
  48. 前記非把持部が、電流貫通導体及び電極の同軸度ガイド及び接続端となりうる長さのキャピラリ部を備えていることを特徴とする、請求項25〜47のいずれか一つの請求項に記載の組み立て体
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