JPH0425666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は発光管バルブに透光性セラミクスを使
用したメタルハライドランプに関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 発光管バルブ内に始動用希ガス、水銀とともに
金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドラン
プは高効率、高演色のため一般照明用光源とし
て、また特定の金属ハロゲン化物を封入したラン
プは光化学用等の産業用放電灯として広く実用に
供されている。このようなメタルハライドランプ
は通常その発光管バルブは石英ガラス製のものが
使用されているが、石英ガラスに代えてたとえば
透光性アルミナセラミクスのような透光性セラミ
クスを使用すればランプ性能が一段と改善できる
ことも知られている。すなわち、メタルハライド
ランプの効率や演色性等の光学特性は点灯中の金
属ハロゲン化物の発光管内蒸気圧で決まり、この
蒸気圧は発光管の最冷部温度により規制される。
最冷部温度が高いほど上記蒸気圧は高くなり一般
には光学特性が向上する。しかしながら、ランプ
の寿命を考慮すると発光管材料により最冷部温度
の上昇におのづから限界があり、この点について
は石英ガラスよりも耐熱温度の高いセラミクスの
方が有利であり、しかも金属ハロゲン化物に対す
る耐性においてもセラミクスの方が優れていると
いう利点がある。 ところが、その反面においてセラミクス発光管
バルブは石英ガラスのそれより非常に高価であ
り、しかも加工性が悪いという欠点があつた。し
かし最近は技術の進歩によつてコストも低下し、
メタルハライドランプの発光管材料として見直す
傾向が強まつている。 透光性セラミクスを発光管バルブとして実用化
した放電灯としては高圧ナトリウムランプが良く
知られている。このランプは一般に内部にキセノ
ンガスのような始動ガスとナトリウムアマルガム
を封入した透光性セラミクス発光管バルブの開口
端部を封着材を介してたとえばニオブやタンタル
などの金属またはセラミクス製の閉塞体で気密に
封着し、この閉塞体を貫通するニオブやタンタル
製電流導入体に電極を支持させて形成される。し
かしながら、金属ハロゲン化物を封入すると、閉
塞体や電流導入体の材料であるニオブやタンタル
は上記発光金属のハロゲン化物と反応して光束お
よび演色性を低下させたり、あるいはタングクテ
ン電極のスパツタリングによつて発光管内面に付
着したタングステンのハロゲンサイクルによる除
去を妨害して発光管管壁の黒化を助長して光束を
低下させる等の不都合を生じる。 これに対処してニオブやタンタルよりもハロゲ
ンに対する耐性が優れるタングステンやモリブデ
ン等を代りに使用することも考えられるが、これ
ら金属はセラミクスや封着材と熱膨張係数の差が
大きいため気密な封着が得られにくいという問題
がある。 また、上記閉塞体をセラミクス製とするととも
にニオブ電流導入体の発光管内露出部分をたとえ
ば炭素等のニオブよりも耐ハロゲン性に優れた物
質層で被覆する手段も知られているが、これ等手
段も充分満足すべき効果が得られないとか、ある
いはタングステンにおいてみられるように層形成
においてピンホール等を生じやすく緻密な層が得
られにくい等の欠点があつた。 〔発明の目的〕 本発明は発光管内に封入した金属ハロゲン化物
によつてニオブ、タンタル等からなる電流導入体
が侵蝕され、発光管管壁に黒化を生じたりランプ
特性が低下したりするのを防止することを目的と
する。 〔発明の概要〕 本発明はメタルハライドランプ発光管内に露出
するニオブ、タンタル等からなる電流導入体をレ
ニウムRe、硼素Ｂ、炭素Ｃ、白金Ptの少なくと
も１種からなる第１保護層とタングステンＷ、モ
リブデンMoの少なくとも１種からなる第２保護
層とで順次被覆するようにした点に特徴がある。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の詳細を図示の一実施例を参照し
て説明する。第１図は400Wメタルハライドラン
プの発光管の縦断面図、第２図は同じくその一端
部の拡大断面図を示す。図において１は透光性セ
ラミクスたとえば透光性アルミナセラミクスから
なる内径16mm、全長55mmの発光管バルブ、２，２
はたとえば発光管バルブ１と同じアルミナセラミ
クスからなる閉塞体で上記発光管バルブ１の開口
端部をガラスソルダ等の封着材３によつて気密に
封着する。４，４は上記閉塞体２，２をそれぞれ
外部から発光管バルブ１の内部に向つて封着材３
を介して気密に貫通するニオブ金属Nbからなる
電流導入体で、その一端部には電極軸５ａにコイ
ル５ｂを巻装してなるタングステン製電極５，５
がそれぞれ支持されている。また、上記電流導入
体４，４の発光管内露出部４ａ，４ａは耐ハロゲ
ン性物質からなる保護層６，６で被覆され、この
保護層６は、硼素Ｂからなる第１保護層７とこの
上に被覆されるタングステンＷからなる第２保護
層８とからなる。さらに発光管バルブ１内には始
動用希ガスとしてたとえばアルゴン50トール、水
銀60mgおよび金属ハロゲン化物としてたとえば沃
化スカンジウム５mgと沃化ナトリウム25mgが封入
され発光管が形成されている。この発光管は図示
しないが必要とあれば始動装置等と共に内部を真
空とした外管内に封装されてランプができあが
る。 なお、上記保護層６のうちで硼素Ｂからなる第
１保護層７は耐ハロゲン性の点においてはタング
ステンＷからなる第２保護層８よりも劣るが、そ
の反面層形成に電気メツキ法や溶融メツキ法が適
用できるのでニオブ製電流導入体４の表面上に緻
密な層を形成することができる。一方、タングス
テンＷからなる第２の保護層８は耐ハロゲン性に
おいては極めて優れている反面、層形成は気相メ
ツキ法によらざるを得ないため第１保護層７ほど
の緻密な層は得られにくく、微小はピンホールが
生じやすい。 すなわち、第１保護層７だけでは耐ハロゲン性
において不充分なものがあり、数千時間というラ
ンプ寿命を通してその目的を達することは困難な
場合があり、一方、第２保護層８だけでは上記ピ
ンホールからハロゲンが侵入しやすい欠点があ
る。しかしながら、本実施例は両保護層７，８を
所定の位置に組合せ配置させたので、互の欠点を
カバーして下表に示すような顕著な効果を発揮で
きた。つまり、タングステンＷからなる第２保護
層８がないと硼素Ｂからなる第１保護層７はその
全面で徐々にではあるがハロゲンと反応を生じ硼
素Ｂは消費されるが、第２保護層８が存在すれば
硼素Ｂの消費は第２保護層８のピンホールのある
極めて小さな部分だけに限定される。しかも、そ
の部分はランプ点灯中は高温となつているので、
濃度拡散によつて第２保護層８で被覆されている
部分の硼素Ｂが拡散移動して上記ピンホール部分
を補充する。したがつて、第２保護層８にピンホ
ールがあつても第１保護層７との協同作用によつ
てニオブ製電流導入体４のハロゲンによる侵蝕が
防止できるわけである。 なお、第１保護層７を形成する物質は上記実施
例の硼素Ｂ以外にレニウムRe、炭素Ｃ、白金Pt
を、また第２保護層８としてはタングステンＷの
ほかにモリブデンMoをそれぞれ単独にあるいは
併用しても同様の効果が得られる。下表はこれ等
各実施例と単一の保護層を使用したものおよび保
護層を全く使用しないもの等の各従来ランプとの
寿命特性を比較して示すもので、各数値は初期値
に対する維持率（％）を示す。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば透光性セラ
ミクスを発光管バルブとするメタルハライドラン
プにおいて、ニオブ、タンタル等からなる電流導
入体の少なくとも発光管内露出部分がハロゲンと
反応することを防止できるので、発光管管壁の黒
化発生や甚々しい特性劣化のないメタルハライド
ランプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のメタルハライドランプの一実
施例の発光管の縦断面図、第２図は同じくその一
端部の拡大断面図を示す。 １……発光管バルブ、２……閉塞体、３……封
着材、４……電流導入体、５……電極、６……保
護層、７……第１保護層、８……第２保護層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部に希ガス、水銀および金属ハロゲン化物
   を封入した透光性セラミクス発光管バルブの開口
   端部をセラミクス閉塞体で気密に封着し、上記閉
   塞体の外部から発光管バルブ内に導入された電流
   導入体に電極を支持させてなる発光管を備えたメ
   タルハライドランプにおいて、上記電流導入体は
   ニオブNb、タンタルTaまたはこれら金属を主体
   とする合金からなり、かつ、その少なくとも発光
   管内に露出している部分がレニウムRe、硼素Ｂ、
   炭素Ｃ、白金Ptの少なくとも１種からなる第１
   保護層とタングステンＷ、モリブデンMoの少な
   くとも１種からなる第２保護層とで順次被覆され
   ていることを特徴とするメタルハライドランプ。