JPH06290750A - 高圧放電灯および該放電灯を用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極支持管の気密性を高めることができ、また
電極支持管の封止部にクラックが発生することのないよ
うにする。 【構成】透光性セラミックス製の発光管１０の両端開口
部に、少なくとも一方が排気管を兼用しそれぞれ電極を
担持した電極支持管１１を挿入して封着する高圧放電灯
において、電極支持管１１の双方を発光管１０と一体に
焼成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は透光性セラミックス製の
発光管を用いた高圧放電灯に係り、特に発光管の両端に
電極支持管を封着した高圧放電灯および該放電灯を用い
た照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の高圧放電灯は、例えば特
開平４−２２３０３７号公報に開示された高圧放電ラン
プがある。この高圧放電ランプは、図７に示すように半
透明の焼結窒化アルミニウムの密封された放電容器１を
有し、この放電容器１内にはそれぞれ導入線２に接続さ
れた電極３が配設され、導入線２がモリブデンおよび／
またはタングステンから構成されている。

【０００３】一方、特開昭６１−８２６５６号公報に開
示された金属蒸気放電灯は、図８に示すように透光性セ
ラミック管５の両端に電極支持管６を挿着した端キャッ
プ７を封着し、少なくとも一方の排気管として兼用する
電極支持管６の外側端部を溶融閉塞して気密封止部８を
形成したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示す高圧放電ランプでは、導入線２が排気管として兼用
していないため、溶融フリットを使用することなしに水
銀やハロゲン化物および希ガスを封入することが不可能
である。したがって、溶融フリットを用いると、気密性
が低下するとともに、耐ハロゲン化物に対する信頼性が
低いという問題点がある。

【０００５】また、図８に示す金属蒸気放電灯では、電
極支持管６が高融点金属であるニオビウムで構成される
ため、電極支持管６とセラミックスからなる端キャップ
８との封止部に溶融の熱衝撃によりクラックが発生し易
く、その時封入薬品であるナトリウムや水銀の飛散も生
じ易いという問題点がある。

【０００６】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、電極支持管の気密性を高めることができ、また
電極支持管の封止部にクラックが発生することのない高
圧放電灯および該放電灯を用いた照明装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
高圧放電灯は、上述した課題を解決するために、透光性
セラミックス製の発光管の両端開口部に、少なくとも一
方が排気管を兼用しそれぞれ電極を担持した電極支持管
を挿入して封着する高圧放電灯において、上記電極支持
管の双方を上記発光管と一体に焼成したことを特徴とす
る。

【０００８】また、請求項２の高圧放電灯は、請求項１
の発光管が透光性窒化アルミニウムから成り、電極支持
管はモリブデンおよびタングステンのうち少なくとも一
方を主材料として構成したことを特徴とする。

【０００９】さらに、請求項３の高圧放電灯は、請求項
１または２の電極支持管の先端を、モリブデンおよびタ
ングステンのうち少なくとも一方を主材料として構成さ
れるキャップで閉塞し、上記電極支持管の封止時、上記
電極支持管と上記キャップとの間に、モリブデンおよび
タングステンより低融点の金属リングを介在させたこと
を特徴とする。

【００１０】そして、本発明の高圧放電灯は照明装置に
配置することができる。

【００１１】

【作用】上記の構成を有する本発明においては、少なく
とも一方が排気管を兼用し且つ他方が排気管を兼用しな
い電極支持管の双方を発光管と一体に焼成したので、溶
融フリットを使用することなしに水銀やハロゲン化物お
よび希ガスを封入することができ、そのため両者の封止
部の気密性および耐食性が高まり、加えて電極支持管の
溶融封止時の熱衝撃でも発光管にクラックが生じにく
い。

【００１２】また、発光管を透光性窒化アルミニウムか
ら構成し、電極支持管をモリブデンおよびタングステン
のうち少なくとも一方を主材料として構成したことによ
り、両者の熱膨張係数が近似している。その結果、電極
支持管の溶融封止時、発光管へのクラックが一段と生じ
にくくなる。

【００１３】さらに、電極支持管を溶融封止する時に
は、電極支持管の先端を閉塞するためのキャップと電極
支持管との間に、モリブデンおよびタングステンより低
融点の金属リングを介在させたことにより、金属リング
が容易に溶融し、その結果、発光管内に封入した水銀や
ナトリウムが蒸発してその圧力でキャップを吹き上げた
り、溶融金属を吹き破ったりすることがない。

【００１４】そして、本発明の高圧放電灯は照明装置に
配置することが好ましい。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明に係る高圧放電灯の第１実施
例の発光管を示す部分断面図である。図１に示すよう
に、高圧ナトリウムランプの発光管１０はハロゲン化物
またはナトリウムに対して良好な化学的耐食性を有する
透光性窒化アルミニウムなどの透光性セラミックスから
なり、その両端にはそれぞれモリブデンまたはタングス
テンからなる円筒状の電極支持管１１が挿通され、これ
らの電極支持管１１と発光管１０とが一体に焼成されて
いる。ここで、本実施例では電極支持管１１の材料とし
てモリブデンを使用し、図１においては電極支持管１１
の一方だけを示している。

【００１７】これらの電極支持管１１の内、いずれか一
方は排気および薬品封入のための排気管として利用さ
れ、この排気管を兼用した電極支持管１１および排気管
を兼用しない電極支持管１１の双方の先端には電極１２
が固着されている。この電極１２はタングステンまたは
タングステン−トリウムからなる電極軸１２ａを有し、
その周囲にはタングステンワイヤを例えば２層巻きした
電極コイル１２ｂが巻装されている。

【００１８】ここで、電極コイル１２ｂの内部には、酸
化イットリウム、酸化イットリウム−アルミナ、酸化イ
ットリウム−酸化トリウムからなるエミッターが塗布さ
れていてもよい。

【００１９】次に、このような構成の発光管の製造方法
について説明する。

【００２０】発光管１０の両端開口部に、それぞれ電極
１２を担持した電極支持管１１を挿入し、この場合発光
管１０の少なくとも一端の開口部には排気管を兼用した
電極支持管１１を挿入し、これらを一体に焼成する。

【００２１】そして、発光管１０は一旦高真空中で加熱
し、水分が除去された後、不活性ガス雰囲気中で水銀お
よびハロゲン化金属を排気管を兼用した電極支持管１１
から封入する。ここで、排気管を兼用しない電極支持管
１１は、その先端が排気管を兼用した電極支持管１１の
排気作業前に溶融閉塞されている。

【００２２】次いで、プラズマトーチまたはレーザービ
ーム照射装置を備えた減圧箱に収納し、この減圧箱を高
真空に排気した後、キセノンなどの希ガスを所定の圧力
だけ導入し、プラズマまたはレーザにより電極支持管１
１の先端を溶融して気密に封止することで製造工程を終
了する。

【００２３】このようにして製造された発光管１０は、
例えば図２に示すような高圧ナトリウムランプ１５に用
いられる。すなわち、発光管１０は発光管支持体を兼用
する２つの電気接点１６ａ，１６ｂを備えた外管１７に
収納され、各電極支持管１１は電気接点１６ａ，１６ｂ
とそれぞれ接続される。そして、外管１７には口金１８
が取り付けられ、外管１７の内部には寿命末期まで高真
空に保持するゲッター１９が設けられている。

【００２４】このように本実施例によれば、一方が排気
管を兼用し且つ他方が排気管を兼用しない電極支持管１
１の双方を発光管１０と一体に焼成したので、溶融フリ
ットを使用することなしに水銀やハロゲン化物および希
ガスを封入することができ、そのため両者の封止部の気
密性および耐食性が高まり、電極支持管１１の溶融封止
時の熱衝撃でも発光管１０にクラックが生じにくい。

【００２５】また、発光管１０を透光性窒化アルミニウ
ムから構成し、電極支持管１１をモリブデンで構成した
ことにより、両者の熱膨張係数が近似することになる。
その結果、電極支持管１１の溶融封止時、発光管１０へ
のクラックが一段と生じにくくなる。そして、発光管１
０を透光性窒化アルミニウムから構成したことから、ナ
トリウム蒸気に対して高い耐食性を有する。

【００２６】さらに、発光管１０を透光性アルミナから
構成し、電極支持管１１をニオビウムで構成し、内部に
ナトリウム，水銀および不活性ガスを封入しても上記実
施例と同様の効果が得られる。

【００２７】なお、上記実施例では、電極支持管１１を
モリブデンで構成したが、本発明はこれ以外に、タング
ステン、モリブデンを主材料とした合金またはタングス
テンを主材料とした合金で構成したものでもよく、要す
るに本発明ではモリブデンおよびタングステンのうち少
なくとも一方を主材料として構成したものであればよ
い。

【００２８】また、上記実施例では電極支持管１１の一
方が排気管を兼用し、他方が排気管を兼用しないものと
したが、本発明では双方が排気管を兼用したものでもよ
く、つまり少なくとも一方が排気管を兼用したものであ
ればよい。

【００２９】図３および図４は本発明に係る高圧放電灯
の第２実施例の発光管を示し、前記第１実施例と同一の
部分には同一の符号を付して説明する。以下の第３実施
例について同様である。

【００３０】図３および図４おいて、本実施例では排気
管を兼用する電極支持管１１の封止時、電極支持管１１
の先端を、モリブデンおよびタングステンのうち少なく
とも一方を主材料として構成されるキャップ２０で閉塞
しつつ、電極支持管１１とキャップ２０との間に、モリ
ブデンおよびタングステンより低融点であるチタン製の
金属リング２１を介在させたものである。なお、この金
属リング２１はチタン以外にジルコニウム、バナジウム
を用いてもよい。

【００３１】次に、このような構成の発光管の製造方法
について説明する。

【００３２】発光管１０の両端開口部にそれぞれ電極支
持管１１を挿入し、これらを一体に焼成し、次いで発光
管１０を一旦高真空中で加熱し、水分が除去された後、
不活性ガス雰囲気中で水銀およびハロゲン化金属を排気
管を兼用した電極支持管１１から封入するまでの工程は
前記第１実施例と同様である。

【００３３】さらに、本実施例では排気管を兼用した電
極支持管１１の開口端にチタン製の金属リング２１を載
置し、電極支持管１１の開口部にキャップ２０を被せた
後、これらをプラズマトーチ２２（またはレーザービー
ム照射装置）を備えた減圧箱に収納し、この減圧箱を高
真空に排気した後、キセノンなどの希ガスを所定の圧力
だけ導入し、プラズマ（またはレーザ）により加熱し金
属リング２１を溶融させて電極支持管１１の先端を気密
に封止することで製造工程を終了する。

【００３４】このように本実施例では、電極支持管１１
を溶融封止する時には、電極支持管１１の先端を閉塞す
るためのキャップ２０と電極支持管１１との間に、チタ
ン製の金属リング２１を介在させたものである。

【００３５】したがって、チタンの融点が約１８００℃
であるのに対し、モリブデンのそれが２８００℃、タン
グステンのそれが３４００℃で、１０００℃程度低いこ
とから、金属リング２１が容易に溶融し、その結果、発
光管１０内に封入した水銀やナトリウムが蒸発してその
圧力でキャップ２０を吹き上げたり、溶融金属を吹き破
ったりすることがない。

【００３６】ここで、金属リング２１の構成材料である
チタン、ジルコニウム、バナジウムは放電灯の動作中温
度で溶融したり、変形・変質したりすることがない。そ
の他の構成および作用は前記第１実施例と同一であるの
でその説明を省略する。

【００３７】図５は本発明に係る高圧放電灯の第３実施
例の発光管を示す。この実施例は発光管１０ａをモノリ
シック形状の透光性窒化アルミニウムから構成し、各電
極支持管１１をモリブデンおよびタングステンのうち少
なくとも一方を主材料として構成し、これらを一体に焼
成した高演色ナトリウムランプである。

【００３８】また、本実施例ではキャップ２０と電極支
持管１１との間に介在させる金属リング２１をニッケル
または鉄により構成している。したがって、本実施例に
よれば、ろう付け金属としては耐ハロゲン性は低下する
ものの、チタンより低融点の金属を用いることができ
る。

【００３９】図６は本発明に係る高圧放電灯を投光装置
に適用した屋外照明施設用投光装置を示す。この投光装
置は高圧ナトリウムランプ１５を有し、この高圧ナトリ
ウムランプ１５から放射された光は、投光装置本体とし
てのレフレクタ（反射鏡）３１で反射されて照射領域３
２を照射する。

【００４０】したがって、本実施例の高圧ナトリウムラ
ンプ１５を投光装置に用いれば、装置としての信頼性を
大幅に向上させることができる。

【００４１】なお、本実施例の高圧ナトリウムランプ１
５は、上記投光装置に限らず、トンネル内に設置する照
明装置にも適用可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る高圧
放電灯の請求項１によれば、少なくとも一方が排気管を
兼用し且つ他方が排気管を兼用しない電極支持管の双方
を発光管と一体に焼成したので、溶融フリットを使用す
ることなしに水銀やハロゲン化物および希ガスを封入す
ることができ、そのため両者の封止部の気密性および耐
食性が高まり、加えて電極支持管の溶融封止時の熱衝撃
でも発光管にクラックが生じにくい。これにより、電極
支持管を確実且つ容易に封止することができる。

【００４３】また、請求項２によれば、発光管を透光性
窒化アルミニウムから構成し、電極支持管をモリブデン
およびタングステンのうち少なくとも一方を主材料とし
て構成したことにより、電極支持管の溶融封止時、発光
管へのクラックが一段と生じにくくなる。

【００４４】さらに、請求項３によれば、電極支持管を
溶融封止する時には、電極支持管の先端を閉塞するため
のキャップと電極支持管との間に、モリブデンおよびタ
ングステンより低融点の金属リングを介在させたことに
より、この金属リングが容易に溶融し、発光管内に封入
した水銀やナトリウムが蒸発してその圧力でキャップを
吹き上げたり、溶融金属を吹き破ったりすることがなく
なり、信頼性を高めることができる。

【００４５】さらにまた、請求項１〜３のいずれか一つ
の高圧放電灯を照明装置に配置すれば、装置としての信
頼性を大幅に向上させるとともに、長寿命化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高圧放電灯の第１実施例の発光管
を示す部分断面図。

【図２】第１実施例の発光管を用いた高圧ナトリウムラ
ンプを示す正面図。

【図３】本発明に係る高圧放電灯の第２実施例の発光管
を示す部分断面図。

【図４】第２実施例における高圧放電灯の電極支持管を
示す分解斜視図。

【図５】本発明に係る高圧放電灯の第３実施例の発光管
を示す部分断面図。

【図６】本発明に係る高圧放電灯を適用した屋外照明施
設用投光装置を示す概略図。

【図７】従来の高圧放電灯の発光管を示す部分断面図。

【図８】従来の他の高圧放電灯の発光管を示す部分断面
図。

【符号の説明】 １０ 発光管 １１ 電極支持管 １２ 電極 １２ａ 電極軸 １２ｂ 電極コイル ２０ キャップ ２１ 金属リング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性セラミックス製の発光管の両端開
   口部に、少なくとも一方が排気管を兼用しそれぞれ電極
   を担持した電極支持管を挿入して封着する高圧放電灯に
   おいて、上記電極支持管の双方を上記発光管と一体に焼
   成したことを特徴とする高圧放電灯。
2. 【請求項２】 上記発光管は透光性窒化アルミニウムか
   ら成り、上記電極支持管はモリブデンおよびタングステ
   ンのうち少なくとも一方を主材料として構成したことを
   特徴とする請求項１記載の高圧放電灯。
3. 【請求項３】 上記電極支持管は、その先端をモリブデ
   ンおよびタングステンのうち少なくとも一方を主材料と
   して構成されるキャップで閉塞し、上記電極支持管の封
   止時、上記電極支持管と上記キャップとの間に、モリブ
   デンおよびタングステンより低融点の金属リングを介在
   させたことを特徴とする請求項１または２のうちいずれ
   か一記載の高圧放電灯。
4. 【請求項４】 照明装置本体と、この照明装置本体に請
   求項１ないし３項のうちいずれか一記載の高圧放電灯を
   配置したことを特徴とする照明装置。