JPH08506688A - セラミック放電管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高圧放電灯方セラミック放電管（８）は、ストッパーによって閉塞される別個の封入孔を有している。

Description

【発明の詳細な説明】セラミック放電管およびその製造方法 本出願は欧州特許出願第９３１０１８３１．１と同時係属するものである。 本発明は、クレーム１の序言部分に従う高圧放電灯に関するものである。 このような高圧放電灯として、高圧ナトリウム発光ランプ、特に、演色性が向 上されたメタルハライドランプが有る。この高圧放電灯にセラミック材料の放電 管（discharge vessel）を使用することによって、放電管に要求される、より高 温での使用が可能となる。通常の高圧放電ランプは、５０Ｗ〜２５０Ｗの範囲の 定格を有するものである。放電管の管状両端部は、円筒状のセラミックエンドプ ラグにより閉塞され、そのエンドプラグは、軸方向穴を貫通する金属製の電流導 体（current feedthrough）を含んでいる。 従来、これらの電流導体は、ニオブ製の管またはピンから形成されている（独 国実用新案第９１１２９６０号およびＥＰ−Ａ４７２１００参照）。しかしなが ら、それらのニオブ製電流導体は、長期寿命を意図したランプに対して部分的に しか適さないものである。これは、ランプがメタルハライド封入物を有する場合 、ニオブ材料と、更に場合によっては、電流導体をエンドプラグに対してシール するために使用されるセラミック材料の強い浸食性によるものである。一つの改 良が、欧州特許明細書ＥＰ−ＰＳ１３６５０５に記載されている。この改良ラン プでは、セラミックシール材料を用いることなく、“グリーン”セラミックの最 終焼結工程におけるセラミックの収縮により、ニオブ製の管はエンドプラグにし っかりとシールされる。このことは、両材料が略等しい熱膨張率（８×１０^-6Ｋ^-1 ）を持っているため、容易に可能となる。 このように、ニオブやタンタル等の金属は、セラミック材料に匹敵する熱膨張 率を有するが、それらは浸食性の封入物に対する耐食性が劣る金属として知られ ており、メタルハライドランプ用の電流導体として未だ利用されるに至ってはい ない。 低い熱膨張率を有する金属（モリブデン、タングステンおよびレニウム）は、 浸食性の封入物に対する高い耐食性を有する金属である。従って、それらの金属 の電流導体としての使用は大いに望ましいものであるが、かかる金属の電流導体 を使用する場合には気密シール性が必要であるという問題が、現在まで未解決の ままである。 モリブデンの管を電流導体として使用することは、既に、試みられている（Ｅ Ｐ−ＰＡ９２１１４２２７．９；ＥＰＣ第５４（３）条）。浸食性の封入物によ る浸食の可能性のあるセラミックシール材料の使用を回避するために、如何なる シール材料も使用せず、かかる管をエンドプラグ内に直接に焼結して、気密性を 得るのである。これは、特殊な製造法により行なわれなければならない。 上記出願の内容、特に、上記製造法およびエンドプラグの材料組成についての 内容を、ここに引用する意思を表明するものである。 また、電流導体として、モリブデンの中実ピンを、セラミック放電管とアルミ ナ製エンドプラグと共に用いることも、以前から検討されている。しかし、プラ グとピンとの間の気密性を、プラグの穴と導体ピンとの間のギャップを耐食性の 比較的高いシール材料（溶融ガラスまたは溶融セラミック）若しくはフリットで 充填することにより、確保している（例えば、ＤＥ−Ａ２７４７２５８参照）。 ピンの直径が６００μｍ以下の電流導体の使用が望ましい。 上記技術の詳細な記載が、ＧＢ−ＰＡ２０８３２８１に為されている。 ＤＥ−Ａ２３０７１９１およびＤＥ−Ａ２７３４０１５から、アルミナとモリ ブデン金属から成るサーメット製の導電性エンドプラグを備えたセラミック放電 管を有するメタルハライドランプが知られている。モリブデンの電流導体がプラ グに直接に焼結されている。 かかるランプの放電管のガス抜きをした後に封入物を充填するための封入孔を エンドプラグに別個に設ける特殊な封入物充填技術がＰＣＴ／ＤＥ９２／００３ ７２に記載されている。封入物の充填後に、この封入孔は溶融ガラスや溶融セラ ミック等のシール材料で閉塞されるのであるが、このシール材料は封入物の成分 と接触して、それらの成分と反応してしまうという問題がある。 本発明は、耐食性および耐温度変化性が高いセラミック放電管（およびこれに 関連する充填技術）、特にメタルハライドを含む封入物を有するセラミック放電 管として使用され得るものを提供することを、目的とするものである。かかる放 電管の製造方法、特に封入物封入孔の閉塞方法について、以下に記載する。 上記放電管に対する目的は、クレーム１の特徴的要件により、また方法に対す る目的は、クレーム１４の特徴的要件により、それぞれ達成される。特に有利な 態様は、従属クレームから取ることができる。 かかる放電管を備えたランプは、シール材料若しくはフリットと浸食性の封入 物との接触が相当な低レベルにまで減少するため、長期間優れた気密性を有し、 優れた保守性を有する。 本発明の重要な特徴は、プラグ部材が放電管の端部内に直接に焼結される（si ntered directly）点にある。従って、放電管内封入物と接触するシール材料は 、存在しない（若しくは非常に少量のシール材料のみが存在する）。この要求を 達成するために、プラグを放電管の端部と一体的な部分とすることもできる。プ ラグの封止に関して、封入物と接触するシール材料の量を相当に減少せしめるそ の他の技術も、直接焼結の技術と均等なものである。 封入物と接触するシール材料若しくはフリットの使用量を最小限に抑える限り において、プラグおよび／または電流導体の特有な特徴は余り重要なものではな い。 例えば、プラグをＰＣＴ／ＤＥ９２／００３７２の図９に開示されているよう な導電性サーメットで形成することができる。この場合、電流導体を別個に設け る必要はない。 他方、プラグを、欧州特許出願第５２８４２８号に記載されているようなアル ミナセラミック等の非導電性材料や非導電性サーメット（複合材料）にて形成す ることもできる。この場合には、プラグを貫通する電流導体が必要となる。封入 物と接触するシール材料若しくはフリットが存在しないように、電流導体をプラ グ内に配設することが好ましい。管状の、好ましくはロッド状若しくはピン状の 、モリブデン製電流導体を直接に焼結することが望ましい。タングステンやレニ ウム等の他の材料を用いることも可能である。これらの材料の熱膨張率は、４〜 ７×１０^-6Ｋ^-1であり、これはモリブデンの熱膨張率と同様なものである。２つ のプラグを放電管の端部内に直接に焼結し、２つのモリブデン製ピンをプラグに 直接焼結するシステムが、特に有利である。 放電灯の製造において、放電管の盲端である第一の端部は、気密に閉塞される 。一方、封入物を導入する側の端である第二の端部には、小さな封入孔が設けら れる。この封入孔は、封入物の凝縮成分との直接接触を回避するため、放電管端 部のプラグに近い壁部に位置せしめることができる。別の態様においては、封入 孔をプラグ自体に設けることができる。例えば、通常プラグの中心穴に設けられ る電流導体の近傍で、プラグの中心より離れて設けられる。プラグの部位の温度 は放電管の壁部の温度より低く、シール材料と封入物成分との化学反応はプラグ の部位において妨げられる。従来、封入孔はシール材料のみによって閉塞されて いた。この方法は、以下の欠点を有する。即ち、ガラスシール材料の必要量が相 当に多くなってしまう。シール材料を充填する封入孔が大きな穴若しくは間隙で ある場合には、その毛管力（capillary force）が余り強くなく、シール作業が 長くなり、作業が簡単にできない。シール材料が不均一に固化し、シール材料の 冷却中の封入孔内部の温度はその外部の温度より高くなることから、シール材料 のクラックが発生し易い。ガラスシール材料の量が多いために、封入物成分のガ ラスシール材料との反応が強められる。 本発明においては、封入孔に嵌め込まれるストッパーが使用される。この方法 には、以下の利点が有る。即ち、封入孔の寸法を大きくすることができることか ら、封入物の充填作業が簡素化される。更に、従来から問題となっていた放電管 内に露呈して封入物成分と接触する、封入孔内のシール材料の量が、相当に減少 する。この改良により、放電灯の寿命とメンテナンスが大きく延びるという事実 は、最も驚くべきことである。その理由は、封入孔の面積が、シール材料と放電 管内封入物との接触領域若しくは面積となり、ストッパーを使用することにより 、この接触面積を５０％以上減少せしめることができ、更なる特定の改良の基礎 となる。また、シール作業が大いに簡単化し、シール材料の固化およびそのシー ル特性が向上し、封入物との反応が減少する。ストッパーの長さを封入孔の長さ よりも短くして、シール材料と封入物成分とが化学反応する接触領域を、温度の 高い放電管の内壁面から、温度の低い封入孔内部の領域にシフトすることが、好 ましい。 上記の長さの差は、封入孔を放電管の壁部ではなくプラグ自体に設ける場合に おいて、大きな意義を持つ。つまり、プラグの厚さの方が放電管の壁厚より大き く、ストッパーと封入孔の長さの差に起因する温度勾配が、放電管壁部よりプラ グの方が大きいからである。 かかる態様においては、シール材料は、封入孔の一部にのみ挿入されたストッ パーに固着し、それ故封入孔内部に充分に滞留する。長さの差は、２０％以上で あることが、好ましい。このようにして、接触領域の温度が下がることから、シ ール材料と封入物との反応が減少する。このため、放電管の光束および演色指数 が高く維持される。 ストッパーは、封入孔の内部に挿入される本体部分を少なくとも有する。封入 孔とストッパーの本体部分とは、両者共に、円形の断面形状を有するのが一般的 であり、ストッパーの直径の方が封入孔の直径よりも多少小さく、望ましくは、 ２％乃至１０％小さくされる。 プラグの材料およびストッパーの材料はセラミック系とされ、実質的に異なら ないのが好ましい。これらの材料の熱膨張率は等しいか、多少異なる、即ち、ス トッパーの方が多少高いのがよい。アルミナか、アルミナを主成分として含む複 合材料が、望ましいストッパーの材料である。好ましい態様においては、ストッ パーをアルミナで形成し、プラグを、アルミナを主成分として含み、更に熱膨張 率の低い第二の材料（タングステンやモリブデンが好ましい）を含むサーメット 系複合材料で形成する。この態様の効果として、シール工程後にプラグに圧縮応 力が発生するのに対して、ストッパーには引っ張り応力が発生することが挙げら れる。セラミック系材料は、引っ張り応力に対するよりも圧縮応力に対する方が 安定性が高く、これは、比較的コンパクトなストッパーに対してよりも比較的脆 い（サーメット）プラグに対して意味を持つものである。この結果、長期のシー ル性が確保される。 封入孔の閉塞をより簡単化するために、ストッパーに延長部分を設け、この延 長部分に封入孔の直径よりも大きい断面部を少なくとも１つ形成することが好ま しい。この場合、延長部分の封入孔内への挿入は不可能であり、シール材料を施 す前にストッパーの封入孔に対する保持が可能となる。 第一の実施例では、この延長部分がノブ状に形成される。例えば、延長部分を 本体部分より大きな直径、そして当然のことながら封入孔よりも大きな直径を持 つ第二の円筒状部とすることができる。従って、このストッパーは全体として異 なる直径を持つ２つのピン状部分から成る。 第二の実施例では、延長部分は、基本的には、本体部分と同一の直径を持つも のであるが、圧搾部若しくは平坦化部を持つものである。この圧搾部若しくは平 坦化部は、ストッパーの材料、例えはセラミック材料が未だグリーンの状態の時 に形成される。 延長部分が最終シール工程中に役立つように、その長さの選択に際して注意を 払うことが、特に有利である。このことは、次のように理解することができる。 即ち、一般に、放電管はプラグによりそれぞれ閉塞される２つの端部を持つ管で あり、プラグには既に電極システムが取り付けられており、これらのプラグがグ リーンの状態においてグリーンの状態の放電管の端部に挿入された後、放電管と 共に焼結され、気密な焼結体がえられる。プラグの一方、または放電管自体に封 入孔を設け、この封入孔を介して放電管のガス抜きを行ない、金属（水銀）およ びメタルハライド、更に必要な場合には不活性ガスを充填する。この充填は、特 に、不活性ガス雰囲気（例えば、常圧のアルゴン）下のグローブボックス内で行 なわれる。封入孔が設けられた放電管端部を閉塞するため、封入孔内にストッパ ーを挿入し、ガラスシール材料またはセラミックシール材料のリングを、プラグ の放電管外側の面のストッパーの周囲に載置する。放電管の第二の端部が上端と なるように、放電管を上下方向に設置し、この放電管に錘を載せる。錘は、プラ グに接続された電流導体またはリードが挿入される、放電管軸方向の開口を有す るのが好ましい。錘がストッパーの長い延長部分の上端を押圧し、後の充填およ び封入孔閉塞工程時にストッパーに発生する外側方向の圧力と対抗する。 放電管内の充填雰囲気として、低圧の（１バール以下）不活性ガスを導入する 場合には、グローブボックスの別の部分または部屋を低圧とし、この部屋に放電 管を位置せしめ、所定の低圧になるまで、そこに保持する。封入孔とストッパー の間の狭い間隙を介してのガス抜きは、上記部屋自体のガス抜きよりも長い時間 が必要なため、ストッパーに当初、外側方向の圧力が掛かる。 その後、シール材料のリングを、放電管の端部と共に、通常は放電管の全体と 共に加熱すると、液化したシール材料が封入孔の壁面とストッパーとの間に存在 する間隙に流れ込む。 液化したフリットが間隙を形成する部分に濡れ性良く流れ込み、フリットによ り間隙が完全に充填されるように、加熱を所定時間継続する。この結果、放電管 内の封入物の圧力が上昇し、この圧力がストッパーおよび液化したシール材料ま たはフリットにかかり、それらを封入孔の外側方向、即ち、放電管の外側方向に 押すこととなる。 かかる外側方向にかかる圧力に対抗するために、高価で時間のかかる方策（例 えば、ＤＥ−ＧＭ９２０７８１６参照）を採用することが可能である。例えば、 放電管の外側の圧力を高く保持する方法があるが、これには圧力の監視と制御に 注意を払う必要がある。これに対して、本発明の好ましい態様に従うストッパー は、錘で保持することができる長い延長部分を有して、一度または二度発生する 上記の問題に対処する簡単な解決策を提供する。ストッパーが封入孔内に保持さ れる結果、液化したシール材料は、ストッパーと封入孔の壁面との間の狭い間隙 内に毛管力（capillary force）により保持される。このように、装置全体が上 昇した圧力に耐えられるのである。 延長部分の長さは、好ましくは、まだ液化していないシール材料の厚さよりも 遥かに大きく（例えば、３倍以上大きく）される。もしそうでなければ、液化し たシール材料は、その良好な濡れ性によって延長部分および／または電流リード に沿って移動することによって、錘に接触し、そしてそれを放電管に結合せしめ るからである。 プラグの外面側の封入孔の端部を、封入孔の他の部分に比較して大きい直径を 有する漏斗状にすることができる。こうすることにより、固体および／または液 体の成分物質を容易に挿入でき、その後のストッパーの封入孔内への挿入も容易 となる。 すべての要因を考慮すると、ストッパーにより封入孔を閉塞するという、此処 に記載の思想は、放電管内に露呈してそこに充填された封入物と接触するシール 材料を可能な限り回避した放電灯を実現する最良のものである。 ２つの電流導体を共にピン状とすることが望ましいが、それらの一方をピン状 とし、他方を管状とすることも可能である。また、プラグとして導電性サーメッ トを使用すれは、電流導体を別個に設ける必要はない。同時係属している出願に は、望ましいシール材料の組成およびプラグ材料の好ましい組成等、かかる放電 灯の更に詳細な記載がある。 以下、本発明を、幾つかの実施例に基づき、詳細に説明する。 図１は、セラミック放電管を有するメタルハライドランプを示し、図１ａは、 その一部拡大図である。 図２は、かかる放電管の別の実施例における充填側端部を示している。 図３は、別の実施例における、充填側端部での封入物の充填および封入孔の閉 塞のための３つの工程（図３ａ、３ｂ、３ｃ）を示している。 図４は、ストッパーの一例を示す拡大図である。 図５は、別の実施例における、封入孔の最終閉塞工程の後の、放電管端部を示 している。 図１は、１５０Ｗ定格のメタルハライド放電灯の略図である。この放電灯は、 石英ガラス若しくは硬質のガラスから成る円筒状の外管１を含み、この外管１が 放電灯の軸を規定している。外管１は、その両端で、口金３により気密封止され ている（２）。外管１と同軸に配設されたアルミナセラミックの放電管８は、樽 状の中央部４と、円筒状の端部９を有している。放電管８は２つの電流供給リー ド６によって外管１内に支持され、リード６はフォイル５を介して口金３に接続 されている。電流供給リード６はピン状の電流導体１０に溶接されており、電流 導体１０は、放電管８の両端部の複合材料のセラミックプラグ１１内の中央軸芯 穴内に直接焼結固定されている。 モリブデン製の２つの中実の電流導体１０は、それぞれ、その放電側端におい て電極システム１２を支持している。各電極システム１２は、電極軸１３と、こ の電極軸１３の放電側端部に挿通されたコイル１４とを含む。電極軸は、電流導 体の端に突き合わせ溶接で気密に接続することができるし、或いは図に示される ようにそれ自体が電流導体として機能するものであってもよい。放電管８の両端 部９に、直径３００μｍのピン状の電流導体１０が使用されている。 放電管には、アルゴン等の不活性な出発ガスに加えて、水銀およびメタルハラ イドの添加物が封入されている。別の実施例では、水銀成分を省略してもよい。 不活性ガスの冷間封入圧力は、１バール前後でよい。 両端のプラグ１１は、アルミナの７０重量％とタングステンの３０重量％とか ら成る、非導電性のセラミック複合材料から形成されている。この複合材料の熱 膨張率は、約６．５×１０^-6Ｋ^-1であり、放電管８の純粋アルミナの熱膨張率（ ８．５×１０^-6Ｋ^-1）とモリブデン製ピン１０の熱膨張率（５×１０^-6Ｋ^-1）と の間である。 放電管の第一端部９ａは、盲端とされているが、この第一端部９ａ内には、第 一プラグ１１ａが直接焼結固定されている。第一プラグ１１ａの外面１８の電流 導体１０ａ近傍部分を被覆するシール層７ａにより、気密性の向上が図られてい る。 シール材料７ａには、既に知られているように、少なくともＡｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂ およびＬａ₂Ｏ₃を含ませることができ、更に、Ｙ₂Ｏ₃、ＭｏＯ₃および／または ＷＯ₃を添加することができる。 放電管の第二の端部９ｂは、ポンプ端とされているが、この第二の端部９ｂ内 にも同様に第二プラグ１１ｂが直接焼結固定されている。第一プラグと同様に、 第二プラグ１１ｂの放電管外側面１８に形成されたシール層７ａが、電流導体１ ０ｂとプラグ１１ｂとの接触部を被覆している。原則として、如何なるシール材 料も使用することができる。 直径１mmの封入孔２５が、放電管の第二の端部９ｂ近くの壁部に別個に設けら れている。この封入孔２５は、第二プラグ１１ｂの放電管内側の面から１mm以上 離れていることが望ましい。その理由は、放電灯が上下方向に使われる場合、浸 食性のメタルハライド封入物成分がプラグの面の近傍に凝縮する傾向があるから である。かかる部位にある封入物と接触するシール材料が存在する場合には、そ のシール材料が浸食性の封入物により攻撃される可能性がある。 放電管のガス抜きおよび封入物の充填は小さな封入孔２５を介して行なわれ、 その後に封入孔２５は閉塞される。この閉塞は、実質的にアルミナからなるセラ ミックから形成される小さなストッパー２６（拡大図１ａ参照）を封入孔２５に 挿入し、この孔２５とプラグ状のストッパー２６との間隙をシール材料７ｄで気 密にシールすることによって、行なわれる。シール材料は、プラグの面に使用さ れるシール材料と同様のものとすることができる。ストッパー２６の本体部分２ ７は、放電管の内壁面と同一面内にある端面を持っている。延長部分２８はノブ 状を呈しており、封入孔２５よりも大きい直径（約１．５mm）を有している。封 入孔２５の閉塞は、放電管の第二の端部のみを、または放電管の全体を加熱し、 この加熱工程中にストッパーを位置決めすることにより、行なわれ得る。 図２は、別の好ましい態様を、相当に簡略的に示すものである。放電管の第二 の端部９ｂの部分のみが詳細に示されている。アルミナから成るプラグ１１ｂ自 体に直径が約１mmの封入孔２０が偏芯的に設けられている。封入孔２０は、プラ グ１１ｂの軸心に位置し且つ電極システム１２と接続されたピン状電流導体１０ のそばに位置している。 ストッパー２１は、封入孔２０の長さの約７０％のみの範囲を延びる円筒状の 本体部分２２を有している。封入孔とストッパーとの間の間隙は、セラミックシ ール材料２３により充填されている。封入孔２０の放電管内側部分には、そのよ うなシール材料は存在しない。ストッパーの延長部分２４も、また、円筒状をし いるが、その直径は封入孔２０よりも大きい。その延長部分の長さは、本体部分 の長さに相当する。ストッパーもアルミナから形成されている。 他の実施例において（図３）、放電管の充填および閉塞の工程が例示されてい る。ここにおいても、プラグ１１ｂは、第二の端部９ｂに直接焼結固定されてい る。放電管８はアルミナから成るが、プラグ１１ｂは、例えば、非導電性のサー メット〔アルミナを主成分（７０％）とする複合材料〕から成る。電流導体およ び電極システムは、図２のものと同様である。封入孔３０も、また、プラグ１１ ｂに設けられており、その直径は０．７０mmである。封入孔３０の外側部分３５ は、漏斗状をしており、その直径は１．２mmにまで拡大している。本実施例にお いては、端部９ｂは、プラグ１１ｂ（図３ａ）より多少長い（約０．５mmだけ長 い）。従って、水銀やメタルハライドの小粒子６０等の、固体のおよび／または 液体の封入物成分が、封入孔３０の漏斗部分３５やその他の部分を通らずに、放 電管の下方に落下することが防止される。放電管に非気体性の封入物を充填した 後、直径が０．６７mmのピン状のストッパー３１（詳細を図４に示す）を封入孔 ３０に挿入する（図３ｂ）。ストッパーの本体部分３２は、延長部分３４により 、封入孔３０内に保持される。延長部分３４は、圧搾部若しくは平坦化部３６（ 本体部分３２に接続されている）をストッパーの中央部に有している。平坦化部 ３６の厚さは０．３mmであり、長さは約１．５mmであり、幅は１．０mmである。 延長部分（長さ５mm）の他の部分は、本体部分と同じである。ストッパーピン３ １の全長は、約１１．５mmである。セラミックシール材料のリング３３を、延長 部分３４の周囲に、好ましくは電流導体またはリード１０の周囲にも、配設する （図３ｂ）。 錘３９を、ストッパーピン３１の頂部に取り付ける。この錘３９は金属（例え ば、モリブデン）の重いブロックから成り、それに形成された中央穴３７に係合 する電流導体１０により、所定位置に固定されている。錘３９はストッパー３１ の上部を押圧し、その後の工程で起こる外側方向の圧力に対抗する。図３ｂに示 す装置は、例えばアルゴンや窒素等の不活性ガス雰囲気（１バール）中のグロー ブボックス内に載置される。錘３９を位置決めした後、装置をグローブボックス に接続された別の容器に移し、その容器をグローブボックスから遮断して、真空 状態とする。即ち、不活性ガスを完全に抜き、所定の封入ガス（例えば、アルゴ ンやキセノン）を封入する。別の可能な方法は、不活性ガス雰囲気の圧力を低下 させ（例えば、１バールから０．７バールに）、そのガスを封入ガスとして直接 使用することである。何れの場合にも、封入孔とストッパーとの間の間隙が小さ いことから、ストッパーに外側方向の圧力が生じる。（第三の可能な方法は、不 活性ガス雰囲気の圧力を１バールより高い所定の封入圧力にまで上昇させること である。） 次の工程において、厚さが約０．５〜１mmのシール材料のリング３３を、図３ ｂに矢印３８で示すように、加熱して、リング３３を液化して、上記間隙内に流 し込む。この加熱は、バーナーにより、あるいは炉中で実施でき、加熱中に放電 管内の封入圧力が上昇する。このように、ストッパーの使用は、加熱により充填 された放電管をシールする際に起こる問題を解決するために、大変に有用である 。 プラグの面１８と錘３９との間の距離（図３ｂ）は、ピン１０および／または ストッパー３１の濡れ領域５０が錘３９より充分に離れていることを保証するた めに、少なくとも５mmであることが好ましい。 液化したシール材料３３がストッパーの本体部分３２と封入孔３０の壁面との 間隙内に流れ込んだ後、炉３８を取り去り、封止された放電管と錘３９を再びグ ローブボックスに戻し、更に錘３９を取り去る（図３ｃ）。ストッパーの延長部 分３４を、平坦化部３６が少し残る程度に切断除去することができる。平坦化部 ３６は非常に薄いため、延長部分３４の切断は大変に簡単である。 平坦化部の切断残し部４０が、更に別の実施例を示す図５に示されている。こ の実施例は、放電管の端部９ｂが、導電性サーメットから成るプラグ１６および アルミナから成るストッパー３１を使用した、多少変更が加えられだ変形例であ る。プラグ１６自体が電流導体として機能し、電極１２を外部電流供給リード１ ７に接続している。 本発明の思想の範囲内において、その他の種々なる変更および修正が可能であ り、また異なる実施例において記載した特徴を組み合わせて、使用することもで きる。ストッパーの本体部分の長さは、封入孔の位置および壁厚あるいはプラグ の厚さに依存する。アルミナ以外の材料、例えば、ＡＩＮを使用することもでき る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年１月１２日 【補正内容】セラミック放電管およびその製造方法 本出願は欧州特許出願第９３１０１８３１．１と同時係属するものである。 本発明は、クレーム１の序言部分に従う高圧放電灯に関するものである。 このような高圧放電灯として、高圧ナトリウム発光ランプ、特に、演色性が向 上されたメタルハライドランプが有る。この高圧放電灯にセラミック材料の放電 管（discharge vessel）を使用することによって、放電管に要求される、より高 温での使用が可能となる。通常の高圧放電ランプは、５０Ｗ〜２５０Ｗの範囲の 定格を有するものである。放電管の管状両端部は、円筒状のセラミックエンドプ ラグにより閉塞され、そのエンドプラグは、軸方向穴を貫通する金属製の電流導 体（current feedthrough）を含んでいる。 従来、これらの電流導体は、ニオブ製の管またはピンから形成されている（独 国実用新案第９１１２６９０号およびＥＰ−Ａ４７２１００参照）。しかしなが ら、それらのニオブ製電流導体は、長期寿命を意図したランプに対して部分的に しか適さないものである。これは、ランプがメタルハライド封入物を有する場合 、ニオブ材料と、更に場合によっては、電流導体をエンドプラグに対してシール するために使用されるセラミック材料の強い浸食性によるものである。一つの改 良が、欧州特許明細書ＥＰ−ＰＳ１３６５０５に記載されている。この改良ラン プでは、セラミックシール材料を用いることなく、“グリーン”セラミックの最 終焼結工程におけるセラミックの収縮により、ニオブ製の管はエンドプラグにし っかりとシールされる。このことは、両材料が略等しい熱膨張率（８×１０^-6Ｋ^-1 ）を持っているため、容易に可能となる。 このように、ニオブやタンタル等の金属は、セラミック材料に匹敵する熱膨張 率を有するが、それらは浸食性の封入物に対する耐食性が劣る金属として知られ ており、メタルハライドランプ用の電流導体として未だ利用されるに至ってはい ない。 低い熱膨張率を有する金属（モリブデン、タングステンおよびレニウム）は、 浸食性の封入物に対する高い耐食性を有する金属である。従って、それらの金属 の電流導体としての使用は大いに望ましいものであるが、かかる金属の電流導体 ｄ）前記封入孔の外側端にシール材料を施す工程と、 ｅ）前記放電管の少なくとも第二の端部を加熱してシール材料を液化し、前記 封入孔を気密に閉塞する工程 とを含むことを特徴とするセラミック放電管の製造方法。 １５． 前記工程ｅ）の前に、錘を前記ストッパーに取り付けることを特徴とす る請求の範囲１４に記載の方法。 １６． 前記ストッパーが封入孔の外部に延長部分を有し、且つ該延長部分は、 錘がその上端部を押圧し得るに充分な長さを有することを特徴とする請求の範囲 １５に記載の方法。 １７． 前記充填が、工程ｅ）の前に行なわれることを特徴とする請求の範囲１ ４に記載の方法。 １８． 前記延長部分が、工程ｅ）の後に切断除去され、切断残し部のみ残され ることを特徴とする請求の範囲１６に記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユングスト，シュテファン ドイツ連邦共和国 ディー―85604 ツォ ルネディング ヘルツォーク―ルートヴィ ヒ―シュトラーセ 44 (72)発明者 前川 耕一朗 愛知県一宮市昭和２丁目５―１―303 (72)発明者 浅野 修 岐阜県羽島市竹鼻町狐穴寺東1201―９ (72)発明者 ヒュッティンガー，ローラント ドイツ連邦共和国 ディー―82287 イェ ゼンヴァング カペレンシュトラーセ 14 (72)発明者 クラーク，イェンス ドイツ連邦共和国 ディー―85560 エー バースベルク ヨーゼフ―マイアー―プロ メナーデ ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 内部にイオン化封入物と２つの電極システム（１２）とを含み、電極シス テム（１２）に接続された電流導体が設けられ且つプラグ（１１）として形成さ れたセラミック部材によりそれぞれ気密に閉塞される２つの端部（９）を含む高 圧放電灯用セラミック放電管（８）において、放電管の両端部（９）のプラグ（ １１）が両端部内に直接に焼結され、且つ放電管の第二の端部（９ｂ）に小さな 封入孔（２０、２５、３０）が設けられ、そして該封入孔がシール材料（７ｄ、 ２３、３３）、更にはプラグ状の部材またはストッパー（２１、２６、３１）に よって閉塞されていることを特徴とするセラミック放電管。 ２． 前記プラグおよび放電管が、アルミナのみから、または主としてアルミナ から成ることを特徴とする請求の範囲１に記載のセラミック放電管。 ３． 前記プラグ（１６）が導電性のサーメット材料から成り、別個に電流導体 を有しないことを特徴とする請求の範囲１に記載のセラミック放電管。 ４． 前記プラグ（１１）が非導電性の材料から成り、そして導電性の電流導体 （１０）が該プラグ（１１）内を通って延び、該電流導体（１０）が好ましくは ピン状の部材であることを特徴とする請求の範囲１に記載のセラミック放電管。 ５． 前記電流導体（１０）が、プラグ（１１）内に直接に焼結されることを特 徴とする請求の範囲４に記載のセラミック放電管。 ６． 前記封入孔（２５）が、放電管の端部の壁部に位置していることを特徴と する請求の範囲１に記載のセラミック放電管。 ７． 前記封入孔（２０、３０）が、第二プラグ（１１ｂ）に位置せしめられて いることを特徴とする請求の範囲１に記載のセラミック放電管。 ８． 前記封入孔（３０）内のストッパー（３１）の長さが、封入孔の長さより 短く、好ましくは、２０％以上、短いことを特徴とする請求の範囲６または７に 記載のセラミック放電管。 ９． 前記ストッパーが、セラミック系材料、特に封入孔の周囲の材料と同様な 材料から成ることを特徴とする請求の範囲１に記載のセラミック放電管。 １０． 前記ストッパーが、封入孔（２５、３０）の外側に位置する延長部分（ ２８、３４）を有し、該延長部分が、該延長部分の封入孔内への挿入が禁止され るような寸法を持っていることを特徴とする請求の範囲１に記載のセラミック放 電管。 １１． 前記封入物が、ハロゲンを含む成分を含むことを特徴とする請求の範囲 １に記載のセラミック放電管。 １２． 前記封入孔の外側端部（３５）が、増大した直径を有していることを特 徴とする請求の範囲１に記載のセラミック放電管。 １３． 前記ストッパー（３１）がピン状であり、且つ前記封入孔の外側に位置 する圧搾部または平坦化部（３６）を有していることを特徴とする請求の範囲１ に記載のセラミック放電管。 １４． 請求の範囲１に従うセラミック放電管の製造方法にして、 ａ）２つのプラグがそれぞれ２つの放電管端部内に直接に焼結され、そしてそ の第二の端部に封入孔が設けられている放電管を準備する工程と、 ｂ）前記封入孔を介して、放電管のガス抜きをし、少なくとも部分的に放電管 の充填をする工程と、 ｃ）ストッパーを前記封入孔に挿入する工程と、 ｄ）前記封入孔の外側端にシール材料を施す工程と、 ｅ）前記放電管の少なくとも第二の端部を加熱してシール材料を液化し、前記 封入孔を気密に閉塞する工程 とを含むことを特徴とするセラミック放電管の製造方法。 １５． 前記工程ｅ）の前に、錘を前記ストッパーに取り付けることを特徴とす る請求の範囲１４に記載の方法。 １６． 前記延長部分の長さが、該延長部分が充填およびシールの過程において 適しており且つ有用であるように、充分に長いことを特徴とする請求の範囲１５ に記載の方法。 １７． 前記充填が、工程ｅ）の前に行なわれることを特徴とする請求の範囲１ ４に記載の方法。 １８． 前記延長部分が、工程ｅ）の後に切断除去され、切断残し部のみ残され ることを特徴とする請求の範囲１６に記載の方法。