JPH11329360A - 放電ランプ - Google Patents

放電ランプ

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JPH11329360A
JPH11329360A JP10137399A JP13739998A JPH11329360A JP H11329360 A JPH11329360 A JP H11329360A JP 10137399 A JP10137399 A JP 10137399A JP 13739998 A JP13739998 A JP 13739998A JP H11329360 A JPH11329360 A JP H11329360A
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JP
Japan
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discharge lamp
arc tube
tube portion
sealing
sealing tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP10137399A
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English (en)
Inventor
Masaki Yoshioka
正樹 吉岡
Koji Tagawa
幸治 田川
Mitsuru Ikeuchi
満 池内
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 点灯動作中の発光管部の温度低下を防止し発
光効率を下げず、封止管の気密封止構造の信頼性を保持
して発光色の変化がないセラミック製放電ランプを提供
する。 【解決手段】 透光性セラミックスよりなる発光管部と
該発光管部の両端に連設された略円筒形の封止管部を有
し、該発光管部内に一対の電極が互いに対向するように
配置され、該電極より延在してなる電極リード部が、傾
斜機能材料よりなり一端側が絶縁性であり他端側が導電
性である閉塞体の導電性部分と電気的に導通するよう
に、該閉塞体の一端側に設けた穴に該電極リード部を挿
入して固定し、該封止管部と該閉塞体を気密封止した構
造の放電ランプであって、該封止管部の端面と該閉塞体
の絶縁性の一端側端部とで気密封止した特徴とする放電
ランプとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、透光性セラミック
スよりなるバルブを有する放電ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】透光性セラミックスを利用したセラミッ
クス放電ランプとしては、例えば、国際公開WO94/
01884号公報にみられるように、発光管に連設する
封止管部の中に傾斜機能材料からなる閉塞体を入れるよ
うに配設された例がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図3に従来技術による
傾斜機能材料を用いた放電ランプを示す。従来技術の場
合、封止管部3内に傾斜機能材料製閉塞体を挿入して該
閉塞体の側周面で封止しているので、封止管部3が太く
なり電極5及び電極棒4と封止管内面との径方向の離間
長さが大きくなってしまう。これはメタルハライドラン
プの場合には、動作中の発光管部2の温度がさがるため
に封入物が十分蒸発せず発光効率が下がることになる。
逆に一方で、封止管部3の温度が上昇するために、気密
封止部8のフリットガラス等が過熱された状態となって
気密封止構造が損なわれるおそれがあり、気密封止部8
の信頼性の低下、封止管部3への金属ハロゲン化物の侵
入による発光色の変化などが問題となる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は以上のような事
情を鑑みてなされたものであって、請求項1に記載の発
明は、透光性セラミックスよりなる発光管部と該発光管
部の両端に連設された略円筒形の封止管部を有し、該発
光管部内に一対の電極が互いに対向するように配置さ
れ、該電極より延在してなる電極リード部が、傾斜機能
材料よりなり一端側が絶縁性であり他端側が導電性であ
る閉塞体の導電性部分と電気的に導通するように、該閉
塞体の一端側に設けた穴に該電極リード部を挿入して固
定し、該封止管部と該閉塞体を気密封止した構造の放電
ランプであって、該封止管部の端面と該閉塞体の絶縁性
の一端側端部とで気密封止したことを特徴とする放電ラ
ンプとするというものである。
【0005】また、請求項2に記載の発明は、前記封止
管部の一部が前記閉塞体の絶縁性の一端側端部に形成さ
れた凹部に嵌め込れるようにしたことを特徴とする請求
項1に記載の放電ランプとするというものである。
【0006】
【作用】発光管に連設される封止管部を小径にするため
に発光管部より見て、傾斜機能材料からなる閉塞体を封
止管部の最小径部より外側に設けることにより、ランプ
動作時に発光管部に続く封止管部の最小径部までに大き
な温度勾配を有する温度緩衝領域を設けることができ
る。
【0007】このことにより、封入物である金属ハロゲ
ン化物の封止管部への侵入は最小限におさえられるとと
もに、発光管部では高い温度が維持でき、封止管部の最
小径部より外側に設けられた気密封止部及び機能性傾斜
材料からなる閉塞体部分では比較的低温となるため気密
封止部の信頼性が格段に上昇するため、高い発光効率を
有してしかも信頼性の高いランプが実現される。
【0008】
【発明の実施の形態】 以下、本発明のセラミック製放
電ランプについて詳細に説明する。図1は、交流で点灯
されるメタルハライドランプとして構成されたセラミッ
ク製放電ランプの本発明の一例を示す断面図である。こ
のセラミック製放電ランプにおいて、バルブ1は、放電
空間Sを囲繞する大略球状の発光管部2と、この発光管
部2の両端から外方に伸びるよう連設された略円筒の封
止管部3とを有してなり、透光性セラミックスにより形
成されている。
【0009】ここに、バルブ1を構成するセラミックス
としては、透光性アルミナ多結晶体、透光性イットリウ
ム−アルミニウム−ガーネット多結晶体、透光性イット
リア多結晶体を用いることができるが、これらのうち、
アルミナ多結晶体が特に好ましい。また、バルブは、通
常、発光管部2の最大外径が4.0〜15mm、容積は
25〜1500mm3、封止管部3の外径は1.6〜
3.2mm、内径は0.5〜1.0mm、長さは4.0
〜12mmとされる。
【0010】バルブ1には、一対の電極5、5が発光管
部2内において互いに対向するよう配置されている。図
1の例の電極5は電極棒4の先端部に金属コイル51が
巻き付けられて形成されており、該電極棒4の他端に
は、電極リード部6が連設され、該電極リード部6は、
傾斜機能材料よりなる略円柱状の閉塞体7の一端側に設
けた穴12から該閉塞体7の導電性を有する部分まで挿
入し焼き締め、閉塞体7の導電性を有する部分と外部リ
ード10より形成される給電部Kと電気的に接続してい
る。
【0011】ここで、この閉塞体7の大部分は該封止管
部3の最小外径部より外側に配置され、封止管部端部に
て封止用フリットガラスを用いて気密封止されている。
【0012】封止用フリットガラスとしては、例えばア
ルミナ−シリカ−希土類酸化物系のものまたはアルミナ
−カルシア系のものを好ましく用いることができる。電
極棒4および金属コイル51の材質としては例えばタン
グステンなどが、電極リード部6の材質としては例えば
タングステン、モリブデンなどが用いられる。電極棒4
と電極リード部6を単一の部材で構成することも可能で
ある。
【0013】閉塞体7を構成する傾斜機能材料は、導電
性無機物質成分と絶縁性無機物質成分との焼結体よりな
り、一端から他端に向かうに従って導電性無機物質成分
濃度が傾斜的に変化し、それによって、導電性無機物質
成分濃度が高くて導電体としての性質を有する部分と、
導電性無機物質成分濃度が低くて絶縁性材料としての性
質を有する部分とを共に有する一体の材料である。ここ
で、導電性無機物質成分としては、例えば、モリブデ
ン、ニッケル、タングステン、タンタル、クロム、白
金、亜鉛等の金属、ケイ化モリブデン、炭化けい素、炭
化タンタルなどを用いることができる。また絶縁性無機
物質成分としては、アルミナ(Al23)、炭化チタ
ン、窒化けい素(Si34)、酸窒化アルミニウム、イ
ットリウム−アルミニウム−ガーネット、イットリア
(Y23)などを用いることができる。
【0014】電極リード部6は、その外径が封止管部3
の内径と適合する形状を有することが望ましい。特に電
極リード部6の外径と封止管部3の内径との差は小さい
ことが好ましく、具体的には0.12mm以下であるこ
とが望ましい。これにより、両者間の間隙が狭隘となっ
てここに進入して凝縮する封入物の量を少なく抑えるこ
とが可能となり、その結果、発光管部2内において、発
光物質の蒸気圧を、常に所期の演色性が実現される上で
必要な高さに維持することができる。
【0015】また、図2に示すように、閉塞体の一部に
凹部を設けてその中に封止管部3の一部が嵌め込れるよ
うにした構造でもよい。この場合には、閉塞体7の外径
が大きくでき閉塞体のプレス成形が容易となる。
【0016】バルブ1の発光管部2内には、通常の放電
ランプの場合と同様に、例えば水銀とバッファーガスと
しての希ガス、並びに必要に応じて例えば特定の金属ハ
ロゲン化物が発光物質として封入されるが、これらは、
従来公知のものを適宜の量で使用される。
【0017】本発明のセラミック製放電ランプが点灯さ
れると、電極において発生する熱は、電極棒4・電極リ
ード部6で構成される電極構造体、および封止管部3の
壁を介して気密封止部8に伝達されるが、封止管部3に
は、発光管部2に続いて、発光管部2の中央部と気密封
止部8との間を離隔させるために、温度緩衝領域Nが設
けられており、この温度緩衝領域Nが適度な長さを有し
ているために、十分熱伝導が抑えられ、気密封止部8で
気密封止構造を構成するフリットガラスが過熱状態とな
ることが有効に回避され、フリットガラス、閉塞体7を
含めた当該気密封止部8が損なわれることがない。
【0018】本発明のセラミック製放電ランプにおいて
は、電極リード部6と封止管部3との間隙の容積が小さ
くなっている上、温度緩衝領域Nでの熱伝導率が低い状
態である。従って、当該温度緩衝領域Nにおける封止管
部3を介して熱が大気中に放散される程度が少なく、当
該温度緩衝領域Nにおける間隙では比較的高い温度状態
が維持されるために、封入物の凝縮が生ずることが防止
され、その結果、発光管部2に囲繞された放電空間Sで
は、封入物の蒸気圧が有効な動作に必要な程度に維持さ
れ、従って常に高い発光効率を得ることができる。
【0019】以上、本発明の実施の一形態について説明
したが、放電ランプの具体的構成については種々の変更
を加えることが可能である。
【0020】本発明において、放電ランプの具体的構造
は図示のものに限られず、種々の構成とすることができ
る。例えば、電極構造体において、電極リード部が除去
されて電極棒と外部リード線が直接接続され、傾斜機能
材料からなる閉塞体を貫通し配置された構成とすること
ができる。バルブの構成も両端封止型のものにに限られ
ず、一端封止型とすることも可能である。放電ランプと
しても、交流点灯型でなくて直流点灯型とすることもで
きる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種
々の構成が可能である。
【0022】〈実施例1〉下記の条件により、図1に示
す構成に従って、ランプの全長が36mm、電極間距離
が6mm、定格電力が75Wの交流点灯型メタルハライ
ドランプを作製した。バルブ1は、透光性多結晶アルミ
ナよりなるセラミックスよりなり、発光管部2の最大外
径が8.7mm、内容積が0.3mm3であり、封止管
部3の外径が2.5mm、内径が0.8mmである。電
極棒4は外径が0.3mmのタングステン、電極リード
部6は外径が0.75mmのモリブデン、外部リード部
は外径が0.8mmのニッケル線である。従って、電極
リード部6の外径と封止管部3の内径の差は0.05m
mである。
【0023】傾斜機能材料としては、アルミナ/タング
ステンの配合比をタングステン0wt%から60wt%まで
5段階に変化させた粉末5種類を順次略円筒状に積層しプ
レス成形した焼結体と、アルミナ/モリブデンの配合比
をモリブデン0wt%から60wt%まで5段階に変化させ
た粉末5種類を順次略円筒状に積層しプレス成形した焼
結体の2種類の焼結体を閉塞体として使用した。図4は
各々の傾斜機能材料の諸元を示した表である。いずれの
傾斜機能材料の場合でもSiO2を数%添加することで
焼結性を改善でき、気密性が向上する。
【0024】発光管部2には、水銀7mgと、発光物質
としてディスプロシウムとタリウムとナトリウムの複合
沃化物(DyI3−TlI−NaI)5mgとが封入さ
れ、更にバッファーガスとしてアルゴンガスを13kP
aの圧力で封入した。
【0025】これら2種類の傾斜機能材料からなる閉塞
体を用いたセラミック製放電ランプを定格条件で点灯さ
せたところ、その発光効率はアルミナ/タングステン系
傾斜機能材料からなる閉塞体を用いたセラミック製放電
ランプでは101ルーメン/W、アルミナ/モリブデン
系傾斜機能材料からなる閉塞体を用いたセラミック製放
電ランプでは103ルーメン/Wであった。
【0026】〈実施例2〉次に図2に関する実施例につ
いて述べる。閉塞体の形状以外は実施例1に示す条件と
同じ放電ランプである。閉塞体の外観形状としては、ア
ルミナ/タングステン系、アルミナ/モリブデン系いず
れの場合もφ5mm長さ6mmの円筒形にプレス成形し
焼結した。閉塞体の諸元は図5に示す。凹部11は、φ
2.9mm深さ1mmとした。ここで外径が大きくなる
ことで閉塞体7のプレス成形が容易となり、長さも相対
的に短いものが作製できる。
【0027】これら2種類の傾斜機能材料からなる閉塞
体7を用いたセラミック製放電ランプを定格条件で点灯
させたところ、その発光効率はアルミナ/タングステン
系傾斜機能材料からなる閉塞体を用いたセラミック製放
電ランプでは100ルーメン/W、アルミナ/モリブデ
ン系傾斜機能材料からなる閉塞体を用いたセラミック製
放電ランプでは98ルーメン/Wであった。従来型のラ
ンプの発光効率は60ルーメン/W程度が限界であっ
て、本発明のランプにおいては発光効率が大きく向上す
る。
【0028】
【発明の効果】従来技術においては、発光管部の外側に
連設される封止管部内に傾斜機能材料からなる閉塞体を
配設するために封止管外径が大きくなり、発光管部から
気密封止部にわたり温度緩衝領域を十分とることが困難
であり、十分な発光効率を得ることが困難であった。ま
た、気密封止部においてもフリットガラスが過熱され信
頼性の点でも問題があった。
【0029】本発明においては、発光管部の外側に連設
される封止管部の最小径部より外側に傾斜機能材料から
なる閉塞体を配設したことにより、封止管部に十分な温
度緩衝領域を設けることができ、点灯時の発光管部の温
度を十分高くでき、かつ気密封止部においては、温度を
下げることができるため、従来より高い発光効率と信頼
性の高いランプを実現できるものである。また先に述べ
た効果以外に閉塞体の外径を大きくし、該閉塞体の端面
に凹部をもうけることで封止管部の一部を嵌め込むこと
で閉塞体の製作が容易となり生産性、品質の向上が期待
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例を示す概略図である。
【図2】本発明の他の実施例を示す概略図である。
【図3】従来技術を示す図である。
【図4】本発明にかかる放電ランプに使用した閉塞体を
構成する傾斜機能材料の配合比と閉塞体の諸元を示す表
である。
【図5】本発明にかかる放電ランプに使用した閉塞体を
構成する傾斜機能材料の配合比と閉塞体の諸元を示す表
である。
【符号の説明】
1 バルブ 2 発光管部 3 封止管部 4 電極棒 5 電極 51金属コイル 6 電極リード部 7 閉塞体 8 気密封止部 10外部リード 11凹部 12穴 K 給電部 S 放電空間 N 温度緩衝領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性セラミックスよりなる発光管部と
    該発光管部の両端に連設された略円筒形の封止管部を有
    し、 該発光管部内に一対の電極が互いに対向するように配置
    され、該電極より延在してなる電極リード部が、傾斜機
    能材料よりなり一端側が絶縁性であり他端側が導電性で
    ある閉塞体の導電性部分と電気的に導通するように、該
    閉塞体の一端側に設けた穴に該電極リード部を挿入して
    固定し、該封止管部と該閉塞体を気密封止した構造の放
    電ランプであって、 該封止管部の端面と該閉塞体の絶縁性の一端側端部とで
    気密封止したことを特徴とする放電ランプ。
  2. 【請求項2】 前記封止管部の一部が前記閉塞体の絶縁
    性の一端側端部に形成された凹部に嵌め込れるようにし
    たことを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。
JP10137399A 1998-05-06 1998-05-06 放電ランプ Pending JPH11329360A (ja)

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