JPH1173921A - セラミック放電管を備えたメタルハライドランプ - Google Patents
セラミック放電管を備えたメタルハライドランプInfo
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- JPH1173921A JPH1173921A JP10182331A JP18233198A JPH1173921A JP H1173921 A JPH1173921 A JP H1173921A JP 10182331 A JP10182331 A JP 10182331A JP 18233198 A JP18233198 A JP 18233198A JP H1173921 A JPH1173921 A JP H1173921A
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- H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミック栓体細管１２によって封鎖されて
いる端部６を有し、栓体細管を通って、放電に関連して
内側部分１４と外側部分１３とから成る導電性の導入線
９，１０が案内されかつ外側でガラスろうでシールさ
れ、導入線に、電極１６の軸部１５が固定されている、
酸化アルミニウムから成るセラミック放電管４を備えた
メタルハライドランプを高電力のものにも対応できるよ
うにする。 【解決手段】 内側部分がハライド耐性金属から成る、
最大０．４ｍｍ直径のピンであり、アルミニウム含有金
属材料またはセラミック材料から成る外套管２０，２１
に取り囲まれ、かつ外側部分は栓体中での長さおよび内
側部分の続く領域の一部を包含している長さにわたって
ガラスろう１８を用いてシールされている。
いる端部６を有し、栓体細管を通って、放電に関連して
内側部分１４と外側部分１３とから成る導電性の導入線
９，１０が案内されかつ外側でガラスろうでシールさ
れ、導入線に、電極１６の軸部１５が固定されている、
酸化アルミニウムから成るセラミック放電管４を備えた
メタルハライドランプを高電力のものにも対応できるよ
うにする。 【解決手段】 内側部分がハライド耐性金属から成る、
最大０．４ｍｍ直径のピンであり、アルミニウム含有金
属材料またはセラミック材料から成る外套管２０，２１
に取り囲まれ、かつ外側部分は栓体中での長さおよび内
側部分の続く領域の一部を包含している長さにわたって
ガラスろう１８を用いてシールされている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載のセラミック放電管を備えたメタルハライドラ
ンプから出発している。その際殊に、作動温度が比較的
高く、かつ１０００℃までのオーダにある、放電管を備
えたランプが扱われる。
念に記載のセラミック放電管を備えたメタルハライドラ
ンプから出発している。その際殊に、作動温度が比較的
高く、かつ１０００℃までのオーダにある、放電管を備
えたランプが扱われる。
【０００２】
【従来の技術】この形式のランプにおける重大な問題
は、セラミック栓体を用いたセラミック放電管への導入
線の堅固なシール性である。このために既に数多くの解
決策が提案されてきた。その際しばしば、金属（タング
ステンまたはモリブデン）から成る管またはピンが導入
線としてセラミックから成る栓体にはんだ付けまたは焼
結される。
は、セラミック栓体を用いたセラミック放電管への導入
線の堅固なシール性である。このために既に数多くの解
決策が提案されてきた。その際しばしば、金属（タング
ステンまたはモリブデン）から成る管またはピンが導入
線としてセラミックから成る栓体にはんだ付けまたは焼
結される。
【０００３】ヨーロッパ特許出願公開第５８７２３８号
公報から、２部分構成の導入線が長く延びた栓用細管に
おいてガラスろうを用いて栓体の放電側とは反対側の端
部にシールされている、セラミック放電管を備えたメタ
ルハライドランプが公知である。導入線の外側の部分
は、透磁性の材料（ニオブピン）から成り、内側の部分
はハライド耐性材料（例えばタングステンまたはモリブ
デンから成るピン）から成っている。内側の部分は図２
に示されているように、別のハライド耐性金属から成る
被覆を有している。別の可能性は、ピンをコイル部材で
券回することである（図８）。しかしこの文献に紹介さ
れている思想は、最大１５０Ｗまでの比較的小さい電力
用にしか適していない。というのは、熱膨張係数の整合
性が不十分であると、高い電力、それに応じて高い温度
変化負荷においてしばしば、セラミック細管の壁中に亀
裂が生じる。このような亀裂はモリブデンピンの直径が
大きくなるに従って増大する。例として図１には、７０
Ｗの電力を有し、導入線が直径０．７ｍｍのモリブデン
ピンであるランプが示されている。
公報から、２部分構成の導入線が長く延びた栓用細管に
おいてガラスろうを用いて栓体の放電側とは反対側の端
部にシールされている、セラミック放電管を備えたメタ
ルハライドランプが公知である。導入線の外側の部分
は、透磁性の材料（ニオブピン）から成り、内側の部分
はハライド耐性材料（例えばタングステンまたはモリブ
デンから成るピン）から成っている。内側の部分は図２
に示されているように、別のハライド耐性金属から成る
被覆を有している。別の可能性は、ピンをコイル部材で
券回することである（図８）。しかしこの文献に紹介さ
れている思想は、最大１５０Ｗまでの比較的小さい電力
用にしか適していない。というのは、熱膨張係数の整合
性が不十分であると、高い電力、それに応じて高い温度
変化負荷においてしばしば、セラミック細管の壁中に亀
裂が生じる。このような亀裂はモリブデンピンの直径が
大きくなるに従って増大する。例として図１には、７０
Ｗの電力を有し、導入線が直径０．７ｍｍのモリブデン
ピンであるランプが示されている。
【０００４】ヨーロッパ特許出願公開第６３９８５３号
公報から、電極それ自体が長い栓体内で（図４）酸化ア
ルミニウムから成るスリーブによって被覆されている、
セラミック放電管を備えたメタルハライドランプが公知
である。これによりランプの点灯特性は改善される。電
極軸部の直径はそこでは１．２ｍｍと示されている。
公報から、電極それ自体が長い栓体内で（図４）酸化ア
ルミニウムから成るスリーブによって被覆されている、
セラミック放電管を備えたメタルハライドランプが公知
である。これによりランプの点灯特性は改善される。電
極軸部の直径はそこでは１．２ｍｍと示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、導入
線が小さなワット段階のみならず、比較的大きなワット
段階（通例１５０ないし４００Ｗ）に対しても適してい
るように導入線が構成されている、請求項１の上位概念
に記載のセラミック放電管を備えたメタルハライドラン
プを提供することである。
線が小さなワット段階のみならず、比較的大きなワット
段階（通例１５０ないし４００Ｗ）に対しても適してい
るように導入線が構成されている、請求項１の上位概念
に記載のセラミック放電管を備えたメタルハライドラン
プを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１の特徴部分に記載のように、内側の部分
がハライド耐性金属から成るピンであり、該ピンの直径
は最大で０．４ｍｍであり、かつ該内側の部分は、アル
ミニウムを含んでいる金属材料またはセラミック材料か
ら成る管形状の被覆（外套管）によって取り囲まれてお
り、この場合外側の部分は少なくとも栓体内に存在する
その長さにわたってかつ内側の部分の、該外側の部分に
続く領域は外套管の長さの少なくとも僅かな部分を包含
している長さにわたってガラスろうを用いてシールされ
ているようにしたことによって解決される。本発明の特
別有利な実施例はその他の請求項に記載されている。
れば、請求項１の特徴部分に記載のように、内側の部分
がハライド耐性金属から成るピンであり、該ピンの直径
は最大で０．４ｍｍであり、かつ該内側の部分は、アル
ミニウムを含んでいる金属材料またはセラミック材料か
ら成る管形状の被覆（外套管）によって取り囲まれてお
り、この場合外側の部分は少なくとも栓体内に存在する
その長さにわたってかつ内側の部分の、該外側の部分に
続く領域は外套管の長さの少なくとも僅かな部分を包含
している長さにわたってガラスろうを用いてシールされ
ているようにしたことによって解決される。本発明の特
別有利な実施例はその他の請求項に記載されている。
【０００７】ワット段階が大きくなるに従って通例、導
入線の直径、従って栓体細管の内径も増加する。それ故
に、にも拘わらずシール領域における亀裂を確実に妨げ
るために、別の解決手法が開発された。
入線の直径、従って栓体細管の内径も増加する。それ故
に、にも拘わらずシール領域における亀裂を確実に妨げ
るために、別の解決手法が開発された。
【０００８】詳細には、酸化アルミニウムから成るセラ
ミック放電管であって、放電管は２つの端部を有してお
り、２つの端部はセラミック栓体によって封鎖されてお
り、これら栓体はそれぞれ１つの長く延びた細管（以
下、栓体細管と称する）を含んでおり、かつこれら栓体
細管を通って、放電に関連して、内側のピン形状の部分
と外側の部分とから成る導電性の導入線が気密に案内さ
れている、セラミック放電管である。導入線は外側で栓
体にガラスろうによってシールされている。導入線に内
側で電極の軸部が固定されており、即ち軸部は放電管の
内部に入り込んでいる。
ミック放電管であって、放電管は２つの端部を有してお
り、２つの端部はセラミック栓体によって封鎖されてお
り、これら栓体はそれぞれ１つの長く延びた細管（以
下、栓体細管と称する）を含んでおり、かつこれら栓体
細管を通って、放電に関連して、内側のピン形状の部分
と外側の部分とから成る導電性の導入線が気密に案内さ
れている、セラミック放電管である。導入線は外側で栓
体にガラスろうによってシールされている。導入線に内
側で電極の軸部が固定されており、即ち軸部は放電管の
内部に入り込んでいる。
【０００９】導入線の内側の部分は、ハライド耐性金属
から成るピンであって、その直径は最大で０．４ｍｍで
あり、かつそれは、セラミックまたは金属性の材料から
成る管形状の被覆（以下、外套管と称する）によって取
り囲まれている。このセラミック外套管の材料は、アル
ミニウムを含んでいる。有利にはそれは、酸化アルミニ
ウム（Ａｌ２Ｏ３）から成っている。しかし窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）またはオキシ窒化アルミニウム（Ａｌ
ＯＮ）を使用することもできる。というのはこの種の材
料は特別、ハライド耐性であるからである。金属材料と
して殊に、タングステンが適している。外套管は殊に、
複数のセラミックおよび／または金属部分から組み合わ
せることもできる。
から成るピンであって、その直径は最大で０．４ｍｍで
あり、かつそれは、セラミックまたは金属性の材料から
成る管形状の被覆（以下、外套管と称する）によって取
り囲まれている。このセラミック外套管の材料は、アル
ミニウムを含んでいる。有利にはそれは、酸化アルミニ
ウム（Ａｌ２Ｏ３）から成っている。しかし窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）またはオキシ窒化アルミニウム（Ａｌ
ＯＮ）を使用することもできる。というのはこの種の材
料は特別、ハライド耐性であるからである。金属材料と
して殊に、タングステンが適している。外套管は殊に、
複数のセラミックおよび／または金属部分から組み合わ
せることもできる。
【００１０】導入線の外側の部分は、栓体細管内に存在
する長さにわたってガラスろうでシールされている。付
加的に、導入線の内側の部分の、外側部分に続いている
領域は、外套管の長さの少なくとも更に僅かな部分（約
１ないし２ｍｍ）を含む長さにわたってガラスろうでシ
ールされている。その際長い寿命のためには、内側の部
分が、それが熱的交番負荷をアルミニウムを含んでいる
材料の熱特性に対する整合が不足しているにも拘わら
ず、セラミック中に亀裂およびひびが発生することなく
申し分なく持ちこたえるような細いピンであることが重
要であることが明らかになった。これにより、外側の部
分の浸食されやすいニオブが確実に保護される。
する長さにわたってガラスろうでシールされている。付
加的に、導入線の内側の部分の、外側部分に続いている
領域は、外套管の長さの少なくとも更に僅かな部分（約
１ないし２ｍｍ）を含む長さにわたってガラスろうでシ
ールされている。その際長い寿命のためには、内側の部
分が、それが熱的交番負荷をアルミニウムを含んでいる
材料の熱特性に対する整合が不足しているにも拘わら
ず、セラミック中に亀裂およびひびが発生することなく
申し分なく持ちこたえるような細いピンであることが重
要であることが明らかになった。これにより、外側の部
分の浸食されやすいニオブが確実に保護される。
【００１１】
【発明の実施の形態】有利には、ランプの電力は１５０
〜４００Ｗの間にあるが、一層小さな電力も可能であ
る。
〜４００Ｗの間にあるが、一層小さな電力も可能であ
る。
【００１２】導入線の内側の部分に、放電側において、
溶融過程の間に下方向への移動を妨げるものである、外
套管に対するストッパ装置が取り付けられる。ストッパ
装置は、内側の部分の湾曲、横断方向に配置された線材
部材、溶接パール等から形成することができる。ワット
数の小さなランプであって同時に、十分長い電極ピンが
（３ｍｍ以上の長さ）使用されている場合、電極軸部の
端部における長い段部をストッパ装置として使用するこ
ともできる。外套管が熱間電極によって過熱されること
を回避することが重要である。
溶融過程の間に下方向への移動を妨げるものである、外
套管に対するストッパ装置が取り付けられる。ストッパ
装置は、内側の部分の湾曲、横断方向に配置された線材
部材、溶接パール等から形成することができる。ワット
数の小さなランプであって同時に、十分長い電極ピンが
（３ｍｍ以上の長さ）使用されている場合、電極軸部の
端部における長い段部をストッパ装置として使用するこ
ともできる。外套管が熱間電極によって過熱されること
を回避することが重要である。
【００１３】いずれにせよ、外套管は外側の部分（ニオ
ブピン）に対して出来るだけ僅かな距離（通例は０．１
ｍｍおよび０．５ｍｍの間）を有しているべきである。
他方において、外套管の、電極の軸部に対する距離は、
上に述べた理由から少なくとも０．５ｍｍ、有利には１
ｍｍ以上を有しているようにしたい。
ブピン）に対して出来るだけ僅かな距離（通例は０．１
ｍｍおよび０．５ｍｍの間）を有しているべきである。
他方において、外套管の、電極の軸部に対する距離は、
上に述べた理由から少なくとも０．５ｍｍ、有利には１
ｍｍ以上を有しているようにしたい。
【００１４】特別有利な実施例において、外套管は、軸
線方向に相前後して配置された少なくとも２つの部分か
ら成っている。外側の部分と内側の部分との間にある小
さな間隙はガラスろうの流れを止める。従って、外套管
の外側の部分の内側の端部が、外套管の外においてガラ
スろうに対する溶融長を定める。実際には、更に、ガラ
スろうが不慮にも外套管の内部における導入線までも入
り込んで吸収されることがあることがわかっている。そ
の場合外套管における強い毛細管現象によって、ガラス
ろうが前方に向かって電極の近傍にまで吸収される可能
性がある。軸線方向に２分割された外套管の極めて特別
な利点は、外套管の外側の部分がこれより内側に存在す
るガラスろうに対してバリヤとして作用することであ
る。従って、外套管の内側の、高温負荷される部分は常
にガラスろうがない状態である。
線方向に相前後して配置された少なくとも２つの部分か
ら成っている。外側の部分と内側の部分との間にある小
さな間隙はガラスろうの流れを止める。従って、外套管
の外側の部分の内側の端部が、外套管の外においてガラ
スろうに対する溶融長を定める。実際には、更に、ガラ
スろうが不慮にも外套管の内部における導入線までも入
り込んで吸収されることがあることがわかっている。そ
の場合外套管における強い毛細管現象によって、ガラス
ろうが前方に向かって電極の近傍にまで吸収される可能
性がある。軸線方向に２分割された外套管の極めて特別
な利点は、外套管の外側の部分がこれより内側に存在す
るガラスろうに対してバリヤとして作用することであ
る。従って、外套管の内側の、高温負荷される部分は常
にガラスろうがない状態である。
【００１５】導入線の外側の部分は有利には、放電側に
おいて、内側の部分に対する保持手段、例えば段部、横
断方向に設けられたスリットまたは有底孔を有してい
る。別の実施例において、導入線の外側の部分全体は管
（殊に、ニオブから成る）として形成されている。
おいて、内側の部分に対する保持手段、例えば段部、横
断方向に設けられたスリットまたは有底孔を有してい
る。別の実施例において、導入線の外側の部分全体は管
（殊に、ニオブから成る）として形成されている。
【００１６】すべての実施例において、内側の部分の直
径は外側の部分の直径より著しく小さい（５０％以
上）。
径は外側の部分の直径より著しく小さい（５０％以
上）。
【００１７】内側の部分の直径を、内側の部分を流れる
電流の密度が最大でも８０Ａ／ｍｍ ２であるように選定
すれば、特別長い寿命が実現される。これにより、内側
の部分および殊に外套管の著しい加熱が回避される。
電流の密度が最大でも８０Ａ／ｍｍ ２であるように選定
すれば、特別長い寿命が実現される。これにより、内側
の部分および殊に外套管の著しい加熱が回避される。
【００１８】比較的高い電力のランプでは、比較的大き
な電極を、必然的に比較的大きな内径を有する細管を介
して挿入しなければならない。ここでデッドスペースを
充填するために、外套管が１部分または２部分構成で同
心管から構成されているようにするとしばしば有利であ
る。その長さは有利には、導入線の内側の部分の長さの
少なくとも６０％のオーダにあり、有利には８０ないし
９０％である。それは、管の端部で電気接続に対するス
ペースができるようにするためである。導入線の内側の
部分の前側の領域におけるデッドスペースは有利には、
タングステンまたはモリブデンから成る密に配置構成さ
れたコイル部品によって充填される。
な電極を、必然的に比較的大きな内径を有する細管を介
して挿入しなければならない。ここでデッドスペースを
充填するために、外套管が１部分または２部分構成で同
心管から構成されているようにするとしばしば有利であ
る。その長さは有利には、導入線の内側の部分の長さの
少なくとも６０％のオーダにあり、有利には８０ないし
９０％である。それは、管の端部で電気接続に対するス
ペースができるようにするためである。導入線の内側の
部分の前側の領域におけるデッドスペースは有利には、
タングステンまたはモリブデンから成る密に配置構成さ
れたコイル部品によって充填される。
【００１９】本発明は２部分構成の導入線を使用してい
る。熱膨張が酸化アルミニウムセラミックに整合されて
いる外側の部分（殊にニオブから成るピンまたは管であ
るがタンタルの使用も可能である）と、ハライド耐性で
ある内側の部分とである。その際外側の部分はガラスろ
うによって被覆されかつシールされており、内側の部分
は部分的にその端部だけでガラスろうによって被覆され
かつ融着されている。内側部分は、モリブデンまたは比
較的高い融点を有するタングステンから成る非常に細い
線材である。タングステンは、合金または表面での薄膜
としてレニウム添加物を有していることができる。
る。熱膨張が酸化アルミニウムセラミックに整合されて
いる外側の部分（殊にニオブから成るピンまたは管であ
るがタンタルの使用も可能である）と、ハライド耐性で
ある内側の部分とである。その際外側の部分はガラスろ
うによって被覆されかつシールされており、内側の部分
は部分的にその端部だけでガラスろうによって被覆され
かつ融着されている。内側部分は、モリブデンまたは比
較的高い融点を有するタングステンから成る非常に細い
線材である。タングステンは、合金または表面での薄膜
としてレニウム添加物を有していることができる。
【００２０】レニウムはタングステンの高温耐性および
耐腐食性を高めるものである。
耐腐食性を高めるものである。
【００２１】内側部分は一方の側において外側の部分
（ニオブピン）に接続されておりかつ他方の側において
電極に接続されている。この内側部分（線材）には外套
管が被されている。外套管は１つまたは複数の細い、ア
ルミニウムを含有した細管から成っており、細管の外径
は外側の部分の外径に出来るだけ等しい。このようにし
て、そこで封入物構成要素が凝集する可能性がある、栓
体細管のリング状のギャップにおいてかなりあるデッド
スペースが低減される。付加的に、リングギャップを出
来るだけ小さくすればガラスろうによる融着が改善され
ることになることがわかっている。更に、外套管の外径
が栓体細管に対して毛細状のギャップしか許さないこと
が有利である。このギャップは約３０μｍ幅である。こ
れは、内側の部分の選択された寸法（≦０．４５μｍ）
に関係しておりかつ外套管に対して殊に、栓体細管に対
する材料と同じ材料が使用される（酸化アルミニウム）
ことが肝要である。それ故に外套管の外径は、それがち
ょうど、栓体細管の内径に整合しており（数μｍを残し
て）、これによりデッドスペースが低減されるように選
定することができる。
（ニオブピン）に接続されておりかつ他方の側において
電極に接続されている。この内側部分（線材）には外套
管が被されている。外套管は１つまたは複数の細い、ア
ルミニウムを含有した細管から成っており、細管の外径
は外側の部分の外径に出来るだけ等しい。このようにし
て、そこで封入物構成要素が凝集する可能性がある、栓
体細管のリング状のギャップにおいてかなりあるデッド
スペースが低減される。付加的に、リングギャップを出
来るだけ小さくすればガラスろうによる融着が改善され
ることになることがわかっている。更に、外套管の外径
が栓体細管に対して毛細状のギャップしか許さないこと
が有利である。このギャップは約３０μｍ幅である。こ
れは、内側の部分の選択された寸法（≦０．４５μｍ）
に関係しておりかつ外套管に対して殊に、栓体細管に対
する材料と同じ材料が使用される（酸化アルミニウム）
ことが肝要である。それ故に外套管の外径は、それがち
ょうど、栓体細管の内径に整合しており（数μｍを残し
て）、これによりデッドスペースが低減されるように選
定することができる。
【００２２】栓体は１部分構成であるが、多部分構成に
実現することもできる。例えばそれ自体公知の方法にお
いて、栓体細管をリング形状の栓材部分によって取り囲
むことができる。
実現することもできる。例えばそれ自体公知の方法にお
いて、栓体細管をリング形状の栓材部分によって取り囲
むことができる。
【００２３】更に、従来技術とは異なって、外側の部分
が栓体細管にどれだけ深く挿入されているかは重要では
ない。信頼できるシールのために２ｍｍの最小深度が必
要なだけである。最大の侵入深度は、熱状態の理由か
ら、栓体細管の長さの５０％を上回るべきではない。
が栓体細管にどれだけ深く挿入されているかは重要では
ない。信頼できるシールのために２ｍｍの最小深度が必
要なだけである。最大の侵入深度は、熱状態の理由か
ら、栓体細管の長さの５０％を上回るべきではない。
【００２４】外側の部分は栓体細管中の長さにわたって
完全にガラスろうに溶融され、タングステン線材（およ
び外套管）はその外側の端部で約１ないし２ｍｍの長さ
にわたってガラスろうに溶融される。ニオブピンがニオ
ブに対する封入物の腐食性のためにガラスろうによって
完全に被覆されていることが重要である。
完全にガラスろうに溶融され、タングステン線材（およ
び外套管）はその外側の端部で約１ないし２ｍｍの長さ
にわたってガラスろうに溶融される。ニオブピンがニオ
ブに対する封入物の腐食性のためにガラスろうによって
完全に被覆されていることが重要である。
【００２５】内側の部分の利点は、比較的太いニオブピ
ン（約２ｍｍまで）を使用する場合にも、細いモリブデ
ンまたはタングステン線材のみが一緒に溶融されること
である。これにより、モリブデンとＡｌ２Ｏ３との間の
熱膨張係数の不完全な整合によって引き起こされる応力
が著しく低減される。というのは、絶対膨張が僅かであ
るからである。周知のように、ニオブはタングステンま
たはモリブデンに比べて、酸化アルミニウムの熱膨張に
良好に整合している。
ン（約２ｍｍまで）を使用する場合にも、細いモリブデ
ンまたはタングステン線材のみが一緒に溶融されること
である。これにより、モリブデンとＡｌ２Ｏ３との間の
熱膨張係数の不完全な整合によって引き起こされる応力
が著しく低減される。というのは、絶対膨張が僅かであ
るからである。周知のように、ニオブはタングステンま
たはモリブデンに比べて、酸化アルミニウムの熱膨張に
良好に整合している。
【００２６】タングステンは線材材料として、殊に電極
が比較的短いとき（内側部分より短い）、モリブデンよ
りも有利である。というのは、モリブデンの比較的低い
融点（タングステンと比べて）のために、溶接箇所およ
び溶接の後方のモリブデンピンが熱間電極への接近によ
って過熱されるおそれがあるからである。過熱される
と、溶接が融けるかまたはモリブデンピンが柔らかくな
りかつ電極の重みで曲がることになり、そうなれば電極
が放電管の壁に接触しかつ管を局所的に過熱することに
なる。更に、タングステンはモリブデンより腐食に強
い。更に驚くべきことに、封入物が臭素を含んでいる
（ハロゲン（臭素、沃素）に少なくとも１０％の臭素の
分子成分を有している）場合、タングステンの方がモリ
ブデンより一層好適であることがわかった。というの
は、モリブデンは臭素に反応するからである。有利に
は、導入線の内側部分の課題と電極軸部の課題との両方
を引き受ける、タングステンから成る一体線材部品を使
用することができる。この場合、溶接接続を省略するこ
とができる。
が比較的短いとき（内側部分より短い）、モリブデンよ
りも有利である。というのは、モリブデンの比較的低い
融点（タングステンと比べて）のために、溶接箇所およ
び溶接の後方のモリブデンピンが熱間電極への接近によ
って過熱されるおそれがあるからである。過熱される
と、溶接が融けるかまたはモリブデンピンが柔らかくな
りかつ電極の重みで曲がることになり、そうなれば電極
が放電管の壁に接触しかつ管を局所的に過熱することに
なる。更に、タングステンはモリブデンより腐食に強
い。更に驚くべきことに、封入物が臭素を含んでいる
（ハロゲン（臭素、沃素）に少なくとも１０％の臭素の
分子成分を有している）場合、タングステンの方がモリ
ブデンより一層好適であることがわかった。というの
は、モリブデンは臭素に反応するからである。有利に
は、導入線の内側部分の課題と電極軸部の課題との両方
を引き受ける、タングステンから成る一体線材部品を使
用することができる。この場合、溶接接続を省略するこ
とができる。
【００２７】モリブデン線材またはタングステン線材は
約０．４ｍｍの直径まで酸化アルミニウムから成るセラ
ミック管に良好に溶融されることがわかっている。直径
が比較的大きい場合、膨張の絶対値は、亀裂および非シ
ール性が発生する可能性があるほど大きい。
約０．４ｍｍの直径まで酸化アルミニウムから成るセラ
ミック管に良好に溶融されることがわかっている。直径
が比較的大きい場合、膨張の絶対値は、亀裂および非シ
ール性が発生する可能性があるほど大きい。
【００２８】他方において、０．４ｍｍの厚さのある線
材の断面には約１０ｍＡまでの始動電流を流すことがで
きる。これは、８０Ａ／ｍｍ２の最大電流密度に相応す
る。この値を越えて初めて、セラミック抵抗加熱が生じ
る。従って、本発明では、４００Ｗまでのランプ電力を
実現することができる。
材の断面には約１０ｍＡまでの始動電流を流すことがで
きる。これは、８０Ａ／ｍｍ２の最大電流密度に相応す
る。この値を越えて初めて、セラミック抵抗加熱が生じ
る。従って、本発明では、４００Ｗまでのランプ電力を
実現することができる。
【００２９】特別有利な実施例において、内側部分の被
覆は、セラミックから成る同心の２重管である。これ
は、製造技術的に有利である。更に、外套管の内側部分
および外側部分の材料を僅かに異なったものとすること
ができる（例えば異なってドープされている酸化アルミ
ニウム）。
覆は、セラミックから成る同心の２重管である。これ
は、製造技術的に有利である。更に、外套管の内側部分
および外側部分の材料を僅かに異なったものとすること
ができる（例えば異なってドープされている酸化アルミ
ニウム）。
【００３０】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００３１】図１には、１５０Ｗの電力を有するメタル
ハライドランプが略示されている。これは、ランプ軸線
を定める円筒形状の外管１から成っている。外管は、石
英ガラスから成っている。外管は両方の側において封止
され（２）かつベースが取り付けられている（３）。Ａ
ｌ２Ｏ３セラミックから成る軸線方向に配置された放電
管４は円筒形または膨らんだ形状に成形されておりかつ
２つの端部６を有している。放電管は、口金部分３に箔
８を介して接続されている２つの電流導入線７を用いて
外管１に保持されている。電流導入線７は導入線９，１
０に溶接されている。これらはそれぞれ、放電管の端部
６において終端栓部２内に嵌合されている。栓部は長く
延びた細管１２（栓用細管）として実現されている。放
電管の端部６および栓用細管１２は相互に直接焼結され
ている。
ハライドランプが略示されている。これは、ランプ軸線
を定める円筒形状の外管１から成っている。外管は、石
英ガラスから成っている。外管は両方の側において封止
され（２）かつベースが取り付けられている（３）。Ａ
ｌ２Ｏ３セラミックから成る軸線方向に配置された放電
管４は円筒形または膨らんだ形状に成形されておりかつ
２つの端部６を有している。放電管は、口金部分３に箔
８を介して接続されている２つの電流導入線７を用いて
外管１に保持されている。電流導入線７は導入線９，１
０に溶接されている。これらはそれぞれ、放電管の端部
６において終端栓部２内に嵌合されている。栓部は長く
延びた細管１２（栓用細管）として実現されている。放
電管の端部６および栓用細管１２は相互に直接焼結され
ている。
【００３２】導入線９，１０はそれぞれ、２つの部分か
ら成っている。外側の部分１３はニオブピンとして実現
されておりかつ細管１２の長さのほぼ１／４までこの中
に入り込んでいる。内側の部分１４は細管１２内で放電
体積に向かって延在している。内側の部分は放電側で電
極１６を保持している。電極は、タングステンから成る
電極軸部１５と放電側の端部において装着されているコ
イルフィラメント１７とから成っている。導入線の内側
の部分１４はそれぞれ、電極軸部１５並びに導入線の外
側の部分１３に溶接されている。
ら成っている。外側の部分１３はニオブピンとして実現
されておりかつ細管１２の長さのほぼ１／４までこの中
に入り込んでいる。内側の部分１４は細管１２内で放電
体積に向かって延在している。内側の部分は放電側で電
極１６を保持している。電極は、タングステンから成る
電極軸部１５と放電側の端部において装着されているコ
イルフィラメント１７とから成っている。導入線の内側
の部分１４はそれぞれ、電極軸部１５並びに導入線の外
側の部分１３に溶接されている。
【００３３】放電管の封入物は、例えばアルゴンのよう
な不活性ガスの他に、水銀および金属ハロゲン化物の添
加物から成っている。例えば、水銀なしの金属ハロゲン
化合物封入の使用も可能であり、この場合には点火ガス
キセノンに対して高圧が選択される。
な不活性ガスの他に、水銀および金属ハロゲン化物の添
加物から成っている。例えば、水銀なしの金属ハロゲン
化合物封入の使用も可能であり、この場合には点火ガス
キセノンに対して高圧が選択される。
【００３４】図２には、放電管の端部領域が詳細に示さ
れている。導入線９として、直径１．１ｍｍを有する外
側の部分１３としてのニオブピンと、内側の部分１４と
しての細いタングステンピン（直径０．２５ｍｍ）とか
ら成る系が用いられる。このタングステンピンに外套管
として、２つの良好に相互にはめ合わされているＡｌ ２
Ｏ３毛細管２０，２１が被されている。外側の管２１は
１．１ｍｍの外径および０．６２ｍｍの内径を有してお
り、内側の管２０は０．６２ｍｍの外径および０．３ｍ
ｍの内径を有している。細管１２の全長は約１７ｍｍで
あり、タングステンピン１４の全長は約１４ｍｍであ
り、かつ電極の直径は、軸部１５の直径が０．５ｍｍで
ある場合約５ｍｍである。
れている。導入線９として、直径１．１ｍｍを有する外
側の部分１３としてのニオブピンと、内側の部分１４と
しての細いタングステンピン（直径０．２５ｍｍ）とか
ら成る系が用いられる。このタングステンピンに外套管
として、２つの良好に相互にはめ合わされているＡｌ ２
Ｏ３毛細管２０，２１が被されている。外側の管２１は
１．１ｍｍの外径および０．６２ｍｍの内径を有してお
り、内側の管２０は０．６２ｍｍの外径および０．３ｍ
ｍの内径を有している。細管１２の全長は約１７ｍｍで
あり、タングステンピン１４の全長は約１４ｍｍであ
り、かつ電極の直径は、軸部１５の直径が０．５ｍｍで
ある場合約５ｍｍである。
【００３５】ニオブピンに放電側で、段部２２が研削さ
れている。段部２２には、タングステンピン１４が抵抗
溶接１９によって固定されている。段部は、それがタン
グステンピン１４を十分にガイドすることができて、タ
ングステンピンが中央に正確に装着されるような高さで
ある。系全体が中央に整列されかつ２部分構成の外套管
（細管２０，２１）内に申し分なく導入することができ
るようにするために、このことは重要である。
れている。段部２２には、タングステンピン１４が抵抗
溶接１９によって固定されている。段部は、それがタン
グステンピン１４を十分にガイドすることができて、タ
ングステンピンが中央に正確に装着されるような高さで
ある。系全体が中央に整列されかつ２部分構成の外套管
（細管２０，２１）内に申し分なく導入することができ
るようにするために、このことは重要である。
【００３６】放電側において、タングステンピンは同じ
ように電極軸部１５に溶接されており、この場合電極軸
部１５も上述したのと同じ理由から、段部を有してい
る。
ように電極軸部１５に溶接されており、この場合電極軸
部１５も上述したのと同じ理由から、段部を有してい
る。
【００３７】ニオブピン１３は約３ｍｍ、栓部細管１２
内に挿入されておりかつガラスろう１８を用いてシール
されている。外套管２０，２１はニオブピンの近傍で終
端していて（間隔０．１〜０．５ｍｍ）、ガラスろうが
このギャップを容易に濡らすことができ、かつこれによ
りニオブが完全に被覆されかつひいては内側部分の始端
も更に（１〜２ｍｍ）ガラスろうによって被覆されてい
る。
内に挿入されておりかつガラスろう１８を用いてシール
されている。外套管２０，２１はニオブピンの近傍で終
端していて（間隔０．１〜０．５ｍｍ）、ガラスろうが
このギャップを容易に濡らすことができ、かつこれによ
りニオブが完全に被覆されかつひいては内側部分の始端
も更に（１〜２ｍｍ）ガラスろうによって被覆されてい
る。
【００３８】垂直方向の溶融の際にこれらの管が重力に
よって下方向に移動するのを妨げるために、これらの管
はストッパ装置によって位置固定されなければならな
い。このことはこの場合、タングステンピンの曲線形状
の湾曲部２３によって解決される。しかしタングステン
ピン１４の端部を螺旋状に湾曲させることもできる。有
利には、１ないし２巻きで十分である。
よって下方向に移動するのを妨げるために、これらの管
はストッパ装置によって位置固定されなければならな
い。このことはこの場合、タングステンピンの曲線形状
の湾曲部２３によって解決される。しかしタングステン
ピン１４の端部を螺旋状に湾曲させることもできる。有
利には、１ないし２巻きで十分である。
【００３９】図２の２５０Ｗランプの実施例では、ニオ
ブピン１３は１．３ｍｍの直径を有している。タングス
テンピン１４は０．３５ｍｍの直径を有している。内側
の毛細管２０は、０．８ｍｍの外径を有し、外側の毛細
管２１は１．２ｍｍの外径を有している。タングステン
ピンの全長は１４．５ｍｍで有り、電極の全長は直径が
０．７ｍｍである場合３．５ｍｍである。毛細管２０，
２１の、ニオブピンおよび電極からの距離はそれぞれ、
０．５ｍｍである。栓部の細管１２は約１８ｍｍの長さ
を有している。ニオブピンはその中に約２．５ｍｍ入り
込んでいる。
ブピン１３は１．３ｍｍの直径を有している。タングス
テンピン１４は０．３５ｍｍの直径を有している。内側
の毛細管２０は、０．８ｍｍの外径を有し、外側の毛細
管２１は１．２ｍｍの外径を有している。タングステン
ピンの全長は１４．５ｍｍで有り、電極の全長は直径が
０．７ｍｍである場合３．５ｍｍである。毛細管２０，
２１の、ニオブピンおよび電極からの距離はそれぞれ、
０．５ｍｍである。栓部の細管１２は約１８ｍｍの長さ
を有している。ニオブピンはその中に約２．５ｍｍ入り
込んでいる。
【００４０】図３には別の実施例が示されている。ここ
でニオブピン１３は放電側において有底孔２４を有して
いる。この孔にタングステンピン１４が挿入されかつ溶
接されている。この配置構成は正確なセンタリングを可
能にするものである。ストッパ装置はここでは、タング
ステンピンの放電側の端部の近傍において、ランプの軸
線を横断する方向においてタングステンピンに固定され
ている線材部材２５である。外套管が電極に直接接触す
ることがないようにしていることがわかる。というの
は、そうしなければ、熱負荷によって、酸化アルミニウ
ムが封入物の構成要素と反応することになるからであ
る。それ故に、一般には、細管の、電極までの最小距離
は少なくとも０．５ｍｍである。有利にはこの距離は１
ｍｍより大きい。
でニオブピン１３は放電側において有底孔２４を有して
いる。この孔にタングステンピン１４が挿入されかつ溶
接されている。この配置構成は正確なセンタリングを可
能にするものである。ストッパ装置はここでは、タング
ステンピンの放電側の端部の近傍において、ランプの軸
線を横断する方向においてタングステンピンに固定され
ている線材部材２５である。外套管が電極に直接接触す
ることがないようにしていることがわかる。というの
は、そうしなければ、熱負荷によって、酸化アルミニウ
ムが封入物の構成要素と反応することになるからであ
る。それ故に、一般には、細管の、電極までの最小距離
は少なくとも０．５ｍｍである。有利にはこの距離は１
ｍｍより大きい。
【００４１】ストッパ装置は、タングステンから成る導
入ピンにおける面取り部または溶接パールとすることも
できる。
入ピンにおける面取り部または溶接パールとすることも
できる。
【００４２】ニオブ管を外側の部分として使用すること
によっても、内側の導入部分を正確にセンタリングする
ことができる。ニオブ管の内径は、内側の部分（タング
ステンピン）が管の内部孔に良好にはめ合わされるよう
に、選択されている。
によっても、内側の導入部分を正確にセンタリングする
ことができる。ニオブ管の内径は、内側の部分（タング
ステンピン）が管の内部孔に良好にはめ合わされるよう
に、選択されている。
【００４３】図４には、７０Ｗの電力を有する放電管の
端部領域の別の実施例が示されている。その際、１重に
実現されている外套管３０（外径０．６ｍｍ）が０．２
ｍｍの直径を有するタングステンピン３１を被覆してい
る。３部分構成の外套管は、２つの軸線方向に相前後し
て配置されている外側の部分３０ａ，３０ｂと内側のコ
イル部品３４とから形成されている。短い最も外側の部
分３０ｂは、ガラスろう１８の侵入に対するバリヤとし
て用いられる。
端部領域の別の実施例が示されている。その際、１重に
実現されている外套管３０（外径０．６ｍｍ）が０．２
ｍｍの直径を有するタングステンピン３１を被覆してい
る。３部分構成の外套管は、２つの軸線方向に相前後し
て配置されている外側の部分３０ａ，３０ｂと内側のコ
イル部品３４とから形成されている。短い最も外側の部
分３０ｂは、ガラスろう１８の侵入に対するバリヤとし
て用いられる。
【００４４】タングステンピン３１は電極軸部３３の段
部３２に固定されている。その際、少なくとも０．５ｍ
ｍの高さである段部３２は同時に、外套管３０の中央部
分３０ａに対するストッパ装置として用いられる。外套
管３０の長い内側の中央部分３０ａの前の放電近傍領域
におけるデッドスペースには、モリブデンから成るコイ
ル部品３４が充填されている。
部３２に固定されている。その際、少なくとも０．５ｍ
ｍの高さである段部３２は同時に、外套管３０の中央部
分３０ａに対するストッパ装置として用いられる。外套
管３０の長い内側の中央部分３０ａの前の放電近傍領域
におけるデッドスペースには、モリブデンから成るコイ
ル部品３４が充填されている。
【００４５】しかしこの形式の技術は比較的低い電力
（１００Ｗ以下）の場合にしか可能でない。というの
は、電力が高い場合には、外套管に対する熱流が著しく
高くなるおそれがあるからである。更に、長い電極軸部
を使用することが望ましい（通例は５ｍｍ長の値）。
（１００Ｗ以下）の場合にしか可能でない。というの
は、電力が高い場合には、外套管に対する熱流が著しく
高くなるおそれがあるからである。更に、長い電極軸部
を使用することが望ましい（通例は５ｍｍ長の値）。
【００４６】ここで外側の部分は孔２９を備えたニオブ
管１３′であり、この中にタングステンピンの前端が内
部部品として導入されかつそこで溶接されている。
管１３′であり、この中にタングステンピンの前端が内
部部品として導入されかつそこで溶接されている。
【００４７】図４に類似した別の実施例において、タン
グステンピンはニオブ管の全長を介して延在しておりか
つタングステンピンと共にニオブ管の一方の端部に溶接
されている。外套管は酸化アルミニウムから成るスリー
ブかまたはレニウムがドープされたタングステンから成
るコイル部品である。
グステンピンはニオブ管の全長を介して延在しておりか
つタングステンピンと共にニオブ管の一方の端部に溶接
されている。外套管は酸化アルミニウムから成るスリー
ブかまたはレニウムがドープされたタングステンから成
るコイル部品である。
【図１】セラミック放電管を備えたメタルハライドラン
プの概略図である。
プの概略図である。
【図２】図１のランプの端部領域の詳細図である。
【図３】端部領域の別の実施例の詳細図である。
【図４】端部領域の別の実施例の詳細図である。
１ 外管、 ４ 放電管、 ６ 端部、 ９、１３，１
３′、１４ 導入線、１２ 栓体（栓体細管）、 １
５，１６，３３ 電極、 １８ ガラスろう、２０，２
１，３０，３０ａ，３０ｂ 外套管、 ２２ 段部、
２４ 有底孔、 ２３，２５，３４ ストッパ装置
３′、１４ 導入線、１２ 栓体（栓体細管）、 １
５，１６，３３ 電極、 １８ ガラスろう、２０，２
１，３０，３０ａ，３０ｂ 外套管、 ２２ 段部、
２４ 有底孔、 ２３，２５，３４ ストッパ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン ユングスト ドイツ連邦共和国 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
Claims (8)
- 【請求項１】 酸化アルミニウムから成るセラミック放
電管（４）を備えたメタルハライドランプであって、前
記放電管が２つの端部（６）を有しており、該端部はセ
ラミック栓体によって封鎖されており、該栓体はそれぞ
れ、長く延びた細管を含んでおり（栓体細管）、かつ前
記栓体細管（１２）を通って、放電に関連してピン形状
の内側の部分（１４）と外側の部分（１３）とから成る
導電性の導入線（９，１０）が案内されておりかつ外側
でガラスろうでシールされており、かつ前記導入線に、
電極（１６）の軸部（１５）が固定されており、該軸部
は前記放電管の内部に突出している形式のものにおい
て、前記内側の部分（１４）はハライド耐性金属から成
るピンであり、該ピンの直径は最大で０．４ｍｍであ
り、かつ該内側の部分は、アルミニウムを含んでいる金
属材料またはセラミック材料から成る管形状の被覆（２
０，２１）（外套管）によって取り囲まれており、この
場合前記外側の部分（１３）は少なくとも前記栓体内に
存在するその長さにわたってかつ前記内側の部分（１
４）の、該外側の部分に続く領域は前記外套管（２０，
２１）の長さの少なくとも僅かな部分を包含している長
さにわたってガラスろう（１８）を用いてシールされて
いることを特徴とするセラミック放電管を備えたメタル
ハライドランプ。 - 【請求項２】 前記内側の部分（１４）は、場合によっ
てはレニウムが添加されているタングステンから成って
おりかつ前記外側の部分（１３）はニオブから成ってい
る請求項１記載のセラミック放電管を備えたメタルハラ
イドランプ。 - 【請求項３】 前記外套管（２０，２１：３０）は前記
内側の部分（１４）の長さの少なくとも６０％にわたっ
て延在している請求項１記載のセラミック放電管を備え
たメタルハライドランプ。 - 【請求項４】 前記内側の部分（１４）に放電側におい
て前記外套管（２０，２１：３０）に対するストッパ装
置（２３，２５）が取り付けられている請求項１記載の
セラミック放電管を備えたメタルハライドランプ。 - 【請求項５】 前記導入線の前記外側の部分（１３）は
管（１３′）であり、該管の開口（２９）に前記内側の
部分（１４）が保持されている請求項１記載のセラミッ
ク放電管を備えたメタルハライドランプ。 - 【請求項６】 前記導入線の前記外側の部分（１３）は
ピン（１３′）であり、該ピンは、放電側において、前
記内側の部分（１４）に対する保持手段、例えば段部
（２２）、スリットまたは有底孔（２４）を有している
請求項１記載のセラミック放電管を備えたメタルハライ
ドランプ。 - 【請求項７】 前記内側の部分（１４）はタングステン
から成り、この場合封入物はハロゲンとして１０ｍｏｌ
−％以上の臭素を含んでいる請求項１記載のセラミック
放電管を備えたメタルハライドランプ。 - 【請求項８】 前記外套管（２０，２１：３０）は１部
分または２部分構成で、同心の管から形成されている請
求項１記載のセラミック放電管を備えたメタルハライド
ランプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19727430.7 | 1997-06-27 | ||
| DE19727430A DE19727430A1 (de) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | Metallhalogenidlampe mit keramischem Entladungsgefäß |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1173921A true JPH1173921A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=7833876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10182331A Pending JPH1173921A (ja) | 1997-06-27 | 1998-06-29 | セラミック放電管を備えたメタルハライドランプ |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6075314A (ja) |
| EP (1) | EP0887841B1 (ja) |
| JP (1) | JPH1173921A (ja) |
| CN (1) | CN1165956C (ja) |
| AT (1) | ATE458265T1 (ja) |
| CA (1) | CA2241698A1 (ja) |
| DE (2) | DE19727430A1 (ja) |
Cited By (2)
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| CN1235260C (zh) * | 2001-03-30 | 2006-01-04 | 松下电器产业株式会社 | 汽车前灯用金属卤化物灯 |
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