JPS61147448A - 高圧放電灯及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、放電空間を取り囲みセラミック壁を有する放
電容器を設け、該放電容器の少なくとも一端末の近くに
セラミック端末プラグを設け、該端末プラグには主電極
の電流供給部材が、封止セラミック接続によって気密に
配置されている高圧放電灯に関するものである。前記端
末プラグは、焼結された接合箇所によって、放電容器の
端末に関し沈んだ位置の放電容器壁に接続され、端末プ
ラグと放電容器壁との間の焼結された接合箇所（すなわ
ち合わせ目）は、放電容器゛の端末に面した側面におい
て封止セラミックによって被覆される。本発明はさらに
そのような放電灯を得る方法に関するものである。

下文で用いられるセラミック壁、セラミ７り端末プラグ
（端栓）又はセラミック充填物片という言葉は、ここで
は、例えば、緻密に焼結した酸化アルミニウムのような
、多結晶の金属酸化物からなる材料と、例えば、サファ
イアのような、単結晶の金属酸化物から成る材料との両
方を意味するものと理解すべきである。放電容器壁とし
て用いる場合は、そのセラミック材料は透明である。こ
の発明の詳細な説明及び特許請求の範囲の記載に用いら
れる封止セラミック、すなわちシーリングセラミックと
いう言葉は、ガラス相に、又は結晶相に、又はこれらの
２個の相の組合わせに存在する放電容器の壁の材料より
も低い軟化温度を有する接続（又は連結）材料を意味す
ることを意図する。この放電容器はイオン化することの
できる充填物を含み、それは一般にナトリウム、水銀及
び希ガス、又はハロゲン化金属、水銀及び希ガスを含む
。

冒頭の段落に述べられた種類の放電灯は、特開昭５３−
１２９．４７０号（特願昭５３−４２，２３６号）（オ
ランダ特許出願第７．７０４，１３５号）公報から知ら
れている。この既知の高圧放電灯は広く用いられていて
、その放電容器は、満足すべき再現性ある気密構造を有
する。しかしながら、そのような気密封止を得るため、
放電容器端末と、端末プラグと、さらに電流供給部材と
にって画成される放電空間の外側の空間は、放電容器壁
と端末プラグとの間の焼結された接合箇所（継ぎ目）が
被覆されるように封止セラミックによって部分的に充填
されている。

実際に、比較的多量の封止セラミックの使用は、端末プ
ラグと電流供給部材との間の空間中の封止セラミックを
、放電容器によって取り囲まれた放電空間中へも延在さ
せるようになる。放電空間中へ封止セラミックが突出す
ることが不利であることが判った。その理由は、放電灯
の作動状態で呈する温度の影響下では、封止セラミック
は放電容器の充填物成分と反応するからである。そのよ
うな反応の生起は一般にその放電灯の寿命の短縮化に導
（。

本発明の目的は、封止セラミックが放電空間中に延在し
ないようにする手段を提供することである。この目的の
ため、冒頭の段落に記載する種類の放電灯は、放電容器
にはその放電空間の外側にセラミック充填物片を設け、
該セラミック充填物片が、毛細管の中間空間をもって放
電容器壁、端末プラグ並びに電流・供給部材に隣接し、
この毛細管の空間がこの封止セラミックで略々完全に充
填されることを特徴とする。

一方においては、放電容器壁、端末プラグ及び電流供給
部材との間に、又他方においては、セラミック充填物片
との間に、毛細管空間を構成するに際し、封止セラミッ
クによって放電容器壁と端末プラグとの間の焼結された
接合箇所を完全に被覆することと、封止セラミックが放
電空間中に延在するのを防止することとの両方を驚くべ
きことに可能にすることが判った。

容器壁の一面にわたって延在する封止セラミックによっ
てセラミック部品が設けられている容器端末において沈
んでいない端末プラグを有する放電灯は既知である（オ
ランダ特許第１５４，８６５号；特願昭４３−１９．８
０８号を参照して下さい。）。この場合にも又、放電容
器壁と端末プラグとの間の焼結された接合箇所が封止セ
ラミックによって被覆されているけれども、この焼結さ
れた接合箇所が再現できるように封止セラミックによっ
て被覆されるのを保証することは、比較的多量の封止セ
ラミックを用いてはじめてやっと可能であることが判っ
た。しかしながら、これは、封止セラミックが又放電空
間中の中にも延在する状態に確実に導く。オランダ特許
第１５４．８６５号（すなわち、特願昭４３−１９．８
０８号）による構造における封止セラミックの挙動と、
本発明による構造（構成）における封止セラミックの挙
動との差異を、広範囲に及ぶ研究にも拘わらず、説明す
ることができなかった。

本発明による放電灯の実施例においては、セラミック充
填物片は、端末プラグからみて、放電容器の端末を越え
て達している。すなわち容器端末から突出している。こ
れは、端末プラグが沈められているその全長にわたって
封止セラミックによる被覆範囲が得られ、その結果放電
容器壁に沿った漏洩通路が最大の可能範囲まで伸ばされ
るという利点を有する。

本発明による放電灯の他の実施例においては、一方にお
いて、放電容器壁、端末プラグ及び電流供給部材間の毛
細管空間と、他方において、セラミック充填物片とが、
最大で３００μ棚の幅を有する。最大で３００μ閘の幅
について、この毛細管空間が完全に封止セラミックで充
填されているのが見出された。この毛細管空間が３００
μ−より広い幅を少なくとも局部的に有する場合に、計
量された量の附加的の封止セラミック使用によっても、
この毛細管空間が完全には充填されない大きな可能性が
あることが見出された。この毛細管空間が事実完全に充
填されるように附加的の封止セラミックの量を増加する
と、これは、封止セラミックが又放電空間の中に延在す
る状態に導く。

本発明による放電灯は、好ましくは、セラミック壁を有
する放電容器に、その容器の端末に関し沈んだ位置に、
焼結によってその壁に固着される端末プラグを設け、こ
の端末プラグには、電流供給部材が通過する開口を設け
、この電流供給部材を封止セラミックによって端末プラ
グに気密に接続しなければならず、前記放電容器にはさ
らに、毛細管の中間空間をもって、放電容器壁、端末プ
ラグ及び電流供給部材に隣接するセラミック充填物片を
設ける方法によって得られ、かつ加熱が起こる電流供給
部材の周りに封止セラミックを設け、その結果封止セラ
ミックが、この封止セラミックで略々完全に充填される
毛細管の中間空間中に流入することを特徴とする。この
封止セラミックは、このとき、違った形状で、例えば、
加圧されたワッシャーとして、粉末として、又はペース
トとして、設けることができる。この封止セラミックを
そのとき電流供給部材の周りに完全に設けることができ
る。封止セラミックの一部をほかの場所では、例えば放
電容器の端末の近くに提供することも又可能である。

電流供給部材の金属表面と接触して流れる封止セラミッ
クが、ある一定範囲のセラミック材料のみを有する領域
におけるよりもさらに急速に輸送され、その結果、封止
セラミ、りの少なくとも一部分が電流供給部材の周りに
供給される場合、毛細管の中間空間が封止セラミックで
完全に充填されることかさら十分に保証される。

有利な方法では、この封止セラミックが、封止セラミッ
クワッシャーの形状で、放電空間から離れたセラミック
充填物片の側面に設けられる。この方法の利点は、セラ
ミック充填物片がすでに必要とする位置にありかつ封止
セラミックが流れる場合に電流供給部材が傾斜しないよ
うにするのに役立つということである。端末プラグとセ
ラミック充填物片との表面粗さが実際に、それらの両者
間に適当な毛細管空間が存在するようであるということ
が見出された。

この方法のもう１つ別の有利な実施例においては、封止
セラミックは、端末プラグとセラミック充填物片との間
に、ペーストとして、又は粉末として、加熱に先立って
供給される。

セラミック充填物片を端末プラグ上に配置する前に、封
止セラミックが、充填物片の側か又は端末プラグの側又
はそれらの両方の側に設けらる。

この方法の利点は、セラミック充填物片と端末プラグと
の表面の粗さが低度であっても、それらの両者の間に適
当にな毛細管の封止セラミック層が形成されるというこ
とである。この方法はさらに、放電空間から離れたセラ
ミック充填物片の側に封止セラミックを配置するという
方法と比較して、電流供給部材のセラミック充填物片か
ら離れた表面において電流供給部材を封止セラミックが
殆んど濡らさないという利点を有する。これは、この方
法によって製造される放電灯の繰返し再現性のある熱制
御挙動に鑑みて、好適であることが判明する。

本発明によるさらに好適の方法においては、供給される
封止セラミックの量が体積Ｖを有し、この体積■が、 ０．８　Ｖｃ（Ｖ　（Ｖｃ なる関係を満足させ、ここでＶｃは、放電容器壁、端末
プラグ、セラミック充填物片及び電流供給部材の間の毛
細管空間の体積である。封止セラミックの必要最小量を
用いる場合、満足すべき封止構造が得られ、その封止構
造では毛細管が封止セラミックで略々完全に充填され、
それは有効かつ有利である。

工業的量産においては、製造された製品が略々同じ寸法
と性質とを有することが重要である。特に、相互に交換
しなければならない製品においては、これは特に重要で
ある。高圧放電灯において、放電容器の端末の構造の形
状は、この放電容器の熱制御にとって重要である。充填
物成分の一部が放電灯の作動中に過剰に存在する放電灯
に対しては特に、放電容器の端末の温度が大きく影響さ
れる。その理由は放電容器内ではこれらの放電容器の端
末の区域において最低の温度が一般に示されるからであ
る。放電容器内の最低温度は、過剰に存在する充填物成
分の圧力を決定する。

放電容器の端末の区域における熱制御にたいしては、封
止セラミックの範囲（広さ）の差異が、同一生産系列か
ら来る個々の放電灯で比較すれば大きな影響を及ぼすこ
とが判明した。本発明方法によって、約２００μｍの寸
法まで封止セラミックの範囲（広さ）の相対的差異を制
限するのが可能であることが判明したため、同じ条件で
放電容器内の最低温度の公差（すなわち許容限度）が約
１０℃まで制限される。

放電容器の大きさ寸法が減少するにつれて、放電容器の
端末の放電灯挙動に及ぼす影響が増大し、かくして封止
セラミックの範囲（広さ）の良好な制御可能性の重要性
がそれに相応して増大する。

それ故、本発明は、１００　Ｗよりも小さい出力の放電
灯に対して特に有利である。

本発明による放電灯の実施例を図面につき、例によって
、さらに充分に説明する。

第１図において、放電空間１０を取り囲む筒状放電容器
３が、電灯キャップ２を設けたガラス外側パルプ１の中
の電流導体４及び５間に配置されている。この放電容器
３はセラミック壁３ａを有する。

ニオブからなるスリーブ状の電流供給部材６及び７が、
端末プラグ、すなわち端栓、中に配置されている。放電
容器３内部において、これらの電流供給部材６及び７に
は、その各々に電極１１．１２を設け、これらの電極１
１及び１２間に放電灯の作動状態では放電が延在する。

電流導体５は、ニオブスリーブ６の中に隙間をもたせて
挿入される。これらの２つの部材間の満足すべき電気的
接触がリッツエワイヤー（Ｌｉｔｚｅ　ｗｉｒｅ）　　
８によって保証される。

第２図において、放電容器３はその一端部にセラミック
端末プラグ１５を設け、該端末プラグ１５は主電極１２
の電流供給部材６を収納する。この端末プラグ１５は、
放電容器３の端末に関し沈んだ位置の放電容器壁３ａに
、焼結された接合箇所１６によって、接続される。この
放電容器３にはその放電空間１０の外側にセラミック充
填物片１７を設け、このセラミック充填物片１７は、放
電容器３の壁３ａと、端末プラグ１５と、さらに電流供
給部材６とに、毛細管の中間空間をもって隣接している
。この毛細管の中間空間は、略々完全に封止セラミック
１８で充填されている。

この封止セラミック１８はそのとき、焼結された接合箇
所、すなわち焼結された合わせ目を完全に被覆する。他
方において、この封止セラミ・ツク１８は、電流供給部
材６及び端末プラグ１５間の毛細管の中間空間の一部に
おいて、放電空間１０を限定している端末プラグ１５の
表面１５ａまでだけに延在し、かつこの封止セラミック
１８は、放電空間１０の中に延在しないようにされてい
る。

実施例による放電灯では、放電容器の壁は、端末プラグ
及びセラミック充填物片のように、多結晶性の緻密に焼
結された酸化アルミニウムから成る。この放電容器３の
充填物は、水銀、ナトリウム及び希ガスを含む。この放
電容器はその端末近くでは内径３．４　ｍｍである。こ
の端末プラグは、放電容器の端末に関し０．６ｍｍの長
さにわたって沈んでいて、直径２　、０６ｍｍの中央の
くぼみを有し、このくぼみを通して外径２■の電流供給
部材が通過している。セラミックの充填物片１７は、３
．３　ｍｍの外径を有し、中央のくぼみは２．０６ｍｍ
の直径と０．８　ｍａｒの高さとを有するため、端末プ
ラグ１５から見ると、充填物片１７は放電容器３の端末
を越えて０．２１ＩＩＩＩＩにわたって突出している。

放電容器３の壁３ａｓ端末プラグ１５、セラミック充填
物片１７及び電流供給部材６間の毛細管の中間空間の全
体積Ｖｃは、５．４×１０−９ｍ’である。この毛細管
の中間空間に設けられた封止セラミックの体積が５．３
　Ｘ　１０−”ｍ”であるため、この毛細管の中間空間
は、封止セラミックで略々完全に充填される。この封止
セラミックは、５．６重量％のＭｇＯ。

３８．６重量％のＣａＯ１ ８，７重量％のＢａＯ１ ４５，４重量％のＡｈＯユ、 １．７重景％の８２０．、 から成る組成を有する。

第３図において、放電容器３には端末プラグ１５を設け
、該端末プラグ１５が焼結によって放電容器３の壁３ａ
に接続される。この端末プラグ１５は、放電容器３の端
末に関し沈んだ位置に配装置される。

セラミック充填物片１７が、放電空間１０から離れた端
末プラグ１５の側面に配置される。端末プラグ１５とセ
ラミック充填物片１７との両方に開口を設け、この開口
を通して電流供給部材６が通される。この電流供給部材
６には、セラミック充填物片１７に電流供給部材６を支
えるための耳（図示せず）を設ける。続いて、封止セラ
ミックから成るプレスされたワッシャー１９が電流供給
部材６を取り囲んで配置され、放電空間１０から離れた
セラミック充填物片１７の側面に支承される。毛細管の
中間空間２０が、放電容器３の壁３ａ、端末プラグ１５
、セラミック充填物片１７及び電流供給部材６によって
形成される。第１図に示す放電灯の製造方法の実施の別
の過程中に、略々完全に封止セラミックで充填された封
止セラミックから成るワッシャー１９が、毛細管の中間
空間２０中に流れ去るようにこの放電容器３の端末が炉
にて加熱され、その後、冷却が行なわれ、第２図に示す
端末構造が得られる。

以上要するに本発明は、セラミック壁とセラミック端末
プラグとを有し該端末プラグが前記セラミ・ツク壁にお
いて沈んだ位置に焼結によって配置されかつ該端末プラ
グには主電極の電流供給部材が封止セラミック接続によ
って気密に配置される放電容器を設けた高圧放電灯に関
するものである。

放電容器によって取り囲まれた放電空間の外側には、セ
ラミック充填物片が配置され、該セラミック充填物片は
、毛細管の中間空間をもって放電容器壁、端末プラグ及
び電流供給部材に隣接する。

この毛細管の中間空間は、封止セラミックで略々完全に
充填されている。放電容器のこの端末構造によって、放
電容器の壁と端末プラグとの間の焼結された接合箇所す
なわち合わせ目が、封止セラミックによって完全に被覆
され、この封止セラミックが、放電空間の中に延在しな
いようにされる（第２図）。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一部破壊して除去した外側バルブを有する放
電灯の側面図であり、 第２図は、第１図の放電容器の端部の縦断面図であり、
さらに、 第３図は、第１図に示す放電灯の製造方法を実施する工
程中における放電容器端部を示す縦断面図である。 ｌ・・・ガラスの外側バルブ　２・・・電灯キャンプ３
・・・筒状放電容器　　　３ａ・・・セラミック壁４．
５・・・電流導体　　　　６，７・・・電流供給部材８
・・・リンツエワイヤ−１０・・・放電空間１１．１２
・・・電極 １５・・・セラミックの端末プラグ（端栓）１５ａ・・
・端末プラグ１５の表面 １６・・・焼結された接合箇所（合わせ目）１７・・・
セラミックの充填物片 １８・・・封止セラミック １９・・・プレスされたワッシャー ２０・・・毛細管の中間空間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放電空間を取り囲みセラミック壁を有する放電容器
   を設け、この放電容器の少なくとも一端末にセラミック
   端末プラグを設け、この端末プラグには主電極の電流供
   給部材が、封止セラミック接続によって気密に配置され
   、前記端末プラグは、焼結された接合箇所によって、放
   電容器の端末に関し沈んだ位置の放電容器壁に接続され
   、端末プラグと放電容器壁との間の前記の焼結された接
   合箇所は、放電容器の端末に面した側面において封止セ
   ラミックによって被覆される高圧放電灯において、 前記放電容器にはその放電空間の外側にセ ラミック充填物片を設け、該セラミック充填物片が、毛
   細管の中間空間をもって放電容器壁、端末プラグ及び電
   流供給部材に隣接し、この毛細管の空間が封止セラミッ
   クで略々完全に充填されていることを特徴とする高圧放
   電灯。 ２、セラミック充填物片が、端末プラグから見て、放電
   容器の端末を越えて突出することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の高圧放電灯。 ３、一方において、放電容器壁、端末プラグ及び、電流
   供給部材間の毛細管空間と、他方において、セラミック
   充填物片とが、最大で３００μｍの幅を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項のいずれかの
   記載の高圧放電灯。 ４、セラミックの壁を有する放電容器に、その容器端末
   に関し沈んだ位置に端末プラグを設け焼結によって容器
   壁に接続し、この端末プラグに開口を設けこの開口を通
   して電流供給部材を挿通しこの電流供給部材を封止セラ
   ミックによって端末プラグに気密に接続し、放電容器壁
   、端末プラグ及び電流供給部材に、毛細管の中間空間を
   もって、隣接するセラミック充填物片を放電容器にさら
   に設ける高圧放電灯の製造方法において、 加熱を起こす電流供給部材の周りに封止セ ラミックを設け、その結果封止セラミックを毛細管の中
   間空間中に流し込み、この空間を略々完全に封止セラミ
   ックで充填することを特徴とする高圧放電灯の製造方法
   。 ５、封止セラミックを、放電空間から離れたセラミック
   充填物片の側に、封止セラミックのワッシャーとして設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の高圧
   放電灯の製造方法。 ６、封止セラミックを、加熱に先立って、端末プラグと
   セラミック充填物片との間に、ペーストとして又は粉末
   として、設けたことを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の高圧放電灯の製造方法。 ７、供給される封止セラミックの量が体積Ｖを有し、こ
   の体積Ｖが、 ０．８Ｖｃ≦Ｖ≦Ｖｃ なる関係を満足させ、ここでＶｃは、放電容器壁、端末
   プラグ、セラミック充填物片及び電流供給部材の間の毛
   細管空間の体積であることを特徴とする特許請求の範囲
   第５項又は第６項いずれかの記載の高圧放電灯の製造方
   法。