WO1996021940A1 - Lampe a decharge haute pression et procede de production correspondant - Google Patents

Lampe a decharge haute pression et procede de production correspondant Download PDF

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WO1996021940A1
WO1996021940A1 PCT/IB1996/000027 IB9600027W WO9621940A1 WO 1996021940 A1 WO1996021940 A1 WO 1996021940A1 IB 9600027 W IB9600027 W IB 9600027W WO 9621940 A1 WO9621940 A1 WO 9621940A1
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WO
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current conductor
discharge tube
thermal expansion
plugging
discharge lamp
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PCT/IB1996/000027
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Go Suzuki
Norikazu Niimi
Tsutomu Kondo
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Ngk Insulators, Ltd.
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Priority to JP52154196A priority Critical patent/JP3229325B1/ja
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Definitions

  • the present invention relates to a high-pressure discharge lamp using a ceramic discharge tube and a method for manufacturing the same.
  • a plugging material (usually called a ceramic plug) is passed through the inside of both ends of the ceramic discharge tube, each end is plugged, and each plug is penetrated. A hole is provided, and a metal current conductor to which a predetermined electrode system is fixed is passed through the through hole. An ionized luminescent substance is sealed in the inner space of the ceramic discharge tube.
  • a high-pressure discharge lamp a high-pressure sodium emission lamp and a metal halide lamp are known.
  • a metal halide lamp has excellent color rendering properties.
  • the use of ceramic as the material of the discharge tube has made it possible to use it at high temperatures.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a preferred example of the structure of the end portion of such a ceramic discharge tube.
  • the main body 11 of the ceramic discharge tube has a tubular or rubber shape with both ends narrowed, and cylindrical ends 12 are provided at both ends of the main body 11.
  • the main body 11 and the end portions 12 are made of, for example, an alumina sintered body.
  • the inner surface 11a of the main body 11 has a curved shape, and the inner surface 12a of the end 12 is straight when viewed in the axial direction of the main body.
  • a corner 36 is formed between them.
  • An obstructing member 41 is penetrated and held inside the yoke portion 12, and a through hole 41 a is formed to extend in the axial direction of the obstructing member 41.
  • An elongated current conductor 5 is passed through the through hole 41a and fixed.
  • the current conductor 5 has a cylindrical shape, and the ionized luminescent substance is introduced into the internal space 13 of the main body 11 through the inner surface 5 a of the current conductor 5.
  • the outer end of the current conductor 5 is provided with a sealing portion 5b for sealing after sealing the starting gas and the luminescent substance, and the electrode shaft 7 is joined to the outer peripheral surface of the current conductor 5. ing.
  • the material for the plugging material is a composite material of alumina ceramics and the above-mentioned metals. It is known to use other cermets.
  • the inventor has found that there are the following problems. That is, at the stage of the above-described integral firing, the calcined body of the end portion 12 and the calcined body of the plugging material 41 are certainly in the horizontal direction (the circumferential direction of the ceramic discharge pipe) in FIG.
  • the firing shrinkage causes the closing material 41 and the current conductor 5 to be firmly held and sealed by the firing shrinkage.
  • the calcined body of the end portion 12 and the calcined body of the plugging material 41 are simultaneously moved in the direction of arrow E (in the direction of the central axis of the ceramic discharge tube). Also shrinks during firing. As a result, a large thermal stress is generated between the plugging material 41 and the end portion 12 and between the plugging material 41 and the current conductor 5 when viewed in the direction E of the center axis of the ceramic discharge tube. Remains.
  • the high-pressure discharge lamp exhibits excellent color rendering properties and its coldest point is 700 ° C or more, the cycle of lighting and extinguishing is repeated. It was possible that the fate would expand and lead to the destruction of luminescent materials.
  • the problem of the present invention is that even in the sealing structure of the end portion of the ceramic discharge tube, even if the lighting-off operation is repeated many times, damage, destruction, and ionization of each member at the end due to this heat cycle.
  • the purpose is to prevent leakage of a light emitting substance.
  • a high-pressure discharge lamp is a ceramic discharge tube in which an internal space is filled with an ionized light-emitting substance; a closing material having at least a part fixed inside an end of the ceramic discharge tube.
  • An obturator provided with a through-hole; a current conductor with an electrode system penetrating the through-hole of the obturator; and joined to a current conductor with an obturator and an electrode system other than through holes
  • the method for manufacturing a high-pressure discharge lamp according to the present invention includes the steps of: producing a body to be fired of an obstructing material;
  • a body to be fired of the ceramic discharge tube is manufactured, and at least a part of the plugging material is fixed inside the end of the body to be fired of the ceramic discharge tube, and the component of the sealing material is included.
  • the sealing material component layer is formed so as to be in contact with the plugging material and the current conductor except for the through holes, and the fired material of the plugging material, the fired material of the ceramic discharge tube, and the sealing material component layer are sintered. It is characterized.
  • the inventor of the present invention has studied in detail the above-described breakage between the upper part of the ceramic discharge tube and the plugging material, the breakage between the plugging material and the current conductor, and the leakage of the ionized luminescent material.
  • the sealing material is not interposed between the through hole of the plugging material and the current conductor, and the object to be fired (a calcined body, a molded body, or a degreased body) is interposed therebetween.
  • the sealing material layer is bonded to both the closing member and the current conductor without causing a large compressive stress due to the shrinkage of the sintering, thereby sealing the both.
  • large residual stress does not occur in the direction of the central axis of the ceramic discharge tube due to the firing shrinkage of the body to be fired of the plugging material.
  • the leak of the ionized luminescent material from here can be prevented.
  • a current conductor made of various high-melting metals or high-melting conductive ceramics can be used.
  • a high melting point metal is more preferable, and such a high melting point metal is more preferably at least one metal selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, rhenium, niobium, tantalum and alloys thereof. .
  • the thermal expansion coefficients of niobium and tantalum almost match the thermal expansion coefficients of the ceramics constituting the ceramic discharge tube, especially alumina ceramics, and these metals are easily corroded by metal halide. It is known. Therefore, in order to extend the life of the current conductor, it is preferable that the current conductor be formed of molybdenum, tungsten, rhenium, or an alloy thereof. However, these metals generally have a small coefficient of thermal expansion.
  • the coefficient of thermal expansion of alumina ceramics is 8 ⁇ 10 6 ⁇ '
  • the coefficient of thermal expansion of molybdenum is 6 ⁇ 10—6 ⁇ -'
  • the coefficient of thermal expansion of tungsten and rhenium is 6 ⁇ 10 0 ⁇ 'is less than.
  • molybdenum as a material of the current conductors is further 0 at least one is the sum of the L a 2 0 3 and C e 0 2 in molybdenum. 1% to 2. 0 by weight% content It is particularly preferred that the
  • the sealing material layer may be a glass layer, but is particularly preferably a metallized eyebrow.
  • the metallized layer is formed by forming a sealing material component layer containing a metal component at a predetermined position at the end of the ceramic discharge tube, and firing this sealing material component layer to form a plugging material. And a current conductor.
  • the metal component constituting the metallized layer is preferably at least one metal selected from the group consisting of molybdenum, tundatin, rhenium, niobium, tantalum and alloys thereof.
  • one or more metals selected from the group consisting of molybdenum, tungsten, rhenium and alloys thereof are preferred.
  • This metallization layer may be ceramic components also be present, as the ceramic component of this, preferably corrosion-resistant ceramic box against ionizable light-emitting material, specifically, A 1 2 0 3, S i 0 2, Y 2 0 3 , D y 2 O a and B 2 O a least one ceramic box selected from the group consisting of is preferred.
  • ceramics of the same type as the material of the ceramic discharge tube are preferred, and alumina ceramics power is particularly preferred.
  • the content ratio of the metal component and the ceramic component in the metallized layer is preferably 30 to 70% by volume to 70/30% by volume. Further, the thickness of the metallized layer is preferably 5 to 100 jtim.
  • a binder having excellent thermal decomposability it is preferable to add a binder having excellent thermal decomposability to the metallized paste for forming the metallized layer.
  • a binder include ethyl cellulose and an acrylic binder.
  • the same material as the ceramic discharge tube can be used, or a different material can be used.
  • the same kind of material refers to a material having a common base ceramic, and the added components may be different.
  • the plugging material may be divided into two or more parts, and the inner part fixed inside the end of the ceramic discharge tube and the outer part integrated with the inner part You may have it. At this time, it is preferable that there is practically no compressive stress from the inner portion to the current conductor. To this end, it is preferable that the diameter of the through hole in the inner portion is equal to or larger than the diameter of the current conductor. Then, a sealing material layer is formed so as to be in contact with the outer portion and the current conductor.
  • the outer portion and the current conductor can be brought into close contact with each other, and further, a compressive stress can be applied from the outer portion toward the current conductor.
  • the sealing material layer is a glass layer
  • the encapsulant layer is a metallized layer
  • a metallized paste is applied to the compact or calcined body before firing the plugging material, and then the plugging material and the metallized paste are integrally fired. Therefore, there is no need for the outer portion and the current conductor to be in close contact with each other both before and after firing. For this reason, as described above, it is preferable that substantially no compressive stress is generated between the outer portion and the current conductor.
  • the plugging member is a joined body of the inner portion and the outer portion
  • the material of the inner portion is preferably the same type of material as the ceramic discharge tube. Thus, the inner part and the end of the ceramic discharge tube are integrated after firing.
  • the material of the outer portion is preferably a composite material having a coefficient of thermal expansion between the coefficient of thermal expansion of the material of the ceramic discharge tube and the coefficient of thermal expansion of the material of the current conductor.
  • the composite material may be a composite material of a first component having a relatively high coefficient of thermal expansion and a second component having a relatively low coefficient of thermal expansion.
  • the first component of the composite material is preferably a ceramic of the same kind as the material of the inner part and the material of the ceramic discharge tube. Thereby, the ceramic component diffuses at the interface between the inner part and the outer part after integral firing, and the two are firmly joined.
  • both the ceramic discharge tube and the first component of the composite material constituting the outer portion are alumina ceramics. This is because alumina has high corrosion resistance, and when an alumina component is contained in a composite material, it is usually about 160 ° C. or higher, and the solid-state diffusion reaction during sintering causes This is because the seam between the part and the inner part disappears, and the joint substantially forms an integral structure.
  • the second component of the composite material includes a high contact metal having corrosion resistance to metal halide, such as tungsten, molybdenum, and rhenium, aluminum nitride, silicon nitride, titanium carbide, silicon carbide, zirconium carbide, and titanium diboride. It is preferable to select from ceramics having a low coefficient of thermal expansion, such as zirconium diboride and zirconium diboride. Thereby, high corrosion resistance to metal halide can be provided to the outer portion.
  • metal halide such as tungsten, molybdenum, and rhenium, aluminum nitride, silicon nitride, titanium carbide, silicon carbide, zirconium carbide, and titanium diboride. It is preferable to select from ceramics having a low coefficient of thermal expansion, such as zirconium diboride and zirconium diboride. Thereby, high corrosion resistance to metal halide can be provided to the outer portion.
  • the ratio of alumina as the main component is preferably 60 to 90% by weight, and the ratio of the second component is preferably 10 to 40% by weight.
  • the sealing material layer is formed on the surface of the plugging material, cracks also occur due to the difference in thermal expansion between the plugging material and the sealing material layer with the heat cycle of turning on and off as described above. Can occur.
  • the sealing material layer is sandwiched between the sealing material and the thermal expansion reducing material, thermal stress is applied to both surfaces of the sealing material layer in a line-symmetric manner, and as a result, the sealing is performed by the heat cycle described above. Concentrate near the interface between the stop brow and the obstruction Thermal stress is reduced, and micro cracks and the like are less likely to occur.
  • the thermal expansion relaxation material As a material of the thermal expansion relaxation material, a material having a thermal expansion coefficient close to or equal to the thermal expansion coefficient of a portion of the closing material in contact with the sealing material layer is preferable.
  • the material of the thermal expansion relaxation material is preferably a material having a thermal expansion coefficient close to or equal to the thermal expansion coefficient of the outer portion. Therefore, in the latter case, it is preferable that the material of the thermal expansion moderating material is the above-described composite material, and in particular, the composite material in which the material of the outer portion and the first component and the second component are common Is preferred.
  • the closing member has an outer portion and an inner portion
  • an outer portion slightly larger than the outer diameter of the current conductor made of a high-point metal is provided between the outer portion and the thermal expansion reducing material.
  • An annular member having a diameter is inserted, a sealing material layer is formed between the annular member and the outer portion, and a sealing material layer can be formed between the annular member and the thermal expansion reducing material. . In this way, by inserting the annular member between the sealing material layers, the joining with the current conductor by the sealing material becomes easy.
  • annular protrusion is formed on the outer peripheral surface of the current conductor, an annular protrusion is inserted between the closing member and the thermal expansion material, and a sealing member calendar is provided between the annular protrusion and the closing member.
  • the sealing material layer can also be formed between the annular protrusion and the thermal expansion relaxation material.
  • the annular protrusion is on the outer peripheral surface of the current conductor, there is no possibility that the ionized luminescent substance leaks from between the annular protrusion and the current conductor. Therefore, in this embodiment, when the sealing material layer is formed between the annular projection and the closing member, the contact surface (seal surface) between the sealing material layer and the annular projection is formed by the central axis of the ceramic discharge tube. The complete sealing can be achieved simply by forming the sealing member in a plane perpendicular to the direction, so that the life of the sealing portion is further increased. Insert an annular protrusion between the outer part and the thermal expansion material.
  • the following sealing method is more preferable. That is, each of the above In the sealing method, a sealing material layer is formed on an outer end surface of the closing material, and a thermal expansion relaxation material is provided outside the sealing material layer.
  • a sealing material layer is formed on an outer end surface of the closing material, and a thermal expansion relaxation material is provided outside the sealing material layer.
  • the first plugging material is fixed to the inner space side of the end of the ceramic discharge tube
  • the second plugging material is fixed to the end of the ceramic discharge tube in a troublesome manner.
  • the annular protrusion can be inserted between the second closing member and the second closing member.
  • a sealing material layer is formed between the first closing material and the annular protrusion
  • a sealing material layer is also formed between the second closing material and the annular protrusion.
  • the ionized luminescent substance flows into the gap between the first plugging member and the current conductor, but does not flow further. Therefore, deterioration of luminous efficiency can be improved.
  • the sealing method described above can be adopted at both ends of the ceramic discharge tube, but at one end, since it is necessary to inject the ionized luminescent material through the inside of the current conductor, the current The conductor must be tubular. At the other end, current conductors of various shapes such as rod shape, tubular shape and the like can be adopted.
  • annular projection when an annular projection is provided on the welded electrode system, if the attempt is made to insert the body into the through hole of the body sequentially from the opposite side of the electrode system, the annular projection abuts on the end face of the body to be fired. So this assembly becomes impossible.
  • Tamaki If the diameter of the annular projection is reduced so that it can be inserted into the through-hole, assembly becomes possible, but if the diameter of the annular projection is reduced, the above-mentioned sealing portion also becomes smaller. The sealing performance by the stopper layer is reduced. Therefore, it is preferable that the diameter of the annular protrusion is larger than the diameter of the through hole.
  • the electrode system was fixed to the outer peripheral surface of the current conductor by welding, but as a result, the electrode system could not be inserted into the through hole of the object to be fired. It turned out that it hits the end surface of a to-be-fired body.
  • the electrode axis of the electrode system is attached to the current conductor, and a welding method is used for this attachment method. Since the welding material rises from the outer peripheral surface of the current conductor, the raised welding material sometimes hits the end face of the fired body.
  • the present inventors have conceived of attaching an electrode system to the inner surface of the ceramic discharge tube on the inner space side when the current conductor has a tubular shape.
  • the raised portion of the welding material is raised toward the inner peripheral surface side of the current conductor, so that the raised portion does not collide with the end surface of the fired body of the closing material.
  • this welding method also allows the position of the electrode to be closer to the center side with respect to the radial direction of the arc tube, thereby improving the lighting stability.
  • an electrode system was attached to the inner space side of the ceramic discharge tube of the current conductor, and the tip side of the electrode system was bent toward the central axis of the ceramic discharge tube. As a result, the electrode portion at the tip of the electrode system can be easily accommodated in the through-hole of the object to be fired.
  • the welding material protrudes around this attachment part.
  • This bump uses brazing material This can also occur in the same case.
  • the size of the protrusion is increased, the flow of the ionized luminescent material may be hindered by the protrusion when the ionized luminescent material is injected through the tubular current conductor.
  • the inventor of the present invention provided an emission port of the ionized luminescent material in the current conductor in front of the raised portion or the mounting portion, thereby preventing the protrusion from hindering the injection of the ionized luminescent material.
  • a discharge port may be continuous with the discharge port at the tip of the current conductor, or may be formed separately.
  • the present invention can be suitably applied to a high-pressure discharge lamp in which various ionized light-emitting substances are sealed, and is particularly useful for a metal halide lamp in which highly corrosive metal halide is sealed. It is even more suitable when the discharge tube is made of alumina ceramics.
  • a press-fitting plugging material is provided outside the plugging material, A current conductor is inserted into each through hole of the material, and the gap between the closing material and the crimp closing material and between the crimp closing material and the current conductor are sealed with a sealing material layer. Crimping force can be applied to the sealing material layer between the wire and the current conductor from the crimping closing material in the circumferential direction.
  • the plugging material may be an integral plugging material made of the same material as the ceramic discharge tube, or a joining between the inner portion made of this material and the outer portion. It can also be a body.
  • the same kind of material refers to a material having a common base ceramic, for example, a cermet or the like containing alumina as a main component, and the added components may be different.
  • a through hole is formed in the crimp closing material, and a current conductor is passed through the through hole.
  • the preferred material of the compression-sealing material is the same as the material of the outer portion described above, and specifically, the thermal expansion coefficient between the material of the ceramic discharge tube and the material of the current conductor.
  • a metallized paste layer is provided between the object to be fired and the current conductor, and the object to be fired and the metallized base layer are integrally fired.
  • each of the objects to be fired shrinks, but the current conductor does not shrink. Therefore, if the inner diameter of the fired crimp closing material obtained when the current conductor is not passed through the through-hole of the object to be fired of the crimp closing material is smaller than the outer diameter of the current conductor (preferably 5).
  • a compressive stress is applied from the compression-sealing material to the metallized layer and the current conductor. It has been found that the pores in the metallized layer are reduced by the compressive stress and become closed pores, and the denseness of the metallized layer is further improved.
  • the above-mentioned thermal expansion relaxation material is further disposed outside the compression-sealing material, and a metallized layer is provided between the thermal expansion-reducing material and the compression-closure material. That is, also in this embodiment, as described above, there is a possibility that a crack due to a difference in thermal expansion may also occur between the press-fitting closing material and the metallizing member in accordance with the heat cycle of turning on and off. However, if a metallized layer is interposed between the compression-sealing material and the thermal expansion-reducing material, thermal stress is applied to both sides of the metallized layer in a line-symmetrical manner.
  • thermal stress concentrated near the interface with the plugging material is reduced, and micro cracks and the like are less likely to occur.
  • the thermal expansion reducing material it is preferable to further form a sealing material layer in a gap between the thermal expansion relaxing material and the current conductor. Thereby, a stronger sealing material layer can be obtained.
  • the sealing material component eyebrows including the sealing material component are added to the object to be fired of the plugging material other than the through hole and the current conductor.
  • the sintered body of the plugging material, the sintered body of the ceramic discharge tube, and the sealing material component layer are sintered.
  • a ceramic for example, alumina powder is extruded and molded to obtain a cylindrical type, or air is blown into the molded body and blow molded, and the central part is expanded.
  • a cylindrical molded body is prepared, and the molded body is dried and degreased.
  • the material of the plugging material is weighed, water, alcohol, an organic binder and the like are added, and this mixture is granulated using a slurry dryer or the like to produce a granular powder for molding. Breath this It is molded to produce a molded article of a closing material having a through hole.
  • a current conductor is passed through the through-hole of the molded body, and the assembly is calcined to disperse a molding aid and the like, thereby obtaining a calcined body.
  • cermet such as an outer portion of the plugging material
  • the calcined body of the plugging material is inserted inside the end of the calcined body of the ceramic discharge tube, and the ceramic discharge tube and the plugging material are integrally fired. As a result, the ceramic discharge tube and the plugging material are integrally joined.
  • the diameter of the fired through-hole when the current conductor does not pass through the through-hole of the calcined body in the outer portion is defined as: It is powerful and preferable to make it 1 to 10% smaller than the diameter of the current conductor before insertion.
  • the inner diameter of the fired end should be one more than the outer diameter of the fired plugging material. Preferably, it is reduced by up to 10%.
  • This final baking is also preferably performed in a reducing atmosphere, and the temperature is preferably set to 170 to 190.
  • the second component in the plugging material for example, tungsten can be advanced, and oxidation can be prevented.
  • the sealing material component layer is formed at a predetermined location as described above, and if necessary, a calcined body of a thermal expansion material is disposed to provide a calcined body of the plugging material and a temporary body of the ceramic discharge tube. It is fired together with the fired body and the sealing material component layer.
  • annular projection when the annular projection is formed on the outer peripheral surface of the current conductor, the annular projection and the body of the closing material are opposed to each other when viewed in the central axis direction of the ceramic discharge tube, and the annular projection is closed.
  • a sealing material component layer can be formed between the material and the object to be fired.
  • an electrode system is attached to an inner surface of the current conductor on the inner space side of the ceramic discharge tube, and then the current conductor is covered with a covering material. From the electrode system into the through hole of the fired body, A current conductor is fixed in the through hole.
  • an electrode system is attached to the inner space side of the ceramic discharge tube of the current conductor, and the distal end of the electrode system is bent toward the center axis of the ceramic discharge tube, and then the current conductor is bent.
  • the electrode system can be inserted into the through-hole of the plugging material to be fired, and the current conductor can be fixed in the through-hole.
  • the shape of the ceramic discharge tube can be a tubular shape, a cylindrical shape, a drum shape, or the like.
  • the current conductor has a tubular shape and an ionized luminescent substance is sealed inside the discharge tube through the current conductor, the current conductor is closed by laser welding or electron beam welding after the sealing.
  • a storage recess for storing the liquid-phase ionized luminescent material is formed in advance on the surface of the closing material itself on the inner space side, and a liquid metal halide or the like is applied to the storage recess of the blocking material.
  • most of the metal halide is in a gaseous phase and is distributed in the internal space of the ceramic discharge tube.
  • part of the remaining liquid phase flows as indicated by an arrow D O, particularly toward the end portion 12 where the temperature is relatively low.
  • the metal halide flowing in the liquid phase is corrosive to the ceramic discharge tube, and particularly to alumina sintered bodies. For this reason, when an experiment was repeated using a high-pressure discharge lamp for a long time and turning on and off repeatedly, the area around the corner 36 was corroded, and a corroded surface was sometimes formed. Then, the liquid metal halide is easily retained along the corroded surface, so that the corrosion is more likely to progress along the corroded surface. When such corrosion is likely to occur, the life of the high pressure discharge lamp is shortened.
  • the liquid metal halide or the like flows preferentially into the storage recess of the plugging material, and is stored in the region between the main body and the end of the ceramic discharge tube. It became clear that the corrosion of this part was greatly reduced. However, the corrosion progresses around the recess for storing the plugging material, but even if the plugging material itself corrodes, the thickness of the plugging material is large, so there is no adverse effect on the life of the high-pressure discharge lamp.
  • the storage recess with an inclination. Specifically, the thickness of the plugging material as viewed in the direction of the central axis of the ceramic discharge tube (in the direction E in which the through-hole extends). It is preferable to form the storage recess so that the thickness (as viewed) decreases from the corner toward the through hole. As a result, the width of the retaining recess increases from the corner toward the through hole, that is, from the periphery of the ceramic discharge tube toward the center.
  • the inner surface of the main body of the ceramic discharge tube and the storage recess are smoothly connected without any step. That is, it is preferable that the corner does not appear as a step on the inner surface of the ceramic discharge tube.
  • the high-pressure discharge lamp according to the present invention is a ceramic discharge tube in which an internal space is filled with an ionized luminescent substance; a plugging material having at least a part fixed inside the end of the ceramic discharge tube.
  • An obturator provided with a through-hole; a current conductor with an electrode system penetrating the through-hole of the obturator; and a seal formed so as to be in intimate contact with the obstructor and the current conductor. It features a metallization layer for
  • the present inventor has found that sealing the end of the ceramic discharge tube with the metallized layer as described above is extremely effective against corrosion of metal halide, sodium and the like, particularly corrosion by metal halide. Was.
  • the specific mode of using the metallization layer to seal or hermetically seal the end of the ceramic discharge tube is not limited to the above-described one.
  • a metallized layer is further formed on the surface of the plugging material facing the inner space side of the ceramic discharge tube, and at least the plugging material and the current conductor are formed by the metalized layer. Can be covered so that the gap between them does not communicate with the discharge tube.
  • a metallized layer may be provided between the through-hole of the plugging material and the current conductor in the end of the ceramic discharge tube.
  • the first plugging material is provided on the inner space side of the end of the ceramic discharge tube.
  • the second plugging material is fixed to the end face of the end portion of the ceramic discharge tube, and a press-fitting plugging material can be inserted between the first plugging material and the second plugging material.
  • a sealing material layer is also formed between the first closing material and the compression closing material, and a sealing material layer is also formed between the second closing material and the press-fitting closing material. Can be.
  • the gap between the crimp closing material and the current conductor is sealed by the metallized layer, and a crimping force is applied to the metallized layer between the crimp closing material and the current conductor from the crimp closing material in the circumferential direction.
  • the ionized luminescent substance flows into the gap between the first closing member and the current conductor, but does not flow further. Therefore, luminous efficiency can be improved.
  • the sealing characteristics are particularly improved. This is because pores tend to be formed when the metallized layer is baked as it is, but when the metallized paste is baked while applying pressure to the metallized eyebrows between the pressure-blocking material and the current conductor, the pores in the metallized layer are reduced. Because you do.
  • the first closing member and the second closing member are formed of the same material as the ceramic discharge tube as described above.
  • the above-mentioned composite material has a thermal expansion coefficient between the thermal expansion coefficient of the material of the ceramic discharge tube and the thermal expansion coefficient of the material of the current conductor.
  • a metallized paste is applied to the through hole of the object to be fired, and the through hole is coated with the metallized paste.
  • the current conductor is fixed in the through-hole by passing the current conductor through the predetermined position and burning the metallized paste.
  • a plugging material is placed at a predetermined position on the inner surface of the end of the fired body of the ceramic discharge tube. After loading, it can be fired integrally.
  • the metallizing paste is fixed to the inner surface at the end of the ceramic discharge tube, of the two main surfaces of the plugging material orthogonal to the through holes of the plugging material, the metallizing paste is applied.
  • the glass is penetrated into the open pores of the metallized layer provided on the main surface of the plugging material after integrally firing, since the denseness of the metallized layer is further improved.
  • a metallized layer is provided and fixed between the through hole of the plugging material and the current conductor, so that generation and residual of large thermal stress as viewed in the direction of the central axis of the ceramic discharge tube are eliminated, and the lighting is performed. It is possible to obtain a highly reliable high-pressure discharge lamp that does not use, destroy, or leak ionized luminescent substances due to the use of each member at the end due to a heat cycle generated by repeated light-off.
  • the metallized layer has a high corrosion resistance to ionized luminescent substances, particularly metal halides, in the ceramic discharge tube, and thus plays a role in extending the life of the ceramic discharge tube. At this time, pressure due to firing shrinkage of the closing material is applied to the metallized layer, so that the airtightness of the metallized layer is improved.
  • the second thermal expansion-reducing material provided inside the plugging material also serves to reduce the back arc with respect to the metallization layer by protecting the metallized layer exposed in the ceramic discharge tube. .
  • a glass layer is provided on the metallized layer in contact with the outside air of the plugging material, and the glass is allowed to penetrate into the open pores of the metallized tissue, and the plugging material, the first thermal expansion relaxing material, and the second thermal expansion relaxing material Providing chamfers such as C-chamfers and R-chamfers at the corners in contact with the ceramic discharge tube is a preferable embodiment because the reliability of the sealing portions can be further improved.
  • a ceramic discharge tube having an internal space filled with an ionized luminescent substance, a closing material for sealing an end of the ceramic discharge tube, and a penetration of the closing material
  • a high-pressure discharge lamp equipped with a current conductor with an electrode system that passes through the hole, even if the lamp is repeatedly turned on and off a number of times, damage and destruction of each member at the end due to this heat cycle, and leakage of ionized luminescent material It is possible to obtain a highly reliable end structure that is less likely to cause cracks.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure around an end of a conventional ceramic discharge tube.
  • FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing an example of the entire structure of the high-pressure discharge lamp.
  • FIG. 3 shows a high-pressure discharge lamp according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a structure around an end portion 1 of FIG. 1, and a sealing material layer 16 A is formed between an outer portion 15 of the plugging material 5 OA and a thermal expansion relaxation material 17. Have been.
  • FIG. 4 shows a high-pressure discharge lamp according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a structure around an end portion 1 of FIG.
  • a sealing material layer 58 is formed between 57 and the thermal expansion material 17.
  • FIG. 5 is an enlarged sectional view showing the structure around the end 12 of the ceramic discharge tube 11 in still another embodiment of the present invention.
  • An annular member 18 is inserted between the expansion-reducing material 17 and the sealing material layer 1 between them.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing the structure around the end portion 12 of the ceramic discharge tube 11, and has an annular shape between the outer portion 57 of the plugging material 56 and the thermal expansion moderating material 17.
  • the members 18 are inserted into each other, and sealing material layers 59 A and 59 B are formed between them.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing the structure around the end 12 of the ceramic discharge tube 11 in still another embodiment of the present invention. 2 are formed, and sealing material layers 16 D and 16 E are formed between the outer portion 21 and the annular protrusion 22 and between the thermal expansion buffer 17 and the annular protrusion 22. Have been.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a method for manufacturing an assembly of the current conductor 23 and the fired body 51 of the closing material in the high-pressure discharge lamp according to the embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9A and 9B illustrate a method of manufacturing an assembly of the current conductors 24 and 28 and the fired object 51 of the plugging material in the high-pressure discharge lamp according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9A illustrates a method of manufacturing an assembly of the current conductors 24 and 28 and the fired object 51 of the plugging material in the high-pressure discharge lamp according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing the structure around the end 12 of the ceramic discharge tube 11 according to still another embodiment of the present invention. 2 was formed, and the current conductor and electrode system shown in Fig. 9 (b) was used.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing, in a further enlarged manner, the structure around the end portion 12 of the ceramic discharge tube 11 in still another embodiment of the present invention. 2 2 is formed and the current conductor and electrode system shown in Fig. 9 (a) is used.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing, in a further enlarged manner, the structure around the end portion 12 according to still another embodiment of the present invention, in which a sealing member 60 and a pressure-sealing member 61 are sealed. A material layer is formed.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing, in an enlarged manner, the structure around the end portion 12 according to still another embodiment of the present invention, in which a sealing member 63 and a press-fit sealing member 64 are sealed. A material layer is formed, and the thickness of the compression sealing material 64 increases from the outer peripheral side toward the inner peripheral side.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing, in a further enlarged manner, the structure around the end portion 12 according to still another embodiment of the present invention, showing the inner space 34 side of the inner portion 34 of the closing member 50C.
  • a metallization layer 16 H is formed on the surface.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing, in an enlarged manner, the structure around the end portion 12 according to still another embodiment of the present invention, showing the structure of the first closing member 33 and the second closing member 32. Crimping sealing material between
  • sealing material layers 68 A and 68 C are formed between these members.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing, in a further enlarged manner, the structure around the yoke portion 12 according to still another embodiment of the present invention, showing the structure of the first closing member 72 and the second closing member 71. Crimping sealing material between
  • sealing material eyebrows 74 A and 74 C are formed between these members.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing, in an enlarged manner, the structure around the end portion 12 according to still another embodiment of the present invention, in which a metallized layer 83 is provided between the closing member 81 and the current conductor 6. It is formed.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing, in an enlarged manner, the structure around the end portion 12 according to still another embodiment of the present invention. 6 are housed.
  • FIG. 19 is an enlarged view of the structure around the end 12 in still another embodiment of the present invention.
  • a first thermal expansion moderating material 89 is fixed outside the plugging material 81, and a second thermal expansion moderating material 90 is fixed inside the plugging material 81. .
  • FIG. 20 is a flowchart showing an example of the steps of the manufacturing method according to the present invention.
  • FIG. 21 is a flowchart showing another example of the manufacturing process in the present invention.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the structure of the end of yet another high pressure discharge lamp, in which the thermal expansion between the plugging material 91 and the thermal expansion moderating material 93 facing the outside of the plugging material 91 is performed. Glass layers 92 A and 92 B are formed between the relaxation material 93 and the current conductor 5.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing the structure of the end of still another high-pressure discharge lamp, in which the outer portion 15 of the plugging material 50 A and the thermal expansion moderator 93 facing the outer portion 15 are shown. Glass layers 92 A and 92 B are formed between the thermal expansion buffer 93 and the current conductor 5.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing the structure of the end of yet another high-pressure discharge lamp, in which an outer portion 57 of the plugging material 56 and a thermal expansion reducing material 93 facing the outer portion 57 are shown. Glass layers 92 A and 92 B are formed between the thermal expansion buffer 93 and the current conductor 5.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view showing the structure of the end of yet another high-pressure discharge lamp, in which an outer portion 57 of the plugging material 56 and a thermal expansion reducing material 93 facing the outer portion 57 are shown. Glass layers 92 A and 92 B are formed between the thermal expansion buffer 93 and the current conductor 5.
  • 25 is a cross-sectional view showing the structure of the end of yet another high-pressure discharge lamp, in which glass layers 92A and 92B are formed, and the closing material 97 and the current conductor 106 are formed. A metallized layer 98 is formed between them.
  • FIG. 26 the entire sealing structure shown in FIG. 25 is sealed to the end 12 A of the main body 11 by the metallization layer 105.
  • FIGS. 27 (a) and 27 (b) are cross-sectional views showing the periphery of the end face of the glass layer 92A in an enlarged manner.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating a process for manufacturing the sealing structure of each embodiment as shown in FIGS. 22 to 27.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a metal halide high-pressure discharge lamp.
  • the ceramic discharge tube 10 is housed in the outer tube 2 made of quartz glass or hard glass, and the center axis of the outer tube 2 matches the center axis of the ceramic discharge tube 10. Both ends of the outer tube 2 are hermetically closed by the base 3.
  • the ceramic discharge tube 10 has a rectangular main body 11 whose central portion is expanded, and end portions 12 on both sides of the main body 11.
  • the ceramic discharge tube 10 is held by an outer tube 2 via two lead wires 1, and each lead wire 1 is connected to a base 3 via a foil 4.
  • the upper lead wire 1 is welded to a tubular or rod-shaped current conductor 6, and the lower lead wire 1 is welded to a tubular current conductor 5.
  • Each of the current conductors 5 and 6 is passed through a through hole of each closing member and fixed.
  • the current conductors 5 and 6 are hermetically connected to each other in the main body 11 by welding the electrode shaft 7 times.
  • a coil 9 is wound around the electrode shaft 7.
  • the electrode system is not particularly limited.
  • a terminal portion of the electrode shaft 7 may be formed in a spherical shape, and the spherical portion may be used as an electrode.
  • the structure of the closing material and the like will be described later.
  • the interior space 13 of the ceramic discharge tube 10 is filled with an inert gas such as argon and a metal halide, and is further filled with mercury as needed.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the periphery of the end of the ceramic discharge tube shown in FIG.
  • the inner surface 11a of the main body 11 has a curved shape, and the inner surface 12a of the end 12 is straight when viewed in the direction of the central axis of the ceramic discharge tube.
  • a corner 36 is formed between 2 and.
  • An obstruction material 5 OA is passed through the inside of the end portion 12.
  • the closing material 5 OA includes an inner portion 14 that is mostly accommodated in the end portion 12, and an outer portion 15 that is not accommodated in the end portion 12.
  • the inner part 14 and the outer part 15 are integrated, and the central axes of the through holes 14a and 15a are almost aligned.
  • the inner part 14 and the end part 12 are formed of the same type of ceramics, preferably alumina ceramics, and the interface between them is formed by a firing step. It has almost disappeared.
  • An elongated tubular current conductor 5 is passed through the through hole 14a and the through hole 15a.
  • a sealing portion 5b for sealing after sealing the starting gas and the ionized luminescent substance is provided at the outer end of the current conductor 5.
  • a crimping surface 40 is formed between the current conductor 5 and the outer portion 15.
  • a ring-shaped thermal expansion material 17 is provided further outside the end surface 15 b of the outer portion 15, and the end surface 15 b of the outer portion and the end surface 17 b of the thermal expansion cushion 17 are provided. Are opposed to each other.
  • the current conductor 5 is also passed through the through hole 17a at the center of the thermal expansion reducing material 17.
  • An encapsulant layer 16 A is sandwiched between the outer portion 15 and the thermal expansion moderating material 17, and the encapsulant layer 16 A is formed by the end faces 15 b and 17 b and the current conductor. Part of the surface of 5 is covered. As a result, a sealing surface 20 in the direction of the center ⁇ of the ceramic discharge tube and a sealing surface 19 in the vertical direction are formed.
  • a metallized layer is preferable, but a glass layer can also be used.
  • a glass layer 42 is formed around a protruding portion of the current conductor 5 from the thermal expansion moderating material 17.
  • a current conductor 5 with an electrode system is passed through a through-hole of the molded body or calcined body of the plugging material 50 A, and the molded body or calcined body of the plugging material is inserted into a ceramic discharge tube.
  • An assembly is manufactured by passing through the end of the molded body or calcined body, and the assembly is integrally sintered.
  • the outer portion 15 is formed of a composite material or a cermet made of the material of the ceramic discharge tube 10, preferably, alumina, and the above-mentioned second component.
  • FIG. 4 shows the structure of the end of a ceramic discharge tube according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 The end structure in FIG. 4 is almost the same as the end structure in FIG. The same reference numerals are given to the members, and the description thereof will be omitted.
  • the plugging material 56 is an integral part of the inner part 14 fixed inside the end part 12 of the ceramic discharge tube 11 and the outer part 57 exposed from the end part. It consists of a fired body.
  • the material of the outer portion is the same as the material of the outer portion 15 in FIG.
  • the current conductor 5 is inserted into the through hole 57 a of the outer portion 57.
  • a small amount of clearance is provided between the surface of the through hole 57 a of the outer portion 57 and the current conductor 5, and therefore, the compressive stress on the current conductor 5 is Not added.
  • this clearance is slightly exaggerated in FIG.
  • the thermal expansion moderating material 17 is provided so as to face the end face 57 b of the outer portion 57.
  • the ring-shaped portion 58 a of the sealing material layer 58 seals airtightly between the end face 57 b of the outer portion 57 and the end face 17 b of the thermal expansion reducing material 17. It has been.
  • the sealing material is also filled between the through hole 17 a of the thermal expansion relaxation material 17 and the outer peripheral surface of the current conductor 5 to form the sealing material layer 58 b.
  • FIGS. 5, 6, and 7 are cross-sectional views showing, on an enlarged scale, the periphery of the end of a ceramic discharge tube according to another embodiment of the present invention.
  • the same reference numerals are given to the members already shown in FIGS. 3 and 4, and the description thereof may be omitted.
  • the current conductor 5 was passed through the through hole of the annular member 18, and the annular member 18 was interposed between the outer portion 15 and the thermal expansion reducing material 17. Then, a sealing material layer 16 C is formed between the end face 15 b of the outer portion and the annular member 18, and the sealing material is formed between the end face 17 b of the thermal expansion relaxation material and the annular member 18. Layer 16B was formed. As a result, a sealing surface 19 extending in a direction perpendicular to the central axis direction of the ceramic discharge tube was formed. In addition, there are a few thousand gaps between the annular member 18 and the current conductor 5, and the sealing material layers 16B and 16C are joined to the current conductor, and the sealing portion is also sealed. The surface 20 is formed.
  • the plugging material 56 shown in FIG. 4 was further used.
  • the current conductor 5 was passed through the through hole of the annular member 18, and the annular member 18 was interposed between the outer portion 57 and the thermal expansion buffer 17.
  • a sealing material layer 59A was formed between the annular member 18 and the end face 17b of the thermal expansion moderating material and the annular member 18 were formed.
  • a sealing surface 19 extending in a direction perpendicular to the central axis direction of the ceramic discharge tube was formed.
  • a sealing surface 20 is formed.
  • the sealing material is also filled between the through hole 17 a of the thermal expansion relaxation material 17 and the outer peripheral surface of the current conductor 5, forming a sealing material layer 59 C.
  • the closing member 50B is constituted by an inner portion 14 and an outer portion 21.
  • the material of the outer portion 21 is the same as that described above, but in the present embodiment, the current conductor 5 passed through the through hole 21a and the outer portion 21 are strongly adhered. Not in.
  • annular protrusion 22 is formed on the outer peripheral surface of the current conductor 5, and the annular protrusion 22 extends in a direction perpendicular to the central axis of the ceramic discharge tube.
  • the annular projecting portion 22 extends between the outer portion 21 and the thermal expansion reducing material 17.
  • a sealing material layer 16D is formed between the end face 21b of the outer portion 21 and the annular protrusion 22, and a sealing surface 19 is formed at this portion.
  • a sealing material layer 16E is also formed between the annular protrusion 22 and the end face 17b of the thermal expansion relaxation material.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining this manufacturing method, and shows a state before the current conductor 23 and the object to be fired are assembled. Both ends of the current conductor 23 are open. On the outer peripheral surface of the current conductor 23, the above-mentioned annular protrusion or flange portion 22 is formed. In the assembling stage, it is necessary to insert the current conductor 23 into the through-hole 54 of the fired body 51 of the plugging material.
  • the fired body 51 of the plugging material is constituted by the fired body 52 of the inner part and the fired body 53 of the outer part.
  • the tip of the current conductor 23 passes through the through hole 54, and this tip portion Is projected from the body to be fired 51.
  • the electrode shaft 7 is welded to the tip of the current conductor 23 projecting from the through hole 54 as shown by the arrow B.
  • the ionized luminescent substance is injected into the ceramic discharge tube through the internal space 23a of the current conductor 23, and then the tip of the current conductor 23 is sealed with a laser beam or the like. Stop and obtain the current conductor 5. As a result, the end structure shown in FIG. 7 can be created.
  • the electrode system is welded to the current conductor after completely passing the current conductor 23 through the through-hole of the body to be fired of the closing material.
  • the electrode system 27 includes a linear portion 27a, a bent portion 27b, and a linear portion 27c, and the linear portion 27c is provided with an electrode 9 as strong as possible.
  • the linear portion 27a is attached to the inner peripheral surface 24b at the tip of the current conductor 24.
  • the protruding portion 26 is formed, and this may obstruct the flow of the ionized luminescent material flowing into the internal space 24a. Therefore, the discharge port 25 is formed before the protruding portion 26.
  • the linear portion 27c is located substantially at the center axis of the ceramic discharge tube. This assembly is inserted into the through hole 54 as shown by arrow C. After the sealing of the ionized luminescent material is completed, the outlet 25 is sealed.
  • a linear portion 27a is welded to the inner peripheral surface of the terminal portion of the current conductor 28, and a discharge port 29 is formed obliquely from the terminal portion.
  • the ionized luminescent material can be released from just before the ridge 26. Thereafter, the ionized luminescent material is sealed from the inner space 28a of the current conductor, and then the outlet 29 is sealed, whereby an end structure as shown in FIG. 10 is formed.
  • Fig. 10 The components shown in Fig. 10 are almost the same as those shown in Fig. 7, but only the current conductor and electrode system shown in Fig. 9 (b) are used.
  • the outer end of the current conductor 28 is sealed by a sealing portion 30.
  • the linear part 27 a of the electrode system 27 is fixed to the inner peripheral surface of the current conductor 28.
  • the current conductor 24 and the electrode system 27 shown in FIG. 9A were used as the current conductor and the electrode system. End 1 out of 2
  • a first closing member 33 is fixed on the inner space 13 side, and a second closing member 32 is fixed on the end surface side.
  • the first closing member 33 and the second closing member 32 are separated from each other, and an annular protrusion 22 is inserted between the two.
  • the current conductors 24 are inserted into the through-holes 3 3a of the plugging material 33 and the through-holes 32 of the plugging material 32, respectively. Is not held firmly.
  • a sealing material layer 16F is formed between the annular projecting portion 22 and the end surface 33b of the closing member 33, and at the close contact portion, a direction perpendicular to the center axis direction of the ceramic discharge tube is provided.
  • a sealing surface 19 is formed to extend in the direction.
  • a sealing material layer 16G is formed between the annular projecting portion 22 and the end surface 32b of the closing material 32, and the sealing material layer 16G is formed at the close contact portion with the central axis direction of the ceramic discharge tube.
  • the outer end of the current conductor 24 is sealed by a sealing portion 30. According to such an end structure, in addition to the above-described effects, the sealing surface 19 is formed at a position close to the internal space 13, so that the end portion has a very small gap for accommodating the ionized luminescent substance. Become.
  • FIG. 12 is a sectional view showing an end structure of a ceramic discharge tube according to still another embodiment.
  • the plugging member 60 is formed of the same material as the ceramic discharge tube 11, and the pressure-bonding plugging member 61 is hidden outside the plugging member 60.
  • the current conductor 5 is inserted into each of the through holes 60a and 61a of the closing member 60 and the crimp closing member 61.
  • the space between the end face 60 b of the plugging material 60 and the end face 61 b of the pressure-bonding plugging material 61 is hermetically sealed by the sealing material layer 62 A.
  • a sealing surface 19 extending in the direction perpendicular to the axial direction is formed by the sealing material layer 62A.
  • a thermal expansion reducing material 17 is also installed outside the crimp closing material 61, The current conductor 5 is passed through the through hole 17 a of the cushioning member 17.
  • the gap between the end face 17 b of the thermal expansion relaxation material 17 and the end face 61 c of the press-fitting closing material 61 is also hermetically sealed by the sealing material layer 62 C.
  • the preferred material of the pressure-bonding closing member 61 is the same as the material of the outer portion of the closing member described above.
  • metallization is used as a sealing material, and a metallized paste layer is interposed between the object to be fired of the pressure-bonding closing material 61 and the object to be fired of the closing material 60.
  • a metallizing paste layer is provided between the object to be fired of the compression-sealing member 61 and the current conductor 5, and a metallizing paste layer is provided between the compression-sealing member 61 and the thermal expansion material 17.
  • Each object to be fired and each metallized paste eyebrow are integrally fired.
  • each of the objects to be fired shrinks, but the current conductor 5 does not shrink. Therefore, if the inner diameter of the fired crimp closing material 61 obtained when the current conductor 5 is not inserted into the through-hole of the object to be fired of the crimp closing material 61 is smaller than the outer diameter of the current conductor 5, However, after the integral firing, compressive stress is applied from the press-fit closing material 61 to the metallized layer 62B and the current conductor 5. Then, it was found that the pores in the metallized layer 62B became small and closed pores due to the compressive stress, and the denseness of the metallized layer 62B was further improved.
  • FIG. 13 is a sectional view showing an end structure of a ceramic discharge tube according to still another embodiment.
  • the plugging material 63 is formed of the same material as the ceramic discharge tube 11, and a pressure bonding plugging material 64 is provided outside the plugging material 63.
  • the current conductor 5 is inserted into each of the through holes 63 a and 64 a of the closing member 63 and the press-fit closing member 64.
  • the space between the end face 63b of the closing material 63 and the end face 64b of the pressure-bonding closing material 64 is hermetically sealed by the sealing material layer 66A.
  • the end face 6 3a of the plugging material 63 is slightly inclined when viewed from a direction perpendicular to the center axis F of the ceramic discharge tube, and the end face 64b of the pressure-bonding plugging material 64 is almost equal to the end face 63b. Being parallel. Therefore, the sealing surface 70 is formed by the sealing material layer 66 A so as to extend in a direction slightly inclined from the direction perpendicular to the central axis F.
  • a thermal expansion reducing material 65 is further provided outside the crimp closing material 64, and the current conductor 5 passes through the through hole 65 a of the thermal expansion reducing material 65.
  • the gap between the end face 65b of the thermal expansion material 65 and the end face 64c of the press-fitting closing material 64 is also hermetically sealed by the sealing material eyebrows 66C.
  • the end face 64 c of the press-fitting closing material 64 is slightly inclined when viewed from a direction perpendicular to the central axis F of the ceramic discharge tube, and the end face 65 b of the thermal expansion relaxation material 65 is an end face. It is almost parallel to 6 4 c. Therefore, the sealing surface is formed by the sealing material layer 66C so as to extend in a direction slightly inclined from the direction perpendicular to the central axis F.
  • the crimp closing material 64 is formed such that the thickness increases linearly from the outer peripheral side to the inner peripheral side.
  • the preferred material of the crimp closing material 64 is the same as the material of the above-described crimp closing material 61, and the preferred manufacturing method of the end structure of FIG. 13 is also the preferred method of manufacturing the end structure of FIG. Same as manufacturing method.
  • the fired body of the sealing member 63 and the compression-sealing member A metallized layer 66A, 66B, 66C paste is formed between the object to be fired in 64 and the object to be fired in 65 to produce an integrated assembly.
  • this inclination can reduce the thermal stress in the electrode axis direction and the radial direction. Further, since the position of the center axis of the assembly can be easily understood, the assembly can be easily performed.
  • the sealing material layer is a metallized layer
  • the material of the metallized layer can be a composite material of alumina and molybdenum, tungsten, rhenium, or an alloy thereof.
  • the metallized layer 62B or 66B and the inner peripheral side of the ring-shaped metallized layer 62A or 66A, which is closer to the current conductor 5, are connected to the molybdenum in the metallized layer.
  • Increasing the content of tungsten, tungsten, remnant or their alloys, and increasing the content of alumina in the metalized layers 62A, 66A on the outer peripheral side of the metalized layers 62A, 66A be able to.
  • FIG. 14 is a sectional view showing such an embodiment.
  • the closing material 50 C is constituted by an inner portion 34 and an outer portion 15. There is almost no compressive stress between the inner part 3 and the S-flow conductor 5, but the current conductor 5 is held by the outer part 15. The outer part 15 is outside the end 12. The current conductor 5 passes through the through hole 34a of the inner part 34 and the through hole 15a of the outer part 15 and forms a glass layer 42 on the end face 15b of the outer part 15. Have been.
  • a curved surface 37 is formed on the surface on the inner space 13 side of the inner portion 3 4, and the edge of the curved surface 37 contacts the corner portion 36, and the curved surface 37 is the main body 11.
  • the corners 36 do not appear as a step between the main body 11 and the curved surface 37.
  • the curved surface 37 has substantially the same inclination angle as the inner surface 11a at the edge contacting the corner 36, and the inclination angle gradually becomes horizontal as it approaches the through hole 34a from here. Is approaching. As a result, a storage recess 38 is formed on the inner space 13 side of the inner portion 34 or the closing material 50C itself.
  • the liquid-phase ionized luminescent substance flowing on the inner surface 11a of the main body 11 toward the end 12 as shown by the arrow D immediately flows into the storage recess 38.
  • the sealing material layer for gas sealing is provided in a portion other than between the through hole of the closing material in the end of the main body of the ceramic discharge tube and the current conductor. Has been formed.
  • a metallized layer may be formed between the current conductor and the through hole of the plugging material in the end of the main body of the ceramic discharge tube. it can.
  • a first plugging material 33 is fixed to the inner space side of the end portion 12 of the ceramic discharge tube 11, and the end surface side of the end portion 12.
  • the second plugging material 32 is fixed to the second plug.
  • the first closing member 33 and the second closing member 32 are separated from each other, and a crimp closing member 67 is provided between the first closing member 33 and the second closing member 32.
  • the Oshi flow conductor 5 is passed through the through hole 67 a of the crimp closing member 67.
  • the first plugging material 33 and the second plugging material 32 are made of the same material as that of the ceramic discharge tube 11 as in FIG. The airtightness of the contact surface between 3 and end 12 is completely maintained.
  • a metallization layer 68 C is formed between the end surface 33 b of the first closing member 33 and the end surface 67 b of the pressure-bonding closing member 67.
  • a metallized layer 68 A is also formed between the end face 32 b of the second closing material 32 and the end face 67 c of the pressure-bonding closing material 67.
  • These metallized layers 68 A and 68 C are formed in the strange direction of the ceramic discharge tube 11, and a sealing surface 19 is formed to extend in this direction.
  • a metallized layer 68B is also formed between the crimp closing member 67 and the current conductor 5. With respect to the metallized layer 68B between the crimp closing member 67 and the current conductor 5, the crimping force of the crimp closing member 67 in the circumferential direction is increased due to the shrinkage of the crimp closing member in the circumferential direction during firing. Have joined.
  • a first plugging member 72 is fixed on the inner space side of the end portion 12 of the ceramic discharge tube 11, and a first plugging member 72 is fixed on the end surface side of the end portion 12.
  • the second blocking member 7 1 is fixed.
  • the first closing member 72 and the second closing member 71 are separated from each other, and the press-fit closing member 73 is inserted between these closing members.
  • the current conductor 5 is inserted into the through hole 71 a of the closing member 71, the through hole 72 a of the closing member 72, and the through hole 73 a of the crimp closing member 73.
  • the first plugging material 72 and the second plugging material 71 are made of the same material as the ceramic discharge tube 11, so that the contact surface between each plugging material 772 and the end 12 is formed. Hermeticity is completely maintained.
  • the end face 7 2 b of the plugging material 7 2 is slightly inclined when viewed from the direction perpendicular to the center axis F of the ceramic discharge tube, and the end face 7 3 b of the crimping plug 7 3 Is substantially parallel to the end face 72b.
  • the sealing surface 70 is formed by the sealing material eyebrows 74 C so as to extend in a direction slightly inclined from the direction perpendicular to the central axis F.
  • the end surface 71 b of the sealing material 71 also has a ceramic discharge.
  • the sealing surface 70 is formed by the sealing material layer 74A so as to extend in a direction slightly inclined from the direction perpendicular to the central axis F.
  • the metallized paste is also filled between the crimp closing material 73 and the current conductor 5, and the baking forms a metallized layer 74B.
  • a crimping force is applied to the metallized layer 74 B between the crimp closing material 73 and the current conductor 5 from the crimp closing material 73 in the circumferential direction.
  • FIGS. 17 to 19 are cross-sectional views showing still another example of the sealing structure at the end of the ceramic discharge tube shown in FIG.
  • A1 2 0 inside end 1 2 of 3 made of the ceramic discharge tube 1 0, preferably occluder disc shape composed of the composite material (cermet g) 8 1 is fixed.
  • a through hole 82 having a circular cross section is formed.
  • a tubular current conductor 6 made of, for example, molybdenum is accommodated in the through hole 82, and the current conductor 6 is fixed via the metallized layer 83.
  • an electrode 9 such as a coil is provided at the end of the current conductor 6 inside the ceramic discharge tube 10.
  • a metallized layer 84 connected to the metallized layer 83 is formed on the outer main surface 81a of the closing member 81.
  • a glass layer 85 is formed on the metallized layer 84.
  • the gap between the plugging material 81 and the current conductor 6 is fixed with the metallized layer 83, and the gap between the plugging material 81 and the end 12 of the ceramic discharge tube 10 is The ceramic discharge tube 10 is fixed by a compressive force from the end 12 of the ceramic discharge tube 10 to the closing member 81 due to the difference in thermal expansion during firing. Due to the presence of the metallized layer 83, generation and residual stress in the direction of the through hole 82 can be reduced.
  • a glass layer 85 is formed on the metallized layer 84, and the glass having high corrosion resistance is penetrated into the metallized structure, so that the airtightness and the airtightness are improved.
  • the metallized layer 84 and the glass layer 85 are not essential requirements of the present invention.
  • the structure shown in FIG. 17 can be particularly suitably used when the inner diameter of the end portion 12 of the discharge tube 10 is relatively small.
  • a first cylindrical plugging member 87 is fixed to the inner surface of the end portion 12 of the ceramic discharge tube, and the inside of the first plugging member 87 is The cylindrical second closing member 86 is accommodated, and the current conductor 6 is accommodated in the space inside the second closing member 86.
  • Metallized layers 83A and 83B are formed between the first plugging material 87 and the second plugging material 86 and between the second plugging material 86 and the current conductor 6. .
  • a metallization layer 84A connected to the metallization layers 83A and 83B is formed on a main surface of the blocking material 86 and 87 facing the outside of the ceramic discharge pipe.
  • a glass layer 85 is formed on the metallization layer 84A.
  • a metallized layer 84B continuous with the metallized layers 83A and 83B is formed.
  • the thermal expansion coefficient of the ceramic discharge tube 10 is Tc
  • the thermal expansion coefficient of the first plugging material 87 is T1
  • the thermal expansion coefficient of the second plugging material 86 is T2
  • the current is Tm, it is necessary to select the material of each member so as to satisfy the relationship of Tc ⁇ T1> T2 ⁇ Tm.
  • the effect of the present invention can be achieved even when the inner diameter of the end portion 12 is large, so that the inner diameter of the end portion 12 of the ceramic discharge tube 10 is relatively large. It can be suitably applied to a ceramic discharge tube.
  • the metallized layer 84 A and the glass layer 85 can be eliminated as necessary.
  • the closing member is composed of the two first closing members 87 and the second closing member 86, the number of divisions in the radial direction is not limited to two. It is also possible to provide one or more thermal expansion relaxation materials between the and the second thermal expansion relaxation material. However, also in this case, it is necessary to make the thermal expansion coefficient of the outer thermal expansion moderator larger than that of the inner thermal expansion moderator, and T c ⁇ T 1> ⁇ 2 ⁇ T It is necessary to satisfy the relationship of m. In the example shown in FIG.
  • the first thermal expansion moderating material 89 is provided so as to face the main surface of the plugging material 81 facing the outside of the ceramic discharge tube 10. 1st first A second thermal expansion moderating material 90 is provided on the side opposite to the thermal expansion moderating material 89.
  • the current conductor 6 is accommodated in the through holes 89 a and 90 a of the first thermal expansion relaxation material 89 and the second thermal expansion relaxation material 90.
  • the inner diameter of the first thermal expansion relaxing material 89 and the inner diameter of the second thermal expansion relaxing material 90 are designed to be larger than the inner diameter of the closing material 81.
  • a metallized layer 84A is provided and fixed between one main surface of the first thermal expansion relaxation material 89 and the closing material 81, and one main surface of the second thermal expansion relaxation material 90 is provided.
  • a metallized layer 84B is also provided between the sealing material 81 and the sealing material 81 and fixed. Further, the compressive stress caused by the firing shrinkage of the end portion 12 of the ceramic tube 10 is used to press the metallization layer 83 against the current conductor 6 by means of the plugging material 81 to hold the current conductor 6. .
  • the first thermal expansion material 89 in this example serves as a back-up ring for relaxing the stress in the direction of the central axis of the end portion 12 of the ceramic discharge tube 10.
  • the second thermal expansion relaxation material 90 serves, in addition to the role of the above-mentioned backup ring, to form a metallized layer 84 B exposed in the ceramic discharge tube 10 on the internal space of the ceramic discharge tube 10. By protecting from gas, it serves to reduce the occurrence of back arc on the metallized layer 84B.
  • the material of the first thermal expansion mitigating member 8 9 and the second thermal expansion mitigating member 9 0 is not particularly Due to the fact that limitation, it is preferably made of the same example A1 2 0 3 and the ceramic discharge tube 1 0 .
  • the first thermal expansion relaxation material 89 provided on the outside of the closing material 81 and the current conductor 6.
  • the glass layer 85 By providing the glass layer 85, the glass is infiltrated into the exposed metallized structure.
  • the first thermal expansion moderating material 89 has a corner in contact with the end I2 of the ceramic discharge tube 10, and the second.
  • a chamfered portion 88 is formed at each of the corners of the thermal expansion material 90 contacting the ends 12 and the corners of the plugging member 81 contacting the edges 12.
  • the chamfered portion 88 can use a shape such as an R chamfer in addition to the C chamfer as shown in the figure.
  • the closing member 81 can be composed of a plurality of members.
  • the same type of material as the ceramic discharge tube 10 or a different type of material can be used as the material of the plugging member 81.
  • the same kind of material refers to a material having a common base ceramic, and the added components may be different.
  • the material of the metallized layers 83, 83A, 83B, 84, 84A, 84B those described above can be used, and the thickness can also be as described above.
  • the method for manufacturing the high-pressure discharge lamp shown in FIG. 20 mainly relates to the method for manufacturing the high-pressure discharge lamp having the end structure shown in FIG. 17, and the method for manufacturing the high-pressure discharge lamp shown in FIG.
  • the present invention relates to a method for manufacturing a high-pressure discharge lamp having the end structure shown.
  • the obtained molded body is heated at a temperature of 600 to 800 ° C. to perform a binder removal treatment.
  • the compact after the binder removal treatment is subjected to a deoxygenation treatment at a temperature of 1200 to 140 ° C. in a hydrogen reducing atmosphere to obtain a cermet ring.
  • This deoxygenation treatment is to give a certain degree of strength to the cermet ring, to prevent paste repelling failure due to the inhalation of the solvent at the time of applying the paste described below, and to improve the handling property of the cermet ring.
  • a Mo pipe or a mouth as the electrode conductor 6 prepared in advance is inserted into the through hole of the obtained cermet ring and set at a predetermined position.
  • a cermet ring to which the Mo pipe or the mouth is fixed by pre-sintering is set in place at a predetermined position by previously debinding the alumina compact and removing it from the calcined alumina tube end face. And 16000 to 1900.
  • the high-pressure discharge lamp of the present invention is obtained by sintering under a reducing atmosphere having a dew point of 110 to 20 ° C. at a temperature of C.
  • corrosion-resistant glass is infiltrated into the metallized structure after the main sintering to improve the airtightness and the life.
  • the structure shown in FIGS. 17 and 18 is one example. The reason why the preforming and the main baking are performed in separate steps is to prevent the binder in the metallized paste from contaminating the alumina tube and to align the electrodes.
  • the cermet ring molded body serving as the plugging material 81 is granulated with a spray drier or the like at a pressure of 2000 to 300 Kgf / cm 2. Obtained by press molding.
  • the obtained molded body is heated at a temperature of 600 to 800 ° C. to perform a binder removal treatment.
  • the compact after the binder removal treatment is subjected to a deoxidation treatment at 1200 to 140 (TC temperature and a hydrogen source atmosphere to obtain a cermet ring.
  • TC temperature and a hydrogen source atmosphere to obtain a cermet ring.
  • the purpose of this is to provide a certain degree of strength to the cermet ring, to prevent paste leveling failure due to blowing of a solvent at the time of applying the following paste, and to improve the handling property of the cermet ring.
  • the inner surface of the through-hole of the obtained cermet Tring, Mo: 60vo l X, Ah0 3: 40v ol X performs scan Ruhoru printing for printing the configured metallizing paste in a binder a slight amount and a solvent.
  • a metallized paste is applied around one of the through-holes, vacuum is drawn from the other end of the through-hole, the metallized paste is drawn into the through-hole, and the entire inner surface of the through-hole is metalized. This is done by printing paste.
  • the cermet ring after this through-hole printing is dried at a temperature of about 120 ° C.
  • the both sides of the cermet ring are subjected to edge printing for printing a metallized paste in the same manner, and the cermet ring after the edge printing is dried.
  • This End printing on both main surfaces is performed by performing edge printing on one main surface, then performing similar edge printing on the other main surface, and performing each edge printing twice.
  • alumina rings to be the first thermal expansion relaxing material 89 and the second thermal expansion relaxing material 90 after firing are prepared.
  • Alumina ring is applied to an alumina ring molded product obtained by press-molding a powder granulated by a spray dryer or the like at a pressure of 2000 to 300 kgf / cm 2 , to 600 to 800 e.
  • the binder is removed by heating at a temperature of C, and then calcined in a hydrogen reduction atmosphere at a temperature of 120 to 150 (TC temperature.
  • Obtained alumina ring Perform metallized printing only on both main surfaces.After that, without drying the alumina ring, laminating and drying with a slight load applied in the order of alumina ring, cermet ring prepared as above, and alumina ring. Get a solid.
  • a Mo pipe or a mouth prepared as the electrode conductor 6 prepared in advance is inserted into the through-hole of the obtained assembly and set to a predetermined position.
  • Pre-bake at a temperature of 20 to 50 ° C at a dew point at the same temperature.
  • a cermet ring preliminarily fired and fixing the Mo pipe or the mouth is inserted into the end face of the alumina tube obtained by removing the binder and calcining the alumina compact in advance, and setting it in place.
  • the high-pressure discharge lamp of the present invention is obtained by performing main firing under an atmosphere of a temperature of 160 to 190 (TC and a dew point of 110 to 20 C under a common atmosphere.
  • corrosion-resistant glass is infiltrated into the metallized structure to improve airtightness and life.
  • the structure shown in Fig. 19 is one example.
  • the molding is performed by press molding, but it goes without saying that this molding is not limited to press molding.
  • this molding is not limited to press molding.
  • the metallized paste is applied to the green body, the object of applying the metallized paste is not limited to the green body.
  • the plug material is formed outside the ceramic discharge tube.
  • a thermal expansion moderating material can be provided so as to face each other, the space between the thermal expansion moderating material and the closing material is sealed with a molten glass material, and the thermal expansion moderating material is electrically connected to the plug.
  • the space between the conductor and the current conductor can be sealed with a melt of a glass material.
  • 26 is a sectional view showing the end structure of this embodiment.
  • the closing member 91 is inserted through the inside of the end 12.
  • An elongated tubular heat conductor 5 is inserted into the through hole 91b of the closing member 91.
  • a crimping surface is formed between the current conductor 5 and the closing member 91.
  • a ring-shaped thermal expansion-reducing material 93 is provided at a position facing the outer main surface 91d of the plugging material 91, and the main surface 91d of the plugging material 91 and the thermal expansion-reducing material are provided.
  • the end surface 93 of 9 is opposed to 93 a.
  • the current conductor 5 is also passed through the through hole 93 b at the center of the thermal expansion relaxation material 93.
  • a sealing material layer 92 A made of a welded material of a glass material is provided, and thermal expansion is performed.
  • a sealing material layer 92 B made of a welded material of a glass material is provided between the through hole 93 b of the relaxation material 93 and the current conductor 5.
  • composition of such glasses can be used a known glass composition, in concrete terms, Dy 2 O a -A 12 0 3 - and S i 0 2 system glass, Y 2 0 3 - A 1 Two
  • An insulating layer 95 made of a material having corrosion resistance to halogen gas can be formed on the main surface 91 c of the closing member 91 on the inner space 13 side.
  • a receiving portion 91a of the electrode shaft is formed on the main surface 91c side.
  • an obstructing material 50 A is inserted inside the end portion 12.
  • the current conductor 5 is passed through the through holes 14a and 15a of the plugging material 50A.
  • a crimping surface is formed between the outer portion 15 and the current conductor, but no crimping is performed between the inner portion 14 and the current conductor 5.
  • a ring-shaped thermal expansion reducing material 93 is provided at a position facing the outer main surface 15 b of the plugging material 5 OA, and the main surface 15 b of the plugging material 50 and the thermal expansion reducing material are provided.
  • a sealing material layer 92 A made of a molten glass material is provided between the end face 93 and the end face 93 a.
  • An insulating layer 95 made of a material having corrosion resistance to halogen gas can be formed on the main surface 14c of the closing material 50A on the inner space 13 side.
  • a receiving portion 14b of the electrode shaft is formed on the main surface 14c side.
  • a closing member 56 is inserted inside the end portion 12. The current conductor 5 is passed through the through holes 14 a and 57 a of the closing member 56. Neither the outer part 57 nor the current conductor 5 and the inner part 14 and the current conductor 5 are crimped together.
  • a ring-shaped thermal expansion reducing material 93 is provided at a position facing the outer main surface 57b of the plugging material 56, and the main surface 57b of the plugging material 56 and the thermal expansion reducing material 93 are provided.
  • Sealing material layers 92 A and 92 B made of a molten glass material are provided between the end surface 93 a of the first conductor, the current conductor 5 and the end surface 93 b.
  • a metallization layer 96 is also formed between the outer portion 57 and the current conductor 5.
  • a closing member 97 is inserted inside the end portion 12.
  • the current conductor 106 is passed through the through hole 97 a of the closing member 97.
  • the current conductor 106 shown in the present embodiment is a rod-shaped one, and gas cannot pass through the inside of the current conductor 106.
  • a ring-shaped thermal expansion reducing material 93 is provided at a position facing the outer main surface 97 d of the closing material 97, and the main surface 97 d of the closing material 97 and the thermal expansion reducing material are provided.
  • a sealing material layer 92 A, 92 B made of a molten glass material is provided between the current conductor 106 and the end surface 93 b between the end surface 93 a of the substrate 93 and the end surface 93 b. I have.
  • a metallization layer 98 is formed between the inner surface of the closing member 97 and the current conductor 106.
  • the compression stress applied to the metallized layer 98 due to shrinkage of the plugging material 97 by firing causes the metallized layer 98 to be compact. Promote densification.
  • the risk of gas leak is further reduced due to the synergistic effect of the high corrosion resistance of the metallization member 98 and the high airtightness of the glass eyebrows 92A, 92B.
  • an insulating layer 95 made of a material having corrosion resistance to halogen gas and electrical insulation on the main surface 97 c of the closing member 97 on the inner space 13 side. Therefore, a short circuit to the metallization layer 98 can be reliably prevented.
  • a receiving portion 97b of the electrode shaft is formed on the main surface 97c side.
  • a receiving portion 12 b protruding inside the end portion 12 is formed, on which the blocking material 97 shown in FIG. 25 is placed, and the blocking material 97 and the end portion 12 A are placed.
  • the surface 12a is sealed with a sealing material layer 105 made of a welded material of a glass material.
  • a pipe-shaped current conductor 5 is used, and gas is passed through the inner space of the current conductor 5.
  • a predetermined gas is supplied to the inside of the ceramic discharge tube 10.
  • the sealing material layer 105 seals the space between the closing member 97 and the inner surface 12 a of the end 12 A.
  • a predetermined gas is injected into the ceramic discharge tube 10 immediately before the plugging material 97 is installed inside the end 12A, and then the plugging material is inserted into the end 12A.
  • 97 can be set with a glass material interposed between them, and then the glass frit can be melted. According to this method, a high-pressure lamp can be created without injecting gas from the pipe-shaped current conductor 5.
  • the sealing material layer is formed from the molten glass material as described above, as shown in FIG. 27 (a), the sealing material 91 (15, 57, 97, etc.) and the thermal expansion It is preferable to form a curved surface 99 recessed inward at the end of the sealing material layer 92A between the material 93 and the sealing material 93. This is preferable because stress is less likely to be concentrated at one point in the sealing material layer. Further, as shown in Fig. 27 (b), the sealing material layer-side end of the closing material 91 (15, 57, 97, etc.) and the sealing material of the thermal expansion moderating material 93 are sealed. By forming the chamfered portions 101 at the corners of the end portions on the side of the stopper layer, such concentration of stress is further reduced.
  • a metallized layer is required. Unlike the case of the above, the main body of the ceramic discharge tube to which the plugging material is fixed and the thermal expansion relaxation material are separately manufactured by a firing method or the like, and then the plugged to the ceramic discharge tube is fixed. A glass material is provided between the material and the thermal expansion relaxing material and between the thermal expansion relaxing material and the current conductor, respectively, and the glass material is welded to form a sealing material layer.
  • a method as shown in the flowchart in FIG. 28 is used. That is, a molded body of the plugging material is prepared, the molded body is debindered, and calcined at, for example, 700 to 1200 ° C. to obtain a calcined body. This calcined body is reduced as described above. If necessary, a metallized paste is applied to predetermined places on the calcined body, and the metallized paste is dried. These metallized pastes become, after firing, metallized layers in the structures shown in FIGS. 24 to 26, for example.
  • a current conductor 5 or 6 with an electrode system is prepared, and this current conductor is inserted into the through hole of the closing material, and an assembly is obtained. Preliminary firing in a hydrogen + nitrogen atmosphere.
  • a molded body of a ceramic discharge tube made of alumina or the like is prepared, and the molded body is debindered, for example, by calcining in air at 700 ° C to 1200 ° C. Thus, a calcined body is obtained.
  • a pre-fired body of the plugging material is inserted into the end of the calcined body of the ceramic discharge tube, for example, at 160 ° C. to 200 ° C. (TC, in a hydrogen + nitrogen atmosphere, Perform baking.
  • a molded body of the thermal expansion relaxation material is prepared, and the molded body is debindered and calcined to obtain a calcined body.
  • the calcined body is, for example, 160 ° C. to 200 ° C. At 0, main firing is performed in an atmosphere of hydrogen and nitrogen.
  • the sealing material layer is formed by placing the main surface of the plugging material and the end surface of the thermal expansion relaxation material facing each other, placing a predetermined glass frit between them, and melting the glass frit.
  • the two current conductors to be integrated into the ceramic discharge tube one or both are the pipe-shaped current conductors 5.
  • a predetermined halide gas is sealed through the current conductor, and the inlet of the current conductor 5 is sealed.
  • both the current conductors to be integrated with the ceramic discharge tube are rod-shaped. If a current conductor is used, halide gas cannot be sealed through the current conductor. Therefore, on the end side shown in FIG. 26, the thermal expansion moderating material 93 and the plugging material 97 are respectively manufactured by firing, and then the thermal expansion moderating material 93, the plugging material 97, and The current conductors 106 are joined by sealing material layers 92 A and 92 B made of glass. On the other hand, the calcined body of the ceramic discharge tube is fully fired.
  • the haliding gas is sealed in the ceramic discharge tube, and the plugging material 97 is immediately inserted into the end portion 12 A of the ceramic discharge tube, and a glass frit is placed between the plugging material and the plugging material. And the end 12 A are sealed with a contact glass.

Description

高圧放電灯およびその製造方法 技術分野
本発明は、 セラミ ック放電管を使用した高圧放電灯およびその製造方法に関す るものである。 発明の背景
こうした高圧放電灯においては、 セラミ ツク放電管の両方の端部の内側に閉塞 材 (通常、 セラミ ックプラグと呼ばれている。 ) を揷通させ、 各端部を閉塞し、 各閉塞材に貫通孔を設け、 この貫通孔には、 所定の電極システムを固着した金属 電流導体が揷通されている。 セラミック放電管の内部空間にはイオン化発光物質 を封入する。 このような高圧放電灯としては、 高圧ナトリウム発光ランプ、 メタ ルハライドランプが知られており、 特に、 メタルハライ ドランプは、 良好な演色 性を備えている。 放電管の材質としてセラミ ックを使用することによって、 高温 での使用が可能となった。
図 1は、 こうしたセラミ ック放電管の端部の構造の好適例を示す断面図である 。 セラミック放電管の本体 1 1は、 両端がすぼまった管状ないし橡状をなしてお り、 本体 1 1の両端に円筒状の端部 1 2が設けられている。 本体 1 1および端部 1 2は、 例えばアルミナ焼結体からなる。 本体 1 1の内面 1 1 aは曲面形状をな しており、 端部 1 2の内面 1 2 aは、 本体の軸方向に見ると真っ直ぐであるので 、 本体 1 1 と端部 1 2との間に角部 3 6が形成されている。 翊部 1 2の内側には 閉塞材 4 1が揷通され、 保持されており、 閉塞材 4 1の軸方向に向かって延びる ように貫通孔 4 1 aが形成されている。 貫通孔 4 1 a内には細長い電流導体 5力く 揷通され、 固定されている。 本例では、 電流導体 5は円筒形状をしており、 電流 導体 5の内側面 5 a内を通してイオン化発光物質を本体 1 1の内部空間 1 3へと 導入するようになっている。 電流導体 5の外側の末端には、 始動ガスおよび発光 物質を封入した後に封止する封止部 5 bが設けられており、 また電流導体 5の外 周面に対して電極軸 7が接合されている。
こうした閉塞材 4 1とセラミック放電管の端部 1 2との間、 閉塞材 4 1 と電流
- 1 一
用写し 導体 5との間を封止する必要があるが、 好適な例では、 閉塞材 4 1の仮焼体の貫 通孔に電流導体 5を揷通し、 この閉塞材 4 1を端部 1 2に揷通して組み立て体を 製造し、 この組み立て体を一体焼結させる。 この際、 一体焼結によって、 端部 1 2と閉塞材 4 1との間、 閉塞材 4 1 と電流導体 5との間を封止している。
上記の封止方法では、 端部 1 2の仮焼体の中に閉塞材 4 1の仮焼体を挿入しな い状態で端部 1 2の仮焼体を焼成したときには、 端部 1 2の内径は閉塞材 4 1の 外径よりも小さくなるように設計されている。 従って、 閉塞材 4 1は端部 1 2の 中に強固に締めつけられ、,保持されている。 閉塞材 4 1 と電流導体 5とについて も同様である。 電流導体の材質としては、 モリブデン、 タングステン、 レニウム またはこれらの合金が耐蝕性の観点から見て有利であり、 セラミ ック放電管の材 質としてはアルミナセラミ ックスが一般的である。 また、 閉塞材の材質としては 、 アルミナセラミックスを使用すると、 閉塞材と電流導体との熱膨張差が大きく なるので、 閉塞材の材質としては、 アルミナセラミ ックスと上記した金属との複 合材料ないし他のサーメ ッ 卜を使用することが知られている。
しかし、 本発明者は、 この製造方法について更に検討を進めた結果、 次のよう な問題点があることを見いだした。 即ち、 上記した一体焼成の段階では、 確かに 端部 1 2の仮焼体、 閉塞材 4 1の仮焼体がそれぞれ、 図 1における横方向 (セラ ミ ック放 ®管の周方向) に焼成収縮し、 この焼成収縮によって閉塞材 4 1および 電流導体 5が強固に保持され、 封止される。 しかし、 この一体焼成の段階では、 同時に、 端部 1 2の仮焼体と閉塞材 4 1の仮焼体とが、 共に矢印 Eの方向 (セラ ミック放電管の中心軸の方向) に向かっても焼成収縮する。 この結果、 閉塞材 4 1 と端部 1 2との間、 閉塞材 4 1 と電流導体 5との間には、 セラミ ック放電管の 中心軸の方向 Eに見て大きな熱応力が生じ、 残留する。
特に、 高圧放電灯が優れた演色性を示し、 その最冷点が 7 0 0 °C以上である場 合には、 点灯一消灯のサイクルを繰り返すと、 このヒートサイクルによって上記 の残留応力の影饗が拡大し、 破壊ゃィォン化発光物質のリ一クに至る可能性があ つた。
また、 図 1に示すような端部の封止構造においては、 基本的に閉塞材 4 1 と電 流導体 5との間の圧力によって両者の間を封止しているが、 それでも点灯一消灯 のサイクルを多数回操り返すのであるから、 両者の熱膨張係数の相違から見て、 この封止部分の信頼性を一層高めておく必要がある。 このため、 特にメタルハラ ィ ドに対して高い耐蝕性、 信頼性を有するシール構造を開発することが必要であ る。
発明の要約
本発明の猓題は、 セラミ ック放電管の端部の封止構造において、 点灯一消灯を 多数回操り返しても、 このヒートサイクルによる端部の各部材の損傷、 破壊、 ィ ォン化発光物質のリークが生じないようにすることである。
本発明に係る高圧放電灯は、 内部空間にイオン化発光物質が充填されたセラミ ック放電管; このセラミ ック放電管の端部の内側に少なくとも一部が固定されて いる閉塞材であって、 貫通孔が設けられている閉塞材;閉塞材の貫通孔に揷通さ れている電極システム付きの電流導体;および、 貫通孔以外で、 閉塞材および電 極システム付きの電流導体に対して接合するように形成されている封止材層を備 えていることを特徴とする。
更に、 本発明に係る高圧放電灯の製造方法は、 閉塞材の被焼成体を製造し、 こ の膝閉塞材の被焼成体の貫通孔に封止材の成分を介在させることなく電流導体を 揷通し、 またセラミック放電管の被焼成体を製造し、 このセラミ ック放電管の被 焼成体の端部の内側に前記閉塞材の少なくとも一部を固定し、 封止材の成分を含 む封止材成分層を貫通孔以外で閉塞材および電流導体に対して接触するように形 成し、 閉塞材の被焼成体、 セラミック放電管の被焼成体および封止材成分層を焼 結させることを特徵とする。
本発明者は、 前述したような、 セラミ ック放電管の ¾部と閉塞材との間、 閉塞 材と電流導体との間における破壊、 イオン化発光物質のリークについて、 詳細に 検討してきたが、 この過程で、 閉塞材の貫通孔と電流導体との間には封止材を介 在させることなく、 かつ両者の間に閉塞材の被焼成体 (仮焼体、 成形体または脱 脂体) の焼成収縮による大きな圧縮応力を生じさせることなく、 閉塞材と電流導 体との双方に封止材層を接合させることによつて両者を封止することに想到した 。 この結果、 閉塞材の被焼成体の焼成収縮によって、 セラミック放電管の中心軸 方向へは大きな残留応力が発生しなくなるので、 閉塞材と電流導体との間の破壌 、 ここからのイオン化発光物質のリークを防止することができる。
しかも、 セラミ ック放電管の端部を封止するための封止材層としてメタライズ 眉を使用すると、 セラミ ック放電管内のイオン化発光物質、 特にメタルハライ ド に対する耐蝕性がきわめて高くなり、 これによつてセラミ ツク放電管の寿命が顕 著に増加することを発見し、 本発明を完成するに至った。
電流導体としては、 各種の高融点金属または高融点の導電性セラミ ックスから なる電流導体を使用することができる。 しかし、 導電率の観点から高融点金属の 方が好ましく、 こうした高融点金属としては、 更にモリブデン、 タングステン、 レニウム、 ニオブ、 タンタルおよびこれらの合金からなる群より選ばれた一種以 上の金属が好ましい。
このうち、 ニオブおよびタンタルの熱膨張係数は、 セラミ ック放電管を構成す るセラミックス、 特にアルミナセラミ ックスの熱膨張係数とほぼ釣り合う力く、 こ れらの金属は、 メタルハライ ドによって腐食され易いことが知られている。 従って、 電流導体の寿命を長くするためには、 電流導体をモリブデン、 タング ステン、 レニウムまたはこれらの合金によって形成することが好ましい。 ただし 、 これらの金属は、 一般に熱膨張係数が小さい。 例えば、 アルミナセラミ ックス の熱膨張係数は 8 X 1 0 6 Κ 'であり、 モリブデンの熱膨張係数は 6 X 1 0—6 Κ - 'であり、 タングステン、 レニウムの熱膨張係数は 6 X 1 0 Κ '以下である。 電流導体の材質としてモリブデンを使用した場合には、 更に、 モリブデンの中 に L a 2 0 3 と C e 0 2 との少なくとも一種類が合計で 0 . 1重量%〜 2 . 0重 量%含有されていることが特に好ましい。
封止材層は、 ガラス層とすることもできるが、 メタライズ眉とすることが特に 好ましい。 ここで、 メタライズ層は、 金属成分を含有する封止材成分層をセラミ ック放電管の端部の所定位置に形成し、 この封止材成分層を焼成することによつ て、 閉塞材と電流導体との両者に接合するように、 形成することができる。
ここで、 メタライズ層を構成する金属成分としては、 モリブデン、 タンダステ ン、 レニウム、 ニオブ、 タンタルおよびこれらの合金からなる群より選ばれた一 種以上の金属が好ましく、 特にメタライズ層のハロゲンに対する耐蝕性の観点か ら、 モリブデン、 タングステン、 レニウムおよびこれらの合金からなる群より選 ばれた一種以上の金属が好ましい。
このメタライズ層中には、 セラミックス成分も含有させることができるが、 こ のセラミックス成分としては、 イオン化発光物質に対して耐蝕性のセラミ ックス が好ましく、 具体的には、 A 1 2 03 、 S i 0 2 、 Y 2 0 3 、 D y 2 O a および B 2 O a からなる群より選ばれた一種以上のセラミ ックスが好ましい。 特にセラ ミック放電管の材質と同種のセラミ ックスが好ましく、 アルミナセラミ ックス力、' 特に好ましい。 このメタラィズ層中における金属成分とセラミックス成分との含 有割合は、 3 0ノ 7 0体積%〜7 0 / 3 0体積%とすることが好ましい。 また、 メタライズ層の厚さは、 5〜1 0 0 jti mとすることが好ましい。
メタライズ層を構成するためのメタライズペーストの中には、 熱分解性に優れ たバインダーを添加することが好ましく、 こうしたバインダーとしては、 ェチル セルロース、 アクリル系バインダーを例示できる。
閉塞材の材質としては、 セラミック放電管と同種の材質を使用することができ るし、 異種の材質を使用することもできる。 しかし、 端部の内側に揷通されてい る部分については、 セラミック放電管と同種の材質を使用することが好ましい。 なぜなら、 これによつて、 セラミ ック放電管と閉塞材との間で、 セラミック放電 管の中心軸方向への残留応力が、 ほとんど発生しなくなるからである。 ただし、 ここで同種の材質とは、 ベースとなるセラミ ックスが共通しているものを言い、 添加成分には異同があっても差し支えない。
本発明において、 閉塞材を 2つ以上の部分に分割して良く、 セラミ ック放電管 の端部内に固定されている内側部分と、 この内側部分に対して一体化されている 外側部分とを備えていて良い。 この際、 内側部分から電流導体への圧縮応力が実 質的にないことが好ましく、 このためには、 内側部分の貫通孔の直径を電流導体 の直径以上とすることが好ましい。 そして、 外側部分および電流導体に対して接 合するように封止材層が形成されている。
外側部分と電流導体とは密着させることができ、 更に外側部分から電流導体へ と向かって圧縮応力が加わるようにすることができる。
このように、 外側部分と電流導体との間を密着させることによって、 両者の間 をシールすることができるし、 この際、 内側部分については電流導体に対して圧 着していない。 しかも、 外側部分については、 セラミ ック放電管の外側にあって 、 端部からの応力は小さいので、 外側部分と鸳流導体との間の圧力が過大となつ て、 破壊やイオン化発光物質のリークが発生するおそれは小さい。
しかし、 外側部分から電流導体へと向かって大きな圧縮応力が加わるようにし た場合には、 繰り返し時にクラックが発生する場合があるので、 外側部分と電流 導体との間に実質的に大きな圧縮応力が発生しないようにすることが好ましい。 ただし、 封止材層がガラス層である場合には、 次の制限がある。 即ち、 ガラス 層によって封止を行う場合には、 まず上記の閉塞材を焼成し、 次いでこの閉塞材 の外側部分の末端面上にガラスフリッ トを設置し、 このガラスフリツ トを溶融さ せることによってガラス層を形成する。 し力、し、 この工程において、 外側部分と 電流導体との間に隙間があるか、 実質的に圧縮応力がないような状態であると、 閉塞材とガラスフリッ 卜との位置決めおよび固定が困難であり、 溶触したガラス フリ ッ 卜が発光管内に流れ込んでしまう。 従って、 封止材層がガラス層である場 合には、 外側部分と電流導体とを、 少なくとも互いに容易に移動しない程度には 密着させることが好ましい。
一方、 封止材層がメタライズ層である場合には、 閉塞材を焼成する前の成形体 ないし仮焼体にメタライズペーストを塗布し、 次いで閉塞材とメタライズペース トとを一体焼成する。 従って、 焼成前の段階でも、 焼成後の段階でも、 外側部分 と電流導体とが密着している必要はない。 このため、 前記したように、 外側部分 と電流導体との間に実質的に圧縮応力が発生しないようにすることが好ましい。 閉塞材を内側部分と外側部分との接合体とした場合には、 この内側部分の材質 は、 セラミ ック放電管と同種の材質とすることが好ましい。 これによつて、 内側 部分とセラミ ック放電管の端部とは、 焼成後に一体化する。
また、 外側部分の材質は、 セラミ ック放電管の材質の熱膨張係数と、 電流導体 の材質の熱膨張係数との間の熱膨張係数を有する複合材料とすることが好ましい 。 これによつて、 一体焼成後の外側部分と電流導体との間の熱膨張差も小さくす ることができる。
この複合材料は、 更に具体的には、 熱膨張係数の相対的に高い第一の成分と、 熱膨張係数の相対的に低い第二の成分との複合材料とすることが良く、 ここで、 複合材料の第一の成分は、 内側部分の材質およびセラミック放電管の材質と同種 のセラミックスとすることが好ましい。 これによつて、 一体焼成後に内側部分と 外側部分との界面においてセラミ ックス成分が拡散し、 両者が強固に接合される からである。 セラミック放電管と、 外側部分を構成する複合材料の第一の成分と を、 共にアルミナセラミ ックスとすることが特に好ましい。 なぜなら、 アルミナ が高い耐食性を有しているからであり、 また、 複合材料中にアルミナ成分を含有 させると、 通常は約 1 6 0 0 °C以上で、 焼結時の固体拡散反応によって、 外側部 分と内側部分との間の継ぎ目が消失し、 この接合部分が実質的に一体構造を構成 するからである。
前記複合材料の第二の成分としては、 タングステン、 モリブデン、 レニウム等 の、 メタルハライ ドに対する耐食性を有する高触点金属、 窒化アルミニウム、 窒 化珪素、 炭化チタン、 炭化珪素、 炭化ジルコニウム、 二ホウ化チタン、 二ホウ化 ジルコニウム等の、 低い熱膨張係数を有するセラミックスから、 選択することが 好ましい。 これによつて、 メタルハライ ドに対する高い耐食性を外側部分に対し て付与することができる。
この場合には、 主成分であるアルミナの比率は 6 0〜9 0重量%とし、 第二の 成分の比率は 1 0〜 4 0重量%とすることが望ましい。
また、 封止材層を、 閉塞材と、 この閉塞材の反対側に設けられた熱膨張緩和材 との間に挟み、 この熱應張緩和材に対して封止材層を接合させることが好ましい 。 この閉塞材として、 前述したような内側部分と外側部分とを備えた閉塞材を使 用する場合には、 外側部分と熱膨張緩和材とを対向させる。
即ち、 閉塞材の表面に封止材層を形成すると、 前述したような点灯一消灯のヒ ートサイクルに伴って、 閉塞材と封止材層との間に、 やはり熱膨張差に起因する クラックが生ずる可能性がある。 しかし、 閉塞材と熱膨張緩和材との間に封止材 層を挟むようにすると、 封止材層の両面に熱応力が線対称的に加わるようになつ た結果、 前述のヒートサイクルによって封止材眉と閉塞材との界面付近に集中す る熱応力が緩和され、 マイクロクラック等が発生しにく くなる。
熱膨張緩和材の材質としては、 閉塞材のうち封止材層に接触している部分の熱 膨張係数と近似したまたは等しい熱膨張係数を有する材質が好ましい。 閉塞材が 外側部分と内側部分とを備えている場合には、 熱膨張緩和材の材質としては、 外 側部分の熱膨張係数と近似したまたは等しい熱膨張係数を有する材質が好ましい 。 従って、 この後者の場合には、 熱膨張緩和材の材質としては、 前述した複合材 料とすることが好ましく、 特に外側部分の材質と、 第一の成分および第二の成分 が共通する複合材料が好ましい。
また、 閉塞材が外側部分と内側部分とを備えている場合には、 外側部分と熱膨 張緩和材との間に、 高 »点金属からなる、 電流導体の外径よりも僅かに大きい外 径を持つ環状部材を揷入し、 この環状部材と外側部分との間に封止材層を形成し 、 環状部材と熱膨張緩和材との間にも封止材層を形成することができる。 このよ うに、 封止材層の間に環状部材を揷入することによって、 封止材料による電流導 体との接合が容易になる。
また、 電流導体の外周面に環状突出部を形成し、 閉塞材と熱膨張锾和材との間 に環状突出部を揷入し、 この環状突出部と閉塞材との間に封止材暦を形成し、 環 状突出部と熱膨張緩和材との間にも封止材層を形成することができる。 この場合 には、 上記した環状部材による効果に加えて、 更に次の効果がある。 上記した各 封止方法では、 閉塞材と電流導体の両者を封止材層によって接合することによつ て、 イオン化発光物質がリークしないようにする必要があった。
しかし、 環状突出部は電流導体の外周面にあるので、 環状突出部と電流導体と の間からは、 イオン化発光物質が漏れるおそれはない。 従って、 この態様では、 環状突出部と閉塞材との間に封止材層を形成する際、 この封止材層と環状突出部 との密着面 (シール面) は、 セラミック放電管の中心軸方向に対して垂直面に形 成するのみで完全なシールができるので、 このシール部分の寿命が一層増大する 更に、 閉塞材が内側部分と外側部分とを備えている場合には、 閉塞材の外側部 分と熱膨張锾和材との間に環状突出部を挿入する。
また、 この態様においては、 更に次の封止方法が好ましい。 即ち、 上記した各 封止方法では、 閉塞材の外側の端面上に封止材層が形成されており、 更にこの封 止材層の外側に熱膨張緩和材が設けられている。 しかし、 これらの封止方法を採 用すると、 閉塞材の貫通孔の内面と電流導体との間には若干の隙間が残留してい て、 両者が強固には密着していないので、 この隙間の部分にもイオン化発光物質 が流入するので、 その分発光の効率が低下してくる。
しかし、 セラミ ック放電管の端部の内部空間側に第一の閉塞材を固定し、 セラ ミック放電管の端部の末 ¾面倒に第二の閉塞材を固定し、 第一の閉塞材と第二の 閉塞材との間に、 前記の環状突出部を挿入することができる。 この場合には、 第 一の閉塞材と環状突出部との間に封止材層を形成し、 第二の閉塞材と環状突出部 との間にも封止材層を形成する。 これらの封止材層は、 セラミック放電管の中心 軸方向に対して垂直面に延びるように形成する。
このようにすれば、 セラミック放電管の端部において、 第一の閉塞材と電流導 体との間の隙間にはイオン化発光物質が流入するが、 その先までは流入しない。 従って、 発光効率の劣化を改善できる。
セラミック放電管の両端において、 前述したような封止方法を採用することが できるが、 このうち一方の端部においては、 電流導体の内部を通してイオン化発 光物質を注入する必要があることから、 電流導体を管状とする必要がある。 他方 の端部においては、 ロッ ド状、 管状等、 種々の形状の電流導体を採用することが できる。
ここで、 電流導体に前記の環状突出部を設けた場合には、 電流導体を閉塞材の 被焼成体の貫通孔へと揷通する工程に問題が生ずることが判明してきた。 即ち、 電流導体が直線状である場合には、 電流導体の先端に電極システムを溶接によつ て取り付けた後、 この電極システムの反対側の末端から前記の貫通孔内へと揷入 していけば、 閉塞材の被焼成体の貫通孔内に、 電極システム付きの電流導体を容 易に取り付け、 組み立て体を製造することができる。 また、 電流導体のみを閉塞 材とメタライズ焼成し、 最終焼成前に電極を溶接することもできる。
しかし、 溶接済電極システムに環状突出部を設けた場合には、 電極システムの 反対側から順に前記被焼成体の貫通孔内部へと挿入しょうとすると、 環状突出部 が被焼成体の端面に突き当たるので、 この組み立てが不可能になる。 むろん、 環 状突出部の直径を小さく して、 貫通孔内に挿入可能なようにすれば、 組み立ては 可能となるが、 環状突出部の直径を小さくすると、 前述した封止部も小さくなる ので、 この封止材層による封止性能が低下してしまう。 従って、 環状突出部の直 径は、 前記貫通孔の内径よりも大きくすることが好ましいのである。
この結果、 電流導体のうち電極システムを取り付けた側、 即ち、 その先端側か ら、 閉塞材の被焼成体の貫通孔内へと挿入することが必要になった。 しかし、 こ のとき、 従来の組み立て方法においては、 電流導体の外周面に鸳極システムを溶 接によって固定していたが、 この結果、 電極システムを被焼成体の貫通孔に揷入 できず、 被焼成体の端面に対してつきあたることが判明した。 また、 電極システ ムの電極軸を電流導体に対して取り付けるのであるが、 この取り付け方法として は溶接方法が使用されている。 し力、し、 この溶接材が電流導体の外周面から隆起 するので、 この隆起した溶接材が、 やはり被焼成体の端面に対してつきあたる場 合があった。
むろん、 電流導体の直径を、 焼成前の被焼成体の貫通孔の内径よりも十分に小 さくすれば、 このような問題は生じにく くなるが、 これでは電流導体が閉塞材の 貫通孔内に安定に保持されなくなるので、 この方法は採用できない。
そこで、 本発明者は、 電流導体が管状をなしている場合には、 電流導体のセラ ミ ック放電管の内部空間側の内側面に、 電極システムを取り付けることに想到し た。 この結果、 特に溶接材の隆起部分が、 電流導体の内周面側に向かって隆起す るので、 この隆起部分が閉塞材の被焼成体の端面に対して衝突するようなことは なくなる。 もちろん、 同時に、 この溶接法は、 電極の位置を発光管の径方向に対 してより中心側に近づけることもでき、 これによつて点灯安定性を向上させるこ ともできる。
また、 電流導体のセラミ ック放電管の内部空間側に電極システムを取り付け、 この電極システムの先端側をセラミ ック放電管の中心軸の方へと向かって曲折さ せることも想到した。 これによつて、 電極システムの先端にある電極部分が、 被 焼成体の貫通孔に対して容易に収容されるようになった。
ただし、 電流導体の内周面に対して電極システムの電極軸を取り付けた場合に は、 この取り付け部分の周囲に溶接材が隆起する。 この隆起は、 ろう材を使用し た場合にも、 同様に生じうる。 この隆起の寸法が大きくなると、 この管状の電流 導体を通してィォン化発光物質を注入するときに、 このィォン化発光物質の流れ が隆起によって阻害されるおそれがある。
そこで、 本発明者は、 この隆起部分ないし取り付け部分の手前で、 電流導体に ィォン化発光物質の放出口を設けることによって、 隆起によってィォン化発光物 質の注入が阻害されることを防止した。 こうした放出口は、 電流導体の先端にあ る放出口と連続していても良いが、 別に形成されていても良い。
本発明は、 各種のイオン化発光物質を封入した高圧放電灯に対して好適に適用 することができるが、 特に、 腐食性の強いメタルハライ ドを封入したメタルハラ ィ ドランプに対して有用であり、 更にセラミ ック放電管をアルミナセラミ ックス によって形成した場合に、 より一層好適である。
また、 本発明においては、 閉塞材の少なくともセラミック放電管の端部内を、 セラミック放電管と同種の材質によって形成した場合に、 この閉塞材の外側に圧 着閉塞材を設け、 閉塞材および圧着閉塞材の各貫通孔内に電流導体を揷入し、 閉 塞材と圧着閉塞材との間および圧着閉塞材と前記電流導体との間を封止材層によ つて封止し、 圧着閉塞材と電流導体との間の封止材層に対して圧着閉塞材から周 方向に圧着力を加えることができる。
この場合、 閉塞材は、 前記したように、 セラミック放電管と同種の材質からな る一体の閉塞材とすることができ、 またはこの材質からなる前記の内側部分と、 前記の外側部分との接合体とすることもできる。 ここで同種の材質とは、 ベース となるセラミ ックスが共通しているものを言い、 例えばアルミナを主成分とした サーメッ ト等を含み、 添加成分には異同があっても差し支えない。
圧着閉塞材には貫通孔を形成し、 この貫通孔内に電流導体を通す。 圧着閉塞材 の好ましい材質は、 前述した外側部分の材質と同じであり、 具体的には、 セラミ ック放電管の材質の熱膨張係数と、 電流導体の材質の熱膨張係数との間の熱膨張 係数を有する前述の複合材料である。 この複合材料は、 前述したように、 熱膨張 係数の相対的に高い前記第一の成分と、 熱膨張係数の相対的に低い前記第二の成 分との複合材料とすることが好ましい。
そして、 この圧着閉塞材の被焼成体と閉塞材の被焼成体との間、 および圧着閉 塞材の被焼成体と電流導体との間にそれぞれメタライズペース卜層を設け、 各被 焼成体およびメタライズベースト層を一体焼成する。 このとき、 各被焼成体はい ずれも焼成収縮するが、 電流導体は収縮しない。 そこで、 圧着閉塞材の被焼成体 の貫通孔内に電流導体を揷通していないときに得られる焼成後の圧着閉塞材の内 径を、 電流導体の外径よりも小さくすれば (好ましくは 5〜 1 0 %程度小さくす れば) 、 一体焼成の後では、 圧着閉塞材からメタライズ層および電流導体へと向 かって圧縮応力が加わる。 そして、 このメタライズ層内の気孔は、 この圧縮応力 によって小さくなり、 かつ閉気孔となり、 メタライズ層の緻密性が一層向上する ことを見いだした。
この態様においては、 更に圧着閉塞材の外側に、 前述の熱膨張緩和材を配置し 、 この熱膨張緩和材と圧着閉塞材との間にもメタライズ層を設けることが好まし い。 即ち、 本態様においても、 前述したように、 点灯一消灯のヒートサイクルに 伴って、 圧着閉塞材とメタライズ雇との間に、 やはり熱膨張差に起因するクラッ クが生ずる可能性がある。 しかし、 圧着閉塞材と熱膨張緩和材との間にメタライ ズ層を挟むようにすると、 メタライズ層の両面に熱応力が線対称的に加わるよう になった結果、 前述のヒートサイクルによってメタラィズと圧着閉塞材との界面 付近に集中する熱応力が緩和され、 マイクロクラック等が発生しにく くなる。 なお、 本発明において、 熱膨張锾和材を設ける場合には、 更に熱膨張緩和材と 電流導体との間の隙間に、 封止材層を形成することが好ましい。 これによつて、 より強固な封止材層を得ることができる。
上記の高圧放電灯を製造するためには、 本発明の製造方法においては、 封止材 の成分を含む封止材成分眉を、 貫通孔以外で閉塞材の被焼成体および前記電流導 体に対して接触するように形成し、 閉塞材の被焼成体、 セラミ ック放電管の被焼 成体および封止材成分層を焼結させる。 この際、 セラミ ック放電管に関しては、 セラミ ックス、 例えばアルミナ粉末を押し出し成形し、 円筒型のものを得るか、 または空気を成形体の内部に送り込んでブロー成形し、 中央部が膨らんだ形状の 円筒状の成形体を作成し、 この成形体を乾燥させ、 脱脂する。 一方、 閉塞材の材 料を抨量し、 水、 アルコール、 有機バインダー等を添加し、 この混合物をスブレ 一ドライヤー等を使用して造粒し、 成形用顆粒状粉末を製造する。 これをブレス 成形し、 貫通孔を備えた閉塞材の成形体を製造する。
そして、 この成形体の貫通孔に対して電流導体を揷通し、 この組み立て体を仮 焼して成形助剤等を飛散させ、 仮焼体をえることができる。 または、 前記の成形 体を仮焼して成形助剤等を飛散させて仮焼体を製造し、 この仮焼体の貫通孔に対 して電流導体を挿通させることができる。 これらの仮焼工程において、 閉塞材の 外側部分のように、 閉塞材の一部がサーメッ トによって形成されている場合には 、 これを還元性雰囲気で 1 3 0 0て〜 1 6 0 0 °Cで加熱すると、 閉塞材の第二の 成分として混合された酸化タングステン、 酸化モリブデン等が還元される。 次いで、 セラミック放電管の仮焼体の端部の内側に閉塞材の仮焼体を挿入し、 セラミック放電管と閉塞材とを一体焼成する。 これによつて、 セラミ ック放電管 と閉塞材とが一体に接合されるに至る。 この際、 閉塞材の外側部分によって電流 導体を強固に保持する場合には、 外側部分の仮焼体の貫通孔に対して電流導体を 揷通しない場合における、 焼成後の貫通孔の直径を、 揷入前の電流導体の直径よ りも 1〜 1 0 %小さくすること力く、 好ましい。 また、 セラミ ック放電管の仮焼体 の端部に対して閉塞材の仮焼体を揷通しない場合における、 焼成後の端部の内径 を、 焼成後の閉塞材の外径よりも 1〜 1 0 %小さくすることが好ましい。
この最終焼成も、 還元雰囲気中で行うことが好ましく、 その温度は 1 7 0 0 〜 1 9 0 0 とすることが好ましい。 このように、 仮焼ないし焼成の段階で還元 雰囲気を使用すると、 閉塞材中の第二の成分、 例えばタングステンの《元を進行 させることができ、 また酸化を防止することができる。
封止材成分層は、 前述したような所定箇所に形成し、 また必要に応じて熱膨張 锾和材の仮焼体を配置して、 閉塞材の仮焼体、 セラミ ック放電管の仮焼体および 封止材成分層と共に一体焼成する。
この際、 電流導体の外周面に環状突出部を形成する場合には、 セラミック放電 管の中心軸方向に見て、 環状突出部と閉塞材の被焼成体とを対向させ、 環状突出 部と閉塞材の被焼成体との間に封止材成分層を形成することができる。
また、 この態様において、 更に電流導体が管状をなしている場合には、 電流導 体のセラミ ック放電管の内部空間側の内側面に電極システムを取り付け、 次いで この電流導体を閉塞材の被焼成体の貫通孔内へと電極システムの方から揷入し、 この貫通孔の中に電流導体を固定する。 または、 電流導体のセラミ ック放電管の 内部空間側に電極システムを取り付け、 この際電極システムの先端側をセラミ ッ ク放電管の中心軸の方へと向かって曲折させ、 次いでこの電流導体を閉塞材の被 焼成体の貫通孔内へと電極システムの方から挿入し、 この貫通孔の中に電流導体 を固定することができる。
セラミック放電管の形状は、 一般的には、 管状、 円筒状、 太鼓状、 等とするこ とができる。 電流導体が管状であり、 この電流導体を通して放電管の内部にィォ ン化発光物質を封入した場合には、 この封入の後に、 電流導体をレーザー溶接ま たは電子ビーム溶接によって閉塞させる。
また、 閉塞材自体の内部空間側の表面に、 液相のイオン化発光物質を貯留する ための貯留用凹部を予め形成しておき、 閉塞材の貯留用凹部へと液相のメタルハ ライ ド等を流入させることができる。 即ち、 高圧放電灯の点灯と消灯とを繰り返 して行うと、 点灯時には、 メタルハライ ドの大部分は気相となっており、 セラミ ック放電管の内部空間内に分布している。 しかし、 上記の残存した液相の一部は 、 図 1に示すように、 特に温度が比較的低い端部 1 2側へと向かって、 矢印 D O ように流動してくる。 この液相状態で流動するメタルハライ ドは、 セラミ ック放 電管に対して腐食性を有しており、 特にアルミナ焼結体に対しても腐食性を有し ている。 このため、 長期間高圧放電灯を使用し、 点灯と消灯とを繰り返す実験を 行うと、 特に角部 3 6の周囲が腐食され、 腐食面が形成されてくることがあった 。 そして、 この腐食面に沿って液相のメタルハライ ドが咛留し易くなるので、 一 層この腐食面に沿って腐食が進行し易くなる。 このような腐食が発生し易くなる と、 高圧放電灯の寿命が短くなる。
しかし、 上記の方法によって、 液相のメタルハライ ド等が閉塞材の貯留用凹部 へと向かって優先的に流入し、 セラミ ック放電管の本体と端部との間の領域には 貯留しにく くなり、 この部分の腐食が大幅に減少することを確認した。 ただし、 閉塞材の貯留用凹部の周辺では腐食が進行するが、 閉塞材自体が腐食しても、 閉 塞材の厚さは大きいことから、 高圧放電灯の寿命に対しては悪影響はない。
この態様においては、 貯留用凹部に傾斜を設けることが好ましく、 具体的には 、 セラミ ック放電管の中心軸方向に見た閉塞材の厚さ (貫通孔の延びる方向 Eに 見た厚さ) が、 角部から貫通孔の方へと向かって減少するように、 貯留用凹部を 形成することが好ましい。 これによつて、 狞留用凹部の幅が、 角部から貫通孔の 方へと向かって、 即ち、 セラミ ック放電管の周縁から中心の方へと向かって、 大 きくなっていく。
更には、 セラミック放電管の本体の内面と、 貯留用凹部とが、 段差なしに滑ら かに連統していることが好ましい。 即ち、 角部が、 セラミ ック放電管の内面に段 差として現れないことが好ましい。 こうした形状の組み合わせを採用することに よって、 本体の内周面に沿って流動してきた液相のイオン化発光物質が、 段差の 周囲に滞留することを防止できる。
また、 本発明に係る高圧放電灯は、 内部空間にイオン化発光物質が充塡された セラミ ツク放電管; このセラミ ツク放電管の端部の内側に少なくとも一部が固定 されている閉塞材であって、 貫通孔が設けられている閉塞材;閉塞材の貫通孔に 揷通されている電極システム付きの電流導体;および、 閉塞材および電流導体に 対して密着するように形成されている封止用のメタライズ層を備えていることを 特徵とする。
本発明者は、 セラミック放電管の端部の封止を、 前述したようなメタライズ層 によって行うことが、 メタルハライ ド、 ナトリウム等の腐食、 特にメタルハライ ドによる腐食に対してきわめて有効であることを見いだした。
メタライズ層の具体的材質や、 メタライズ層を封止材として使用した種々の態 様については、 既に説明してきた。
しかし、 セラミ ック放電管の端部を封止ないし気密にシールするためにメタラ ィズ層を使用する具体的態様は、 前述してきたものには限定されない。
即ち、 前述してきた各態様に加えて、 更に、 セラミ ック放電管の内側空間側に 面する閉塞材の表面にメタライズ層を形成し、 このメタライズ層によって、 少な くとも閉塞材と電流導体との間の隙間が放電管に連通しないように被覆すること ができる。
また、 セラミ ック放電管の端部内で、 閉塞材の貫通孔と電流導体との間にメタ ライズ層を設けることもできる。
この態様においては、 セラミック放電管の端部の内部空間側に第一の閉塞材を 固定し、 セラミック放電管の端部の末端面側に第二の閉塞材を固定し、 第一の閉 塞材と第二の閉塞材との間に、 圧着閉塞材を揷入することができる。 この場合に は、 第一の閉塞材と圧着閉塞材との間にも封止材層を形成し、 第二の閉塞材と圧 着閉塞材との間にも封止材層を形成することができる。 これらの封止材層は、 セ ラミ ック放電管の中心軸方向に対して垂直方向に延びるように形成される。 この 態様によれば、 圧着閉塞材と電流導体との間をメタライズ層によって封止し、 圧 着閉塞材と電流導体との間のメタライズ層に対して圧着閉塞材から周方向に圧着 力を加える。
また、 このようにすれば、 セラミ ック放電管の端部において、 第一の閉塞材と 電流導体との間の隙間にはイオン化発光物質が流入するが、 その先までは流入し ない。 従って、 発光効率を改善できる。
このように、 焼成時に圧着閉塞材からメタライズ層へと圧力を加えるようにす ると、 特にシール特性が向上する。 なぜなら、 メタライズ層をそのまま焼成した ときには気孔が生成し易いが、 圧着閉塞材と電流導体との間でメタライズ眉に対 して圧力を加えながらメタラィズペース卜の焼き付けを行うと、 メタラィズ層の 気孔が減少するからである。
この態様においては、 第一の閉塞材および第二の閉塞材は、 前記したように、 セラミ ック放電管と同種の材質によって形成することが好ましい。
圧着閉塞材の好ましい材質は、 前述した通りである。 具体的には、 セラミ ック 放電管の材質の熱膨張係数と、 電流導体の材質の熱膨張係数との間の熱膨張係数 を有する前述の複合材料である。
貫通孔中で電流導体との間にメタライズ層を形成する場合には、 閉塞材の被焼 成体の貫通孔にメタラィズペーストを塗布し、 閉塞材のメタラィズペーストを塗 布した貫通孔の所定位置に電流導体を揷通してメタラィズペース卜を焼き付ける ことによって電流導体を前記貫通孔内に固定し、 次にセラミ ック放電管の被焼成 体の端部の内面の所定位置に閉塞材を揷入した後、 一体焼成することができる。 この場合には、 メタライズペーストを、 閉塞材の貫通孔と直交する閉塞材の 2 つの主面のうち、 セラミ ック放電管の端部の内面に閉塞材を固定した際セラミ ッ ク放電管の外側となる主面にも塗布することができる。 特に、 一体焼成後の閉塞 材の主面に設けたメタライズ層の開気孔に対してガラスを浸透させることによつ てメタラィズ層の緻密性が一層向上するので好ましい。
この態様においては、 閉塞材の貫通孔と電流導体との間にメタライズ層を設け て固定することで、 セラミック放電管の中心軸の方向に見て大きな熱応力の発生 および残留をなく し、 点灯一消灯の繰り返しで発生するヒー卜サイクルによる端 部の各部材の損僂、 破壊、 イオン化発光物質のリークの生じることのない、 信頼 性の高い高圧放電灯を得ることができる。 メタライズ層は、 セラミ ック放電管内 のイオン化発光物質、 特にメタルハライ ドに対する高い耐食性を有するため、 セ ラミ ック放電管の寿命を長くする役目を果たしている。 この際、 メタライズ層に 対して閉塞材の焼成収縮による圧力が加わるので、 このメタライズ層の気密性が 向上する。
さらに、 閉塞材の外側と内側とに第一の熱膨張锾和材および第二の熱膨張緩和 材を設けることによって、 閉塞材とメタライズ層との熱膨張差によって発生する 応力を緩和することができる。 この場合、 特に閉塞材の内側に設けた第二の熱蟛 張緩和材は、 セラミ ック放電管内に露出するメタライズ層を保護することで、 メ タラィズ層に対するバックアークを減少させる役目も果たしている。
なお、 閉塞材の外気と接するメタライズ層上にガラス層を設け、 メタライズ組 織のオープンポア内にガラスを浸透させること、 閉塞材、 第一の熱膨張緩和材、 第二の熱膨張緩和材のセラミック放電管と接する角部に C面取りや R面取り等の 面取り部を設けることは、 それぞれさらに封止部の信頼性を高めることができる ため、 好ましい態様といえる。
以上の説明から明かなように、 本発明によれば、 内部空間にイオン化発光物質 が充填されたセラミ ック放電管、 このセラミック放電管の端部を封止する閉塞材 、 および閉塞材の貫通孔に層通されている電極システム付きの電流導体を備えて いる高圧放電灯において、 点灯一消灯を多数繰り返しても、 このヒートサイクル による端部の各部材の損傷、 破壊、 イオン化発光物質のリークが生じにくい、 信 頼性の高い端部構造を得ることができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 従来のセラミ ック放電管の端部の周辺の構造を示す断面図である。 図 2は、 高圧放電灯の全体の構造の一例を概略的に示す概略図である。
図 3は、 本発明の実施例に係る高圧放電灯において、 そのセラミ ック放電管 1
1の端部 1 2の周辺の構造を拡大して示す断面図であり、 閉塞材 5 O Aの外側部 分 1 5と熱膨張緩和材 1 7との間に封止材層 1 6 Aが形成されている。
図 4は、 本発明の他の実施例に係る高圧放電灯において、 セラミ ック放電管 1
1の端部 1 2の周辺の構造を拡大して示す断面図であり、 閉塞材 5 6の外側部分
5 7と熱膨張锾和材 1 7との間に封止材層 5 8が形成されている。
図 5は、 本発明の更に他の実施例において、 セラミ ツク放電管 1 1の端部 1 2 の周辺の構造を拡大して示す断面図であり、 閉塞材 5 O Aの外側部分 1 5と熱膨 張緩和材 1 7との間に環状部材 1 8が揷入されており、 これらの間に封止材層 1
6 B、 1 6 Cが形成されている。
図 6は、 セラミ ツク放電管 1 1の端部 1 2の周辺の構造を拡大して示す断面図 であり、 閉塞材 5 6の外側部分 5 7と熱膨張緩和材 1 7との間に環状部材 1 8力く 禅入されており、 これらの間に封止材層 5 9 A、 5 9 Bが形成されている。
図 7は、 本発明の更に他の実施例において、 セラミ ツク放電管 1 1の端部 1 2 の周辺の構造を拡大して示す断面図であり、 電流導体 5の外周面に環状突出部 2 2が形成されており、 外側部分 2 1 と環状突出部 2 2との間、 熱膨張緩和材 1 7 と環状突出部 2 2との間に封止材層 1 6 D、 1 6 Eが形成されている。
図 8は、 本発明の実施例に係る高圧放電灯において、 電流導体 2 3と閉塞材の 被焼成体 5 1 との組み立て体の製造方法を説明するための断面図である。
図 9 ( a ) 、 (b ) は、 それぞれ本発明の実施例に係る高圧放電灯において、 電流導体 2 4、 2 8と閉塞材の被焼成体 5 1 との組み立て体の製造方法を説明す るための断面図である。
図 1 0は、 本発明の更に他の実施例において、 セラミ ツク放電管 1 1の端部 1 2の周辺の構造を拡大して示す断面図であり、 電流導体の外周面に環状突出部 2 2が形成されており、 かつ図 9 ( b ) に示す電流導体および電極システムを使用 した。 図 1 1は、 本発明の更に他の実施例において、 セラミ ック放電管 1 1の端部 1 2周辺の構造を拡大して示す断面図であり、 電流導体 5の外周面に環状突出部 2 2が形成されており、 図 9 ( a ) に示す電流導体および電極システムを使用した o
図 1 2は、 本発明の更に他の実施例において、 端部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 閉塞材 6 0と圧着封止材 6 1 との間に封止材層が形成され ている。
図 1 3は、 本発明の更に他の実施例において、 端部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 閉塞材 6 3と圧着封止材 6 4との間に封止材層が形成され ており、 圧着封止材 6 4の厚さが、 外周側から内周側へと向かって大きくなつて いる。
図 1 4は、 本発明の更に他の実施例において、 端部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 閉塞材 5 0 Cの内側部分 3 4の内部空間 1 3側の表面にメ タラィズ層 1 6 Hが形成されている。
図 1 5は、 本発明の更に他の実施例において、 端部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 第一の閉塞材 3 3と第二の閉塞材 3 2との間に圧着封止材
6 7が揷入されており、 これらの各部材の間に封止材層 6 8 A、 6 8 Cが形成さ れている。
図 1 6は、 本発明の更に他の実施例において、 翊部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 第一の閉塞材 7 2と第二の閉塞材 7 1 との間に圧着封止材
7 3が揷入されており、 これらの各部材の間に封止材眉 7 4 A、 7 4 Cが形成さ れている。
図 1 7は、 本発明の更に他の実施例において、 端部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 閉塞材 8 1 と電流導体 6との間にメタライズ層 8 3が形成 されている。
図 1 8は、 本発明の更に他の実施例において、 端部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 第一の閉塞材 8 7の内側空間に第二の閉塞材 8 6が収容さ れている。
図 1 9は、 本発明の更に他の実施例において、 端部 1 2の周辺の構造を拡大し て示す断面図であり、 閉塞材 8 1の外側に第一の熱膨張緩和材 8 9が固定されて おり、 閉塞材 8 1の内側に第二の熱膨張緩和材 9 0が固定されている。
図 2 0は、 本発明における製造方法の工程例を示すフローチャー トである。 図 2 1は、 本発明における製造工程の他の例を示すフローチャー トである。 図 2 2は、 更に他の高圧放電灯の端部の構造を示す断面図であり、 閉塞材 9 1 と、 閉塞材 9 1の外側に対向する熱膨張緩和材 9 3との間、 熱膨張緩和材 9 3と 電流導体 5との間にガラス層 9 2 A、 9 2 Bが形成されている。
図 2 3は、 更に他の高圧放電灯の端部の構造を示す断面図であり、 閉塞材 5 0 Aの外側部分 1 5と、 外側部分 1 5に対向する熱膨張緩和材 9 3との間、 熱膨張 緩和材 9 3 と電流導体 5 との間にガラス層 9 2 A、 9 2 Bが形成されている。 図 2 4は、 更に他の高圧放電灯の端部の構造を示す断面図であり、 閉塞材 5 6 の外側部分 5 7と、 外側部分 5 7に対向する熱膨張緩和材 9 3との間、 熱膨張緩 和材 9 3と電流導体 5との間にガラス層 9 2 A、 9 2 Bが形成されている。 図 2 5は、 更に他の高圧放電灯の端部の構造を示す断面図であり、 ガラス層 9 2 A、 9 2 Bが形成されており、 かつ閉塞材 9 7と電流導体 1 0 6との間にメタ ライズ層 9 8が形成されている。
図 2 6は、 図 2 5に示す封止構造の全体を、 本体 1 1の端部 1 2 Aに対してメ タラィズ層 1 0 5によって封止している。
図 2 7 ( a ) . ( b ) は、 それぞれ、 ガラス層 9 2 Aの端面の周辺を拡大した 示す断面図である。
図 2 8は、 図 2 2〜図 2 7に示すような各形態の封止構造を製造するためのブ 口セスを例示するフローチャー トである。
本発明の好適な実施態様
以下、 図面を参照しつつ、 本発明を更に詳細に説明する。
図 2は、 メタルハライ ド高圧放電灯を示す概略図である。 石英ガラスまたは硬 質ガラスからなる外管 2の中に、 セラミック放電管 1 0が収容されており、 外管 2の中心軸とセラミ ック放電管 1 0の中心軸とが一致している。 外管 2の両端は 、 口金 3によって気密に閉塞されている。 セラミック放電管 1 0は、 中央部が膨 らんだ撙状の本体 1 1 と、 本体 1 1の両鳙にある端部 1 2とを備えている。 セラ ミック放電管 1 0は、 2つのリ一ド線 1を介在して外管 2によって保持されてお り、 各リード線 1はそれぞれホイル 4を介して口金 3に接続されている。 上側の リード線 1は、 管状またはロッ ド状の電流導体 6に対して溶接されており、 下側 のリード線 1は、 管状の電流導体 5に対して溶接されている。
各電流導体 5、 6は、 それぞれ、 各閉塞材の貫通孔に揷通され、 固定されてい る。 各電流導体 5、 6には、 本体 1 1内で、 電極軸 7カ^ 溶接によって気密に接 統されている。 この電極軸 7に対してコイル 9が巻き付けられている。 なお、 こ の電極システムについては、 特に限定されるものではなく、 例えば、 電極軸 7の 末端部分を球状に形成し、 この球状部分を電極として使用することもできる。 閉 塞材等の構造については、 後述する。
メタルハライ ド高圧放電灯の場合には、 セラミ ック放電管 1 0の内部空間 1 3 には、 アルゴン等の不活性ガスとメタルハライ ドとを封入し、 更に必要に応じて 水銀を封入する。
図 3は、 図 2に示すセラミック放電管の端部の周辺を拡大して示す断面図であ る。 本体 1 1の内面 1 1 aは曲面形状をなしており、 端部 1 2の内面 1 2 aは、 セラミ ック放電管の中心軸方向に見ると真っ直ぐであり、 本体 1 1 と端部 1 2と の間に角部 3 6が形成されている。 端部 1 2の内側には閉塞材 5 O Aが揷通され ている。 この閉塞材 5 O Aは、 端部 1 2内に大部分が収容されている内側部分 1 4と、 端部 1 2内に収容されていない外側部分 1 5とからなる。 内側部分 1 4と 外側部分 1 5とは一体化されており、 その貫通孔 1 4 a、 1 5 aの中心軸もほぼ —致している。 内側部分 1 4と端部 1 2とは、 互いに同種のセラミ ックス、 好ま しくはアルミナセラミックスによって形成されており、 両者の界面は、 焼成段階 でほぼ消失している。
貫通孔 1 4 a内、 貫通孔 1 5 a内には、 細長い管状の電流導体 5が揷通されて いる。 電流導体 5の外側の末端には、 始動ガスおよびイオン化発光物質を封入し た後に封止する封止部 5 bが設けられている。 電流導体 5と外側部分 1 5との間 には、 圧着面 4 0が形成されている。 外側部分 1 5の端面 1 5 bの更に外側にリ ング状の熱膨張锾和材 1 7が設けられており、 外側部分の端面 1 5 bと熱膨張緩 和材 1 7の端面 1 7 bとが対向している。 熱膨張緩和材 1 7の中心の貫通孔 1 7 a内にも電流導体 5が揷通されている。 外側部分 1 5 と熱膨張緩和材 1 7 との間 に封止材層 1 6 Aが挟まれており、 封止材層 1 6 Aは、 端面 1 5 b、 1 7 bおよ び電流導体 5の表面の一部を被覆している。 これによつて、 セラミ ック放電管の 中心轴方向のシール面 2 0と、 これに垂直方向のシール面 1 9とが形成されてい る。 この封止材層としては、 メタライズ層が好ましいが、 ガラス層を使用するこ とも可能である。 熱膨張緩和材 1 7からの電流導体 5の突出部分の周囲に、 ガラ ス層 4 2が形成されている。
本実施例では、 閉塞材 5 0 Aの成形体または仮焼体の貫通孔に電極システム付 きの電流導体 5を揷通し、 この閉塞材の成形体または仮焼体を、 セラミ ック放電 管の成形体または仮焼体の端部に揷通して組み立て体を製造し、 この組み立て体 を一体焼結させる。 この際、 外側部分 1 5を、 セラミ ック放電管 1 0の材質、 好 ましくはアルミナと、 前述した第二の成分とからなる、 複合材料ないしサーメ ッ 卜によって形成する。
封止材層 1 6 Aが前記のメタライズである場合には、 この封止材層 1 6 Aを構 成すべきペース トを、 図 3に示す形状の塗布層を形成するように塗布し、 閉塞材 の被焼成体およびセラミ ック放電管の被焼成体と共に一体焼成する。 封止材層 1 6 Aをガラス層とした場合には、 閉塞材 5 0 Aとセラミ ック放電管 1 1 とを一体 焼成した後に、 閉塞材 5 0 Aと熱膨張緩和材 1 7との間にガラス材料 (好ましく はガラスフリッ ト) を設置し、 このガラス材料を溶融させてガラス層を形成する 図 4は、 本発明の他の実施例に係るセラミ ック放電管の端部の構造を示す断面 図である。 図 4の端部構造は、 図 3の端部構造とほぼ同様のものであので、 同じ 部材には同じ符号を付け、 その説明は省略する。
本実施例においては、 閉塞材 5 6は、 セラミ ック放電管 1 1の端部 1 2内に固 定される内側部分 1 4と、 端部から露出している外側部分 5 7との一体焼成体か らなっている。 外側部分の材質は、 図 3における外側部分 1 5の材質と同様であ る。 この外側部分 5 7の貫通孔 5 7 a内に電流導体 5が挿通されている。 外側部 分 5 7の貫通孔 5 7 aの表面と、 電流導体 5との間には、 本実施例においては若 千のク リアランスが設けられており、 従って、 電流導体 5への圧縮応力は加わつ ていない。 ただし、 図 4においては、 このクリアランスを若干誇張して表現して いる。
外側部分 5 7の端面 5 7 bと対向するように、 熱膨張緩和材 1 7が設置されて いる。 本実施例においては、 封止材層 5 8のリング状部分 5 8 aによって、 外側 部分 5 7の端面 5 7 bと熱膨張緩和材 1 7の端面 1 7 bとの間が気密に封止され ている。 また、 熱蟛張緩和材 1 7の貫通孔 1 7 aと電流導体 5の外周面との間に も、 封止材が充填されており、 封止材層 5 8 bを形成している。
図 5、 図 6、 図 7は、 それぞれ、 本発明の他の実施例に係るセラミック放電管 について、 その端部の周辺を拡大して示す断面図である。 ただし、 各実施例にお いて、 図 3、 図 4に既に示した各部材については、 同じ符号を付け、 その説明は 省略することがある。
図 5に示す実施例においては、 環状部材 1 8の貫通孔に電流導体 5を揷通し、 環状部材 1 8を外側部分 1 5と熱膨張锾和材 1 7との間に介在させた。 そして、 外側部分の端面 1 5 bと環状部材 1 8との間に封止材層 1 6 Cを形成し、 熱膨張 緩和材の端面 1 7 bと環状部材 1 8との間に封止材層 1 6 Bを形成した。 これに よって、 セラミ ック放電管の中心軸方向に対して垂直方向に延びるシール面 1 9 を形成した。 また、 環状部材 1 8と電流導体 5との間には若千の隙間があり、 封 止材層 1 6 B、 1 6 Cは電流導体に対して接合しており、 この密着部分にもシー ル面 2 0が形成されている。
図 6に示す実施例においては、 更に図 4に示した閉塞材 5 6を使用した。 環状 部材 1 8の貫通孔に電流導体 5を揷通し、 環状部材 1 8を外側部分 5 7と熱膨張 緩和材 1 7との間に介在させた。 そして、 外側部分の端面 5 7 bと環状部材 1 8 との間に封止材層 5 9 Aを形成し、 熱膨張緩和材の端面 1 7 bと環状部材 1 8と の間に封止材層 5 9 Bを形成した。 これによつて、 セラミ ック放電管の中心軸方 向に対して垂直方向に延びるシール面 1 9を形成した。 また、 環状部材 1 8と電 流導体 5との間には若干の隙間があり、 封止材層 5 9 A、 5 9 Bは電流導体に対 して接合しており、 この密着部分にもシール面 2 0が形成されている。
外側部分 5 7の貫通孔 5 7 aと電流導体 5との間には、 前記したように圧縮応 力は加わっていない。 また、 熱膨張緩和材 1 7の貫通孔 1 7 aと電流導体 5の外 周面との間にも、 封止材が充填されており、 封止材層 5 9 Cを形成している。 図 7に示す実施例においては、 閉塞材 5 0 Bが、 内側部分 1 4および外側部分 2 1によって構成されている。 外側部分 2 1の材質は、 前述したものと同じであ るが、 本実施例では、 貫通孔 2 1 a内に揷通された電流導体 5と外側部分 2 1 と が強固に密着してはいない。 電流導体 5の外周面には環状突出部 2 2が形成され ており、 この環状突出部 2 2は、 セラミ ック放電管の中心軸に対して垂直の方向 に向かって延びている。 外側部分 2 1 と熱膨張緩和材 1 7との間にこの環状突出 部 2 2が揷通されている。 外側部分 2 1の端面 2 1 bと環状突出部 2 2との間に 封止材層 1 6 Dが形成されており、 この部分にシール面 1 9が形成されている。 環状突出部 2 2と熱膨張緩和材の端面 1 7 bとの間にも封止材層 1 6 Eが形成さ れている。
このような端部構造を製造するためには、 次の方法が好ましい。 図 8は、 この 製造方法を説明するための断面図であり、 電流導体 2 3と被焼成体とを組み立て る前の状態を示している。 電流導体 2 3の両端部は開放されている。 この電流導 体 2 3の外周面に、 前記した環状突出部ないしフランジ部 2 2が形成されている 。 組み立て段階では、 この電流導体 2 3を、 閉塞材の被焼成体 5 1の貫通孔 5 4 へと揷入する必要がある。 ここで、 閉塞材の被焼成体 5 1は、 内側部分の被焼成 体 5 2および外側部分の被焼成体 5 3によって構成されている。 しかし、 環状突 出部 2 2の外径は、 貫通孔 5 4の直径よりも大きいので、 まず矢印 Aに示すよう に電流導体 2 3の先端を貫通孔 5 4内に揷通し、 この先端部分を被焼成体 5 1か ら突出させる。 次いで、 貫通孔 5 4から突出した電流導体 2 3の先端部分に対し て、 矢印 Bのように電極軸 7を溶接する。 こうして得た組み立て体を一体焼成させた後、 電流導体 2 3の内部空間 2 3 a を通してイオン化発光物質をセラミック放電管内へと注入し、 次いで、 レーザー ビーム等によって電流導体 2 3の先端部分を封止して、 電流導体 5を得る。 これ によって、 図 7に示す端部構造を作成することができる。
しかし、 この製造方法では、 電流導体 2 3を閉塞材の被焼成体の貫通孔に対し て完全に揷通させた後に、 電極システムを電流導体に対して溶接することになる 。 しかし、 電流導体に対して電極システムを溶接した後に上記の組み立てを行う ことは、 前述した理由から困難である。
この場合には、 図 9 ( a ) に示すような電流導体と電極システムとの組み合わ せを使用することが好ましい。 即ち、 電極システム 2 7は、 直線状部 2 7 a、 曲 折部 2 7 bおよび直線状部 2 7 cを備えており、 この直線状部 2 7 cに電極 9力く 設けられている。 電流導体 2 4に対して電極システムを取り付ける際に、 電流導 体 2 4の先端部分の内周面 2 4 bに対して直線状部 2 7 aを取り付ける。 この際 、 隆起部分 2 6が形成され、 これが内部空間 2 4 aを流入してきたイオン化発光 物質の流れを阻害する可能性があるので、 隆起 2 6の手前に放出口 2 5を形成す る。 直線状部 2 7 cは、 本実施例ではほぼセラミック放電管の中心軸に位 Sして いる。 この組み立て体を矢印 Cのように貫通孔 5 4内へと揷入する。 イオン化発 光物質の封入が終わった後に、 この放出口 2 5を封止する。
また、 図 9 ( b ) に示すように、 電流導体 2 8の末端部分の内周面に直線状部 2 7 aを溶接するのと共に、 この末端部分から斜め方向に放出口 2 9を形成し、 隆起 2 6の手前からイオン化発光物質が放出されるようにすることができる。 こ の後、 電流導体の内部空間 2 8 aからイオン化発光物質を封入し、 次いで放出口 2 9を封止すると、 0 1 0に示すような端部構造が形成される。
図 1 0に示す各部材は、 ほぼ図 7に示す各部材と同じであるが、 電流導体およ び電極システムについてのみは、 図 9 ( b ) に示すものを使用している。 電流導 体 2 8の外側の末端は、 封止部 3 0によって封止されている。 電極システム 2 7 の直線状部 2 7 aが、 電流導体 2 8の内周面に対して固定されている。
図 1 1に示す実施例においては、 電流導体および電極システムとしては、 図 9 ( a ) に示す電流導体 2 4および電極システム 2 7を使用した。 端部 1 2のうち 、 内部空間 1 3側に第一の閉塞材 3 3が固定されており、 末端面側に第二の閉塞 材 3 2が固定されている。 第一の閉塞材 3 3と第二の閉塞材 3 2とは互いに分離 されており、 両者の間に環状突出部 2 2が挿入されている。 閉塞材 3 3の貫通孔 3 3 a内および閉塞材 3 2の貫通孔 3 2 a内にそれぞれ電流導体 2 4が挿入され ているが、 これらの部分では、 電流導体 2 4は各閉塞材によっては強固に保持さ れていない。
環状突出部 2 2と閉塞材 3 3の端面 3 3 bとの間に封止材層 1 6 Fが形成され ており、 これらの密着部分において、 セラミ ック放電管の中心軸方向とは垂直方 向に延びるようにシール面 1 9が形成されている。 環状突出部 2 2と閉塞材 3 2 の端面 3 2 bとの間に封止材層 1 6 Gが形成されており、 これらの密着部分にお いて、 セラミ ック放電管の中心軸方向とは垂直方向に延びるようにシール面 1 9 が形成されている。 電流導体 2 4の外側の末端は、 封止部 3 0によって封止され ている。 こうした端部構造によれば、 前述した効果に加えて、 更にシール面 1 9 が内部空間 1 3に近い位置に形成されるので、 端部にはイオン化発光物質を収容 するような隙間がきわめて少なくなる。
図 1 2は、 更に他の実施例に係るセラミ ック放電管の端部構造を示す断面図で ある。 本実施例においては、 閉塞材 6 0は、 セラミ ック放電管 1 1 と同種の材質 によって形成されており、 閉塞材 6 0の外側に圧着閉塞材 6 1が設匿されている 。 閉塞材 6 0および圧着閉塞材 6 1の各貫通孔 6 0 a、 6 1 a内に電流導体 5が 挿入されている。 閉塞材 6 0の端面 6 0 bと圧着閉塞材 6 1の端面 6 1 bとの間 が、 封止材層 6 2 Aによって気密に封止されている。 封止材層 6 2 Aによって、 軸方向とは垂直方向に延びるシール面 1 9が形成されている。
また、 圧着閉塞材 6 1の貫通孔 6 1 aと電流導体 5の外周面との間には若干の 隙間があり、 この隙間に封止材が充填されており、 封止材層 6 2 Bを形成してい る。 圧着閉塞材 6 1 と電流導体 5との間の封止材層 6 2 Bに対して、 圧着閉塞材 6 1から周方向に圧着力が加わっている。 この結果、 圧着閉塞材 6 1の内周面と 電流導体 5の外周面との間に、 セラミ ック放電管の軸方向に延びるシール面 2 0 が形成されている。
圧着閉塞材 6 1の外側にも、 更に熱膨張緩和材 1 7が設置されており、 熱膨張 緩和材 1 7の貫通孔 1 7 a内に電流導体 5が揷通されている。 熱膨張緩和材 1 7 の端面 1 7 bと、 圧着閉塞材 6 1の端面 6 1 cとの隙間も、 封止材層 6 2 Cによ つて気密に封止されている。
圧着閉塞材 6 1の好ましい材質は、 前述した閉塞材の外側部分の材質と同じで ある。 この端部構造を製造する際には、 好ましい態様においては、 封止材として メタライズを使用し、 圧着閉塞材 6 1の被焼成体と閉塞材 6 0の被焼成体との間 にメタライズペースト層を設け、 圧着閉塞材 6 1の被焼成体と電流導体 5との間 にメタライズペースト層を設け、 かつ圧着閉塞材 6 1 と熱膨張锾和材 1 7との間 にメタライズペースト層を設け、 各被焼成体および各メタライズペースト眉を一 体焼成する。 この一体焼成の際、 各被焼成体はいずれも焼成収縮するが、 電流導 体 5は収縮しない。 そこで、 圧着閉塞材 6 1の被焼成体の貫通孔内に電流導体 5 を挿通していないときに得られる焼成後の圧着閉塞材 6 1の内径を、 電流導体 5 の外径よりも小さくすると、 一体焼成の後では、 圧着閉塞材 6 1からメタライズ 層 6 2 Bおよび電流導体 5へと向かって圧縮応力が加わる。 そして、 このメタラ ィズ層 6 2 B内の気孔は、 この圧縮応力によって小さくなり、 かつ閉気孔となり 、 メタライズ層 6 2 Bの緻密性が一層向上することを見いだした。
図 1 3は、 更に他の実施例に係るセラミック放電管の端部構造を示す断面図で ある。 閉塞材 6 3は、 セラミック放電管 1 1 と同種の材質によって形成されてお り、 閉塞材 6 3の外側に圧着閉塞材 6 4が設匱されている。 閉塞材 6 3および圧 着閉塞材 6 4の各貫通孔 6 3 a、 6 4 a内に電流導体 5が挿入されている。 閉塞 材 6 3の端面 6 3 bと圧着閉塞材 6 4の端面 6 4 bとの間が、 封止材層 6 6 Aに よって気密に封止されている。 ここで、 閉塞材 6 3の端面 6 3 aは、 セラミック 放電管の中心軸 Fに対する垂直方向からみて若干傾斜しており、 圧着閉塞材 6 4 の端面 6 4 bは、 端面 6 3 bとほぼ平行になっている。 従って、 封止材層 6 6 A によって、 中心軸 Fの垂直方向とは若干傾斜した方向に延びるように、 シール面 7 0が形成されている。
圧着閉塞材 6 4の貫通孔 6 4 aと電流導体 5の外周面との間には若干の隙間が あり、 この隙間に封止材が充填されており、 封止材層 6 6 Bを形成している。 圧 着閉塞材 6 4と電流導体 5との間の封止材層 6 6 Bに対して、 圧着閉塞材 6 4力、 ら周方向に圧着力が加わっている。 この結果、 圧着閉塞材 6 4の内周面と電流導 体 5の外周面との間に、 セラミ ック放電管の中心軸 F方向に延びるシール面 2 0 が形成されている。
圧着閉塞材 6 4の外側にも、 更に熱膨張緩和材 6 5が設置されており、 熱膨張 緩和材 6 5の貫通孔 6 5 a内に電流導体 5が揷通されている。 熱膨張锾和材 6 5 の端面 6 5 bと、 圧着閉塞材 6 4の端面 6 4 cとの隙間も、 封止材眉 6 6 Cによ つて気密に封止されている。
ここで、 圧着閉塞材 6 4の端面 6 4 cは、 セラミ ツク放電管の中心軸 Fに対す る垂直方向からみて若干傾斜しており、 熱膨張緩和材 6 5の端面 6 5 bは、 端面 6 4 cとほぼ平行になっている。 従って、 封止材層 6 6 Cによって、 中心軸 Fの 垂直方向とは若干傾斜した方向に延びるように、 シール面が形成されている。 そ して、 圧着閉塞材 6 4は、 外周側から内周側へと向かって、 厚さが直線的に大き くなるように、 形成されている。
圧着閉塞材 6 4の好ましい材質は、 前述した圧着閉塞材 6 1の材質と同じであ り、 また図 1 3の端部構造の好適な製造方法も、 図 1 2の端部構造の好適な製造 方法と同じである。 ただし、 図 1 3のように、 圧着閉塞材 6 4の端面を、 セラミ ック放電管の中心軸 Fの垂直方向に対して傾斜させることによって、 閉塞材 6 3 の被焼成体、 圧着閉塞材 6 4の被焼成体および熱膨張緩和材 6 5の被焼成体の間 に、 メタライズ層 6 6 A、 6 6 B、 6 6 Cのペースト雇を形成して、 一体の組み 立て体を作製する。 また工程上も、 この傾斜により電極軸方向、 半径方向の熱応 力を緩和できる。 更には、 この組み立て体の中心軸の位置が分かりやすくなるの で、 この組み立てを容易に行うことができる。
また、 図 1 2、 図 1 3において、 封止材層をメタライズ層とし、 このメタライ ズ層の材質を、 アルミナと、 モリブデン、 タングステン、 レニウムまたはこれら の合金との複合材料とすることができる。 この場合には、 メタライズ層 6 2 Bま たは 6 6 Bと、 リング状のメタライズ層 6 2 Aまたは 6 6 Aのうち電流導体 5に 近い各内周側とについては、 メタライズ層中のモリブデン、 タングステン、 レニ ゥムまたはこれらの合金の含有比率を大きく し、 メタライズ層 6 2 A、 6 6 Aの 外周側では、 メタライズ層 6 2 A、 6 6 A中のアルミナの含有比率を大きくする ことができる。 メタライズ雇 6 2 Aおよび 6 2 Bにおいて、 またはメタライズ層 6 6 Aおよび 6 6 Bにおいて、 このような傾斜組成を採用することによって、 熱 サイクルによってメタライズ層の各部分に加わる応力を一層緩和することができ
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また、 封止のためのメタライズ層は、 閉塞材の内部空間 1 3側の表面に形成す ることもできる。 この場合には、 メタライズ層によるシール面が内部空間 1 3に きわめて近い位匱に形成されるので、 端部にはイオン化発光物質を収容するよう な隙間がきわめて少なくなる。 図 1 4は、 こうした実施例を示す断面図である。 閉塞材 5 0 Cは、 内側部分 3 4と外側部分 1 5とによって構成されている。 内 側部分 3 と S流導体 5との間にはほとんど圧縮応力は存在しないが、 電流導体 5は外側部分 1 5によって保持されている。 外側部分 1 5は、 端部 1 2の外に存 在している。 電流導体 5は、 内側部分 3 4の貫通孔 3 4 aおよび外側部分 1 5の 貫通孔 1 5 aを揷通しており、 外側部分 1 5の端面 1 5 b上にガラス層 4 2が形 成されている。
内側部分 3 4の内部空間 1 3側の表面には曲面 3 7が形成されており、 この曲 面 3 7のエッジが角部 3 6に対して接触しており、 曲面 3 7が本体 1 1の内面 1 1 aに対して滑らかに連統しており、 角部 3 6は本体 1 1 と曲面 3 7との間の段 差として現れない。
この曲面 3 7は、 角部 3 6と接触するエツジでは、 内面 1 1 aとほぼ同じ傾斜 角度を有しており、 ここから貫通孔 3 4 aに近づくのにつれて、 徐々にその傾斜 角度が水平に近づいている。 この結果、 内側部分 3 4ないし閉塞材 5 0 C自体の 内部空間 1 3側に、 貯留用凹部 3 8が形成されている。 本体 1 1の内面 1 1 aを 、 矢印 Dのように端部 1 2の方へと向かって流動してきた液相のイオン化発光物 質は、 この貯留用凹部 3 8へと直ちに流入する。
以上述べてきた各実施例においては、 いずれも、 セラミ ック放電管の本体の端 部内にある閉塞材の貫通孔と電流導体との間以外の部分に、 ガスシールのための 封止材層を形成してきた。 しかし、 前述したように、 セラミ ック放電管の本体の 端部内にある閉塞材の貫通孔と電流導体との間にメタライズ層を形成することが できる。
例えば、 図 1 5に示す実施例においては、 セラミ ツク放電管 1 1の端部 1 2の 内部空間側に、 第一の閉塞材 3 3が固定されており、 端部 1 2の末端面側に第二 の閉塞材 3 2が固定されている。 第一の閉塞材 3 3と第二の閉塞材 3 2とは互い に分離されており、 第一の閉塞材 3 3と第二の閉塞材 3 2との間に、 圧着閉塞材 6 7が挿入されている。 圧着閉塞材 6 7の貫通孔 6 7 a内に鴛流導体 5が揷通さ れている。
第一の閉塞材 3 3および第二の閉塞材 3 2は、 図 1 1のものと同様に、 セラミ ック放電管 1 1 と同種の材質からなっており、 従って各閉塞材 3 2 . 3 3と端部 1 2との接触面の気密性は完全に保持されている。
第一の閉塞材 3 3の端面 3 3 bと圧着閉塞材 6 7の端面 6 7 bとの間にメタラ ィズ層 6 8 Cが形成されている。 第二の閉塞材 3 2の端面 3 2 bと圧着閉塞材 6 7の端面 6 7 cとの間にもメタライズ層 6 8 Aが形成されている。 これらのメタ ライズ層 6 8 A、 6 8 Cは、 セラミ ック放電管 1 1の怪方向に対して形成されて おり、 この方向に延びるようにシール面 1 9が形成されている。
圧着閉塞材 6 7と電流導体 5との間にもメタライズ層 6 8 Bが形成されている 。 圧着閉塞材 6 7と電流導体 5との間のメタライズ層 6 8 Bに対しては、 焼成時 の圧着閉塞材の周方向への焼成収縮によって、 圧着閉塞材 6 7から周方向に圧着 力が加わっている。
図 1 6に示す実施例においては、 セラミ ツク放電管 1 1の端部 1 2の内部空間 側に、 第一の閉塞材 7 2が固定されており、 端部 1 2の末端面側に第二の閉塞材 7 1が固定されている。 第一の閉塞材 7 2と第二の閉塞材 7 1 とは互いに分離さ れており、 これらの閉塞材の間に圧着閉塞材 7 3が挿入されている。 閉塞材 7 1 の貫通孔 7 1 a内、 閉塞材 7 2の貫通孔 7 2 a内、 および圧着閉塞材 7 3の貫通 孔 7 3 a内に電流導体 5が挿通されている。
第一の閉塞材 7 2および第二の閉塞材 7 1は、 セラミ ック放電管 1 1 と同種の 材質からなっており、 従って各閉塞材 7 7 2と端部 1 2との接触面の気密性 は完全に保持されている。 閉塞材 7 2の端面 7 2 bは、 セラミック放電管の中心 軸 Fに対する垂直方向からみて若干傾斜しており、 圧着閉塞材 7 3の端面 7 3 b は、 端面 7 2 bとほぼ平行になっている。 封止材眉 7 4 Cによって、 中心軸 Fの 垂直方向とは若千傾斜した方向に延びるように、 シール面 7 0が形成されている 閉塞材 7 1の端面 7 1 bも、 セラミ ツク放電管の中心軸 Fに対する垂直方向か らみて若千傾斜しており、 圧着閉塞材 7 3の端面 7 3 cは、 端面 7 1 bとほぼ平 行になっている。 封止材層 7 4 Aによって、 中心軸 Fの垂直方向とは若千傾斜し た方向に延びるように、 シール面 7 0が形成されている。
圧着閉塞材 7 3と電流導体 5との間にもメタライズペーストが充填されており 、 この焼き付けによってメタライズ層 7 4 Bが形成されている。 圧着閉塞材 7 3 と電流導体 5との間のメタライズ層 7 4 Bに対しては、 圧着閉塞材 7 3から周方 向に圧着力が加わっている。
図 1 7〜図 1 9は、 それぞれ、 図 2に示したセラミ ック放電管の端部のシール 構造について、 更に他の例の構造を示す断面図である。
図 1 7に示す端部構造においては、 例えば A1 203 製のセラミック放電管 1 0の 端部 1 2の内側に、 好ましくは前記の複合材料 (サーメッ ト) からなる円板形状 の閉塞材 8 1が固定されている。 閉塞材 8 1の中央には、 断面円形の貫通孔 8 2 が形成されている。 そして、 貫通孔 8 2内に、 例えばモリブデンからなる管状の 電流導体 6が収容されており、 電流導体 6がメタライズ層 8 3を介して固定され ている。 «流導体 6のセラミック放電管 1 0内の端部には、 コイル等の電極 9力、' 設けられている。 本例では、 閉塞材 8 1の外側の主面 8 1 a上に、 メタライズ層 8 3と連統したメタライズ層 8 4が形成されている。 そして、 メタライズ層 8 4 上にガラス層 8 5が形成されている。
図 1 7に示す例では、 閉塞材 8 1 と電流導体 6との間をメタライズ層 8 3で固 定し、 閉塞材 8 1とセラミック放鸳管 1 0の端部 1 2との間は、 焼成時の熱膨張 差に起因するセラミ ック放電管 1 0の端部 1 2から閉塞材 8 1への圧縮力で固定 している。 このメタライズ層 8 3の存在により、 貫通孔 8 2方向への応力の発生 および残留を減少させることができる。
更に、 本例では、 メタライズ層 8 4上にガラス層 8 5を形成し、 メタライズ組 織の中に、 高い耐蝕性を有するガラスを浸透させることによって、 気密性および 寿命の向上を行っているが、 メタライズ層 8 4およびガラス層 8 5は、 本発明の 必須要件ではない。 図 1 7に示す構造は、 放電管 1 0の端部 1 2の内径が比較的 小さい場合に、 特に好適に利用することができる。
図 1 8に示す構造においては、 セラミ ック放電管の端部 1 2の内側面に円筒状 の第一の閉塞材 8 7が固定されており、 第一の閉塞材 8 7の内側空間に円筒状の 第二の閉塞材 8 6が収容されており、 第二の閉塞材 8 6の内側空間に電流導体 6 が収容されている。 第一の閉塞材 8 7と第二の閉塞材 8 6との間、 および第二の 閉塞材 8 6と電流導体 6との間に、 メタライズ層 8 3 A、 8 3 Bが形成されてい る。 閉塞材 8 6および 8 7のセラミ ック放鸳管の外側に面する主面には、 メタラ ィズ層 8 3 A、 8 3 Bと連統するメタラィズ層 8 4 Aが形成されており、 メタラ ィズ層 8 4 A上にはガラス層 8 5が形成されている。 閉塞材 8 6および 8 7の内 側空間 1 3に面する主面には、 メタライズ層 8 3 A、 8 3 Bと連続するメタライ ズ層 8 4 Bが形成されている。
そして、 セラミ ックス放電管 1 0の熱膨張係数を T cとし、 第 1の閉塞材 8 7 の熱膨張係数を T 1 とし、 第 2の閉塞材 8 6の熱膨張係数を T 2とし、 電流導体 6の熱膨張係数を T mとしたとき、 T c≥T l 〉T 2≥T mの関係を満たすよう に、 各部材の材質を選択する必要がある。
図 1 8に示す例では、 端部 1 2の内径が大きくなつても、 本発明の効果を達成 できる構成であるため、 セラミ ック放電管 1 0の端部 1 2の内径が比較的大きな セラミ ック放電管に対しても、 好適に適用することができる。
なお、 図 1 8に示す例でも、 必要に応じてメタライズ層 8 4 Aおよびガラス層 8 5を無くすことができる。 また、 閉塞材を 2つの第 1の閉塞材 8 7と第 2の閉 塞材 8 6とから構成したが、 径方向の分割数は 2分割に限定されず、 更に第一の 熱膨張緩和材と第二の熱膨張緩和材との間に、 1つまたは 2つ以上の熱膨張緩和 材を設けることも可能である。 ただし、 この場合にも、 外側の熱膨張緩和材の熱 膨張係数が内側の熱膨張緩和材の熱膨張係数よりも大きくなるようにする必要が あり、 かつ T c≥T 1 > Τ 2≥T mの関係を満たすようにする必要がある。 図 1 9に示す例では、 閉塞材 8 1のセラミ ック放電管 1 0の外側に向いた主面 に対向するように第一の熱膨張緩和材 8 9が設けられており、 閉塞材 8 1の第一 の熱膨張緩和材 8 9とは反対側に第二の熱膨張緩和材 9 0が設けられている。 第 —の熱膨張緩和材 8 9および第二の熱膨張緩和材 9 0の各貫通孔 8 9 a、 9 0 a 内に、 電流導体 6が収容されている。 第一の熱膨張緩和材 8 9の内径および第二 の熱膨張緩和材 9 0の内径が、 閉塞材 8 1の内径よりも大きくなるように、 設計 する。
第一の熱膨張緩和材 8 9の一方の主面と閉塞材 8 1 との間にはメタライズ層 8 4 Aを設けて固定するとともに、 第二の熱膨張緩和材 9 0の一方の主面と閉塞材 8 1 との間にもメタライズ層 8 4 Bを設けて固定している。 さらに、 セラミック 管 1 0の端部 1 2の焼成収縮による圧縮応力を利用して、 閉塞材 8 1によってメ タラィズ層 8 3を電流導体 6に対して圧着させ、 電流導体 6を保持している。 本例における第一の熱膨張锾和材 8 9は、 セラミ ツク放電管 1 0の端部 1 2の 中心軸方向への応力を緩和するバックアツプリングの役目を果たしている。 また 、 第二の熱膨張緩和材 9 0は、 上記したバックアップリングの役目に加えて、 セ ラミ ック放電管 1 0内に露出するメタライズ層 8 4 Bをセラミツク放電管 1 0の 内部空間のガスから保護することによって、 メタライズ層 8 4 Bに対するバック アークの発生を減少させる役目を果たしている。
第一の熱膨張緩和材 8 9および第二の熱膨張緩和材 9 0の材質は、 特に限定す るものではないが、 セラミック放電管 1 0と同じ例えば A1 203 で構成することが 好ましい。
図 1 9に示す例では、 閉塞材 8 Iのメタライズ層 8 4 A上であって、 閉塞材 8 1の外側に設けられた第一の熱膨張緩和材 8 9と電流導体 6との間に、 ガラス層 8 5を設けることによって、 露出したメタライズ組織にガラスを浸透させている また、 第一の熱膨張緩和材 8 9のセラミック放電管 1 0の端部 I 2と接する角 部、 第二の熱膨張锾和材 9 0の端部 1 2と接する角部、 および閉塞材 8 1の鳙部 1 2と接する角部に、 それぞれ、 面取り部 8 8が形成されている。 面取り部 8 8 は、 図示のような C面取りのほかに、 R面取り等の形状を用いることができる。 このような面取り部 8 8を設けることで、 各部材の角部とセラミ ック放電管 1 0 の端部 1 2との間の応力集中を緩和でき、 角部における破壊をなくすことができ る。 また、 本例においても、 図 1 8に示すように、 閉塞材 8 1を複数の部材から 構成することもできる。
上述した実施例において、 閉塞材 8 1の材質としては、 セラミ ック放電管 1 0 と同種の材質を使用することができるし、 異質の材質を使用することもできる。 ここで、 同種の材質とは、 ベースとなるセラミ ックスが共通しているものを言い 、 添加成分には異同があっても差し支えない。
次に、 メタライズ層 8 3、 8 3 A、 8 3 B、 8 4、 8 4 A、 8 4 Bの材質とし ては、 前記したものを使用でき、 厚さも前記のようにすることができる。
電流導体 6の材質は、 前記のものを使用できる。
以下、 図 2 0および図 2 1に示す各フローチヤ一卜に従って、 本発明の高圧放 電灯の製造方法の好適例について説明する。 図 2 0に示す高圧放電灯の製造方法 は、 主として図 1 7に示す端部構造の高圧放電灯の製造方法に関し、 図 2 1に示 す高圧放電灯の製造方法は、 主として図 1 9に示す端部構造の高圧放電灯の製造 方法に関するものである。
まず、 図 2 0において、 焼成後に閉塞材 8 1 となるべきサーメッ トリングの成 形体を、 スプレードライヤー等で造粒した粉末を 2 0 0 0〜 3 0 0 0 Kgf/cm2 の 圧力でプレス成形して得る。 得られた成形体を 6 0 0〜8 0 0 °Cの温度で加熱し て、 脱バインダ処理を行う。 次に、 脱バインダ処理の終了した成形体に対して、 1 2 0 0〜1 4 0 0 °Cの温度、 水素還元雰囲気下で脱酸素処理を行い、 サーメ ッ トリングを得る。 この脱酸素処理は、 サーメッ トリングにある程度の強度を与え 、 以下のペースト塗布時の溶剤の吸い込みによるペーストレペリング不全を防ぎ 、 またサーメッ トリングのハンドリング性を高めるためである。
次に、 得られたサーメ ッ トリングの貫通孔の内面に、 Mo: 6 0 vo l X、 Α1 203 : 4 O vo l 、 バインダ若干量および溶剤で構成されたメタライズペーストを印刷す るスルーホール印刷を行う。 このスルーホール印刷は、 貫通孔の一方の周囲にメ タラィズペーストを塗布し、 貫通孔の他方の端部から真空で引き、 メタライズぺ ーストを貫通孔内に引き込んで、 貫通孔の内面全体にメタラィズペーストを印刷 することで行っている。 このスルーホール印刷後のサーメッ トリングを 1 2 0 °C 程度の温度で乾燥させる。 次に、 サーメッ トリングの主面の一方に同じくメタラ ィズペース トを印刷する端面印刷を行う。 この端面印刷は 2回行う。 端面印刷後 のサーメッ トリングを乾燥する。
その後、 得られたサーメッ トリングの貫通孔に、 予め準備した電極導体 6とし ての Moパイブあるいは口ッ ドを揷入して所定の位置にセッ トし、 1 4 0 0〜 1 6 0 0 °Cの温度で露点 2 0〜 5 0 °Cの還元雰囲気下で予備焼成する。 次に、 予備焼 成して Moパイブまたは口ッ ドを固定したサーメッ トリングを、 予めアルミナ成形 体を脱バインダ、 仮焼して得たアルミナチューブの端面に捧入して所定の位置に セッ トし、 1 6 0 0 ~ 1 9 0 0。Cの温度で露点一 1 0〜 2 0 °Cの還元雰囲気下で 本焼成して、 本発明の高圧放電灯を得ている。 なお、 本焼成後のメタライズ組織 に耐食性のあるガラスを浸透させて、 気密性および寿命の向上を図ることもあり 、 図 1 7、 図 1 8に示す構造はその一例である。 なお、 予備成形と本焼成とを別 の工程にするのは、 メタラィズペースト内のバインダがアルミナチューブを汚さ ないようにするためと、 電極の位置合わせのためである。
図 2 1に示す製造方法においては、 閉塞材 8 1となるサーメッ 卜リングの成形 体を、 スプレードライヤー等で造粒した粉末を 2 0 0 0〜 3 0 0 O Kgf/cm2 の圧 力でプレス成形して得る。 得られた成形体を 6 0 0〜8 0 0 °Cの温度で加熱して 、 脱バインダ処理を行う。 次に、 脱バインダ処理の終了した成形体に対して、 1 2 0 0 - 1 4 0 (TCの温度、 水素 元雰囲気下で脱酸素処理を行い、 サーメッ ト リングを得る。 この脱酸素処理は、 サーメッ トリングにある程度の強度を与え、 以下のペースト塗布時の溶剤の吹き込みによるペーストレベリング不全を防ぎ、 またサーメッ 卜リングのハンドリング性を高めるためである。
次に、 得られたサーメッ トリングの貫通孔の内面に、 Mo: 60vo l X、 Ah03 : 40v ol X 、 バインダ若干量および溶剤で構成されたメタライズペーストを印刷するス ルーホール印刷を行う。 このスルーホール印刷は、 貫通孔の一方の周囲にメタラ ィズペーストを塗布し、 貫通孔の他方の端部から真空で引き、 メタライズペース 卜を貫通孔内に引き込んで、 貫通孔の内面全体にメタラィズペーストを印刷する ことで行っている。 このスルーホール印刷後のサーメッ トリングを 1 2 0 °C程度 の温度で乾燥させる。 次に、 サーメッ トリングの両主面に同じくメタラィズぺ一 ストを印刷する端面印刷を行い、 端面印刷後のサーメッ トリングを乾燥する。 こ の両主面への端面印刷は、 一方の主面に対して端面印刷を行った後、 他方の主面 についても同様の端面印刷を行ない、 また各端面印刷は 2回行うことにより行わ れ 。
並行して、 焼成後に第一の熱膨張緩和材 8 9および第二の熱膨張緩和材 9 0と なるべき 2つのアルミナリングを準備する。 アルミナリングは、 スプレードライ ヤー等で造粒した粉末を 2 0 0 0〜3 0 0 0 Kgf/cm2 の圧力でプレス成形したァ ルミナリング成形体に対して、 6 0 0〜 8 0 0 eCの温度で加熱して脱バインダ処 理を行い、 次に 1 2 0 0〜 1 5 0 (TCの温度、 水素還元雰囲気下で仮焼を行うこ とで得ている。 得られたアルミナリングは両主面のみにメタラィズ印刷を行なう 。 その後アルミナリング乾燥させずに、 アルミナリング、 上記のように準備した サーメッ トリング、 アルミナリングの順に若干の荷重をかけた状態で積層、 乾燥 して、 組立体を得る。
その後、 得られた組立体の貫通孔に、 予め準備した電極導体 6としての Moパイ ブあるいは口ッ ドを揷入して所定の位匿にセッ トし、 1 4 0 0〜 1 6 0 0ての温 度で露点 2 0〜5 0 °Cの通元雰囲気下で予備焼成する。 次に、 予備焼成して Moパ イブまたは口ッ ドを固定したサーメッ トリングを、 予めアルミナ成形体を脱バイ ンダ、 仮焼して得たアルミナチューブの端面に挿入して所定の位置にセッ 卜し、 1 6 0 0〜 1 9 0 (TCの温度で露点一 1 0〜 2 0 Cの通元棼囲気下で本焼成して 、 本発明の高圧放電灯を得ている。 なお、 本焼成後のメタライズ組織に耐食性の あるガラスを浸透させて、 気密性および寿命の向上を図ることもあり、 図 1 9に 示す構造はその一例である。
なお、 上述した実施例では、 成形をプレス成形で行っているが、 この成形はプ レス成形に限らないことはいうまでもない。 また、 メタライズペーストの塗布を 生素地の成形体に対して行っているが、 メタラィズペースト塗布の対象は生素地 の成形体に限らないこともいうまでもない。
本発明においては、 更に、 閉塞材の少なく ともセラ ミ ック放電管の端部内を、 セラミ ック放電管と同種の材質によって形成する場合に、 セラミ ック放電管の外 側で閉塞材に対向するように熱膨張緩和材を設けることができ、 この熱膨張緩和 材と閉塞材との間をガラス材料の溶融物によつて封止し、 かつ熱膨張緩和材と電 流導体との間をガラス材料の溶 »物によって封止することができる。 図 2 2〜図
2 6は、 いずれもこの態様の端部構造を示す断面図である。
図 2 2の端部構造においては、 端部 1 2の内側に閉塞材 9 1が揷通されている 。 この閉塞材 9 1の貫通孔 9 1 b内には、 細長い管状の «流導体 5が挿通されて いる。 電流導体 5と閉塞材 9 1 との間には、 圧着面が形成されている。 閉塞材 9 1の外側の主面 9 1 dに対して対向する位置に、 リング状の熱膨張緩和材 9 3が 設けられており、 閉塞材 9 1の主面 9 1 dと熱膨張緩和材 9 3の端面 9 3 aとが 対向している。 熱膨張緩和材 9 3の中心の貫通孔 9 3 b内にも電流導体 5が揷通 されている。
閉塞材 9 1の主面 9 1 dと熱膨張緩和材 9 3の端面 9 3 aとの間に、 ガラス材 料の溶触物からなる封止材層 9 2 Aが設けられており、 熱膨張緩和材 9 3の貫通 孔 9 3 bと電流導体 5との間に、 ガラス材料の溶触物からなる封止材層 9 2 Bが 設けられている。 これによつて、 セラミック放電管の中心軸方向のシール面と、 中心軸に対して垂直方向のシール面とが形成されている。
こうしたガラス材料の溶 »物を使用することによって、 ガスリークの防止性能 が一層向上することが判明した。
こうしたガラスの組成としては、 公知のガラス組成を使用することができ、 具 体的には、 Dy2 O a -A 12 03 — S i 02 系のガラスや、 Y 2 03 - A 12
03 一 S i 02 系ガラス (以上、 特公昭第 5 6 - 4 4 0 2 5号公報、 特開昭 6 1 - 2 3 3 9 6 2号公報および特公昭第 6 1 - 3 7 2 2 5号公報参照) を例示でき る。 しかし、 上記の Dy 2 03 - A 1 ζ 03 - S i 02 系のガラスや、 Y2 03 一 A 12 03 — S i 02 系ガラスに対して、 更に、 Mo03 を添加することによ つて、 このガラスの耐蝕性ならびに電流導体の瀧れ性がより一層向上した。 これ によって、 図 2 2の構造において、 リークレート 8. 3 X 1 0 — ' ' (mb a r • リッ トル ·秒— 1 ) 以下を達成した。
閉塞材 9 1の内側空間 1 3側の主面 9 1 c上には、 ハロゲンガスに対する耐蝕 性を有する材質からなる絶縁層 9 5を形成することができる。 また、 主面 9 1 c 側に電極軸の受け部 9 1 aが形成されている。
図 2 3の端部構造において、 図 2 2に示したものと同じ部材には同じ符号を付 け、 その説明は省略する。 これは図 2 4以下においても同様である。
図 2 3においては、 端部 1 2の内側に閉塞材 5 0 Aが揷通されている。 閉塞材 5 0 Aの貫通孔 1 4 a、 1 5 a内には電流導体 5が揷通されている。 外側部分 1 5と電流導体との間には圧着面が形成されているが、 内側部分 1 4と電流導体 5 との間は圧着されていない。 閉塞材 5 O Aの外側の主面 1 5 bに対して対向する 位置に、 リング状の熱膨張緩和材 9 3が設けられており、 閉塞材 5 0 の主面 1 5 bと熱膨張緩和材 9 3の端面 9 3 aとの間に、 ガラス材料の溶融物からなる封 止材層 9 2 Aが設けられている。 閉塞材 5 0 Aの内側空間 1 3側の主面 1 4 c上 には、 ハロゲンガスに対する耐蝕性を有する材質からなる絶縁層 9 5を形成する ことができる。 また、 主面 1 4 c側に電極軸の受け部 1 4 bが形成されている。 図 2 4においては、 端部 1 2の内側に閉塞材 5 6が揷通されている。 閉塞材 5 6の貫通孔 1 4 a、 5 7 a内には電流導体 5が揷通されている。 外側部分 5 7と 電流導体 5との間、 内側部分 1 4と電流導体 5との間は、 共に圧着されていない 。 閉塞材 5 6の外側の主面 5 7 bに対向する位置に、 リング状の熱膨張緩和材 9 3が設けられており、 閉塞材 5 6の主面 5 7 bと熱膨張緩和材 9 3の端面 9 3 a 、 電流導体 5と端面 9 3 bとの間に、 ガラス材料の溶融物からなる封止材層 9 2 A、 9 2 Bが設けられている。 外側部分 5 7と電流導体 5との間にも、 メタライ ズ層 9 6が形成されている。
図 2 5においては、 端部 1 2の内側に閉塞材 9 7が揷通されている。 閉塞材 9 7の貫通孔 9 7 a内に電流導体 1 0 6が揷通されている。 本実施例で図示する電 流導体 1 0 6は、 ロッ ド状のものであり、 電流導体 1 0 6の内部にガスを通すこ とはできない。 閉塞材 9 7の外側の主面 9 7 dに対して対向する位置に、 リング 状の熱膨張緩和材 9 3が設けられており、 閉塞材 9 7の主面 9 7 dと熱膨張緩和 材 9 3の端面 9 3 aとの間に、 電流導体 1 0 6と端面 9 3 bとの間に、 ガラス材 料の溶融物からなる封止材層 9 2 A、 9 2 Bが設けられている。
閉塞材 9 7の内側面と電流導体 1 0 6との間にメタラィズ層 9 8が形成されて いる。 このようにメタライズ層 9 8を設ける際には、 閉塞材 9 7の焼成収縮によ つてメタライズ層 9 8に対して加わる圧縮応力によって、 メタライズ層 9 8の緻 密化を促進する。 この態様によれば、 メタライズ雇 9 8の高い耐蝕性とガラス眉 9 2 A、 9 2 Bの高い気密性との相乗効果によって、 ガスリークの危険が一層減 少する。
更に、 閉塞材 9 7の内側空間 1 3側の主面 9 7 c上に、 ハロゲンガスに対する 耐蝕性および電気的な絶緣性を有する材質からなる絶縁層 9 5を形成することが 好ましく、 これによつてメタライズ層 9 8への短絡を確実に防止できる。
また、 主面 9 7 c側に電極軸の受け部 9 7 bが形成されている。
図 2 6においては、 端部 1 2の内側に突出する受け部 1 2 bを形成し、 この上 に、 図 2 5に示す閉塞材 9 7を載せ、 閉塞材 9 7と端部 1 2 Aの表面 1 2 aとの 間をガラス材料の溶触物からなる封止材層 1 0 5によって封止している。
即ち、 図 2 2〜図 2 4に示すような各実施形態の端部構造においては、 いずれ も、 パイブ状の電流導体 5を使用し、 この電流導体 5の内側空間の中にガスを通 すことによって、 セラミ ック放電管 1 0の内部に所定のガスを供給している。 し かし、 図 2 6に示すような端部構造を使用し、 閉塞材 9 7と端部 1 2 Aの内側面 1 2 aとの間を封止材層 1 0 5によって封止するようにすれば、 閉塞材 9 7を端 部 1 2 Aの内側に設置する直前にセラミ ック放電管 1 0の中に所定のガスを注入 し、 次いで、 この端部 1 2 A内に閉塞材 9 7を、 両者の間にガラス材料を介在さ せた状態で設 Eし、 次いでガラスフリッ トを溶 ¾させることができる。 この方法 によれば、 パイプ状の電流導体 5からガスを注入することなく、 高圧放《灯を作 成することが可能になる。
このようにガラス材料の溶お物によって封止材層を形成する場合には、 図 2 7 ( a ) に示すように、 閉塞材 9 1 ( 1 5、 5 7、 9 7等) と熱膨張锾和材 9 3と の間の封止材層 9 2 Aの端部に、 内側へと向かって凹んだ湾曲面 9 9を形成する ことが好ましい。 これによつて、 応力が封止材層中で一点に集中しにく くなるの で、 好ましい。 更に、 図 2 7 ( b ) に示すように、 閉塞材 9 1 ( 1 5、 5 7、 9 7等) の封止材層側の端部の角部と、 熱膨張緩和材 9 3の封止材層側の端部の角 部とに、 それぞれ面取り部 1 0 1を形成することによって、 一層このような応力 の集中が発生しにく くなる。
前記のような端部構造を有する高圧放電灯を製造するためには、 メタライズ層 の場合とは異なり、 閉塞材が固定されたセラミ ック放電管の本体と、 熱膨張緩和 材とを、 それぞれ焼成法等によって別個に製造した後に、 セラミ ック放電管に固 定された閉塞材と熱膨張緩和材との間、 および熱膨張緩和材と電流導体との間に それぞれガラス材料を設置し、 このガラス材料を溶触させることによって、 封止 材層を形成する。
特に好適な態様においては、 図 2 8にフローチャートで示すような方法を使用 する。 即ち、 閉塞材の成形体を作成し、 この成形体を脱バインダーし、 例えば 7 0 0〜 1 2 0 0 °Cで仮焼することによって仮焼体を得る。 この仮焼体は前述のよ うに還元する。 この仮焼体に対して、 必要に応じて所定箇所にメタライズペース トを塗布し、 メタライズペース トを乾燥させる。 こうしたメタライズペース トは 、 焼成後には、 例えば図 2 4〜図 2 6に示す各構造において各メタライズ層とな るものである。
一方、 電極システム付きの電流導体 5または 6を作成し、 この電流導体を閉塞 材の貫通孔中に挿入し、 組み立て体を得、 この組み立て体を、 1 3 0 0〜 1 7 0 0 で、 水素 +窒素雰囲気下で予備焼成する。
一方、 アルミナ等からなるセラミック放電管の成形体を作成し、 この成形体を 脱バインダ一し、 例ええは 7 0 0 °C〜 1 2 0 0 °Cで空気中で仮焼することによつ て仮焼体を得る。
セラミック放電管の仮焼体の端部の中に、 閉塞材の予備焼成体を揷入し、 例え ば 1 6 0 0 °C〜 2 0 0 (TCで、 水素 +窒素雰囲気の中で、 本焼成を行う。
一方、 熱膨張緩和材の成形体を作成し、 この成形体を脱バインダーし、 仮焼す ることによって仮焼体を得、 この仮焼体を、 例えば 1 6 0 0 °C〜 2 0 0 0 で、 水素 +窒素棼囲気の中で、 本焼成を行う。
閉塞材の主面と熱膨張緩和材の端面とを対向させ、 これらの間に所定のガラス フリッ トを設置し、 このガラスフリツ トを溶融させることによって、 封止材層を 形成する。 セラミ ック放電管に一体化するべき 2箇所の電流導体のうち、 一方ま たは双方をパイプ状の電流導体 5とする。 この電流導体を通して所定のハライ ド ガスを封入し、 電流導体 5の入口を封止する。
ただし、 セラミ ック放電管に対して一体化するべき電流導体の双方をロッ ド状 の電流導体とした場合には、 電流導体を通してハライ ドガスを封入することはで きない。 そこで、 図 2 6に示す端部側においては、 熱膨張緩和材 9 3、 閉塞材 9 7をそれぞれ本焼成して製造し、 次いで、 熱膨張緩和材 9 3、 閉塞材 9 7、 およ び電流導体 1 0 6を、 ガラスからなる封止材層 9 2 A、 9 2 Bによって接合する 。 一方、 セラミック放電管の仮焼体を本焼成する。 次いで、 セラミ ック放電管の 中にハラィ ドガスを封入し、 直ちに閉塞材 9 7をセラミック放電管の端部 1 2 A 中に挿入し、 これらの間にガラスフリッ トを設置し、 閉塞材 9 7と端部 1 2 Aと の間を溶触ガラスによって封止する。
上記の記載においては、 本発明を特定の好適例に関して説明したけれども、 例 示した特定の詳細は単に例示的なものであり、 本発明を、 次の請求の範囲の真の 精神及び範囲から離れることなく、 他の方法で実施できることを理解するべきで ある。

Claims

請求の範囲
1 . 内部空間にイオン化発光物質および始動ガスが充填されたセラミ ック放電 管;
このセラミ ック放電管の端部の内側に少なくとも一部が固定されている閉塞材 であって、 貫通孔が設けられている閉塞材:
前記閉塞材の前記貫通孔に揷通されている電極システム付きの電流導体;およ び
前記貫通孔以外で、 前記閉塞材および前記電流導体に対して接合するように形 成されている封止材層を備えていることを特徴とする、 高圧放電灯。
2 . 前記封止材層がメタライズ層からなることを特徴とする、 請求項 1記載の 高圧放電灯。
3 . 前記閉塞材が、 前記セラミ ック放電管の端部内に固定されている内側部分 と、 この内側部分に対して一体化されている外側部分とを備えており、 前記外側 部分と前記電流導体とが密着しており、 前記外側部分および前記電流導体に対し て接合するように前記封止材層が形成されていることを特徵とする、 請求項 1ま たは 2記載の高圧放電灯。
4 . 前記閉塞材が、 前記セラミ ック放電管の端部内に固定されている内側部分 と、 この内側部分に対して一体化されている外側部分とを備えており、 前記内側 部分から前記電流導体に対する圧縮応力が実質的に存在せず、 前記外側部分およ び前記電流導体に対して接合するように前記封止材層が形成されていることを特 徴とする、 請求項 1または 2記載の高圧放電灯。
5 . 前記内側部分が前記セラミ ック放電管と同種の材質からなり、 前記外側部 分が、 前記セラミ ック放電管の材質の熱膨張係数と、 前記電流導体の材質の熱膨 張係数との間の熱膨張係数を有する複合材料からなることを特徴とする、 請求項 3または 4記載の高圧放電灯。
6 . 前記封止材層が、 前記閉塞材と、 前記セラミ ック放電管の外側で前記閉塞 材に対向するように設けられた熱膨張緩和材との間に挟まれており、 かっこの熱 膨張緩和材に対して接合していることを特徴とする、 請求項 1〜 5のいずれか一 つの請求項に記載の高圧放電灯。
7 . 前記閉塞材と前記熱膨張緩和材との間に、 高融点金厲からなる環状部材が 挿入されており、 この環状部材と前記閉塞材との間および前記環状部材と前記熱 膨張锾和材との間に、 それぞれ前記封止材層が形成されていることを特徵とする 、 請求項 6記載の高圧放電灯。
8 . 前記電流導体の外周面に環状突出部が形成されており、 前記閉塞材と前記 熱膨張锾和材との間に前記環状突出部が挿入されており、 この環状突出部と前記 閉塞材との間および前記環状突出部と前記熱膨張緩和材との間に、 それぞれ前記 封止材層が形成されていることを特徴とする、 請求項 6記載の高圧放電灯。
9 . 前記セラミ ック放電管の端部の内部空間側に第一の閉塞材が固定されてお り、 前記セラミック放電管の端部の末端面側に第二の閉塞材が固定されており、 前記電流導体の外周面に環状突出部が形成されており、 前記第一の閉塞材と前記 第二の閉塞材との間に前記環状突出部が挿入されており、 前記第一の閉塞材と前 記環状突出部との間および前記第二の閉塞材と前記環状突出部との間にそれぞれ 前記封止材層が形成されていることを特徴とする、 請求項 1記載の高圧放電灯。
1 0 . 前記電流導体が管状をなしており、 前記電流導体の前記セラミック放電 管の内部空間側の内側面に電極システムが取り付けられていることを特徴とする
、 講求項 8または 9記載の高圧放電灯。
1 1 . 前記電流導体の前記セラミック放電管の内部空間側に電極システムが取 り付けられており、 この電極システムの先端側が前記セラミック放電管の中心軸 の方へと向かって曲折していることを特徴とする、 請求項 8〜 1 0のいずれか一 つの請求項に記載の高圧放電灯。
1 2 . 前記閉塞材の少なくとも前記セラミ ック放電管の端部内が、 前記セラミ ック放電管と同種の材質からなっており、 この閉塞材の外側に圧着閉塞材が設け られており、 前記閉塞材および前記圧着閉塞材の各貫通孔内に前記電流導体が揷 入されており、 前記閉塞材と前記圧着閉塞材との間および前記圧着閉塞材と前記 電流導体との間が封止材眉によつて封止されており、 前記圧着閉塞材と前記電流 導体との間の封止材層に対して前記圧着閉塞材から周方向に圧着力が加わってい ることを特徵とする、 請求項 1記載のセラミ ック高圧放電灯。
1 3 . 前記閉塞材の少なくとも前記セラミ ック放電管の端部内が、 前記セラミ ック放電管と同種の材質からなっており、 前記セラミ ック放電管の外側で前記閉 塞材に対向するように熱膨張緩和材が設けられており、 この熱膨張锾和材と前記 閉塞材との間および前記熱膨張緩和材と前記電流導体との間にガラス材料の溶触 物からなる封止材層が設けられていることを特徴とする、 請求項 1記載の高圧放 電灯。
1 4 . 内部空間にイオン化発光物質が充填されたセラミ ック放電管; このセラミ ック放電管の端部の内側に少なくとも一部が固定されている閉塞材 であって、 貫通孔が設けられている閉塞材;
前記閉塞材の前記貫通孔に揷通されている電流導体;および
前記閉塞材および前記電流導体に対して接合するように形成されている封止用 のメタライズ層を備えていることを特徴とする、 高圧放電灯。
1 5 . 前記セラミ ック放電管の端部内で前記閉塞材の前記貫通孔と前記電流導 体との間に前記メタライズ層が設けられていることを特徴とする、 請求項 1 4記 載の高圧放電灯。
1 6 . 前記セラミ ック放電管の端部の内側面に筒状の第一の閉塞材が固定され ており、 この第一の閉塞材の内側空間に筒状の第二の閉塞材が収容されており、 この第二の閉塞材の内側空間に前記電流導体が収容されており、 前記第一の閉塞 材と前記第二の閉塞材との間および前記第二の閉塞材と前記電流導体との間に前 記メタライズ層が形成されていることを特徴とする、 請求項 1 5記載の高圧放電 灯。
1 7 . 前記閉塞材の前記セラミ ック放電管の外側に向いた主面に対向するよう に第一の熱膨張緩和材が設けられており、 前記閉塞材の前記第一の閉塞材とは反 対側に第二の熱膨張緩和材が設けられており、 前記第一の熱膨張緩和材および前 記第二の熱膨張緩和材の貫通孔内に前記電流導体が収容されており、 前記第一の 熱膨張緩和材の内径および前記第二の熱膨張緩和材の内径が前記閉塞材の内径よ りも大きいことを特徴とする、 請求項 1 5記載の高圧放電灯。
1 8 . 前記メタライズ層の開気孔内にガラスが浸透していることを特徴とする 、 請求項 1 4〜 1 7のいずれか一つの請求項に記載の高圧放電灯。
1 9 . 前記第一の熱膨張緩和材の貫通孔と前記電流導体との間に、 前記メタラ ィズ層に接触するようにガラス層が形成されていることを特徴とする、 請求項 1 7記載の高圧放電灯。
2 0 . 前記閉塞材の前記セラミ ック放電灯と接する角部にそれぞれ面取り部が 設けられていることを特徴とする、 請求項 1 4または 1 5記載の高圧放電灯。
2 1 . 前記閉塞材の前記セラミ ック放電灯と接する角部、 前記第一の熱膨張緩 和材の前記セラミック放電管と接する角部および前記第二の熱膨張緩和材の前記 セラミ ツク放電管と接する角部にそれぞれ面取り部が設けられていることを特徴 とする、 請求項 1 8記載の高圧放電灯。
2 2 . 請求項 1記載の高圧放電灯を製造する方法であって:
前記閉塞材の被焼成体を製造し、 この際前記閉塞材の前記被焼成体の貫通孔に 封止材の成分を介在させることなく前記電流導体を挿通し、 また前記セラミック 放電管の被焼成体を製造し、 このセラミ ック放電管の被焼成体の端部の内側に前 記閉塞材の少なくとも一部を固定し、 封止材の成分を含む封止材成分層を前記貫 通孔以外で前記閉塞材および前記電流導体に対して接触するように形成し、 前記 閉塞材の被焼成体、 前記セラミ ック放電管の被焼成体および前記封止材成分層を 焼結させることを特徵とする、 髙圧放電灯の製造方法。
2 3 . 前記電流導体の外周面に環状突出部を形成し、 前記セラミ ック放電管の 中心軸方向に見て前記環状突出部と前記閉塞材の前記被焼成体とを対向させ、 前 記環状突出部と前記閉塞材の被焼成体との間に前記封止材成分層を形成すること を特徵とする、 請求項 2 2記載の高圧放電灯の製造方法。
2 4 . 前記電流導体の前記セラミ ック放電管の内部空間側に電極システムを取 り付け、 この際電極システムの先端側を前記セラミ ック放電管の中心軸の方へと 向かって曲折させ、 次いでこの電極システム付きの電流導体を前記閉塞材の被焼 成体の貫通孔内へと前記電極システムの方から揷入し、 この貫通孔の中に前記電 極システム付きの電流導体を固定することを特徴とする、 請求項 2 3記載の高圧 放電灯の製造方法。
2 5 . 請求項 1 5記載の高圧放電灯を製造する方法であって、 前記閉塞材の被焼成体の貫通孔にメタライズペーストを塗布し、 前記閉塞材の メタライズペース卜を塗布した貫通孔の所定位置に前記電流導体を揷通して前記 メタライズペーストを焼き付けることによつて前記電流導体を前記貫通孔内に固 定し、 次に前記セラミ ック放電管の被焼成体の端部の内面の所定位置に前記閉塞 材の被焼成体を揷入した後、 一体焼成することを特徴とする、 高圧放電灯の製造 方法。
2 6 . 前記メタライズペーストを、 前記閉塞材の貫通孔と直交する閉塞材の 2 つの主面のうち、 前記セラミック放電管の端部の内面に前記閉塞材を固定した際 セラミ ック放電管の外側となる主面にも塗布することを特徴とする、 請求項 2 5 記載の高圧放電灯の製造方法。
2 7 . 前記一体焼成後の閉塞材の前記主面に設けたメタライズ層の開気孔に対 してガラスを浸透させることを特徴とする、 請求項 2 6記載の高圧放電灯の製造 方法。
2 8 . 前記閉塞材の前記被焼成体の前記セラミ ック放電管と接する角部に面取 り部を設け、 次いで前記一体焼成を行うことを特徴とする、 請求項 2 5〜 2 7の いずれか一つの請求項に記載の高圧放電灯の製造方法。
2 9 . 筒状の第一の熱膨張緩和材の被焼成体と筒状の第二の熱膨張緩和材の被 焼成体とをそれぞれ成形し、 この際一体焼成後の前記第一の熱膨張緩和材の内径 および前記第二の熱膨張緩和材の内径が前記閉塞材の内径よりも大きくなるよう にし、 少なくとも前記閉塞材の被焼成体の貫通孔にメタライズペーストを塗布し 、 前記閉塞材の被焼成体、 前記第一の熱膨張緩和材の被焼成体および前記第二の 熱膨張緩和材の被焼成体の各貫通孔の所定位置に前記電流導体を揷通し、 前記メ タラィズペーストを焼き付け、 次にセラミ ック放電管の被焼成体の端部の内面の 所定位置に、 前記電流導体が固定された前記前記第一の熱膨張緩和材、 前記第二 の熱膨張緩和材および前記閉塞材を揷入した後、 一体焼成することを特徴とする 、 請求項 2 5記載の高圧放電灯の製造方法。
3 0 . メタライズペースト層を、 前記閉塞材の被焼成体と前記第一の熱膨張緩 和材の被焼成体との間に設け、 かつメタライズペース 卜層を前記閉塞材の被焼成 体と前記第二の熱膨張緩和材の被焼成体との間に設けることを特徵とする、 請求 項 2 9記載の高圧放電灯の製造方法。
3 1 . 前記一体焼成後の閉塞材のメタライズ層上であって、 前記第一の熱膨張 緩和材の貫通孔と前記電流導体との間でガラスを溶 ¾させることを特徵とする、 請求項 3 0記載の高圧放電灯の製造方法。
3 2 . 前記閉塞材の被焼成体の前記セラミ ック放電管と接する角部に面取り部 を設け、 前記第一の熱膨張緩和材の被焼成体の前記セラミ ック放電管と接する角 部に面取り部を設け、 かつ前記第二の熱膨張緩和材の被焼成体の前記セラミック 放電管と接する角部に面取り部を設けた後に前記一体焼成を行うことを特徴とす る、 請求項 2 9〜 3 1のいずれか一つの請求項に記載の高圧放電灯の製造方法。
3 3 . 請求項 1 6記載の高圧放電灯を製造するのに際して、
前記第一の閉塞材の被焼成体と前記第二の閉塞材の被焼成体との間にメタライ ズペーストを塗布して組み立てた後、 前記メタライズペース卜の焼き付けによつ て前記第一の閉塞材の被焼成体と前記第二の閉塞材の被焼成体とを一体化するこ とを特徵とする、 請求項 2 5記載の高圧放電灯の製造方法。
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