JPH1196968A

JPH1196968A - 高圧放電ランプおよび照明装置

Info

Publication number: JPH1196968A
Application number: JP25955297A
Authority: JP
Inventors: Akira Ito; 彰伊藤; Hisashi Honda; 久司本田; Atsushi Saida; 淳斉田; Seiji Ashida; 誠司芦田; Tatsuo Kotabe; 辰男小田部
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1997-09-25
Publication date: 1999-04-09
Anticipated expiration: 2017-09-25
Also published as: JP4111570B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】放電容器内に残留する水素および酸素を良好に
除去する。【解決手段】透光性セラミック放電容器１０１の両端の
端部部分１０１ｂ内に、封着性の部分１０３ａと耐ハロ
ゲン化物部分１０３ｂからなる給電導体１０３を挿入し
て、耐ハロゲン化物部分の先端に電極１０４を配設して
なり、端部部分と封着性の部分との間をセラミック封止
用コンパウンドのシール１０６によって気密に封着する
とともに、耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に水素およ
び酸素ゲッタ１０５を配設した。水素及び酸素ゲッタの
位置がゲッタ作用をするのに最適であり、又給電導体の
水素及び酸素透過性の部分にゲッタ作用をさせないの
で、給電導体が水素及び又は酸素を吸収して脆化して封
着性が損なわれることがない。水素及び酸素ゲッタは、
給電導体と放電容器の端部部分との間に挿入したセラミ
ックスリーブ１０２又は耐ハロゲン化物部分に支持させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック放電容
器を備えた高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】透光性アルミナなどの透光性セラミック
からなる放電容器を備えた高圧放電ランプは、石英ガラ
スに比較して耐熱性および耐食性に優れることから、優
れた寿命特性を有すること、およびジスプロシウムＤｙ
やナトリウムＮａなどの発光金属との反応による失透現
象が少なくて、したがってこれに伴う光束低下を抑制で
きると期待されている。

【０００３】一方、金属ハロゲン化物とともに放電空間
部内に水分すなわち酸素および水素が侵入しやすく、こ
れらの不純物が放電容器内に存在すると、放電を起こし
にくくしたり、タングステンとの反応を促進するなどの
悪影響がある。そこで、これらを排除するために、特開
平６−１９６１３１号公報においては、図７に示す構成
を提案している。

【０００４】図７は、従来の高圧放電ランプを示す断面
図である。

【０００５】この従来の高圧放電ランプは、以下に示す
構成である。

【０００６】すなわち、アルミナセラミック製のセラミ
ック放電容器１０を具え、この容器は放電空所１１を囲
み、これには金属ハロゲン化物を含むイオン化可能な充
填物を入れる。この場合の充填物は１ｍｇの水銀と、重
量比で６９：１０：２１のヨウ化ナトリウム、ヨウ化タ
リウムおよびヨウ化ジスプロシウムからなる３ｍｇの金
属ハロゲン化物で構成する。充填物はアルゴンすなわち
始動ガスを含む。ランプは最初の２つの金属ハロゲン化
物により５８９ｎｍおよび５３５ｎｍのところにてスペ
クトル線を呈し、さらに第３番目の金属ハロゲン化物成
分によって発生される多数のスペクトル線も呈する。ヨ
ウ化ジスプロシウムの代わりに、たとえばヨウ化スカン
ジウム、ヨウ化イットリウム、ヨウ化ホルミウムまたは
ヨウ化ツリウムのような別の希土類のハロゲン化物を用
いることができる。充填物は、ヨウ化錫のような、作動
中に連続スペクトルを放射するハロゲン化物で構成する
こともできる。放電容器１０内には第１および第２電極
４０ａ、４０ｂを配置する。各電極４０ａ、４０ｂは、
長さが３ｍｍで、直径が３００μｍのタングステン棒の
遊端に８００μｍの距離にわたって直径が１７０μｍの
タングステン製の単一ワイヤを巻回して形成する。放電
容器１０は電極４０ａ、４０ｂとの間に延在する中央区
分２０を有し、また、この中央区分の両側にはこれに接
続した第１および第２の円筒状端部区分３０ａ、３０ｂ
を有している。これらの各円筒状の端部区分は給電導体
５０ａ、５０ｂをわずかな隙間をもって囲み、給電導体
は各電極４０ａ、４０ｂに接続する。各端部区分にはセ
ラミック封止用コンパウンドのシール３２ａ、３２ｂを
設け、これらのシールを経て関連する給電導体５０ａ、
５０ｂを外部に出す。中央区分２０の内部の長さは１０
ｍｍとし、外径は７．６ｍｍとし、壁厚は０．８ｍｍと
した。この場合には、中央区分２０の方を向いており、
しかも端部区分３０ａ、３０ｂを形成する管３０ａ’、
３０ｂ’の端部３１ａ、３１ｂの各々をリング２２ａ、
２２ｂ内に固定させる。厚さが２ｍｍの各リング２２
ａ、２２ｂは中央区分２０を形成する管２０’の端部２
３ａ、２３ｂに固着する。端部３１ａ、３１ｂ、リング
２２ａ、２２ｂおよび中央区分の端部２３ａ、２３ｂは
端部区分３０ａ、３０ｂと中央区分２０とを相互接続す
る転移部を形成する。端部区分３０ａ、３０ｂの外径は
中央区分２０の外径に比べて小さくし、これらの端部区
分をここでは２．６ｍｍとした。端部区分３０ａ、３０
ｂの内径Ｄは約０．７６ｍｍとした。各給電導体５０
ａ、５０ｂは、放電空所１１の方を向いており、しかも
直径が０．７０ｍｍの耐ハロゲン化物のモリブデン棒に
より形成した部分５１ａ、５５１ｂと、放電空所とは反
対側を向いており、しかも水素および酸素に対して透過
性の０．７２ｍｍの太さのニオブ製の棒で形成した部分
５２ａ、５２ｂとで構成する。端部部分３０ａ、３０ｂ
と、そこを通過した耐ハロゲン化物部分５１ａ、５１ｂ
との間の隙間の平均値は約０．０３ｍｍとした。

【０００７】耐ハロゲン化物部分５１ａ、５１ｂは端部
区分３０ａ、３０ｂの内側に７ｍｍの距離Ｌ１にわたり
延在させる。この距離Ｌ１は端部区分の内径Ｄを２ｍｍ
増分させた２．７６ｍｍよりも大きくする。耐ハロゲン
化物部分５１ａ、５１ｂは、その表面を粗くし、艶なし
面とすることにより、この表面の放射吸収係数を０．２
よりも大きくし、この場合の吸収係数は０．２２とし
た。

【０００８】水素および酸素透過性部分５２ａ、５２ｂ
は端部区分３０ａ、３０ｂの内側に５ｍｍの距離Ｌ２に
わたって延在させる。この距離は端部区分の内径Ｄの３
倍（約２〜３ｍｍ）よりも大きくする。セラミック封止
用コンパウンドのシール３２ａ、３２ｂは、透過性部分
５２ａ、５２ｂの端部５４ａ、５４ｂが長さＬ３にわた
り露出し、約２ｍｍの距離にわたり端部区分の内部の透
過性部分のまわりに残存するように設ける。

【０００９】上記高圧放電ランプの公称作動時における
ランプの消費電力は７０Ｗで、５０００時間の耐久試験
をした結果、透過性部分５２ａ、５２ｂに殆ど腐食は見
つからず、再点弧電圧対ランプ電圧の比が２以下であっ
た、旨記述されている。

【００１０】さらに、上記従来技術には、第１段階の仮
封着状態において水素および酸素透過性部分の内端をセ
ラミック封止用コンパウンドから端部部分内に露出さ
せ、放電容器を加熱して残留水素および酸素を透過性部
分の露出した部分に吸収させた後に、第２段階としてセ
ラミック封止用コンパウンドを再加熱により溶融させて
透過性部分の露出部をセラミック封止用コンパウンドで
被覆することも記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】実際には、水素および
酸素透過性部分５２ａ、５２ｂとセラミック封止用コン
パウンドのシール３２ａ、３２ｂとの間には、微妙な熱
膨張係数の相違を避けられない。上記透過性部分５２
ａ、５２ｂに延性や展性がある状態においては、透過性
部分５２ａ、５２ｂが緩衝の役目を果たすために、上記
シール３２ａ、３２ｂにより所要の気密性が得られる。

【００１２】しかしながら、上記従来技術における水素
および酸素透過性部分５２ａ、５２ｂを構成するニオブ
は、放電空所内の多くの残存水素および酸素を吸着する
と、延性や展性を失って脆化する性質がある。このた
め、セラミック封止用コンパウンドに対する緩衝作用が
なくなり、気密性を維持できなくなるという問題があ
る。

【００１３】また、後者の場合、水素および酸素透過性
部分であるニオブの内部露出部をセラミック封止用コン
パウンドによって被覆するということは、同時に耐ハロ
ゲン化物部分の少なくとも上記透過性部分と接続してい
る基部をセラミック封止用コンパウンドによって被覆す
ることになる。耐ハロゲン化物部分を構成するタングス
テンやモリブデンは、熱膨張係数がニオブなどの耐ハロ
ゲン化物部分に比較して小さいので、高圧放電ランプの
点滅の繰り返しに伴い、耐ハロゲン化物部分とセラミッ
ク封止用コンパウンドとの間の第１の部分が剥離し、透
過性部分と耐ハロゲン化物部分との境界部からセラミッ
ク封止用コンパウンドおよび放電容器の端部部分に向か
う第２の部分にクラックが生じやすい。

【００１４】第１の部分に剥離を生じると、水素および
酸素透過性部分がハロゲン化物に接触するために、透過
性部分が腐食により劣化する。

【００１５】また、第２の部分にクラックを生じると、
リークが生じて放電容器の気密性が損なわれる。

【００１６】本発明は、放電容器中の水素および酸素の
除去を給電導体の水素および酸素透過性部分に本質的に
依存する必要がなく、しかもハロゲン化物の混入するな
どにより放電容器に残留する水素および酸素を良好に除
去することができる高圧放電ランプおよびこれを用いた
照明装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の高圧放
電ランプは、放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい端部部
分を備えた透光性セラミック放電容器と；封着性の部分
および封着性の部分の先端に基端部が接続している耐ハ
ロゲン化物部分を備え、透光性セラミック放電容器の端
部部分内を貫通するとともに、端部部分との間にわずか
な隙間を形成する給電導体と；膨出部内に配設されて給
電導体に接続した電極と；放電容器の端部部分および給
電導体を封着するセラミック封止用コンパウンドと；少
なくとも一方の端部部分内において耐ハロゲン化物部分
の基端部近傍に配設された水素および酸素ゲッタと；金
属ハロゲン化物を含み放電空間部内に封入された放電媒
体と；を具備していることを特徴としている。

【００１８】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１９】「セラミック放電容器」とは、単結晶の金
属酸化物たとえばサファイヤと、多結晶の金属酸化物た
とえば半透明の気密性アルミニウム酸化物（ＤＧＡ）、
イットリウム−アルミニウム−ガーネット（ＹＡＧ）お
よびイットリウム酸化物（ＹＯＸ）と、多結晶非酸化物
たとえばアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）のような耐火材
料製の放電容器を意味する。

【００２０】なお、透光性とは、放電による発光を放電
容器を透過して外部に導出できる程度に透過すればよ
く、透明および拡散透光性のいずれでもよい。

【００２１】セラミック放電容器を製作するには、最初
から膨出部および端部部分を一体に成形することができ
る。これと異なる方法としては、円筒体および円筒体の
両端を閉塞する中心孔明きの一対の端板で膨出部を、ま
た端板の中心孔に細長いチューブを挿入して端部部分
を、それぞれ形成し、焼結して一体化してもよい。

【００２２】「給電導体」とは、電源からバラスト手段
を介して電極間に電圧を印加して、高圧放電ランプを始
動し、電流を導入して点灯するために、機能するもので
あって、放電容器に気密にシールされ、電極に接続する
部材をいう。そして、給電導体は、放電容器との良好な
気密を得るために、封着性の部分とこれに続く耐ハロゲ
ン化物部分とからなり、主として封着性の部分で放電容
器の端部部分にセラミック封止用コンパウンドのシール
を介して固着される。

【００２３】「封着性の部分」とは、セラミック封止用
コンパウンドのシールにより、放電容器を、その端部部
分と封着性の部分との間で、またはセラミックスリーブ
がさらに介在してシールするのに適した材料の部分であ
ればよく、たとえばチタン、ジルコニウム、ハフニウ
ム、バナジウム、ニオブおよびタンタルあるいはこれら
の合金を用いることができる。また、封着性の部分とし
ては、水素および酸素に対する透過性は問わないが、上
記した材料は結果的に水素および酸素透過性材料と同じ
である。しかし、本発明においては、封着性の部分はゲ
ッタとして用いない点が特徴的な構成である。放電容器
にＤＧＡを用いる場合、ニオブおよびタンタルはそれら
の平均熱膨張係数がＤＧＡとほぼ同一であるから、封着
性の部分としてニオブおよびまたはタンタルを用いるの
が好適である。酸化イットリウムおよびＹＡＧの場合も
差が少ない。窒化アルミニウムをセラミック放電容器と
して用いる場合には、封着性の部分としてジルコニウム
を用いるとよい。

【００２４】「耐ハロゲン化物部分」とは、高圧放電ラ
ンプの作動中に放電空間容器内に存在するハロゲン化物
および遊離ハロゲンによる腐食作用が殆どないしは全く
起こらない物質からなる部分であることを意味し、たと
えばタングステン、モリブデン、プラチナ、イリジウ
ム、レニウムおよびロジウムからなるグループから選択
された金属あるいはこれらの金属の少なくとも一種の珪
化物、炭化物または窒化物の１種または複数種からなる
部分であり、異なる材質の心材に対して上記材料で被覆
したものであってもよい。

【００２５】「わずかな隙間」とは、給電導体および放
電容器の端部部分の内面との間に形成される空所が少な
くとも５μｍで、最大でも端部部分の内径の１／４の大
きさで、約２００μｍ以下の空所を意味する。したがっ
て、端部部分を貫通する給電導体の耐ハロゲン化物部分
の直径は、端部部分の内径の少なくとも１／２とする。

【００２６】また、上記わずかな隙間は、端部部分と給
電導体との間にセラミックスリーブを介在させて形成す
ることもできる。この場合、わずかな隙間は給電導体と
セラミックスリーブとの間およびセラミックスリーブと
端部部分の内面との間に形成される。

【００２７】さらに、わずかな隙間は、給電導体の耐ハ
ロゲン化物部分を棒体と、棒体に巻回したコイルの外周
面と端部部分の内面との間に形成することもできる。

【００２８】さらにまた、わずかな隙間は、高圧放電ラ
ンプの作動中その中に余剰のハロゲン化物が液化状態で
侵入して最冷部を形成するが、隙間の間隔を適当に設定
することにより、所望の最冷部温度にすることができ
る。

【００２９】「セラミックスリーブ」とは、放電容器を
構成することができる前述の材料と同一材料またはサー
メットからなるスリーブであることを許容する。

【００３０】セラミックスリーブを用いることにより、
わずかな隙間を形成しやすい。また、セラミックスリー
ブを給電導体の封着性の部分の先端部側の部分を包囲す
るように、すなわち耐ハロゲン化物部分との境界部近傍
に、配設することにより、良好な封着を得ることができ
る。

【００３１】「水素および酸素ゲッタ」は、給電導体と
は別に配設するもので、その配設位置は耐ハロゲン化物
部分および封着性の部分の境界部側に位置する耐ハロゲ
ン化物部分すなわち基端部近傍とする。

【００３２】水素および酸素ゲッタを上記の位置に規定
する理由は次のとおりである。すなわち、水素および酸
素ゲッタを前記耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に配設
すると、同ゲッタを高圧放電ランプの点灯中にゲッタ作
用に効果的な４００〜７５０℃の温度に維持しやすいか
らである。なお、４００℃を下回ると、不純物吸収作用
が不十分であり、また７５０℃を超えると、ハロゲンと
の反応が激しくなり、発光金属とゲッタ金属たとえばニ
オブとの交換が発生して、発光効率の低下や発光色の変
化を生じやすくなる。

【００３３】ところで、水素および酸素ゲッタを支持す
る手段および形状は問わない。しかし、水素および酸素
ゲッタを細い線条に成形して耐ハロゲン化物部分に巻回
するか、給電導体の回りにセラミックスリーブを配設す
る場合には、当該スリーブの外側に巻回することによ
り、支持が容易になる。

【００３４】また、水素および酸素ゲッタは、放電容器
中の水素および酸素を吸収した後にセラミック封止用コ
ンパウンドによって被覆されてもよい。すなわち、給電
導体の封着性の部分をセラミック封止用コンパウンドの
シールにより放電容器の端部部分に封止してから、放電
容器を水素および酸素が放出される温度まで加熱する。
この加熱によって放出された水素および酸素がゲッタに
吸収される。次に、セラミック封止用コンパウンドのシ
ール部分を再度加熱すると、同コンパウンドが溶融して
水素および酸素ゲッタの上まで延在して当該ゲッタを被
覆する。

【００３５】水素および酸素ゲッタとしては、給電導体
の封着性の部分と同一の材料を用いることができる。

【００３６】そうして、本発明においては、給電導体の
封着性の部分とは別に耐ハロゲン化物部分の基端部近傍
に水素および酸素ゲッタを配設したことにより、ゲッタ
として最適な作動温度に維持しやすく、良好なゲッタ作
用を発揮する。しかも、給電導体の封着性の部分は、ゲ
ッタ作用を行う前に上記ゲッタが作用するから、封着性
の部分が水素および酸素を吸収して延性および展性を失
い、脆化するようなことがないために、セラミック封止
用コンパウンドに対して緩衝作用を継続的に行う。この
ため、放電容器は常に高い気密性を維持することができ
る。

【００３７】また、放電容器内の残存水素および酸素
は、水素および酸素ゲッタによって吸収されるから、始
動電圧が上昇したり、放電容器の黒化を招くことがな
く、したがって良好な寿命特性を示す高圧放電ランプを
提供する。

【００３８】請求項２の発明の高圧放電ランプは、請求
項１記載の高圧放電ランプにおいて、給電導体の封着性
の部分の少なくとも先端部側の部分を包囲して放電容器
の端部部分内に挿入されたセラミックスリーブを備え；
セラミック封止用コンパウンドは、封着性の部分の先端
部側の部分をセラミックスリーブとの間において被覆し
ていること；を特徴としている。

【００３９】封着性の部分の先端部側の部分の周囲を包
囲するようにセラミックスリーブを配設して、上記先端
部側の部分をセラミック封止用コンパウンドのシールで
被覆すると、封着性の部分および耐ハロゲン化物部分の
境界部を起点とするセラミック封止用コンパウンドのシ
ールおよび放電容器の端部部分のクラックが発生しなく
なることが分かった。

【００４０】また、封着性の部分の先端側の部分をセラ
ミック封止用コンパウンドのシールによって被覆すると
いうことは、封着性の部分の先端に接合している耐ハロ
ゲン化物部分の基端部側の部分がセラミック封止用コン
パウンドのシールによって被覆されるという必然的結果
を伴う。このような場合、従来技術においては、耐ハロ
ゲン化物部分の基端部側の部分とセラミック封止用コン
パウンドのシールとが剥離する問題もあったが、本発明
においては剥離が発生しにくくなることが分かった。

【００４１】請求項３のい発明の高圧放電ランプは、請
求項１または２記載の高圧放電ランプにおいて、端部部
分内に挿入されたは、セラミックスリーブを備え；水素
および酸素素ゲッタは、セラミックスリーブに支持され
ている；ことを特徴としている。

【００４２】本発明は、セラミックスリーブに水素およ
び酸素ゲッタを支持させる具体的な手段を問わないが、
たとえばセラミックスリーブの外面のゲッタ支持予定部
に溝を形成して、当該溝に水素および酸素ゲッタの線条
を巻回することにより、支持する。しかし、ゲッタは、
板状に成形してもよい。

【００４３】セラミックスリーブに水素および酸素ゲッ
タを支持させても、当該ゲッタは、所期の作用を発揮す
る。また、上記構成により水素および酸素ゲッタの支持
が容易となる。

【００４４】また、セラミックスリーブの既述の作用は
変わらない。

【００４５】請求項４の発明の高圧放電ランプは、請求
項１または２記載の高圧放電ランプにおいて、水素およ
び酸素ゲッタは、給電導体の耐ハロゲン化物部分に支持
されていることを特徴としている。

【００４６】水素および酸素ゲッタを耐ハロゲン化物部
分に支持させるには、たとえば当該ゲッタを線条にして
耐ハロゲン化物部分に巻回することにより、実現するこ
とができる。さらに、ゲッタを耐ハロゲン化物部分に溶
接してもよいが、巻回だけで移動しなければ、溶接しな
くてもよい。

【００４７】ゲッタは、板状などにしてもよい。

【００４８】請求項５の発明の高圧放電ランプは、請求
項４記載の高圧放電ランプにおいて、端部部分は、水素
および酸素ゲッタの位置より放電空間部側であって、か
つ耐ハロゲン化物部分を包囲して放電容器の端部部分内
に挿入されたセラミックスリーブを備えていることを特
徴としている。

【００４９】本発明において、セラミックスリーブは、
給電導体および放電容器の端部部分とセラミックスリー
ブとの間に、液状のハロゲン化物が侵入して最冷部とな
るわずかな隙間を形成する。

【００５０】もし要すれば、上記に加えて封着性の部分
の先端部および耐ハロゲン化物部分の基端部の周囲に第
２のセラミックスリーブを配設することができる。この
第２のセラミックスリーブは、耐ハロゲン化物部分の基
端部と封着性の部分との境界部を起点とするセラミック
封止用コンパウンドのシールおよびセラミック放電容器
の端部部分に生じるクラックを防止するとともに、耐ハ
ロゲン化物とセラミック封止コンパウンドのシールとの
間の剥離を防止する。

【００５１】請求項６の発明の高圧放電ランプは、請求
項１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプにおい
て、透光性セラミック放電容器は、スピネル構造を備え
たセラミックからなることを特徴としている。

【００５２】本発明は、スピネル構造を有するセラミッ
クたとえばスピネルＭｇＡｌ2Ｏ4により放電容器を構成
すると、セラミックが水素および酸素に対してゲッタと
して作用することを本発明者は発見した。このため、放
電空間中のハロゲン化物が反応する際の核となるＯＨ基
が放電容器に吸収されてなくなる。このため、従来不可
能であった反応性の高い発光金属を封入することも可能
になる。なお、スピネル構造のセラミックを放電容器に
用いると、耐ハロゲン化物部分との封着性も向上するこ
とが分かった。

【００５３】スピネルを形成するには、アルミナに酸化
マグネシウムＭｇＯを２００〜８００ｐｐｍ好ましくは
約６００ｐｐｍ混合することにより、実現できる。

【００５４】請求項７の発明の照明装置は、照明装置本
体と；照明装置本体に装着される請求項１ないし６のい
ずれか一記載の高圧放電ランプと；を具備していること
を特徴としている。

【００５５】本発明は、上述した本発明の高圧放電ラン
プを光源として何らかの目的のために利用する全ての装
置に適応するもので、これらの装置を包括的に照明装置
という。たとえば、各種照明器具、表示用装置および投
光装置などである。照明器具としては、屋外用および屋
内用の照明器具を含む。投光装置としては、液晶プロジ
クタ、オーバヘッドプロジェクタ、サーチライト、移動
体用ヘッドランプなどに適用することができる。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００５７】図１は、本発明の高圧放電ランプの第１の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【００５８】図において、１０１は放電容器、１０２は
セラミックスリーブ、１０３は給電導体、１０４は電
極、１０５は水素および酸素ゲッタ、１０６はセラミッ
ク封止用コンパウンドのシール、１０７はわずかな隙間
である。

【００５９】放電容器１０１は、透光性アルミナセラミ
ックからなり、膨出部１０１ａおよび端部部分１０１
ｂ、１０１ｂを備えている。

【００６０】膨出部１０１ａは、内径１３ｍｍ、全長３
５ｍｍ、肉厚約１ｍｍであり、円筒部およびその両端に
位置する一対の円錐状部分からなる。

【００６１】端部部分１０１ｂは、内径２．２ｍｍ、長
さ１５ｍｍ、肉厚約１ｍｍの円筒状をなしている。

【００６２】セラミックスリーブ１０２は、アルミナか
らなり、外径２ｍｍ、内径１ｍｍ、長さ１５ｍｍの円筒
状をなしている。そして、セラミックスリーブ１０２の
外端部から５ｍｍの位置において、周囲に幅約１ｍｍ、
深さ０．３ｍｍの溝１０２ａが形成されている。

【００６３】給電導体１０３は、封着性の部分１０３ａ
および耐ハロゲン化物部分１０３ｂからなる。

【００６４】封着性の部分１０３ａは、外径０．９ｍ
ｍ、長さ４ｍｍのニオブの棒からなる。

【００６５】耐ハロゲン化物部分１０３ｂは、外径０．
７ｍｍのタングステンの棒からなり、封着性の部分１０
３ａの先端にレーザにより溶接されている。

【００６６】電極１０４は、外径０．５ｍｍのタングス
テン線を耐ハロゲン化物部分１０３ｂの先端部に２重巻
回して構成されている。

【００６７】水素および酸素ゲッタ１０５は、外径０．
５ｍｍのニオブ線からなり、セラミックスリーブ１０２
の周囲に形成された溝１０２ａに３〜４ターン巻回され
て支持されている。

【００６８】セラミック封止用コンパウンドのシール１
０６は、Ａｌ₂Ｏ₃−ＳｉＯ₂−Ｄｙ₂ Ｏ₃系のガラスフリ
ットを溶融固化してなり、放電容器１０１の端部部分１
０１ｂ、セラミックスリーブ１０２および給電導体１０
３の封着性の部分１０３ａを気密にシールしている。

【００６９】そうして、耐ハロゲン化物部分１０３ｂお
よびセラミックスリーブ１０２の内面の間と、セラミッ
クスリーブ１０２の外面および放電容器１０１の端部部
分１０１ｂの内面の間とにわずかな隙間１０７が形成さ
れている。

【００７０】また、放電容器１０１の内部に放電媒体と
して、始動用ガス、発光金属のハロゲン化物および緩衝
用の水銀が封入されている。

【００７１】始動用ガスは、アルゴン５０ｔｏｒｒであ
る。

【００７２】発光金属のハロゲン化物は、ヨウ化ジスプ
ロシウム、ヨウ化タリウムおよびヨウ化ナトリウムの混
合物が３０ｍｇである。

【００７３】得られた高圧放電ランプは、交流１００Ｖ
電源においてランプ電力２５０Ｗで作動する。

【００７４】本実施形態の高圧放電ランプと、ゲッタを
備えない以外は上記と同一仕様である比較例の高圧放電
ランプとを点灯試験した結果、１００時間の発光効率は
ともに９０ｌｍ／Ｗ、相関色温度４０００Ｋであった
が、６０００時間経過後本実施形態は１００時間値の８
５％であった。これに対して、比較例は同じく７５％で
あった。

【００７５】また、ランプ電圧は、本実施形態が＋１５
Ｖ以下であったが、比較例が＋２５Ｖであった。

【００７６】次に、上記高圧放電ランプの製造方法につ
いて説明する。

【００７７】封着性の部分１０３ａと先端部に電極１０
４を装着した耐ハロゲン化物部分１０３ｂとを溶接して
給電導体１０３を製作し、これをセラミックスリーブ１
０２に挿入して、封着構体Ｍを構成する。

【００７８】次に、封着構体Ｍを透光性セラミック放電
容器１０１の一方の端部部分１０１ｂに挿入し、予めリ
ング状に成形したセラミック封止用コンパウンドを放電
容器１０１の端部部分１０１ｂの端面に載置して、真空
または希ガス雰囲気中で加熱することにより、セラミッ
ク封止用コンパウンドを溶融させ、所定の位置まで延在
させてシール１０６を形成する。

【００７９】その後、ドライボックス内でハロゲン化物
のペレットおよび水銀を他方の端部部分から放電容器１
０１内へ導入してから、他方の端部部分に封着構体Ｍを
挿入し、リング状に成形したセラミック封止用コンパウ
ンドを端部部分の端面に載置して、アルゴン雰囲気中で
加熱して放電容器１０１を気密に封止して、高圧放電ラ
ンプの形態を得る。

【００８０】以上の工程で給電導体１０２の封着性の部
分は完全にセラミック封止用コンパウンドのシール１０
６によって包囲されている。

【００８１】次に、６５０℃の真空雰囲気中において、
高圧放電ランプを約２時間加熱する。この工程におい
て、放電容器中のハロゲン化物のペレットは溶融して、
内部に含有されていた水分が放電容器内に放出される。
そして、放出された水分は水素および酸素ゲッタ１０５
に吸収されるために、放電容器１０１内はクリーンナッ
プされる。

【００８２】なお、加熱温度が高いほど不純ガスは早く
吸収されるが、加熱温度が７５０℃を超えると、セラミ
ック封止用コンパウンドのシールが損傷を受ける恐れが
あるので、実用的には６００〜７００℃が望ましい。

【００８３】さらに、放電容器内のクリーンナップは、
その後の放電による熱によっても行われる。

【００８４】図２は、本発明の高圧放電ランプの第２の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【００８５】次において、図１と同一部分には同一符号
を付して説明は省略する。

【００８６】本実施形態は、給電導体１０３およびセラ
ミックスリーブ１０２の定置が容易になるようにした点
で異なる。

【００８７】すなわち、封着性の部分１０３ａをセラミ
ックスリーブ１０２に対して位置決めするために、セラ
ミックスリーブ１０２に接する位置に加締め部ｋを形成
している。

【００８８】一方、放電容器１０１の端部部分１０１ｂ
の外端部の内面に周段部ｓを形成するとともに、セラミ
ックスリーブ１０２の外端部の外面に周凸部ｐを形成す
る。

【００８９】そうして、給電導体１０３をセラミックス
リーブ１０２に挿入して、加締め部ｋがセラミックスリ
ーブ１０２の端面に当接させる。また、セラミックスリ
ーブ１０２を端部部分１０１ｂ内に挿入して、周凸部ｐ
を端部部分１０１ｂの周段部ｓに当接させる。この状態
でセラミック封止用コンパウンドのシール１０６を形成
して放電容器１０１を気密にする。このように構成すれ
ば、重力により所定の位置に給電導体１０３およびセラ
ミックスリーブ１０２を固定することができる。なお、
周段部ｓおよび周凸部ｐの係止により、セラミック封止
用コンパウンドのシールの流下位置を規制することがで
きる。

【００９０】図３は、本発明の高圧放電ランプの第３の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【００９１】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９２】本実施形態は、セラミックスリーブが２分
割されている点で異なる。

【００９３】すなわち、第１のセラミックスリーブ１０
２_Aはセラミック封止用コンパウンドのシール１０６に
寄与し、第２のセラミックスリーブ１０２_Bは耐ハロゲ
ン化物部分１０３ｂの回りにわずかな隙間１０７を形成
するのに寄与する。

【００９４】両セラミックスリーブ１０２_Aおよび１０
２_Bの間を利用して水素および酸素ゲッタ１０５を耐ハ
ロゲン化物部分１０１ｂに巻回して配設している。

【００９５】第２のセラミックスリーブ１０２_Bを位置
決めするためにストッパ１０８を用いている。

【００９６】図４は、本発明の高圧放電ランプの第４の
実施形態を示す要部拡大断面図である。

【００９７】図において、図３と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００９８】本実施形態は、封着性の部分がニオブキャ
ップ１０３ａ’から構成されている点で異なる。

【００９９】すなわち、端部部分１０１ｂとニオブキャ
ップ１０３ａ’との間にセラミック封止用コンパウンド
のシール１０６が形成されて放電容器１０１は気密にな
っている。

【０１００】また、水素および酸素ゲッタ１０５は、耐
ハロゲン化物部分１０３ｂの基端部に巻回されている。
耐ハロゲン化物部分１０３ｂの中間部がセラミックスリ
ーブ１０２_Cに挿入され、水素および酸素ゲッタ１０５
とストッパ１０８との間に固定されている。このセラミ
ックスリーブ１０２_Cはわずかな隙間１０７を形成して
いる。

【０１０１】図５は、本発明の高圧放電ランプの第５の
実施形態を示す正面図である。

【０１０２】図において、１０９は発光管、１１０は支
持導体、１１１は支持バンド、１１２は絶縁チューブ、
１１３は導体枠、１１４はフレアステム、１１５は外
管、１１６は口金、１１７は導線である。

【０１０３】発光管１０９は、図１に示す実施形態と同
一構造の高圧放電ランプである。

【０１０４】支持導体１１０は、発光管１０９の図にお
いて上方の封着性の部分１０３ａに溶接されて発光管１
０９を支持するとともに、電流を導入する。

【０１０５】支持バンド１１１は、絶縁チューブ１１２
を介して発光管１０９の図において下方の封着性の部分
１０３ａを絶縁的に支持している。

【０１０６】導体枠１１３は、発光管１０９の外側に間
隔をおいて配置され支持導体１１０および支持１１１の
両端部を溶接して支持し、上端部には弾性接触片１１３
ａ、１１３ａを備えている。

【０１０７】フレアステム１１４は、一対の内部リード
線１１４ａ、１１４ｂを備え、その一方の内部リード線
１１４ａに導体枠１１３の図において下端を溶接して発
光管１０９を所定の位置に支持している。他方の内部リ
ード線１１４ｂは、導線１１６を介して発光管１０９の
図において下方の封着性の部分に接続している。

【０１０８】外管１１５は、円筒状のＴ形バルブからな
り、図において下部のネック部にフレアステム１１４を
封着して以上説明した各部材を内部に気密に収納してい
る。なお、導体枠１１３の接触片１１３ａは、外管１１
５の先端部近傍の内面に弾性的に接触し、外部から印加
される衝撃に対して、導体枠１１３を保護し、かつ外管
１１５に対して所定の位置に保持する。また、外管１１
５内は、排気されて真空状態にされるか、排気後不活性
ガスを封入される。

【０１０９】口金１１６は、外管１１５のネック部に固
着されるとともに、フレアステム１１４の一対の内部リ
ード線に電気的に接続されている。

【０１１０】なお、図示しないが、外管１１５内には、
イニシャルゲッタおよびパーフォーマンスゲッタを配設
必要に応じて配設する。

【０１１１】そうして、以上説明した本発明の第５の実
施形態の高圧放電ランプは、一般照明用として使用する
ことができる。

【０１１２】図６は、本発明の照明装置の一実施形態に
おける天井埋込形ダウンライトを示す断面図である。

【０１１３】図において、１１８は高圧放電ランプ、１
１９はダウンライト本体である。

【０１１４】高圧放電ランプ１１８は、図５に示す構造
のものと同一構造である。

【０１１５】ダウンライト本体１１９は、基体１１９
ａ、ソケット１１９ｂおよび反射板１１９ｃなどを備え
ている。

【０１１６】基体１１９ａは、天井に埋め込まれるため
に、下端に天井当接縁ｅを備えている。

【０１１７】ソケット１１９ｂは、基体１１９ａに装着
されている。

【０１１８】反射板１１９ｃは、基体１１９ａに支持さ
れているとともに、高圧放電ランプ１１８の発光中心が
そのほぼ中心に位置するように包囲している。

【０１１９】

【発明の効果】請求項１ないし６の各発明によれば、給
電導体の耐ハロゲン化物部分の基端部近傍に水素および
酸素ゲッタを配設したことにより、水素および酸素ゲッ
タを最適な作動温度に維持しやすく、したがって良好な
ゲッタ作用を発揮するから、たとえ透光性セラミック放
電容器に封着される給電導体の封着性の部分に水素およ
び酸素ゲッタと同一材質のものが使用されていたとして
も、当該部分をゲッタとして作用させないため、封着性
の部分が水素およびまたは酸素を吸収して延性および展
性を失い、脆化することがなく、セラミック封止用コン
パウンドに対して緩衝作用を継続的に行う高圧放電ラン
プを提供することができる。

【０１２０】請求項２の発明によれば、加えて封着性の
部分の先端部側の部分をセラミックスリーブによって包
囲したことにより、封着性の部分の先端部と耐ハロゲン
化物部分の基端部との境界部を起点とするセラミック封
止用コンパウンドおよび放電容器の端部部分のクラック
が発生しにくく、また耐ハロゲン化物部分の基端側の部
分とセラミック封止用コンパウンドとの剥離が生じにく
い高圧放電ランプを提供することができる。

【０１２１】請求項３の発明によれば、加えて水素およ
び酸素ゲッタを端部部分のセラミックスリーブに支持さ
せたことにより、水素および酸素ゲッタの支持が容易な
高圧放電ランプを提供することができる。

【０１２２】請求項４の発明によれば、加えて水素およ
び酸素ゲッタを耐ハロゲン化物部分に支持させたことに
より、セラミックスリーブを用いない場合に好適な高圧
放電ランプを提供することができる。

【０１２３】請求項５の発明によれば、加えて水素およ
び酸素ゲッタの位置より放電空間側の耐ハロゲン化物部
分の周囲にセラミックスリーブを配設したことにより、
わずかな隙間を耐ハロゲン化物部分の周囲に形成しやす
い高圧放電ランプを提供することができる。

【０１２４】請求項６の発明によれば、加えてセラミッ
ク放電容器をスピネル構造を備えたセラミックによって
形成したことにより、セラミックが水素および酸素を吸
収するため、ゲッタとして作用する高圧放電ランプを提
供することができる。

【０１２５】請求項７の発明によれば、請求項１ないし
６の効果を有する照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高圧放電ランプの第１の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図２】本発明の高圧放電ランプの第２の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図３】本発明の高圧放電ランプの第３の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図４】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示
す要部拡大断面図

【図５】本発明の高圧放電ランプの第４の実施形態を示
す正面図

【図６】本発明の照明装置の一実施形態における天井埋
込形ダウンライトを示す断面図

【図７】従来の高圧放電ランプを示す拡大断面図

【符号の説明】

１０１…放電容器１０１ａ…膨出部１０１ｂ…端部部分１０２…セラミックスリーブ１０２ａ…溝１０３…給電導体１０３ａ…封着性の部分１０３ｂ…耐ハロゲン化物部分１０４…電極１０５…水素および酸素ゲッタ１０６…セラミック封止用コンパウンドのシール１０７…わずかな隙間

フロントページの続き (72)発明者芦田誠司東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者小田部辰男東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放電空間を包囲する膨出部および膨出部の
両端に連通して配置され膨出部より内径が小さい端部部
分を備えた透光性セラミック放電容器と；封着性の部分
および封着性の部分の先端に基端部が接続している耐ハ
ロゲン化物部分を備え、透光性セラミック放電容器の端
部部分内を貫通するとともに、端部部分との間にわずか
な隙間を形成する給電導体と；膨出部内に配設されて給
電導体に接続した電極と；端部部分および給電導体を封
着するセラミック封止用コンパウンドのシールと；少な
くとも一方の端部部分内において耐ハロゲン化物部分の
基端部近傍に配設された水素および酸素ゲッタと；金属
ハロゲン化物を含み放電空間部内に封入された放電媒体
と；を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】給電導体の封着性の部分の少なくとも先端
部側の部分を包囲して放電容器の端部部分に挿入された
セラミックスリーブを備え；セラミック封止用コンパウ
ンドのシールは、封着性の部分の先端部側の部分をセラ
ミックスリーブとの間において被覆していること；を特
徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】放電容器の端部部分内に挿入されたセラミ
ックスリーブを備え；水素および酸素ゲッタは、セラミ
ックスリーブに支持されている；ことを特徴とする請求
項１または２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】水素および酸素ゲッタは、給電導体の耐ハ
ロゲン化物部分に支持されていることを特徴とする請求
項１または２記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】水素および酸素ゲッタの位置より放電空間
部側であって、かつ耐ハロゲン化物部分を包囲して放電
容器の端部部分内に挿入されたセラミックスリーブを備
えていることを特徴とする請求項４記載の高圧放電ラン
プ。
【請求項６】透光性セラミック放電容器は、スピネル構
造を備えたセラミックからなることを特徴とする請求項
１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】照明装置本体と；照明装置本体に装着され
る請求項１ないし６のいずれか一記載の高圧放電ランプ
と；を具備していることを特徴とする照明装置。