JP3589845B2

JP3589845B2 - Ceramic discharge lamp

Info

Publication number: JP3589845B2
Application number: JP00848298A
Authority: JP
Inventors: 満池内; 和之森; 晶司宮永; 卓也塚本
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1998-01-20
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: JPH11204086A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透光性セラミックスよりなるバルブを有するセラミック製放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、液晶表示装置のバックライト用光源や紫外線処理装置の光源として、高圧または低圧の水銀放電ランプやメタルハライドランプなどの放電ランプが使用されている。このような放電ランプでは、バルブの発光管部内に一対の電極（電極コイル）が対向配置されるとともに、水銀と希ガス、および必要に応じて各種の金属のハロゲン化物よりなる発光物質が封入されている。
放電ランプのバルブは、通常、石英ガラスにより形成され、球形または楕円球形の発光管部と、その両端に一体に連設された封止管部とを有してなり、先端に電極を有する電極構造体の後端部が、この封止管部において封着されて気密封止構造が形成されている。
【０００３】
一方、透光性材料として、アルミナ、イットリア、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（いわゆる「ＹＡＧ」）、ジルコニアなどの焼結体（透光性セラミックス）が知られており、これらは石英ガラスよりも機械的強度が大きくて耐熱温度も高いという利点を有している。このため、最近においては、透光性セラミックス、特に透光性アルミナでバルブを形成したセラミック製放電ランプが注目されている。このようなセラミック製放電ランプのバルブも、球形や楕円球形あるいは円筒状の形状を有する発光管部を備えている。
また、この発光管部の両端に一体に連設された封止管部と、これに挿通された電極構造体との間の間隙には封止用のフリットガラスが充填されて気密封止構造が形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、放電ランプの始動時においては発光管部の内面温度が急激に上昇する。特に、発光管部内に対向配置されている一対の電極の各々が、電極構造体の先端（電極棒）に電極コイルが巻回されて構成されている場合には、当該電極コイル間に生じるアーク（４５００〜５５００Ｋ）が発光管部の内面に接近するため、当該内面は瞬時にして高温になる。そして、当該発光管部には、内面温度と外面温度との差によって熱応力が発生する。
【０００５】
ここに、多結晶アルミナなどの透光性セラミックスは、高い耐熱温度を有するものの、線膨張率が大きく、ヤング率も大きく、不可避的に存在する結晶欠陥（例えば粒界または粒内での亀裂、異相、巨大結晶粒子）によって強度が低下するために、耐熱衝撃性においては石英ガラスに劣るものである。そのため、透光性セラミックスにより形成されたバルブの発光管部においては、始動時における内外面の温度差によって熱応力割れが発生しやすいという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上のような事情に基いてなされたものである。本発明の目的は、始動時（点灯初期）においてバルブの発光管部に熱応力割れを発生させることのないセラミック製放電ランプを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック製放電ランプは、楕円球形で最大外径が８．７〜１１．０ｍｍの発光管部（１１）とこの発光管部（１１）に一体に連設された封止管部（１２）とを有する、アルミナ多結晶体よりなる透光性セラミックスにより形成されたバルブ（１０）を備え、前記発光管部（１１）内に一対の電極が対向配置されるよう、当該電極を先端に有する電極構造体（２０）が前記封止管部（１２）に挿通された状態で気密封止構造が形成されてなるセラミック製放電ランプにおいて、前記電極構造体（２０）を構成する電極棒（２１）には、前記発光管部（１１）内に位置する部分に電極コイル（２２）が巻回され、当該電極コイル（２２）と発光管部（１１）の内面との間の最短距離（Ｌ）が０．６ｍｍ以上であり、前記発光管部（１１）の最大肉厚（ｔ）が１．２ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
電極コイルと発光管部の内面との間の最短距離を０．６ｍｍ以上とすると共に発光管部の最大肉厚を１．２ｍｍ以下とすることにより、電極コイル間に生じるアークによる発光管部の内面の温度上昇（内外面の温度差）を小さくすることができると共に、始動時において発光管部に発生する発光管部の内外面の温度差による熱応力を小さくすることができ、これにより、後述する実施例の結果からも明らかなように、当該発光管部に熱応力割れが発生することはない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセラミック製放電ランプについて詳細に説明する。
＜具体的構成例１＞
図１は、本発明のセラミック製放電ランプの一例を示す説明用断面図である。この例のセラミック製放電ランプを構成するバルブ１０は、放電空間を囲繞する楕円球形の発光管部１１と、この発光管部１１の両端から外方に伸びるよう連設された封止管部１２とを有してなり、透光性セラミックスにより形成されている。ここに、バルブ１０を構成するセラミックスとしては、透光性アルミナ多結晶体が用いられる。
発光管部１１の最大外径は８．７〜１１．０ｍｍ、内容積は０．４〜０．７５ｃｍ^３とされる。また、封止管部１２の外径は２．０〜２．６ｍｍ、内径は０．６〜１．０ｍｍ、長さは３４〜４０ｍｍとされる。
【００１２】
この例のセラミック製放電ランプにおいて、発光管部１１の肉厚は全ての領域において均一であり、当該肉厚（ｔ）は１．２ｍｍ以下とされ、好ましくは０．５〜１．２ｍｍとされる。
発光管部１１の肉厚（ｔ）が１．２ｍｍ以下であることにより、発光管部１１の内外面の温度差による熱応力を小さくすることができる。
また、発光管部１１の肉厚（ｔ）を０．５ｍｍ以上とすることにより、当該発光管部１１は十分な機械的強度を有するものとなる。
【００１３】
バルブ１０の発光管部１１には、一対の電極が対向配置されている。この電極は、電極棒２１の先端部に電極コイル２２が巻き付けられることにより構成され、当該電極棒２１の基端には、中間リード棒２３を介して外部リード棒２４が連結されて電気的に接続された状態とされている。
ここに、電極棒２１および電極コイル２２の材質としてはタングステンなどが、中間リード棒２３の材質としてはニオブなどが、また外部リード棒２４の材質としては白金などが用いられる。
【００１４】
このセラミック製放電ランプにおいて、電極コイル２２と発光管部１１の内面との間の最短距離（Ｌ）は０．６ｍｍ以上とされる。これにより、電極コイル（２２，２２）間に生じるアークにより発光管部１１の内面温度が極端に上昇することを防止することができ、従って、点灯時における発光管部１１の内外面の温度差による熱応力を小さくすることができる。
【００１５】
そして、これらの電極棒２１、電極コイル２２、中間リード棒２３および外部リード棒２４と、後述するスリーブ２６とにより構成される電極構造体２０が、バルブ１０の封止管部１２に挿通されている。具体的には、電極コイル２２が発光管部１１内に位置するとともに外部リード棒２４の先端が外部に位置され、また電極棒２１の基端部分および中間リード棒２３が封止管部１２内に位置された状態とされている。
【００１６】
封止管部１２には、電極棒２１が挿通された状態で、セラミックスよりなるスリーブ２６が配置されている。
このスリーブ２６は、その外径が封止管部１２の内径と適合するとともに、その内径が電極棒２１の直径と適合する形状を有することが望ましい。特にスリーブ２６の外径と封止管部１２の内径との差は小さいことが好ましく、具体的には０．１２ｍｍ以下であることが望ましい。これにより、両者間の間隙が十分に小さくなってこれに進入して凝縮する封入物の量を少なく抑えることが可能となる。スリーブ２６を構成する材料としては、アルミナ多結晶体、シリカガラスなどを用いることができ、バルブ１０の構成材料と同一であることが好ましい。
【００１７】
封止管部１２におけるスリーブ２６よりも外方に位置する部分には、気密封止構造が形成されている。具体的には、封止用のフリットガラス３０が封止管部１２の管内に注入されて、スリーブ２６の外端から突出する電極棒２１の基端部分および中間リード棒２３と、封止管部１２の内面との間の間隙に充填されるとともに、封止管部１２の外端部上にフリットガラスのビード部３１が外方に突出するよう形成され、このビード部３１内に、中間リード棒２３と外部リード棒２４との接続部を含む部分が埋没された状態で固定され、外部リード棒２４の先端部はこのフリットガラスのビード部３１から外部に突出した状態とされている。ここに、封止用のフリットガラス３０としては、例えばアルミナ−シリカ−希土類酸化物系のものまたはアルミナ−カルシア系のものを好ましく用いることができる。
【００１８】
バルブ１０の発光管部１１内には、通常の放電ランプの場合と同様に、例えば水銀とバッファーガスとしての希ガス（例えばアルゴン，キセノン，ネオン−アルゴン）、並びに必要に応じて例えば特定の金属ハロゲン化物が発光物質として封入されるが、これらは、従来公知のものを適宜の量で使用することができる。
【００１９】
以上のような構成のセラミック製放電ランプによれば、電極コイル２２と発光管部１１の内面との間の最短距離（Ｌ）が０．６ｍｍ以上であり、しかも、発光管部１１の肉厚（ｔ）が１．２ｍｍ以下であるので、始動時において発光管部１１に発生する熱応力を小さくすることができ、従って、当該発光管部１１に熱応力割れを発生させることはない。
なお、本発明のセラミック製放電ランプにおいて、発光管部の肉厚は均一である必要はなく、当該肉厚に差がある場合には、最大肉厚が１．２ｍｍ以下であれば、熱応力割れの発生を防止することができる。
【００２０】
＜具体的構成例２＞
図２は、本発明のセラミック製放電ランプを内管として備えてなる二重管構造のメタルハライドランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
同図に示すメタルハライドランプは、本発明のセラミック製放電ランプからなる内管５０が外管５１内に配置されて構成されている。
図２において、図１に示した符号と同一の符号を付した構成要素は、同図に示したものと同一である。
【００２１】
このメタルハライドランプを構成する内管５０としては、上記の具体的構成例１で説明したものと同様の構成のセラミック製放電ランプ〔但し、図１に示した中間リード棒（２３）および外部リード棒（２４）の代わりに、同一の材質（例えばニオブ）からなる導入線５２が電極棒２１の基端に電気的に接続されているもの〕を用いることができる。
そして、内管５０を構成するこのセラミック製放電ランプにおいても、発光管部１１の肉厚は全ての領域において均一であり、当該肉厚（ｔ）は１．２ｍｍ以下とされ、好ましくは０．５〜１．２ｍｍとされる。
また、このセラミック製放電ランプにおいて、電極コイル２２と発光管部１１の内面との間の最短距離（Ｌ）は０．６ｍｍ以上とされる。
【００２２】
メタルハライドランプを構成する外管５１は、排気管残部５３を一端に有し、他端にはモリブデン箔５４が埋設されたピンチシール部５５を有してなり、石英ガラスまたは硬質ガラスから構成されている。この外管５１内は、例えば真空に排気されている。
同図において、５６は給電用リードであり、この給電用リード５６は、モリブデン箔５４および内部リード５７を介して、内管５０（本発明のセラミック製放電ランプ）の導入線５２に電気的に接続されている。
５８は、例えばＺｒ−Ａｌ合金からなるゲッターであり、外管５１の内部に設けられた支柱（図示省略）にスポット溶接されている。
【００２３】
以上のような構成のメタルハライドランプによれば、内管５１（セラミック製放電ランプ）を構成する電極コイル２２と発光管部１１の内面との間の最短距離（Ｌ）が０．６ｍｍ以上であり、しかも、発光管部１１の肉厚（ｔ）が１．２ｍｍ以下であるので、始動時において発光管部１１に発生する熱応力を小さくすることができ、従って、当該発光管部１１に熱応力割れを発生させることはない。
【００２４】
【実施例】
＜実施例１〜２および比較例１〜２＞
下記の条件に従い、ランプの全長が３６ｍｍ、電極間距離が６ｍｍ、定格電力が７０Ｗであって、電極コイル（２２）と発光管部（１１）の内面との間の最短距離（Ｌ）が異なる４種類の交流点灯型メタルハライドランプを１０本ずつ作製した。
バルブ（１０）としては、透光性多結晶アルミナ（平均粒子径：約３０μｍ）よりなり、発光管部（１１）の最大外径が８．７ｍｍ、発光管部（１１）の内容積が約０．３ｃｍ^３、発光管部（１１）の最大肉厚（ｔ）が１．２ｍｍであり、封止管部（１２）の外径が２．５ｍｍ、内径が０．８ｍｍであるものを用いた。電極構造体（２０）を構成する電極棒（２１）としては０．３ｍｍ径のタングステン線を用い、当該電極棒（２１）の先端に０．２ｍｍ径のタングステン線を巻き付けて（巻き数：４）電極コイル（２２）を形成した。
また、電極構造体（２０）を構成する中間リード棒（２３）は０．６ｍｍ径のニオブ線、外部リード棒（２４）は０．４ｍｍ径の２０％のイリジウムを含有する白金合金線を用いた。
また、電極構造体（２０）を構成するスリーブ（２６）は、多結晶アルミナよりなり、外径が０．７５ｍｍ、長さが５ｍｍのものを用いた。
また、バルブ（１０）の発光管部（１１）内に、水銀７ｍｇと、ディスプロシウムとタリウムとナトリウムの複合沃化物（ＤｙＩ_３−ＴｌＩ−ＮａＩ）５ｍｇとを封入し、更にバッファーガスとしてアルゴンガスを１３ｋＰａの圧力で封入した。
【００２５】
＜実施例３〜６および比較例３〜４＞
下記の条件に従い、ランプの全長が３０ｍｍ、電極間距離が３ｍｍ、定格電力が２０Ｗであって、発光管部（１１）の最大肉厚（ｔ）が異なる６種類の交流点灯型メタルハライドランプを１０本ずつ作製した。
バルブ（１０）としては、透光性多結晶アルミナ（平均粒子径：約３０μｍ）よりなり、発光管部（１１）の最大外径が５．８ｍｍ、発光管部（１１）の内容積が約０．１ｃｍ^３であり、封止管部（１２）の外径が１．８ｍｍ、内径が０．７５ｍｍであるものを用いた。
電極構造体（２０）を構成する電極棒（２１）としては０．２ｍｍ径のタングステン線を用い、当該電極棒（２１）の先端に０．１ｍｍ径のタングステン線を巻き付けて（巻き数：６）電極コイル（２２）を形成した。
また、電極構造体（２０）を構成する中間リード棒（２３）は０．６ｍｍ径のニオブ線、外部リード棒（２４）は０．６ｍｍ径の２０％のイリジウムを含有する白金合金線を用いた。
また、電極構造体（２０）を構成するスリーブ（２６）は、多結晶アルミナよりなり、外径が０．７５ｍｍ、長さが５ｍｍのものを用いた。
また、電極コイル（２２）と発光管部（１１）の内面との間の最短距離（Ｌ）は０．６ｍｍとした。
また、バルブ（１０）の発光管部（１１）内に、水銀１．２ｍｇと、ディスプロシウムとタリウムとナトリウムの複合沃化物（ＤｙＩ_３−ＴｌＩ−ＮａＩ）４ｍｇとを封入し、更にバッファーガスとしてアルゴンガスを１３ｋＰａの圧力で封入した。
【００２６】
＜点灯試験＞
上記の実施例１〜６および比較例１〜４により得られたランプ（１０種類×１０本）の各々について、１２０％の過入力条件で、点灯（５分間）・消灯（５分間）の点滅サイクルを１０００回にわたって繰り返した後、当該ランプの発光管部を目視により観察してクラック発生の有無を調べた。結果（クラックの発生が認められたランプの本数）を下記表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
本発明のセラミック製放電ランプによれば、始動時（点灯初期）においてバルブの発光管部に発生する熱応力を小さくすることができ、従って、当該発光管部に熱応力割れが発生することはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック製放電ランプの一例を示す説明用断面図である。
【図２】本発明のセラミック製放電ランプを内管として備えてなる二重管構造のメタルハライドランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
【符号の説明】
１０バルブ
１１発光管部
１２封止管部
２０電極構造体
２１電極棒
２２電極コイル
２３中間リード棒
２４外部リード棒
２６スリーブ
３０フリットガラス
３１ビード部
５０内管
５１外管
５２導入線
５３排気管残部
５４モリブデン箔
５５ピンチシール部
５６給電用リード
５７内部リード
５８ゲッター[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic discharge lamp having a bulb made of translucent ceramics.
[0002]
[Prior art]
At present, discharge lamps such as high-pressure or low-pressure mercury discharge lamps and metal halide lamps are used as a light source for a backlight of a liquid crystal display device or a light source of an ultraviolet ray processing device. In such a discharge lamp, a pair of electrodes (electrode coils) are arranged opposite to each other in an arc tube portion of a bulb, and a luminescent material composed of mercury, a rare gas, and, if necessary, a halide of various metals is sealed. ing.
The bulb of the discharge lamp is usually formed of quartz glass, has a spherical or elliptical spherical arc tube part, and a sealing tube part integrally connected to both ends thereof, and has an electrode at the tip. The rear end of the structure is sealed at the sealing tube to form an airtight sealing structure.
[0003]
On the other hand, sintered bodies (light-transmitting ceramics) such as alumina, yttria, yttrium-aluminum-garnet (so-called “YAG”), and zirconia are known as light-transmitting materials, and these are more mechanical than quartz glass. It has the advantage of high strength and high heat resistance temperature. For this reason, recently, a ceramic discharge lamp in which a bulb is formed of translucent ceramics, particularly translucent alumina, has been receiving attention. The bulb of such a ceramic discharge lamp is also provided with an arc tube having a spherical shape, an elliptical spherical shape, or a cylindrical shape.
In addition, a gap between the sealing tube portion integrally provided at both ends of the arc tube portion and the electrode structure inserted therein is filled with frit glass for sealing to form an airtight sealing structure. Is formed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, when the discharge lamp is started, the inner surface temperature of the arc tube part rises sharply. In particular, when each of a pair of electrodes opposed to each other in the arc tube portion is configured by winding an electrode coil around the tip (electrode rod) of the electrode structure, an arc generated between the electrode coils is formed. (4500-5500K) approaches the inner surface of the arc tube portion, and the inner surface instantaneously becomes hot. Then, a thermal stress is generated in the arc tube due to a difference between the inner surface temperature and the outer surface temperature.
[0005]
Here, translucent ceramics such as polycrystalline alumina, although having a high heat resistance temperature, have a large linear expansion coefficient and a large Young's modulus, and inevitably exist crystal defects (for example, cracks at grain boundaries or within grains, (Heat phase, giant crystal particles) lowers the strength, so that the thermal shock resistance is inferior to quartz glass. Therefore, in the arc tube part of the bulb made of translucent ceramics, there is a problem that thermal stress cracking is likely to occur due to a temperature difference between the inner and outer surfaces at the time of starting.
[0006]
The present invention has been made based on the above circumstances. An object of the present invention is to provide a ceramic discharge lamp which does not cause thermal stress cracking in the arc tube portion of the bulb at the time of starting (early lighting).
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The ceramic discharge lamp of the present invention has an arc tube (11) having an elliptical spherical shape and a maximum outer diameter of 8.7 to 11.0 mm and a sealing tube (11) integrally connected to the arc tube (11). 12) and a bulb (10) formed of a translucent ceramics made of alumina polycrystal, and the electrodes are disposed so that a pair of electrodes are opposed to each other in the arc tube section (11). The electrode rod constituting the electrode structure (20) is a ceramic discharge lamp in which an airtight sealing structure is formed in a state where the electrode structure (20) is inserted through the sealing tube (12). In (21), an electrode coil (22) is wound around a portion located inside the arc tube part (11), and the shortest distance between the electrode coil (22) and the inner surface of the arc tube part (11) is provided. (L) is 0.6 mm or more, and the arc tube part (11 Maximum thickness of (t) is characterized in that it is 1.2mm or less.
[0010]
[Action]
By setting the shortest distance between the electrode coil and the inner surface of the arc tube portion to 0.6 mm or more and the maximum thickness of the arc tube portion to 1.2 mm or less, the arc tube generated by the arc between the electrode coils causes The temperature rise of the inner surface (the temperature difference between the inner and outer surfaces) can be reduced, and the thermal stress caused by the temperature difference between the inner and outer surfaces of the arc tube at the time of starting can be reduced. As is clear from the results of the examples described later, thermal stress cracking does not occur in the arc tube part.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the ceramic discharge lamp of the present invention will be described in detail.
<Specific configuration example 1>
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of the ceramic discharge lamp of the present invention. The bulb 10 constituting the ceramic discharge lamp of this example includes an elliptical spherical arc tube portion 11 surrounding a discharge space, and a sealing tube portion 12 continuously provided to extend outward from both ends of the arc tube portion 11. And is formed of translucent ceramics. Here, as the ceramics constituting the bulb 10, a translucent alumina polycrystal is used.
The maximum outer diameter of the arc tube part 11 is 8.7 to 11.0 mm, and the inner volume is 0.4 to 0.75 cm ³ . The outer diameter of the sealing tube 12 is 2.0 to 2.6 mm, the inner diameter is 0.6 to 1.0 mm, and the length is 34 to 40 mm.
[0012]
In the ceramic discharge lamp of this example, the thickness of the arc tube part 11 is uniform in all regions, and the thickness (t) is 1.2 mm or less, preferably 0.5 to 1.2 mm. You.
When the thickness (t) of the arc tube portion 11 is 1.2 mm or less, thermal stress due to a temperature difference between the inner and outer surfaces of the arc tube portion 11 can be reduced.
When the thickness (t) of the arc tube portion 11 is 0.5 mm or more, the arc tube portion 11 has sufficient mechanical strength.
[0013]
A pair of electrodes are opposed to each other in the arc tube portion 11 of the bulb 10. This electrode is formed by winding an electrode coil 22 around the tip of an electrode rod 21, and an external lead rod 24 is connected to a base end of the electrode rod 21 via an intermediate lead rod 23, and is electrically connected. It is in a connected state.
Here, the material of the electrode rod 21 and the electrode coil 22 is tungsten or the like, the material of the intermediate lead rod 23 is niobium or the like, and the material of the external lead rod 24 is platinum or the like.
[0014]
In this ceramic discharge lamp, the shortest distance (L) between the electrode coil 22 and the inner surface of the arc tube part 11 is 0.6 mm or more. Thereby, it is possible to prevent the inner surface temperature of the arc tube portion 11 from extremely rising due to the arc generated between the electrode coils (22, 22), and therefore, the temperature difference between the inner and outer surfaces of the arc tube portion 11 during lighting. Thermal stress can be reduced.
[0015]
Then, the electrode structure 20 including the electrode rod 21, the electrode coil 22, the intermediate lead rod 23, the external lead rod 24, and a sleeve 26 described later is inserted into the sealing tube 12 of the bulb 10. I have. Specifically, the electrode coil 22 is located inside the arc tube part 11, the distal end of the external lead rod 24 is located outside, and the base end part of the electrode rod 21 and the intermediate lead rod 23 are located inside the sealed tube part 12. Is located.
[0016]
A sleeve 26 made of ceramic is disposed in the sealing tube portion 12 with the electrode rod 21 inserted therethrough.
The sleeve 26 desirably has a shape whose outer diameter matches the inner diameter of the sealing tube portion 12 and whose inner diameter matches the diameter of the electrode rod 21. In particular, the difference between the outer diameter of the sleeve 26 and the inner diameter of the sealing tube 12 is preferably small, specifically, 0.12 mm or less. As a result, the gap between the two can be made sufficiently small to reduce the amount of the encapsulant that enters and condenses. As a material forming the sleeve 26, polycrystalline alumina, silica glass, or the like can be used, and it is preferable that the material is the same as the material forming the valve 10.
[0017]
An airtight sealing structure is formed in a portion of the sealing tube portion 12 located outside the sleeve 26. Specifically, a sealing frit glass 30 is injected into the tube of the sealing tube portion 12, and the base end portion of the electrode rod 21 and the intermediate lead bar 23 projecting from the outer end of the sleeve 26, and the sealing tube A gap between the inner surface of the sealing portion 12 and a bead portion 31 of frit glass is formed on the outer end of the sealing tube portion 12 so as to protrude outward. The portion including the connecting portion between the lead bar 23 and the external lead bar 24 is fixed in a buried state, and the tip of the external lead bar 24 is projected outside from the bead portion 31 of the frit glass. Here, as the frit glass 30 for sealing, for example, an alumina-silica-rare earth oxide-based one or an alumina-calcia-based one can be preferably used.
[0018]
In the arc tube portion 11 of the bulb 10, for example, mercury and a rare gas (for example, argon, xenon, neon-argon) as a buffer gas, and if necessary, for example, a specific metal, as in a normal discharge lamp, A halide is sealed as a light emitting substance, and conventionally known ones can be used in an appropriate amount.
[0019]
According to the ceramic discharge lamp configured as described above, the shortest distance (L) between the electrode coil 22 and the inner surface of the arc tube portion 11 is 0.6 mm or more, and the thickness of the arc tube portion 11 is large. Since (t) is equal to or less than 1.2 mm, the thermal stress generated in the arc tube portion 11 at the time of starting can be reduced, and therefore, no thermal stress crack occurs in the arc tube portion 11.
In the ceramic discharge lamp of the present invention, the thickness of the arc tube does not need to be uniform, and if there is a difference in the thickness, if the maximum thickness is 1.2 mm or less, thermal stress The occurrence of cracks can be prevented.
[0020]
<Specific configuration example 2>
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of a metal halide lamp having a double tube structure including the ceramic discharge lamp of the present invention as an inner tube.
The metal halide lamp shown in FIG. 1 is configured such that an inner tube 50 made of the ceramic discharge lamp of the present invention is disposed in an outer tube 51.
In FIG. 2, components denoted by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are the same as those shown in FIG.
[0021]
As the inner tube 50 constituting this metal halide lamp, a ceramic discharge lamp having the same configuration as that described in the above specific configuration example 1 [however, the intermediate lead rod (23) and the external lead rod shown in FIG. In place of (24), a lead wire 52 made of the same material (for example, niobium) is electrically connected to the base end of the electrode rod 21].
Also in this ceramic discharge lamp constituting the inner tube 50, the thickness of the arc tube portion 11 is uniform in all regions, and the thickness (t) is set to 1.2 mm or less, preferably 0.1 mm or less. 5 to 1.2 mm.
In this ceramic discharge lamp, the shortest distance (L) between the electrode coil 22 and the inner surface of the arc tube part 11 is 0.6 mm or more.
[0022]
The outer tube 51 constituting the metal halide lamp has an exhaust pipe remaining portion 53 at one end and a pinch seal portion 55 in which a molybdenum foil 54 is embedded at the other end, and is made of quartz glass or hard glass. I have. The inside of the outer tube 51 is evacuated to, for example, a vacuum.
In the figure, reference numeral 56 denotes a power supply lead. The power supply lead 56 is electrically connected to the lead wire 52 of the inner tube 50 (the ceramic discharge lamp of the present invention) via the molybdenum foil 54 and the internal lead 57. It is connected.
Reference numeral 58 denotes a getter made of, for example, a Zr-Al alloy, which is spot-welded to a column (not shown) provided inside the outer tube 51.
[0023]
According to the metal halide lamp having the above configuration, the shortest distance (L) between the electrode coil 22 constituting the inner tube 51 (ceramic discharge lamp) and the inner surface of the arc tube portion 11 is 0.6 mm or more. Moreover, since the thickness (t) of the arc tube portion 11 is 1.2 mm or less, the thermal stress generated in the arc tube portion 11 at the time of starting can be reduced. No stress cracking occurs.
[0024]
【Example】
<Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2>
According to the following conditions, the total length of the lamp is 36 mm, the distance between the electrodes is 6 mm, the rated power is 70 W, and the shortest distance (L) between the electrode coil (22) and the inner surface of the arc tube part (11) is different. Ten types of four types of AC lighting metal halide lamps were manufactured.
The bulb (10) is made of translucent polycrystalline alumina (average particle diameter: about 30 μm), the maximum outer diameter of the arc tube part (11) is 8.7 mm, and the inner volume of the arc tube part (11) is about 0.3 cm ³ , the maximum thickness (t) of the arc tube part (11) is 1.2 mm, and the outer diameter of the sealing tube part (12) is 2.5 mm and the inner diameter is 0.8 mm. Was. A 0.3 mm diameter tungsten wire is used as an electrode rod (21) constituting the electrode structure (20), and a 0.2 mm diameter tungsten wire is wound around the tip of the electrode rod (21) (number of turns: 4). ) An electrode coil (22) was formed.
The intermediate lead rod (23) constituting the electrode structure (20) is a 0.6 mm diameter niobium wire, and the external lead rod (24) is a 0.4 mm diameter platinum alloy wire containing 20% iridium. Was.
The sleeve (26) constituting the electrode structure (20) was made of polycrystalline alumina and had an outer diameter of 0.75 mm and a length of 5 mm.
Further, 7 mg of mercury and 5 mg of a complex iodide of dysprosium, thallium and sodium (DyI ₃ -TlI-NaI) are sealed in the arc tube part (11) of the bulb (10), and argon is further used as a buffer gas. Gas was sealed at a pressure of 13 kPa.
[0025]
<Examples 3-6 and Comparative Examples 3-4>
According to the following conditions, six types of AC lighting metal halide lamps having a total lamp length of 30 mm, a distance between electrodes of 3 mm, a rated power of 20 W, and a different maximum thickness (t) of the arc tube part (11) are used. Each book was produced.
The bulb (10) is made of translucent polycrystalline alumina (average particle diameter: about 30 μm), the maximum outer diameter of the arc tube part (11) is 5.8 mm, and the inner volume of the arc tube part (11) is about a 0.1 cm ^3, the outer diameter of the sealing tube portion (12) is 1.8 mm, inner diameter was used is 0.75 mm.
A 0.2 mm diameter tungsten wire is used as the electrode rod (21) constituting the electrode structure (20), and a 0.1 mm diameter tungsten wire is wound around the tip of the electrode rod (21) (number of turns: 6). ) An electrode coil (22) was formed.
The intermediate lead rod (23) constituting the electrode structure (20) is a 0.6 mm diameter niobium wire, and the external lead rod (24) is a 0.6 mm diameter platinum alloy wire containing 20% iridium. Was.
The sleeve (26) constituting the electrode structure (20) was made of polycrystalline alumina and had an outer diameter of 0.75 mm and a length of 5 mm.
The shortest distance (L) between the electrode coil (22) and the inner surface of the arc tube part (11) was 0.6 mm.
Further, 1.2 mg of mercury and 4 mg of a complex iodide of dysprosium, thallium and sodium (DyI ₃ -TlI-NaI) were sealed in the arc tube portion (11) of the bulb (10), and a buffer gas was further added. Was sealed at a pressure of 13 kPa.
[0026]
<Lighting test>
For each of the lamps (10 types × 10 lamps) obtained in the above Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4, they are turned on (for 5 minutes) and turned off (for 5 minutes) under an over-input condition of 120%. After repeating the cycle 1,000 times, the arc tube part of the lamp was visually observed to check for cracks. The results (the number of lamps in which cracks were observed) are shown in Table 1 below.
[0027]
[Table 1]

[0028]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the ceramic discharge lamp of this invention, the thermal stress which generate | occur | produces in the luminous bulb part of a bulb at the time of starting (initial lighting) can be made small, and therefore, thermal stress cracking in the said luminous bulb part does not occur. Absent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of a ceramic discharge lamp of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing an example of a configuration of a metal halide lamp having a double tube structure including the ceramic discharge lamp of the present invention as an inner tube.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Bulb 11 Arc tube part 12 Sealing tube part 20 Electrode structure 21 Electrode rod 22 Electrode coil 23 Intermediate lead rod 24 External lead rod 26 Sleeve 30 Frit glass 31 Bead part 50 Inner pipe 51 Outer pipe 52 Introductory line 53 Exhaust pipe remaining 54 Molybdenum foil 55 Pinch seal portion 56 Power supply lead 57 Internal lead 58 Getter

Claims

Polycrystalline alumina having an arc tube (11) having an elliptical spherical shape and a maximum outer diameter of 8.7 to 11.0 mm, and a sealing tube (12) integrally connected to the arc tube (11). An electrode structure (20) including a bulb (10) formed of a translucent ceramic made of a body, and having a tip of the electrode so that a pair of electrodes are arranged to face each other in the arc tube part (11). In a ceramic discharge lamp having a hermetically sealed structure formed in a state where the ceramic discharge lamp is inserted through the sealing tube portion (12),
An electrode coil (22) is wound around a part of the electrode rod (21) constituting the electrode structure (20), which is located in the arc tube part (11).
The shortest distance (L) between the electrode coil (22) and the inner surface of the arc tube part (11) is 0.6 mm or more;
A ceramic discharge lamp, wherein the maximum thickness (t) of the arc tube part (11) is 1.2 mm or less.