專利名稱：發(fā)光容器以及高壓放電燈用發(fā)光容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于高壓放電燈等的發(fā)光容器。
背景技術(shù)：
對于特開平10-125230號公報記載的高壓放電燈用發(fā)光容器，分別制作管狀主體的成形體和環(huán)狀的端部密封部件的成形體，組裝這兩種成形體而制作組裝體。然后，對該組裝體進行燒結(jié)來制作密封金屬鹵化物用的容器。此時，設(shè)計兩者的燒結(jié)收縮率使得單獨對端部密封部件的成形體進行燒結(jié)時的外徑比單獨對管狀主體的成形體進行燒結(jié)時的內(nèi)徑更大。這樣一來，在燒結(jié)時，由于從管狀主體向端部密封部件施加壓接力，所以兩者的接合良好，維持了很高的氣密性。
在例如特開平10-12523號公報所例舉的高壓放電燈用發(fā)光容器中，把環(huán)狀的密封部件壓接在發(fā)光管的端部，把電極部件穿過密封部件的通孔內(nèi)。該密封部件由合金陶瓷做成，發(fā)光管由氧化鋁等陶瓷做成。把密封部件的成形體固定在發(fā)光管的成形體的端部的開口內(nèi)后，同時燒結(jié)各成形體并使之收縮。此時，設(shè)定成發(fā)光管的收縮率比密封部件的收縮率更大。這樣，從發(fā)光管向密封部件產(chǎn)生壓縮力，氣密地固定密封部件。把金屬制的電極部件穿過密封部件的開口，氣密地密封密封部件和電極部件。

發(fā)明內(nèi)容
在特開平10-125230號公報記載的端部密封方法中，在密封密封部件和電極部件之際，由于不能應(yīng)用金屬焊接，從而使用玻璃或金屬氧化物接合劑來密封。但是，玻璃或金屬氧化物接合劑相對于金屬鹵化物氣體等腐蝕性物質(zhì)在高溫下比較弱，有易于受到腐蝕的傾向。此外，它們在多次重復(fù)高溫和低溫的循環(huán)的話，易于破損，由于這點而在可靠性上受到限制。
本發(fā)明的課題是提供可把發(fā)光物質(zhì)氣密地密封在脆性材料中，并能夠不需要腐蝕性物質(zhì)直接與密封材料接觸的發(fā)光容器。
第一方式的發(fā)明是具備由板狀金屬片做成的、較好是沒有接縫的圓筒形電極保持部件的發(fā)光容器，其特征在于電極保持部件具備壓接把持在脆性材料中的保持部和沒被把持的非把持部，在把持部和脆性材料的接觸界面產(chǎn)生的應(yīng)力因電極保持部件的變形而得到緩和。
此外，第一方式的發(fā)明的高壓放電燈用發(fā)光容器，其具有如下特征具備，上述發(fā)光容器以及在上述電極保持部件上保持的電極和電流貫通導(dǎo)體。
此外，第二方式的發(fā)明的發(fā)光容器，其具有如下特征具備以由脆性材料做成的管狀部為外側(cè)支撐體、設(shè)于該管狀部內(nèi)側(cè)的由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體、以及夾在外側(cè)支撐體和內(nèi)側(cè)支撐體之間的板狀金屬片，外側(cè)支撐體和板狀金屬片直接接觸，板狀金屬片和內(nèi)側(cè)支撐體直接接觸，并且外側(cè)支撐體和內(nèi)側(cè)支撐體直接接觸。
此外，第二方式的發(fā)明的發(fā)光容器，其具有如下特征具備以由脆性材料做成的管狀部為內(nèi)側(cè)支撐體、設(shè)于該內(nèi)側(cè)支撐體外側(cè)的由脆性材料做成的外側(cè)支撐體、以及夾在內(nèi)側(cè)支撐體和外側(cè)支撐體之間的板狀金屬片，內(nèi)側(cè)支撐體和板狀金屬片直接接觸，上述板狀金屬片和上述外側(cè)支撐體直接接觸，并且上述內(nèi)側(cè)支撐體和上述外側(cè)支撐體直接接觸。
此外，本方式的發(fā)明的高壓放電燈用發(fā)光容器，其具有如下特征具備，上述發(fā)光容器、以及在電極保持部件上保持的電流貫通導(dǎo)體以及電極。
本發(fā)明的發(fā)光容器是利用脆性材料壓接由板狀金屬片做成的電極保持部件，進行發(fā)光物質(zhì)的氣密密封的方式。因此，不必像原來那樣用可與發(fā)光物質(zhì)接觸的玻璃料或金屬氧化物接合劑進行密封。因此，可提高發(fā)光容器對發(fā)光物質(zhì)的抗腐蝕性。
還有，根據(jù)第三方式的發(fā)光容器，具備由陶瓷或合金陶瓷做成的外側(cè)支撐體、由陶瓷或合金陶瓷做成的內(nèi)側(cè)支撐體、以及夾在外側(cè)支撐體和內(nèi)側(cè)支撐體之間的板狀金屬片的把持部，利用外側(cè)支撐體和內(nèi)側(cè)支撐體壓接板狀金屬片的把持部。這樣，能夠提供利用陶瓷或合金陶瓷壓接金屬材料、最好是氣密地密封的新型結(jié)構(gòu)。原來，已知在玻璃容器的端部開口夾住金屬箔并使玻璃軟化變形，用金屬箔進行氣密密封，即所謂的壓緊密封。然而，以陶瓷或合金陶瓷那樣的難以軟化變形的脆性材料的組合也是可氣密密封金屬部件的方法不為人所知。
在本發(fā)明中，壓接電極保持部件的脆性材料、或形成發(fā)光容器主體的脆性材料并無特別限定，但可以玻璃、陶瓷、合金陶瓷、單晶為例。
作為該玻璃可以石英玻璃、鋁硅酸鹽玻璃、硼酸硅鹽玻璃、硅-氧化鋁-鋰系晶化玻璃等為例。
作為該陶瓷，可以例如對鹵素系腐蝕性氣體具有抗腐蝕性的陶瓷為例，特別好的是氧化鋁、氧化釔、釔鋁石榴石、氮化鋁、氮化硅、碳化硅?；蛘咭部梢允撬鼈冎械哪骋粋€的單晶。
作為合金陶瓷，可以氧化鋁、氧化釔、釔鋁石榴石、氮化鋁之類的陶瓷與鉬、鎢、錸等金屬的合金陶瓷為例。
作為單晶，可以可見光區(qū)域具有光學(xué)透明的特性，例如金剛石(碳單晶)或藍寶石(Al2O3單晶)等為例。
在本發(fā)明中，由板狀金屬片做成的、較好是沒有接縫的大致呈圓筒形的電極保持部具備壓接把持在脆性材料上的保持部和沒有被把持的非把持部。在此，把持板狀金屬片的脆性材料可以是發(fā)光管，或者也可以是固定在發(fā)光管的端部內(nèi)側(cè)的堵塞部件。或者，還可以是固定在發(fā)光管的端部外側(cè)的壓接部件。并且，還可以準備不同于發(fā)光管的、由脆性材料做成的外側(cè)支撐體以及內(nèi)側(cè)支撐體，在外側(cè)支撐體和內(nèi)側(cè)支撐體之間把持板狀金屬片，相對于發(fā)光容器把該外側(cè)支撐體或內(nèi)側(cè)支撐體接合起來。
在本發(fā)明中，板狀金屬材料在厚度方向的兩側(cè)較好是以熱膨脹系數(shù)相等或相同的脆性材料壓接把持。這樣，完全不會產(chǎn)生脆性材料之間的應(yīng)力，金屬材料上產(chǎn)生的應(yīng)力相對于金屬材料的厚度中心對稱而成為幾乎等價的應(yīng)力分布，并且由于與脆性材料相比厚度要薄很多，所以，產(chǎn)生的應(yīng)力因金屬材料的塑性變形而得到緩和。因此，不論是在壓接把持工序后還是伴隨著溫度變化的使用條件下，都不會發(fā)生金屬材料折損而破裂，導(dǎo)致大的變形等致命的損傷。
在本發(fā)明中，在把持部和脆性材料的接觸界面產(chǎn)生的應(yīng)力被板狀金屬片的保持部的變形所緩和。
在把持部和脆性材料的接觸界面產(chǎn)生的應(yīng)力比如因以下原因產(chǎn)生。使金屬材料的熱膨脹系數(shù)為α1，楊氏模量)為E1，脆性材料的熱膨脹系數(shù)為α2、楊氏模量為E2。把金屬材料埋在脆性材料中，用燒結(jié)溫度T1使之壓接把持，冷卻到室溫時，兩者完全不變形或者也不產(chǎn)生沿界面的滑動的場合，金屬側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力σ1表示為下式。
σ1∝E1×(T1-室溫)×(α1-α2) (1)同樣，脆性材料側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力σ2表示為下式。
σ2∝E2×(T1-室溫)×(α2-α1) (2)以鉬和氧化鋁的組合為例的話，由于鉬的熱膨脹系數(shù)約為5ppm/℃、楊氏模量約為330Gpa，氧化鋁的熱膨脹系數(shù)約為8ppm/℃、楊氏模量約為360Gpa，所以，在以例如燒結(jié)溫度1500℃冷卻到室溫時，在鉬側(cè)完全沒有塑性變形的話，在鉬側(cè)產(chǎn)生大約1500MPa的壓縮應(yīng)力。同樣地，在氧化鋁側(cè)產(chǎn)生大約1600MPa的拉伸應(yīng)力。
該應(yīng)力值遠超過各材料的強度，通常這種脆性材料和金屬部件的結(jié)構(gòu)體在任一材料的界面都會產(chǎn)生破壞，不可能實現(xiàn)復(fù)合部件。
然而，對金屬來說，產(chǎn)生屈服應(yīng)力以上的應(yīng)力的話，則發(fā)生塑性變形。此時，直至導(dǎo)致破壞的變形的大小以‘拉伸’表示，一般‘拉伸’為百分之幾到百分之幾十的非常大的值。
在本發(fā)明中，通過設(shè)置使得金屬材料側(cè)相對于陶瓷材料相對地薄，僅使金屬側(cè)產(chǎn)生屈服應(yīng)力以上的應(yīng)力而塑性變形，來緩和熱膨脹差導(dǎo)致的應(yīng)力。
例如，使鉬為100微米厚的薄板，氧化鋁是厚度為10mm的方塊的話，鉬薄板變形而緩和應(yīng)力所需要的鉬側(cè)的變形以(3)式表示。
ε＝(T1-室溫)×(α1-α2)≈0.5％ (3)在厚度方向的變形量為Δt＝ε×t≈0.5微米 (4)能夠以非常小的變形緩和產(chǎn)生的應(yīng)力。
以鉑金和氧化鋁的組合為例的話，由于鉑金的熱膨脹系數(shù)約為9ppm/℃、楊氏模量約為170Gpa，氧化鋁的熱膨脹系數(shù)約為8ppm/℃、楊氏模量約為360Gpa，所以，在以例如燒結(jié)溫度1500℃冷卻到室溫時，在鉑金側(cè)完全沒有塑性變形的話，在鉑金側(cè)產(chǎn)生大約250MPa的拉伸應(yīng)力。同樣地，在氧化鋁側(cè)產(chǎn)生大約530MPa的壓縮應(yīng)力。
該場合，也使鉑金為100微米厚的薄板，氧化鋁是厚度為10mm的方塊的話，鉑金薄板變形而緩和應(yīng)力所需要的鉑金側(cè)的變形以(3)式表示，約為0.1％。在鉑金側(cè)相對于壓接把持方向產(chǎn)生拉伸引力，但其深度方向僅產(chǎn)生0.1％的變形的話，即可緩和拉伸應(yīng)力。壓接把持深度為10mm的話，則僅10μm。
這樣，在脆性材料和金屬材料的結(jié)構(gòu)體中，主要因兩者的熱膨脹差而產(chǎn)生的應(yīng)力其變形為大約1％以下的大小。另一方面，由于金屬材料的屈服強度比拉伸強度更小的一直到斷裂為止的拉伸為百分之幾到百分之幾十的大小，所以，使金屬材料側(cè)的厚度比脆性材料厚度相對更薄而僅使金屬側(cè)產(chǎn)生屈服應(yīng)力以上的應(yīng)力而塑性變形，使熱膨脹差緩和，其變形量在‘拉伸’值以內(nèi)，金屬材料不會被破壞。此外，通過金屬材料變形，在脆性材料側(cè)產(chǎn)生的應(yīng)力也得到緩和，能夠?qū)崿F(xiàn)脆性材料-金屬結(jié)構(gòu)體。在使用利用燒結(jié)收縮而一體化的制法的場合，成為在高溫的熱處理操作，利用金屬材料的高溫蠕動變形等也使應(yīng)力得到緩和。
在優(yōu)選的實施方式中，對板狀金屬片的把持部進行壓接的兩側(cè)的脆性材料的熱膨脹系數(shù)差在2ppm或其以下，特別好是1ppm或其以下。最好是兩者的熱膨脹系數(shù)相同。這樣，通過使兩者的熱膨脹系數(shù)一致，能夠進一步提高本發(fā)明的脆性材料-金屬結(jié)構(gòu)體對熱循環(huán)的穩(wěn)定性和可靠性。
在優(yōu)選的實施方式中，對板狀金屬片的把持部進行壓接的兩側(cè)的脆性材料是燒結(jié)收縮率不同的燒結(jié)體，板狀金屬片通過燒結(jié)時的收縮差而被壓接。對于此時的收縮率差的適合值將在后面敘述。
或者，在優(yōu)選的實施方式中，對板狀金屬片的把持部進行壓接的兩側(cè)的脆性材料的內(nèi)側(cè)是玻璃、單晶等燒結(jié)不收縮的脆性材料，外側(cè)是燒結(jié)收縮的脆性材料。
在優(yōu)選的實施方式中，板狀金屬片的厚度至少在把持部為1000μm或其以下，特別好的是200μm或其以下。這樣，通過使板狀金屬片變薄，利用板狀金屬片的變形減小在板狀金屬片和脆性材料之間產(chǎn)生的應(yīng)力，可進一步提高發(fā)光容器的氣密性。但是，板狀金屬片過薄的話，由于作為結(jié)構(gòu)體的強度不夠，所以，較好是使板狀金屬片的把持部厚度在20μm或其以上，更好是在50μm或其以上。
在優(yōu)選的實施方式中，對板狀金屬片的把持部進行壓接的脆性材料之中，外側(cè)的脆性材料的厚度在0.1mm或其以上。這樣，使從外側(cè)的脆性材料相對于板狀金屬片向徑向施加的壓力足夠大，能夠進一步提高發(fā)光容器的氣密性。根據(jù)此觀點，更好是使外側(cè)的脆性材料的厚度在0.5mm或其以上。
板狀金屬片的材質(zhì)或形態(tài)并無特別限定。板狀金屬片的材質(zhì)較好是高熔點金屬。作為高熔點金屬較好是從鉬、鎢、錸、鉿、鈮以及鉭之中選取的一種以上的金屬或包含該金屬的合金。此外，板狀金屬片以外的金屬部分、例如筒狀部、環(huán)狀部、毛細管部也都可以由板狀金屬片用的上述金屬做成。


圖1是示意圓柱形發(fā)光容器的原有例的橫截面圖。
圖2是示意圓柱形發(fā)光容器1A的橫截面圖。
圖3(a)是示意用于制造發(fā)光容器1A的組裝狀態(tài)的橫截面圖；圖3(b)是表示燒結(jié)圖3(a)的組裝體得到的發(fā)光容器的橫截面圖。
圖4是示意圓柱形發(fā)光容器用組裝體1B的橫截面圖。
圖5是示意圓柱形發(fā)光容器1C的橫截面圖。
圖6是示意圓柱形發(fā)光容器1D的橫截面圖。
圖7是示意圓柱形發(fā)光容器1E的橫截面圖。
圖8是示意圓柱形發(fā)光容器1F的橫截面圖。
圖9是示意圓柱形發(fā)光容器1G的橫截面圖。
圖10是示意橢圓形的原有例的發(fā)光容器的橫截面圖。
圖11是示意橢圓形(單體型)發(fā)光容器11A的橫截面圖。
圖12是示意橢圓形發(fā)光容器11B的橫截面圖。
圖13是示意橢圓形發(fā)光容器11C的橫截面圖。
圖14是示意橢圓形發(fā)光容器11D的橫截面圖。
圖15是示意橢圓形發(fā)光容器11E的橫截面圖。
圖16是示意橢圓形的原有例的發(fā)光容器的橫截面圖。
圖17是示意橢圓形(雙體型)發(fā)光容器21A的橫截面圖。
圖18是示意橢圓形發(fā)光容器21B的橫截面圖。
圖19是示意橢圓形發(fā)光容器21C的橫截面圖。
圖20是示意橢圓形發(fā)光容器21D的橫截面圖。
圖21是示意橢圓形發(fā)光容器21E的橫截面圖。
圖22是示意橢圓形的原有例的發(fā)光容器32的橫截面圖。
圖23是示意橢圓形(單體型)發(fā)光容器用組裝體31A的橫截面圖。
圖24是示意橢圓形發(fā)光容器31B的橫截面圖。
圖25是示意橢圓形發(fā)光容器31C的橫截面圖。
圖26是示意橢圓形發(fā)光容器31D的橫截面圖。
圖27是示意橢圓形發(fā)光容器31E的橫截面圖。
圖28是示意橢圓形發(fā)光容器31F的橫截面圖。
圖29是示意橢圓形發(fā)光容器31G的橫截面圖。
圖30是示意HPS型的原有例的發(fā)光容器42的橫截面圖。
圖31是示意HPS型發(fā)光容器41A的橫截面圖。
圖32是示意HPS型發(fā)光容器41B的橫截面圖。
圖33是示意HPS型發(fā)光容器用組裝體41C的橫截面圖。
圖34是示意HPS型發(fā)光容器41D的橫截面圖。
具體實施例方式
以下參照附圖進一步對本發(fā)明的實施例進行說明。
以下，圖1是示意原有型的發(fā)光容器的橫截面圖，圖2～圖8是示意用所謂的圓柱形發(fā)光管2的發(fā)光容器的橫截面圖。
如圖1所示，在直管狀的發(fā)光管2的兩端部2a的內(nèi)側(cè)面上通過氧化鋁做成的堵塞部件3固定氧化鋁制保持管4，用玻璃料等做成的密封材料6密封保持管4和電流貫通導(dǎo)體5之間。在該結(jié)構(gòu)中，由于在發(fā)光管2內(nèi)部空間7填充的高溫發(fā)光物質(zhì)與密封材料6接觸，從而有該密封材料6易于產(chǎn)生腐蝕的結(jié)構(gòu)的問題。
此外，電流貫通導(dǎo)體5雖較好是采用與陶瓷(氧化鋁)的熱膨脹系數(shù)差比較小的鈮，但具有易于因發(fā)光物質(zhì)而產(chǎn)生腐蝕的問題。因此，把電流貫通導(dǎo)體以及電極采用由鈮-鉬-鉭或鈮-合金陶瓷(鉬與氧化鋁的復(fù)合燒結(jié)體)-鉭三種材料做成的結(jié)構(gòu)，電極密封主要在鈮材料部分進行，并且，為了保護鈮部分，通過以玻璃料密封鈮部分以使玻璃料罩住精密地控制了的鉬或合金陶瓷的一部分，就可以同時緩和熱應(yīng)力和防止鈮的腐蝕。
這樣，由于由三種材料構(gòu)成的電極棒成本高、還需要嚴密控制玻璃料的密封部位，從而需要高度的制造技術(shù)。
在圖2所示的發(fā)光容器1A中，在發(fā)光管2的端部2a，由脆性材料做成的圓筒形發(fā)光管2起外側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體3呈與此相似的圓筒形。并且，板狀金屬片8的把持部8b被把持并固定在發(fā)光管2和內(nèi)側(cè)支撐體3之間。板狀金屬片8起電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的保持部件的作用。為了得到發(fā)光管的氣密性，板狀金屬片較好是無接縫的一體的結(jié)構(gòu)。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b的兩面如箭頭A那樣被擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性不同所導(dǎo)致的應(yīng)力。此外，發(fā)光管2和內(nèi)側(cè)支撐體3在把持部8b的正下方的界面50相互直接接觸。
8a呈圓板形，起蓋或帽的作用。在該蓋8a和把持部8b之間設(shè)有彎曲部8c。在蓋8a上形成有用于通過電極5a、電流貫通導(dǎo)體5的孔8d，利用該孔8d把發(fā)光物質(zhì)和密封氣體放入發(fā)光容器后，插入電極以及電流貫通導(dǎo)體，通過與帽狀金屬片焊接、釬焊等方法與發(fā)光管組裝。在本例中，非把持部的結(jié)構(gòu)是從把持部連續(xù)地形成的蓋狀，但并不局限于這種形狀，可根據(jù)與電流貫通導(dǎo)體的結(jié)合方法或方式適當(dāng)?shù)剡x定。
對帽狀金屬片和電流貫通導(dǎo)體使用耐腐蝕性好的鉬材的話，電流貫通導(dǎo)體和電極可由鉬和鎢2種材料構(gòu)成。不需要在原有技術(shù)中所必要的鈮-鉬-鎢或鈮-合金陶瓷(鉬和氧化鋁的復(fù)合燒結(jié)材料)-鎢3種材料做成的電流貫通導(dǎo)體以及電極。此外，也不要玻璃料材料的密封部位的嚴密控制。
較好的是，在圖2中，使作為外側(cè)支撐體的發(fā)光管2的燒結(jié)收縮量比內(nèi)側(cè)支撐體3的燒結(jié)收縮量更大。為此，組裝例如圖3所示的各種燒結(jié)體2A、3A、板狀金屬片8。
在此，通過設(shè)計成使內(nèi)側(cè)支撐體3用的被燒結(jié)體3A的孔徑小而與電流貫通導(dǎo)體的外徑幾乎相同，提高電極定位精度，防止電流貫通導(dǎo)體側(cè)面和電極保持部件內(nèi)表面的腐蝕。在該場合，電極前端部的鎢纏繞部分5a的直徑比內(nèi)側(cè)支撐體的孔徑更大，有時從發(fā)光容器外側(cè)不能插入電極。在這種場合，可在組裝電極保持部件和內(nèi)側(cè)支撐體的各燒結(jié)體時預(yù)先插入電極以及電流貫通導(dǎo)體，然后組裝各被燒結(jié)體2A、2A、板狀金屬片8。
具體地說，發(fā)光管用被燒結(jié)體2A由陶瓷粉末做成。其中也可含有有機粘接劑或燒結(jié)助劑等添加劑。此外，被燒結(jié)體2A可以是各粉末的成形體，也可以是該成形體的煅燒體或脫脂體。但是，需要有被燒結(jié)體的尺寸因被燒結(jié)體的正式燒結(jié)而收縮的性質(zhì)。
內(nèi)側(cè)支撐體用被燒結(jié)體3A由陶瓷粉末、或合金陶瓷用的陶瓷-金屬混合粉末做成。其中也可以含有有機粘接劑或燒結(jié)助劑等添加劑。此外，被燒結(jié)體3A可以是各粉末的成形體，也可以是該成形體的煅燒體或脫脂體。但是需要被燒結(jié)體2A和3A的燒結(jié)收縮率比被燒結(jié)體2A的燒結(jié)收縮率更大。
作為被燒結(jié)體3A的材質(zhì)，可以選用不發(fā)生燒結(jié)收縮的燒結(jié)體、單晶、玻璃等已經(jīng)致密化過的材料。
在圖3(a)(燒結(jié)前)的時刻，在被燒結(jié)體2A和電極保持部件8之間有空隙，在電極保持部件8和被燒結(jié)體3之間也設(shè)有空隙。電極保持部件8與內(nèi)側(cè)支撐體用的被燒結(jié)體3A的空隙較好是設(shè)定成比電極保持部件與外側(cè)支撐體用被燒結(jié)體的空隙更小，這樣，能夠以收縮量小的內(nèi)側(cè)支撐體為基準使保持部件與內(nèi)側(cè)支撐體緊密接觸。因此，在燒結(jié)后，電極保持部件更穩(wěn)定地被把持。
在該狀態(tài)，對被燒結(jié)體2A以及3A進行燒結(jié)并使之致密化。這樣一來，如圖3(b)(燒結(jié)后)所示，生成各直徑變小的發(fā)光管2以及內(nèi)側(cè)支撐體3。發(fā)光管2和內(nèi)側(cè)支撐體3沿界面50直接接觸，結(jié)構(gòu)上一體化。
在此，在燒結(jié)工序中，使單獨燒結(jié)完內(nèi)側(cè)支撐體用的被燒結(jié)體3A時的外形比單獨燒結(jié)完作為外側(cè)支撐體的發(fā)光管的被燒結(jié)體2A時的內(nèi)徑更大。這樣，在燒結(jié)時，從發(fā)光容器以及內(nèi)側(cè)支撐體對電極保持部件8的把持部8b向發(fā)光管的徑向施加壓接力，提高密接性以及氣密性。
根據(jù)這種觀點，一般而言，單獨燒結(jié)完內(nèi)側(cè)支撐體用的被燒結(jié)體時的外徑RO相對于單獨燒結(jié)完外側(cè)支撐體用的被燒結(jié)體時的外徑RI的比率(RO/RI)較好是在1.04或其以上，更好是在1.05或其以上。
(RO/RI)過大的話，在外側(cè)支撐體和內(nèi)側(cè)支撐體上易于產(chǎn)生裂紋。根據(jù)此觀點，(RO/RI)較好是在1.20或其以下，更好是在1.15或其以下。
較好是在把持部的前端設(shè)置例如刀刃狀部?；蛘?，較好是設(shè)置C面或R面。這樣，在脆性材料和把持部前端接觸部的接合變得更好。在把持部的前端剩下拐角(尖部)的話，有觀察到了從拐角延伸的微小的裂縫的樣品。但是，使把持部前端的形狀為刀刃狀、C面形狀、R形狀的話，則沒見到這種裂紋，確認了降低應(yīng)力的效果。
在圖4所示的發(fā)光容器1B的端部，在由脆性材料做成的圓筒形發(fā)光管2的端部2a的內(nèi)側(cè)面2b側(cè)，設(shè)有由同一材質(zhì)的脆性材料做成的具有相似形狀的圓筒形外側(cè)支撐體9。并且，在外側(cè)支撐體9的內(nèi)側(cè)設(shè)有圓筒形內(nèi)側(cè)支撐體10。并且，在外側(cè)支撐體9和內(nèi)側(cè)支撐體10之間，把持并固定有沒有接縫的帽形板狀金屬片8A的把持部8b。
由板狀金屬片做成的電極保持部件8的非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b的兩面被脆性材料向徑向擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性的不同而產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，外側(cè)支撐體9和內(nèi)側(cè)支撐體10在把持部正下方的界面50相互直接接觸。
圖4的場合，內(nèi)側(cè)支撐體10的孔徑比電極前端部的鎢等的纏繞部分5a的直徑更小，因此，電極棒不能從發(fā)光容器的外側(cè)插入內(nèi)部。因此，預(yù)先在組裝電極保持部件和內(nèi)側(cè)支撐體時插入電極以及電流貫通導(dǎo)體，接下來，利用內(nèi)側(cè)支撐體和外側(cè)支撐體的燒結(jié)收縮差使內(nèi)側(cè)支撐體和外側(cè)支撐體一體化，進一步利用燒結(jié)收縮差使外側(cè)支撐體和發(fā)光管一體化。
在電極保持部件8A的蓋部8a上形成有用于通過電流貫通導(dǎo)體5的孔8d，利用該孔、內(nèi)側(cè)支撐體的孔以及與電流貫通導(dǎo)體的間隙把發(fā)光物質(zhì)和密封氣體放入發(fā)光容器后，利用焊接、釬焊等方法使電流貫通導(dǎo)體相對于電極保持部件8氣密密封，得到發(fā)光容器1B。
利用圖4所示的結(jié)構(gòu)，利用外側(cè)支撐體9的厚度部分就能夠使用與發(fā)光容器2的內(nèi)徑相比直徑小的帽形電極保持部件8A。由于發(fā)光管2內(nèi)部的壓力比大氣壓高，所以，使電極保持部件8A的直徑減小更加有利于能夠降低在電極保持部件8A產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，由于還能夠顯著降低電極保持部件8A與內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的腐蝕性發(fā)光物質(zhì)的接觸面積，從而能夠進一步有效地抑制電極保持部件8A的腐蝕。
在圖5以后，對起與圖2、圖4相同作用的部分給與相同的符號，省略其說明。在圖5的發(fā)光容器1C中，由脆性材料做成的圓筒狀發(fā)光管2起外側(cè)支撐體的作用，在發(fā)光管2的內(nèi)側(cè)面2b和由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體10之間把持有電極保持部件8的把持部8b。
在本例中，在內(nèi)側(cè)支撐體10上朝向內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的中心形成有突出部10c。突出部10c的內(nèi)側(cè)面10b幾乎為同一半徑，起保護電極導(dǎo)通部5的引導(dǎo)部的作用。在突出部10的外側(cè)面10a沿著光的放射角度形成彎曲的傾斜面以免妨礙從發(fā)光部發(fā)出的光。通過設(shè)置這種突出部10c，能夠防止在發(fā)光時電極導(dǎo)通部5的變形以及發(fā)光物質(zhì)所產(chǎn)生的腐蝕。此外，由于能夠減少發(fā)光部以外的發(fā)光管的內(nèi)部容積，從而可以削減密封進發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)。
在圖6所示的發(fā)光容器1D的端部，在由脆性材料做成的圓筒形外側(cè)支撐體14的內(nèi)側(cè)，有由同一材質(zhì)的脆性材料做成的具有相似外徑形狀的圓筒形內(nèi)側(cè)支撐體15。并且，在外側(cè)支撐體14和內(nèi)側(cè)支撐體15之間把持并固定有由板狀金屬片做成的電極保持部件8A的把持部8b。在外側(cè)支撐體14的外側(cè)還有由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管2的端部，形成發(fā)光容器1D。
在本例中，在支撐體14、15上，朝向內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的中心形成有突出部14a、15a。突出部15a的內(nèi)側(cè)面15b是幾乎相同的半徑，起保護電極導(dǎo)通部5的引導(dǎo)部的作用。在突出部14a的外側(cè)面14b，沿著光的放射角度形成彎曲的傾斜面以免妨礙從發(fā)光部發(fā)出的光。通過設(shè)置這種突出部14a、15a，能夠防止在發(fā)光時電流貫通導(dǎo)體5的變形以及電極5的變形和發(fā)光物質(zhì)所產(chǎn)生的腐蝕。此外，由于能夠減少發(fā)光部以外的發(fā)光管的內(nèi)部容積，從而可以削減密封進發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)。
在圖7所示的發(fā)光容器1E的端部，由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管2起內(nèi)側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成的外側(cè)支撐體13呈與其相似的圓筒形。并且，在發(fā)光管2和外側(cè)支撐體13之間，把持并固定有與發(fā)光管2以及外側(cè)支撐體13形狀相似的把持部8b。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b被脆性材料向發(fā)光管2的徑向擠壓，因此，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性不同所產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，發(fā)光管2和外側(cè)支撐體13在把持部8b正下方的界面50相互直接接觸。
在外側(cè)支撐體13的外側(cè)端部具備用于從外側(cè)支撐電極保持部件8的蓋8a的擠壓部13a，能夠防止因發(fā)光管的內(nèi)部壓力而產(chǎn)生的8a的變形。
如本例這樣，在使用發(fā)光管2作為內(nèi)側(cè)支撐體時，如上所述，使發(fā)光管2的燒結(jié)收縮率比外側(cè)支撐體13的燒結(jié)收縮率更小，或使用燒結(jié)不收縮的材質(zhì)作為發(fā)光管2。
在圖8所示的發(fā)光容器1F的端部，在由脆性材料做成的圓筒形外側(cè)支撐體16的內(nèi)側(cè)，有由脆性材料做成的具有相似外形的圓筒形內(nèi)側(cè)支撐體17。并且，在外側(cè)支撐體16和內(nèi)側(cè)支撐體17之間把持并固定有與外側(cè)支撐體16以及內(nèi)側(cè)支撐體17形狀相似的圓筒狀的把持部8b。
外側(cè)支撐體16進一步通過從外側(cè)把持由脆性材料做成的圓筒形發(fā)光管2的端部2a的外側(cè)面2c，形成發(fā)光容器1F。
如本例這樣，在利用外側(cè)支撐體16壓接把持發(fā)光管2時，如前所述，使發(fā)光管2的燒結(jié)收縮率比外側(cè)支撐體16的燒結(jié)收縮率更小，或使用燒結(jié)不收縮的材質(zhì)作為發(fā)光管2。
如在本例中這樣，利用外側(cè)支撐體16對把持部8b進行把持，并且從外側(cè)把持發(fā)光管2時，由于能夠使電極保持部件8與內(nèi)側(cè)空間內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)的接觸面積顯著減少，從而能夠進一步提高該端部的可靠性。
在圖9所示的發(fā)光容器1G中，在由脆性材料做成的圓筒形外側(cè)支撐體16的內(nèi)側(cè)，有由脆性材料做成的具有相似外形的圓筒形內(nèi)側(cè)支撐體17A的圓筒狀基部17d。并且，在外側(cè)支撐體17和內(nèi)側(cè)支撐體17A之間把持并固定有具有與外側(cè)支撐體以及內(nèi)側(cè)支撐體相似形狀的圓筒部的把持部8b。在外側(cè)支撐體16的內(nèi)側(cè)還有由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管2，形成發(fā)光容器。
在本例中，在內(nèi)側(cè)支撐體17A上，朝向內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的中心形成有突出部17a。突出部17a的內(nèi)側(cè)面17c與電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a具有幾乎相同的半徑，起保護電極貫通導(dǎo)體5以及電極5a的引導(dǎo)部的作用。在突出部17a的外側(cè)面17b，沿著光的放射角度形成彎曲的傾斜面以免妨礙從發(fā)光部發(fā)出的光。通過設(shè)置這種突出部17a，能夠防止在發(fā)光時電流貫通導(dǎo)體5和電極5a的變形以及發(fā)光物質(zhì)所產(chǎn)生的腐蝕。此外，由于能夠減少發(fā)光部以外的發(fā)光管的內(nèi)部容積，從而可以削減密封進發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)。
圖10～圖15分別表示使用了所謂的橢圓形發(fā)光管2(單體型)的發(fā)光容器。
圖10表示原有的發(fā)光容器。
在直管狀的發(fā)光管12的兩端部12a的內(nèi)側(cè)面12b上通過由氧化鋁做成的堵塞材料3固定氧化鋁制的保持管4，利用密封材料6密封保持管4和電流貫通導(dǎo)體5之間。在該結(jié)構(gòu)中，由于填充在發(fā)光管2內(nèi)部空間7的高溫的發(fā)光物質(zhì)與密封材料6接觸，從而存在該密封材料6易于產(chǎn)生腐蝕的結(jié)構(gòu)的問題。
此外，電流貫通導(dǎo)體5較好是采用與陶瓷(氧化鋁)的熱膨脹差小的鈮，但具有易于因發(fā)光物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕的問題。因此，使電流貫通導(dǎo)體以及電極采用由鈮-鉬-鎢或鈮-合金陶瓷(鉬和氧化鋁的復(fù)合燒結(jié)體)-鎢3種材料做成的結(jié)構(gòu)，電極密封主要以鈮材料部分進行，并且，為了保護鈮部分，通過以玻璃料密封鈮部分以使玻璃料罩住精密地控制了的鉬或合金陶瓷的一部分，就可以同時緩和熱應(yīng)力和防止鈮的腐蝕。
這樣，由于由三種材料構(gòu)成的電極棒成本高、還需要嚴密控制玻璃料的密封部位，從而需要高度的制造技術(shù)。
在圖11所示的發(fā)光容器11A中，在發(fā)光管12的端部12a，由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管12起外側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體19呈與其相似的圓筒形。并且，在發(fā)光管12和內(nèi)側(cè)支撐體19之間把持并固定板狀金屬片8的把持部8b。板狀金屬片8起電極5a的保持部件的作用。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b的兩面被擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性的不同產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，發(fā)光管2和內(nèi)側(cè)支撐體3在把持部8b的正下方相互直接接觸。
8a呈圓板狀，起蓋或帽的作用。在該蓋8a和把持部8b之間設(shè)有彎曲部8c。在蓋8a上形成有用于通過電極5a、電流貫通導(dǎo)體5的孔8d，利用該孔把發(fā)光物質(zhì)或密封氣體放入發(fā)光容器后，插入電極以及電流貫通導(dǎo)體，利用與帽狀金屬片焊接、釬焊等方法可組裝成發(fā)光管。
在圖12的發(fā)光管11B中，在發(fā)光管12的端部12a的內(nèi)側(cè)端面12b和圓筒狀內(nèi)側(cè)支撐體20之間如上所述把持有電極保持部件8的把持部8b。在此，在本例中，在內(nèi)側(cè)支撐體20上設(shè)有朝向內(nèi)側(cè)空間7的中心突出的呈圓筒狀且直徑相同的突出部20a，突出部20a起保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的引導(dǎo)部的作用。
在圖13所示的發(fā)光容器11C的端部，由脆性材料做成的發(fā)光管12起內(nèi)側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成的外側(cè)支撐體13呈與其相似的圓筒形。并且，在發(fā)光管12和外側(cè)支撐體13之間把持并固定有與發(fā)光管12以及外側(cè)支撐體13相似形狀的把持部8b。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b被脆性材料向發(fā)光管12的徑向被擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性的不同產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，發(fā)光管12和外側(cè)支撐體13在把持部8b的正下方相互直接接觸。在外側(cè)支撐體13的外側(cè)端部具備用于從外側(cè)支撐電極保持部件8的蓋8a的擠壓部13a，能夠防止因發(fā)光管的內(nèi)壓導(dǎo)致的8a的變形。
在圖14所示的發(fā)光容器11D的端部，在由脆性材料做成的圓筒形的外側(cè)支撐體25的內(nèi)側(cè)，有由脆性材料做成的具有相似的外徑形狀的圓筒形的內(nèi)側(cè)支撐體23。并且，在外側(cè)支撐體25和內(nèi)側(cè)支撐體23之間把持并固定有與外側(cè)支撐體25以及內(nèi)側(cè)支撐體23相似形狀的把持部8b。外側(cè)支撐體25進一步通過從外側(cè)把持由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管12的端部12a的外側(cè)面12c，形成發(fā)光容器11D。
圖15的發(fā)光容器11E與圖14的發(fā)光容器11D幾乎相同。但是，在圖15中，在內(nèi)側(cè)支撐體23上形成有向內(nèi)側(cè)空間7的中心突出的圓筒形的突出部23a，突出部23a起保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的保護部的作用。
圖16～圖21分別表示使用了所謂的橢圓形發(fā)光管2(雙體型)的發(fā)光容器。
圖16表示原有的發(fā)光容器。
直管狀的發(fā)光管22具有膨脹成桶形的形狀。在發(fā)光管22的兩端部利用密封材料6密封有電流貫通導(dǎo)體5。此外，電流貫通導(dǎo)體5較好是采用與陶瓷(氧化鋁)的熱膨脹差小的鈮，但具有易于因發(fā)光物質(zhì)產(chǎn)生腐蝕的問題。因此，使電流貫通導(dǎo)體以及電極采用由鈮-鉬-鎢或鈮-合金陶瓷(鉬和氧化鋁的復(fù)合燒結(jié)體)-鎢3種材料做成的結(jié)構(gòu)，電極密封主要以鈮材料部分進行，并且，為了保護鈮，通過以玻璃料密封鈮部分以使玻璃料罩住精密地控制了的鉬或合金陶瓷的一部分，就可以同時緩和熱應(yīng)力和防止鈮的腐蝕。
這樣，由于由三種材料構(gòu)成的電極棒成本高、還需要嚴密控制玻璃料的密封部位，從而需要高度的制造技術(shù)。
在圖17所示的發(fā)光容器21A中，在發(fā)光管22的端部22a，由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管22起外側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體19呈與其相似的圓筒形。并且，在發(fā)光管22和內(nèi)側(cè)支撐體19之間把持并固定板狀金屬片8的把持部8b。板狀金屬片8起電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的保持部件的作用。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b的兩面被擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性的不同產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，發(fā)光管22和內(nèi)側(cè)支撐體19在把持部8b的正下方相互直接接觸。
8a呈圓板狀，起蓋或帽的作用。在該蓋8a和把持部8b之間設(shè)有彎曲部8c。在蓋8a上形成有用于通過電極5a、電流貫通導(dǎo)體5的孔8d，利用該孔把發(fā)光物質(zhì)或密封氣體放入發(fā)光容器后，插入電極以及電流貫通導(dǎo)體，利用與帽狀金屬片焊接、釬焊等方法可組裝成發(fā)光管。
對帽狀金屬片和電流貫通導(dǎo)體使用耐腐蝕性好的鉬材的話，電流貫通導(dǎo)體和電極可以由鉬和鎢2種材料構(gòu)成，從而不需要在原有技術(shù)中所需要的鈮-鉬-鎢或鈮-合金陶瓷(鉬和氧化鋁的復(fù)合燒結(jié)材料)-鎢3種材料做成的電流貫通導(dǎo)體以及電極。此外，也不需要嚴密控制玻璃料材料的密封部位。
在圖18的發(fā)光管21B中，在發(fā)光管22端部22a的內(nèi)側(cè)面22b和內(nèi)側(cè)支撐體27的圓筒部27a之間如上述那樣把持有電極保持部件8的把持部8b。在此，在本例中，在內(nèi)側(cè)支撐體27上設(shè)置向內(nèi)側(cè)空間7的中心突出的突出部27b，突出部27b起電流貫通導(dǎo)體5的保護用引導(dǎo)部的作用。
在圖19所示的發(fā)光容器21C的端部，由脆性材料做成的發(fā)光管22起內(nèi)側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成的外側(cè)支撐體13呈與它相似的圓筒形。并且，與發(fā)光管22以及外側(cè)支撐體13形狀相似的把持部8b把持并固定在發(fā)光管22和外側(cè)支撐體13之間。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b被脆性材料向發(fā)光管22的徑向擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性不同所產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，發(fā)光管22和外側(cè)支撐體13在把持部8b的正下方相互直接接觸。
在圖20所示的發(fā)光容器21D的端部，在由脆性材料做成的圓筒形的外側(cè)支撐體29內(nèi)側(cè)，有由脆性材料做成的具有相似的外形的圓筒形的內(nèi)側(cè)支撐體30。并且，圓筒狀把持部8b被把持并固定在外側(cè)支撐體29和內(nèi)側(cè)支撐體30之間。外側(cè)支撐體29通過從外側(cè)把持由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管22的端部22a外側(cè)面22c，形成發(fā)光容器21D。在外側(cè)支撐體29的外側(cè)端部具備用于從外側(cè)支撐電極保持部8的蓋8a的擠壓部29a，能夠防止因發(fā)光管的內(nèi)壓導(dǎo)致的8a的變形。
圖21的發(fā)光容器21E與圖20的發(fā)光容器21D幾乎相同。但是，在圖21中，在內(nèi)側(cè)支撐體30A上形成有向內(nèi)側(cè)空間7的中心突出的圓筒形的突出部30a，突出部30a起保護保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的引導(dǎo)部的作用。
圖22～圖29分別表示使用了所謂的橢圓形發(fā)光管32(單體型)的發(fā)光容器。
圖22表示原有的發(fā)光容器。
直管形狀的發(fā)光管32具有膨脹成桶形的形狀。電流貫通導(dǎo)體5被密封材料6密封在發(fā)光管32的兩端部。此外，電流貫通導(dǎo)體5雖然采用與陶瓷(氧化鋁)的熱膨脹差小的鈮較好，但它具有易于因發(fā)光物質(zhì)而產(chǎn)生腐蝕的問題。為此，使電流貫通導(dǎo)體以及電極采用由鈮-鉬-鉭或鈮-合金陶瓷(鉬和氧化鋁的復(fù)合燒結(jié)材料)-鎢3種材料做成的結(jié)構(gòu)，電極密封主要在鈮材料部分進行，為了進一步保護鈮部分，通過以玻璃料密封鈮部分以使玻璃料罩住精密地控制了的鉬或合金陶瓷的一部分，就可以同時緩和熱應(yīng)力和防止鈮的腐蝕。
這樣，由于由三種材料構(gòu)成的電極棒成本高、還需要嚴密控制玻璃料的密封部位，從而需要高度的制造技術(shù)。
在圖23所示的發(fā)光容器31A中，在發(fā)光管32的端部32a，由脆性材料做成的圓筒形發(fā)光管32起外側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體19呈與其相似的圓筒形。并且，在發(fā)光管32和內(nèi)側(cè)支撐體19之間把持并固定有板狀金屬片8的把持部8b，板狀金屬片8起電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的保持部件的作用。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料中。把持部8b的兩面被擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性的不同產(chǎn)生的應(yīng)力。
在本例中，由于電極前端部的鎢等的纏繞部5a的直徑比在內(nèi)側(cè)支撐體19上設(shè)置的孔徑更大，所以，在預(yù)先把電極以及電流貫通導(dǎo)體插入內(nèi)側(cè)支撐體19的孔中的狀態(tài)下，相對于發(fā)光管進行一體化。電極保持部件和電流貫通導(dǎo)體由于是沒有被氣密密封的狀態(tài)，從而利用與電極保持部件和電流貫通導(dǎo)體的間隙，把發(fā)光物質(zhì)放入發(fā)光容器內(nèi)后，氣密密封兩者。這樣，能夠完成發(fā)光容器。
在圖24的發(fā)光管31B中，在發(fā)光管32的端部32a的內(nèi)側(cè)面32b和內(nèi)側(cè)支撐體30A之間如上述那樣把持有電極保持部件8的把持部8b。在此，在本例中，在內(nèi)側(cè)支撐體30A上設(shè)有向內(nèi)側(cè)空間7的中心突出的突出部30a，突出部30a起電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的保護用引導(dǎo)部的作用。
在圖25所示的發(fā)光容器31C的端部，由脆性材料做成的發(fā)光管32起內(nèi)側(cè)支撐體的作用。由脆性材料做成的外側(cè)支撐體13呈與其相似的圓筒形。并且，把持部8b把持并固定在發(fā)光管32和外側(cè)支撐體13之間。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b被脆性材料向發(fā)光管32的徑向擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性不同所產(chǎn)生的應(yīng)力。
在圖26所示的發(fā)光容器31D的端部，在由脆性材料做成的圓筒形外側(cè)支撐體29的內(nèi)側(cè)，有由脆性材料做成的具有相似的外徑形狀的圓筒形內(nèi)側(cè)支撐體30。并且，在外側(cè)支撐體29和內(nèi)側(cè)支撐體30之間把持并固定有與外側(cè)支撐體29以及內(nèi)側(cè)支撐體30形狀相似的圓筒形把持部8b。外側(cè)支撐體29進一步通過從外側(cè)把持由脆性材料做成的圓筒形的發(fā)光管32的端部32a的外側(cè)面32c，形成發(fā)光容器31D。
圖27的發(fā)光容器31E與圖26的發(fā)光容器31D幾乎相同。但是，在圖27中，在內(nèi)側(cè)支撐體30A上形成有向內(nèi)側(cè)空間7的中心突出的圓筒形的突出部30a，突出部30a起保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的引導(dǎo)部的作用。
圖28的發(fā)光容器31F與圖24的發(fā)光容器31B幾乎相同。但是，在圖28中，電極間的距離更短，在內(nèi)側(cè)支撐體30A上形成有向內(nèi)側(cè)空間7的中心更長地突出的圓筒形的突出部30a，突出部30a起保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的引導(dǎo)部的作用。
圖29的發(fā)光容器31G與圖27的發(fā)光容器31E幾乎相同。但是，在圖28中，在內(nèi)側(cè)支撐體30A上形成有向內(nèi)側(cè)空間7的中心更長地突出的圓筒形的突出部30a，突出部30a起保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的引導(dǎo)部的作用。在外側(cè)支撐體29的外側(cè)端部具備用于從外側(cè)對電極保持部件8的蓋8a進行支撐的擠壓部29a，能夠防止因發(fā)光管的內(nèi)壓導(dǎo)致的8a的變形。
圖30～圖34分別是所謂的HPS型高壓放電燈用發(fā)光容器。
圖30表示原有的發(fā)光容器。
通過由氧化鋁做成的堵塞部件40把電流貫通導(dǎo)體5保持在直管狀的發(fā)光管42的兩端部42a的內(nèi)側(cè)面42b上。利用密封材料6密封導(dǎo)體5和堵塞材料40之間。
在圖31所示的發(fā)光容器41A中，在發(fā)光管42的端部42a，由脆性材料做成的圓筒形發(fā)光管32起外側(cè)支撐體的作用，由脆性材料做成內(nèi)側(cè)支撐體19呈與其相似的圓筒形。并且，在發(fā)光管42和內(nèi)側(cè)支撐體19之間把持并固定有板狀金屬片8的把持部8b。板狀金屬片8起電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的保持部件的作用。非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b的兩面被擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性的不同所產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，發(fā)光管42和內(nèi)側(cè)支撐體19在把持部8b的正下方相互直接接觸。
在圖32所示的發(fā)光容器41B的端部，在由脆性材料做成的圓筒形發(fā)光管42的端部42a的內(nèi)側(cè)面42b側(cè)，設(shè)有由同一材質(zhì)的脆性材料做成的圓筒形的外側(cè)支撐體9。并且，在外側(cè)支撐體9的內(nèi)側(cè)設(shè)有圓筒狀的內(nèi)側(cè)支撐體10。并且，帽形板狀金屬片8A的把持部8b把持并固定在外側(cè)支撐體9和內(nèi)側(cè)支撐體10之間。
由板狀金屬片做成的電極保持部件8A的非把持部8a、8c從脆性材料突出，把持部8b埋在脆性材料內(nèi)。把持部8b的兩面被脆性材料向徑向擠壓，這樣，把持部8b變形，吸收并緩和因脆性材料和金屬的物性不同所產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，外側(cè)支撐體9和內(nèi)側(cè)支撐體10在把持部的正下方相互直接接觸。
在圖33的發(fā)光容器41C中，由脆性材料做成的圓筒形發(fā)光管42起外側(cè)支撐體的作用，在發(fā)光管42的內(nèi)側(cè)面42b和由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體10之間把持有電極保持部件8的把持部8b。
在本例中，在內(nèi)側(cè)支撐體10上朝向內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的中心形成有突出部10c。突出部10c的內(nèi)側(cè)面10b半徑幾乎相同，起保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的引導(dǎo)部的作用。在突出部10的外側(cè)面10a，沿著光的放射角度形成彎曲的傾斜面以便不妨礙從發(fā)光部射出的光。通過設(shè)置這種突出部10c，能夠防止在發(fā)光時電極導(dǎo)通部5的變形以及發(fā)光物質(zhì)所產(chǎn)生的腐蝕。此外，由于能夠減少發(fā)光部以外的發(fā)光管的內(nèi)部容積，從而可以削減密封進發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)。
在本例中，由于電極前端部的鎢等纏繞部5a的直徑比在內(nèi)側(cè)支撐體10上設(shè)置的孔徑更大，從而以預(yù)先把電極以及電流貫通導(dǎo)體插入內(nèi)側(cè)支撐體10的孔的狀態(tài)，相對于發(fā)光管進行一體化。電極保持部件和電流貫通導(dǎo)體由于是沒有氣密密封的狀態(tài)，從而利用電極保持部件和電流貫通導(dǎo)體的間隙，把發(fā)光物質(zhì)放入發(fā)光容器內(nèi)后，氣密密封兩者。這樣，能夠完成發(fā)光容器。
在圖34所示的發(fā)光容器41D的端部，在由脆性材料做成的圓筒形外側(cè)支撐體43的內(nèi)側(cè)，有由同一材質(zhì)的脆性材料做成的具有相似的外徑形狀的圓筒形內(nèi)側(cè)支撐體44。并且，由板狀金屬片做成的電極保持部件8A的把持部8a把持并固定在外側(cè)支撐體43和內(nèi)側(cè)支撐體44的圓筒部44a之間。在外側(cè)支撐體43的外側(cè)還有由脆性材料做成的圓筒狀的發(fā)光容器42的端部，形成發(fā)光容器41D。42c是外側(cè)支撐體。
在本例中，在支撐體44上朝向內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的中心形成有突出部44b。突出部44b的內(nèi)側(cè)面是幾乎相同的半徑，起到保護電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的保護部的作用。
在本發(fā)明中，在由板狀金屬片做成的電極保持部件的外側(cè)，能夠輔助地使用粘接材料。該粘接材料的種類并不限定，但較好是所謂的玻璃料，尤其好的是Al2O3-Dy2O3-SiO2系的組成系的玻璃或使其中含有氮的玻璃。
在發(fā)光管是由藍寶石(氧化鋁單晶)或以藍寶石為主要成分的透明氧化鋁材料做成的場合，發(fā)光管較好是管的長方向為藍寶石的c軸方向，使與發(fā)光管的管軸所成的角度在10°或其以下。這樣，在發(fā)光管與在發(fā)光管端部固定的內(nèi)側(cè)支撐體或外側(cè)支撐體的界面附近，熱應(yīng)力呈軸對稱分布，能夠顯著地降低藍寶石的裂縫的發(fā)生率。根據(jù)該觀點，較好是使構(gòu)成發(fā)光管的藍寶石的c軸與發(fā)光管的管軸所成的角度在5°或其以下。
由板狀金屬片構(gòu)成的電極保持部件如上那樣也可以是大致呈帽形。帽形的制法可例舉出拉深加工等，但對制法沒有任何限定。但是，拉深加工的場合，加工前例如是壓延體的話，由于在與壓延方向垂直的方向加熱時脆化易于進行，所以在拉深加工時需要充分注意到這點。該金屬部件的變化可根據(jù)結(jié)合體設(shè)計適當(dāng)調(diào)整。
例如，在高壓氖燈的端部氣密部分，可使用Nb等。假設(shè)在使用了Nb等柔軟的金屬時，為了避免高壓時的變形，使金屬的厚度稍微變厚。此外，能夠考慮到防止因高溫以及高壓導(dǎo)致的金屬過變形用的擠壓部(脆性材料部分)等。但是，為了抑制Nb脆化，燒結(jié)需要在非活性氣氛下(包括真空)進行。
使用Nb薄板和Nb電流導(dǎo)體時，密封法也可以是壓接、嵌合等機械密封(統(tǒng)稱為剪切法)。在結(jié)合體金屬部接近發(fā)光管外表面的輔助電極(纏繞、金屬化印刷)時，需要在接合體金屬部附近設(shè)置用于防止短路的絕緣機構(gòu)?；蛘?，反過來，也可以在金屬部分和輔助電極部分設(shè)定適當(dāng)?shù)碾娐贰?br> 發(fā)光管是由石英做成時，能夠以燒結(jié)石英作為外側(cè)支撐體來使用。有時需要應(yīng)用燒結(jié)后消減氣泡等(氣氛最好是真空，其次是還原性氣氛)的技術(shù)。此外，用在高溫加熱而軟化后的石英玻璃作為外側(cè)支撐體通過從外側(cè)壓接來密封也可以。
陶瓷金屬鹵素?zé)襞菰谝话愕膱龊希l(fā)光管形狀分為發(fā)光管電極插入部陶瓷細管和粗直徑發(fā)光主體部，主體接合部較好是用于細管終端部，但與原有品比較，由于不用玻璃料密封結(jié)構(gòu)，從而耐熱性高，能夠在更高溫側(cè)設(shè)定接合部。結(jié)果，在原來的設(shè)計中，為了減小熱流束使溫度降低，需要細長的細管部，但在本發(fā)明中，省略了毛細管，可短尺寸化，成為更加緊湊的發(fā)光管。因此，外球設(shè)計等也富有變化，在功能性、審美性方面也都優(yōu)良。發(fā)光物質(zhì)的使用量也少，能夠制造更加經(jīng)濟的發(fā)光管。
并且，在原有品中，點燈時大電流流過電極時，由于在以玻璃料密封的電流貫通導(dǎo)體部的發(fā)熱變大，所以，電流貫通導(dǎo)體的溫度上升，因與玻璃料或氧化鋁的熱膨脹差而產(chǎn)生應(yīng)力，易于在玻璃料密封部產(chǎn)生破裂。
對此，在本發(fā)明中，由于電流貫通導(dǎo)體不直接與熱膨脹不同的陶瓷直接接觸，所以，即使大電流流過電極而發(fā)熱，在電流貫通導(dǎo)體和陶瓷之間也不會產(chǎn)生熱應(yīng)力。因大電流的流過而在電流貫通導(dǎo)體產(chǎn)生的熱傳到薄的電極保持部件，以埋到脆性材料內(nèi)的把持部擴散，吸收到脆性材料中。此時產(chǎn)生的熱應(yīng)力與原來的在玻璃料密封部產(chǎn)生的應(yīng)力相比的話更小，即使萬一產(chǎn)生大的應(yīng)力，由于利用埋在脆性材料中的把持部的微小的變形就可以吸收，所以，在點燈時流過大電流，可自由地選定電流貫通導(dǎo)體的路徑。
汽車用陶瓷金屬鹵素?zé)襞莸膱龊?，無助于發(fā)光的端部需要變小。此外，為了減少整體的熱容量，較好是發(fā)光管的尺寸也減小。在供給電力的電路側(cè)，通過減小發(fā)光管尺寸，管發(fā)光(溫度)對輸入的響應(yīng)的時間更短，不需要過多的上升電力。這相當(dāng)于同時在發(fā)光管內(nèi)的溫度分布減小，等同于避免對沒有優(yōu)越的耐熱沖擊性的陶瓷材料給與不必要的熱應(yīng)力，發(fā)光管可靠性也隨之上升。為了減小發(fā)光管尺寸，采用例如高強度PCA發(fā)光管材料是有效的。燒結(jié)后也成為具有非常微細的平均粒徑(例如10μm或其以下)的PCA，能夠達成比通常大幾倍的強度，從而較好。
對這些管制造法沒有特別限定，但用使用以內(nèi)部芯如凝膠鑄塑成型的制造法的話，能夠自由設(shè)定發(fā)光管內(nèi)形狀，從而較好。此外，對發(fā)光管或外側(cè)環(huán)使用可低溫?zé)Y(jié)的陶瓷材料，也能夠抑制金屬部分的脆化，結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)高度的發(fā)光管的可靠性。發(fā)光物質(zhì)也根據(jù)陶瓷管腐蝕狀態(tài)可使用除原來的Sc-Na系以外別的稀土類元素。
此外，發(fā)光管整體對電流貫通導(dǎo)體或電極保持部使用Mo、Nb等，在無外球的點燈較難。在無外球的場合，金屬薄板表面上的金屬涂層等成為解決辦法。此外，用玻璃等覆蓋也可。金屬涂層的場合，由于金屬相互擴散，需要抑制Mo暴露在大氣中。為無水銀發(fā)光管的話，也可使用Pt系金屬部分。是純Pt的話，大氣中點燈＝無外球點燈也是可能的。此外，為了抑制電極組件的晃動，設(shè)置位于電極插入部附近(內(nèi)側(cè))的陶瓷館的內(nèi)徑相對于插入電極小的空隙的話，易于提高電極位置的精度。
此外，對于焊接，焊接部離開壓接接合部時，由于不用激光焊接等微細焊接也可以，從而焊接方法的選擇也多，從而較好。此外，金屬部分不是帽狀的場合，焊接金屬部件的管狀部分和底板狀部分也可以。再有，使用預(yù)先焊接了底板狀部分和電極的，與上述金屬管狀部分焊接也可以。
此外，在電極要與外部導(dǎo)線得到導(dǎo)通的場合，由于上述金屬部件和電極都是導(dǎo)電體，不在軸方向而是在其以外的部分(橫向)確保導(dǎo)通也可以。此外，導(dǎo)通是在焊接或釬焊、機械地嵌合以外，使板狀金屬片一部分延伸到外并在此狀態(tài)下用作導(dǎo)線的一部分。再有，使板狀金屬片的一部分彎曲成U字形等，使之起到使用時吸收外部沖擊以及熱膨脹的部分的作用也可以。這樣，對導(dǎo)通部分也可自由設(shè)計，顯然在功能性、審美性方面都優(yōu)良。
發(fā)光管的制造方法并無特別限定，對于這些發(fā)光管的主體部有(1)利用擠出成形、泥漿鑄入成形、注射成形把發(fā)光管分為兩部分來成形，在脫脂前接合成形體～正式燒結(jié)來使之一體化的方法?；蛘?，(2)用以凝膠注塑為代表的脫蠟法成形也可，能夠?qū)崿F(xiàn)不限制主體部發(fā)光管設(shè)計的端部密封結(jié)構(gòu)。
此外，在金屬鹵素?zé)糁校塾谀透g性而主要用Mo、W、Re等，以高壓氖燈能夠進一步采用Nb作為上述金屬部件。此外，同樣，在超高壓水銀燈也可以采用Nb。
通過以下方式密封這些發(fā)光管而成為放電燈。
(1)金屬鹵素?zé)?一般照明)在50～200mbar的Ar氣氛下，從Mo制的金屬帽(在帽本身上也可以有引導(dǎo)部分)的孔投入Hg(不一定要)、金屬(Na、稀土類元素等)碘化物，插入Mo或W電極，利用TIG焊接或激光焊接來焊接密封。
(2)金屬鹵素?zé)?自行車用·點光源用)與(1)同樣地密封金屬碘化物和Hg(不一定要)。根據(jù)情況使用7～20bar的Xe作為始動氣體。特別在本發(fā)明這種場合，由于以極短時間和低溫結(jié)束密封，以始動氣體為起點的發(fā)光物質(zhì)的蒸發(fā)幾乎完全被抑制。主體部材料可以是通常的透光性氧化鋁，但選用線性透過率高的YAG、藍寶石、粒徑在10μm或其以下的多晶藍寶石等也可以。
(3)高壓Na燈金屬帽用的是Nb。電極用的是Mo、W、Nb、，把它們焊接起來。發(fā)光物質(zhì)是Na-Hg汞合金和Ar等始動氣體，不用Hg的場合則密封進Xe。特別地，對管表面使用輔助電極的場合(無論纏繞、金屬化印刷等種類)，為了防止電極保持部件附近和輔助電極的短路，根據(jù)情況，也可以把絕緣機構(gòu)設(shè)在輔助電極上等。
(4)超高壓水銀燈主體部材料較好是線性透過率高的YAG、藍寶石、粒徑在10μm或其以下的多晶藍寶石等。發(fā)光物質(zhì)是Hg和Br。金屬帽除Mo、W之外還可使用Nb，焊接法與上相同。
以上那樣得到的放電燈能夠用適當(dāng)?shù)狞c火器、鎮(zhèn)流器點燈。
對于第一、第二、第三各方式的發(fā)明，在發(fā)光管的外表面，能夠設(shè)置由金屬或陶瓷的混合物做成的覆蓋膜作為光學(xué)掩膜機構(gòu)。所謂掩膜是指遮光膜。例如在汽車用車前燈的場合，為了從對面的車看來燈泡不刺眼(例如為了使光不朝向上方)，在發(fā)光管外表面設(shè)置遮光膜來控制光的方向。這種遮光膜在例如特開2004-149640號公報、特開2004-163911號公報、特開2004-134219號公報中公布過。
構(gòu)成遮光膜的金屬沒有特別限定，優(yōu)選的是從鎢、鉬以及錸之中選取的金屬或它們的合金。特別地，在使用金屬和陶瓷的混合物的場合，較好是陶瓷包含發(fā)光管的構(gòu)成材料。這種陶瓷作為發(fā)光管材料是前述的材料。此外，遮光膜可利用涂布法形成。
實施例(實施例1)制造圖2所示的發(fā)光容器1A。
具體地說，準備對鉬板進行拉深加工制作的帽狀的電極保持部件8。蓋部8a直徑為2mm，厚200mm。此外，電極保持部件的圓筒部長為3mm，把持部8b的厚度為100μm。在彎曲部8c，厚度向把持部的方向逐漸變薄。把持部8b的前端呈楔形。在蓋部8a挖出直徑500μm的孔8d。
準備放入該電極保持部件8的內(nèi)側(cè)的外徑2mm、內(nèi)徑0.6mm、長5mm的高純度氧化鋁燒結(jié)體做成的管3，以其為內(nèi)側(cè)支撐體，在該內(nèi)側(cè)支撐體3上覆蓋電極保持部件8。
準備用防潮袋成形機成形的、內(nèi)徑2.1mm、外徑4mm、長20mm的高純度氧化鋁做成的管狀的發(fā)光管用成形體2(成形壓力1500kg/cm2)，以該成形體2為外側(cè)支撐體。如圖3(a)所示，在發(fā)光管用成形體的兩端，插入覆蓋了電極保持部件8的內(nèi)側(cè)支撐體3并組裝成為一體，在氫氣氛中1800℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器(圖3(b))。
(實施例2)制造了圖4所示的結(jié)構(gòu)體。
具體地說，準備對鉬板進行拉深加工制作的帽狀的電極保持部件8A。蓋部8a直徑為2mm，厚200mm。此外，電極保持部件的圓筒部長為3mm，把持部8b的厚度為100μm。在彎曲部8c，厚度向把持部的方向逐漸變薄。把持部8b的前端呈楔形。在蓋部8a挖出直徑500μm的孔8d。
準備放入該電極保持部件8的內(nèi)側(cè)的、外徑2mm、內(nèi)徑0.6mm、長5mm的高純度氧化鋁燒結(jié)體做成的管狀成形體，以其為內(nèi)側(cè)支撐體10，在該內(nèi)側(cè)支撐體10上覆蓋電極保持部件8A。并且，內(nèi)側(cè)支撐體10的孔徑比電極前端部的鎢纏繞部分5a的直徑更小，不能從發(fā)光容器外側(cè)插入電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a。因此，預(yù)先把電流貫通導(dǎo)體5(直徑0.5mm、前端部直徑0.8mm)插入電極保持部件。
準備用壓印成形機成形的、內(nèi)徑2.1mm、外徑15mm、長6.5mm的高純度氧化鋁做成的管狀的發(fā)光管用成形體(成形壓力1000kg/cm2)，以該成形體為外側(cè)支撐體9。在其中插入組裝金屬蓋和電流貫通導(dǎo)體以及電極得到的內(nèi)側(cè)支撐體10，組裝成一體，在氫氣氛中1750℃燒結(jié)，制作了預(yù)先插入了電流貫通導(dǎo)體以及電極的發(fā)光容器的電極固定用部品。得到的尺寸為外徑12mm，長5mm。電極保持部件8A的圓筒狀把持部8b被擠壓在氧化鋁外側(cè)支撐體9以及內(nèi)側(cè)支撐體10上并固定，電極保持部件8A的蓋部8a作為非把持部暴露于支撐體的端部。這樣得到了端部部件。
進一步準備用防潮袋成形機成形的、內(nèi)徑12.5mm、外徑15.5mm、長50mm的高純度氧化鋁做成的管狀成形體2(成形壓力1500kg/cm2)，在該成形體的兩端插入上述端部部件并組裝成為一體，在氫氣氛中1800℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器。圖4表示插入了電極以及電流貫通導(dǎo)體的發(fā)光容器用組裝體。
(實施例3)制造了圖5所示的發(fā)光容器1C。
具體地說，與實施例1同樣準備了電極保持部件8。但是，使電極保持部件8的直徑為4mm，使圓筒部長度為4mm，使蓋部8a厚度為200μm，使把持部8b的厚度為100μm。在蓋部8a挖出直徑500μm的孔8d。
準備具有外徑4mm、內(nèi)徑0.6mm、外徑為4mm的圓筒狀基部的長度為5mm并且向長度方向外徑逐漸變細的形狀的突出部10a的、全長10mm的由高純度氧化鋁燒結(jié)體做成的管，以其為內(nèi)側(cè)支撐體10。在該內(nèi)側(cè)支撐體10上覆蓋電極保持部件8。
準備用防潮袋成形機成形的、內(nèi)徑4.2mm、外徑7mm、長45mm的由高純度氧化鋁做成的管狀成形體(成形壓力1500kg/cm2)，以該成形體為外側(cè)支撐體2，在其兩端插入覆蓋金屬帽8的內(nèi)側(cè)支撐體10并組裝成為一體，在氫氣氛中1800℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器。
圖5表示進一步把電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a插入發(fā)光容器內(nèi)的狀態(tài)。
此形狀的內(nèi)側(cè)支撐體10的突出部10c由于保持成保護電流貫通導(dǎo)體5的大部分側(cè)面，從而電極軸的偏差小、電極間距的尺寸精度良好，對電流貫通導(dǎo)體以及電極的耐腐蝕性高，還能降低發(fā)光物質(zhì)導(dǎo)致的腐蝕。此外，能夠降低發(fā)光管的內(nèi)容積，降低密封進發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)的量。
(實施例4)制造了圖6所示的發(fā)光容器1D。
具體地說，準備了與實施例1相同的尺寸和形狀的電極保持部件8A。
準備外徑2mm、內(nèi)徑0.6mm、長10mm的高純度氧化鋁做成的管，以其為內(nèi)側(cè)支撐體15，在該內(nèi)側(cè)支撐體15上覆蓋電極保持部件8A。
準備用壓印成形機成形的、內(nèi)徑2.1mm、外徑15mm的部分的長為6.5mm外徑錐形地逐漸變細縮小的形狀的全長12.5mm的高純度氧化鋁做成的成形體，以該成形體為外側(cè)支撐體14。插入覆蓋金屬蓋的內(nèi)側(cè)支撐體15，組裝成一體，在氫氣氛中1750℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器的電極以及電流貫通導(dǎo)體固定用部品。得到的尺寸為外徑12mm的部分的長度為5mm，并且外徑呈圓錐狀縮小的突出部的全長為10mm，電極保持部件8的圓筒部作為把持部8b被擠壓在氧化鋁的外側(cè)以及內(nèi)側(cè)支撐體上并固定，電極保持部件8的蓋部8a作為非把持部暴露于支撐體，得到了端部部件。
進一步準備用防潮袋成形機成形的、內(nèi)徑12.5mm、外徑15.5mm、長50mm的高純度氧化鋁做成的管狀成形體(成形壓力1500kg/cm2)，在該成形體的兩端插入上述端部部件并組裝成為一體，在氫氣氛中1800℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器1D。圖6表示在發(fā)光容器中插入了電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a的狀態(tài)。
由該形狀的內(nèi)側(cè)以及外側(cè)支撐體做成的突出部14a、15a保持成保護電流貫通導(dǎo)體5的大部分的側(cè)面，從而電極軸的偏差小、電極間距的尺寸精度良好，對電流貫通導(dǎo)體以及電極的耐腐蝕性高，還能降低發(fā)光物質(zhì)導(dǎo)致的腐蝕。此外，能夠降低發(fā)光管的內(nèi)容積，降低密封進發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)的量。
通過做成圖6所示那種結(jié)構(gòu)，利用外側(cè)支撐體14的厚度部分就能夠使用與發(fā)光容器2的內(nèi)徑相比直徑小的帽形電極保持部件8A。由于發(fā)光管2內(nèi)部的壓力比大氣壓高，所以，使電極保持部件8A的直徑減小更加有利于能夠降低在電極保持部件8A產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，由于還能夠顯著降低電極保持部件8A與內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的腐蝕性發(fā)光物質(zhì)的接觸面積，從而能夠進一步有效地抑制電極保持部件8A的腐蝕。
(實施例5)制造了圖7所示的發(fā)光容器1E。具體地說，準備了與實施例1相同尺寸和形狀的電極保持部件8。
準備放入該電極保持部件8內(nèi)側(cè)的外徑2mm、內(nèi)徑0.6mm、長20mm的透明氧化鋁發(fā)光管(由藍寶石等氧化鋁單晶做成)，以其為內(nèi)側(cè)支撐體，準備使電極保持部件8覆蓋在該發(fā)光管2上的物體。
準備用壓印成形機成形的、內(nèi)徑2.1mm、外徑6mm、長6.5mm的高純度氧化鋁做成的環(huán)狀成形體(成形壓力1000kg/cm2)，以該成形體為外側(cè)支撐體13。把該外側(cè)支撐體13插入覆蓋了電極保持部件的發(fā)光管2的各端部的外側(cè)，組裝成一體，在氫氣氛中1800℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器。圖7表示進一步把電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a插入發(fā)光容器中的狀態(tài)。
(實施例6)制造了圖8所示的發(fā)光容器1F。具體地說，準備了與實施例1相同尺寸和形狀的電極保持部件8A。
準備外徑2mm、內(nèi)徑0.6mm、長5mm的由高純度氧化鋁燒結(jié)體做成的管，以其為內(nèi)側(cè)支撐體17，準備使電極保持部件8A覆蓋在該內(nèi)側(cè)支撐體17上的物體。
準備用壓印成形機成形的外側(cè)支撐體16。該成形體的基部16a內(nèi)徑為2.1mm、長6.5mm。突出部16b內(nèi)徑為2.1mm、長6.5mm。準備高純度氧化鋁做成的成形體16(成形壓力1000kg/cm2)，以該成形體16為外側(cè)支撐體。把覆蓋了電極保持部件8A的內(nèi)側(cè)支撐體17插入基部16a上，把外徑4mm、壁厚1mm、長20mm的透明氧化鋁管2(主要由藍寶石等氧化鋁單晶做成)插入突出部16b內(nèi)，組裝成一體，在氫氣氛中1800℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器。圖8表示進一步把電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a插入發(fā)光容器中的狀態(tài)。
(實施例7)制造了圖9所示的發(fā)光容器1G。
具體地說，與實施例1同樣地制造了具有與實施例1相同的尺寸和形狀的電極保持部件8A。
準備了放入該電極保持部件8A內(nèi)側(cè)的由高純度氧化鋁制的內(nèi)側(cè)支撐體17A。內(nèi)側(cè)支撐體17A是高純度氧化鋁燒結(jié)體(純度99.9％)，由外徑2mm、內(nèi)徑0.6mm、長5mm的基部17d和外徑從2mm逐漸向前端變細的長5mm的突出部17a做成。準備使金屬帽8A覆蓋在內(nèi)側(cè)支撐體17A上的物體。
用壓印成形機對外側(cè)支撐體16成形。外側(cè)支撐體16由內(nèi)徑2.1mm、長6.5mm的基部16a和內(nèi)徑4.1mm、長6.5mm的突出部16b做成。準備該高純度氧化鋁做成的成形體16(成形壓力1000kg/cm2)，以該成形體16為外側(cè)支撐體。插入覆蓋了電極保持部件8A的內(nèi)側(cè)支撐體17A，此外，把內(nèi)徑4mm、壁厚1mm、長20mm的透明氧化鋁發(fā)光管2(主要由藍寶石等氧化鋁單晶做成)插入突出部16b內(nèi)，組裝成一體，在氫氣氛中1800℃燒結(jié)，制作了發(fā)光容器。圖9表示進一步把電流貫通導(dǎo)體5以及電極5a插入發(fā)光容器中的狀態(tài)。
此形狀的內(nèi)側(cè)支撐體的突出部17a由于保持成保護電流貫通導(dǎo)體的大部分側(cè)面，從而電極軸的偏差小、電極間距的尺寸精度良好，對電流貫通導(dǎo)體以及電極的耐腐蝕性高，還能降低發(fā)光物質(zhì)導(dǎo)致的腐蝕。此外，能夠降低發(fā)光管的內(nèi)容積，降低密封進發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光物質(zhì)的量。采用圖9所示的結(jié)構(gòu)，利用外側(cè)支撐體16的厚度部分就能夠使用與發(fā)光容器2的內(nèi)徑相比直徑小的帽形電極保持部件8A。由于發(fā)光管2內(nèi)部的壓力比大氣壓高，所以，使電極保持部件8A的直徑減小更加有利于能夠降低在電極保持部件8A產(chǎn)生的應(yīng)力。此外，由于還能夠顯著降低電極保持部件8A與內(nèi)側(cè)空間7內(nèi)的腐蝕性發(fā)光物質(zhì)的接觸面積，從而能夠進一步有效地抑制電極保持部件8A的腐蝕。
以下展示使用本密封結(jié)構(gòu)的場合的效果。
(1.降低密封品晃動的改善例(高壓密封發(fā)光物質(zhì)的場合汽車用等))進行了在與35W的原來結(jié)構(gòu)、(玻璃料密封)陶瓷發(fā)光容器相同瓦數(shù)的實施例1～7的發(fā)光容器中密封相當(dāng)于15bar的Xe的實驗。Xe是在低溫凝結(jié)的狀態(tài)。其評價是在所定體積的室溫真空容器內(nèi)每破壞密封品n＝100個，根據(jù)容器內(nèi)壓(Xe分壓)的測定進行。
結(jié)果，原來品n＝100的平均相當(dāng)于8個大氣壓。相對于此，在使用實施例1～7的各發(fā)光容器的場合，相當(dāng)于14.5大氣壓。
(2.氣密密封性)把實施例1～7的密封完的發(fā)光容器每種n＝30，在石英管中真空密封在900℃保持48小時。然后用特斯拉線圈使之放電，確認在石英外球內(nèi)發(fā)光的場合為NG，沒確認的場合為OK。在原有品中，n＝25/30不合格。在實施例1～7的發(fā)光容器的場合，都不是不合格品。
(設(shè)置掩膜材料的例子)對于實施例1～7各發(fā)光容器，在發(fā)光管的外表面的所定場所，形成起掩膜材料的作用的遮光膜。具體地說，用透光性氧化鋁形成發(fā)光管。膠體組成是使W/氧化鋁＝60/40體積％，在其中適當(dāng)添加2～10重量％的乙基纖維素，丁基醋酸酯溶劑作為粘接劑，做成粘稠膠體。把該膠體在上述各例中涂抹在脫脂劑的煅燒體上，然后在90℃使之干燥2小時，與發(fā)光管同時燒結(jié)。通過該掩膜材料，可任意設(shè)計布光。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光容器，具備由板狀金屬片做成的電極保持部件，其特征在于上述電極保持部件具備壓接把持在脆性材料上的把持部和沒有被把持的非把持部，在上述把持部和上述脆性材料的接觸界面產(chǎn)生的應(yīng)力因上述電極把持部件的上述把持部的變形而被緩和。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光容器，其特征在于具備由脆性材料做成的發(fā)光管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光容器，其特征在于在上述發(fā)光管內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)側(cè)支撐材料，上述電極保持部件的上述把持部壓接在上述發(fā)光管和上述內(nèi)側(cè)支撐材料之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光容器，其特征在于上述內(nèi)側(cè)支撐材料的壁厚向上述發(fā)光容器的中央部減少。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光容器，其特征在于在上述發(fā)光管外側(cè)設(shè)有外側(cè)支撐材料，上述電極保持部件的上述把持部壓接在上述發(fā)光管和上述外側(cè)支撐材料之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的，其特征在于具備由脆性材料做成的、在上述發(fā)光管上固定的外側(cè)支撐體以及由脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體，在上述外側(cè)支撐體和上述內(nèi)側(cè)支撐體之間壓接把持有上述電極保持部件的上述把持部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光容器，其特征在于上述外側(cè)支撐體把持在上述發(fā)光管的內(nèi)側(cè)，上述內(nèi)側(cè)支撐體把持在上述外側(cè)支撐體的內(nèi)側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光容器，其特征在于上述外側(cè)支撐體以及內(nèi)側(cè)支撐體的總壁厚向上述發(fā)光容器的中央部減少。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光容器，其特征在于上述外側(cè)支撐體壓接上述發(fā)光管的外周面端部，上述內(nèi)側(cè)支撐體設(shè)在上述外側(cè)支撐體的內(nèi)側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2～9任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于上述發(fā)光管為直管狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求2～9任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于上述發(fā)光管具有向其中央部膨脹的形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求2～11任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于上述發(fā)光管由多個成形品的接合物做成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1～12任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于上述把持部的前端為刀刃狀、C面、或R面的形狀。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～13任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于上述脆性材料是從玻璃、陶瓷以及合金陶瓷組成的組中選取。
15.根據(jù)權(quán)利要求1～14任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于上述把持部的厚度為20～1000μm。
16.根據(jù)權(quán)利要求2～15任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于在上述發(fā)光管的外表面具備由金屬或金屬和陶瓷的混合物做成的覆蓋膜作為光學(xué)掩膜機構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光容器，其特征在于上述金屬是從鎢、鉬以及錸組成的組中選取的金屬或它們的合金。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的發(fā)光容器，其特征在于上述陶瓷包含上述發(fā)光管的構(gòu)成材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求1～18任何一項所述的發(fā)光容器，其特征在于上述電極保持部件是沒有接縫的結(jié)構(gòu)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光容器，其特征在于上述電極保持部件的上述把持部是管狀。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的發(fā)光容器，其特征在于上述把持部是略圓筒狀。
22.一種發(fā)光容器組裝體，其特征在于具備權(quán)利要求1～21任何一項所述的發(fā)光容器，在上述發(fā)光容器的一端和另一端分別固定上述電極保持部件，電流貫通導(dǎo)體預(yù)先被插入上述電極保持部件，上述電極預(yù)先被收放在上述發(fā)光容器內(nèi)，上述電極保持部件和上述電流貫通導(dǎo)體在上述一端和上述另一端的至少一方?jīng)]有被氣密密封。
23.一種高壓放電燈用發(fā)光容器，其特征在于具備權(quán)利要求1～21任何一項所述的發(fā)光容器和在上述電極保持部件保持的電極以及電流貫通導(dǎo)體。
24.一種發(fā)光容器，其特征在于具備以由脆性材料做成的發(fā)光管為外側(cè)支撐體、在該外側(cè)支撐體的內(nèi)側(cè)設(shè)置的脆性材料做成的內(nèi)側(cè)支撐體以及夾在上述外側(cè)支撐體與上述內(nèi)側(cè)支撐體之間的板狀金屬片，上述外側(cè)支撐體與上述板狀金屬片直接接觸，上述板狀金屬片與上述內(nèi)側(cè)支撐體直接接觸，并且，上述外側(cè)支撐體與內(nèi)側(cè)支撐體直接接觸，上述板狀金屬片起電極保持部件的作用。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的發(fā)光容器，其特征在于上述外側(cè)支撐體與上述內(nèi)側(cè)支撐體的熱膨脹系數(shù)之差在2ppm/K或其以下。
26.根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的發(fā)光容器，其特征在于上述板狀金屬片具備非把持部，該非把持部具有無接縫的蓋部，并且在該蓋部設(shè)有可插入電流貫通導(dǎo)體以及電極的通孔。
27.根據(jù)權(quán)利要求27所述的發(fā)光容器，其特征在于上述非把持部具備調(diào)節(jié)電流貫通導(dǎo)體和電極的同軸度的引導(dǎo)部以及具有可成為連接端的長度的毛細管部。
28.一種發(fā)光容器組裝體，其特征在于具備權(quán)利要求24～27任何一項所述的發(fā)光容器，在上述發(fā)光容器的一端和另一端分別固定上述電極保持部件，電流貫通導(dǎo)體預(yù)先被插入上述電極保持部件，上述電極預(yù)先被收放在上述發(fā)光容器內(nèi)，上述電極保持部件和上述電流貫通導(dǎo)體在上述一端和上述另一端的至少一方?jīng)]有被氣密密封。
29.一種高壓放電燈用發(fā)光容器，其特征在于具備權(quán)利要求24～27任何一項所述的發(fā)光容器和在上述電極保持部件保持的電極以及電流貫通導(dǎo)體。
30.一種發(fā)光容器，其特征在于具備以由脆性材料做成的發(fā)光管為內(nèi)側(cè)支撐體、在該內(nèi)側(cè)支撐體的外側(cè)設(shè)置的脆性材料做成的外側(cè)支撐體以及夾在上述內(nèi)側(cè)支撐體與上述外側(cè)支撐體之間的板狀金屬片，上述內(nèi)側(cè)支撐體與上述板狀金屬片直接接觸，上述板狀金屬片與上述外側(cè)支撐體直接接觸，并且，上述內(nèi)側(cè)支撐體與上述外側(cè)支撐體直接接觸，上述板狀金屬片起電極保持部件的作用。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的發(fā)光容器，其特征在于上述外側(cè)支撐體與上述內(nèi)側(cè)支撐體的熱膨脹系數(shù)之差在2ppm/K或其以下。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述的發(fā)光容器，其特征在于上述板狀金屬片具備非把持部，該非把持部具有無接縫的蓋部，并且在該蓋部設(shè)置可插入電流貫通導(dǎo)體以及電極的通孔。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的發(fā)光容器，其特征在于上述非把持部具備調(diào)節(jié)電流貫通導(dǎo)體和電極的同軸度的引導(dǎo)部以及具有可成為連接端的長度的毛細管部。
34.一種發(fā)光容器組裝體，其特征在于具備權(quán)利要求30～33任何一項所述的發(fā)光容器，在上述發(fā)光容器的一端和另一端分別固定有上述電極保持部件，電流貫通導(dǎo)體預(yù)先被插入上述電極保持部件，上述電極預(yù)先被收放在上述發(fā)光容器內(nèi)，上述電極保持部件和上述電流貫通導(dǎo)體在上述一端和上述另一端的至少一方?jīng)]有被氣密密封。
35.一種高壓放電燈用發(fā)光容器，其特征在于具備權(quán)利要求30～34任何一項所述的發(fā)光容器、在上述電極保持部件保持的電極以及電流貫通導(dǎo)體。
全文摘要
本發(fā)明涉及發(fā)光容器及高壓放電燈用發(fā)光容器。發(fā)光容器(1A)具備由板狀金屬片做成的電極保持部件(8)。電極保持部件(8)具備壓接把持在脆性材料中的把持部(8b)和沒有被把持的非把持部(8a、8c)，在把持部(8b)和脆性材料的接觸界面產(chǎn)生的應(yīng)力因電極保持部件8的變形而被緩和。
文檔編號C04B37/02GK1839461SQ20058000079
公開日2006年9月27日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者渡邊敬一郎, 太田隆, 增井直樹 申請人:日本礙子株式會社, Ngk光陶瓷株式會社