專利名稱：金屬鹵化物燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有透光性陶瓷制成的發(fā)光管的金屬鹵化物燈。
背景技術(shù)：
就金屬鹵化物燈使用的發(fā)光管而言，目前使用的是氧化鋁等透光性陶瓷。近年來，為了提高熱效率，提高燈特性，如圖10所示，金屬鹵化物燈采用發(fā)光部31a和細(xì)管部31b一體成型制作的發(fā)光管。
圖11展示了使用該發(fā)光管的金屬鹵化物燈，圖12展示了發(fā)光管的剖面。
發(fā)光管31容納于外管32的內(nèi)部，引線33a、33b分別安裝在其細(xì)管部。引線33a、33b與發(fā)光管31的內(nèi)部配置的電極17a、17b連接。外管32的一個端部由燈頭34封閉。芯柱引線35a、35b從芯柱36導(dǎo)出，芯柱引線35a與引線33a連接，芯柱引線35b通過電力供給線37與引線33b連接。
在發(fā)光管31中封入汞、鈰、鈉、鉈、銦、鈧等的碘化物。如果啟動燈，則通過電極間17a、17b的放電而使被加熱的汞蒸發(fā)，隨后碘化物被液化，其一部分蒸發(fā)。但是，一部分碘化物以液體的狀態(tài)附著于發(fā)光管31的內(nèi)壁。如圖12所示，如果在發(fā)光管31的縱向處于垂直方向的狀態(tài)下開燈，則壁面上附著的液狀碘化物順著壁面滲入位于垂直下方的細(xì)管部的內(nèi)壁與電極17a的間隙。碘化物38如果滲入細(xì)管部內(nèi)，則有助于發(fā)光的碘化物的蒸汽壓降低，燈特性、特別是燈色溫特性發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無論發(fā)光管的軸是否傾斜(姿勢)，都可以抑制燈中的色溫變化的金屬鹵化物燈。
本發(fā)明提出一種金屬鹵化物燈的改進(jìn)方案，該燈包括由透光性陶瓷制成的發(fā)光管，其細(xì)管部分別與發(fā)光部的一對端部連接。該金屬鹵化物燈在所述發(fā)光部的內(nèi)壁具有液體保存部，用于保存從發(fā)光部的最大內(nèi)徑部沿上述內(nèi)壁向所述細(xì)管部側(cè)移動的液態(tài)物，位于該液體保存部的所述發(fā)光管的內(nèi)徑d滿足0.4D＜d＜0.7D。這里，D是所述最大內(nèi)徑部的內(nèi)徑。
液體保存部抑制液態(tài)碘化物向細(xì)管部內(nèi)的滲入。但是，如果液體保存部靠近電極，則保存的碘化物在高溫的作用下促使透光性陶瓷被腐蝕，在發(fā)光管產(chǎn)生裂縫。另一方面，如果液體保存部遠(yuǎn)離細(xì)管部，則不能充分抑制碘化物向細(xì)管部的滲入。因此，根據(jù)本發(fā)明，在所述位置配置液體保存部。


圖1是本發(fā)明的金屬鹵化物燈所使用的發(fā)光管的一個例子的剖面圖。
圖2是本發(fā)明的金屬鹵化物燈所使用的發(fā)光管的另一個例子的剖面圖。
圖3是展示向制備發(fā)光管制造中所使用的型芯的模具中注入石蠟的工序的剖面圖。
圖4是展示從圖3所示的模具中取出型芯的工序的剖面圖。
圖5是展示在從圖4所示工序獲得的型芯與模具的間隙注入漿料的工序的剖面圖。
圖6是展示從圖5所示模具取出漿料固化體的工序的剖面圖。
圖7是展示加熱圖6所示固化體、流出石蠟的工序的剖面圖。
圖8是本發(fā)明的金屬鹵化物燈使用的發(fā)光管的另一個例子的剖面圖。
圖9是用于制造發(fā)光管的另一種型芯的剖面圖。
圖10是已有的發(fā)光管的剖面圖。
圖11是已有的金屬鹵化物燈的剖面圖。
圖12是圖11所示的燈中的發(fā)光管的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
液體保持部也可以接合其它材料來形成，但是最好使發(fā)光部的一部分內(nèi)壁突出或者回縮來形成。這樣，液體保存部最好形成為發(fā)光部內(nèi)壁的突起(反劈)或者溝。在液體保存部形成為發(fā)光部的一部分內(nèi)壁回縮成溝的情形，液體保存部的深度t最好在滿足0.2T≤t≤0.5T的范圍。這里，T是發(fā)光部的透光性陶瓷的厚度。如果深度t過大，則液體保存部容易產(chǎn)生裂縫，發(fā)光管的耐壓特性劣化。如果深度t過小，則保存碘化物的能力受到限制。
液體保存部也從發(fā)光部和細(xì)管部的連接部(邊界)離開細(xì)管部，即形成為與細(xì)管部保持預(yù)定的距離。由于連接部與電極過近，所以液態(tài)碘化物促使陶瓷被腐蝕。
具體地講，液體保存部最好形成在最大內(nèi)徑部與細(xì)管部之間配置的發(fā)光部直徑縮小的部位。
在圖1所示的發(fā)光管24中，在發(fā)光部21的內(nèi)壁形成突起23。發(fā)光部21從最大內(nèi)徑部21a逐漸縮小，連接于細(xì)管部22，在內(nèi)徑逐漸縮小的直徑縮小部位(錐形部位)21b形成突起23。利用該突起23，使發(fā)光部21的內(nèi)徑d大于最大內(nèi)徑部21a的內(nèi)徑D的0.4倍，并且小于其0.7倍。
液體保存部不僅可以形成為發(fā)光管24的內(nèi)壁部分突出，也可以形成為部分回縮，例如圖2所示，也可以是在直徑縮小部21b的凹面形成的溝25。該溝25最好形成為其深度t是發(fā)光部21的厚度T的0.2～0.5倍。突起23和溝25形成為發(fā)光管24直立時在預(yù)定高度的位置環(huán)繞光部21的內(nèi)壁即可。
而且，在本說明書中，嚴(yán)格地講，內(nèi)徑d應(yīng)定義為以突起23的頂部(圖1)、溝25的細(xì)管側(cè)端部(圖2)為基準(zhǔn)。
以下，對具有液體保存部3的發(fā)光管的一種制造方法予以說明。
該制造方法首先制作型芯。預(yù)先計(jì)算燒結(jié)后的收縮率來設(shè)計(jì)，制備設(shè)置有用于在發(fā)光管上形成液體保存部的凸部1的不銹鋼鑄模2、3。然后，在該鑄模2、3內(nèi)配置不銹鋼制芯線4作為軸體。進(jìn)而，如圖3所示，例如在90℃左右對熔點(diǎn)為70℃的烷烴系石蠟5進(jìn)行加熱熔融，從流入口6注入。而且，放置鑄模2、3直至室溫左右，使石蠟5固化。然后，如圖4所示，分離鑄模2、3，取出型芯8。在該型芯8中形成了反映鑄模2、3的凸部1的凹部7。
接著，采用型芯8和鑄模對漿料進(jìn)行成型。如圖5所示，制備預(yù)先計(jì)算收縮率來設(shè)計(jì)的發(fā)光管成型用不銹鋼鑄模9，在該鑄模9內(nèi)配置型芯8。然后，在型芯8和鑄模9之間流入漿料10，例如在室溫放置一日，使?jié){料10固化。
最好采用例如以下方法制作漿料10。首先，采用罐在100重量份的氧化鋁粉末中混合作為添加物的0.05重量份的氧化鎂、作為分散劑的1.0重量份的聚羧酸鹽、作為固化劑的10重量份的水溶性環(huán)氧樹脂、作為溶劑的25重量份的水，制作原料液。之后，在原料液中添加2重量份的用于與水溶性環(huán)氧樹脂反應(yīng)的胺系固化劑，再采用罐進(jìn)行混合。
如圖6所示，分離鑄模9，取出固化后的漿料12。然后，從漿料固化體12中拔出芯線4。再有，在溫度例如保持在90℃的恒溫槽內(nèi)直立設(shè)置該固化體12，使石蠟5熔融流出。
在漿料固化體的液體保存部13中殘存有石蠟15，但是通過脫膠工序使該石蠟15熱分解。通過例如在空氣中、400℃下保持5小時來進(jìn)行該處理，由此使有機(jī)成分分解、消散。隨后，例如在1300℃焙燒2小時，再在例如氫氣氛、1900℃、2小時的燒結(jié)條件下燒結(jié)，則可獲得由透光陶瓷制成的發(fā)光管14。
并且，為了容易制作，如圖8所示，也可以僅在直徑縮小部的任意一方設(shè)置液體保存部13。設(shè)置液體保存部13的錐形部如果在上方，則可使全部石蠟流出。發(fā)光管14應(yīng)該上下反轉(zhuǎn)，使液體保存部13處于下方來使用。
在上述實(shí)施例中，使用烷烴系石蠟，但是作為替代，也可以使用通過加熱可以去除，最好是通過加熱可以熔融流動(熱可溶性、熱流動性)、進(jìn)而在高溫加熱可以分解的樹脂。作為這種樹脂，可以列舉例如在100℃左右熔融的乙烯-乙酸乙烯共聚物樹脂。而且，也可以從聚乙烯系樹脂等其它常用的熱塑性樹脂中選擇。而且，漿料的成分并不限于上述的例子。例如作為固化劑，即使使用苯酚系樹脂、尿素系樹脂、尿烷系樹脂等來代替環(huán)氧樹脂也無妨。
可以按與上述相同的方式制作具有通過部分回縮形成的液體保存部的發(fā)光管。在此情形，應(yīng)該使用圖9所示的形成凸部的型芯8。
如上所述，通過包含如下一系列工序的方法制造本發(fā)明使用的發(fā)光管，i)在包含具有預(yù)定突起或者溝的樹脂體的型芯與鑄模之間，流入至少包含陶瓷粉末和固化劑的漿料；ii)使該漿料固化，制作漿料固化體；iii)通過加熱使上述樹脂熔融，使上述樹脂的至少一部分流出；根據(jù)需要再有iv)對源于上述樹脂體的突起或者溝所形成的漿料固化體的溝或者突起(液體保存部)所保存的上述樹脂的殘余進(jìn)行熱分解。也可以在型芯中預(yù)先包含芯線，漿料固化后拔出芯線，保證流出樹脂的流出通路。已有的方法，采用例如利用石膏模的吸水力，在鑄模的內(nèi)壁附著漿料的鑄入成型法，難以成型具有液體保存部的發(fā)光管。但是，利用上述制造方法，可以批量生產(chǎn)具有液體保存部的發(fā)光管。
本發(fā)明的金屬鹵化物燈中，除了發(fā)光管之外，對以往采用的部件并無限制，均可使用。對發(fā)光管內(nèi)封入的物質(zhì)也沒有限制，但是在封入高效發(fā)光物質(zhì)、例如選自鈰(Ce)和鐠(Pr)之中的至少一種時，由于這些金屬的蒸汽壓低，所以必須提高用于確保蒸汽壓的發(fā)光管的負(fù)載。因此，要求發(fā)光管具備充分的耐壓性能。在這種情形，液體保存部尤其應(yīng)該形成在能夠抑制裂縫發(fā)生的范圍。
采用如上所述的方法，使用具有圖1所示的突起23作為液體保存部的發(fā)光管，制造金屬鹵化物燈。發(fā)光管的最大內(nèi)徑D為17.2mm，液體保存部的內(nèi)徑d形成為(表1)所示的值。每種燈制作10個，測定燈經(jīng)過3000小時后的色溫變化。而且，還確定是否發(fā)生裂縫。結(jié)果如(表1)所示。
(表1)d(mm) 6.5 7.0 9.5 12.012.5d/D0.3780.407 0.552 0.698 0.727色溫變化(K)185 200 245 280 450裂縫發(fā)生率 2/10 0/100/100/100/10d/D在0.4以下時，由于液體保存部過于靠近電極，所以發(fā)生裂縫。另一方面，d/D在0.7以上時，液體保存部離細(xì)管部過遠(yuǎn)，所以保存碘化物的效果小，不能充分地抑制色溫變化。d/D應(yīng)在大于0.4、小于0.7的范圍內(nèi)。
接著，使用具有圖2所示的溝25作為液體保存部的發(fā)光管，制作金屬鹵化物燈。發(fā)光管的最大內(nèi)徑D為17.2mm，液體保存部的內(nèi)徑d形成為(表2)所示的值。溝的深度為0.35mm，發(fā)光管厚度T為1.0mm。每種燈制作10個，測定燈經(jīng)過3000小時后的色溫變化。而且，還確定是否發(fā)生裂縫。結(jié)果如(表2)所示。
(表2)d(mm) 6.5 7.0 9.5 12.0 12.5d/D0.3780.4070.552 0.698 0.727色溫變化(K)185 210 235 290 420裂縫發(fā)生率 1/10 0/10 0/10 0/10 0/10在此，也證實(shí)0.4＜d/D＜0.7最好。
并且，使用具有在d為10mm的位置有各種深度的溝作為液體保存部的發(fā)光管，制作金屬鹵化物燈。由于最大內(nèi)徑D為與上述相同的值，所以d/D為0.581。該溝形成為深度t如(表3)所示的值。發(fā)光管厚度T為1.0mm。每種燈制作10個，測定燈經(jīng)過3000小時后的色溫變化。而且，還確定是否發(fā)生裂縫。結(jié)果如(表3)所示。
(表3)t(mm) 0.1 0.2 0.350.5 0.6t/D0.1 0.2 0.350.5 0.6色溫變化(K)350 275 245 220 190裂縫發(fā)生率 0/100/100/100/101/10在0.2≤t/T≤0.5的范圍內(nèi)，既可以避免裂縫的發(fā)生，又可以抑制色溫變化。
正如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，提供一種使用時軸即使不傾斜，也可以抑制燈中的色溫變化的金屬鹵化物燈。
權(quán)利要求
1.一種金屬鹵化物燈，包括由透光性陶瓷制成的發(fā)光管，其細(xì)管部分別與發(fā)光部的一對端部連接，其特征在于，在所述發(fā)光部的內(nèi)壁形成有液體保存部，用于保存從所述發(fā)光部的最大內(nèi)徑部沿上述內(nèi)壁向所述細(xì)管部側(cè)移動的液態(tài)物，位于該液體保存部的所述發(fā)光部的內(nèi)徑d滿足0.4＜d＜0.7D，這里，D是所述最大內(nèi)徑部的內(nèi)徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的金屬鹵化物燈，其特征在于，所述發(fā)光部的一部分內(nèi)壁突出或者回縮，形成所述液體保存部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的金屬鹵化物燈，其特征在于，所述發(fā)光部的一部分內(nèi)壁回縮，形成所述液體保存部，所述液體保存部的深度t在滿足0.2T≤t≤0.5T的范圍，這里，T是所述發(fā)光部的所述透光性陶瓷的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的金屬鹵化物燈，其特征在于，液體保存部形成為比所述發(fā)光部和所述細(xì)管部的連接部離所述細(xì)管部遠(yuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的金屬鹵化物燈，其特征在于，所述發(fā)光部在所述最大內(nèi)徑部與所述細(xì)管部之間還包含直徑縮小部，所述液體保存部形成在所述直徑縮小部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的金屬鹵化物燈，其特征在于，在所述發(fā)光管內(nèi)至少封入選自鈰和鐠之中的至少一種。
全文摘要
本發(fā)明提供一種金屬鹵化物燈。本發(fā)明改善包括由透光性陶瓷制成的發(fā)光管、其細(xì)管部分別與發(fā)光部的一對端部連接的金屬鹵化物燈，抑制燈中的色溫變化。該燈中，在發(fā)光管的內(nèi)壁形成液體保存部，用于保存從發(fā)光部的最大內(nèi)徑部沿其內(nèi)壁向細(xì)管部側(cè)移動的液態(tài)物，位于該液體保存部的所述發(fā)光部的內(nèi)徑d滿足0.4D＜d＜0.7D。這里，D是發(fā)光部的最大內(nèi)徑部的內(nèi)徑。液體保存部為溝時，其溝深度t應(yīng)在0.2T≤t≤0.5T的范圍。這里，T是發(fā)光部的透光性陶瓷的厚度。
文檔編號H01J17/16GK1445814SQ0312267
公開日2003年10月1日 申請日期2003年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月20日
發(fā)明者堀部泰孝, 西浦義晴, 柿坂俊介 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社