JP2000223009A

JP2000223009A - ガラス封着用リード線、管球および電気部品

Info

Publication number: JP2000223009A
Application number: JP2177099A
Authority: JP
Inventors: Masayasu Ishizuka; 昌泰石塚
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラスに封着されたリード線の延伸時や折り
曲げ時に柔軟性を備え、ガラスの欠けやクックの発生を
低減できる気密封着用のリード線、このリード線を用い
た管球および電気部品を提供することを目的とする。【解決手段】芯線２の表面に直接または中間金属層４
を介し軟質ガラスとなじみのよい酸化金属層３、５を形
成した金属線において、この金属線のビッカース硬度Ｈ
V が１３５以下であるガラス封着用のリード線１Ａおよ
びこのリード線１Ａを用いた管球ならびに電気部品９で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軟質ガラスバルブに
代表される透光性気密容器内に発光源を封装した電球や
蛍光ランプなどの管球あるいは気密容器内に整流素子や
感応素子などを封じ込んだ電気部品など、軟質ガラス製
容器内の気密保持をはかるとともに導電機能を必要とす
るのに用いられる封着用のリード線およびこのリード線
を用いた管球や電気部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】管球たとえば電球や蛍光ランプなどは、
透光性容器を形成するガラスバルブ内にタングステン線
からなるコイル状フィラメントや放電電極などの発光部
材およびフィラメントの蒸発を抑え発光効率を高めるた
めあるいは放電媒体としてアルゴンなどの希ガスを封入
し、このバルブ内を気密に保っている。

【０００３】そして、これら管球は上記フィラメントや
電極への通電をなさしめる導入体としては導体金属から
なるリード線が必要で、軟質ガラス封着用のリード線と
してはガラス部材との熱膨張率を近ずけたジュメット線
がよく知られ、また、多く用いられている。

【０００４】このジュメット線はガラスに対する熱膨張
率および融着性の点から完成されたもので、Ｆｅ（鉄）
−Ｎｉ（ニッケル）合金芯線の表面にＣｕ（銅）層が形
成され、さらに、このＣｕ（銅）層の表面にはガラスと
の融着の際その酸化速度をやや鈍らせ過度の酸化を防ぐ
ため水分のない硼砂（Ｂ₄Ｏ₇Ｎａ₂）の薄膜、いわゆ
るボレーション処理がなされていたり、このボレーショ
ン処理に変えて過酸化を防止したり電気的接触抵抗を低
減するためＮｉ層を形成したものなどがある。そして、
上記封着用リード線と軟質ガラスとの封着は７８０〜８
２０℃程度で行なわれ、たとえばボレーション処理がな
されたリード線では、ガラス質の硼砂（Ｂ₄Ｏ₇Ｎ
ａ₂）がガラスと融合するとともに封着用リード線の表
面のＣｕ₂Ｏ（亜酸化銅）膜がガラス中に拡散して封着
（シール）部においてガラスと密着した高気密度の封着
が行われる。

【０００５】そして、この後、シール部に封着したリー
ド線はバルブの端部に接合された口金の給電端子と接続
するためやランプが装着される外部装置の端子などと接
続するため折り曲げたり延ばしたりする成形が行われ
る。この整形作業に際し、リード線を強く引っ張った
り、折り曲げたりすると封着部内に埋め込まれているリ
ード線部分にまで力が加わり、この応力が強いと封着部
のリード線導出部のガラスにまでおよび、この導出部近
傍のガラスに欠けやクラックを生じランプにリークを招
くことがある。

【０００６】これは、特にバルブ端部を溶融圧潰して形
成した圧潰封着（ピンチシール）部のほぼ平坦な面に、
バルブの端部から導出した封着線と同一線から構成され
たリード線を約１８０度折り返して添設するウエッジベ
ース形のランプにおいて発生の割合が多い。

【０００７】そこで、この問題の解決策として、封着部
に埋設されるリード線の導出部におけるガラスとの非接
着部分の長さを長くして、同じ１８０度に折り返すに当
っても直角に２回折り曲げるより、直角より大きい鈍角
か曲率を大きく折り曲げることにより導出部への応力を
弱めることが考えられる。

【０００８】しかし、封着部に埋設されるリード線の導
出部におけるガラスとの非接着部分の長さを一定化する
ことは困難であった。これは、封着部においてリード線
とガラスとの両者は気密性よく接着していることが必須
のことであって、非接着部分を形成するには、熱膨脹率
が異なるなどガラスと気密性のよくない材質の金属線を
接続すれば容易に行えるが、バルブ外に延出する外部リ
ード線部分も封着線と同一のものを用いるものでは、バ
ルブのガラス肉厚や加熱バーナの調整などの条件を揃え
ることが難しいことに起因している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者はリ
ード線を引っ張ったり折り曲げなどしたとき、封着部の
リード線導出部近傍のガラスに欠けやクラックを生じる
原因について究明した。そして、これはリード線を折り
曲げたとき多くは折り曲げられた側のガラスが欠けたり
破損することから、リード線自体にこの応力を吸収させ
ればよいことが分かった。

【００１０】そこで、このリード線の加工時にリード線
が柔軟に対応してくれればガラスに応力が掛からないこ
とに着目してリード線の硬さを調べた結果、従来のウエ
ッジベース形のランプなどに用いられている、内部リー
ド線、封着線および外部リード線を同一の単一線で構成
したリード線のビッカース硬度ＨV は１４０〜１６０程
度であった。

【００１１】そして、このランプは、ランプに振動や衝
撃などが加わっても内部リード線が変形することが殆ど
なく、このリード線に接続されたフィラメントや電極が
変形したり偏位する不具合はなかった。

【００１２】しかし、このランプ製造工程の、圧潰封着
部の平坦面に外部リード線を添設させる作業時に、外部
リード線の弾性が強いため封着部のガラス欠けやクック
の発生が約０．０５％あった。また、外部リード線を平
坦面の所定部位に添設するとき、弾性が強いため反発し
て位置ずれを起こしソケットの端子と接触しないランプ
の不点が発生することがあった。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ガラスに封着されたリード線の延伸時や折り曲げ時に柔
軟性を備え、ガラスの欠けやクックの発生を低減できる
気密封着用のリード線、このリード線を用いた管球およ
び電気部品を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
ガラス封着用リード線は、芯線と、この芯線の表面に直
接または中間金属層を介し形成した軟質ガラスとなじみ
のよい金属層とからなる金属線において、この金属線の
ビッカース硬度ＨV が１３５以下であることを特徴とす
る。

【００１５】芯線の表面に直接あるいはＮｉ（ニッケ
ル）などの中間金属層を介し軟質ガラスとなじみがよく
封着性のよいＣｕＯ（亞酸化銅）などの金属層を形成し
た金属線において、この金属線のビッカース硬度ＨV を
１３５以下と規制することにより、リード線の弾性を低
くして柔軟性を増し封着部から導出したリード線の整形
を容易に行うことができる。

【００１６】なお、このビッカース硬度ＨV が１３５を
超えると、リード線の変形を抑制して、このリード線に
継線されたフィラメントが変形したり偏位する不具合は
防止できるが、ランプ製造工程などにおいて封着部のガ
ラス欠けやクラックを生じる割合が多くなる。

【００１７】また、リード線のビッカース硬度ＨV の下
限値は１２５程度で、これ未満になるとリード線の腰が
弱く、振動や衝撃などが加わった場合にリード線が変形
し、このリード線に接続したフィラメントや電極の外れ
あるいは偏位する不具合が生じ易くなり好ましくない。

【００１８】そして、リード線の好ましいビッカース硬
度ＨV は、ランプの品種、リード線形状、長さ、外径、
接続されるフィラメントや電極の重さなどによって多少
の差はあるが、１３０〜１３５程度が好ましい。また、
封着線部の表面は金属肌でも酸化金属肌であってもよ
い。

【００１９】本発明の請求項２記載のガラス封着用リー
ド線は、芯線が、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金、Ｆｅ−Ｃｏ合金から選ばれた材料からなることを特
徴とする。

【００２０】対応する軟質ガラスの材質やリード線の種
別、材質や価格などに応じ、最適の芯線材料を選ぶこと
により、上記請求項１に記載と同様な作用を奏する。

【００２１】本発明の請求項３記載のガラス封着用リー
ド線は、芯線が、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合
金、Ｆｅ−Ｃｏ合金から選ばれた材料で、この材料はＣ
炭素およびＮ窒素を０．０１重量％以下含有しているこ
とを特徴とする。

【００２２】上記芯線材料は、Ｃ（炭素）とＮ（窒素）
との合計含有量が０．０１重量％以下の含有であれば芯
線のビッカース硬度ＨV を適度とすることができ、上記
請求項１に記載と同様な作用を奏する。

【００２３】また、このＣ（炭素）とＮ（窒素）の含有
量が０．０１％重量を超えるとリード線が硬くなって弾
性が強く従来技術に記述したような不具合を生じる。ま
た、このＣ（炭素）とＮ（窒素）の含有量の下限はわず
かでも含有していればよく、まったく含有していないと
弾性が低くリード線の腰が弱くなる。

【００２４】なお、因みに従来のビッカース硬度ＨV １
４０〜１６０のリード線は、Ｆｅ−Ｎｉ合金にＣ＋Ｎを
０．０５〜０．１重量％程度含有している。

【００２５】本発明の請求項４記載のガラス封着用リー
ド線は、金属層が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれた少な
くとも一つの金属または合金であることを特徴とする。

【００２６】対応する軟質ガラスの材質やリード線の種
別、材質や価格などに応じ、最適の芯線材料を選ぶこと
により、上記請求項１に記載と同様な作用を奏する。

【００２７】また、金属層を二重や三重層と重層したも
のでは、下層の中間金属層をＮｉ、Ｃｒ、ステンレス鋼
から選ばれた少なくとも一つの金属または合金で形成す
ることができる。また、この中間金属層は一層に限ら
ず、芯線や金属層の保護のため、あるいは熱膨張率差を
段階的に合わせるなどのため、さらに第二の中間金属層
など、下層の外側表面に順次重層した複数層であっても
よい。

【００２８】本発明の請求項５記載のガラス封着用リー
ド線は、径方向の熱膨張率（３０〜３００℃）が８５〜
１０５×１０^-7／℃^-1の範囲内にあることを特徴と
する。

【００２９】封着線の熱膨張率を封着する軟質ガラスの
熱膨張率と同じか近似した値に合わせてあり、この範囲
内であれば熱膨張率差に起因するリークや歪力大による
ガラスのクラックの発生を防止でき、強固な気密封着お
よび封着部の形成ができる。本発明の請求項６記載のガ
ラス封着用リード線は、単一線であることを特徴とす
る。

【００３０】封着用の一本のリード線を内部リード線部
および外部リード線部として共通して使用しても、フィ
ラメントや外部端子との接続時に導電的になんら支障が
生じることがない。また、この場合は他の線材との溶接
などの接続が不要であるとともに材料も節約できる。

【００３１】本発明の請求項７記載のガラス封着用リー
ド線は、少なくとも一方の端部に内部リード線および／
または外部リード線が接続されていることを特徴とす
る。

【００３２】封着線の端部に、封着線とは別体の内部リ
ード線または外部リード線あるいは両方の線が接続して
あってもよい。すなわち、リード線として封着線、内部
リード線および外部リード線の３っの線材を接続した３
部品線に限らず、封着線と内部リード線を共用しこれに
外部リード線を接続したものや封着線と外部リード線を
共用しこれに内部リード線を接続した２部品線であって
もよい。

【００３３】また、リード線の各線材は管球や電気部品
などの構造、目的、形式、定格、負荷、用途、価格など
に応じて適宜選択して決めることができる。

【００３４】本発明の請求項８記載の管球は、軟質ガラ
スからなる透光性容器と、上記透光性容器の封着部に封
着された上記請求項１ないし請求項７のいずれか一に記
載されたガラス封着用リード線と、上記容器内の封着用
リード線に電気的に接続された電極とを具備しているこ
とを特徴とする。

【００３５】軟質ガラス製の透光性容器と気密性の高い
封着を行うことができ、管球を長寿命化できる。また、
管球としては、透光性気密容器として軟質ガラス製のバ
ルブを用いる、小形電球、他の汎用の電球や蛍光ラン
プ、ネオン管などの放電ランプなど各種の管球に適用で
きるものである。また、蛍光ランプなどの放電ランプの
場合はフィラメントは電極と呼び変えられ、また、フィ
ラメント電極ではなく、金属板、金属棒や金属塊からな
る冷陰極であってもよい。

【００３６】本発明の請求項９記載の管球は、透光性容
器の封着部が、圧潰封着（ピンチシール）部であること
を特徴とする。

【００３７】リード線を圧潰封着（ピンチシール）部の
平坦面に添設するウエッジベース形の管球では、リード
線の導出部近傍におけるリード線の折曲角度が鋭角であ
るため導出部のガラスに加わる応力が大きいが、リード
線の柔軟性を増すことによって、ガラスにかかる応力を
低減できる。また、リード線が柔軟性を有することから
端子となる外部リード線部分をシール部の平坦面の所定
部位に添設できる。

【００３８】本発明の請求項１０記載の管球は、軟質ガ
ラスからなる透光性容器と、上記透光性容器の封着部に
封着された軟質ガラス製のステムと、上記ステムに封着
された上記請求項１ないし請求項７のいずれか一に記載
されたガラス封着用リード線と、上記容器内の封着用リ
ード線に電気的に接続された電極とを具備していること
を特徴とする。

【００３９】リード線が封着されるステムは、フレヤス
テム、ボタンステムやビードステムなどに適用でき、こ
れらステムに封着された上記封着用リード線が上記請求
項８に記載と同様な作用を奏する。

【００４０】本発明の請求項１１記載の電気部品は、軟
質ガラスからなる容器と、上記容器に封着された上記請
求項１ないし請求項７の一に記載されたガラス封着用リ
ード線と、上記容器内の封着用リード線に電気的に接続
された電子部品素子とを具備していることを特徴とす
る。

【００４１】軟質ガラス製の容器などと気密封着を行う
ことができ、電子部品を長寿命化できる。本発明は管球
のほか耐塵埃性、耐湿性、耐水性、耐酸化性などガラス
製などの容器内に主要機能部が収容されるダイオード素
子、スイッチング素子やセンサなどの電子部品の密封に
対しても適用ができるものである。

【００４２】そして、上記素子類は封着線に直接あるい
は封着線に他の線材や部材を接続した２部品線や３部品
線などで電気的接続がなされているものに対しても同様
な作用を奏する。また、上記電気部品は、完全な気密性
を要するものでなくても使用できるものである。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
（ａ）および図２を参照して説明する。図１（ａ）は軟
質ガラス封着用のリード線の横断面を示し、図２はこの
封着用リード線を用いた表示用などのウエッジベース形
の小形電球で図（ａ）は正面図、図（ｂ）は側面図であ
る。

【００４４】図１（ａ）において、１Ａは第１の実施の
形態を示す軟質ガラス封着用のリード線で、このリード
線１Ａは、中心にたとえばＦｅ（鉄）５２〜５８重量％
−Ｎｉ（ニッケル）４２〜４８重量％の合金からなる直
径約０．３ｍｍで半径方向の熱膨脹率（３０〜３００
℃）が９５〜１００×１０^-7／℃^-1、ビッカース硬
度ＨV が約１３０の芯線２を有し、この芯線２の周囲表
面にはＣｕ（銅）からなる層厚が約１５μｍの金属層３
が形成され、さらに、このＣｕ（銅）層３の外側表面に
はたとえばＮｉ（ニッケル）からなる層厚が約１．５μ
ｍの金属層４が形成してある。

【００４５】このような構成の封着用リード線（金属
線）１Ａの製造は、外径を所定寸法に仕上げた芯線２の
外側表面に、所定層厚のＣｕ（銅）およびＮｉ（ニッケ
ル）を重層めっきしてＣｕ（銅）層３およびＮｉ（ニッ
ケル）層４を得たり、あるいは所定寸法より大径の芯線
２にＣｕ（銅）スリーブとＮｉ（ニッケル）スリーブと
を二重に被せ圧延することによって所定径と所定層厚さ
を有するガラスとなじみ易いＣｕ（銅）層３およびＮｉ
（ニッケル）層４の二重金属層を備えた構成のニッケル
被覆の封着用リード線１Ａを得ることができる。

【００４６】また、図２は上記ガラス封着用リード線１
Ａを使用してなるウエッジベース形の小形電球Ｌで、こ
の電球Ｌは外径が約４ｍｍ、全長が約１６ｍｍのソーダ
ライムガラスまたは鉛ガラス製（熱膨脹率（３０〜３０
０℃）が８５〜１０５×１０^-7／℃^-1）の透光性気
密容器を形成するバルブ６を備え、このガラスバルブ６
の一端を圧潰して閉塞した圧潰封着（ピンチシール）部
６１内には一対の上記リード線１Ａ、１Ａが封着されて
いる。

【００４７】このリード線１Ａは、径方向の熱膨脹率
（３０〜３００℃）がたとえば９５×１０^-7／℃^-1
（軸方向は６０×１０^-7／℃^-1）で、所定長さたと
えば約２０ｍｍに切断され、封着線（被封着部）１１部
分とバルブ６内に延在する内部リード線１２部分および
バルブ６外に延在する外部リード線１３部分とを同一線
で共用して形成した単一線からなる。そして、バルブ
６内の内部リード線１２、１２の先端部間には発光源と
してタングステン線を巻回したフィラメント７がクラン
プや溶接などの手段で継線してあるが、最外表面のＮｉ
（ニッケル）層４は良好な導電体でありこの間において
接触不良とはならず、確実な電気的接続とフィラメント
７の保持をなす。また、封着部６１端部のリード線導出
部６４からバルブ１外に延出した外部リード線１３、１
３は約１８０度折り返しされ圧潰封着（ピンチシール）
部６１が形成する両面のほぼ平坦な面６２、６３に互い
に接触しないよう分けられ添設されている。なお、図中
６５は排気管、６６は係止用の凹部で、上記バルブ６内
にはアルゴンなどの不活性ガスが封入されるか、あるい
は真空雰囲気にしてある。

【００４８】上記の小形電球Ｌはバルブ６にリード線１
Ａ、１Ａを封着する作業時に、封着部６１においてバル
ブ６を溶融加熱するバーナ熱がバルブ６に近接する封着
線１１（被封着部）部分をも加熱し、大気中にある最外
表面のＮｉ（ニッケル）層４部分が酸化され、バルブ１
のガラスがこの層内に拡散していき両者は密着して高い
気密性が得られる。

【００４９】そして、このリード線１Ａの芯線２はビッ
カース硬度ＨV を約１３０と従来品より軟らかくしてあ
り、リード線１Ａを折り曲げた際にリード線１Ａ自体が
曲り易く埋め込まれた近傍のガラスにまでおよぼす応力
を減らし、封着部６１のリード線導出部６４近傍のガラ
スに欠けやクラックを生じること低減して封着部６１の
リークを防止できる。

【００５０】また、この小形電球Ｌは、外部リード線１
３の弾性を弱くしてあるため圧潰封着部６１の平坦面６
２、６３に外部リード線を添設させる作業時に、外部リ
ード線１３の反発が小さく所定部位に容易に配設するこ
とができる。その結果、外部リード線１３の位置ずれに
よるソケットの端子との接触不良が発生せず、安定した
点灯が行える。

【００５１】なお、上記リード線１Ａのビッカース硬度
ＨV を調整する手段としては、たとえば芯線２のアニー
ル（焼鈍）温度を規制することにより行うことができ
る。たとえば上記Ｆｅ（鉄）５８重量％−Ｎｉ（ニッケ
ル）４２重量％の合金の、ビッカース硬度ＨV とアニー
ル（焼鈍）温度℃との関係は図３に示す通りであった。
すなわち、上記主材料にＣ炭素＋Ｎ窒素を０．０１重量
％以下含有させた場合は、８００〜９００℃程度の温度
でアニール（焼鈍）すればよかった。

【００５２】この図３において横軸はアニール（焼鈍）
温度℃、縦軸はビッカース硬度ＨVで、図中の実線Ａは
本発明品、一点鎖線ＢはＣ炭素＋Ｎ窒素を０．０５重量
％程度含有した従来品を示す。

【００５３】また、他の手段としては、上記Ｆｅ（鉄）
５０〜５８重量％−Ｎｉ（ニッケル）４２〜５０重量％
にＣ（炭素）およびＮ（窒素）を０．０１重量％以下を
含有させることによって達成できた。

【００５４】また、この封着用リード線（金属線）１Ａ
のビッカース硬度ＨV 値は、芯線２自体でも表面に金属
層３、４を形成した後であっても、金属層３、４が極め
て薄い厚さであるため、その値に殆ど変化はなかった。

【００５５】そして、上記封着用のリード線１Ａは、熱
膨脹率が封着する軟質ガラスからなるバルブ６の熱膨脹
率と近似していることが必要であるが、この封着線１１
の最外表面に形成されるＮｉ（ニッケル）層４は極めて
薄厚で、応力もないかあっても僅かであり、封着部６に
強い歪みによるクラックやリークなどの発生がない。ま
た、封着作業時に上記リード線１Ａの封着線（被封着
部）１１部分は加熱され相当昇温するが外方に延出する
外部リード線１３部分は封着線（被封着部）１１部分に
比べて温度は低く、かつ、最外表面に形成されているＮ
ｉ（ニッケル）層４は耐酸化性に優れているので、この
外部リード線１３を直接に端子板などに圧接して接触さ
せることも、あるいは端子に半田付けを行うことも可能
である。また、図１（ｂ）は本発明に係わるガラス封着
用リード線１Ｂの第２の実施の形態で、図中図１（ａ）
と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略す
る。この実施の形態のものは図１（ａ）のガラス封着用
リード線１Ａと相違する点は、ビッカース硬度ＨV が１
３５以下の芯線２の外表面上にＣｕ（銅）層３を被覆し
たもので、このリード線１Ｂはジュメット線などでは知
られていることであり、このＣｕ（銅）層３の外表面に
はガラスとの融着の際その酸化速度をやや鈍らせ過度の
酸化を防ぐため水分のない硼砂（Ｂ₄Ｏ₇Ｎａ₂）の薄
膜、いわゆるボレーション処理（図示しない。）がなさ
れている。

【００５６】このような構成の封着用リード線（金属
線）１Ｂの製造は、外径を所定寸法に仕上げた芯線２の
外側表面に、所定層厚のＣｕ（銅）をめっきするか、あ
るいは所定寸法より大径の芯線２にＣｕ（銅）スリーブ
を被せ圧延することによって所定径と所定層厚さを有す
る金属線が得られ、上記Ｃｕ（銅）層３上に硼砂の水溶
液を塗布し焼付けることによりジュメット線を得ること
ができる。

【００５７】そして、この封着用リード線１Ｂと軟質ガ
ラスとの封着は７８０〜８２０℃程度で行なわれ、ガラ
ス質の硼砂（Ｂ₄Ｏ₇Ｎａ₂）がガラスと融合するとと
もに封着用リード線１Ｂを加熱することにより形成され
た表面のＣｕ₂Ｏ（亜酸化銅）膜がガラス中に拡散して
封着部においてガラスと密着した高気密度の封着が行わ
れる。

【００５８】そして、このリード線１Ｂもビッカース硬
度ＨV を約１３０程度と従来品より軟らかくしてあり、
リード線１Ｂを折り曲げた際にリード線１Ｂが埋め込ま
れた近傍のガラスにまでおよぼす応力を低減して、封着
部のリード線導出部近傍のガラスに欠けやクラックを生
じることがなく封着部のリークを防止できる上記実施の
形態と同様な作用効果を奏する。

【００５９】また、本発明の封着用リード線は上記に限
らず、第１の実施の形態の封着用リード線において、最
外表面のＮｉ（ニッケル）層４部分の表面にさらにＣｕ
（銅）層５を形成した図１（ｃ）に示すよう三層に重層
した構成のリード線１Ｃであってもよい。

【００６０】このようにビッカース硬度ＨV が１３５以
下の芯線２上にＣｕ（銅）層３、Ｎｉ（ニッケル）層
４、Ｃｕ（銅）層５を重層した封着用リード線１Ｃは、
封着時に大気中にある最外表面のＣｕ（銅）層５部分が
酸化して緻密なＣｕ₂Ｏ（亜酸化銅）となり、ガラス中
に拡散して封着部においてガラスと密着して高い気密性
を有する封着が行われる。

【００６１】また、この封着用リード線１Ｃは、最外表
面のＣｕ（銅）層５の下部にこのＣｕ（銅）層５より耐
酸化性および耐蝕性に優れたＮｉ（ニッケル）層４から
なる中間金属層が形成してあるので、たとえば加熱が強
過ぎて最外表面のＣｕ（銅）層５部分が過酸化しても、
下部のＮｉ（ニッケル）層４からなる中間金属層は過酸
化されず、ガラスは上記最外表面のＣｕ（銅）層５部分
および中間金属層４に拡散して高い気密性を有する封着
が行える。

【００６２】このようにＣｕ（銅）層３、５を二層形成
することによって中間金属層４との熱膨張率差を吸収で
き、芯線２表面に形成した多重層に発生し易い剥離など
を低減できる作用効果を奏する。また、もちろん芯線２
のビッカース硬度ＨV を１３５以下としておくことによ
って、上記実施の形態と同様な作用効果を奏する。

【００６３】また、この芯線２に形成する三層の金属層
を、Ｎｉ（ニッケル）層、Ｃｕ（銅）層、Ｎｉ（ニッケ
ル）層と重層したリード線であってもよい。

【００６４】この三重層のリード線の場合も、最外金属
層をＮｉ（ニッケル）層とした上記第１の実施の形態と
同様な作用効果を奏する。

【００６５】また、上記実施の形態ではリード線１Ｂ、
１Ｃの最外金属層３、５をＣｕ（銅）で形成したが、こ
の最外金属層３、５をＣｕ（銅）合金たとえばＣｕ
（銅）−Ｎｉ（ニッケル）合金で形成することもでき
る。

【００６６】このような構成の導入線を、小形電球など
で使用される軟質ガラスで形成したバルブ６と封着する
と、上述した実施の形態と同様にバルブ６を溶融加熱す
るバーナ熱がバルブ６に近接する封着線１１部分をも加
熱し、大気中にある最外表面のＣｕ（銅）−Ｎｉ（ニッ
ケル）合金層中に存在するＣｕ（銅）が酸化して緻密な
Ｃｕ₂Ｏ（亜酸化銅）をつくり、バルブ６のガラスがこ
の層内に拡散していき両者は密着して高い気密性が得ら
れる。このとき、封着線１１の最外金属層５とバルブ６
のガラスとの界面からガラス側の約５μｍにまでＣｕ
（銅）が拡散しているのが確認された。

【００６７】また、図４は本発明の他の実施の形態を示
し、図中図１および図２と同一部分には同一の符号を付
してその説明は省略する。上記実施の形態ではリード線
としてガラスとの封着用金属線を単一の線材からなるも
のについて説明したが、図４のものはバルブ端部を閉塞
する構造の一般照明用の電球や蛍光ランプなどの管球に
用いられるステム８である。このステム８は、たとえば
鉛ガラス製のステムチューブ８１の一端をバルブ６の開
口部と適合するよう拡開されたフレア部８２を有し、他
端側の溶融圧潰されたピンチシール部８３内には一対の
リード１Ｄ、１Ｄの封着線１１部を気密に封着してい
る。なお、８４は排気管である。

【００６８】このリード線１Ｄは３っの線材、すなわち
被封着部に埋設される部分の殆どを封着線１１とし、こ
の封着線１１の端部に内部リード線１２および外部リー
ド線１３を溶接（溶接点１５）などで接続したものから
なる。一般的に封着部６１や８３はガラスと金属との異
質の部材の接合であり、封着線１１部は電流容量などを
勘案してできる限り細いものがよい。また、内部リード
線１２はフィラメントや電極などを支持して振動や衝撃
に耐えねばならないので大径化するなどして強靭性を保
たねばならない。また、外部リード線１３はランプを安
全に点灯し、異常発生時には溶断するヒューズとして他
への影響を防止するなど、このリード線１Ｄにおいては
単なる電力供給だけでなく他の役割を備えていてもよ
い。

【００６９】そして、この３っの線材からなるリード線
１Ｄのうち、封着線１１部は上記図１に示す構成の線材
からなり、内部リード線１２はたとえばＮｉ（ニッケ
ル）線で端部にフィラメント７が継線され、外部リード
線１３はたとえばＣｕ（銅）線からなる。そして、この
ステム８のピンチシール部８３内に封着されたリード線
１Ｄ、１Ｄも上述した実施の形態と同様にステムガラス
と高い気密性を保って封着され、そのピンチシール部８
３のリード線１Ｄ導出部近傍のガラスに欠けやクラック
の発生のない長寿命のランプを提供できる。

【００７０】また、図５は本発明の他の実施の形態を示
す電気部品９の正面図で、図中図１および図２と同一部
分には同一の符号を付してその説明は省略する。

【００７１】この電気部品９は、軟質ガラス製の気密容
器９１内にダイオード（整流）素子、スイッチング素子
あるいはセンサ素子９２などを収容し、たとえばセンサ
素子９２に接続したリード線１Ｅ、１Ｅを容器９１外へ
導出している。そして、この容器９１と封着される部分
のリード線１Ｅ、１Ｅが上記実施の形態と同様なビッカ
ース硬度ＨV が１３５以下のガラスとのなじみのよい封
着線である。

【００７２】そして、この場合も容器９１から導出して
いるリード線１Ｅ、１Ｅの操作時にリード線１Ｅ、１Ｅ
導出部近傍のガラスに加わる応力は小さく、この部分の
ガラスに欠けやクラックの発生を防ぐことができる。

【００７３】このように耐塵埃性、耐湿性、耐水性、耐
酸化性などが要求されるダイオード素子、スイッチング
素子やセンサなどを軟質ガラス製の容器内に収容する電
気部品に適用して気密封着を行うことができ、電子部品
を長寿命化できる。

【００７４】の電子部品の密封に対しても適用ができる
ものである。なお、上記素子類は封着線に直接あるいは
封着線に他の線材や部材を接続した２部品線や３部品線
などで電気的接続がなされているものに対しても同様な
作用を奏する。また、完全な気密性を要求されない電気
部品にも使用できるものである。

【００７５】なお、本発明は上記実施の形態に限るもの
ではなく、たとえばリード線の芯線材料としては、Ｆｅ
（鉄）−Ｎｉ（ニッケル）合金に限らずＦｅ（鉄）−Ｎ
ｉ（ニッケル）−Ｃｏ（コバルト）合金、Ｆｅ（鉄）−
Ｃｏ（コバルト）合金から選ばれたものであってもよ
い。

【００７６】また、これら材料に炭素Ｃおよび／または
窒素Ｎを０．０１重量％以下含有しているものはビッカ
ース硬度ＨV を低くすることができる。

【００７７】また、金属層を形成する材料としては、Ｃ
ｕ（銅）、Ｎｉ（ニッケル）のほかＣｒ（クロム）から
選ばれた少なくとも一つの金属または合金であってもよ
い。

【００７８】

【発明の効果】請求項１の発明では、リード線に柔軟性
をもたせることによりガラスとの気密性がよいとともに
ガラスとの封着後に、リード線に力が加わってもリード
線がこれを吸収しガラスに応力がおよばずガラスに欠け
やクラックの生じるのを低減した封着用のリード線を提
供することができる。

【００７９】また、請求項２および請求項３の発明で
は、封着線部の芯線材料を規制することにより軟質ガラ
スと高い気密性を有するとともに封着部にクラックの発
生がない、上記請求項１に記載と同様な効果を奏する封
着用のリード線を提供することができる。

【００８０】また、ガラス材質や価格などに応じ種々の
芯線材料を選ぶことができる。

【００８１】また、請求項４の発明では、芯線の表面を
覆う材料を規制することにより軟質ガラスと高い気密性
を有するとともに封着部にクラックの発生のない、上記
請求項１に記載と同様な効果を奏する封着用のリード線
を提供することができる。

【００８２】また、ガラス材質や価格などに応じ種々の
金属層材料を選ぶことができる。

【００８３】また、請求項５の発明では、互いの熱膨脹
率が合っているので、封着に起因するリークの発生や歪
力によるクラックの発生などがなく、信頼性の高い気密
封着が得られる封着用のリード線を提供することができ
る。。

【００８４】また、請求項６の発明では、単一のリード
線で内部リード部や外部リード線部を共用しても、フィ
ラメントや外部端子との接続時に導電的になんら支障を
生じることがない。

【００８５】また、請求項７の発明では、封着線部の端
部にこの封着線と異径や強靭性のある内部リード線およ
び／または外部リード線を接続でき、容器内のマウント
の保持を強固にしたり、容器外の外部リード線にフュー
ズ機能を持たせることなどができる。

【００８６】また、請求項８および請求項１０の発明で
は、上記請求項１に記述したような軟質ガラス製の透光
性容器やステムと気密性の高い封着を行うことができる
とともにリード線導出部近傍のガラスに欠けやクラック
の発生の低減したリークのない長寿命化した管球を提供
できる。

【００８７】また、請求項９の発明では、リード線を圧
潰封着部の平坦面に添設させるウエッジベース形ランプ
などにおいて、リード線導出部近傍のガラスに欠けやク
ラックの発生の低減がはかれるとともに弾性によるリー
ド線の反発を低減してその配設位置を一定化し、ソケッ
トの端子に接続した際にリード線の位置ずれによるラン
プの不点などのない管球を提供できる。

【００８８】さらに、請求項１１の発明では、上記請求
項１に記述したような軟質ガラス製の容器などと気密性
の高い封着を行うことができ、長寿命化した密封形の電
気部品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図（ａ）〜（ｃ）は本発明のガラス封着用リー
ド線の種々の実施の形態を拡大して示す横断面図であ
る。

【図２】本発明の小形電球の実施の形態を拡大して示
し、図（ａ）は正面図、図（ｂ）は側面図である。

【図３】ガラス封着用リード線の焼鈍（アニール）温度
℃とリード線のビッカース硬度ＨV との関係を対比する
グラフである。

【図４】本発明のステムの実施の形態を示す一部切欠断
面図である。

【図５】本発明の電気部品の実施の形態を示す正面図で
ある。

【符号の説明】

Ｌ：小形電球（管球）１Ａ〜１Ｄ：ガラス封着用リード線（導入線）１１：封着線部（被封着部）１２：内部リード線１３：外部リード線２：芯線３、５：金属層４：中間金属層６：バルブ（透光性気密容器）６１：封着部６２、６３：平坦面６４：リード線導出部７：フィラメント（電極）８：ステム９：電気部品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯線と、この芯線の表面に直接または中
間金属層を介し形成した軟質ガラスとなじみのよい金属
層とからなる金属線において、この金属線のビッカース
硬度ＨV が１３５以下であることを特徴とするガラス封
着用リード線。
【請求項２】芯線が、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金から選ばれた材料からなるこ
とを特徴とする請求項１に記載のガラス封着用リード
線。
【請求項３】芯線が、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−
Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金から選ばれた材料で、この材
料はＣ炭素およびＮ窒素を０．０１重量％以下含有して
いることを特徴とする請求項１に記載のガラス封着用リ
ード線。
【請求項４】金属層が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒから選ばれ
た少なくとも一つの金属または合金であることを特徴と
する請求項１に記載のガラス封着用リード線。
【請求項５】径方向の熱膨張率（３０〜３００℃）が
８５〜１０５×１０^- ⁷／℃^-1の範囲内にあることを
特徴とする請求項１に記載のガラス封着用リード線。
【請求項６】単一線であることを特徴とする請求項１
に記載のガラス封着用リード線。
【請求項７】少なくとも一方の端部に内部リード線お
よび／または外部リード線が接続されていることを特徴
とする請求項１に記載のガラス封着用リード線。
【請求項８】軟質ガラスからなる透光性容器と；上記
透光性容器の封着部に封着された上記請求項１ないし請
求項７のいずれか一に記載されたガラス封着用リード線
と；上記容器内の封着用リード線に電気的に接続された
電極と；を具備していることを特徴とする管球。
【請求項９】上記透光性容器の封着部が、圧潰封着部
であることを特徴とする請求項８に記載の管球。
【請求項１０】軟質ガラスからなる透光性容器と；上
記透光性容器の封着部に封着された軟質ガラス製のステ
ムと；上記ステムに封着された上記請求項１ないし請求
項７のいずれか一に記載されたガラス封着用リード線
と；上記容器内の封着用リード線に電気的に接続された
電極と；を具備していることを特徴とする管球。
【請求項１１】軟質ガラスからなる容器と；上記容器
に封着された上記請求項１ないし請求項７の一に記載さ
れたガラス封着用リード線と；上記容器内の封着用リー
ド線に電気的に接続された電子部品素子と；を具備して
いることを特徴とする電気部品。