JP2001006618A - ランプ用傾斜機能材料製封止部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 製造時におけるクラックを防止するととも
に、封止部材とリード棒との固着部分における機械的強
度が確保され、生産性の良好なランプ用傾斜機能材料製
封止部材とし、更には、バルブをシールするときも溶着
が容易に行えるランプ用傾斜機能材料製封止部材を提供
すること。 【解決手段】 傾斜機能材料２１とリード棒１１とから
なるランプ用傾斜機能材料製封止部材２０において、前
記傾斜機能材料２１は、非導電性無機物質と導電性無機
物質との混合層が一方から他方に向かって漸次導電性無
機物質成分の割合が増大するように積層されてなり、該
傾斜機能材料２１の積層方向に伸びる孔２５に前記リー
ド棒１１が挿入されて固着され、該傾斜機能材料２１の
非導電性側において導電性無機物質成分濃度が０．６Ｖ
ｏｌ％以上３９Ｖｏｌ％以下の領域に固着起点２６があ
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、キセノンランプ、
ハロゲンランプなどのランプに使用されるランプ用傾斜
機能材料製封止部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】傾斜機能材料は、例えば金属よりなる導
電性無機物質成分と金属等の酸化物よりなる非導電性無
機物質成分との混合焼結体により構成され、特定の一方
向に向かうに従って導電性無機物質成分濃度が傾斜的ま
たは段階的に変化することにより、導電性無機物質成分
濃度が高い導電性部分と、導電性無機物質成分濃度が零
または当該濃度が低い非導電性部分とが、異なる個所に
位置された一体の固体材料であり、例えばランプのシー
ル部の構成において、電流供給路を形成する封止部材と
して好適に用いられる。

【０００３】このような傾斜機能材料を実際にランプ用
封止部材として用いる場合には、当該傾斜機能材料にリ
ード棒を電気的に接続された状態で連結することが必要
であり、例えば、傾斜機能材料の端面から積層方向にリ
ード棒挿通用の貫通孔を設けてリード棒を挿通したりリ
ード棒挿入用の有底孔を設けて該孔にリード棒の一端を
挿入するなどして、両者を固着することにより達成す
る。

【０００４】上述のような傾斜機能材料は、例えばタン
グステンなどの金属からなるリード棒を傾斜機能材料の
前記孔内に挿通（若しくは挿入）して固着しようとする
と、該傾斜機能材料の、例えばシリカのような非導電性
無機物質が高濃度に存在する領域においても固着して、
焼結後の冷却段階で両者の熱膨張率の差に起因したクラ
ックを発生することがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、その
製造工程において傾斜機能材料にクラックを発生せず、
最終製品としたときも機械的強度が確保されていて破損
のない生産性の良いランプ用傾斜機能材料製封止部材と
し、更には、ランプのバルブをシールするときも溶着が
容易に行えてランプ生産性も向上するランプ用傾斜機能
材料製封止部材を提供することにある。

【０００６】上記問題を解決するために例えばリード棒
と傾斜機能材料との間に両者の線膨張率の差が大きい領
域で非接触となるような隙間を設けることを考えること
ができる。そしてこのような傾斜機能材料製封止部材に
関し、特開平９−１１５４８４号公報に記載ものがあ
る。この技術は、傾斜機能材料からなる封止部材で封止
されたランプを点灯使用するとき、リード棒の外面と、
傾斜機能材料にリード棒の挿入用に設けた孔の内面とが
接触しないようにして、線膨張率の差に起因した傾斜機
能材料のクラックを防止するもので、この実施の形態の
なかに、傾斜機能材料のリード棒挿入用孔とリード棒と
の間に、該孔の内径を大きくして隙間を設けた構造が記
されている。

【０００７】しかしながらこの技術は、ランプを点灯使
用する際のクラックを防止する技術であり、傾斜機能材
料を焼結したあとの冷却中に生じるクラックを防止する
思想が全く無いために、該傾斜機能材料のどの領域でリ
ード棒を固着させれば良いかについては触れられておら
ず、本願発明の課題、すなわち傾斜機能材料の製造時に
生じるクラックを防止することは不可能であった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に記載
の発明は、傾斜機能材料とリード棒とからなるランプ用
傾斜機能材料製封止部材において、前記傾斜機能材料
は、非導電性無機物質と導電性無機物質との混合層が、
一方を非導電性とし他方を導電性として、一方から他方
に向かうにしたがって導電性無機物質成分の割合が段階
的若しくは連続的に増大するように積層された傾斜機能
材料により構成され、前記傾斜機能材料の積層方向に形
成された孔に前記リード棒が挿通若しくは挿入されて当
該傾斜機能材料の導電性領域において固着され、前記傾
斜機能材料の、非導電性側の固着起点における導電性無
機物質成分濃度が、０．６Ｖｏｌ％以上３９Ｖｏｌ％以
下であることを特徴とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、前記孔が拡径さ
れた円筒状になっており、その拡径された円筒状孔の内
径をＣ、前記リード棒の外径をｄ、前記傾斜機能材料の
外径をＤとしたとき、前記孔の内径Ｃが、前記傾斜機能
材料の非導電性側端面から前記固着起点までの領域にお
いて、１．２ｄ≦Ｃ≦０．６Ｄを満足することを特徴と
する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
のランプ用傾斜機能材料製封止部材であって、前記傾斜
機能材料の、非導電性の前記リード棒との固着部以外の
孔が、固着部起点から非導電性側に向けてテーパー状に
拡開されており、前記固着起点より非導電性側の肉厚
が、該固着起点における肉厚より薄いことを特徴とす
る。請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のランプ
用傾斜機能材料製封止部材であって、前記傾斜機能材料
の、非導電性側端面およびその近傍における外径を前記
固着部起点に対して小さくしたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】例えば、傾斜機能材料に設けたリード棒挿入用
の孔とリード棒との隙間が該リード棒の長さ方向に小さ
いと、非導電性側におけるリード棒と傾斜機能材料との
固着起点が非導電性無機物質成分の高濃度の領域となる
ため、本焼結後の冷却段階で当該傾斜機能材料にクラッ
クを生じるようになる。これとは反対に、隙間が長さ方
向に大き過ぎると、封止部材の傾斜機能材料とリード棒
との固着部分における機械的強度が低下してしまい、人
が当該傾斜機能材料に誤って触れたときや口金でランプ
封止部を固定して当該封止部材が押圧されたときに破損
してしまう。

【００１２】しかしながら、上述の不具合に鑑み、リー
ド棒挿入用の孔の内径を小さくしてリード棒と傾斜機能
材料との間の間隙を狭く設けると、傾斜機能材料の本焼
結時に当該傾斜機能材料が大きく収縮して焼締められる
一方、孔に挿入したリード棒が熱膨張するため、傾斜機
能材料は非導電性無機物質の高濃度領域でリード棒と接
触してクラックを発生する。リード棒挿入用孔の内径を
大きくすると、傾斜機能材料の肉厚が薄過ぎて本焼結前
の作業工程でハンドリングできず、傾斜機能材料が破損
してしまうことがある。更に、封止部材とした後もこれ
に続く製造工程において、例えばシリカ製のランプバル
ブに溶着によりシールするとき、シール部が薄過ぎて封
止部材が変形するといったようなランプ製造時の不具合
をも招来する。

【００１３】しかしながら上記問題に反し、リード棒挿
入用の孔を径方向に大きくし、封止部材のシール部分の
肉厚が薄くした場合は、シール部の熱容量が小さくてバ
ルブ封止部を完全にシールするためには好都合であると
考えられる。

【００１４】本願第一の発明は、傾斜機能材料の、非導
電性側のリード棒固着起点における導電性無機物質成分
濃度を、０．６Ｖｏｌ％以上にすることで、本焼結後の
冷却時においても当該傾斜機能材料にクラック発生を防
止でき、３９Ｖｏｌ％以下にすることで、当該傾斜機能
材料の製造時もハンドリングが容易であって、最終製品
としたときも、機械的強度が十分にある、信頼性の高い
封止部材とすることがきる。

【００１５】本願第二の発明は、傾斜機能材料の積層方
向に形成された孔が拡径された円筒状になっており、そ
の拡径された円筒状孔の内径をＣ、リード棒の外径を
ｄ、傾斜機能材料の外径をＤとしたとき、この傾斜機能
材料の、非導電性側端面からリード棒固着起点までの領
域において、前記孔の内径Ｃを１．２ｄ以上にすること
で、高温に曝されたときにリード棒が熱膨張しても、傾
斜機能材料の内周面と接触することも無く、孔の内径Ｃ
を０．６Ｄ以下にすることで、製造時における破損する
ことも無くてバルブにシールする際も当該封止部材が変
形することも無くなる。

【００１６】更に、本願第三および第四の発明によれ
ば、シール加工を容易にすることができてバルブ封止部
のシールを完全に行えるようになる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
ついて詳細に説明する。図１は、本発明のランプ用傾斜
機能材料製封止部材の一例を示す説明用断面図である。
このランプ用傾斜機能材料製封止部材２０（以降、簡単
に封止部材ともいう）は、傾斜機能材料２１に電極棒挿
入用の孔２５が設けられ、長さ方向に伸びるリード棒１
１が貫通した状態で傾斜機能材料２１に固着され保持さ
れている。そして、孔２５はバルブ１０側において拡径
されている。

【００１８】傾斜機能材料２１は、例えば、非導電性材
料と、この非導電性材料上に積層された、非導電性材料
と導電性材料との均一な混合物からなる複数の混合物層
とから構成され、特定の一方向に向かうに従って導電性
が連続的もしくは段階的に増大する状態に積層されてい
る。そして、前記傾斜機能材料２１及びリード棒１１よ
りなる封止部材２０は、内側（図で左方）に位置された
非導電性無機物質の高濃度側の、つまり非導電性側外周
において、破線で示すバルブ１０の封止部が気密に溶着
されて封止構造が形成される。

【００１９】ここで、非導電性無機物質として選択可能
なものの具体例としては、例えば、シリカガラス、石
英、アルミナ、ジルコニア、マグネシア、炭化ケイ素、
炭化チタン、窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム等が挙げ
られ、なかでもシリカガラスが好適に用いられる。ま
た、導電性無機物質の具体例としては、例えばモリブデ
ン、ニッケル、タングステン、タンタル、クロム、白
金、ジルコニウム等が挙げられ、なかでもモリブデンが
好適に用いられる。

【００２０】同図において、リード棒１１は例えば外径
がφ１〜φ８のタングステン棒からなり、傾斜機能材料
２１の一端の非導電性側端面２２から突出して伸びてい
る内部リード部１２と、他端の導電性側の端面２３から
突出して伸びる外部リード部１３とが一体に構成されて
いる。そして、リード棒１１の内部リード部１２先端部
には、例えばタングステン線からなる電極コイル１４が
巻回されて放電電極が形成されている。このように、内
部、外部リード部１２、１３が一本のリード棒により構
成されると、導通が良くて大電流を流すことができ、好
適である。なお、リード棒１１は、内部リード部１２と
外部リード部１３とを別々に構成して、傾斜機能材料２
１の導電性物質の高濃度領域を介して導通させること
も、勿論可能である。

【００２１】この傾斜機能材料を製造する方法は、例え
ば乾式法を好ましく利用することができる。具体的に
は、リード棒１１挿通用の孔２５の孔形成用成型部材が
底部材に設けられた成形用金型内に非導電性無機物質粉
末を充填し、非導電性無機物質粉末層を形成し、その上
に導電性無機物質粉末と、非導電性無機物質粉末とが異
なる割合で混合された導電性無機物質粉末の含有割合が
異なる混合粉末を、導電性物質粉末濃度が最も低い混合
粉末から順に金型内に層状に充填し、粉末積層体を形成
する。加圧用部材により加圧され、これにより、加圧成
型体である円筒状の積層成型体が形成される。加圧成形
体に設けられたリード棒１１挿通用の孔２５は、非導電
性無機物質粉末の高濃度側の端面から、最終形状とした
ときに導電性無機物質の濃度が０．６Ｖｏｌ％以上３９
Ｖｏｌ％以下となる当該傾斜機能材料２１とリード棒１
１との固着起点２６まで、内径が大きくなるように形成
されており、例えば、所定形状の前記孔２５形成用成型
部材を用いて、加圧と同時に加圧成型体に前記孔２５の
内径を大きく形成する方法や、加圧成形体としたのち、
リード棒挿入用の孔２５の内部を切削して設ける方法に
より実施できる。

【００２２】つづいて、上述のようにして得られた加圧
成型体からなる傾斜機能材料２１は、リード棒１１を孔
２５に挿通してから、非酸化性のガス雰囲気中で、温度
約１２００℃、約３０分間保持して仮焼結される。更
に、上記の仮焼結工程温度より高い温度で加熱されるこ
とにより、傾斜機能材料２１の本焼結が行われる。本焼
結は、仮焼結体の傾斜機能材料を、例えば１７２０〜１
７５０℃の温度域で約１０分〜１５分間加熱することに
よって行われる。その結果、傾斜機能材料２１は、焼結
体となると同時に収縮して孔２５が焼締められ、リード
棒１１が傾斜機能材料２１に固着されて一体化される。

【００２３】この傾斜機能材料２１は、非導電性側のリ
ード棒１１との固着起点２６における導電性無機物質の
濃度が０．６Ｖｏｌ％以上３９Ｖｏｌ％以下の範囲にあ
り、該傾斜機能材料の非導電性側端面２２から前記固着
起点２６まで、孔２５内面との間に接触しない隙間２４
が形成されている。

【００２４】本願第一の発明によれば、傾斜機能材料２
１にリード棒１１を挿通して本焼結した後の、冷却過程
における両者の熱膨張係数の差に起因したクラックも防
止することができる。そして、傾斜機能材料２１は機械
的強度も確保されているので、人が当該傾斜機能材料２
１に誤って触れても、また、ランプの口金等で固定する
ときに押圧されても丈夫で破損し難い。

【００２５】そして本願第二の発明は、前記リード棒挿
通用の孔２５は拡径された円筒状になっており、その拡
径された円筒状の孔の内径Ｃは、リード棒１１の外径が
ｄ、前記傾斜機能材料２１の外径がＤであるとき、非導
電性側端面２２からリード棒１１との固着起点２６に至
るまでの領域（すなわち、同図中のＬの範囲）におい
て、１．２ｄ≦Ｃ≦０．６Ｄを満足している。この本願
第二の発明によれば、焼結工程で傾斜機能材料２１が収
縮して、他方リード棒１１が熱膨張しても隙間２４が十
分にあり、高温下でも両者が接触することが無くて本焼
結時におけるクラックを防止することができる。そし
て、孔２５の内径を大きくしたいときも、本発明の封止
部材２０ならば製造時の孔加工を容易に行うことができ
て生産性が良く、最終製品としたときも機械的強度が確
保されたものとなる。更に、本願第二の発明にかかる封
止部材２０を、ランプバルブにシールするときも該傾斜
機能材料２１のシール部分の肉厚が薄すぎて変形するこ
ともなく、傾斜機能材料２１の非導電性無機物質の高濃
度の部分がリード棒２５に接触してクラックを発生する
ようなことも無い。

【００２６】また、更に、本願第一の発明にかかるラン
プ用傾斜機能材料製封止部材２０は、傾斜機能材料２１
のリード棒挿入用の孔２５の形状について様々なものを
実施することができる。例えば、図２（ａ）〜（ｄ）に
示すものが考えられる。同図は封止部材２０の縦断面図
である。図２の（ａ）、（ｃ）においては、傾斜機能材
料の非導電性側のリード棒との固着部以外の孔が、固着
部起点から非導電性側に向けてテーパー状に拡開されて
おり、固着起点より非導電性側の肉厚が、固着起点にお
ける肉厚より薄くなっている。同図のように、固着起点
２６から非導電性側端面２２にかけて孔２５の開口部の
内径を、非導電性側に向かうにしたがって漸次、若しく
は段階的に大きく形成することにより、さまざまな実施
の形態を考えることができ、図２のものに限定されるこ
となく適宜変更が可能であることは言うまでも無い。更
に非導電性側端面２２における孔２５の開口部の形状も
種々変更可能であり、該開口部の縁部が平滑でもテーパ
状でも良く、図示していないが、丸みをもっていても良
い。

【００２７】以上の実施の形態は、傾斜機能材料２１
の、リード棒１１との固着起点２６より非導電性側（同
図において左側）において、両者の非接触な隙間２４を
有し、更に、導電性側（同図において右側）に比較して
非導電性側の該傾斜機能材料２１の肉厚が薄くなるよう
構成されたものである。かかる実施の形態によれば、当
該封止部材２０の非導電性側つまりシール部分の熱容量
が小さくなるので、バルブへの溶着が容易に行えるよう
になり、よってランプを確実にシールできるようにな
る。

【００２８】次に、本願第二の発明にかかるランプ用傾
斜機能材料製封止部材２０の、他の実施の形態を図３
（ａ）〜（ｅ）に示す。図３の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）
においては、傾斜機能材料の非導電性側端面およびその
近傍における外径がリード棒との固着部起点に対して小
さくなっている。そして、外径が小さくなっていること
によってその部分の肉厚が薄くなっている。なお、この
発明も、図３に示した形状に限定されるものではなく、
適宜変更が可能で、隙間２４の開口部の縁部が平滑でも
テーパ状でも、丸みをもっていても良い。

【００２９】図３は封止部材２０の非導電性側の縦断面
図である。同図のように、傾斜機能材料２１の非導電性
側の肉厚を薄くすると、前述と同じ理由により、バルブ
１０のシール加工が容易に且つ完全に行えるようになっ
て好適である。なお、このような封止部材２０を、例え
ばフリットガラスを用いてバルブにシールすることも可
能である。例えば図３（ｃ）、（ｄ）のような、隙間２
４の開口の周縁部形状が段付き形状のものを用いると、
封止部材２０の段付き部分をバルブの筒管内に挿入すれ
ば電極先端の位置決めを容易にできるようになる。

【００３０】（実施例１）以下、本発明の具体的な実施
例について説明する。傾斜機能材料は、非導電性無機物
質としてシリカガラス（ＳｉＯ₂）を用い、導電性材料
としてモリブデン（Ｍｏ）を用いて製作した。先ず、配
合比の異なる１２種のシリカガラス−モリブデンの混合
粉末を、リード棒挿通用の孔形成用の成型部材及び隙間
形成用の成型部材が底部材に設けられた成形用金型内
に、先ず第１層のシリカガラス粉末を充填し、次いでシ
リカガラス−モリブデンの混合されたモリブデンの含有
割合が異なる混合粉末を、モリブデン濃度が最も低い混
合粉末から順に金型内に層状に充填し、シリカガラス−
モリブデン混合粉末の粉末積層体を形成する。最終の第
１２層は、モリブデンの濃度が５５ｖｏｌ％である。図
４に、傾斜機能材料の各層に対するシリカガラス−モリ
ブデン濃度及び各層の厚さを、表にして示す。

【００３１】混合粉末よりなる粉末積層体に外部から
１．１７６×１０⁷Ｐａの圧力をかけて、粉末成形体を
製作した。

【００３２】粉末成形体のシリカガラス粉末の高濃度側
には、例えば、成形用金型内を用いてプレス成形するか
或いは上記のプレス成形で得られた粉末成形体を切削加
工することにより、リード棒挿入用の孔内径の大きさを
変え、リード棒と粉末成形体の孔内面が接触しない隙間
を設けた。更に、この隙間の深さを種々変えて粉末成形
体を製作し、リード棒と傾斜機能材料との固着起点にお
けるモリブデン濃度が異なる粉末成形体を得た。

【００３３】本実施例では、リード棒挿通用の孔内に、
外径φ４のタングステン棒よりなるリード棒を挿通し
て、水素気流中で１２００℃で約３０分間保持して仮焼
結を行った。これに続いて、試料片に耐酸化被膜として
のシリカガラス入りの有機溶媒を塗布して焼結炉に入
れ、１７２０〜１７５０℃で１０分〜１５分間保持して
本焼結を行った。

【００３４】更に、上記粉末成形体のほか比較試料片と
して、傾斜機能材料とリード棒との間に隙間を全く設け
ない従来型の封止部材を製作した。この比較試料片は、
隙間を設けないこと以外は、上述した実施例の試料片と
全く同じ方法で、材質、形状も略同様に製作されたもの
である。

【００３５】つづいて、得られた試料片について、傾斜
機能材料とリード棒との固着部分における機械的強度に
ついて検証を行った。図５の構成に従い、外部リード部
１３に線軸に対し垂直方向に９８Ｎの荷重をかけ、傾斜
機能材料にクラック、割れ、欠け等が発生していないか
目視観察して検証した。

【００３６】以上、本実施例の結果を図６に示す。同図
において、同図（ａ）は、本実施例に用いた試料片の一
例を示す模式図であり、同図（ｂ）は、本実施例の結果
をまとめて示したものである。図６（ｂ）において、横
軸は、非導電性側端面から傾斜機能材料とリード棒との
固着起点まで、両者が隙間とした部分の、リード棒挿入
用の孔の内径Ｃを示し、そして、縦軸は、非導電性側端
面から固着起点までの隙間の深さＬを、傾斜機能材料の
モリブデン体積濃度（Ｖｏｌ％）であらわした。なお、
本実施例の傾斜機能材料の外径Ｄはいずれもφ１６であ
る。

【００３７】同図の「○」、「△」、「×」の付された
各点は、本実施例とした試料片の、非導電性側端面から
傾斜機能材料とリード棒との固着起点までの、孔の内径
Ｃ、及び、深さＬをそれぞれ示している。本実施例とし
た試料片の封止部材は、該封止部材の、シリカガラス側
端面からリード棒固着起点まで（すなわちＬの範囲）、
リード棒挿入用の内径Ｃがφ４．６、φ４．８、φ７．
６、φ９．６、φ１２の５種類であり、その各々につい
て固着起点の濃度が変わるように隙間の深さＬ（ｍｍ）
を変えて製作された。

【００３８】同図において、例えば、非導電性側端面か
ら傾斜機能材料とリード棒との固着起点までの孔の内径
Ｃがφ４．８である試料片は、非導電性側端面から前記
固着起点までの深さＬが異なる合計５つ製作されたこと
を示し、そしてこれら試料片のリード棒固着起点におけ
るモリブデンの体積濃度は、上の点から、５５Ｖｏｌ
％、３９Ｖｏｌ％、１３Ｖｏｌ％、２．３Ｖｏｌ％、
０．６Ｖｏｌ％、０Ｖｏｌ％、であることを示してい
る。なお、Ｌ＝０（ｍｍ）、Ｃ＝φ４の点が、傾斜機能
材料とリード棒との間に隙間を全く設けていない比較試
料片をあらわしている。

【００３９】各点の表記「○、△、×」は、最終製品の
封止部材とした各試料片についての評価を示し、それぞ
れ以下の内容である。「○」は、クラックを発生せず且
つ曲げ試験においても破損なく機械的強度が確保された
試料片であり、封止部材として好適に使用できるものを
あらわしている。「△」は、本焼結でひび割れ状のクラ
ックを発生した試料片、或いは、本焼結後の曲げ試験で
クラックが生じてしまって機械的強度が確保されていな
い試料片、のいずれかであり、最終形状に加工できたが
封止部材としては使用不可であるものをあらわしてい
る。「×」は、傾斜機能材料の製造段階においてハンド
リングで破損した試料片、或いは、本焼結段階で傾斜機
能材料が割れた試料片、のいずれかであり、最終形状に
加工できなかったものをあらわしている。

【００４０】比較試料片は、本焼結段階で傾斜機能材料
に割れが生じ、最終形状とすることができなかったた
め、該当のＬ＝０、Ｃ＝４の点のみを「×」であらわし
ているが、この結果によれば、Ｌ＝０（または、Ｃ＝ｄ
のこと）の傾斜機能材料は、製造不可能であると理解さ
れる。

【００４１】なお、上記実施例で「○」が付された試料
片については、実際にランプバルブに溶着によりシール
し、かかるシール工程において封止部材に変形が生じな
いかどうか確認した。ランプバルブは、シリカガラスガ
ラス製で、側管部外径φ２２．７、該管部肉厚２．３５
ｍｍのものを使用した。この結果、いずれの試料片も一
切変形せず、完全にランプバルブにシールできた。よっ
て、「○」が付された試料片については、封止部材とし
て好適に使用できるものであると理解される。

【００４２】上記実施例の結果によると、傾斜機能材料
の、シリカガラス側のリード棒固着起点における導電性
無機物質成分の濃度が０．６Ｖｏｌ％より低い場合、本
焼結後の冷却過程において傾斜機能材料にクラックが生
じてしまった。そして、導電性無機物質成分が、３９Ｖ
ｏｌ％より高い濃度領域でリード棒を傾斜機能材料に固
着しようとすると、リード棒と当該傾斜機能材料との固
着部分の強度が低下して曲げ試験の段階で破損してしま
った。

【００４３】よって、傾斜機能材料とリード棒とのシリ
カガラス側の固着起点を、傾斜機能材料の導電性無機物
質成分の濃度が０．６Ｖｏｌ％以上３９Ｖｏｌ％以下の
部分に設定することにより、製造が容易で生産性良く、
機械的強度が確保された実用に好適なランプ用傾斜機能
材料製封止部材とすることができると理解される。

【００４４】本実施例においては、非導電性側端面から
傾斜機能材料とリード棒との固着起点に至るまで、孔の
内径をリード棒の外径よりも大きく成形し、段付き構造
にした。かかる孔の内径Ｃ（以下、簡単に孔の内径とい
う）をφ４．６とした試料片は、リード棒ｄの外径がφ
４に対して、傾斜機能材料とリード棒との間の隙間が小
さ過ぎて本焼結時に両者が接触してクラックを生じた
が、孔の内径Ｃをφ４．８以上の大きさに設けた試料片
にはそのようなクラックはみられなかった。しかしなが
ら、内径Ｃが大き過ぎた試料片、具体的には、傾斜機能
材料の外径Ｄ＝φ１６に対して、孔の内径Ｃ＝φ１２と
したものは、リード棒との固着起点までの肉厚が薄過ぎ
て粉末成形体のハンドリングで破損してしまった。孔の
内径Ｃがそれより小さい、例えば内径Ｃ＝φ９．６であ
る試料片は、粉末成形体のハンドリングも容易で破損す
ることも無く、封止部材とすることができた。更に、こ
の封止部材はバルブにシールしても当該封止部材が変形
することなく、好適な封止部材であった。よって、孔の
内径Ｃが、リード棒の外径ｄに対して１．２倍以上で、
且つ、傾斜機能材料外径Ｄの０．６倍以下の範囲にある
ものは生産性が良くて使用に好適なランプ用傾斜機能材
料製封止部材と理解される。

【００４５】つづいて、傾斜機能材料及びリード棒の寸
法を変え、本願発明にかかるランプ用傾斜機能材料製封
止部材を製作した。傾斜機能材料の外径Ｄ、リード棒の
外径ｄ、傾斜機能材料の、非導電性側のリード棒との固
着起点における導電性物質の濃度、および、孔の内径Ｃ
を変え、そのほかの、該傾斜機能材料の組成および該リ
ード棒の材質については実施例１と同様に、また、製造
方法も同様にして、傾斜機能材料製封止部材を製作し
た。封止部材の生産性、クラックの有無、機械的強度等
を評価した。この結果を、図７の表にまとめて示す。

【００４６】

【発明の効果】［１］本願第一の発明によれば、リード
棒と傾斜機能材料とを焼結した冷却工程でも、傾斜機能
材料にクラックを生じない、生産性の良好なランプ用傾
斜機能材料製封止部材とすることができる。 ［２］本願第二の発明によれば、傾斜機能材料を粉末成
形体としたときもハンドリングで破損すること無く取り
扱いが容易であり、焼結時に高温下に曝されてもリード
棒と接触してクラックを生じることなく、生産性の良い
ランプ用傾斜機能材料製封止部材とすることができる。
更に、ランプバルブに溶着しても当該封止部材が変形す
ること無く完全にシールできる、好適に利用できるラン
プ用傾斜機能材料製封止部材とすることができる。 ［３］本願第三および第四の発明によれば、非導電性無
機物質側を導電性無機物質側よりも薄く形成すると、シ
ール工程において封止部材とバルブとの溶着が容易にで
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のランプ用傾斜機能材料製封止部材の
一例を示す説明用断面図である。

【図２】 本願第一の発明のランプ用傾斜機能材料製封
止部材の別の例を示す説明用断面図である。

【図３】 本願第二の発明のランプ用傾斜機能材料製封
止部材の別の例を示す説明用断面図である。

【図４】 シリカガラス−モリブデン濃度及び各層の厚
さを示す表である。

【図５】 本実施例における封止部材の曲げ試験の説明
図である。

【図６】 実施例１における説明用試料片および実施例
１における各試料片の評価をまとめて示す図である。

【図７】 実施例２乃至実施例５の結果を示す表であ
る。

【符号の説明】

１０ バルブ １１ リード棒 １２ 内部リード部 １３ 外部リード部 １４ 電極コイル ２０ 封止部材 ２１ 傾斜機能材料 ２２ 非導電性側端面 ２３ 導電性側端面 ２４ 隙間 ２５ 孔 ２６ 固着起点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C043 AA13 AA14 CC11 CD01 DD11 DD15 EA07 EB18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 傾斜機能材料とリード棒とからなるラン
   プ用傾斜機能材料製封止部材において、 前記傾斜機能材料は、非導電性無機物質と導電性無機物
   質との混合層が、一方を非導電性とし他方を導電性とし
   て、一方から他方に向かうにしたがって導電性無機物質
   成分の割合が段階的若しくは連続的に増大するように積
   層され、 前記傾斜機能材料の積層方向に形成された孔に前記リー
   ド棒が挿通若しくは挿入されて当該傾斜機能材料の導電
   性領域において固着され、 前記傾斜機能材料の、非導電性側の前記リード棒との固
   着起点における導電性無機物質成分濃度が、０．６Ｖｏ
   ｌ％以上３９Ｖｏｌ％以下であることを特徴とするラン
   プ用傾斜機能材料製封止部材。
2. 【請求項２】 前記孔は非導電性側において拡径された
   円筒状になっており、その拡径された円筒状孔の内径を
   Ｃ、前記リード棒の外径をｄ、前記傾斜機能材料の外径
   をＤとするとき、 前記傾斜機能材料の非導電性側端面から前記リード棒と
   の固着起点までの領域において、前記孔の内径Ｃが
   １．２ｄ≦Ｃ≦０．６Ｄ を満足することを特徴とする
   請求項第１に記載のランプ用傾斜機能材料製封止部材。
3. 【請求項３】 前記傾斜機能材料の、非導電性の前記リ
   ード棒との固着部以外の孔が、固着部起点から非導電性
   側に向けてテーパー状に拡開されており、前記固着起点
   より非導電性側の肉厚は、該固着起点における肉厚より
   薄いことを特徴とする請求項１に記載のランプ用傾斜機
   能材料製封止部材。
4. 【請求項４】 前記傾斜機能材料の、非導電性側端面お
   よびその近傍における外径を前記固着部起点に対して小
   さくしたことを特徴とする請求項２に記載のランプ用傾
   斜機能材料製封止部材。