JP2001035444A

JP2001035444A - 発光管の封止部構造

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Publication number: JP2001035444A
Application number: JP2000207878A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nagayama; 博之永山
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 2000-07-10
Publication date: 2001-02-09
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JP3225962B2

Abstract

(57)【要約】【課題】封止箇所のシール効果が向上した発光管の封
止部構造を提供する。【解決手段】バルブの開口端部１ａを閉塞する閉塞体
２ａに、先端がバルブ内の放電空間に臨む内部電極３
と、この内部電極３に外部から電力を供給する外部電極
５とを分離して取り付け、また前記閉塞体２ａの一部に
前記内部電極３と外部電極５とを電気的に接続する導電
性領域１ｓを設け、更に前記閉塞体２ａの組成成分を、
前記バルブと接合される側域においては該バルブの熱膨
張係数と略々同一となる成分としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水銀ランプ、メタ
ルハライドランプ或いはナトリウムランプ等の金属蒸気
放電灯用或いは高輝度放電灯用の発光管における封止部
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱陰極アーク放電の陽極柱の水銀の励起
発光を利用した水銀ランプ、水銀熱陰極アーク放電によ
る熱で金属ハロゲン化物を蒸発させて金属とハロゲンに
解離せしめ、金属特有の色を呈する発光を行わせるよう
にしたメタルハライドランプ、或いはナトリウム蒸気の
熱陰極アークによるＤ線（589.0nm, 589.9nm）の黄橙色
発光を行わせるようにしたナトリウムランプ等の金属蒸
気放電灯が従来から体育館や工場の照明、ＯＨＰやカラ
ー液晶プロジェクタ用の光源、自動車用フォグランプ等
として使用されている。

【０００３】こうした金属蒸気放電灯のバルブ（発光管
本体）の材料としては、当初、石英ガラスが用いられて
いたが、石英ガラスは耐食性に劣り、熱容量が大きいた
めランプの立ち上がりが悪く、個々のバルブの寸法のバ
ラツキが大きい等の問題があるので、最近では透光性セ
ラミックにてバルブを作製することが提案されている。

【０００４】一般に、上記のような放電灯用発光管は、
アルミナ等を焼結して作製した透光性セラミックからな
る発光管本体と、発光体内部に電極を電極支持材を介し
て封止・固定するための閉塞体とを備える。

【０００５】そして、この発光管本体の開口端に閉塞体
を気密に封着するに当たっては、発光管本体開口端の端
面や内面とこれに対向する閉塞体の固着面との間隙にガ
ラスソルダーを充填し、このガラスソルダーを局部加熱
して溶融し、その後、冷却・固化している。

【０００６】この閉塞体としては、発光管本体或いは電
極支持材と、熱膨張係数、金属蒸気やハロゲン蒸気に対
する化学的安定性が同じものにすることが一般的であ
る。

【０００７】尚、ガラスソルダーによる閉塞体の封着に
際しては、始動用希ガスの他に、発光管が用いられる放
電灯に応じた放電用金属成分、例えば高圧水銀灯であれ
ば水銀が、メタルハライドランプであれば金属ハロゲン
化物等が、発光管本体内に封入される。

【０００８】発光管が点灯されると、その温度は大気温
から瞬時に上昇し、安定した点灯状態では９００℃にも
達する。このため、このような著しい熱変化及び内圧変
化に起因して、発光管には高い熱応力が発生する。

【０００９】一般に熱応力がかかると、熱膨張率の異な
る箇所、発光管にあっては発光管本体と電極支持材との
間に介在する閉塞体に熱応力歪が発生し、破壊に至るこ
とがある。具体的には、閉塞体そのものや、その組成の
上から透光性セラミック及び閉塞体に比べて耐熱強度が
劣るガラスソルダーに亀裂等が生じ、管内の放電金属成
分が管外に漏洩してしまう可能性がある。この結果、安
定した発光を得る上で信頼性に欠けるとともに、ランプ
寿命が制約されてしまう。

【００１０】また、温度及び内圧が上昇した高温高圧の
環境下では、放電用金属成分として封入されていた金属
ハロゲン化物（例えばＴｌＩ₃ ，ＮａＩ等）が遊離して
イオンとなり、このイオンによる腐食が進行する。

【００１１】遊離イオンによる侵食は、やはり、その組
成の上から透光性セラミック及び閉塞体に比べて耐蝕性
が劣るガラスソルダーに優先的に発生する。よって、こ
の遊離イオンに対する耐蝕性の上からも、ガラスソルダ
ーに亀裂等が生じ易い。

【００１２】一方で、バルブに用いられる高純度の透光
性アルミナは上述のような封止に用いられるガラスソル
ダーとの濡れ性が悪く、ガラスとバルブとの境界での接
着強度が小さくなり、クラックや封入ガスのリークが生
じやすい。

【００１３】このような不具合を解消するために、従来
から種々の技術が提案されている。例えば、特開平１−
１４３１３２号には、発光管本体に相当するアルミナ外
周器の封着箇所にアルミナに近似した熱膨張率のインサ
ート材をロウ付けする技術が提案されている。また、特
開昭６３−３０８８６１号では、閉塞体を中心体とその
外側の環状体とで構成し、発光管本体とこの閉塞体（中
心体及び環状体）とを固相接合する技術が提案されてい
る。特に、特開昭６３−３０８８６１号にあっては、閉
塞体を構成する中心体と環状体の両者において、寸法や
組成を特定することが提案されている。尚、寸法を特定
することは、特開昭６２−２１３０６１号にも提案され
ている。

【００１４】そして、このような対策をすることで、管
内の放電金属成分の漏洩を抑制し、発光の信頼性の確保
やランプ寿命の長期化が図られている。

【００１５】しかしならが、近年では、より一層の高輝
度の発光を得てその付加価値を高めることが求められて
おり、高輝度発光を行なうために発光管温度を従来の温
度（９００℃）を超える１２００℃程度まで高めること
が行なわれてきている。

【００１６】このような高温度になると、その分、熱応
力が大きくなるため、上記従来の発光管であっても発光
の信頼性の確保や長寿命化を十分図ることはできない。

【００１７】本発明は、上記問題点を解決するためにな
され、信頼性が高くて長寿命な発光管を提供するもので
あり、特にその新規な封止部構造を提供することを目的
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る発光管の封止部構造は、バルブの開口
端部を閉塞する閉塞体に、先端がバルブ内の放電空間に
臨む内部電極と、この内部電極に外部から電力を供給す
る外部電極とを分離して取り付け、また前記閉塞体の一
部に前記内部電極と外部電極とを電気的に接続する導電
性領域を設け、更に前記閉塞体の組成成分を、前記バル
ブと接合される側域においては該バルブの熱膨張係数と
略々同一となる成分とした。

【００１９】前記閉塞体は組成割合を変えた複数の層ま
たは組成割合が連続的に変化する傾斜機能材料から構成
することができる。また、組成割合の変化の方向は径方
向、軸方向のいずれも考えられる。尚、前記導電性領域
は、外部電極を兼ねるようにしてもよい

【００２０】また閉塞体とバルブとの接合は固相接合せ
しめることが好ましく、このようにすることで、リーク
を有効に防止できる。

【００２１】また、閉塞体の最大外径（Ｄo）とバルブ
の最小内径（Ｄi）との差（Ｄi−Ｄo）は０．５mm以下、
好ましくは０．３mm以下とし、０．９９≧（Ｄo／Ｄi）
≧０.８５とするのがリークを防止する上で好ましい。

【００２２】また、閉塞体の端面はバルブの開口端と面
一か開口端よりも内側に位置させることが好ましい。

【００２３】また、バルブの形状としては、バルブの開
口端の外径をＤ1、バルブの発光部の最大外径をＤ2とし
た場合、０.１≦（Ｄ1／Ｄ2）≦１.０とするのが好まし
い。

【００２４】また、前記発光部に臨む電極支持シャフト
と閉塞体との間には隙間を設けることが好ましい。この
隙間は例えば発光部に向かって拡径した形状とする。具
体的には、隙間を形成する閉塞体の孔の最大内径をＤ
3、電極支持シャフトの直径をＤ4とすると、０.４≦
（Ｄ4／Ｄ3）＜１.０とする。

【００２５】更に、開口部の両端を封止する閉塞体とし
ては、長さまたは径が異なるものとすることもできる。
また、閉塞体内に挿入される内部電極の長さは、内部電
極挿入前の孔の長さをＬ2、内部電極の全長をＬ3とした
とき、０．１≦（Ｌ2／Ｌ3）≦０．９５とするのが好ま
しい。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる発光管の好
適な実施例について、図面に基づき説明する。ここで、
図１は本発明に係る封止部構造を適用した発光管の断面
図、図２は未焼結状態の閉塞体に電極が取付けられた場
合の断面図、図３は本発明の閉塞体の製造工程を説明す
るための工程図、図４は上記閉塞体が未焼結状態である
成形体の斜視図、図５は上記閉塞体の製造に用いる合せ
型の斜視図、図６は上記合せ型に補助部材を取付けた場
合の斜視図、図７は上記閉塞体の製造工程を説明するた
めの説明図、図８は上記合せ型中に成形された上記閉塞
体の断面図、図９は上記閉塞体の各組成成分の分布図で
ある。

【００２７】発光管は、図１に示すように、筒状の発光
管本体（又はバルブ）と、大径の開口端部である電極保
持穴１ａに固着された閉塞体２ａと、小径の開口端部で
ある電極保持穴１ｂに固着された閉塞体２Ａと、発光管
本体内に配置された一対の内部電極３とを備える。

【００２８】一対の内部電極３は、タングステンコイル
から作製されており、タングステン製の支持シャフト４
を介して支持されている。この閉塞体２ａと閉塞体２Ａ
とは、その径が異なり、後述する製造工程を経てそれぞ
れ作成される。

【００２９】また、電極保持穴１ｂ側の発光管本体端面
には、始動用希ガス金属や種々の放電用物質アマルガム
を入れるための導入細管１ｃが設けられており、その開
口端部はアルミナ系のサーメットやニッケル等の金属の
封止剤１ｄにて封止されている。

【００３０】発光管本体及び閉塞体の原料となるアルミ
ナ微粉末の合成について説明する。このアルミナ微粉末
を合成するには、熱分解すると純度９９．９８ｍｏｌ％
以上のアルミナになるアルミニウム塩を、その出発原料
として用意する。このような高純度のアルミナ合成用の
アルミニウム塩としては、アンモニウムミョウバン、或
いはアルミニウム・アンモニウム・カーボナイト・ハイ
ドロオキサイト（ＮＨ₄ ＡｌＣＯ₃ （ＯＨ）₂ ）等を例
示することができる。

【００３１】こうして用意したアルミニウム塩を坪量
し、蒸留水及び分散剤を用いて一旦懸濁水溶液とし、こ
れを噴霧乾燥法により乾燥させる。その後、熱分解して
アルミナ単独の微粉末を得る。ここで、熱分解を行なう
に当たっては、大気中で９００〜１２００℃、例えば、
１０５０℃で２時間処理する。つまり、この噴霧乾燥及
び熱分解を経ることにより、平均粒径が０．２〜０．３
μｍで、純度が９９．９９ｍｏｌ％以上のアルミナ微粉
末が合成され、アルミナ微粉末の用意が完了する。尚、
合成されたアルミナ微粉末は、上記粒径のアルミナ微粉
末が凝集してこの粒径より大きな２次凝集体として得ら
れる。

【００３２】一方で、アルミナ以外の閉塞体の原材料と
して、純度９９ｍｏｌ％以上で平均粒径が約０．５μｍ
のタングステン微粉末を用意する。これらの原材料か
ら、発光管本体および閉塞体をそれぞれ作製する。

【００３３】発光管本体は、次のようにして作製され
る。まず、上記のように合成したアルミナ微粉末（２次
凝集体）に、アクリル系熱可塑性樹脂を主体とした有機
バインダーを配合し、これを有機溶媒（アルコール，ベ
ンゼン等）を使ってプラスチック（ナイロン）ボールミ
ルにて約２４時間に亘って湿式混合し、有機バインダー
とアルミナ微粉末を十分に濡らす。更に、蒸留乾燥して
溶媒を取り除き、所望粘度（50,000〜150,000cps）のコ
ンパウンドを混練調製する。

【００３４】尚、上記有機バインダーは、アクリル系熱
可塑性樹脂とパラフィンワックスとアタクティックポリ
プロピレンとの混合物である。そして、アルミナ微粉末
１００ｇに対するこれら有機バインダーの配合量は、総
量で２５ｇである。

【００３５】上記有機バインダーにおける各成分は、次
のように配合されており、各成分の合計が上記有機バイ
ンダーの総量（２５ｇ）となる。アクリル系熱可塑性樹脂２０〜２３ｇ（好ましくは２１．５ｇ）パラフィンワックス３ｇ以下（好ましくは２．０ｇ）アタクティックポリプロピレン２ｇ以下（好ましくは１．５ｇ）尚、コンパウンドの調製時の蒸留乾燥に当たっては、１
３０℃で２４時間蒸留乾燥させ、その後、アルミナ製の
ロールミルを用いて加熱混練（１３０℃）を行なって所
望粘度のコンパウンドを得る。

【００３６】その後、図示しない金型装置を用いて射出
成形することにより、図１に示した形状の成形体を形成
する。こうして形成した成形体を、窒素雰囲気中で、ア
クリル系熱可塑性樹脂等の有機バインダーが熱分解して
完全に炭化する温度まで加熱し、成形体を脱脂する。こ
の初期熱処理における具体的な加熱上限温度は、使用す
る熱処理炉の能力や有機バインダーの熱分解温度に応じ
て決定すればよく、本実施例では室温（２０℃）から４
５０℃まで７２時間かけて昇温した。その他の処理条件
は以下の通りである。尚、４５０℃までの昇温の間は、
一定圧力を維持した。処理圧力１〜８kg／cm²（最適圧力８kg／cm²）２０℃から４５０℃まで昇温させる時間７２時間
以下つまり、初期熱処理を行なうことによって、コンパ
ウンド調製時に配合されたアクリル系熱可塑性樹脂、パ
ラフィンワックス、アタクティックポリプロピレン等の
有機バインダーを熱分解して炭化させ、成形体を脱脂す
る。

【００３７】ついで、大気中で以下の条件に従った後段
熱処理を施し、成形体（脱脂体）を焼結し、焼結体を得
る。この際、１００℃／時間で昇温した。処理温度１２００〜１３００℃（最適温度１２３５℃）上記処理温度での保持時間０〜４時間（最適時間２時間）

【００３８】この後段熱処理時の焼結を１２００〜１３
００℃の温度範囲で行なうようにしたのは、焼結後の密
度を理論密度に対して９５％以上として後工程の熱間静
水圧プレスがかかるようにするとともに、焼結体におけ
る粗大結晶の形成を回避するためである。つまり、上記
焼結を１２００℃以下で行なうと、焼結後の密度が理論
密度に対して９５％を下回り熱間静水圧プレスがかから
ず、１３００℃以上では焼結体における粗大結晶の形成
頻度が増し強度上不利となるからである。

【００３９】上記初期熱処理及び後段熱処理を施して脱
脂後に焼結することにより、その体積収縮は焼結前の成
形体の８２．５％となり、焼結後の充填率はほぼ１００
％（嵩密度３．９７６）となる。また、この後段熱処理
の完了までに、上記初期熱処理時に変成した炭化物は焼
結体から完全に燃焼除去される。

【００４０】その後、この焼結体に、アルゴン雰囲気
中、或いは２０ｖｏｌ％以下の酸素を含有するアルゴン
雰囲気中で次の条件に基づく熱間静水圧プレスを施す。
この際、２００℃／時間で昇温した。こうして、焼結体
に透光性が発現する。処理温度１２００〜１２５０℃（最適温度１２３０℃）処理圧力１０００〜２０００ atm（最適圧力１０００ atm）処理時間１〜４時間（最適処理２時間）

【００４１】ここで、熱間静水圧プレスを上記温度範囲
と圧力範囲で行なうようにしたのは、所望する高い透光
性を得るとともに機械的強度を改善し、熱間静水圧プレ
スをかけている最中の破損を回避するためである。つま
り、熱間静水圧プレスを１２００℃未満或いは１０００
atm 未満で行なうと透光性が発現するものの、低い透光
性しか得られなかったり、逆に１２５０℃を超えると異
常粒成長を促進させて機械的強度や透光性の低下を招
き、２０００atm を超えると焼結体中に存在するボアや
傷などが極めて微細であっても傷等が存在する箇所に応
力集中が起こりクラックが発生したりするからである。

【００４２】引き続いて、図示しないダイヤモンド研削
砥石によって焼結体の端面に研削研磨を施してエッジを
取り除き、アルミナからなる透光性の発光管本体１Ｆが
できあがる。つまり、図１に示すように、その両端に電
極保持穴１ａ，１ｂを備えた発光管本体が作製される。

【００４３】こうして得られた発光管本体の内外表面
を、０．５μｍの粒径のダイヤモンド砥粒を付着させた
ブラシにて、肉厚が０．２mm以下となるよう研削研磨す
る。この表面研磨により、発光管表面の凹凸等が除去さ
れて表面における光の散乱が回避され、直線透過率が改
善される。

【００４４】この発光管本体は、発光領域の内径ｄが約
４．０mmであり、肉厚が約０．３mmであり、またその全
長が約４０mmであり、次のような物性を備える。尚、透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による組織観察の結果、光の
散乱源となる粒界相や結晶粒子内部の空隙並びに格子欠
陥等の存在は認められなかった。また、小径の電極保持
穴１ｂの直径は約１mm以下である。

【００４５】可視光（波長３８０〜７６０nm）に対する
直線透過率：７０％以上５００nmの波長の光に対する直線透過率：８２％（肉
厚：０．５mm）結晶粒子の平均粒径：約０．７μｍ（最大粒径約１．４
μｍ）機械的強度（ＪＩＳＲ１６０１）曲げ強度Ｓｔ（室温）＝９８kg／cm² （９００℃）＝８１kg／cm² ワイプル係数（室温）＝９．３（９００℃）＝８．１

【００４６】粒径や強度の測定には、上記本実施例の発
光管本体１Ｆの代替え品として別途作製した試料（形
状，厚み等についてはＪＩＳＲ１６０１に準ずる）を
用いた。尚、試料の作製に当たっては、上記した工程に
おける諸条件に従った。

【００４７】粒径の算出は、形状、厚み等がＪＩＳＲ
１６０１に準ずるよう別途作製した上記試料の表面をダ
イヤモンド砥粒にてラップし、更に溶融した水酸化カリ
ウムで粒界エッチングを施した後、走査型電子顕微鏡に
より試料表面を観察し、結晶粒子の輪郭を画像解析する
ことにより行なった。尚、画像解析に当たっては、結晶
粒子を球体や多角形体として仮定して、その直径や頂点
間距離の最大値を粒径算出に用いた。

【００４８】直線透過率の測定については、別途作製し
た上記試料を０．５mm厚とし両面をラップ仕上げした
後、ダブルビーム分光光度計により求めた。こうして完
成した透光性アルミナからなる発光管本体は、アルミナ
をＭｇＯ等の焼結助剤とともに焼結して結晶粒子を粗大
化させた一般的な透光性セラミックに比べて、微小な結
晶粒径を備えるといえる。

【００４９】このようにして高純度アルミナから作製さ
れた発光管本体が、上記一般的な透光性セラミックとは
異なる微小結晶粒径を備えながら透光性を有する根拠
は、次のように考えられる。まず第１に、不純物として
混入したＭｇＯ等の酸化物が、アルミナ粉末中にごく僅
か（トータルで最大０．０１ｍｏｌ％以下）しか含まれ
ていないので、不純物はアルミナに総て固溶し、粒界相
をほどんど形成しない。このため、一般の透光性アルミ
ナでは光の散乱因子として作用していた粒界相による影
響が排除されて、可視光に対する直線透過率の向上をも
たらすと考えられる。

【００５０】更に、以下のように推察される。結晶粒子
及び結晶子の断面がいずれも円形であると仮定すると、
直径ｄの結晶子がｎ個集まって直径Ｄの結晶粒子を構成
する場合、次の関係式が成り立つ。ｎ＝（Ｄ／ｄ）² この関係式から算出されるｎの値は、１個の結晶粒子の
断面に含まれる結晶子界面に換算できる。

【００５１】高純度のアルミナから得られた種々の透光
性アルミナ（平均粒径：０．７２，０．８５，０．９
９，１．１６，１．３５，１．５２μｍ）についての格
子定数をＸ線回折装置を用いて求め、結晶子の直径ｄと
回折線の幅とを関係づけるＳｃｈｅｒｒｅｒの式に従い
（０１２）の回折ピークから上記各平均粒径の透光性ア
ルミナの結晶子の直径ｄを算出したところ、結晶子の直
径ｄは結晶粒子の大きさに左右されることなく一定であ
った。尚、Ｓｃｈｅｒｒｅｒの式は、「Ｐ．Ｇａｌｌｅ
ｚｏｔ，“Ｃａｔａｌｙｓｉｓ，Ｓｃｉｅｎｃｅａｎ
ｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．５ｐ２２１，Ｓ
ｐｒｉｎｇｅｒ−Ｖｅｒｌａｇ（１９８４）”」や
「Ｐ．Ｓｃｈｅｒｒｅｒ，“ＧｏｔｔｉｎｇｅｒＮａ
ｃｈｒｉｃｈｅｎ，２，９８（１９１８）”」に紹介さ
れている。

【００５２】従って、上記関係式から、結晶粒子の直
径Ｄ（平均粒径）が小さくなるほど１個の結晶粒子中に
おける結晶子界面は少ないといえる。一般に、光がセラ
ミックのような多結晶体に入射された場合、その散乱は
屈折率の不連続な面、即ち原子配列の不連続な部分で起
こると考えられている。結晶粒子中の結晶子界面は、こ
の原子配列の不連続な部分にほかならないので、光の散
乱を引き起こす。このため、結晶粒子中における結晶子
界面が少なければ少ないほど、即ち結晶粒子の直径Ｄが
小さいほど、光の散乱因子である結晶子界面による影響
が小さくなり、可視光に対する直線透過率の向上をもた
らすと考えられる。

【００５３】次に、閉塞体の製造工程について説明す
る。閉塞体２ａの原料は、アルミニウム塩の懸濁水溶液
の噴霧乾燥及びその後の熱分解を経て合成された上述の
高純度アルミナ微粉末と、高純度タングステン微粉末で
ある。

【００５４】図３に示すように、アルミナ微粉末とタン
グステン微粉末とから、タングステンとアルミナの容積
比（タングステン／アルミナ）が下記数値となる１１種
類のスラリーを調製する（工程１）。第１のスラリー：タングステン／アルミナ＝１００／０第２のスラリー：タングステン／アルミナ＝９０／１０第３のスラリー：タングステン／アルミナ＝８０／２０第４のスラリー：タングステン／アルミナ＝７０／３０第５のスラリー：タングステン／アルミナ＝６０／４０第６のスラリー：タングステン／アルミナ＝５０／５０第７のスラリー：タングステン／アルミナ＝４０／６０第８のスラリー：タングステン／アルミナ＝３０／７０第９のスラリー：タングステン／アルミナ＝２０／８０第１０のスラリー：タングステン／アルミナ＝１０／９０第１１のスラリー：タングステン／アルミナ＝０／１００

【００５５】上記各スラリーの調製は次のようにして行
なう。先ず、アルミナ微粉末及びタングステン微粉末を
その容積比が上記各数値となるよう秤量し、秤量した各
粉末にカルボン酸アンモニウム系分散剤を蒸留水ととも
に配合する。そして、これをセラミック（アルミナ）ボ
ールミルにて約２４時間に亘って湿式混合して過剰の凝
集をほぐしつつ、アルミナ及びタングステンの微粉末が
上記溶媒中に均一に存在させる。

【００５６】尚、各スラリー中の微粉末に対するカルボ
ン酸アンモニウム系分散剤の配合比（容積比）は、各ス
ラリー中の微粉末総量１００ｇに対して、２ｇである。

【００５７】次に、調製した各スラリーから気泡を除去
する（工程２）。具体的には、ボールミルから取り出し
たスラリーを真空デシケータ内の樹脂容器に入れ、樹脂
容器内のスラリーをマグネットスターラ等を用いて攪拌
しつつデシケータ内の空気を真空ポンプにて数十分間
（例えば約２０分間）吸引する。

【００５８】その後、以下の工程を経て図４に示す所望
の成形体２０ａを、図５（ａ）に示す合わせ型１０を用
いて成形する。尚、図４や後述の図７等における成形体
２０ａ、閉塞体２ａは、その描画の都合上、縦横の比率
は１：１ではない。

【００５９】この合わせ型１０は、石膏等の多孔質無機
材料或いは石膏と同程度の機能を有する細孔を具備する
多孔質樹脂から形成された左右対象の型１１ａ，１１ｂ
を、図５（ａ）に示すように接合して構成され、型１１
ａ，１１ｂの接合面にスラリー注入空間１３を形成す
る。

【００６０】各型１１ａ、１１ｂは、図５（ｂ）に示す
ように、その接合面１５ａ，１５ｂに、型下端側で湾曲
した溝（キャビティ）１３ａ，１３ｂを備える。この溝
１３ａ、１３ｂは、先端に球状切り歯を備えるエンドミ
ルにて、接合面１５ａ，１５ｂに切削されている。な
お、溝１３ａ，１３ｂを、当初から接合面１５ａ，１５
ｂに造型することもできる。

【００６１】次に、この合わせ型１０のスラリー注入空
間１３内への気泡除去後のスラリーの注入・成形を、ア
ルミナ含有量が高い方のスラリーから、即ち第１１のス
ラリーから第１のスラリーまで順次行なう（工程３）。
以下、具体的に説明する。

【００６２】まず、図６に示すように、合わせ型１０の
上面に円筒体１７を設置し、この円筒体１７に第１１の
スラリーを注入する。尚、円筒体１７には、スラリー注
入空間１３の容積以上のスラリーが注入される。また、
円筒体１７下面と合わせ型１０の上面とは、円筒体１７
下端に粘土１９を管状に配置することにより、シールさ
れている。粘土に替えてゴムを用いてもよい。

【００６３】こうしてスラリー注入空間１３内に第１１
のスラリーが注入された状態で所定時間放置し、この間
に第１１のスラリーにおける溶媒成分（ここでは、蒸留
水）を多孔質の各型１１ａ，１１ｂの孔に毛細管現象に
より吸引させ型内に吸引させる。このため、スラリー注
入空間１３の壁面には、図７（ａ），（ｂ）に示すよう
に、カルボン酸アンモニウム系分散剤によって結合され
た粉末（第１１のスラリーにあってはアルミナ粉末）が
壁面の表面に沿って均等に着肉され、薄肉層１１Ｓが形
成される。

【００６４】このスラリー注入後の放置時間は、上記薄
肉層１１Ｓの厚さを決定する。このため、形成された薄
肉層１１Ｓの厚さが所定の値になるよう、上記放置時間
が予め実験等により定められている。また、この放置時
間及びスラリー注入空間１３の設定に当たっては、焼結
時の体積収縮等も見込んで決定される。本実施例におけ
る放置時間は、薄肉層１１Ｓの厚さが所定のものとなる
よう適宜調整した。

【００６５】尚、放置する間に亘って各型外側を負圧に
維持し、スラリー中の溶媒成分を型外に強制的に吸引す
るような構成にしてもよい。このようにすれば、放置時
間を短縮することや、スラリー内の気泡を型に通して直
接除去したり、吸引を強くすることにより充填率を更に
上げることができる。

【００６６】そして、所定時間放置後に、円筒体１７内
部及び薄肉層１１Ｓの内側に残存する第１１のスラリー
を排泥し、次に、第１０のスラリーについて、上記と同
様にスラリーの注入、所定時間の放置及び排泥を行な
い、これを第１のスラリーまで実施する。こうして、第
１１のスラリーから第１のスラリーまでスラリーの注
入、所定時間の放置及び排泥が繰り返されると、図８に
示すように、それぞれのスラリーにおける粉末（アルミ
ナ単独の粉末、アルミナ・タングステン混合粉末、タン
グステン単独の粉末）が積層状に均等に着肉され、スラ
リー注入空間１３壁面側から薄肉層１１Ｓ、１０Ｓ、９
Ｓ・・・１Ｓが形成される。よって、閉塞体２ａの前駆
体である各薄肉層からなる成形体２０ａが形成される。

【００６７】この成形体２０ａにおける組成の分布は、
各薄肉層におけるタングステン及びアルミナ容積比との
関係を示した図９から明らかなように、中心層としての
薄肉層１Ｓから外側の薄肉層に行くほど、図９（ｂ）の
如くアルミナの容積比が０％から１００％まで増大傾斜
し、図９（ａ）の如くタングステンの容積比が１００％
から０％まで減少傾斜した分布となる。つまり、成形体
２０ａにおける薄肉層２Ｓが、上記した実施例の積層体
２０の最内周層（又はコア部側域層）に相当し、薄肉層
１１Ｓが積層体２０の最外周層（又はバルブ側域層）に
相当し、薄肉層３Ｓ〜１０Ｓが積層体２０における各中
間層（又は中間域層）に相当する。よって、薄肉層２Ｓ
〜１０Ｓは中心層１Ｓを中心として該中心層１Ｓを覆う
ように積層された積層体となっている。

【００６８】こうして各スラリーについて注入、所定時
間の放置及び排泥が完了すると、合わせ型１０を分割し
て図４に示す形状の成形体２０ａを離型し、この成形体
２０ａから溶媒が完全に抜けるまで乾燥させる（工程
４）。

【００６９】その後、この成形体２０ａに、含湿水素還
元雰囲気下で、６００℃×１０時間の加熱処理を施し
て、成形体２０ａを脱脂し仮焼する（工程５）。つま
り、この加熱処理を行なうことによって、スラリー調製
時に配合された分散剤が熱分解されて成形体２０ａは脱
脂される。

【００７０】次いで、仮焼後の成形体２０ａの両端に、
図２に示したように、支持体保持穴２１ａ，２１ｂを設
け、中心層１Ｓの先端に設けられた支持体保持穴２１ａ
に内部電極３を支持する支持シャフト４を嵌合し、支持
体保持穴２１ｂにタングステン製のシャフト５を嵌合し
て、内部電極３をセットする。（工程６）

【００７１】続いて、内部電極３のセット後の成形体２
０ａに真空雰囲気下で１５００℃×２時間の後段熱処理
を施して、成形体２０ａを焼結し（工程７）、その焼結
体である閉塞体２ａを得る。なお、この後段熱処理の完
了までに、脱脂時に変成した炭化物は焼結体から完全に
燃焼除去される。

【００７２】この焼結の過程で、成形体２０ａの各薄肉
層は、上記実施例における積層体２０の場合と同様に、
固相接合して一体化される。また、支持シャフト４及び
シャフト５と薄肉層１Ｓとは、焼結による体積収縮やタ
ングステンの共存等により固相接合して一体化される。
この結果、焼結後に得られる閉塞体２ａは、内部電極３
を支持した支持シャフト４及びシャフト５と強固に結合
して、支持シャフト４即ち内部電極３を気密に封止・固
着する。こうして閉塞体２ａが完成し、その製造工程は
総て完了する。

【００７３】尚、焼結して得られる閉塞体２ａの外径
は、焼結時の体積収縮等を見込んだスラリー注入空間１
３の径により定まる。よって、外周加工を行なわなくて
もよい。

【００７４】更に、支持シャフト４から薄肉層２Ｓない
し薄肉層９Ｓを経て薄肉層１０Ｓに到るまでの熱膨張率
の分布は、その粗成分布に基づき、支持シャフト４の熱
膨張率（タングステンの熱膨張率）から発光管本体１Ｆ
の熱膨張率（アルミナの熱膨張率）に到るまで傾斜した
分布となる。

【００７５】完成した閉塞体２ａは、図１に示したよう
にして発光管本体の電極保持穴１ａに嵌合して組み付け
られ、発光管本体１Ｆの接触範囲に亘って赤外線或いは
高出力レーザが局部的に照射され集中加熱される。

【００７６】この局部的な集中加熱により、閉塞体２ａ
の薄肉層１０Ｓ中のアルミナと発光管本体中のアルミナ
とが、その接合面において粒界にガラス相を形成するた
め、閉塞体２ａと発光管本体とが固相接合する。この結
果、閉塞体２ａと発光管本体とは、気密に固着され始動
用希ガス金属及び放電用物質を封入する。こうして、図
１に示す発光管が完成する。

【００７７】閉塞体２ａを用いた発光管に、点灯・消灯
を繰り返した場合における点灯寿命を測定したところ、
極めて高い耐久性を得ることができた。つまり、閉塞体
２ａを用いた発光管は、その熱膨張率が内部電極３を有
する支持シャフト４及び発光管本体に近づくにつれて支
持シャフト４又は発光管本体１Ｆの熱膨張率に傾斜した
閉塞体２ａに基づいて、耐熱応力性を向上させることが
できる。この結果、耐熱応力性に優れたことに起因し
て、発光の信頼性を高めて長寿命とすることができる。
また、このような発光管を、容易に提供することができ
る。

【００７８】更に、閉塞体２ａを用いた発光管によれ
ば、次のような効果を奏することができる。発光管本体
内に配置される内部電極３を支持するに当たって、発光
管本体内に露出した薄肉層１１Ｓを、アルミナ容積比が
１００％としたので、即ち絶縁体としたので、この内部
電極３からのバックアークの発生を回避することができ
る。この結果、より安定した点灯状態を得ることができ
る。

【００７９】また、放電に不可欠な内部電極３と外部端
子となるシャフト５とを、タングステン容積比が１００
％の薄肉層（中心層）１Ｓにより共通して気密に封止し
たので、支障無く内部電極３に所定の電圧を印加するこ
とができる。

【００８０】加えて、各スラリーの注入により薄肉層を
成形するので、各薄肉層の肉厚を均一化させて、各層に
亘る組成分布及び熱膨張率の傾斜を確実に確保すること
ができる。

【００８１】発光管本体及び閉塞体２ａの原料として、
純度が９９．９９ｍｏｌ％以上のアルミナ微粉末を使用
したが、得られる発光管本体１Ｆが発光管としての実用
的な直線透過率（３８０〜７６０ｎｍの波長の光に対す
る直線透過率）を備えればよく、このようなアルミナ微
粉末に限定されるわけではない。

【００８２】例えば、アルミナ、マグネシア、ジルコニ
ア、イットリア、シリカといった酸化物や窒化アルミニ
ウムなどの窒化物等を主成分としこれに異常粒成長を抑
制し更に焼結を促進させる化合物（焼結助剤等）を複合
添加して焼結し、発光管本体を作製してもよい。そし
て、作製した発光管本体と同一のセラミック微粉末を用
いて閉塞体２ａを作製すればよい。より具体的には、純
度が９９．２ｍｏｌ％で平均粒径が０．３〜１．０μｍ
のアルミナ微粉末から発光管本体を作製するとともに、
このアルミナ微粉末とタングステン微粉末とから閉塞体
２ａを作製してもよい。

【００８３】更に、閉塞体２ａの原料として、タングス
テン微粉末を用いたが、これに限らずコア部である支持
シャフト４の材質に応じて変更することが可能である。
例えば、支持シャフト４をニオブあるいはモリブデンか
ら作製すれば、閉塞体２ａの原料としてニオブあるいは
モリブデンの微粉末を用いればよい。

【００８４】また、発光管本体の形状については、いか
ようなものであってもよいことは勿論である。例えば、
上記実施例の発光管本体のようにその両端に大径の電極
保持穴１ａと小径の電極保持穴１ｂとを備えたものでは
なく、ただ単に両端が開口した円筒状の発光管本体や、
管路が湾曲した発光管本体等であってもよい。

【００８５】特に内部電極３を支持したタングステン製
の支持シャフト４の外周に積層体２０を形成するに当た
って、各混合スラリーの塗布及び乾燥を行なったが、こ
れとは異なり、各混合スラリーから予めグリーンシート
を作製し、これを支持シャフト４の外周に、タングステ
ンの容積比が高いものから順次巻き付けて積層すること
もできる。この場合、各層のグリーンシートの接合面が
支持シャフトを中心に１８０度ずつずれて交互に配置さ
れるように、グリーンシートを積層することが好まし
い。

【００８６】閉塞体２ａを発光管本体と固相接合させる
に当たって、その接触範囲に亘って局部加熱するよう構
成したが、支持シャフト４付近を加熱してもよい。この
ような加熱であっても、加えられた熱エネルギは閉塞体
２ａの最外周の層にまで伝わるので、閉塞体２ａと発光
管本体とを固相接合させることができる。また、閉塞体
２ａの焼結を、脱脂後の閉塞体２ａを発光管本体１Ｆに
組み付けた状態で行なうこともできる。

【００８７】更に、閉塞体２を発光管本体に組み付ける
に当たって、電極保持穴１ａに嵌合させたが、閉塞体２
ａを発光管本体の開口端側で当接させ、発光管本体の端
面と閉塞体２ａの最外周層の側面とを接触させる。そし
て、この接触範囲を局部加熱して閉塞体２ａと発光管本
体とを、端面で固相接合させる。

【００８８】また、混合スラリーにおけるアルミナとタ
ングステンの容積比の傾斜程度は、上記実施例に示した
ものに限定されるわけではなく、種々の傾斜程度を採用
することができることは勿論である。また、上記閉塞体
２ａはコア部側からバルブ側に渡ってその組成割合をリ
ニアに変化させるようにした傾斜機能材料を用いて作製
することも可能である。

【００８９】上記実施例によれば、以下の効果を奏する
ことができる。上記実施例の発光管においては、透光性
セラミックから形成された該発光管本体の開口部に気密
に固相接合される閉塞体を、多層の積層体とし、その中
央の導電性コア部側の最内周層から発光管本体側の最外
周層に到るまでの熱膨張率の分布を、各層の組成比傾斜
に基づいて導電性コア部の熱膨張率から発光管本体の熱
膨張率に到るまで傾斜した分布とした。よって、各層の
組成を傾斜させて各層相互並びに閉塞体と発光管本体と
を強固に気密に固相接合させることができる。

【００９０】また、熱膨張率の傾斜分布に基づいて、点
灯時に生じる熱応力の集中を緩和して固相接合部におけ
る亀裂の発生を回避することができる。この結果、発光
管内における封入物質の漏洩の回避を通して、発光の信
頼性を高めることができるとともに、その寿命を長期化
することができる。

【００９１】上記実施例の発光管では、平均粒径が１μ
ｍ以下で最大粒径が２μｍ以下の高純度の透光性アルミ
ナからなる発光管本体（バルブ）を備える。この結果、
常温から放電時温度に亘って機械的強度が従来のものよ
り改善されるので、発光管の肉厚を従来のものに比べて
約１／３の０．２ｍｍ以下にまで薄くすることができ
る。

【００９２】また、スピネル相などの粒界相をほとんど
形成しないとともに、光の散乱因子となる結晶粒子内部
の結晶子界面を微小粒径に基づいて少なくしたことに起
因して、光が発光管本体の壁面を透過する間における光
の散乱を抑制し、３８０〜７６０ｎｍの波長の光（可視
光）に対する高い直線透過率を備える。このため、高輝
度放電灯用発光管から透過される光量が従来に比べて増
加し、高輝度放電灯用発光管を用いた高圧放電灯におけ
る輝度を向上させることができる。つまり、高輝度放電
灯用発光管に光を入射した場合における高輝度放電灯用
発光管の透過光の光量が、光の散乱を抑制することによ
って、高輝度放電灯用発光管への入射光の光量とほぼ等
しくなるのである。加えて、薄肉化によって輝度を更に
向上させることができる。

【００９３】しかも、この光純度のアルミナを用いて閉
塞体を焼結・作製するので、閉塞体自身の機械的強度の
向上をとおして、発光管全体としての耐久性を向上させ
ることができる。

【００９４】上記実施例での発光管の製造方法によれ
ば、容積比が異なる複数の懸濁液を予め調製しておき、
これを用いて熱膨張率が傾斜分布した積層状の閉塞体を
容易に作製し、閉塞体と発光管本体とを強固に気密に固
相接合することができる。つまり、信頼性が高くて長寿
命な発光管を容易に製造することができる。

【００９５】また、熱膨張率が傾斜分布した積層状の閉
塞体を別個に焼結して作製して、これを発光管本体に固
相接合することができる。特に上記実施例に示した発光
管の製造方法によれば、塗布等の簡便な工程によって導
電性部材成分の容積比が高い順の積層を行ない、熱膨張
率が傾斜分布した積層状の閉塞体の前駆体である未焼結
積層体を容易に作製することができる。

【００９６】また、上記容積比が異なる複数の懸濁液
を、それぞれグリーンシートに予め形成し、グリーンシ
ートを巻き付けるという簡便な工程によって導電性部材
（又はコア部）成分の容積比が高い順の積層を行ない、
熱膨張率が傾斜分布した積層状の閉塞体の前駆体である
未焼結積層体を容易に作製することができる。

【００９７】上記実施例の発光管の製造方法では、多孔
質体からなる成形型への懸濁液の注入・溶媒の成形型へ
の浸透・余剰分懸濁液の排泥を導電性部材（又はコア
部）成分の容積比が低いほうから繰り返すという簡便な
工程によって、導電性部材成分の容積比の順に沿った薄
肉層の積層を行ない、熱膨張率が傾斜分布した積層状の
閉塞体の前駆体である未焼結積層体を容易に作製するこ
とができる。しかも、各薄肉層の肉厚を均一化させて、
各層に亘る組成分布及び熱膨張率の傾斜を確実に確保す
ることができる。

【００９８】更に、閉塞体における最内周層内部に外部
との導通を図ることが可能な中心層を導電性部材成分で
形成し、この中心層を介して支障無く内部電極の所定の
電圧を印加することができる。

【００９９】次に本発明の別実施例に係る金属蒸気放電
灯用の発光管の封止部構造を図１０乃至図１２を用いて
説明する。図１０に示される発光管としてのバルブ６０
１は、金属蒸気放電灯の外筒内に組込まれる透光性の多
結晶アルミナから成る。このバルブ６０１の両端開口部
６０２には封着ガラス６０３を介して閉塞体としてのア
ルミナ製閉塞体６０４が嵌め込まれている。

【０１００】閉塞体６０４は高純度アルミナ部６０４
ａ、組成傾斜部６０４ｂ及び低純度アルミナ部６０４ｃ
からなり、バルブ側域としての高純度アルミナ部６０４
ａは純度９９．９９％のＡｌ₂Ｏ₃ から成ると共にバル
ブ６０１内に臨み、コア部側域としての低純度アルミナ
部６０４ｃは９３．０％のＡｌ₂Ｏ₃ から成ると共にバ
ルブ６０１外に臨み、中間域としての組成傾斜部６０４
ｂは高純度アルミナ部６０４ａに接する部分が純度９
９．９９％で低純度アルミナ部６０４ｃに向かって徐々
に純度が低下して低純度アルミナ部６０４ｃに接する部
分が純度９３．０％となっている。このように連続的な
組成傾斜とすることで、剥離強度が大巾に向上する。特
に、低純度アルミナ部６０４ｃは、高純度アルミナ部６
０４ａと比べ、バルブ軸線方向に沿っての幅がより大き
く形成されている。

【０１０１】また、閉塞体６０４には図１１（ｄ）に示
すように軸線方向孔６０５、６０６を形成し、孔６０５
には内部電極棒６０７を、孔６０６には外部電極棒（リ
ード）６０８を圧入している。尚、孔６０５、６０６の
径は焼結後に電極６０７、６０８より約２００μｍ程大
きくなるような寸法とする。このようにすることで、焼
結の際に閉塞体が電極に阻害されて割れることがない。

【０１０２】更に、上記低純度アルミナ部６０４ｃには
軸線方向孔６０５と連通する径方向孔６０９がその側面
から内部に向かって形成され、この径方向孔６０９の内
部及び低純度アルミナ部６０４ｃの外周面にはタングス
テン（Ｗ）等の導電性膜６１０が形成されている。この
導電性膜６１０は内部電極６０７と外部電極６０８との
より良好な導通をとるためのものであり、Ｎｂ、Ｔａ、
Ｍｏ或いはＮｉ等であってもよい。

【０１０３】次に、閉塞体６０４の製作方法の一例を図
１１に基づいて説明する。先ず、図１１（ａ）に示すよ
うに、高純度（９９．９９％）Ａｌ₂Ｏ₃ と低純度（９
３．０％）Ａｌ₂Ｏ₃ を各１００ｇとり、水５０ｇと解
膠剤とともに２４時間ボールミルで処理して、高純度Ａ
ｌ₂Ｏ₃ のスリップＳ₆₁と低純度Ａｌ₂Ｏ₃のスリップ
Ｓ₆₂を得る。

【０１０４】次いで、図１１（ｂ）に示すように上記２
種のスリップＳ₆₁、Ｓ₆₂を混合して９９．９９％と９
３．０％との間の純度のスリップＳ₆₃を複数種調製し、
この後、図１１（ｃ）に示すように多孔質体又は石膏体
６１４上にセットした型６１５内に純度の高いスリップ
Ｓ₆₁から順に注ぎ、片側着肉により焼成前の閉塞体成形
体６１６を成形する。

【０１０５】そして、閉塞体成形体６１６を１１００℃
で２時間仮焼してハンドリング可能な硬さにし、この後
に閉塞体成形体６１６を生加工して図１１（ｄ）に示す
ように軸方向孔６０５、６０６及び径方向孔６０９を穿
設すると共に閉塞体形状とし、更に径方向孔６０９の内
部及び低純度アルミナ部６０４ｃの外周面に導電性ペー
スト６１０を塗布し、この後、内部電極６０７及び外部
電極６０８を挿入した状態で、１５７０℃で３時間、Ｎ
₂とＨ₂（Ｎ₂：Ｈ₂ ＝８０：２０）雰囲気下で焼成
し、図１１（ｅ）に示す閉塞体６０４を得る。この閉塞
体６０４を発光管６０１の開口６０２に差込みガラス６
０３または低融点合金で封着する。

【０１０６】図１２には、この別実施例に係る発光体の
製造方法を一部変更した場合の方法を示す。この製作工
程では図１２（ａ）に示すように、２つの多孔質体又は
石膏体６１４ａ、６１４ｂと型６１５ａ、６１５ｂを用
いて、図１２（ｂ）に示すような高純度アルミナ部及組
成傾斜部となる成形体６１６ａと低純度アルミナ部とな
る成形体６１６ｂを成形する。

【０１０７】次いで、図１２（ｃ）に示すように成形体
６１６ｂの表面に導電性ペーストを塗布し、この導電性
ペーストによって成形体６１６ａを接着して一体化し、
この後、上記同様に内部電極６０７及び外部電極６０８
を挿入した状態で焼成し、図１２（ｄ）に示す閉塞体６
０４を得る。この場合、成形体６１６ａと成形体６１６
ｂとを接続する導電性ペーストが内部電極６０７と外部
電極６０８との導通を図るので、図１１（ｄ）に示した
ような径方向孔６０９は不要である。

【０１０８】以上に説明した如くこの別実施例によれ
ば、金属蒸気放電灯の発光管の開口を閉塞するとともに
内部電極と外部電極とを分離して取り付けた閉塞体を、
発光管内に臨む高純度アルミナ部と発光管外に臨む低純
度アルミナ部とこれら高純度アルミナ部と低純度アルミ
ナ部をつなぐ組成傾斜部とで構成し、低純度アルミナ部
表面に内部電極と外部電極とを導通する導電性膜を形成
したので、導電性膜の剥離強度を従来の１〜４ｋｇ／ｃ
ｍ²から１０ｋｇ／ｃｍ² 程度まで向上させることがで
きる。

【０１０９】また、発光管内には高純度アルミナ部を臨
ませたのでＮａ等の腐食成分によるランプ特性の劣化を
抑えることができ、更に高純度アルミナ部と組成傾斜部
には導電性膜を形成しないので、バックアークを防止で
きるとともにＮｂ、Ｔａ、Ｍｏ或いはＮｉ等の金属も導
電性膜（メタライズ）として使用することができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
封止の信頼性を向上させ、ランプ寿命を長くでき、封止
箇所のシール効果が向上している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る封止部構造を適用した発光管の断
面図

【図２】未焼結状態の閉塞体に電極が取付けられた場合
の断面図

【図３】本発明の閉塞体の製造工程を説明するための工
程図

【図４】上記閉塞体が未焼結状態である成形体の斜視図

【図５】上記閉塞体の製造に用いる合せ型の斜視図

【図６】上記合せ型に補助部材を取付けた場合の斜視図

【図７】上記閉塞体の製造工程を説明するための説明図

【図８】上記合せ型中に成形された上記閉塞体の断面図

【図９】上記閉塞体の各組成成分の分布図

【図１０】本発明の第２実施例に係る発光管の断面図

【図１１】上記発光管の閉塞体製造に用いられる各スリ
ップ及び製造工程を示す説明図

【図１２】上記発光管の閉塞体製造方法を一部変更した
場合の説明図

【符号の説明】

１ａ、１ｂ、６０１，６０２・・・電極保持穴、１d、６０３
・・・封止剤、２ａ、２Ａ、６０４・・・閉塞体、３、６０７・・・
内部電極、4・・・支持シャフト、５、６０８・・・外部電極、
１０・・・合わせ型、１１ａ，１１ｂ・・・型、１１Ｓ〜１Ｓ
・・・薄肉層、１３・・・スラリー注入空間、１３ａ，１３ｂ
・・・溝、１５ａ，１５ｂ・・・接合面、１７・・・円筒体、１
９・・・粘土、２０a・・・成形体、２１ａ，２１ｂ・・・支
持体保持穴、６１０・・・導電性膜、６１４・・・石膏体、６
１５・・・型、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブの開口端部を閉塞体にて封止した
発光管の封止部構造であって、前記閉塞体には先端がバ
ルブ内の放電空間に臨む内部電極と、この内部電極に外
部から電力を供給する外部電極とが分離して取り付けら
れ、また前記閉塞体の一部には前記内部電極と外部電極
とを電気的に接続する導電性領域が設けられ、更に前記
閉塞体の組成成分は、前記バルブと接合される側域にお
いては該バルブの熱膨張係数と略々同一とする成分とし
たことを特徴とする発光管の封止部構造。
【請求項２】前記閉塞体は組成割合を変えた複数の層
から構成されることを特徴とする請求項１に記載の発光
管の封止部構造。
【請求項３】前記複数の層はバルブの径方向に積層さ
れ、その中心部を前記内部電極と外部電極とを電気的に
接続する導電性領域としていることを特徴とする請求項
２に記載の発光管の封止部構造。
【請求項４】前記複数の層はバルブの軸方向に積層さ
れ、所定の層間に前記内部電極と外部電極とを電気的に
接続する導電性領域を設けていることを特徴とする請求
項２に記載の発光管の封止部構造。
【請求項５】前記閉塞体は組成割合が連続的に変化す
ることを特徴とする請求項１に記載の発光管の封止部構
造。
【請求項６】前記導電性領域は外部電極を兼ねること
を特徴とする請求項１に記載の発光管の封止部構造。
【請求項７】前記閉塞体の組成割合はバルブの径方向
に変化し、その中心部を前記内部電極と外部電極とを電
気的に接続する導電性領域としていることを特徴とする
請求項５に記載の発光管の封止部構造。
【請求項８】前記閉塞体の組成割合はバルブの軸方向
に変化し、所定の位置に前記内部電極と外部電極とを電
気的に接続する導電性領域を設けていることを特徴とす
る請求項５に記載の発光管の封止部構造。
【請求項９】前記閉塞体とバルブとの接合は固相接合
であることを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の
発光管の封止部構造。
【請求項１０】前記閉塞体の最大外径（Ｄo）とバル
ブの最小内径（Ｄi）との差（Ｄi−Ｄo）は０．５mm以
下であることを特徴とする請求項１乃至請求項８に記載
の発光管の封止部構造
【請求項１１】前記閉塞体の最大外径（Ｄo）とバル
ブの最小内径（Ｄi）との比（Ｄo／Ｄi）は０．９９≧
（Ｄo／Ｄi）≧０.８５であることを特徴とする請求項
１乃至請求項８に記載の発光管の封止部構造。
【請求項１２】前記閉塞体の外端面はバルブの開口端
と面一か開口端よりも内側に位置していることを特徴と
する請求項１乃至請求項８に記載の発光管の封止部構
造。
【請求項１３】前記バルブの開口端の外径をＤ1、バ
ルブの発光部の最大外径をＤ2とすると、０.１≦（Ｄ1
／Ｄ2）≦１.０であることを特徴とする請求項１乃至請
求項７に記載の発光管の封止部構造。
【請求項１４】前記発光部に臨む電極支持シャフトと
閉塞体との間には隙間が設けられていることを特徴とす
る請求項１乃至請求項８に記載の発光管の封止部構造。
【請求項１５】前記隙間は。発光部に向かって拡径し
ていることを特徴とする請求項１４に記載の発光管の封
止部構造。
【請求項１６】前記隙間を形成する閉塞体の最大内径
をＤ3、電極支持シャフトの直径をＤ4とすると、０.４
≦（Ｄ4／Ｄ3）＜１.０であることを特徴とする請求項
１乃至請求項８に記載の発光管の封止部構造。
【請求項１７】前記バルブは両端に開口部が設けら
れ、これら開口部を封止する閉塞体は長さが異なること
特徴とする請求項１乃至請求項８に記載の発光管の封止
部構造。
【請求項１８】前記バルブは両端に開口部が設けら
れ、これら開口部を封止する閉塞体は径が異なること特
徴とする請求項１乃至請求項７に記載の発光管の封止部
構造。
【請求項１９】前記閉塞体内部に挿入されている内部
電極の長さは、前記電極を挿入する前の孔の長さをＬ
2、内部電極の全長をＬ3としたとき、０．１≦（Ｌ2／Ｌ
3）≦０．９５であることを特徴とする請求項１乃至８
に記載の発光管の封止部構造。