JP2003100254A - 金属蒸気放電灯及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックス製発光管の外側に突出している
電極システムの導電性サーメットロッドと外部リードと
の突き合わせ溶接部分の折損を防止できるようにした金
属蒸気放電灯及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 細管２を両端に備えたセラミックス製の
発光管本体１と、発光管本体の細管内に一部を外部へ突
出するように挿通され、ガラスフリット６でシール固着
された導電性サーメットロッド３を有する電極システム
とからなる発光管11を備えた金属蒸気放電灯において、
外部に突出している前記導電性サーメットロッドの端面
に外部リード４が突き合わせ溶接されており、その溶接
部分に筒状の補強部材７を嵌め込み、ガラスフリット６
で固着し、溶接部分を保護するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、発光管本体の両
端に細管を備えたセラミックス発光管を用いた金属蒸気
放電灯に関し、特に前記セラミックス発光管の細管の管
端から突出させた電極システムを構成する導電性サーメ
ットロッドの端面に外部リードを突き合わせ接合した突
き合わせ接合部分を補強するようにした金属蒸気放電灯
及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、メタルハライドランプ等の金属蒸
気放電灯において、セラミックス製の発光管を用いたセ
ラミックスメタルハライドランプなどでは、胴管状の発
光管本体の両側に細管を備えたセラミックス製の発光管
を有している。このセラミックス製の発光管は主にアル
ミナで形成され、その両側に電極システムを有してお
り、発光管内には水銀や金属ハロゲン化物、始動用希ガ
ス等を封入し、管端部をガラスフリットによりシールし
ている。

【０００３】上記のように構成されているセラミックス
製発光管を用いた金属蒸気放電灯における電極システム
は、電流供給導体とタングステン電極、又は電流供給導
体と耐ハロゲン性中間材とタングステン電極を溶接する
ことで構成されており、電流供給導体にはＮｂが用いら
れることが多い。Ｎｂは高融点金属の中でも熱膨張係数
がアルミナに近く、セラミックス（アルミナ）製発光管
のシール部に用いる電極システム材料としては最適であ
る。

【０００４】しかし、Ｎｂは発光管内に封入しているハ
ロゲン化物と反応し腐食されやすいという欠点もある。
これにより、最近ではＮｂに代わる材料として、例えば
特開２０００−１１３８５９号公報などに開示されてい
る導電性サーメットが用いられるようになってきてい
る。導電性サーメットは、セラミックスと金属の焼結体
であり、例えばアルミナとＭｏからなり, アルミナの比
率を増やすことでアルミナからなる発光管の熱膨張係数
の値に近づけることができる。また、アルミナとＭｏは
共に耐ハロゲン性の材料であり、発光管内に封入されて
いるハロゲン化物に腐食されるおそれもない。更に、発
光管をシールするために発光管端部から溶融し流し込む
ガラスフリットとも、シール時によく反応して強固な結
合を形成するため、導電性サーメットとガラスフリット
の界面から発光管がリークするおそれはない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光管
を外球マウントに取り付ける際、電極システムの導電性
サーメットを直接外球マウントに溶接するのは難しい。
したがって、発光管を外球マウントに取り付ける場合に
は、まず導電性サーメットに外部リードを溶接し、その
外部リードを介して外球マウントに溶接するようにして
いる。導電性サーメットに外部リードを溶接する手法の
一つとして、外部リードを発光管軸方向に対して垂直に
なるように導電性サーメットに溶接する手法がある。こ
の場合、外部リードと導電性サーメットを溶接するため
に、導電性サーメットを発光管細管端面から長く突出さ
せなければならない。この際、もしも導電性サーメット
の突出部分を短くすると、発光管をシールする時、導電
性サーメットの外部リードを溶接する部分にガラスフリ
ットが覆い被さってしまい、シール後に外部リードを溶
接できなくなる。一方、導電性サーメットが発光管細管
端部から突出する長さを長くすると、外部リードを導電
性サーメットに溶接する時や発光管を外球マウントに溶
接するとき、更には発光管を外球に組み込んだ後の外部
からの衝撃などにより、導電性サーメットが折れやすく
なるという問題点がある。

【０００６】導電性サーメットの発光管細管端部から突
出する長さを短くしたままで、外部リードを導電性サー
メットに溶接する手法としては、図７に示すように、発
光管細管101 をガラスフリット102 でシールする前の電
極システムを製作するときに、シール後に発光管細管10
1 端部から突出する側の導電性サーメット103 の端面
に、外部リード104 をあらかじめ突き合わせ溶接してお
く手法がある。なお、図８において、105 は電極システ
ムを発光管に挿入するときの挿入長を規定するためのス
トッパである。これにより、導電性サーメット自体の折
れ、外部リード104 と導電性サーメット103 の溶接不良
という問題はなくなる。しかし、発光管の外側に電極シ
ステムの突き合わせ溶接部分106 があると、突き合わせ
溶接部分106 は横からの力に対して非常に弱いので、横
方向の力が加わった時に折れてしまうという問題点があ
る。

【０００７】本発明は、電極システムの電流供給導体と
して導電性サーメットを用いた場合における上記問題点
を解消するためになされたもので、発光管の外側に突出
している電極システムの導電性サーメットの突き合わせ
溶接部分が折れることのない、セラミックス発光管を用
いた金属蒸気放電灯及びその製造方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に係る発明は、セラミックスで成形された
細管を両端に備え内部に発光金属が封入されたセラミッ
クス製の発光管本体と、該発光管本体の細管内に一部外
部へ突出するように挿通され、該細管内面との隙間に流
入されたガラスフリットでシール固着された電流供給導
体となる導電性サーメットロッドを有する電極システム
とからなる発光管を備えた金属蒸気放電灯において、前
記細管の管端から突出している前記導電性サーメットロ
ッドの端面に外部リードが突き合わせ接合されており、
前記導電性サーメットロッドと外部リードとの突き合わ
せ接合部分に筒状又はチューブ状又はコイル状の中心穴
部を有する補強部材を嵌め込み、該補強部材の中心穴部
内面と突き合わせ接合部分との隙間部分への接着剤の流
し込みにより該補強部材を固着していることを特徴とす
るものである。

【０００９】このように構成した金属蒸気放電灯におい
ては、発光管細管の外側に位置する電極システムの導電
性サーメットロッドと外部リードの突き合わせ接合部分
に筒状、チューブ状又はコイル状の補強部材を嵌合固着
し補強するようにしているので、外部からの横方向衝撃
などによる接合部分の折れを防止することができる。前
記補強部材はセラミックス，金属又はサーメット材で構
成できるが、発光管細管の外側に位置し、発光管のシー
ルには関与していないので気密な部材である必要はな
い。また導電性サーメットロッドと外部リードとの突き
合わせ接合部分と補強部材との隙間に流し込む接着剤
も、特に発光管をシールするガラスフリットと同じであ
る必要はない。

【００１０】また請求項３に係る発明は、セラミックス
で成形された細管を両端に設けたセラミックス製の発光
管本体の前記細管内に、一端に外部リードを突き合わせ
接合した電流供給導体たる導電性サーメットロッドを有
する電極システムの前記導電性サーメットロッドを、そ
の一部が外部に突出するように挿通し、環状固体フリッ
トを前記導電性サーメットロッドに嵌合配置すると共
に、更に前記環状固体フリットに接し且つ前記導電性サ
ーメットロッドと外部リードとの接合部分を囲むように
補強部材を嵌合配置した後、前記環状固体フリットを加
熱溶融して前記細管内面と導電性サーメットロッドとの
間の隙間に溶融フリットを流入して該隙間をシールする
と共に、溶融フリットを前記補強部材内面と前記導電性
サーメットロッドと外部リードとの接合部分との間の隙
間に流入させ、前記補強部材を前記接合部分に固着して
金属蒸気放電灯を製造するものである。

【００１１】このような工程で金属蒸気放電灯を製造す
ることにより、電極システムの導電性サーメットロッド
と外部リードの接合部分の折損を保護できる金属蒸気放
電灯を効率的に容易に製造することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図１は、本発明に係わる金属蒸気放電灯の実施の形
態における発光管の外側に位置する外部リードと電流供
給導体の突き合わせ溶接部分に、セラミックス又は金属
又はサーメット材からなる補強部材を固着させた発光管
全体を示す平面図である。図２の（Ａ）は、図１に示し
た実施の形態の発光管の外側に位置する外部リードと電
流供給導体の突き合わせ溶接部分に筒状のセラミックス
又は金属又はサーメット材からなる補強部材を発光管シ
ールと同時に固着させた発光管端部の拡大断面図で、図
２の（Ｂ）は図２の（Ａ）のＸ−Ｘ′線に添った断面図
である。

【００１３】図１及び図２の（Ａ），（Ｂ）において、
１は両端にセラミックス製細管２を備えた同じくセラミ
ックス製の発光管本体で、その内部には水銀，金属ハロ
ゲン化物，希ガス等が封入されるようになっている。そ
して、発光管本体１には細管２から、先端部に電極（図
示せず）を設け、他端には外部リード４を突き合わせ溶
接した、導電性サーメットロッドからなる電流供給導体
３を有する電極システムを、突き合わせ溶接部分を外部
に位置するように挿入配置し、電流供給導体３と細管２
の内側との隙間にガラスフリット６を流入させて発光管
本体１を封止している。なお、電極システムを構成する
電流供給導体３には、電極システムを両端に細管２を備
えた発光管本体１に挿入するときの挿入長を規定するた
めのストッパー５が溶接して設けられている。そして、
電極システムの電流供給導体３と外部リード４との溶接
部分には、中心穴部を有する筒状の補強部材７が嵌合さ
れ、同じくガラスフリット６で固着して発光管11を構成
している。

【００１４】このように構成された発光管11は、外管内
に配置され、外部リード４をステムに固定されている金
属支持線に溶接して固着し、金属蒸気放電灯を構成して
いる。この際、補強部材７に対して、電極システムの外
部リード４と電流供給導体３との突き合わせ溶接部分を
十分覆い被せる長さをもたせることにより、溶接部分を
十分保護することができ、発光管を外管内に溶接接続す
るときや、外管内に組み込んだ後の横方向からの衝撃な
どによる溶接部分の折れ等を有効に防止することができ
る。

【００１５】次に、上記実施の形態に係る発光管の製造
方法について、図３に基づいて説明する。まず、外部リ
ード４と導電性サーメットロッドからなる電流供給導体
３を突き合わせ溶接すると共に、両端に細管２を備えた
セラミックス発光管本体１に電流供給導体３を挿入する
ときの挿入長を規定するためのストッパー５を電流供給
導体３に溶接して電極システムを作製し、この電極シス
テムの電流供給導体３をセラミックス発光管本体の細管
２の端部より挿入し、次いでリング状の固形ガラスフリ
ット８を電極システムの電流供給導体３に差し込みスト
ッパー５上に載置する。更にその上から筒状補強部材７
を差し込む。その際、補強部材７の長さを、ストッパー
５の端部から突き合わせ溶接部分までの長さより大と
し、溶接部分を十分に覆うことできるようにする。

【００１６】次に、前記ガラスフリット８を加熱溶融す
ることにより、溶融ガラスフリットを細管２と電流供給
導体３との隙間に流入させて、発光管本体１をシールす
る。この際、溶融ガラスフリットは毛管現象により補強
部材７と、電極システムの電流供給導体３と外部リード
４の溶接部分との隙間にも吸い上がる。これにより図２
の（Ａ），（Ｂ）に示すように、補強部材７は電極シス
テムに固着され、この補強部材７は電極システムの外部
リード４と電流供給導体３との突き合わせ溶接部分を十
分覆い被さる長さを有するので、溶接部分を十分保護で
きる発光管が得られる。

【００１７】ここで、補強部材７の材質をセラミックス
又はサーメットにした場合、発光管本体のシール並びに
補強部材のフリットによる固着後に、補強部材自体がク
ラックするときがあるが、補強部材７と発光管細管２と
の間にストッパー５が存在することにより、発光管本体
（細管）のシール部分にクラックが伝播することはな
い。また、補強部材７は発光管本体のシールには一切関
係ないので、補強部材自体にクラックが生じても問題は
ない。更に補強部材７は気密性のある部材である必要は
なく、ポーラスなものでも良い。但し、発光管本体（細
管）のシール時に溶融しないものでなくてはならないの
で、材質としては上記セラミックスやサーメットの他に
は、例えば、Ｍｏ，Ｎｂ，Ｗなどの金属が用いられる。

【００１８】次に、このように構成される金属蒸気放電
灯の具体的な構成例について説明する。例えば、 150Ｗ
のセラミックス発光管を用いたランプの場合、電流供給
導体としてアルミナとＭｏ（アルミナ50：Ｍｏ50）から
なるφ0.9mm の導電性サーメットロッドを用い、外部リ
ードとしてφ0.6mm のＭｏロッドを用いて、両者を突き
合わせ溶接により接合して電極システムを構成し、この
電極システムを、外径φ3.3mm ，内径φ1.0mm の細管を
両端に具備しているセラミックス発光管本体の細管の端
面より挿入する。挿入長は前記導電性サーメットロッド
に溶接されたφ0.5mm のＮｂからなるストッパーにより
規定されるようになっている。そして、リング状の固形
ガラスフリットを電極システムの外部リードより差し込
んだ後、外径φ2.5mm ，内径φ1.1mm ，長さ3mm のアル
ミナリングからなる補強部材を同様に差し込み、前記固
形ガラスフリットを加熱溶融し、電極システムと細管と
の隙間をシールする。このときガラスフリットは毛管現
象により前記アルミナリングからなる補強部材内に吸い
上がり、電極システムの外部リードと導電性サーメット
ロッドの突き合わせ溶接部分に補強部材が固着され、該
溶接部分が補強される。これにより、発光管を外管のマ
ウントに溶接してランプを作成するときにかかる力や、
ランプ輸送時の振動、衝撃などによる、発光管の外側に
位置する電極システムの突き合わせ溶接部分の折れを防
止することができる。

【００１９】次に、上記図１及び図２の（Ａ），（Ｂ）
に示した実施の形態の変形例を、図４の（Ａ），（Ｂ）
に基づいて説明する。図４に示した変形例は、図１及び
図２の（Ａ），（Ｂ）に示した実施の形態における筒状
の補強部材７の代わりに、金属板を筒状に丸めチューブ
状とした補強部材７ａを用い、このチューブ状の補強部
材７ａを同様に電極システムの外部リード４と電流供給
導体３との溶接部分に差し込み、加熱溶融したガラスフ
リット６を隙間に流し込んで固着するようにしたもの
で、同様に電極システムの外部リード４と導電性サーメ
ットロッドからなる電流供給導体３との溶接部分を補強
することができる。

【００２０】次に、図５の（Ａ），（Ｂ）に基づいて他
の変形例について説明する。図５の（Ａ），（Ｂ）に示
す変形例は、同様に補強部材として、タングステンワイ
ヤをコイル状に巻回して形成した補強部材７ｂを用い、
このコイル状補強部材７ｂを同様に電極システムの溶接
部分に差し込み、加熱溶融したガラスフリット６を隙間
に流し込んで固着するようにしたもので、同様に電極シ
ステムの溶接部分を補強することができる。

【００２１】また、上記実施の形態及び各変形例におい
ては、電極システムと補強部材の隙間に、発光管細管の
シールと同時に溶融したガラスフリットを流し込み、固
着するようにしたものを示しているが、図６に示すよう
に、ガラスフリット６による発光管細管２のシールを行
った後に、補強部材７を電極システムの溶接部分に差し
込んで、それらの隙間にガラスフリットとは別個の接着
剤９を流し込み固着するようにしてもよい。この際用い
る接着剤９及び補強部材７の材質としては、ランプ点灯
時の熱に耐えられるものであればよい。

【００２２】

【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、本発明に係る金属蒸気放電灯によれば、セラミック
ス製発光管細管の外側に位置する電極システムの導電性
サーメットロッドと外部リードの突き合わせ接合部分
に、筒状等の補強部材を嵌合固着し補強するように構成
しているので、外部からの横方向衝撃などによる接合部
分の折れを防止することができる。また本発明に係る金
属蒸気放電灯の製造方法によれば、電極システムの導電
性サーメットロッドと外部リードの接合部分の折損を保
護できる金属蒸気放電灯を効率的に容易に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る金属蒸気放電灯の実施の形態にお
ける発光管の全体構成を示す平面図である。

【図２】図１に示した実施の形態における発光管の端部
を拡大して示す断面図である。

【図３】図１及び図２に示した実施の形態に係る発光管
の製造方法を説明するための製造工程を示す図である。

【図４】図２に示した実施の形態に係る発光管の変形例
を示す要部断面図である。

【図５】図２に示した実施の形態に係る発光管の他の変
形例を示す要部断面図である。

【図６】本発明に係る金属蒸気放電灯の製造方法の他の
手法を説明するための発光管の端部拡大断面図である。

【図７】従来の金属蒸気放電灯の発光管の端部を拡大し
て示す断面図である。

【符号の説明】

１ 発光管本体 ２ 細管 ３ 電流供給導体（導電性サーメットロッド） ４ 外部リード ５ ストッパー ６ ガラスフリット ７，７ａ，７ｂ 補強部材 ８ リング状固形フリット 11 発光管

フロントページの続き (72)発明者 工藤 雅直 埼玉県行田市壱里山町１−１ 岩崎電気株 式会社埼玉製作所内 (72)発明者 早川 弘幸 埼玉県行田市壱里山町１−１ 岩崎電気株 式会社埼玉製作所内 Ｆターム(参考） 5C043 AA20 CC03 CD01 DD03 DD15 DD17 EA19 EB18

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックスで成形された細管を両端に
   備え内部に発光金属が封入されたセラミックス製の発光
   管本体と、該発光管本体の細管内に一部外部へ突出する
   ように挿通され、該細管内面との隙間に流入されたガラ
   スフリットでシール固着された電流供給導体となる導電
   性サーメットロッドを有する電極システムとからなる発
   光管を備えた金属蒸気放電灯において、前記細管の管端
   から突出している前記導電性サーメットロッドの端面に
   外部リードが突き合わせ接合されており、前記導電性サ
   ーメットロッドと外部リードとの突き合わせ接合部分に
   筒状又はチューブ状又はコイル状の中心穴部を有する補
   強部材を嵌め込み、該補強部材の中心穴部内面と突き合
   わせ接合部分との隙間部分への接着剤の流し込みにより
   該補強部材を固着していることを特徴とする金属蒸気放
   電灯。
2. 【請求項２】 前記導電性サーメットロッドと外部リー
   ドとの突き合わせ接合部分に嵌合固着している補強部材
   は、セラミックス，金属，サーメット材のいずれかで構
   成されていることを特徴とする請求項１に係る金属蒸気
   放電灯。
3. 【請求項３】 セラミックスで成形された細管を両端に
   設けたセラミックス製の発光管本体の前記細管内に、一
   端に外部リードを突き合わせ接合した電流供給導体たる
   導電性サーメットロッドを有する電極システムの前記導
   電性サーメットロッドを、その一部が外部に突出するよ
   うに挿通し、環状固体フリットを前記導電性サーメット
   ロッドに嵌合配置すると共に、更に前記環状固体フリッ
   トに接し且つ前記導電性サーメットロッドと外部リード
   との接合部分を囲むように補強部材を嵌合配置した後、
   前記環状固体フリットを加熱溶融して前記細管内面と導
   電性サーメットロッドとの間の隙間に溶融フリットを流
   入して該隙間をシールすると共に、溶融フリットを前記
   補強部材内面と前記導電性サーメットロッドと外部リー
   ドとの接合部分との間の隙間に流入させ、前記補強部材
   を前記接合部分に固着することを特徴とする金属蒸気放
   電灯の製造方法。
4. 【請求項４】 前記補強部材は、セラミックス，金属，
   サーメット材のいずれかで、筒状又はチューブ状又はコ
   イル状に形成されていることを特徴とする金属蒸気放電
   灯の製造方法。