JP3374318B2 - 高圧ナトリウムランプ - Google Patents
高圧ナトリウムランプInfo
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高圧ナトリウムランプに
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】高圧ナトリウムランプは発光効率が優れ
ていることから近年省電力用光源として急速に普及して
きている。一般に高圧ナトリウムランプの発光管は、透
光性アルミナセラミック管の両端部に電子放射物質を塗
布したコイル部を有する電極を取り付けたニオブ管より
なる電極支持管をガラスろうでろう付けした気密管体か
ら構成されている。 【０００３】発光管内には、発光金属としてのナトリウ
ムと緩衝用ガスとしての水銀がアマルガムの状態で、ま
た始動補助用希ガスとしてキセノンガスが封入されてい
る。前記電極と前記ニオブ管との固定は、例えば特開昭
６２−１３９２２９号公報に記載されているように、ニ
オブ管の一端の孔に電極の極心を挿入し、前記ニオブ管
内側の極心挿入部を覆うように粉末又は粒状のチタンろ
うを充填したものを真空中又は不活性ガス雰囲気中で加
熱することにより一端ニオブ管の頭部に電極を固定する
方法がとられている。 【０００４】このように一般には電極とニオブ管の固定
にはＪＩＳ第２種に相当する９９．５％のチタンろうが
用いられている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、電子放射物
質を塗布した電極とニオブ管とをチタニウムろうを使用
してろう付けする従来の方法では次のような問題があっ
た。 【０００６】チタンろうの融点は１，６８０℃であり、
ろう付けの最適温度は約１，８００℃である。これより
低い温度では、チタンろうの流れが悪く、気密性のある
所望のろう付けが出来ない。しかしながら、電極に塗布
した電子放射物質に含まれる成分のうち、電子放射性能
を高める上で重要な働きをする酸化バリウムは高温で分
解蒸発し易いため、チタンろうの最適ろう付け温度でろ
う付けすると、高温のため酸化バリウムが蒸発し、電極
の電子放射性能を低下させる。電極の電子放射性能が低
下すると、電極での熱損失が増加し、発光管端部の最冷
部温度が上昇する。発光管端部の最冷部温度が上昇する
と発光管内のナトリウム蒸気圧が上昇しその結果ランプ
電圧の上昇が生じ、ランプの立ち消え等ランプの寿命特
性を悪化させる。 【０００７】これを避けるためにはロウ付け時に高温で
保持する時間を出来るだけ短く必要がある。たとえば、
昇温速度を約３０℃／分とし最高温度の１，８００℃で
の保持時間を約１分とし、冷却速度を約５０℃／分とす
ると高温での保持時間が短いので、酸化バリウムの蒸発
を防ぐことが出来る。しかしながら、冷却速度を約１０
℃／分より速くすると、ランプ点灯時の高温で、チタン
ろう付け部のニオブ管が変形し、ガラスろう付け部で気
密漏れを生ずるという問題があった。 【０００８】 【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に本発明は、両端部に電極および電極支持管を有する透
光性発光管内にナトリウム、緩衝ガス金属および始動補
助用希ガスを封入してなる高圧ナトリウムランプにおい
て、前記電極は酸化バリウムを含む電子放射物質を付着
させたコイル部を有し、耐熱性金属又は耐熱性合金より
なる前記電極支持管に電極心棒の一端を挿入し、主成分
がチタンより成り、タンタル、及びモリブデンのうちか
ら一種以上の金属を１％以上含有した金属ろう材を用い
て前記電極と前記電極支持管とをろう付け固定されてい
ることを特徴とする高圧ナトリウムランプを提供するも
のである。 【０００９】 【作用】この構成により、ろう付け中に電極に塗布され
た電子放射物質に含まれている酸化バリウムが蒸発飛散
するのを防止できるため、電極と電極支持管とのろう付
けを冷却速度５０℃／分以上の速さでろう付けしても、
ランプ点灯中の高温でニオブ管が変形し、ガラスろう付
け部で気密漏れを生ずることがなく、寿命特性の安定し
たランプを得ることが出来る。 【００１０】 【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を用い
て説明する。 【００１１】図１は高圧ナトリウムランプの発光管を示
し、長さ１１５ｍｍ、内径８．０ｍｍの透光性アルミナ
セラミック管５の両端には電極３を取り付けたニオブ管
１がガラスろう４によって気密封着されている。発光管
内には、ナトリウムアマルガム６とキセノンガスが封入
されている。 【００１２】図２は電極と、ニオブ管の固定の状態を表
すための要部断面図である。同図において１は外径３．
０ｍｍ、長さ１５ｍｍのニオブ管で、その一端は絞ら
れ、電極の極心を挿入するための孔が設けられている。
３は電子放射物質を付着させたコイル部を有する電極で
タングステンからできている。電子放射物質には例えば
酸化バリウム５５．６重量％及び酸化ジルコニウム４
４．６重量％の混合物の様に酸化バリウムを含んだもの
を使用する。ニオブ管１と電極３とは主成分がチタンよ
り成り、ジルコニウム、バナジウム、ルテニウム、ニオ
ブ、タンタル、及びモリブデンのうちから一種以上の金
属を１％以上含有したメタルろう２で固定されている。 【００１３】ニオブ管と電極との固定は次の手順で行わ
れる。先ず電子放射物質をコイル部分に付着処理した電
極のろう付けする側の極心が上になるように、例えばモ
リブデンの治具上に電極を固定する。次にニオブ管の一
端の絞られて孔の開いた部分に前記電極の極心が貫通す
るように、ニオブ管を電極の上にのせる。次に、粒状の
メタルろうをニオブ管の内側に、電極の極心が覆われる
ように投入する。このようにセットしたものを治具ごと
高温炉内に入れ、真空中叉は不活性ガス雰囲気中で加熱
する。発明者らはメタルろうとして次のものを試験し
た。電極とニオブ管とのろう付けはアルゴン雰囲気中で
昇温速度３０度／分、１，８００℃での保持時間１分、
冷却速度５０℃／分で行った。 （１）チタン（ 99.85ｗｔ％） （２）チタンとルテニウム（１ｗｔ％）の合金 （３）チタンとジルコニウム（１ｗｔ％）の合金 （４）チタンとモリブデン（１ｗｔ％）の合金 （５）チタンとニオブ（１ｗｔ％）の合金 （６）チタンとバナジウム（１ｗｔ％）の合金 （７）チタンとタンタル（１ｗｔ％）の合金 これら７種類のメタルろうを使って電極とニオブ管を固
定した高圧ナトリウムランプをそれぞれ１０灯づつ製作
し、各ランプについて、点灯試験を実施したところ表１
のような結果が得られた。 【００１４】 【表１】 この結果より電子放射物質として酸化バリウムを使用
し、メタルろうに主成分がチタンより成り、ジルコニウ
ム、バナジウム、ルテニウム、ニオブ、タンタル、及び
モリブデンのうちから一種以上の金属を１％以上含有し
たものを使用すればランプ点灯中の高温で、チタンろう
付け部のニオブ管が変形し、ガラスろう付け部で気密漏
れを発生することがないことが分かった。 【００１５】その理由は、次のように考えられる。チタ
ン９９．５％以上のろう材では冷却速度が速いと、固化
する時に結晶化が進まないため、ろう付け部の機械的強
度が弱くなり、ランプ点灯時の内圧に耐えられないもの
と考えられる。これに対して、主成分がチタンより成
り、ジルコニウム、バナジウム、ルテニウム、ニオブ、
タンタル、及びモリブデンのうちから一種以上の金属を
１％以上含有したろう材の場合は、一部合金層を形成
し、固化する時に結晶化するため、機械的強度が大き
く、ランプ点灯時の内圧に耐えられるものと考えられ
る。 【００１６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明による高圧
ナトリウムランプは電子放射物質として酸化バリウムを
用い、電極とニオブ管とを主成分がチタンより成り、タ
ンタル、及びモリブデンのうちから一種以上の金属を１
％以上含有したメタルろうで固定しているので、ランプ
点灯中の高温でチタンろう付け部のニオブ管が変形する
ことを防止できるので、ガラスろう付け部で気密漏れが
生じず、優れた寿命特性を有している。
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】高圧ナトリウムランプは発光効率が優れ
ていることから近年省電力用光源として急速に普及して
きている。一般に高圧ナトリウムランプの発光管は、透
光性アルミナセラミック管の両端部に電子放射物質を塗
布したコイル部を有する電極を取り付けたニオブ管より
なる電極支持管をガラスろうでろう付けした気密管体か
ら構成されている。 【０００３】発光管内には、発光金属としてのナトリウ
ムと緩衝用ガスとしての水銀がアマルガムの状態で、ま
た始動補助用希ガスとしてキセノンガスが封入されてい
る。前記電極と前記ニオブ管との固定は、例えば特開昭
６２−１３９２２９号公報に記載されているように、ニ
オブ管の一端の孔に電極の極心を挿入し、前記ニオブ管
内側の極心挿入部を覆うように粉末又は粒状のチタンろ
うを充填したものを真空中又は不活性ガス雰囲気中で加
熱することにより一端ニオブ管の頭部に電極を固定する
方法がとられている。 【０００４】このように一般には電極とニオブ管の固定
にはＪＩＳ第２種に相当する９９．５％のチタンろうが
用いられている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、電子放射物
質を塗布した電極とニオブ管とをチタニウムろうを使用
してろう付けする従来の方法では次のような問題があっ
た。 【０００６】チタンろうの融点は１，６８０℃であり、
ろう付けの最適温度は約１，８００℃である。これより
低い温度では、チタンろうの流れが悪く、気密性のある
所望のろう付けが出来ない。しかしながら、電極に塗布
した電子放射物質に含まれる成分のうち、電子放射性能
を高める上で重要な働きをする酸化バリウムは高温で分
解蒸発し易いため、チタンろうの最適ろう付け温度でろ
う付けすると、高温のため酸化バリウムが蒸発し、電極
の電子放射性能を低下させる。電極の電子放射性能が低
下すると、電極での熱損失が増加し、発光管端部の最冷
部温度が上昇する。発光管端部の最冷部温度が上昇する
と発光管内のナトリウム蒸気圧が上昇しその結果ランプ
電圧の上昇が生じ、ランプの立ち消え等ランプの寿命特
性を悪化させる。 【０００７】これを避けるためにはロウ付け時に高温で
保持する時間を出来るだけ短く必要がある。たとえば、
昇温速度を約３０℃／分とし最高温度の１，８００℃で
の保持時間を約１分とし、冷却速度を約５０℃／分とす
ると高温での保持時間が短いので、酸化バリウムの蒸発
を防ぐことが出来る。しかしながら、冷却速度を約１０
℃／分より速くすると、ランプ点灯時の高温で、チタン
ろう付け部のニオブ管が変形し、ガラスろう付け部で気
密漏れを生ずるという問題があった。 【０００８】 【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に本発明は、両端部に電極および電極支持管を有する透
光性発光管内にナトリウム、緩衝ガス金属および始動補
助用希ガスを封入してなる高圧ナトリウムランプにおい
て、前記電極は酸化バリウムを含む電子放射物質を付着
させたコイル部を有し、耐熱性金属又は耐熱性合金より
なる前記電極支持管に電極心棒の一端を挿入し、主成分
がチタンより成り、タンタル、及びモリブデンのうちか
ら一種以上の金属を１％以上含有した金属ろう材を用い
て前記電極と前記電極支持管とをろう付け固定されてい
ることを特徴とする高圧ナトリウムランプを提供するも
のである。 【０００９】 【作用】この構成により、ろう付け中に電極に塗布され
た電子放射物質に含まれている酸化バリウムが蒸発飛散
するのを防止できるため、電極と電極支持管とのろう付
けを冷却速度５０℃／分以上の速さでろう付けしても、
ランプ点灯中の高温でニオブ管が変形し、ガラスろう付
け部で気密漏れを生ずることがなく、寿命特性の安定し
たランプを得ることが出来る。 【００１０】 【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を用い
て説明する。 【００１１】図１は高圧ナトリウムランプの発光管を示
し、長さ１１５ｍｍ、内径８．０ｍｍの透光性アルミナ
セラミック管５の両端には電極３を取り付けたニオブ管
１がガラスろう４によって気密封着されている。発光管
内には、ナトリウムアマルガム６とキセノンガスが封入
されている。 【００１２】図２は電極と、ニオブ管の固定の状態を表
すための要部断面図である。同図において１は外径３．
０ｍｍ、長さ１５ｍｍのニオブ管で、その一端は絞ら
れ、電極の極心を挿入するための孔が設けられている。
３は電子放射物質を付着させたコイル部を有する電極で
タングステンからできている。電子放射物質には例えば
酸化バリウム５５．６重量％及び酸化ジルコニウム４
４．６重量％の混合物の様に酸化バリウムを含んだもの
を使用する。ニオブ管１と電極３とは主成分がチタンよ
り成り、ジルコニウム、バナジウム、ルテニウム、ニオ
ブ、タンタル、及びモリブデンのうちから一種以上の金
属を１％以上含有したメタルろう２で固定されている。 【００１３】ニオブ管と電極との固定は次の手順で行わ
れる。先ず電子放射物質をコイル部分に付着処理した電
極のろう付けする側の極心が上になるように、例えばモ
リブデンの治具上に電極を固定する。次にニオブ管の一
端の絞られて孔の開いた部分に前記電極の極心が貫通す
るように、ニオブ管を電極の上にのせる。次に、粒状の
メタルろうをニオブ管の内側に、電極の極心が覆われる
ように投入する。このようにセットしたものを治具ごと
高温炉内に入れ、真空中叉は不活性ガス雰囲気中で加熱
する。発明者らはメタルろうとして次のものを試験し
た。電極とニオブ管とのろう付けはアルゴン雰囲気中で
昇温速度３０度／分、１，８００℃での保持時間１分、
冷却速度５０℃／分で行った。 （１）チタン（ 99.85ｗｔ％） （２）チタンとルテニウム（１ｗｔ％）の合金 （３）チタンとジルコニウム（１ｗｔ％）の合金 （４）チタンとモリブデン（１ｗｔ％）の合金 （５）チタンとニオブ（１ｗｔ％）の合金 （６）チタンとバナジウム（１ｗｔ％）の合金 （７）チタンとタンタル（１ｗｔ％）の合金 これら７種類のメタルろうを使って電極とニオブ管を固
定した高圧ナトリウムランプをそれぞれ１０灯づつ製作
し、各ランプについて、点灯試験を実施したところ表１
のような結果が得られた。 【００１４】 【表１】 この結果より電子放射物質として酸化バリウムを使用
し、メタルろうに主成分がチタンより成り、ジルコニウ
ム、バナジウム、ルテニウム、ニオブ、タンタル、及び
モリブデンのうちから一種以上の金属を１％以上含有し
たものを使用すればランプ点灯中の高温で、チタンろう
付け部のニオブ管が変形し、ガラスろう付け部で気密漏
れを発生することがないことが分かった。 【００１５】その理由は、次のように考えられる。チタ
ン９９．５％以上のろう材では冷却速度が速いと、固化
する時に結晶化が進まないため、ろう付け部の機械的強
度が弱くなり、ランプ点灯時の内圧に耐えられないもの
と考えられる。これに対して、主成分がチタンより成
り、ジルコニウム、バナジウム、ルテニウム、ニオブ、
タンタル、及びモリブデンのうちから一種以上の金属を
１％以上含有したろう材の場合は、一部合金層を形成
し、固化する時に結晶化するため、機械的強度が大き
く、ランプ点灯時の内圧に耐えられるものと考えられ
る。 【００１６】 【発明の効果】以上説明したように、本発明による高圧
ナトリウムランプは電子放射物質として酸化バリウムを
用い、電極とニオブ管とを主成分がチタンより成り、タ
ンタル、及びモリブデンのうちから一種以上の金属を１
％以上含有したメタルろうで固定しているので、ランプ
点灯中の高温でチタンろう付け部のニオブ管が変形する
ことを防止できるので、ガラスろう付け部で気密漏れが
生じず、優れた寿命特性を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高圧ナトリウムランプの発光管の
一実施例を示す概略構成図。 【図２】本発明に係る高圧ナトリウムランプの電極とニ
オブ管の接続部の断面図。 【符号の説明】 １ ニオブ管 ２ メタルろう ３ 電極 ４ ガラスろう ５ 透光性アルミナセラミック管 ６ ナトリウムアマルガム
一実施例を示す概略構成図。 【図２】本発明に係る高圧ナトリウムランプの電極とニ
オブ管の接続部の断面図。 【符号の説明】 １ ニオブ管 ２ メタルろう ３ 電極 ４ ガラスろう ５ 透光性アルミナセラミック管 ６ ナトリウムアマルガム
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−77863（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−28182（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−294086（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−190143（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−283341（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−141237（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 61/073
H01J 61/36
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】両端部に電極および電極支持管を有し、透
光性発光管内にナトリウム，緩衝ガス金属および始動補
助用希ガスが封入されている高圧ナトリウムランプにお
いて、前記電極は酸化バリウムを含む電子放射物質を付
着させたコイル部を有し、電極心棒の一端は前記電極支
持管に挿入されており、前記電極支持管は耐熱性金属又
は耐熱性合金よりなり、前記電極と前記電極支持管とは
金属ろう材によりろう付け固定されており、前記金属ろ
う材はチタンを主成分とし、タンタル又はモリブデンの
うちから一種以上の金属を１％以上含有したものである
ことを特徴とする高圧ナトリウムランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28740893A JP3374318B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 高圧ナトリウムランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28740893A JP3374318B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 高圧ナトリウムランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07122236A JPH07122236A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3374318B2 true JP3374318B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=17716950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28740893A Expired - Fee Related JP3374318B2 (ja) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | 高圧ナトリウムランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3374318B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100361266C (zh) * | 2003-09-11 | 2008-01-09 | 俞鹤庆 | 单晶氧化铝瓷高强度气体放电灯管 |
-
1993
- 1993-10-21 JP JP28740893A patent/JP3374318B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07122236A (ja) | 1995-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |