JPH01206554A - 金属蒸気放電灯およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は透光性セラミック管の端部を閉塞体で封止して
なる発光管を有する金属蒸気放電灯に関するものである
。

従来の技術 従来より高圧ナトリウムランプにおいては、発光管の外
囲器として透光性アルミナより成るセラミック管が用い
られている。このセラミック管の端部は一般に中央部に
電気導入体を取り付けたセラミック製の閉塞体を用いて
ロウ付けにより気密に封止されている。また前記電気導
入体としてはアルミナに熱膨張係数がよく合致したニオ
ブが用いられている。また最近、高圧ナトリウムランプ
と同様に発光管の外囲器として従来の石英管の代わりに
セラミック管を用いたメタルハライドランプが試みられ
ている。しかしながら、このメタルハライドランプにお
いては、発光管封入物である金属ハロゲン化物との反応
のため、高圧ナトリウムランプのように局部電気導入体
としてニオブを使用することができない。そこで例えば
特開昭５２−７１６９５号公報に記載されているように
、電気導入体と閉塞体の両方の機能を有したタングステ
ン・アルミナサーメットを用いることが提案されている
。また他の方法として例えば特開昭５９−３５３５３号
公報に記載されているように、閉塞体内に導電性金属厚
膜を設けた端部封止部品を用いることが提案されている
。

発明が解決しようとする課題 高圧ナトリウムランプは電気導入体としてニオブを用い
ているが、このニオブは高価でありランプコストを高め
る大きな要因となっていた。その上、発光管製造上、あ
るいはランプの使用上のバラツキ、条件の違いにより、
異種材料であるニオブと閉塞体間のロウ付は部の気密性
に差が生じやすくい、この気密性の良否はランプの寿命
を決定する大きな要因となるため、この点からも必ずし
も十分な封止方法ではなかった。

また、透光性セラミック管内に金属ハロゲン化物を封入
した発光管の端部封止部品としてタングステン・アルミ
ナサーメットあるいは導電性金属厚膜を用いた閉塞体が
試みられているが、いずれも導電性、気密性、製造状の
コスト、品質のバラツキ等の点で多くの問題を有してい
た。

次に、第６図に一般的に試みられているサーメットを用
いた発光管の端部の断面を示す、セミクローズドタイプ
の透光性セラミック管９とタングステン・アルミナサー
メット１５はガラス封着剤１０によって気密にロウ付け
、シールされている。またタングステン・アルミナサー
メット１５はタングステンコイル１１を保持する芯体５
および外部リード線６がサーメット焼成時に焼成収縮に
より固定されている。上記タングステン・アルミナサー
メット１５はタングステン粉末とアルミナ粉末を一定比
率にし焼き固めたものであるが、そのタングステンの含
有率が高いと導電性には優れているもののタングステン
とアルミナはその熟膨Ｈ（８数が大きく異なっているた
め気密性および熱膨張率の点に問題を生じ、逆にアルミ
ナの比率が高いと気密性、熱膨張率の点では優れている
らのの導電性の屯で問題が生じる。よって、タングステ
ン、アルミナ粉の粒度、その混合比および焼成条件など
を充分に制御したとしても所望の電流容量（導電性）、
気密性および熱膨張係数を得るためにはアルミナの含有
比率を多くしなければならないため大きな形状とならざ
るを得す、（アルミナの含有率を高めていくにしたがっ
て導電率が悪くなる。よって、所定の電流容量を確保す
るためには導電部の断面積を多くとらなければならない
、また、閉塞体としては実用上、気密性１機械的強度、
リード線取り付は方法を考慮するとある程度の厚みが必
要である。）したがって、発光管製造時、あるいはラン
プ点灯時の熟ショックにより、透光性セラミック管９．
タングステンアルミナサーメット１５からなる閉塞体間
の熱容量の違いから、そのロウ付けによる接合部の境、
あるいは透光性セラミック管９の本管の端にクラックを
生じやすいという欠点があった。

まな従来の導電性厚膜方式は閉塞体内に導電体をいく層
も重ね合わせた複雑な構造になっており、ランプ点灯時
に流れる電流が各層において不均一となる等の原因によ
り局所的に発熱し、クラックあるいは気密不良を生じや
すいだけでなく、導電性厚膜をいく層にも重ね合わせる
ことにより製造コストは上昇し、かつ、品質のバラツキ
を生じやすい。

その他、導電性金属厚Ｉｌ！層とセラミック層との気密
性の向上、および閉塞体自身の熱容量を低下させるため
の工夫などについて十分な考慮がなされておらず、例え
ば導電性金属厚膜層をセラミック面に対して隙間なく全
面に設けたり導電部の気密性を確保するために、閉塞体
の厚みを厚くして導電部のシール寸法を長くする等の形
状となっており、導電性金属層とセラミック層の境界の
ハガレによるリーク、透光性セラミック管と閉塞体間の
熱容量の違いによるクラック等を生じやすいという欠点
があった。

課題を解決するための手段 本発明は、透光性セラミック管の端部を閉塞体で封止し
てなる発光管を有する金属蒸気放電灯において、閉塞体
が円柱状のセラミック体の曲面に導電性金属厚膜層を設
け更に該導電性金属厚膜層表面をセラミック層で覆った
Ｉ造の一体焼成品であり、かつ、前記セラミック層の肉
厚を０，１〜０．４１、　１とすることにより、低コス
トで信頼性の高い金属蒸気放電灯を提供するものである
。

実施例 以下、本発明の詳細を好適な実施例を用いて説明する。

［実施例１］ 第１図は本発明にかかる金属蒸気放電灯に用いる閉塞体
の断面図である。第２図は、第１図における閉塞体のｐ
−ｐ’線断面図である。閉塞体１は円柱状のセラミック
体２を芯にして、その曲面にタングステンのメタライズ
層からなる導電性金属厚膜層３を設け、さらにその表面
を導電性金属厚膜３の両端部がわずかに露出するように
覆ったセラミック層４からなる。また、閉塞体１には電
極の極芯５および外部リード１ｉ６が円柱状セラミック
体２の両端面に設けられた凹部に挿入され、タングステ
ン粉末よりなる導電性焼結体７によってしつかり固定さ
れ、先述の導電性金属厚膜層３の露出部と電気的に接続
されている。第２図に示すように導電性金属厚膜層３は
円柱状セラミック体２とセラミック層４間に一定間隔を
置いて設けられている。これは導電性金属厚膜層３を全
面にわたって設けると発光管製造時あるいはランプ点灯
時における熱！Ｉ撃で導電性金属厚膜とセラミックの接
合が剥離し易くなるため、これを防ぐ目的でセラミック
どうしの接合部を導電性金属厚膜）−を閉塞体の軸方向
に中抜き状にすることにより設けている。

次に、閉塞体の製造方法を簡単に説明する。まず、両端
面に凹部を設けた未焼結の円柱状のセラミック体の外表
面にタングステン粉末を有機バインダーと混合したペー
ストを中抜き状にした所望の形状で印刷し、さらに未焼
結のセラミックシートを全面に巻きつけ仮焼結させる。

その後、先の凹部に金属棒を挿入し、かつ、タングステ
ンペーストを約４０μの厚みに塗布し本焼結させること
によって完成する。このような簡単な構成、工程で製造
が可能である。

第３図は第１図の閉塞体を用いた発光管の一端断面図で
ある０発光管８は両端にリング状のセラミック体を一体
に焼結したセミクローズドタイプの透光性セラミック管
９の端部の穴に閉塞体１を差し込み、ガラス封着剤１０
によって気密にシールされている。電極の極芯５の先端
には易電子放出物質が充填されたタングステンコイル１
１が挿入されている。

第１表に第１図の閉塞体における円柱状のセラミック体
２の外径Ａとセラミック層４の肉厚Ｂを種々組み合わせ
て試験した結果を示す。

（以下余白） 墨 この表から円柱状のセラミック体２の外径により若干の
差があるもののセラミック層４の肉厚が０．１ｍｍ未溝
であると閉塞体製造時においてその強度が不十分で壊れ
る等の問題が生じやすくなる。

また、０．４ｍｍをこえると円柱体に巻きつけるため内
外の収縮差が大きく、セラミック層の亀裂あるいは変型
が生じやすく、かつ、無駄に熱容量が増すのみで効果が
ない。よって、セラミック層の肉厚は、０．１〜０．４
１１＋１の範囲とし、Ｑ、２１１ｍ程度が好ましい。

このように本発明かかる金属蒸気放電灯に用いる閉塞体
は小形（低熱容量）、低コストで生産することが可能で
ある。また、導電性金属厚膜を中抜き部を設け、かつ、
円周状に均一に設けることにより、熱バランス性と気密
性に優れており、よって導電率を高めに設定できる。そ
の他、閉塞体をロウ付は部から発光管の軸方向に突出さ
せることにより透光性セラミック管と閉塞体ロウ付は付
近の熱容量をさほど増すことなしに導電性金属厚膜のシ
ール距離を長くとったり、あるいは外部リード線６の取
付位置を発光管から離すことも容易にできる。

［実施例２］ 第４図は本発明にかかる金属蒸気放電灯の他の実施例の
発光管の一端断面図である。第４図において閉塞体の一
端には板状セラミック体１２が外部リード栓６を中央に
貫通した形状で取付けられている。この板状セラミック
体１２は閉塞体焼結時においてセラミック接着剤１３に
よって閉塞体１に焼結固定されている。また、板状セラ
ミック体１２は極力熱容量の増加を抑えるため小形のも
のが好ましい。

この方法は、発光管製造時において透光性セラミック管
９と閉塞体１の位置合わせ、取付が容易で発光管の量産
に適した方法であるといえる。つまり、発光管端部とタ
ングステンコイル１１等の距離の設定が容易でバラツキ
が少なくランプ特性の安定化をはかることができる。ま
た、セラミック体１２があるために、透光性セラミック
管９と閉塞体１．セラミック体１２の間のガラス封着剤
１０のシール距離を長くすることができ、よってシール
の信頼性も改善することができる。

［実施例３］ 第５図は実施例２同様閉塞体１の一端に円板状セラミッ
ク体１２を設けたものであるが、実施例１および実施例
２の場合と異なり、端部にリング部を設けていない直管
状の透光性セラミック管９′を用いている。円板状セラ
ミック体１２の外周に段を設け、ここに前記透光性セラ
ミック管９′を差し込み、ガラス封着剤１０でシールし
たものである。

よって、透光性セラミック管の端部にリング部を設ける
必要がなく、この部分を円板状セラミック体１２で兼用
させることによって、より低コスト化をはかることがで
きる。また、閉塞体１の導電性閉塞体７および電極の極
芯５の根元の表面はセラミック接着剤１４によりコート
が施されている。これは発光管点灯時にこの部分から異
常放電がおこり熱衝撃で発光管端部が破損するという現
象を防ぐためである。

発明の効果 以上詳述したように本発明にかかる金属蒸気放電灯は閉
塞体を小形、低コストにすることが容易になり、従来の
サーメット方式および導電性金属厚膜方式で生じた透光
性セラミック管と閉塞体間の熱容量の違いによって生じ
た気密不良をなくすことができる。また、該閉塞体は導
電性金属厚膜層を中抜き状にする等の構造の工夫により
、熱衝撃性、気密性および導電性等に優れている。

このように本発明にかかる金属蒸気放電灯として、高圧
ナトリウムランプにおいては従来のように高価なニオブ
を使用する必要がなく、また、閉塞体と透光性セラミッ
ク管との接合は同じセラミックどうしであるため製造コ
ストの低減と製品品質の安定化、長寿命化をはかること
ができる。同様に透光性セラミック管を用いたメタルハ
ライドランプにおいても耐ハロゲン性に優れた低コスト
で信頼性の高い閉塞体を用いることにより、その実用化
を促進させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる金属蒸気放電灯の閉塞体の断面
図、第２図は第１図における閉塞体のｐ−ｐ′線断面図
、第３図は第１図の閉塞体を用いた発光管の一端断面図
である。第４図および第５図は本発明にかかる金属蒸気
放電灯の閉塞体を用いた発光管の別の実施例を示す一端
断面図である。 第６図は閉塞体としてタングステン・アルミナサーメッ
トを用いた従来の発光管の一端断面図である。 １・・・閉塞体、　２・・・セラミック体３・・・導電
性金属厚ａ層、　４・・・セラミック層７・・・導電性
焼結体 奔　１　図 算　２　図 身３　回 年４−　囚 １ニフミ７７判みダｍ１ 年５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性セラミック管の端部を閉塞体で封止してなる
   発光管を有する金属蒸気放電灯において、閉塞体が円柱
   状のセラミック体の曲面に中抜き状の導電性金属厚膜層
   を設け更に該導電性金属厚膜層表面をセラミック層で覆
   った構造の一体焼結品であり、かつ前記セラミック層の
   肉厚が０．１〜０．４ｍｍであることを特徴とする金属
   蒸気放電灯。 ２、閉塞体の両端面の中央部に凹部を設け、この凹部に
   金属棒を挿入し、かつ、該金属棒と閉塞体内の導電性金
   属厚膜が導電性焼結体を介して電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項１記載の金属蒸気放電灯。 ３、閉塞体の一端に閉塞体の外径よりも大なる径を有す
   る板状のセラミック体が接合されていることを特徴とす
   る請求項１記載の金属蒸気放電灯。 ４、板状のセラミック体を閉塞体焼結時に同時に接合す
   ることを特徴とする請求項３記載の金属蒸気放電灯の製
   造方法。