JPH01220358A - 不飽和高圧ナトリウムランプ - 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、放電空間を囲み、セラミック壁を有し、電極
を固定するリード引出し部材により両端が封止されてい
る発光管を備えるとともに、少なくとも１個の電極がエ
ミッタ材料を備え、前記発光管がナトリウムの他に、少
なくとも水銀及び希ガスを含有する充填物を有する不飽
和高圧ナトリウムランプに間するものである。本発明は
更にこのようなランプを製造する方法に間する。

ここで、前記セラミック壁の用語は、透光性結晶質金属
酸化物で形成される壁を意味し、この透光性結晶質金属
酸化物は、単結晶（例えば、サファイア）または、多結
晶形態を用いることが出来ると理解されるべきである。

この点に関し、既知の多結晶金属酸化物は、アルミニウ
ム酸化物及びイツトリウム・アルミニウム・ガーネット
がある。

多結晶形態の場合、このような材料は焼結して機密封止
される。

［従来の技術］ このようなランプは、米国特許第３，４５３，４７７号
に記載されている。この既知のランプに於いて、温度の
適切な選択及びナトリウム（Ｎａ）／水銀（Ｈｇ）の組
成比率によって、ナトリウムアルミン酸塩の形成が妨害
される。しかしながら実験に於いて、前記セラミック壁
の前記金属酸化物が充填物成分であるナトリウムの消失
を引き起こすばかりでなく、多数の酸素源がナトリウム
の消失を引き起こすことが示された。大変重要な源は、
エミッター材料で、例えば、このエミッター材料がアル
カリ土類金属酸化物、又は例えばイツトリウム酸化物を
含有する場合であることが見いだされた。従って、この
ようなエミッター材料の使用は、ランプ寿命の最初の数
百時間の間に、ナトリウムのかなりの量の消失を生じ、
また前記ランプの残りの寿命の間に少量であるが定量的
なナトリウムの消失が生じる。多数の金属自体が、放電
空間内の酸素ゲッターとして知られているけれども、こ
れらの金属は、エミッター材料の存在下では前記放電空
部の充填物成分であるナトリウムの消失工程の満足な抑
制とはならない。

一般に、寿命の初期に生ずるナトリウムの減量を、規定
された充填物内のナトリウムの量を増加することによっ
て補うことが考えられるけれども、実際上工業的スケー
ルで再現性のあるランプの製造を行うことはほとんど出
来ない。更にこの場合、前記ランプは、その寿命の初期
の数時間の間に、その後の前記ランプの放電状態とは異
なる派生的な作用を示すであろう。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、エミッタ材料からなる電極を備えると共に、
放射光線スペクトル、効率のような光技術特性及び長寿
命を満足に維持するような不飽和高圧ナトリウムランプ
を得ること・が出来る工程を提供することを目的とする
ものである。

［課題を解決するための手段及び作用］この目的のため
に、本発明によれば、上記のような不飽和高圧ナトリウ
ムランプに於いて、マグネシウム（Ｍ８）、カルシウム
（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ
）の元素の１または１以上が、放電空間と直接接触し、
金属形態で放電空間内の水銀（Ｈｇ）の存在量が最大１
０重量パーセントまで含まれていることを特徴とする。

驚くべき利点は、ナトリウムの消失が最小限に限られる
こと、及び例えばアマルガムの形成に起因する動作中の
様々な困難が起こらないことである。適切な説明は、前
記元素が比較的高い蒸気圧を有するからである。前記ガ
ス充填物との直接接触に起因して、前記金属の蒸気もま
た前記放電空間全体にわたって分布し、急速なゲッター
効果を非常に促進する。これは、酸素のみを透過するホ
ルダーで囲まれた前記金属を使用する従来の状態と非常
に対称的である。前記照明源に関して、前記ランプによ
って放射される光のスペクトルには全く影響を生じない
。水銀に関して、１０重量パーセント以上の金属の量が
前記放電空間内に供給された場合、前記必然的に生じる
アマルガムの形成は所望の水銀蒸気圧に増大するのを少
なくとも遅らせるであろうし、また色々な様々の問題が
米国特許第３，５５８，９６３号の文献からも知られる
ように生じるであろう。

バリウムＢａｘ　　カルシウムム、及びストロンチウム
Ｓｒは、それ自体前記照明源に関して、ランプにより放
射される光のスペクトルに影響を与える充填構成成分と
して知られている。しかしながら、本発明の目的に必要
とされる量は、一方で、アマルガムの形成とともに、過
剰の充填が殆ど避けられないのに対し、他方で、前記セ
ラミック壁の相当な衝撃が、前記適切な金属蒸気と前記
セラミック壁の金属酸化物との閏の反応に起因して生ず
る。

充分な酸素ゲッター効果を、ランプ寿命の間に確実にす
るために、実際には少なくとも水銀の０．５重量パーセ
ント９所定の計量された量が供給される。

本発明によるランプは、少なくとも１個の電極がエミッ
タ材料を備え、好ましくは、次のような工程を有する方
法によって製造される。

−機密封止法により前記発光管の第１の端部に電極を有
する第１のリード引出し部材を固定し、−前記発光管内
に水銀及びナトリウムの所定量を封入し、 一前記完成ランプ内に、所望の圧力に対応する圧力にな
るまで、希ガスで前記発光管を充填し、−マグネシウム
Ｍｇ、カルシウムＣａ、　　ストロンチウムＳｒ及びバ
リウムＢａの元素の１または１以上の金属の一定量を設
け、 一機密封止法により、前記発光管の第２の端部に電極を
有する第２のリード引出し部材を固定する工程を有する
。

好ましい方法によれば、前記リード引出し部材は、前記
発光管に固定される場合、既に前記リード引出し部材は
ハーメチックシールを構成する。

前記発光管の温度制御は、前記発光管の前記セラミック
壁によって囲まれた空間内で完全に行うことが出来、こ
れは一般には利点である。

この方法によって得られるリード引出し部材を有する発
光管の構成自体は、知られている。特に、高圧ナトリウ
ムランプに於いて、動作中に、これら充填物が部分的に
飽和する場合に、この構成はしばしば用いられる。従っ
て、不飽和高圧ナトリウムランプに於いて、同一の構成
を用いることは、同一の製造方法を用いることが出来、
従って、両方のランプタイプの製造に全く同一の製造機
械器具を用いることが出来るので大変有利である。

好ましい方法では、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム
（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ
）の元素のｌまたは１以上の金属の所定量を、少なくと
もアマルガムの形態で水銀の所定量を充填する工程と同
時に設ける。これは、少量の金属に起因し、比較的低い
沸騰曲線を有する液状アマルガムが容易に得られるので
、有益な影響を与えることが出来る。

［実施例］ 本発明によるランプの実施例を図面を参照して更に詳し
く説明する。

第１図は、本発明によるランプの側面図である。

第２図は、ランプの寿命の機能として、放電空間内のナ
トリウムの量の変化を示すものである。

第１図に於て、放電空間１ｏを囲む発光管３は、ランプ
口金２を備えるガラス外管１内の電流導体４及び５の閘
に設置される。前記発光管３は、その両端にリード引出
し部材６．７が機密封止法によって固定されるセラミッ
ク壁３ａを有する。前記リード引出し部材６．７はニオ
ブ・スリーブの形態である。前記発光管３内で、前記リ
ード引出し部材６及び７は、各々電極１１及び１２を備
え、これらの電極の間に、ランプの動作中に放電が延在
する。前記電極１１及び１２は、各々エミッタ材料を含
有する。前記電流導体５は、前記ニオブ・スリーブ６内
を、ある間隔を有して通り抜けている。ｉ１７記電流導
体５とニオブ拳スリーブ６とのこれら二つの閏の良好な
電気的接触は、例えばニッケル、又はニオブの金属線８
により保証される。

前記発光管の充填物は、３．６ａ＋Ｈの水銀■８と０．
０２５ｍｇのナトリウムＮａと！００μｇのマグネシウ
ムＭｇと３００’にで１３．３ｋＰａの圧力を有するキ
セノンガスとからなる。前記発光管は、内のりの長さが
８２ｎ＋ｗ＋で、内径が６．８＋＋＋＋ｎである。上記
のランプは、公称出力２２０Ｗを有し、５０Ｈｚ、　　
２２０Ｖの供給源で動作させるのに適している。

上記のランプは、前記リード引出し部材７が、前記発光
管のセラミック壁３ａに溶融ガラスで機密封止法によっ
て固定される方法を用いて製造される。使用される前記
溶融ガラスは、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ２）の４５
．４重量パーセントと、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の
５．６重量パーセントと酸化カルシウム（Ｃａｂ）の３
８．６重量パーセントと酸化バリウム（Ｂａｄ）の８．
７重量パーセント及び酸化はう索（８２０３）の１．７
重量パーセントからなり、この１６ｍｇを使用する。続
いて、前記発光管は、上記所定量の水銀及びナトリウム
で充填される。上記発光管は３００”Ｋで１３．３ｋＰ
ａに対応する２６？”Ｃで２３．５ｋＰａのキセノン雰
囲気中に配置される。続いて、１００μｇの質量を有す
るマグネシウムＭｇで形成されるロッドが、前記リード
引出し部材６と共に、前記発光管内に配置され、前記リ
ード引出し部材６は前記リード引出し部材７について行
われたのと同様に、前記発光管内に機密封止法により固
定される。電極１１及び１２の両方は、エミッタ材料と
して、トリバリウムイツトリウムタングステン酸塩を有
する。この場合、放電空間内に存在する水銀（Ｈｇ）含
有量は、２．８重量パーセントで６０時閉息灯後の効率
は１ｌ１０ｆｆ／Ｗであった。

第２図において、前記発光管内のナトリウムの量が縦座
標に表示されている（任意の相対単位で表されている）
。前記ランプの点灯時間が、横座標に表示されている。

曲線■は、ナトリウムの量と上記ランプの点灯時間との
関係を示すものである。曲線■は、前記発光管の充填物
からマグネシウムＭｇを除いた上記と同様の型のランプ
の同様の関係を示すものである。マグネシウムＭｇを含
有しないランプの場合、ナトリウムの量は点灯時間の初
期に急激に減少し、低いレベルのままとなる。

比較例として上記と同様の型のランプ（公称出力２２０
Ｗ）の放電空間内に存在する水銀（Ｈ８）含有量（重量
パーセント）と６０時閉息灯後の効率との関係を下記の
表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるランプの側面図である。 第２図は、ランプの寿命の機能として、放電空間内のナ
トリウムの量の変化を示すものである。 ｌ・・・外管、２・・・ランプ口金、３・・・発光管、
３ａ・・・セラミック壁、　　４，５・・・電流導体、
６．７・・・リード引出し部材、８・・・金属線、１０
・・・放電空間、　　　　１１．１２−・・電極、１、
Ｉｌ・・・ナトリウムの量とランプの点灯時間との関係
を表す曲線 出願人　　エヌ・ベー・フィリップスΦフルーイランペ
ンファブリケン 代理人　　弁理士　沢　１）雅　男

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放電空間を囲み、セラミック壁を有し、電極を固定
   するリード引出し部材により両端が封止される発光管を
   備えるとともに、少なくとも１個の電極がエミッタ材料
   を備え、前記発光管がナトリウムの他に、少なくとも水
   銀及び希ガスを含有する充填物を有する不飽和高圧ナト
   リウムランプにおいて、 マグネシウムＭｇ、カルシウムＣａ、ストロンチウムＳ
   ｒ及びバリウムＢａの元素の１または１以上が、放電空
   間と直接接触し、金属形態で放電空間内に存在する水銀
   が最大１０重量パーセントまであることを特徴とする不
   飽和高圧ナトリウムランプ。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の少なくとも１個の電
   極がエミッター材料を備える不飽和高圧ナトリウムラン
   プの製造方法において、−機密封止法により前記発光管
   の第１の端 部に電極を有する第１のリード引出し部材を固定し、 −前記発光管内に水銀及びナトリウムの所 定量を充填し、 −完成ランプ内に、所望の圧力に対応する 圧力になるまで、希ガスで前記発光管を充填し、 −マグネシウムＭｇ、カルシウムＣａ、ストロンチウム
   Ｓｒ及びバリウムＢａの元素の１または１以上の金属の
   一定量を備え、 −機密封止法により前記発光管の第２の端 部に電極を有する第２のリード引出し部材を固定する工
   程を有することを特徴とする不飽和高圧ナトリウムラン
   プの製造方法。 ３、特許請求の範囲第２項に記載の不飽和高圧ナトリウ
   ムランプの製造方法において、 マグネシウムＭｇ、カルシウムＣａ、ストロンチウムＳ
   ｒ及びバリウムＢａの元素の１または１以上の所定量の
   金属を設ける工程と、少なくともアマルガムの形態で水
   銀の所定量を充填する工程とを同時に行うことを特徴と
   する不飽和高圧ナトリウムランプの製造方法。