JPH01236573A - Light emitting tube for high voltage metallic vapor discharge lamp - Google Patents

Light emitting tube for high voltage metallic vapor discharge lamp

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Publication number
JPH01236573A
JPH01236573A JP6223688A JP6223688A JPH01236573A JP H01236573 A JPH01236573 A JP H01236573A JP 6223688 A JP6223688 A JP 6223688A JP 6223688 A JP6223688 A JP 6223688A JP H01236573 A JPH01236573 A JP H01236573A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode shaft
cermet
conductive
arc tube
disk
Prior art date
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Pending
Application number
JP6223688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Kariya
狩谷 幹夫
Koji Izumitani
泉谷 宏次
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
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Publication of JPH01236573A publication Critical patent/JPH01236573A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent initiation of cracks at the time of baking and frit sealing, by inserting and embedding the end of an electrode shaft in a hole of a conductive cermet end cap together with an element wire thinner than the electrode shaft, and by forming an electric insulative layer from a cermet material with electric insulativeness. CONSTITUTION:Together with a thinner element wire 30, one end of an electrode shaft 18 is embedded upright in a hole 32 at the inner side face of a conductive disc 22. i.e. the surface exposed in a ceramic tube 16. On the surface (inner side face) 36 on the electrode side at which the electrode shaft 18 is installed upright, an electric insulation layer 38 for prevention of back arc is fitted in specified thickness in single piece construction, and the whole inner face of the conductive cermet constituting the conductive disc 22 is covered with this electric insulation layer 38 with its exposure well avoided. This prevents initiation of cracks at the time of baking and frit sealing.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明は、高圧金属蒸気放電灯(以下、HIDランプと
呼称する)用発光管に係り、特に発光管を構成する透光
性セラミックス管の一方の開口端部を、導電性閉塞体を
用いて閉塞し、フリットシールする、発光管の端部閉塞
構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to an arc tube for a high-pressure metal vapor discharge lamp (hereinafter referred to as an HID lamp), and particularly relates to an arc tube for a high-pressure metal vapor discharge lamp (hereinafter referred to as an HID lamp). The present invention relates to a structure for closing the end of an arc tube, in which the end is closed using a conductive closing body and frit-sealed.

(背景技術) 従来から、透光性セラミックス管を発光管として用いた
HIDランプにおいて、その発光管の端部閉塞体として
は、例えば特開昭52−71695号公報等に示されて
いる如き、酸化アルミニウム粉末等のセラミックスと金
属タングステン粉末等の耐熱性金属とを混合、焼結する
こと等によって得られる導電性のサーメット材料にて形
成された、導電性サーメットディスク(エンドキャンプ
)が用いられている。
(Background Art) Conventionally, in HID lamps using translucent ceramic tubes as arc tubes, end closures of the arc tubes have been disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 71695/1983. A conductive cermet disk (endocamp) is used, which is made of a conductive cermet material obtained by mixing and sintering ceramics such as aluminum oxide powder and heat-resistant metals such as metallic tungsten powder. There is.

そして、そのようなサーメットディスクにあっては、通
常、その発光管内側に位置する面に、タングステン類の
放電用電極軸が立設される一方、発光管外側に位置する
面には、給電用リード部材が設けられて、電源からの電
力が、かかるリード部材からサーメットディスクを通じ
てタングステン電極に給電されるようになっている。
In such a cermet disk, a tungsten discharge electrode shaft is normally installed on the surface located inside the arc tube, while a power supply electrode shaft is provided on the surface located outside the arc tube. A lead member is provided such that power from the power source is applied from the lead member through the cermet disc to the tungsten electrode.

また、このようなサーメットディスクで閉塞してなる発
光管を備えたHIDランプにあっては、その始動時に、
アークが対向する電極間で発生せず、電極軸とサーメッ
トディスクとの間で発生する、所謂バックアーク現象の
ために、かかるディスクにクランクが生じ、その結果、
発光管がリークしたり、またディスクから蒸発、飛散し
たサーメツト材の耐熱性金属成分が発光管内壁に付着し
て黒化し、光束の低下を招く等の問題がある。このため
、そのような問題を防止すべく、該サーメットディスク
の少なくとも内面に、アルミナ等の絶縁性セラミックス
から成る電気絶縁層を設けて、その表面を被覆すること
が、提案されている。
In addition, in an HID lamp equipped with an arc tube closed with such a cermet disk, at the time of starting,
Due to the so-called back-arc phenomenon, in which the arc does not occur between the opposing electrodes, but between the electrode axis and the cermet disk, such disks are cranked, resulting in
There are problems such as leakage of the arc tube, and heat-resistant metal components of the cermet material that evaporate and scatter from the disk, which adhere to the inner wall of the arc tube and turn black, resulting in a decrease in luminous flux. Therefore, in order to prevent such problems, it has been proposed to provide at least the inner surface of the cermet disk with an electrically insulating layer made of an insulating ceramic such as alumina to cover the surface.

ところで、この導電性サーメットディスクに対して、前
記放電用電極軸を立設するに際しては、発光管内に封入
される金属蒸気、特にメタルハライドランプにおけるメ
タルハライドによる浸食性の点から、かかる電極軸をフ
リット材等の固着材にて固定することは避けることが望
ましく、そのために、通常、サーメットディスクの成形
体(グリーン体)に対して埋設穴を設けて、該埋設穴内
に所定の電極軸を埋入せしめた状態下で、該成形体を焼
結して一体化することにより、かかる電極軸を埋設穴内
に機械的に固定せしめる焼嵌め手法が採用されることと
なる。
By the way, when installing the discharge electrode shaft upright on this conductive cermet disk, it is necessary to use a frit material to prevent the electrode shaft from being corroded by the metal vapor sealed in the arc tube, especially the metal halide in a metal halide lamp. It is desirable to avoid fixing with adhesive materials such as cermet discs, and for this purpose, a hole is usually provided in the molded body (green body) of the cermet disk, and a specified electrode shaft is buried in the hole. By sintering and integrating the molded body under such conditions, a shrink-fitting method is employed in which the electrode shaft is mechanically fixed within the buried hole.

また、上述の如くして得られるサーメットディスクを発
光管に対して取り付けるに際しても、同様に、該発光管
の焼結時に焼嵌めることが考えられるが、かかる発光管
内には所定の発光物質等を封入する必要があるために、
通常、その少なくとも一方の開口端側は、電極軸を内面
に立設したサーメットディスクを嵌入した後、該ディス
クと開口端内面との間隙を所定のフリットシール材にて
封止することによって、取り付ける構造とされている。
Furthermore, when attaching the cermet disk obtained as described above to the arc tube, it is conceivable that the cermet disk may be shrink-fitted during sintering of the arc tube, but a predetermined luminescent substance or the like may be placed inside the arc tube. Because it is necessary to enclose
Normally, at least one open end side is attached by fitting a cermet disk with an electrode shaft erected on the inner surface, and then sealing the gap between the disk and the inner surface of the open end with a predetermined frit sealing material. It is said to be a structure.

そして、そのような発光管開口端のフリットシール材に
よる封止は、かかる発光管内に注入された発光物質等の
蒸発、飛散を防止すべく、通常、1500℃程度までの
急加熱、急冷却操作によって行なわれることとなる。
The opening end of such an arc tube is sealed with a frit sealant, in order to prevent the luminescent substances injected into the arc tube from evaporating and scattering, usually by rapid heating and cooling operations up to about 1500 degrees Celsius. It will be done by.

しかしながら、上述の如き構成のサーメットディスクに
あっては、その焼成時における電極軸の焼嵌めに際して
、かかるディスクにおける焼結時の収縮によって、該デ
ィスクにクランクが生じ易いという問題を有していたの
である。
However, the cermet disk having the above-mentioned structure has a problem in that the disk tends to crack due to shrinkage during sintering when the electrode shaft is shrink-fitted during sintering. be.

また、特に、かかるサーメットディスク内面の電気絶縁
層を形成するセラミックス材料は、靭性に劣り且つ電極
軸を形成する金属材料との熱膨張差が著しいために、上
述の如き、発光管に対するフリットシール材を用いての
取付は時における加熱操作に際して、該電気絶縁層にク
ランクが発生し易く、そしてそれが発光管の点灯、消灯
の繰り返しによって及ぼされる熱サイクルによって成長
して、リークや光束の低下に至るといった問題をも内在
していたのである。
In particular, the ceramic material forming the electrically insulating layer on the inner surface of the cermet disk has poor toughness and has a significant difference in thermal expansion from the metal material forming the electrode shaft. When mounting using a lamp, cranks are likely to occur in the electrical insulating layer during heating operations, and these can grow due to the thermal cycle caused by repeated turning on and off of the arc tube, resulting in leaks and a decrease in luminous flux. There were also inherent problems such as:

(解決課題) ここにおいて、本発明は、かかる事情に鑑みて為された
ものであって、その解決課題とするところは、焼成時及
びフリットシール時におけるクラックの発生が可及的に
防止され得るサーメットディスク構造を明らかにし、そ
のようなりラックによる発光管のリークや光束の低下等
の問題が生じることのないHIDランプ用発光管を提供
することにある。
(Problem to be solved) The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved is to prevent the occurrence of cracks as much as possible during firing and frit sealing. The object of the present invention is to clarify the cermet disk structure and provide an arc tube for an HID lamp that does not cause problems such as leakage of the arc tube due to the rack or reduction in luminous flux.

(解決手段) そして、本発明は、上述の如き課題を解決するために、
透光性セラミックス管の一方の端部に、内面に電極軸が
立設されてなる導電性サーメットエンドキャップを嵌入
して、所定のフリットシール材にて封止すると共に、該
導電性サーメットエンドキャップの少なくとも内面に電
気絶縁層を設けて、その表面を被覆せしめてなる高圧金
属蒸気放電灯用発光管において、前記電極軸を、その端
部において、前記導電性サーメットエンドキャップの埋
設穴内に、該電極軸よりも細い少なくとも1本以上の素
線とともに挿入、埋設する一方、前記電気綿8i層を、
電気絶縁性のサーメット材料にて構成したことを、その
特徴とするものである。
(Solution Means) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has the following features:
A conductive cermet end cap having an electrode shaft erected on the inner surface is fitted into one end of the translucent ceramic tube, and the conductive cermet end cap is sealed with a predetermined frit sealing material. In the arc tube for a high-pressure metal vapor discharge lamp, the electrode shaft is provided at least on the inner surface thereof with an electrically insulating layer, and the surface thereof is coated with an electrically insulating layer. While inserting and burying the electric cotton 8i layer together with at least one strand thinner than the electrode axis,
Its feature is that it is constructed from an electrically insulating cermet material.

(実施例) 以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発
明の実施例について、図面を参照しつつ、詳細に説明す
ることとする。
(Examples) Hereinafter, in order to clarify the present invention more specifically, examples of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

先ず、第1図は、本発明の適用される、垂直点灯型のH
IDランプの全体を概略的に示すものであって、そこに
おいて、lOは、その開口部が口金12にて密封された
、ガラス等からなる透光性を有するバルブ(外管)であ
って、その内部には、窒素等の不活性ガスが封入された
り、或いは真空状態に維持されていると共に、かかるH
IDランプの種類により各種の金属乃至は金属ノ\ライ
ド或いはその蒸気が封入されてなる発光管14が収容さ
れている。 ゛ かかる発光管14は、アルミナ磁器等からなるチューブ
状の透光性セラミックス管16の両端開口部が、それぞ
れ内面に電極軸18が立設されたエンドキャップとして
の導電性ディスク20.22にて閉塞されることによっ
て構成されており、それらの導電性ディスク20.22
の外面に、それぞれ一体的に設けられたリード部材24
に対して、前記口金12から供給される電力が、該発光
管I4を支持する導電性部材26.26を介して導かれ
るようになっている。なお、本実施例における発光管1
4にあっては、その下端部に最冷点が設定されており、
該下端側開口を閉塞する導電性ディスク20が、発光管
14の焼結時における収縮を利用した焼嵌めによって固
定されている一方、その上端側開口を閉塞する導電性デ
ィスク22が、シール材28 (第2図参照)を用いて
封止されることによって取り付けられている。
First, FIG. 1 shows a vertical lighting type H to which the present invention is applied.
This diagram schematically shows the entire ID lamp, in which IO is a light-transmitting bulb (outer bulb) made of glass or the like, the opening of which is sealed with a base 12; The inside is filled with an inert gas such as nitrogen or maintained in a vacuum state, and the H
Depending on the type of ID lamp, a luminous tube 14 filled with various metals, metal oxides, or their vapors is housed.゛Such a luminous tube 14 is constructed such that the openings at both ends of a tubular translucent ceramic tube 16 made of alumina porcelain or the like are provided with conductive disks 20 and 22 serving as end caps each having an electrode shaft 18 erected on its inner surface. conductive disks 20.22
Lead members 24 each integrally provided on the outer surface of the
On the other hand, the electric power supplied from the base 12 is guided through conductive members 26 and 26 that support the arc tube I4. Note that the arc tube 1 in this example
4, the coldest point is set at the lower end,
The conductive disk 20 that closes the lower end opening is fixed by shrink fitting using shrinkage during sintering of the arc tube 14, while the conductive disk 22 that closes the upper end opening is fitted with a sealing material 28. (See Figure 2).

ところで、本実施例にあっては、このような発光管14
において、その一端側をシール材28と共に閉塞する導
電性ディスク22の構造に、その大きな特徴を存するも
のであって、その詳細図が、第2図及び第3図に示され
ている。
By the way, in this embodiment, such an arc tube 14
The major feature lies in the structure of the conductive disk 22 whose one end is closed together with the sealing material 28, and detailed views thereof are shown in FIGS. 2 and 3.

具体的には、かかる導電性ディスク22は、公知の各種
の導電性サーメット材料、特に、セラミックス管16の
構成材料と電極軸18として用いられる耐熱性金属との
中間の熱膨張率を有する、例えば金属タングステン若し
くは金属モリブデンと酸化アルミニウムとからなる複合
体、タングステンカーバイド、タングステンポライド等
を用いて、全体として厚肉円板形状にて形成されている
のである。
Specifically, the conductive disk 22 is made of various known conductive cermet materials, particularly those having a coefficient of thermal expansion intermediate between the constituent material of the ceramic tube 16 and the heat-resistant metal used as the electrode shaft 18, for example. It is made of a composite material of tungsten metal or molybdenum metal and aluminum oxide, tungsten carbide, tungsten polymer, etc., and is formed in the shape of a thick disk as a whole.

そして、かかる導電性ディスク22には、その内側面、
換言すればセラミックス管16内に露出される面に、前
記電極軸18が、その一端部において、細径の素線30
とともに、埋設穴32内に埋入されて、垂直に立設され
ている。なお、かかる電極軸18の先端部には、その所
定長さ部分を露呈せしめた状態において、公知のコイル
部34が設けられている。
The conductive disk 22 has an inner surface thereof,
In other words, on the surface exposed inside the ceramic tube 16, the electrode shaft 18 has a thin wire 30 at one end thereof.
At the same time, it is buried in the buried hole 32 and stands vertically. A known coil portion 34 is provided at the tip of the electrode shaft 18 with a predetermined length thereof exposed.

また、この導電性ディスク22における電極軸18が立
設された電極側表面(内側面)36には、バックアーク
防止用の電気絶縁層38が所定厚さで一体的に設けられ
、該電気絶縁層38によって、導電性ディスク22を構
成する導電性サーノ・ノドの内側全表面が被覆されて、
その直接的な露呈が回避されている。
Further, on the electrode side surface (inner surface) 36 of the conductive disk 22 on which the electrode shaft 18 is erected, an electrical insulating layer 38 for preventing back arcing is integrally provided with a predetermined thickness. The layer 38 covers the entire inner surface of the conductive groove forming the conductive disk 22,
Its direct exposure is avoided.

ここにおいて、前記電極軸18は、導電性ディスク22
を形成する焼成前のグリーン体に対して、素′fa30
と共に埋入された後、かかる埋入状態下に焼成されるこ
とによって、その焼結時の収縮作用を利用して埋設穴3
2内に焼き嵌め、固定されているのである。
Here, the electrode shaft 18 has a conductive disk 22
For the green body before firing to form
By sintering the embedding hole 3 in the embedding state, the embedding hole 3
It is shrink-fitted and fixed within 2.

そして、このように、導電性ディスク22を形成する焼
成前のグリーン体に設けた埋設穴内に、電極軸18を、
素線30と共に埋入して、それを高温で焼結して焼嵌め
ると、第4図に示される如く、導電性ディスク22の埋
設穴32の断面形状の変形と、ロンド状の電極軸I8、
素線30の断面形状の変形により、焼嵌めで発生する応
力を緩和しつつ、且つ良好な焼嵌め強度が発揮され得、
また該電極軸18に対する良好な電気的接触状態が得ら
れることとなるのである。なお、第4図においては、導
電性ディスク22の焼成前の状態が実線で、焼成後の状
態が破線で、それぞれ、併せ示されている。
In this way, the electrode shaft 18 is inserted into the buried hole provided in the green body before firing to form the conductive disk 22.
When it is embedded together with the wire 30 and sintered at high temperature and sinter-fitted, as shown in FIG. ,
By deforming the cross-sectional shape of the strands 30, good shrink-fitting strength can be exhibited while alleviating the stress generated during shrink-fitting.
Further, good electrical contact with the electrode shaft 18 can be obtained. In FIG. 4, the state of the conductive disk 22 before firing is shown by a solid line, and the state after firing is shown by a broken line.

すなわち、従来の如く、電極軸として、導電性ディスク
の埋設穴内を完全に埋めるものを用いると、該4電性デ
イスクの焼成時における収縮応力の緩和が有効に為され
得ず、そのためにBgB電性ディスクにクラックが発生
する等の問題を生じるのであるが、本実施例にあっては
、電極軸18及び素線30と埋設穴32との間に空間が
存在し、そのために上記した埋設穴32及び電極軸18
、素線30の変形が可能となって、導電性ディスク22
の収縮応力が良好に緩和されることとなるのである。
That is, if an electrode shaft that completely fills the hole in the conductive disk is used as in the past, the shrinkage stress during firing of the tetraconductor disk cannot be effectively alleviated, and therefore, the BgB electric However, in this embodiment, a space exists between the electrode shaft 18 and the strands 30 and the embedding hole 32, so that the above-mentioned embedding hole 32 and electrode shaft 18
, the wire 30 can be deformed, and the conductive disk 22
This means that the shrinkage stress of is effectively alleviated.

なお、上記素線30としては、耐熱性等の点から、一般
に、電極軸18と同様な材質、例えばタングステン等の
金属材料をもって形成されることとなる。
Note that the wire 30 is generally made of the same material as the electrode shaft 18, for example, a metal material such as tungsten, from the viewpoint of heat resistance and the like.

また、電極軸18としては、−1’IQに、従来のもの
と同様、0.4 **φ〜1.5fiφ程度の太さのも
のが用いられ、そして素線30としては、該電極軸18
よりも細い、一般に、その太さの1/10〜8/10程
度の直径を有するものが好適に用いられることとなる。
Further, as the electrode shaft 18, one having a thickness of about 0.4**φ to 1.5fiφ is used for −1'IQ, and as for the strand 30, the electrode shaft 18
It is preferable to use one having a diameter smaller than that, generally about 1/10 to 8/10 of the thickness.

けだし、素線30の直径が余りにも細くなり過ぎると、
クラックの防止効果がなくなるからであり、また電極軸
18の太さの8/10を越えるような直径となると、埋
設穴32との間の隙間が大きくなり、電気的な接触面積
の信頼性が低下したり、電極の熱容量が大となって、点
灯始動性が悪くなるからである。
However, if the diameter of the wire 30 becomes too thin,
This is because the effect of preventing cracks is lost, and if the diameter exceeds 8/10 of the thickness of the electrode shaft 18, the gap between it and the buried hole 32 becomes large, reducing the reliability of the electrical contact area. This is because the heat capacity of the electrodes may decrease or the heat capacity of the electrodes may increase, resulting in poor lighting startability.

さらに、素線30の高さとしては、点灯時における原素
′fa30からの放電を防止するために、少なくとも電
極軸18のコイル部34よりも低い高さに設定すること
が望ましく、一般には、導電性ディスク22の内側面と
面一か或いは僅かに突出する程度に設定されることとな
る。
Further, the height of the wire 30 is desirably set to be lower than at least the coil portion 34 of the electrode shaft 18 in order to prevent discharge from the element 'fa 30 during lighting. It is set flush with the inner surface of the conductive disk 22 or so as to slightly protrude.

なお、本実施例における導電性ディスク22においては
、その外側面上に立設された、前記リード部材24にも
、上記電極軸18と同様、素線40が添えられており、
それによって該導電性ディスク22の焼成時における外
側面のクランクの防止が図られている。尤も、このリー
ド部材24に添えられる素線40の高さとしては、特別
な制圧を受けることなく、適宜に選定されることとなる
が、導電性ディスク22の埋設穴41内に、り一ド部材
24及び素線40を挿入して焼き嵌める際の、それらリ
ード部材24、素線40の治具へのセツティングの容易
性から、原素L?i40の長さをリード部材24と略同
様な長さとしておくことが望ましい。
In addition, in the conductive disk 22 in this embodiment, the lead member 24 erected on the outer surface thereof is also provided with a wire 40 in the same manner as the electrode shaft 18.
This prevents the outer surface of the conductive disk 22 from being cranked during firing. Of course, the height of the wire 40 attached to this lead member 24 will be selected as appropriate without being subjected to any special pressure, but the height of the wire 40 attached to this lead member 24 will be selected as appropriate. When inserting and shrink-fitting the lead member 24 and the wire 40, the element L? is easy to set in the jig. It is desirable that the length of i40 be approximately the same as that of the lead member 24.

また一方、前記導電性ディスク22の電極側表面36を
覆う電気絶縁層38にあっては、実質的に電気絶縁性を
有するサーメット材料にて形成されており、通常、導電
性ディスク22を形成するグリーン体の表面に積層形成
されて、一体的に焼成されることによって形成されるこ
ととなる。
On the other hand, the electrically insulating layer 38 covering the electrode-side surface 36 of the conductive disk 22 is made of a cermet material that is substantially electrically insulating, and usually forms the conductive disk 22. It is formed by being laminated on the surface of the green body and integrally fired.

具体的には、かかる電気絶縁層38を形成するサーメッ
ト材料としては、上記導電性ディスク22と同程度の熱
膨張係数を有する公知のサーメット材料、例えばAlz
 Ch−W系やA7!□03−Mo系等のサーメット材
料が何れも好適に用いられ得ることとなるが、金属粉末
の含有量を調節することによって、実質的に電気絶縁性
を示すように、具体的には、lXlO12Ω・cIm程
度以上の抵抗率にて形成され、そして、それによって始
動時におけるバックアーク現象が有利に防止され得るこ
ととなる。また、かかる電気絶縁層38の厚さとしても
、バックアーク現象を有効に抑制し得る範囲内において
適宜に決定されることなるが、−般に、0.05〜0.
8 yx■程度に設定されることとなる。
Specifically, the cermet material forming the electrical insulating layer 38 is a known cermet material having a coefficient of thermal expansion comparable to that of the conductive disk 22, such as Alz.
Ch-W series and A7! Any cermet material such as □03-Mo can be suitably used, but by adjusting the content of metal powder, it is possible to use lXlO12Ω so that it exhibits substantially electrical insulation properties. - It is formed with a resistivity of about cIm or more, and thereby the back arc phenomenon at the time of starting can be advantageously prevented. Further, the thickness of the electrical insulating layer 38 is appropriately determined within a range that can effectively suppress the back arc phenomenon, but is generally 0.05 to 0.05.
It will be set to about 8yx■.

そして、電気絶縁層38の形成材料として、このような
サーメット材料を用いることによって、従来の絶縁性セ
ラミックス材料を用いたものに比して、靭性が有利に向
上され得るのであり、それによってクラックの発生が有
効に防止され得るのである。
By using such a cermet material as the material for forming the electrical insulating layer 38, the toughness can be advantageously improved compared to that using a conventional insulating ceramic material, thereby preventing cracks. The occurrence can be effectively prevented.

すなわち、上述の如き構造とされた導電性ディスク22
にあっては、公知の如く、セラミックス管16の端部に
嵌入されて、適当なシール材28によって気密に封止さ
れることとなり、例えば、リング状に成形されたシール
材28を、セラミ。
That is, the conductive disk 22 having the structure as described above
As is well known, the end of the ceramic tube 16 is fitted into the end and hermetically sealed with a suitable sealing material 28. For example, the ring-shaped sealing material 28 is made of ceramic.

クス管16と導電性ディスク22との間に介在させて、
アルゴン雰囲気中で、1500℃程度まで加熱して溶融
することによって、かかる封止操作が行なわれることと
なるが、前述の如く、そのような封正に際しての加熱は
、発光管14内に注入された発光物質等の蒸発、飛散を
防ぐべく、急加熱、急冷却操作によって行なわれること
となるのであり、それ故、従来の絶縁性セラミックス材
料にて形成された電気絶縁層では、電極軸18との熱膨
張係数の違いによってクラックが発生する等の問題を生
じるのであるが、本実施例にあっては、かかる電気絶縁
層38が、絶縁性サーメット材料にて形成されているこ
とから、その熱膨張差及び靭性の改善によって、シール
時におけるクラックの発生、更には点灯、消灯の繰り返
しによって及ぼされる熱サイクルによる該クラックの成
長が、極めて有利に防止され得ることとなるのである。
interposed between the box tube 16 and the conductive disk 22,
This sealing operation is performed by heating and melting the gas to about 1500° C. in an argon atmosphere. In order to prevent the evaporation and scattering of the luminescent substances, etc., this is done by rapid heating and rapid cooling operations. However, in this embodiment, since the electrical insulating layer 38 is made of an insulating cermet material, the heat By improving the expansion difference and toughness, it is possible to extremely advantageously prevent the occurrence of cracks during sealing, and furthermore, the growth of cracks due to thermal cycles caused by repeated turning on and off.

なお、上記シール材28としては、公知の耐メタルハラ
イド組成物が好適に用いられ、例えば、Yz 03 、
l、az o:l 、Dyz 03 、AJz 03、
SiO□等から選択された適当な混合割合の組成物を用
いて、これをリング状に加圧成形したものなどが良好に
使用されることとなる。
Note that as the sealing material 28, a known metal halide resistant composition is suitably used, such as Yz 03,
l, az o:l, Dyz 03, AJz 03,
A composition selected from SiO□ or the like with an appropriate mixing ratio and pressure-molded into a ring shape can be used satisfactorily.

また、特に、本実施例における透光性セラミックス管1
6にあっては、端部内周面に内フランジ状に延び出す段
付部42を有しており、該段付部42に対して、そこに
嵌入される導電性ディスク22が、その内面周縁部にお
いて当接される状態で取り付けられることにより、前記
シール材28が、発光管内面に実質的に露出されない構
成とされており、それによって発光管内部の金属乃至は
金属ハライド蒸気によるシール材28の劣化及びそれに
伴うリーク等の発生が防止され得るようになっている。
In particular, the translucent ceramic tube 1 in this embodiment
6 has a stepped portion 42 extending in the shape of an inner flange on the inner circumferential surface of the end portion, and the conductive disk 22 fitted into the stepped portion 42 extends along the inner circumferential edge of the stepped portion 42. The sealing material 28 is not substantially exposed to the inner surface of the arc tube by being attached in such a manner that the sealing material 28 is in contact with the metal or metal halide vapor inside the arc tube. This makes it possible to prevent deterioration and the occurrence of leaks and the like associated with it.

従って、上述の如く、電気絶縁層38が絶縁性サーメッ
ト材料にて形成されてなる導電性ディスク22にあって
は、前述の如き、電極軸18に素線30が添えられるこ
とによる効果と相俟って、該mTL性ディスク22の焼
成時及び透光性セラミックス管16端部に対する取付時
における、ディスク22本体及び電気絶縁層38へのク
ランクの発生が、極めて有効に回避され得るのであり、
それによって得られる発光管14におけるリークの発生
や光束の低下等の問題が悉く解消され得、その耐久性及
び信頼性が大きく向上され得ることとなるのである。
Therefore, as described above, in the conductive disk 22 in which the electrically insulating layer 38 is formed of an insulating cermet material, this effect is combined with the effect of the wire 30 being attached to the electrode shaft 18 as described above. Therefore, the generation of cranks on the disc 22 body and the electrical insulating layer 38 during firing of the mTL disc 22 and when attaching it to the end of the translucent ceramic tube 16 can be extremely effectively avoided.
As a result, problems such as occurrence of leakage and reduction in luminous flux in the arc tube 14 obtained can be completely eliminated, and its durability and reliability can be greatly improved.

なお、このようなサーメット材料にて形成された電気絶
縁層38にあっては、発光管14内に封入される金属蒸
気、特にメタルハライド蒸気との反応が懸念されること
となるが、発光管14において過剰メタルハライド液相
等が凝集する最冷点以外では、そのような反応が殆ど生
じないことから、本実施例の如(、垂直点灯型の発光管
I4の上端部に取り付けられる導電性ディスク22にお
いて、そのような反応による金属粒子(タングステン粒
子)の飛散、及び該金属粒子が発光管内面に付着するこ
とによる黒化等が問題となるようなこともないのである
Note that there is a concern that the electrical insulating layer 38 formed of such a cermet material may react with metal vapor, especially metal halide vapor, sealed in the arc tube 14. Since such a reaction hardly occurs except at the coldest point where the excess metal halide liquid phase etc. condense in the process, as shown in this embodiment (the conductive disk 22 attached to the upper end of the vertical lighting type arc tube I4) In this case, there are no problems such as scattering of metal particles (tungsten particles) due to such a reaction and blackening caused by the metal particles adhering to the inner surface of the arc tube.

因みに、幾つかの異なるタングステン(W)含有量を有
する。l!203−W系のサーメット材料にて形成され
た電気絶縁層38を備えた、上述の如き構造の導電性デ
ィスク22において、その焼成時(電極軸18の焼嵌時
)におけるクラックの発生状況及びシール時と同程度の
熱処理(15゜O℃/2分の急昇温)時におけるクラン
クの発生状況を調べた実験結果を、下記第1表に示すこ
ととする。
Incidentally, it has several different tungsten (W) contents. l! In the conductive disk 22 having the above-described structure and having the electrically insulating layer 38 made of a 203-W cermet material, crack occurrence and sealing during firing (when the electrode shaft 18 is shrink-fitted) Table 1 below shows the results of an experiment to investigate the occurrence of cranking during heat treatment (rapid temperature increase of 15°O°C/2 minutes) to the same extent as in the previous example.

第   1   表 *1 : W含有量=W/(W+−Al2O2)かかる
第1表からも、本発明による、優れたクランクの防止効
果が容易に理解されるところである。なお、かかる実験
結果から明らかなように、電気絶縁層38を、A7!z
 Off −W系のサーメット材料にて形成する場合に
は、バックアーク現象の防止という電気絶縁層本来の目
的を確保しつつ、クランクの発生防止を有利に達成する
うえに、タングステン含有量を2〜10重量%、好まし
くは4〜8重量%に設定することが望ましい。
Table 1*1: W content = W/(W+-Al2O2) From Table 1, it is easy to understand the excellent crank prevention effect of the present invention. Note that, as is clear from the experimental results, the electrical insulating layer 38 is made of A7! z
In the case of forming an Off-W type cermet material, the original purpose of the electrical insulating layer, which is to prevent back arcing, can be achieved while advantageously preventing the occurrence of cranking. It is desirable to set the content to 10% by weight, preferably 4 to 8% by weight.

以上、図面に示す本発明の代表的な実施例について説明
を加えてきたが、本発明は、かかる例示の構造並びにそ
れに付随した具体的な説明やその実験等によっては、何
等限定的に解釈されるものでは決してなく、本発明の趣
旨を逸脱しない限りにおいて、本発明には当業者の知識
に基づいて種々なる変更、修正゛、改良等が加えられ得
るものであり、また本発明がそのような実施形態のもの
をも含むものであることは、言うまでもないところであ
る。
Although the typical embodiments of the present invention shown in the drawings have been described above, the present invention should not be construed in any limited manner depending on the illustrated structure, the specific explanation accompanying it, or the experiments thereof. Without departing from the spirit of the present invention, various changes, modifications, improvements, etc. can be made to the present invention based on the knowledge of those skilled in the art, and the present invention It goes without saying that the present invention also includes embodiments of the present invention.

例えば、本発明は例示の如き垂直点灯型のHIDランプ
用発光管の他、水平点灯型等のHIDランプ用発光管に
も、有利に適用され得ることは、勿論である。なお、そ
のような発光管においては、電気絶縁層の発光管内に封
入された金属蒸気との反応を回避するため、フリットシ
ール材にて封止された開口端部以外の部位に、その最冷
点を設定することが望ましい。
For example, it goes without saying that the present invention can be advantageously applied not only to vertically lit arc tubes for HID lamps, but also to horizontally lit arc tubes for HID lamps. In addition, in such an arc tube, in order to avoid the reaction of the electrically insulating layer with the metal vapor sealed inside the arc tube, the coldest part of the arc tube is placed in a region other than the open end sealed with a frit sealant. It is desirable to set a point.

また、電極軸18に添えられる素線30としても、2本
或いはそれ以上の本数を設定することも可能である。
Furthermore, it is also possible to set two or more wires 30 to be attached to the electrode shaft 18.

さらに、導電性ディスク22の具体的形状は、例示の如
き厚肉円板状の他、例えば段付円板状等の種々なる形状
を採り得るものであり、且つ電気絶縁層38を、その側
面周囲、更には外面上にまで形成することも可能である
Further, the specific shape of the conductive disk 22 may be various shapes, such as a stepped disk shape, in addition to the thick disk shape as illustrated, and the electrically insulating layer 38 may be formed on its side surface. It is also possible to form it around the periphery or even on the outer surface.

(発明の効果) 以上の説明から明らかなように、本発明に従って、端部
が導電性サーメットエンドキャップに埋入、立設される
電極軸に素線を添えると共に、かかる導電性fンドキャ
ップの内面を覆う電気絶縁層を、電気絶縁性のサーメッ
ト材料にて形成することによって、該エンドキャップの
焼成時及び透光性セラミ・7クス管に対する取付は時(
フリットシール時)における、エンドキャップ本体及び
電気絶縁層へのクラックの発生が、極めて有利に防止さ
れ得るのであり、それ故、透光性セラミックス管の端部
開口を、かかる導電性サーメットエンドキャップにて封
止せしめてなる、本発明に従うHIDランプ用発光管に
あっては、リークの発生や光束の低下、更には不点灯に
至る等の問題を悉く解消し得て、以てランプの信頼性及
び耐久性の向上が、極めて有利に図られ得ることとなる
のである。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, a wire is attached to an electrode shaft whose end is embedded in and stands up in a conductive cermet end cap, and the conductive end cap is By forming the electrically insulating layer covering the inner surface with electrically insulating cermet material, the end cap can be fired and attached to the translucent ceramic 7X tube in a timely manner (
Therefore, the occurrence of cracks in the end cap body and the electrically insulating layer during frit sealing can be extremely advantageously prevented. In the arc tube for an HID lamp according to the present invention, which is sealed with This makes it possible to extremely advantageously improve durability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に従う構造とされた発光管を備えたH 
I Dランプの一例を示す一部切欠説明図であり、第2
図はかかるHIDランプを構成する発光管の上端部を拡
大して示す要部断面説明図であ゛す、第3図は第2図に
おける■−■断面図であり、第4図はかかる発光管を構
成する導電性ディスクにおける電極軸の焼嵌状態を説明
するための要部拡大断面図である。 14:発光管   16:透光性セラミックス管18:
電極軸   20,22:導電性・ディスク28:シー
ル材  30:素線 32:埋設穴   36:電極側表面(内面)38:電
気絶縁層
FIG. 1 shows an H equipped with an arc tube constructed according to the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway explanatory diagram showing an example of an ID lamp;
The figure is an enlarged cross-sectional view of the main part showing the upper end of the light emitting tube constituting such an HID lamp. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explaining a state in which an electrode shaft is shrink-fitted in a conductive disk that constitutes a tube. 14: Arc tube 16: Translucent ceramic tube 18:
Electrode shaft 20, 22: Conductive disk 28: Sealing material 30: Wire 32: Buried hole 36: Electrode side surface (inner surface) 38: Electrical insulation layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】 透光性セラミックス管の一方の端部に、内面に電極軸が
立設されてなる導電性サーメットエンドキャップを嵌入
して、所定のフリットシール材にて封止すると共に、該
導電性サーメットエンドキャップの少なくとも内面に電
気絶縁層を設けて、その表面を被覆せしめてなる高圧金
属蒸気放電灯用発光管において、 前記電極軸を、その端部において、前記導電性サーメッ
トエンドキャップの埋設穴内に、該電極軸よりも細い少
なくとも1本以上の素線と共に、挿入、埋設する一方、
前記電気絶縁層を、電気絶縁性のサーメット材料にて構
成したことを特徴とする高圧金属蒸気放電灯用発光管。
[Claims] A conductive cermet end cap having an electrode shaft erected on the inner surface is fitted into one end of a translucent ceramic tube, and the end cap is sealed with a predetermined frit sealing material. In the arc tube for a high-pressure metal vapor discharge lamp, the electrically insulating layer is provided on at least the inner surface of the conductive cermet end cap to cover the surface thereof, and the electrode shaft is connected to the conductive cermet end cap at its end. while inserting and burying it together with at least one strand thinner than the electrode axis into the embedding hole,
An arc tube for a high-pressure metal vapor discharge lamp, wherein the electrically insulating layer is made of an electrically insulating cermet material.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6635993B1 (en) 1998-08-26 2003-10-21 Ngk Insulators, Ltd. Joined bodies, high-pressure discharge lamps and a method for manufacturing the same
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