JPH01236574A - 高圧金属蒸気放電灯用発光管 - 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】 （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端部開口を閉塞する、内側に放電用
電極軸が、外側に給電用リード部材が、それぞれ立設さ
れてなる閉塞体の構造に関するものである。

（背景技術） 従来から、発光管として透光性セラミックス管を用いた
ＨＩＤランプが知られているが、近年、そのような発光
管の端部閉塞体の一種として、実開昭６２−９４５５４
号や特開昭６２−１７６０４３号公報等において、アル
ミナ等の複数のセラミックス層間に導電性層が介在され
るように積層形成されると共に、その導電性層に導通さ
れる状態で、内側に放電用電極軸が、外側に給電用リー
ド部材が、それぞれ、埋入されて立設されてなるセラミ
ックス製閉塞体が提案されている。

すなわち、このようなセラミックス製閉塞体にあっては
、売先管内への露出面が電気絶縁性材料にて形成され得
ることから、その始動時に電極と閉塞体との間でアーク
が発生する、所謂バックアーク現象が有利に回避され得
ると共に、製造が容易で低コストでの大量生産が可能と
なるといった利点を有しているのである。

ところで、かかる七うソミックス製閉塞体においては、
前記放電用電極軸及び給電用リード部材の埋入、立設を
、該閉塞体に設けられた埋設穴に対して、かかる電極軸
若しくはリード部材を埋入し、適当なフリット材を用い
て固定すること等によって行なうことも可能であるが、
かかるフリット材による固定は、操作が面倒で製造性が
悪く、特に、電極軸側におけるそのようなフリット材の
使用は、金属蒸気、特にメタルハライドランプに封入さ
れるメタルハライドによる浸食性の点から、できるだけ
避けることが望ましい。

そこで、このようなセラミックス製閉塞体にあっては、
該閉塞体を形成するセラミックスグリーンシートの積層
体に対して埋設穴を設けて、該埋設穴内に所定の電極軸
及びリード部材を埋入せしめた状態下で、該積層体を焼
結して一体化することにより、かかる電極軸及びリード
部材を埋設穴内に焼嵌めることが知られている。

しかしながら、このように電極軸及びリード部材がセラ
ミックス製閉塞体の埋設穴内に焼嵌められることによっ
て固定されたものにあっては、閉塞体を形成するアルミ
ナ等のセラミックス材料と、電極軸及びリード部材を形
成する金属タングステン等の金属材料との熱膨張係数が
大きく違うために、その焼嵌め時（焼成時）に、かかる
閉塞体にクラックが生じ易く、その結果、発光管のリー
クや光束の低下等が誘発され、不点灯に至る等の問題が
惹起される恐れがあったのである。

（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、上述の如
き積層型のセラミックス製閉塞体に対して、電極軸乃至
はリード部材を焼嵌めによって立設せしめるに際しての
クランクの発生が可及的に防止され得る閉塞体構造を明
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。

（解決手段） そして、上記した課題を解決するために、本発明の特徴
とするところは、透光性セラミックス管の端部開口を、
複数のセラミックス層間に導電性層が介在せしめられる
ように積層形成されてなるセラミックス製閉塞体にて閉
塞すると共に、該閉塞体に対して、その導電性層に導通
される状態で、内側に電極軸を、外側にリー′ド部材を
、それぞれその端部において埋入して立設せしめてなる
高圧金属蒸気放電灯用発光管において、前記電極軸及び
リード部材のうちの少なくとも一方を、前記閉塞体の埋
設穴内に、そこに埋入されるべき電極軸若しくはリード
部材よりも細い少なくとも１本以上の素線と共に、挿入
、埋設せしめたことにある。

なお、本発明において、前記電極軸及びリード部材のう
ちの少なくとも一方に添えられる素線としては、対応す
る電極軸若しくはリード部材の１／１０〜８／１０の直
径を有するものが、特に好適に用いられることとなる。

また、本発明にあっては、前記セラミックス製閉塞体を
構成するセラミックス層形成材料として、絶縁性サーメ
ット材料を用いることも可能である。

（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。

先ず、第１図には、本発明に従う構造とされたＨＩＤラ
ンプ用発光管の一実施例が示されている。

かかる図に示された、本実施例における発光管１０は、
アルミナ磁器などからなるチューブ状の透光性セラミッ
クス管１２と、その両端部に固定されて、それを密封す
る閉塞体１４、＝１４とから構成されており、そしてそ
の内部には、ＨＩＤランプの種類によって各種の金属乃
至はその蒸気、例えば、高圧ナトリウムランプにあって
は金属ナトリウム、水銀、希ガスが、メタルハライドラ
ンプにあっては、水銀及び適当な希ガスと共に、適当な
種類の発光金属のハロゲン化物が、封入されているので
ある。

また、上記閉塞体１４．１４には、それぞれ、内側面に
電極軸１６が、外側面にリード部材１８が、その一端部
において埋設されることにより立設されている。

そして、図示はされていないが、このような発光管１０
は、良く知られているように、その内部に窒素等の不活
性ガスが封入されたり、或いはそれが真空状態に維持さ
れた、ガラス等からなる透光性を有する密封されたバル
ブ（外管）内に収容、配置せしめられ、そのリード部材
１８．１８において、導電性部材に固着されて支持され
ると共に、該導電性部材を通じて、かかるリード部材１
８．１８に対して給電が行なわれることとなる。

ところで、本実施例にあっては、このような発光管１０
において、電極軸１６及びリード部材１８が立設されて
なる閉塞体１４．１４の構造に、その大きな特徴を有す
るものであって、その詳細図が、第２図に示されている
。

具体的には、かかる閉塞体１４は、全体とじて厚肉円板
形状を呈しており、前記特開昭６２−１７６０４３号公
報等に明らかにされている如く、複数層（本実施例にお
いては３層）のセラミックスシート２０間に導電性層２
２が介在されるように積層形成されてなる構造とされて
いる。即ち、このような閉塞体１４は、例えば、アルミ
ナ等のセラミックス粉末を用いて形成されたセラミ・ノ
クス・グリーンシートに対して、その重合されるべき表
面上に、タングステンやモリブデン等の導電材料から成
るペーストを印刷成形すること等によって、導電膜を適
当な肉厚で形成し、そして該導電膜を挾むように、かか
るセラミックス・グリーンシートを積層して、乾燥、焼
成することによって得られることとなる。

なお、かかる導電性層２２としては、通常、０゜００５
〜０．５龍程度の肉厚をもって形成されるものであり、
またセラミックスシート２０に対する接合強度を向上さ
せるべく、その形成材料として、上述の如き導電性材料
と共に適当なセラミックス成分を含有するものが、好適
に用いられることとなる。

また、このような構造とされた閉塞体１４には、軸方向
両側端面から軸方向に所定深さで延びる埋設穴２４．２
６が、それぞれ、該閉塞体１４の内部に形成された導電
性１Ｊ２２．２２を貫通する状態で穿設されている。そ
して、内側面に開口する埋設穴２４内に対して、前記電
極軸１６の一端部が、また外側面に開口する埋設穴２６
に対して、前記リード部材１８の一端部が、それぞれ、
埋設されることによって、それら電極軸１６、リード部
材１８が、閉塞体１４の内側面乃至は外側面上に略垂直
に立設されている。

ここにおいて、かかる電極軸１６、リード部材１８は、
それぞれ、素線２８．３０と共に、埋設穴２４．２６内
に埋入されており、前述の如き、焼成前のグリーンシー
ト及び導電膜の積層体に対して埋入された後、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
作用を利用して焼嵌め、固定されているのである。

そして、このように、閉塞体１４を形成する焼成前の積
層体に設けた埋設穴２４．２６内に、電極軸１６、リー
ド部材１８を、素線２８．３０と共に埋入、立設して、
それを高温で焼結して焼嵌めると、第３図に示される如
く、閉塞体１４の埋設穴２４　（埋設穴２６）の断面形
状の熱変形と、ロンド状の電極軸１６　（リード部材１
８）、素線２８（素線３０）の断面形状の熱変形により
、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１６　（リード部材
１８）に対する導電性層２２．２２の良好な電気的接触
状態が得られることとなるのである。

なお、第３図においては、閉塞体１４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。

すなわち、従来の如く、電極軸及びリード部材として、
積層体の埋設穴内を完全に埋めるものを用いると、閉塞
体の焼成時における収縮応力の緩和が有効に為され得す
、そのために該閉塞体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１６及
び素線２８と埋設穴２４との間、リード部材１８及び素
線３０と埋設穴２６との間に、それぞれ空間が存在し、
そのために上記した埋設穴２４（埋設穴２６）及び電極
軸１６（ＩＪ−１層部材１８）、素ｖＡ２８（素線３０
）の変形が可能となって、閉塞体１４の収縮応力が良好
に緩和されることとなるのである。

なお、上記素線２８．３０にあっては、耐熱性等の点か
ら、一般に、何れも電極軸１６やリード部材１８と同様
な材質、例えばタングステン等の金属から形成されるこ
ととなる。

また、電極軸１６やリード部材１８としては、一般に、
従来のものと同様、０．４龍φ〜１．５　＊＊φ程度の
太さのものが用いられ、そして素線２８．３０としては
、それらの電極軸１６やリード部材１８よりも細い、−
ｉに、それらの太さの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。けだし、素
線２８．３０の直径が余りにも細くなり過ぎると、クラ
ンクの防止効果がなくなるからであり、また電極軸１６
やリード部材１８の太さの８／ｌＯを越えるような直径
となると、埋設穴２４との間の隙間が大きくなり、導電
性層２２に対する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。なお、特に、素線３０にあっては、閉塞体１４の焼
結時の収縮による外形変化を防止するうえにおいて、リ
ード部材１８の太さの５／１０以下とすることが望まし
い。

さらに、電極軸１６に添えられる素線２８の高さとして
は、点灯時における該素線２８からの放電を防止するた
めに、少なくとも電極軸１６の先端に設けられた、公知
のコイル部３２よりも低い高さに設定することが望まし
く、一般には、閉塞体１４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。

また一方、リード部材１８に添えられる素線３０の高さ
としては、特別な制限を受けることはなく、適宜に選定
されることとなるが、閉塞体１４の埋設穴２６内に、リ
ード部材１８及び素線３０を挿入して焼嵌める際の、そ
れらリード部材１８、素ｖＡ３０の治具へのセツティン
グの容易性から、素線３０の長さをリード部材１８と略
同様な長さとしておくことが望ましい。

そして、上述の如くして得られた、電極軸１６及びリー
ド部材１８が立設されてなる閉塞体１４にあっては、例
えば、第１図に示されているように、セラミックス管１
２の開口端部に対して、その焼結時の収縮作用を利用し
て焼嵌められ、或いはガラスフリット等の適当なシール
材３３を用いて気密に嵌入されることによって、取り付
けられることとなる。

従って、本実施例の如く、電極軸１６、リード部材１８
に素線２８．３０を添えれば、複数のセラミックスシー
トの積層体にて構成された閉塞体１４の利点を有利に確
保しつつ、従来、閉塞体１４と、電極軸及びリード部材
との間の熱膨張差のために惹起されていた該閉塞体１４
におけるクランクの発生が可及的に防止され得るのであ
り、それによって発光管１０におけるリークの発生や光
束の低下、更には不点灯に至る等の問題を悉く解消し得
ることとなったのである。

次に、第４図及び第５図には、それぞれ、本発明に係る
別の実施例が示されている。なお、これらの図中、上記
第一の実施例と同様な構造とされた部材については、そ
れぞれ、同一の符号を付することにより、その詳細な説
明は省略することとする。

先ず、第４図に示された実施例にあっては、前記第一の
実施例に対して、閉塞体の構造及びセラミックス管に対
する取付構造の他の具体例を示すものである。

すなわち、本実施例における閉塞体３４にあっては、２
層のセラミックスシート２０．２０間に導電性層２２が
介在されるように積層形成されてなる構造とされており
、その両側面から穿設された埋設穴２４．２６内に、そ
れぞれ電極軸１６、リード部材１８が、素線２８．３０
とともに埋入されて、かかる導電性層２２に導通された
状態下に立設されている。

そして、かかる閉塞体３４は、その内側面において、セ
ラミックス管３６の開口端面に当接され、かかる当接部
位をフリットシール４ｏにテ固着すれることによって、
該開口を密封する状態で取り付けられている。

次に、第５図に示された実施例にあっては、前記第一の
実施例に対して、閉塞体の構造の更に別の具体例を示す
ものである。

すなわち、本実施例における閉塞体４０にあっては、第
６図にも示されているように、２層のセラミックスシー
ト２０．２０間において、導電性層が、互いに電気的に
独立して設けられた第−及び第二の導電性層４４及び４
６によって構成されている。

そして、第二の導電性層４４には、前記実施例と同様に
、閉塞体４０の内側面に立設された電極軸１６及び該閉
塞体４０の外側面に立設されたリード部材１８が、それ
ぞれ導通されている一方、第二の導電性層４６には、閉
塞体４ｏの内側面に立設されて、電極軸１６に対して所
定間隙を隔てて対向して位置せしめられる補助電極４８
と、閉塞体４０の外側面に立設されて、該補助電極４８
に電流を給電せしめる補助電極用リード部材５゜とが、
それぞれ導通されている。

なお、かかる補助電極４８は、前記実開昭６２−９４５
５４号公報等に開示されている如く、ランプの始動時に
、該補助電極４８と電極軸１６との間で放電を起こさせ
ることにより、発光管両端に配された電極軸１６．１６
間での放電を生じ易くして、発光管の始動性能を向上さ
せるものである。

そして、ここにおいて、そのような補助電極４８及び補
助電極用リード部材５０の立設に際しても、本発明が好
適に適用されるものであって、それら補助電極４８、補
助電極用リード部材５ｏは、それぞれ、閉塞体４０を形
成する焼成前の積層体に設けられた埋設穴内に、素線５
６．５８と共に埋入さ′れて、かかる埋入状態下に焼成
されることによって、埋設穴５２．５４内に焼嵌められ
ているのである。

そして、それによって、閉塞体４０における焼結時のク
ラックの発生を回避しつつ、それら補助電極４８及び補
助電極用リード部材５０を、該閉塞体４０に対して焼嵌
めによって固設することが可能となるのである。

以上、図面に示す本発明の代表的な具体例について説明
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。

例えば、閉塞体１４（３４，４０）を構成するセラミッ
クスシート２０を、実質的に電気絶縁性を示すサーメッ
ト材料にて形成することも可能でる。なお、かかるサー
メット材料としては、例えば、抵抗率がｌＸｌＯ１２Ω
・０ｍ以上を示す、Ａｌ２Ｏ、−Ｗ系等が好適に用いら
れることとなる。

また、前記実施例の如く、電極軸１６側及びリード部材
１８側の何れにも素線２８．３０を添えて、目的とする
閉塞体１４を構成することが最も望ましい態様ではある
が、本発明は、少なくとも電極軸１６及びリード部材１
８の何れがの側において、素線２８乃至は３０が添えら
れておれば、その目的を達成することが可能である。

さらに、そのような電極軸Ｉ６若しくはリード部材１８
に対して、２本以上の素線を添えることも可能である。

更にまた、閉塞体１４を構成する導電性層２２に対する
電極軸１６及びリード部材１８の導通を、該導電性層２
２を貫通することなく、その先端面を当接させることに
よって得ることも、勿論可能である。

（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、セラ
ミックス層及び導電性層の積層体にて構成された閉塞体
に対して、電極軸及びリード部材の少なくとも一方に所
定の素線を添えて立設せしめることによって、該閉塞体
における焼成時のクランクの発生が可及的に防止され得
るのであり、それ故、透光性セラミックス管の端部開口
を、かかる閉塞体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、該閉塞体を積層体に
て構成することによって得られる利点を確保しつつ、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の向上が極めて
有利に図られ得ることとなるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＨＩＤランプ用発光管の一実施例
を示す縦断面説明図であり、第２図はかかるＨＩＤラン
プを構成する閉塞体を拡大して示す縦断面図であめ、第
３図はかかる閉塞体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。また、第４図は本発明
に係るＨ　Ｉ　Ｄランプ用発光管としての、他の実施例
を示す、要部断面説明図である。更に、第５図は本発明
に係るＨＩＤランプ用発光管に好適に用いられる閉塞体
の、更に別の実施例を示す縦断面図であり、第６図は第
５図におけるＶｌ−ＶＩ断面図である。 １０：発光管 １２．３６：セラミックス管 １４．３４，４０：閉塞体 １６：電極軸　　　　　１８：リード部材２０；セラミ
ックスシート ２２．４４，４６：導電性層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透光性セラミックス管の端部開口を、複数のセラミック
   ス層間に導電性層が介在せしめられるように積層形成さ
   れてなるセラミックス製閉塞体にて閉塞すると共に、該
   閉塞体に対して、その導電性層に導通される状態で、内
   側に電極軸を、外側にリード部材を、それぞれその端部
   において埋入して立設せしめてなる高圧金属蒸気放電灯
   用発光管において、 前記電極軸及びリード部材のうちの少なくとも一方を、
   前記閉塞体の埋設穴内に、そこに埋入されるべき電極軸
   若しくはリード部材よりも細い少なくとも１本以上の素
   線と共に、挿入、埋設せしめたことを特徴とする高圧金
   属蒸気放電灯用発光管。