JPH01281655A - 高圧金属蒸気放電灯 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は端部に金属箔を気密に封着する圧潰封止部を形
成してなる高圧金属蒸気放電灯発光管に関する。

（従来の技術） 一般に水銀ランプやメタルハライドランプ等の高圧金属
蒸気放電灯の発光管は石英ガラス製発光管バルブの端部
を扁平に圧潰封止し、この封止部に一端に電極を他端に
外部リード線を接続してなる高融点金属たとえばモリブ
デンからなる金属箔を気密に封着して形成されている。

すなわち、上記電極と外部リード線とをそれぞれ接続し
た金属箔を石英ガラス製発光管バルブの端部に管軸に沿
って配置し、上記管端部な加熱軟化したのち、その両側
面を一対の抑圧面がほぼ平担な金型にて扁平に圧潰する
ことによって、圧潰成形された封止部内に上記金属箔を
気密に封着することが一般に行なわれている。したがっ
て、成形された封止部は扁平面同士が平行して全体に亘
って均一な厚さとなっている。

ところで、たとえばメタルハライドランプは発光管内圧
始動用希ガス、水銀と共に金属ハロゲン化物が封入して
あり１点灯時には水銀の発光に加え、ハロゲン化物とし
て封入した金属を発光させることにより、高効率でかつ
高演色性の発光特性が得られるものである。

上記金属ハロゲン化物は点灯時に蒸発する量よりも過剰
に封入されており２発光効率に影響する七の蒸気圧は発
光管の最冷部温度によって決まる。

したがって１発光効率を上げるためには、いかにして発
光管の最冷部温度を高めるかが重要な問題となってくる
。一般にメタルハシイドランプはそのような目的のため
に水銀ランプと較べ管壁負荷を高めている。このような
傾向はランプが小形になるほど顕著となる。この理由は
発光管を小形化する場合に、気密封着用の金属箔の大き
さは電流容量等の関係でそれ程縮少化することはできず
。

したがってこの金属箔を封着する部分の発光管封止部の
大きさもまた発光管本体である放電部はどＫは縮小化で
きず、中〜大形ランプに比較して封止部からの熱損失は
相対的に大きくなることが避けられなかった。この封止
部からの熱損失を補うため上記のように管壁負荷を高め
ることが必要であった。

これに伴ない点灯中の発光管内圧も非常に高くなり、た
とえば１００Ｗ級のメタルハライドランプでは約１０気
圧、４０ＯＷ級では約２０気圧にも達する。したがって
２発光管の耐圧は重要であり。

高い耐圧性と共に多量生産に際しては個々のランプ間の
変動を小さくすることも要求される。

さらに発光管内に封入された金属ハロゲン化物が封止部
に封着された電極の電極軸と封止部ガラスとの間隙に侵
入して発光に寄与する発光管内の金属量が減少して発光
特性を低下させたり、また通常モリブデンからなる上記
金属箔部分にまで達してこれと反応し、電極軸と金属箔
との接合部を破壊して導通不良を生じて不点となる等の
不都合を発生させることがある。

このような不都合を除くには、電極軸と封止部ガラスと
の隙間を小さくすること、特に封止端部における隙間を
小さくすることが望ましい。しかしながら、上記従来の
封止部形状つまり扁平面が平行で封止部厚さが全体に亘
って均一なものでは上記隙間を小さくするには限界があ
った。すなわち、隙間を小さくするには封止部形成工程
において、上記一対の抑圧金型の押圧時における距離を
挾く、つまりより強く押圧すれば良いわけであるが、あ
まり強く押圧し過ぎると金属箔の箔切れな生じたり、あ
るいは電極軸と封止部ガラスとが緊密に封着し過ぎて２
反えって通常タングステンからなる電極軸と石英ガラス
との熱膨張率の差によって封着部にクラックを発生する
ことになりかねず、好ましい封止部の形成には困難がつ
きまとっていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来の高圧金属蒸気放電灯の発光管は、上記したように
封止部の電極軸と封止部のガラスとの隙間を小さくして
電極軸と金属箔との接合部の破壊を防止するために、抑
圧金型を強く押圧すると金属箔の箔切れが発生したり、
封着部にクラックが発生したりする問題があった。

本発明は上記した従来の高圧金属蒸気放電灯の発光管の
問題を防止する課題に対してなされたもので２発光管封
止部の強度が太き（、かつ製造が容易な高圧金属蒸気放
電灯発光管を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は発光管バルブの端部に扁平に圧潰した封止部を
形成し、この封止部に一端に電極な他端に外部リード線
を接続した金属箔を気密に封着する高圧金属蒸気放電灯
発光管において、上記扁平な圧潰封止部の厚さを上記電
極の電極軸封止端側を薄く、外部リード線の封止端側を
厚（形成したことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明高圧金属蒸気放電灯発光管は、一端に電極を他端
に外部リード線を接続した金属箔を気密に封着した封止
部の厚さが、電極封止端側は薄く。

外部リード線封止端側は厚く形成されている。このよ５
に＄Ｍ成すると、電極の封止端側で封止部ガラスとの間
隙が極めて小さくなり２発光管内封入物が間隙に侵入す
ることを防止でき４発光金属量が減少して発光特性が低
下したり、金属箔と電極軸との接合部が破壊するような
事故が減少する。

また、封止部の大部分が電極軸の封止端側はどには強い
力で押圧されないから金属箔の箔切れが生じず、ｉｔ電
極軸封止端側を除く大部分が封止部ガラスと適当な隙間
を保持でき、熱膨張差によるクラックの発生が防止でき
る。

（実施例） 以下２本発明の詳細を図示の実施例を参照して説明する
。第３図は１００Ｗの小形メタルノ１ライドランプの発
光管を示し、（１）は内径的１０．５ｇｍ＋肉厚約１．
５　ｍの石英ガラスからなる発光管ノくルブで。

その内部には始動用希ガスとしてたとえばアルゴンガス
が１００トール、水銀２０〜．スカンジウムメタル０．
１１１９および金属ノ１０ゲン化物としてよう化スカン
ジウムとよう化ナトリウムが合計で１０〜封入されてい
る。（２ａ）、（２ｂ）は発光管ノくルブ（１）の両端
に距離約１７玉を隔たて【対向設置された一対の電極で
、（３）は一方の電極（２ａ）に近接して設けられた補
助電極である。これら各電極（２ａ）。

（２ｂ　’）　、（３１は発光管バルブ（１）の端部を
扁平に圧潰してなる封止部（４）　、　（５）に気密に
封着された高融点金属たとえばモリブデンからなる金属
箔（６ａ）、（６ｂ）。

（６Ｃ）を介して外部リード線（７ａ）　、　（７ｂ）
　、　（７ｃ）にそれぞれ接続している。

次に、上記封止Ｍｔ４１　、　（５）の形状、構造につ
いて第１図および第２図を参照して説明する。両図は説
明の便宜上封止部の一方（４）のみを示し、第１図は斜
視図、第２図は縦断面図である。図示のよ５に扁平に圧
潰した封止部（４）の厚さ、つまり扁平面（４ａ）と（
４ｂ）とで挾さまれる（４ｃ）の厚さは電極（２ａ）の
電極軸（８）の封止端（９）側の厚さａが３．４門。

外部リード線（７ａ）の封止端ｔｌｌ側の厚さｂが４．
５１で、電極軸封止端（９）側の厚さが外部リード線封
止端ＩＩＩ側の厚さよりも薄くなるように、たとえて言
えばハの字形に形成しである。なお、上記両肘止端ｔ９
）　、　（１１間の距離ｄは１０．５　ａｍとしたから
、（ｂ−ａ）／２ｄ　＝　０．０５２となる。

このように厚さが不均一な封止部（４）を形成するには
、一端に電極（２ａ）の電極軸（８）を、他端に外部リ
ード線（７ａ）を接続した金属箔（６ａ）を発光管バル
ブ（１）の開口端部に同軸的に配置し、上記開口端部な
加熱軟化したのち、一対の抑圧金型によって扁平に圧潰
して封止するわけであるが、この時の押圧力を電極軸（
８）の封止端（９）側を最も強クシ。

外部リード線（７ａ）の封止端ｆｉｔｍ側にいくにした
がって次第に弱くなるようにすれば良い。たとえば。

一対の抑圧金型の押圧面同士が平行することなくハの字
形になるように対設しておけば良い。

このようにして形成された封止部（４）は電極軸（８）
の封止端（９）側では封止部ガラスとの間隙を櫃めて小
さくすることができる。すなわち、従来上記間隙は電極
軸（８）断面積に対して８％近くもあったものが４本実
施例によれば約１．５％にも縮小することができた。し
たがって１発光管内封入物たとえば金属ハロゲン化物が
上記間隙に侵入して発光管内の発光金属量が減少して発
光特性を低下したり金属箔（６ａ）にまで達して電極軸
（８）との接合部を破壊し、ランプを不点とする事故等
を防ぐことができ、また点灯時に急上昇する発光管内圧
力が急激に封止部（４）内にかかつてこれを破壊するよ
うな事故も減少させることができる。しかも、封止部（
４）の大部分は電極軸（８）の封止端（９）側はどＫは
強い力で押圧されないので、金属箔（６ａ）が箔切れを
生じるようなことはな（、さらに封止端（９）側な除く
大部分の電極軸（８）は過度に封止部ガラスと封着する
ことが避けられ適当な隙間ｔｔＩ）を保持できるので２
両者の熱膨張率の差による封着部のガラスのクラック発
生も防止できる。

次に上記実施例の発光管と、封止部の扁平面同士が平行
で全体の厚さが均一である以外は全て実施例と同じ従来
の発光管各１０個につき行なった耐圧試験の結果を述べ
る。

試験方法は発光管内に空気圧を加え、その圧力を徐々に
増加させて発光管が破損した圧力を測定した。実施例の
発光管は平均５５気圧（最低４０気圧、最高６３気圧）
であったのに対し、従来のものは平均４０気圧（最低２
３気圧、最高５８気圧）で。

本発明によれば耐圧性を着るしく向上することができ、
しかもそのバラツキも少なくて均質な発光管が得られる
ことが判る。

次に電極軸封止端側の薄肉部（厚さａ）と外部リード線
封止端側の厚肉部（厚さｂ）とがなす封止部扁平面（４
ａ）、（４ｂ）の管軸方向（距離ｄ）Ｋおける傾斜角度
（ｂ−ａ）／２ｄを種々変えた各禎発光管を作製して効
果（発光管特にその封止部の強度つまり、耐圧性やハロ
ゲン化物による電極軸と金属箔との接合部の破壊防止）
との関係を調べた。

なお、傾斜角度（ｂ−ａ）／２ｄの設定については。

封止部形成時に使用する一対の押圧金型の対向する押圧
面の対向角度を変化させること等によって行ない、（ｂ
−ａ）／２ｄの値が０．０１７　、０．０３５　。

０．０７０，０．１０５の各値になるようにした。

この結果、上記値が０．０３５と０．０７０（上記実施
例は０．０５２）のものは実施例とほぼ同等の効果を得
ることができたが、０．０１７と傾斜角度が小さ過ぎる
ものは従来の封止部の厚さが均一なものＫその形状が近
（、シたがって顕著な効果は得られず。

一方ｏ、ｉｏｓと傾斜角度の大き過ぎるものは、封止工
程において溶融ガラスの厚肉側への流れが大きくなり過
ぎて金属箔（６ａ）に変形をきたし、それにつれて金属
箔（６ａ）に接続している電極（２ａ）の位置も変動し
、この結果対向電極（２ｂ）との距離が不定となって均
一なランプ特性が得られＫくくなったり、上記金属箔（
６ａ）の変形によって気密な封止部が得られＫ＜くなる
等の欠点を生じる。

したがって。

０．０３５≦（ｂ−ａ）／２ｄ≦０．０７０の範囲に設
定することが望ましい。

第４図および第５図はそれぞれ変形例を示し。

上記実施例と同一個所は同一符号を付して説明はいる場
合には、ｂの位置は封止端部ではなく図示のように最大
肉厚を有する個所とする。また、第５図の場合には、外
部リード線（７ａ）の封止端側をも封止工程で強く押圧
することによって肉薄部（１３を形成し外部リード線（
７ａ）と封止部ガラスとの封着性をよくしたもので、こ
れは上記実施例においてｂの値を最大限にしたような場
合、外部リード線（７ａ）と封止部ガラスとの間隙は大
きく。

外部リード線（７ａ）の封着直後の酸化あるいは外管内
に組込む発光管マウント時に外部リード線（７ａ）を折
り曲げ加工する場合に折損しやすい等の欠点解消に有効
である。

なお２発光管形状には一端封止形と上記実施例のよ５に
両端封止形とがあるが、いずれの封止部にも本発明を適
用することが望ましい。

また１本発明は上記小形メタルハライドランプに限られ
るものではなく、中〜大形のメタルハライドラング特に
発光管内封入物の点灯時における蒸気圧を高める高効率
タイプあるいは水銀ランプ等の他の高圧金属蒸気放電灯
の発光管に適用することもできる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば１発光管の扁平に圧
潰した封止部の厚さを、電極軸の封止端側を薄く、外部
リード線の封止端側を厚くなるように形成するだけの簡
単な手段によって９発光管内封入物の封止部内への侵入
や点灯時に高圧となる発光管内圧力による封止部の破壊
等に対して耐性のある強度の大きな封止部を有する発光
管を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるメタルハライドランプ
発光管の一端封止部の斜視図、第２図は同じく縦断面図
、に３図は同じく発光管全体の縦断面図、第４図および
第５図はそれぞれ変形例の要部である一端封止部の正面
図を示す。 （１）・・・・・・発光管バルブ。 （２ａ）　、　（２ｂ）・・・・・・電極。 （４）　、　（５）・・・・・・封止部。 （４ａ）　、　（４ｂ）・・・・・・封止部扁平面。 （４ｃ）−−（４ａ）　、　（４ｂ）で挾さまれる層。 （６ａ）　、　（６ｂ）　、　（６ｃ）　・・−＝金属
箔。 （７ａ）　、　（７ｂ）　、　（７ｃ）−−−−−−外
部リード線。 （８）・・・・・・電極軸。 （９）・・・・・・封止部の電極軸封止端。 ｆｌｌ・・・・・・封止部の外部リード線封止端代理人
弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　　宇　　治　　　　　弘 “　＋／昌

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発光管バルブの端部を扁平に圧潰してなる封止部に、一
   端に電極を他端に外部リード線を接続した金属箔を気密
   に封着し、上記封止部の厚さを電極封止端側は薄く、外
   部リード線封止端側は厚く形成したことを特徴とする高
   圧金属蒸気放電灯発光管。