JPH0327330Y2

JPH0327330Y2 -

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Publication number: JPH0327330Y2
Application number: JP1985103313U
Authority: JP
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1985-07-05
Publication date: 1991-06-13
Also published as: JPS6212259U

Description

【考案の詳細な説明】

（技術分野）本考案は、高圧金属蒸気放電灯（以下、HID
ランプと呼称する）に使用される発光管に関する
ものであり、更に詳細には透光性セラミツクス管
の両端を、電極及びリード部材が埋設された導電
性閉塞体にてそれぞれ閉塞せしめられることによ
つて構成される高圧金属蒸気放電灯用発光管に関
するものである。（従来技術）従来から、発光管として透光性セラミツク管を
用いたHIDランプの発光管端部閉塞体としては、
特開昭52−71695号公報に記載されているように、
導電性のデイスク（閉塞体）が提案されている。
このような導電性デイスクは、酸化アルミニウム
粉末と金属タングステン粉末を混合、焼結した導
電性のサーメツトにて構成されている。そして、
このような導電性閉塞体の発光管内側に位置する
部分には、タングステン製の放電用の電極が設け
られる一方、該導電性閉塞体の外側面には、電源
に接続されるリード部材が埋設、固定されてお
り、電源からの電力は該リード部材から導電性閉
塞体を経てタングステン電極に給電されるように
なつている。このような導電性閉塞体が使用される理由は、
高圧ナトリウムランプにおいては、高価なニオブ
電極の代わりに安価なタングステン電極を使用で
きるためであり、また、演色性を向上するために
ハロゲン化合物が発光管内に封入された、所謂メ
タルハライドランプにおいては、導電性閉塞体が
ハロゲン化合物に対する耐蝕性を有しているから
である。一方、特開昭９−103267号公報には、発光管の
端部を閉塞する前述した如き導電性閉塞体の電気
低抗値を調整することにより、点灯時において該
導電性閉塞体を発熱せしめて、ランプの点灯後の
金属蒸気の蒸気圧を高めて、ランプの演色性を向
上させようとする試みが明らかにされている。（問題点）しかしながら、上記したような導電性の閉塞体
を用いる発光管にあつては、所定のタングステン
電極及びリード部材を該導電性閉塞体に埋設、固
定するために、それらタングステン電極やリード
部材を埋設した導電性閉塞体の成形物を焼結して
一体化する場合、該成形物自体の焼結収縮や、焼
結された導電性閉塞体とタングステン電極やリー
ド部材との間の熱膨張差が余りにも大きいため、
製造時に導電性閉塞体にクラツクが発生し易く、
しかもランプが点灯されれたときに生ずる熱応力
のため、発光管がリークして、光束の低下を招い
たり、不点灯に至る等の問題点があつた。特に、前述の如く、導電性閉塞体の電気低抗を
大きくして発熱させることにより、ランプの演色
性を向上せしめる構造とされた発光管において
は、、その弊害は一層顕著なものとなつていたの
である。すなわち、そのような発光管にあつて
は、点灯と消灯との繰り返しに従つて、端部の導
電性閉塞体と該閉塞体に埋設、固定された電極及
びリード部材との間に発生する熱応力が一層増大
されることとなり、つまりは、ランプを使用する
ことによつて、そこに生ずるクラツクが助長せし
められるようになる。従つて、発光管の製造時に
おいては、リークテスト等によつても異常が認め
られない程度のクラツクが、その使用によつて助
長せしめられるために、該発光管のリークを生じ
易く、かかる製品の耐久性及び性能の低下を招く
こととなるところから、該閉塞体の抵抗値を充分
な発熱量を得る大きさに設定することが困難であ
るといつた問題を内在しているのである。（解決手段）本考案は、このような問題点を解決するために
為されたもので、その目的とするところは、導電
性閉塞体にクラツクの発生がなく、発光管のリー
クを生ずることのない高圧金属蒸気放電灯用発光
管を提供することにあり、そしてこの目的を達成
するために、前記の如き透光性セラミツク管の端
部を導電性閉塞体にて閉塞せしめてなる高圧金属
蒸気放電灯用発光管において、かかる導電性閉塞
体の所定深さの埋設穴内に挿入、埋設する電極及
び／又はリード部材として撚り線を用い、且つそ
の埋設穴内面との間に空間を持たせると共に、電
気抵抗値が0.1〜5Ωである導電性閉塞体を用いる
ことを特徴とするものである。（実施例）以下、本考案を更に具体的に明らかにするため
に、本考案の一実施例を、図面に基づいて詳細に
説明する。まず、第１図は、本考案の適用されるHIDラ
ンプの全体を慨略的に示すものであつて、透光性
ガラスからなるバルブ（外管）２の開口部が口金
４にて閉塞されてバルブ２内の密閉性が保持され
ている。このバルブ２内には、通常、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
されたりする。そして、口金４を通じて、バルブ
２の内部に収容された発光管６の両端のリード部
材８，８に、該発光管６を支持する導電部材１
０，１０を介して給電が行なわれるように構成さ
れている。また、かかる発光管６は、アルミナ磁器などか
らなるチユーブ状の透光性セラミツク管１２と、
その両端部に固定されて、該セラミツクス管１２
を密閉する、エンドキヤツプとしての導電性閉塞
体（デイスク）１４，１４とから構成されてい
る。そして、該導電性閉塞体１４に対して、前記
リード部材８と共に、所定の電極１６がその一端
において埋設されている。また、この発光管６の
内部には、HIDランプの種類により各種の金属
乃至はその蒸気が封入されており、例えば、高圧
ナトリウムランプにあつては、金属ナトリウム、
水銀希ガスが封入されており、またメタルハライ
ドランプにあつては、水銀及び希ガスと共に、適
当な種類の発光金属のハロゲン化物（ヨウ化デイ
スプロシウム、ヨウ化タリウム、ヨウ化ナトリウ
ム、ヨウ化インジウム等）が封入されている。ところで、本考案は、このようなエンドキヤツ
プとしての、埋設電極１６及びリード部材８を有
する導電性閉塞体１４に適用されるものであつ
て、その一例が、第２図及び第３図に示されてい
る。すなわち、それら第２図及び第３図において、
発光管６の透光性セラミツク管１２の端部に、ガ
ラスフリツト等のシーリング材１９をもつて嵌
合、或いはそのようなシーリング材を用いること
なく焼嵌め、封着された導電性閉塞体１４には、
その外側面に、撚り線からなるリード部材８が埋
設、立設されており、一方その内側面、換言すれ
ば透光性セラミツク管１２内に露出させられる面
には、タングステン電極等の撚り線電極１６が、
その一部を埋設した状態で立設されて、透光性セ
ラミツク管１２の中心部に位置するように配置さ
れている。そして、この導電性閉塞体１４の電極
１６側の放電面１８には、バツクアーク防止用の
絶縁層２０が所定厚さで設けられている。なお、
この絶縁層２０は、かかる放電面１８をその一部
において或いはその全面にわたつて覆つていても
よい。そして、このように、導電性閉塞体１４に埋
設、立設される電極１６、リード部材８に撚り線
を用いることによつて、導電性閉塞体１４に設け
た所定深さの円形断面形状の埋設穴２１に該撚り
線を立設し、これを高温で焼結して焼嵌めると、
第４図の如く、導電性閉塞体１４の埋設穴断面形
状の熱変形と撚り線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、且つ良好な電
気的接続状態と充分な焼嵌め強度が確保できるこ
ととなるのである。すなわち、従来は、第５図に
示される如く、電極１６がその埋設穴内を完全に
埋めるものであるところから、導電性閉塞体１４
の収縮応力の緩和が有効に為され得ず、そのため
に該導電性閉塞体１４にクラツク１５が発生する
等の問題を生じるのであるが、本考案にあつて
は、第４図に示される如く、電極１６を構成する
撚り線と埋設穴２１内面との間に空間が存在し、
そのために上記した撚り線１６及び埋設穴２１の
変形などが可能となつて、閉塞体の収縮応力が良
好に緩されることとなるのである。なお、この撚り線としては、従来の金属棒電
極、リード部材の0.4mmφ〜1.5mmφに対して、例
えば0.2mmφ〜0.7mmφのタングステン素線を２本
〜４本撚つたものが用いられ、その撚り線にする
素線数は多くなるほど、また撚りのピツチが小さ
くなるほど、導電性閉塞体１４の円形埋設穴２１
と接触する部分の撚り線の断面形状が円形埋設穴
２１に近づくために、焼嵌め応力の緩和効果が少
なくなる。また、撚りが全くない複数素線でも、
応力緩和はあるものの、線にまとまりがないた
め、埋設作業上、煩わしさがある。さらに、本考案に適用される発光管６の導電性
閉塞体１４としては、電気抵抗値0.1〜5Ωの範囲
となる材料および形状が選ばれる。このように、
範囲が限定される理由は次の通りである。すなわち、電気抵抗値が、0.1Ω末満では、点
灯時の発熱量が小さいため、ランプの始動性及び
演色性の向上への寄与が少なく、しかもそのよう
な導電性閉塞体１４にあつては、該閉塞体１４と
タングステン電極との熱膨張差が比較的小さいた
めリークの問題が発生しないところから、本考案
を適用することは経済上好ましくないからであ
る。一方、電気抵抗値が5Ωを越えると、導電性閉
塞体１４による電力消費量が過大となり、ランプ
効率上好ましくないばかりでなく、発生熱応力が
過大となり、該閉塞体１４にクラツクが生じ易く
なる欠点があるからである。なお、導電性閉塞体１４（サーメツトデイス
ク）の電気抵抗値として、より好ましくは0.1Ω
〜0.6Ωが採用される。0.6Ωよりも大きくなると、
発光管に封入するメタルハライドの種類および添
加量によつては、該閉塞体１４の発熱が過大とな
り、メタルハライドにより、閉塞体１４が浸食さ
れる恐れがあるからである。また、かかる導電性閉塞体１４の材料として
は、上記の電気抵抗値範囲を満たす比抵抗を有し
且つ寸法要素を考慮して、公知の各種の材料が適
宜に選択され得るが、ランプとしての要求される
寸法形状から、1.0×10^-2〜1.0×10²Ω・cmの範囲
の比抵抗を有する材料を使用するのが好ましい。
また、熱膨張の観点から、透光性セラミツクス管
１２を構成する材料と電極１６及びリード部材８
として使用される耐熱金属との中間の熱膨張率を
有する導電性材料が好ましく、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、
タングステンボライド等が用いられることとな
る。また、かかる導電性デイスク１４の電極１６側
の表面１８上に設けられる絶縁層２０は、公知の
絶縁材料を用いて、適宜に形成することができ
る。さらに、電極１６及びリード部材８の何れをも
撚り線にて構成することが最も望ましい態様では
あるが、その何れか一方のみを撚り線としても、
ある程度の目的を達成することは可能である。なお、このような本考案に従う、撚り線を用い
た電極及び／又はリード部材を埋設してなる閉塞
体１４が用いられるHIDランプとしては、上述
のように、透光性セラミツクス管１２を発光管６
の構成材料として用いたメタルハライドランプ或
いは高圧ナトリウムランプ等を挙げることができ
る。ところで、電極１６及びリード部材８の形状並
びに導電性閉塞体（サーメツトデイスク）１４の
電気抵抗値を種々変化せしめて、ランプ点滅試験
を行つた結果が、下記第１表に示されている。こ
の第１表からしても、本考案に係る優れた効果は
容易に把握されるところである。なお、電極、リード部材、導電性閉塞体の構成
は次の通りであつた。導電性閉塞体１４形状：外径 …５mm 厚さ …５mm 〔閉塞体表面のアルミナ絶縁層２０の厚さ：0.3
mm〕電極１６・リード部材８（タングステン）撚り線：外径 …0.3mm 撚り線数 …２本撚りのピツチ …３mm／１回転棒線：外径 …0.6mm 電極１６，リード部材８の閉塞体１４に対する埋
設深さ：1.5mm （電極−リード部材の離間距離：２mm）

【表】けるリーク発生の有無確認。
以上、図面に示された具体例並びに導電性閉塞
体の電気抵抗値を規定する理由を説明するための
代表的な実施例により、本考案を説明をしてきた
が、本考案が、かかる例示の構造およびそれに付
随した説明によつて何等限定的に解釈されるもの
でないことは、説明するまでもないところであ
る。（考案の効果）以上の説明から明らかなように、本考案に従つ
て、電気抵抗値を所定の範囲に規定した導電性閉
塞体に埋設される電極及び／又はリード部材が撚
り線にて構成された発光管を備えたHIDランプ
は、該導電性閉塞体の製造時およびランプの点灯
時にクラツクの発生がないため、ランプの信頼性
が向上すると共に、始動性、光束維持率及び演色
性に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に従う発光管を備えたHIDラ
ンプの一例を示す切欠慨略図であり、第２図は第
１図の発光管の端部を拡大した要部縦断面の説明
図であり、第３図は第２図の導電性閉塞体の−
断面図であり、第４図は電極−導電性閉塞体の
焼嵌め状態を示す横断面の説明図で、実線は焼成
前、破線は焼嵌め後を示すものであり、第５図は
従来の棒状電極を埋設した導電性閉塞体における
クラツクの発生状態を示す説明図である。２：バルブ（外管）、４：口金、６：発光管、
８：リード部材、１０：導電性部材、１２：透光
性セラミツクス管、１４：導電性閉塞体、１６：
電極、１８：放電面、、９：シーリング材、２
０：絶縁層、２１：撚り線埋設穴。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

透光性セラミツクス管の端部を導電性閉塞体に
て閉塞する一方、電極及びリード部材をそれらの
端部においてそれぞれ該導電性閉塞体に設けた埋
設穴内に挿入、埋設してなる高圧金属蒸気放電灯
用発光管において、該電極及び／又は該リード部
材を撚り線にて構成し、該撚り線とその埋設穴内
面との間に空間を存在せしめると共に、該導電性
閉塞体の電気低抗値が0.1〜5Ωとなるように構成
したことを特徴とする高圧金属蒸気放電灯用発光
管。