JPH041983B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は透光性セラミクス発光管を有する高圧
ナトリウムランプの製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

透光性セラミクス発光管を有する高圧ナトリウ
ムランプは発光効率が特に優れたランプとして知
られている。このランプの発光管は耐熱、耐蝕性
が要求されるため透光性セラミクスたとえば透光
性アルミナセラミクス管が使用され、この管は熱
加工が困難であるところから管端開口部は別体の
閉塞体によつて封止している。閉塞体としてはニ
オブ製キヤツプやセラミクス製デイスクが知られ
ており、セラミクス管に対してガラスソルダや金
属ソルダを介して気密に接合されている。このよ
うな発光管は内部を排気してから始動用希ガス、
緩衝ガス用金属として水銀および発光金属として
ナトリウムが封入されるが、水銀およびナトリウ
ムは単体では取扱い上に問題があるところから
（ナトリウム−水銀）アマルガムの形で封入され
る。

また、上記発光管の排気封止方法には大別して
排気管方式と無排気管方式とがある。排気管方式
は、上記閉塞体の中央部にニオブ管などの排気管
を気密に貫通させ、この排気管の内端部に電極を
取り付けたもので、排気および封入物の投入はこ
の排気管を通じて行なわれる。このものは排気お
よび封入物の封入が完了すると、排気管の外端部
を封切（チツプオフ）している。しかしながら、
この封切端部は閉塞体の外方に突出して最冷部と
なるため、最冷部の温度上昇が困難であり、した
がつて所望のナトリウム蒸気圧が得られにくいと
いう欠点がある。一方、無排気管方式はたとえば
特公昭49−12980号公報に示されるように、あら
かじめ一端を電極を支持する閉塞体により封止し
た発光管バルブをこの封止端側を下向きの姿勢と
してベルジヤ内に垂直に支持し、ベルジヤ内を始
動用希ガスと同一ガスで置換し、発光管バルブの
上端開口部よりアマルガムを投入した後、この上
端開口部を上記と同じく電極を支持する他方の閉
塞体により封止するものである。この方法は排気
管を使用しないことからチツプレスタイプと称さ
れており、点灯中に最冷部が発光管内の閉塞体近
傍、つまり管端部に形成されるので上記排気管方
式に較べて最冷部の温度を高温に保持でき、ラン
プ特性特に演色性の改善に有効となる。しかしな
がら、チツプレスタイプにおいては排気封止工程
中に次のごとき問題を生じる。すなわち、あらか
じめ封入して下端側の閉塞体上に溜まつているア
マルガムが上端側の封止工程時の輻射熱を受けて
昇温し、蒸発して発光管外へ消失してしまい所定
のランプの特性が得られにくくなるという欠点を
生じる。この欠点は特に発光管長の短かい小形ラ
ンプにおいて顕著となる。

しかも、このアマルガムはその成分であるナト
リウムと水銀の混合比率によつてその特性特に融
点が変化する。通常、高圧ナトリウムランプにお
いてはナトリウムの重量比率が５％〜40％程度の
ものが用いられるが、その融点は353℃〜21.4℃
とナトリウムの比率が高くなるにつれてその融点
は低くなり、比率が25.6％程度より高くなると常
温でも融けだす場合があり、たとえば予め粒状体
に形成しておいたアマルガム同士がくつつきあう
ため冷却を要するなど作業性が著るしく悪くなる
欠点があつた。

したがつて、特にナトリウム比率の高いアマル
ガムを必要とする高演色形のランプにおいては一
層その取扱い上の問題が生じる。

このような事情から高演色形ランプは勿論のこ
と、排気管方式、無排気管方式の製造上の差違を
問わず、アマルガムの取扱いが簡単で作業性がよ
く、かつ安定したランプ特性が得られる製造方法
が望まれていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来からの要望に対処してなされ
たもので、発光管内に封入するアマルガムの取扱
いが簡単で作業性を改善できると共に、発光管製
造時におけるアマルガムの蒸発消失を少なくして
安定した特性が得られる高圧ナトリウムランプの
製造方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は高圧ナトリウムランプの製造時に発光
管内に封入する少なくとも水銀を含む緩衝ガス用
金属と発光金属であるナトリウムとをアマルガム
とし、かつアマルガムの外層はその内部よりもナ
トリウム比率が低くなるように形成することによ
つて、このアマルガム外層の融点を高め、しかる
のち発光管内に封入するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の詳細を図示の一実施例を参照し
て説明する。まず、第１図に示すように透光性セ
ラミクスたとえば高密度多結晶体のアルミナセラ
ミクスからなる内径5.5mm長さ28mmの発光管バル
ブ１の一端開口部をたとえばアルミナセラミクス
製の閉塞体２でAl₂O₃、CaO等を主成分とするガ
ラスソルダ３を介して気密に封止し、かつ上記閉
塞体２に電極４を支持する電流導入体５を上記と
同じガラスソルダ３を介して気密に貫通支持させ
る。次に上記封止した一端側を下側とした第１図
示の垂直姿勢でベルジヤ（図示せず。）内に収容
する。

ついで、ベルジヤ内部を希ガスで置換すれば、
発光管バルブ１内もこの希ガスで置換される。次
に緩衝ガス用金属として水銀Hgと発光金属であ
るナトリウムNaとからなる（Na−Hg）アマル
ガムを粒状体６に形成したものを、上記発光管バ
ルブ１の未封止の上端開口部から同バルブ１内に
その所定量を投入すれば、アマルガム粒状体６は
矢印で示すように落下して閉塞体２の内面上に達
する。

なお、上記アマルガム粒状体６は第３図に拡大
してその断面図を示すように、外層６ａと内層６
ｂの２層構造をなし、外層６ａのNa比率（重量
比）は15.8％で内側６ｂのNa比率38.0％よりも高
く、かつ、両層６ａ，６ｂを合計した全体のNa
比率は28.9％になるように形成されている。次に
第２図に示すように発光管バルブ１の未封止の上
端開口部に他方の閉塞体２Ａと、この閉塞体２Ａ
の貫通孔７を挿通して一端にもう一方の電極４Ａ
を支持する電流導入体５Ａとを適当な支持手段で
支持し、上記閉塞体２Ａの上面にガラスソルダ粉
末の圧縮成形体３Ａを載置する。

なお、要すれば先に封止した一端側の外周部に
冷却装置を取り付けて冷冷却するようにしてもよ
い。

このように配置された組立部材をベルジヤ内を
排気しながら、ヒータなど適当な加熱手段により
上記ガラスソルダ成形体３Ａを加熱する。ガラス
ソルダの融点近くに昇温したら排気を止め、ベル
ジヤ内に発光管に封入する始動用希ガスと同一ガ
スを導入すれば、この希ガスは発光管内にも導入
される。

次にガラスソルダの融点以上になるようにガラ
スソルダ成形体３Ａを加熱すれば、溶融したガラ
スソルダ３は発光管バルブ１と閉塞体２Ａ周面と
の間隙および閉塞体２Ａの貫通孔７の空隙部を充
塞して気密に封止し発光管ができあがる。

この発光管は通常外管内に収容されて高圧ナト
リウムランプが形成される。

このような方法によれば、（Na−Hg）アマル
ガム粒状体６の外層６ａは内層６ｂよりもNa比
率が低いのでその融点（121℃）はこれら内外層
を合計したNa比率と同一の均質アマルガム体の
融点（34℃）よりも高く、したがつて取り扱いが
簡単で、たとえばアマルガムを粒状体に形成する
場合、本実施例の内、外層６ｂ，６ａを合計した
全体のNa比率と同一のNa比率で全体を均質に形
成した従来のアマルガム粒状体が融けて互いにく
つつきあつて、そのため作業性が悪くなつたり、
あるいはその所定量を正確に発光管内に封入する
ことが困難となつてランプ特性を低下させたりす
るのに対し、本実施例の場合にはそのような不都
合は全く生じなかつた。

しかも、上記のように一端を封止した発光管内
に投入されたアマルガム粒状体６は、発光管の他
端を加熱封止する最の輻射熱を受けても、その外
層６ａは蒸発しにくいアマルガム組成となつてい
るから、全体のNa比率が同一な従来のアマルガ
ムよりも蒸発量は少なく、したがつてその蒸発消
失も当然少なくなり、この封止工程によるランプ
特性の低下をも防止することができる。

外層のNa比率は2.5％〜15.8％とすればその融
点は121℃より高くすることができ、その利点は
大きい。さらに5.4％とすればその融点は353℃ま
で高めることができる。

内層のNa比率は外層を含めた全体としてのナ
トリウム比率が所望の比率となるように選べばよ
いものである。

通常高圧のナトリウムランプは、５〜40％程度
のNa比率のNa−Hgが用いられるため、内層は
外層よりもNaの比率の大きいものを用いれば外
層の融点をNa−Hg均一アマルガムよりも高める
ことができるものである。

なお、発光管内に封入する際のアマルガム形状
は上記粒状体に限らず、板状、立方形状等他の形
状でもよく、またその構造も内側をナトリウム単
体とし、その外層をナトリウム比率の特に低いア
マルガムで形成するとか、あるいは内部から外部
へ向つて次第にナトリウム比率が低くなる３重層
以上とするとか種々変形例が考えられるが、要は
アマルガムをその外層が内部よりもナトリウム比
率が低くなるような構造にすればよいわけで、外
層と内部との各ナトリウム比率は発光管内に封入
するアマルガム全量のナトリウム比率を考慮して
適宜選定すればよい。

また、アマルガムは上記の緩衝ガス用金属とし
ての水銀を発光金属としてのナトリウムだけから
構成されるだけでなく、たとえばカドミウム等の
他の緩衝ガス用金属が添加されたものであつても
よい。

さらに、本発明は上記実施例に示した無排気管
形のランプやNa比率の高いアマルガムを使用す
る高演色形のランプに特に適するものであるが、
他の排気管を有するランプ一般形高圧ナトリウム
ランプの場合にもまた適用できるものである。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明は、高圧ナトリウム
ランプの製造に際し、発光管内に封入するナトリ
ウムアマルガムをその外層が内部よりもナトリウ
ム比率が低くなるように形成したので、アマルガ
ムの取り扱いが簡単となり作業性を向上できると
共に、ランプ特性の低下をも防止できるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明方法の一実施例の
説明図で、それぞれ高圧ナトリウムランプ発光管
の各一端部の製造工程時の状態図、第３図は同じ
くアマルガムの拡大断面図を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 透光性セラミクスからなる発光管バルブ内に
   始動用希ガス、少なくとも水銀を含む緩衝ガス用
   金属およびナトリウムを封入してなる発光管を有
   する高圧ナトリウムランプの製造方法において、
   上記緩衝ガス用金属とナトリウムとをアマルガム
   とし、かつ、アマルガムの外層はその内部よりも
   ナトリウム比率が低くなるように形成したものを
   発光管内に封入するようにしたことを特徴とする
   高圧ナトリウムランプの製造方法。