JPH09283083A - セラミック放電灯 - Google Patents

セラミック放電灯

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JPH09283083A
JPH09283083A JP11533196A JP11533196A JPH09283083A JP H09283083 A JPH09283083 A JP H09283083A JP 11533196 A JP11533196 A JP 11533196A JP 11533196 A JP11533196 A JP 11533196A JP H09283083 A JPH09283083 A JP H09283083A
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Yasaburo Takeji
弥三郎 竹治
Kunifumi Taniguchi
谷口　　晋史
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Japan Storage Battery Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高ワット・長寿命なセラミック放電灯を安価
に提供する。 【解決手段】 透光性セラミックの発光管の両端に電極
を備えた電極支持体をガラスろうで気密封着した発光管
に金属又はハロゲン化金属と水銀、不活性ガスを封入し
たセラミック放電灯の電極支持体を発光管とほぼ同質の
セラミック管体と耐熱性金属管体とで構成し、電極は耐
熱性金属管体にアーク溶接する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光管バルブとして
透光性セラミックを使用したセラミック放電灯に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】透光性アルミナ管はアルカリ金属に対し
て安定であるという特性を生かして高圧ナトリウムラン
プの発光管に使用されている。近年この透光性アルミナ
管を金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプ
の発光管に使用する試みが盛んになされている。
【０００３】メタルハライドランプにアルミナ管を使用
する目的としては、従来メタルハライドランプで一般に
発光管に使われている石英ガラスより封入物である金属
ハロゲン化物に対して、化学的、熱的に安定であるから
である。従来の石英製メタルハライドランプでは、封入
物と石英ガラスとの化学反応によって寿命が抑制される
という問題があったが、石英ガラスより封入物に対して
化学的に安定なアルミナ管を用いることで寿命特性の向
上が期待できる。
【０００４】また石英ガラスより使用限界温度が高いと
いう特徴を生かしたランプの高効率化設計の実現や、石
英ガラス製発光管では反応性が大であるために事実上封
入出来ないアルカリ金属の封入が可能であるといった利
点がある。セラミック製メタルハライドランプの発光管
封止方法としては、図１、図２あるいは特開平６−１９
６１３１のような構造が知られている。
【０００５】図１は発光管（１）と同材質のセラミック
からなりその一端に電極固定用の穴を開けた円柱状体の
表面を金属でコ−ティングしたエンドディスク（２）を
ガラスろう（６）によって封止した構造、図２のように
アルミナとタングステンまたはモリブデンとの混合物か
らなりその一端に電極固定用の穴を開けた円柱状体の導
通性サ−メットエンドディスク（７）をガラスろう
（６）によって封止した構造および特開平６−１９６１
３１に示されたように発光管両端部を細径とし、その開
口部を貫通して電極を固定したニオブワイヤーをガラス
ろうによって封止した構造などが知られている。ガラス
ろうとしてはアルミナ、酸化カルシウムを主成分とした
ものや、アルミナ、酸化ケイ素を主成分にしたものが使
われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の図１或いは図２
の構造では発光管と同じ材質のセラミックからなるエン
ドディスクかあるいはセラミックと金属の混合物である
サーメットからなるエンドディスクに電極が直接固定さ
れている。このような構造ではエンドディスクとタング
ステンからなる電極との間で熱膨張率の差が避けられ
ず、ランプの点灯と消灯の繰り返しによる熱サイクルで
電極とエンドディスクとの間で電気的な接続が徐々に失
われ、接触抵抗が大きくなるという欠点があった。電極
とエンドディスクとの間で電気的な接続が失われ、接触
抵抗が大きくなると、その部分で発熱し、ついにはエン
ドディスクは破損に至る。
【０００７】またニオブワイヤーを用いた封止構造では
封止部の信頼性を確保するために発光管両端の開口部径
を小さくする必要があった。その理由はニオブワイヤー
の径が約１．５ｍｍよりも大きいと、セラミックとニオ
ブとの熱膨張率の違いから、ランプ点滅による熱サイク
ルでガラスろう付け部でリークを発生するためである。
従って発光管両端部の開口部を貫通して電極を挿入する
ためには、電極径を発光管両端部開口部径よりも小さく
する必要があり、この方法は低ワットのランプにしか適
用できない。
【０００８】さらにニオブワイヤーを用いた封止構造で
はニオブワイヤーおよび電極の寸法が非常に小さいため
接合が困難で、コストが高くつくという欠点があった。
【０００９】したがって、本発明の目的は、このような
問題を解決するためになされたもので、ランプ点滅によ
る熱サイクルに対して信頼性が高く、高ワットのランプ
にも適用でき、しかもコストダウンの可能なセラミック
放電灯を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は透光性セラミックからなる発光管の両端開口
部に、電極を備えた電極支持体をガラスろうで気密封着
してなる発光管の内部に金属又はハロゲン化金属と水
銀、不活性ガスを封入したセラミック放電灯において、
前記電極支持体は発光管とほぼ同質のセラミック管体と
耐熱性金属管体とで構成され、前記電極は前記耐熱性金
属管体にアーク溶接されていることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面に示した実施例に基づい
て本発明を詳細に説明する。第３図は本発明にかかる電
極支持体の拡大断面図である。図において（１２）はＮ
ｂ−１％Ｚｒからなる耐熱性金属管体、（１１）は発光
管と同材質のアルミナよりなるセラミック管体、（８）
はタングステンよりなる電極外コイル、（９）は同じく
タングステンよりなる電極内コイル、（１０）はタング
ステンよりなる電極極芯である。電極極芯（１０）は耐
熱性金属管体（１２）とセラミック管体（１１）を貫通
し、耐熱性金属管体（１２）の一端（１３）でアーク溶
接により耐熱性金属管体と溶接されている。
【００１２】セラミック管体（１１）は電極内コイル
（９）と耐熱性金属管体（１２）とで挟まれて固定され
ている。２５０Ｗのメタルハライドランプ発光管に使用
される各材料の寸法は下記の通りである。耐熱性金属管
体（１２）は内径０．８ｍｍ、外径２．５ｍｍ、長さ６
ｍｍ、セラミック管体（１１）は内径０．８ｍｍ、外径
２．５ｍｍ、長さ６ｍｍ、電極極芯径は０．７ｍｍ、電
極コイル部分の最大径は約２．１ｍｍである。第４図は
本発明にかかる発光管断面図である。（１）は両端部の
径が中央部の径より小さく一体成形された透光性アルミ
ナよりなる発光管である。中央部内径は１６ｍｍ、電極
間距離は２５ｍｍである。セラミック管体両端部の内径
は２段になっており、発光管の外側部分が２．６ｍｍ、
内側部分が２．２ｍｍである。電極支持体と発光管とは
ガラスろう（６）によって気密封着されている。ガラス
ろうとしては例えば下記のものが使用できる。
【００１３】Ａｌ２Ｏ３：２２重量％ ＳｉＯ２：２６重量％ Ｄｙ２Ｏ３：５２重量％ ガラスろうは発光管、セラミック管体及び耐熱性金属管
体の材料とは良くなじみ気密性のあるシールが得られる
が、電極材料とはなじみが良くないのでロウ付け部での
厳密な意味での完全なシール性は得られない。特にセラ
ミック管体がない場合には、耐熱性金属管体が封入物で
あるハロゲン化物と接触して、化学的に腐食される危険
性が増加する。しかしながら、本発明ではセラミック管
体を使用しているので、この部分でハロゲン化物が耐熱
性金属管体のところまで移動する時間を大幅に遅らせる
ことができる。さらに電極と耐熱性金属管体とはアーク
溶接で固定しているので、最終的にはこの部分で完全な
シール性を得ることができる。
【００１４】また本発明では電極支持対に中空の耐熱性
金属管体を使用しているので、金属製ワイヤーにくらべ
て、熱サイクルによる熱歪みをよく吸収することがで
き、シール部の信頼性が優れているとともに、径の大き
なものが使用できる。このように構成した発光管内には
約３０トールのアルゴンガスと封入物質（１４）が封入
されている。封入物質としては水銀２０ｍｇとハロゲン
化物としての沃化スカンジウム１０ｍｇ及び沃化ナトリ
ウム５０ｍｇが封入されている。
【００１５】第５図は本発明にかかるランプ完成品の一
実施例である。石英からなる外管（１５）内に発光管
（１）が組み込まれ、外管内は高真空に保たれている。
また外管内を長期にわたって高真空に保つため、Ａｌ−
Ｚｒゲッター（１６）が取り付けられている。このよう
な構成の２５０Ｗランプを試作し、点灯試験を実施した
ところ、約６，０００時間経過後も、ランプの不点等の
異常は発生しなかった。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
発光管の気密封止にセラミック管体と耐熱性金属管体か
らなる電極支持体を使用するので、大きな径の電極が使
用でき、高ワットのランプが製作可能である。さらにラ
ンプ点滅による熱サイクルに対してシール部の耐久性が
優れ、ランプの寿命特性が優れている。また本発明によ
れば耐熱性金属管体と電極極芯との接続をアーク溶接で
行うので、ランプ点滅による熱サイクルに対して、電気
的に信頼性の高い接続が得られるとともに、加工が簡単
で大幅なコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の金属コ−ティングディスクを用いた、セ
ラミック製高圧蒸気放電灯の封止構造図
【図２】従来のサ−メットディスクを用いた、セラミッ
ク製高圧蒸気放電灯の封止構造図
【図３】本発明にかかる電極支持体の全体断面図
【図４】発明にかかる発光管断面図
【図５】本発明にかかるセラミック放電灯の断面図
【符号の説明】
１．透光性アルミナ管 ２．金属コーティングディスク ３．電極 ４．絶縁板 ５．金属膜 ６．ガラスろう ７．サーメットディスク ８．電極外コイル ９．電極内コイル １０．電極極芯 １１．セラミック管体 １２．耐熱性金属管体 １３．アーク溶接部 １４．封入物 １５．外管 １６．ゲッター

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透光性セラミックからなる発光管の両端
    開口部に、電極を備えた電極支持体をガラスろうで気密
    封着してなる発光管の内部に金属又はハロゲン化金属と
    水銀、不活性ガスを封入したセラミック放電灯におい
    て、前記電極支持体は発光管とほぼ同質のセラミック管
    体と耐熱性金属管体とで構成され、前記電極は前記耐熱
    性金属管体にアーク溶接されていることを特徴としたセ
    ラミック放電灯。
  2. 【請求項２】 前記耐熱性金属管体はニオブ金属を主成
    分とした耐熱性金属で構成されていることを特徴とした
    請求項１記載のセラミック放電灯。
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