JPH1050262A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents
金属蒸気放電灯Info
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- JPH1050262A JPH1050262A JP21659696A JP21659696A JPH1050262A JP H1050262 A JPH1050262 A JP H1050262A JP 21659696 A JP21659696 A JP 21659696A JP 21659696 A JP21659696 A JP 21659696A JP H1050262 A JPH1050262 A JP H1050262A
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- Japan
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- sealing material
- discharge lamp
- metal
- sealing
- arc tube
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガラス封着材として従来から使用されている
酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属の酸化物を含
んだガラス封着材は金属ハロゲン化物と高温で反応し、
酸化珪素を含んだガラス封着材はアルカリ金属や金属ハ
ロゲン化物と高温で反応する。このように従来はセラミ
ック発光管の封着材として、高温で金属ハロゲン化物と
アルカリ金属に耐え得るものがなかったため、セラミッ
ク製の発光管を用いたメタルハライドランプの実用化が
困難であった。 【解決手段】 透光性セラミックからなる発光管の両端
開口部と電極を備えた電極支持体とを封着材で気密に封
止し、発光管の内部に金属又は金属ハロゲン化物と水
銀、不活性ガスを封入した金属蒸気放電灯において、封
着材として珪化物を主体とする封着材を用いた金属蒸気
放電灯。
酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属の酸化物を含
んだガラス封着材は金属ハロゲン化物と高温で反応し、
酸化珪素を含んだガラス封着材はアルカリ金属や金属ハ
ロゲン化物と高温で反応する。このように従来はセラミ
ック発光管の封着材として、高温で金属ハロゲン化物と
アルカリ金属に耐え得るものがなかったため、セラミッ
ク製の発光管を用いたメタルハライドランプの実用化が
困難であった。 【解決手段】 透光性セラミックからなる発光管の両端
開口部と電極を備えた電極支持体とを封着材で気密に封
止し、発光管の内部に金属又は金属ハロゲン化物と水
銀、不活性ガスを封入した金属蒸気放電灯において、封
着材として珪化物を主体とする封着材を用いた金属蒸気
放電灯。
Description
【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金属蒸気放電灯に関する。
透光性セラミックを使用した金属蒸気放電灯に関する。
【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。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。
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。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。
【０００３】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
して化学的により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。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。
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
して化学的により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。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。
【０００４】セラミック製メタルハライドランプの発光
管封止構造としては、図１や図２のような構造が知られ
ている。図１においてセラミック発光管１はアルミナ棒
状体の表面に導電膜５を設けその一端に電極固定用の穴
を開けた円柱状体の金属コーティングディスク２と封着
材６によって気密封止した構造になっている。図２は他
の例でセラミック発光管１と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とは封着材６によって気密封止した構造になって
いる。いずれの例でも封着材としてはアルミナ、酸化カ
ルシウムなどを主成分としたものや、アルミナ、酸化ケ
イ素などを主成分とした金属酸化物の混合物からなるガ
ラス封着材が使われている。
管封止構造としては、図１や図２のような構造が知られ
ている。図１においてセラミック発光管１はアルミナ棒
状体の表面に導電膜５を設けその一端に電極固定用の穴
を開けた円柱状体の金属コーティングディスク２と封着
材６によって気密封止した構造になっている。図２は他
の例でセラミック発光管１と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とは封着材６によって気密封止した構造になって
いる。いずれの例でも封着材としてはアルミナ、酸化カ
ルシウムなどを主成分としたものや、アルミナ、酸化ケ
イ素などを主成分とした金属酸化物の混合物からなるガ
ラス封着材が使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来の図１及び図２の
構造では発光管とエンドディスクは金属酸化物の混合物
からなるガラス封着材によって気密封止されていた。
構造では発光管とエンドディスクは金属酸化物の混合物
からなるガラス封着材によって気密封止されていた。
【０００６】ところで封着材には下記のような特性が求
められる。
められる。
【０００７】（１）アルミナ管と良くなじむこと （２）エンドディスクと良くなじむこと （３）ランプ点灯時の高温に耐えること （４）熱膨張率がアルミナ管のそれに近似していること （５）融点が適当であること （６）高温においてアルカリ金属及び金属ハロゲン化物
と反応しないこと しかしながら、セラミック製の発光管を用い、金属ハロ
ゲン化物やアルカリ金属を封入する金属蒸気放電灯に使
用できる、このような特性を完全に満足する封着材は知
られていなかった。従来から使用されているガラス封着
材には次のような欠点があった。
と反応しないこと しかしながら、セラミック製の発光管を用い、金属ハロ
ゲン化物やアルカリ金属を封入する金属蒸気放電灯に使
用できる、このような特性を完全に満足する封着材は知
られていなかった。従来から使用されているガラス封着
材には次のような欠点があった。
【０００８】（１）高圧ナトリウムランプで一般的に用
いられる酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属の酸
化物を含んだガラス封着材は金属ハロゲン化物と高温で
反応する。
いられる酸化カルシウムのようなアルカリ土類金属の酸
化物を含んだガラス封着材は金属ハロゲン化物と高温で
反応する。
【０００９】（２）セラミック発光管を用い、ハロゲン
化物を封入するいわゆるセラミックメタルハライドラン
プに一般的に用いられる酸化珪素を含んだガラス封着剤
はアルカリ金属と高温で反応する。
化物を封入するいわゆるセラミックメタルハライドラン
プに一般的に用いられる酸化珪素を含んだガラス封着剤
はアルカリ金属と高温で反応する。
【００１０】（３）酸化珪素を含んだガラス封着材は特
に沃化スカンジウムのような金属ハロゲン化物と高温で
反応する。
に沃化スカンジウムのような金属ハロゲン化物と高温で
反応する。
【００１１】このように従来はセラミック発光管の封着
材として、高温で金属ハロゲン化物とアルカリ金属に耐
え得るものがなかったため、セラミック製の発光管を用
いたメタルハライドランプの実用化が困難であった。
材として、高温で金属ハロゲン化物とアルカリ金属に耐
え得るものがなかったため、セラミック製の発光管を用
いたメタルハライドランプの実用化が困難であった。
【００１２】本発明の目的は、セラミックからなる発光
管に金属ハロゲン化物又はアルカリ金属を封入した金属
蒸気放電灯において、封着材と封入物との反応を実質的
に防止した、寿命の優れた金属蒸気放電灯を提供するも
のである。
管に金属ハロゲン化物又はアルカリ金属を封入した金属
蒸気放電灯において、封着材と封入物との反応を実質的
に防止した、寿命の優れた金属蒸気放電灯を提供するも
のである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にかかる金属蒸気放電灯は透光性セラミックか
らなる発光管の両端開口部と電極を備えた電極支持体と
を封着材で気密に封止し、該発光管の内部に金属又は金
属ハロゲン化物と水銀、不活性ガスを封入した金属蒸気
放電灯において、前記封着材は珪化物を主体とすること
を特徴としている。
に本発明にかかる金属蒸気放電灯は透光性セラミックか
らなる発光管の両端開口部と電極を備えた電極支持体と
を封着材で気密に封止し、該発光管の内部に金属又は金
属ハロゲン化物と水銀、不活性ガスを封入した金属蒸気
放電灯において、前記封着材は珪化物を主体とすること
を特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明金属蒸気放電灯は、透光性
セラミックからなる発光管の両端開口部と電極を備えた
電極支持体とを気密に封止するための封着材として、珪
化物を主体とする封着材を用いる。このようにすること
により、セラミックからなる発光管に金属ハロゲン化物
又はアルカリ金属を封入した金属蒸気放電灯において、
封着材と封入物との反応を実質的に防止した、寿命の優
れた金属蒸気放電灯を提供することができる。
セラミックからなる発光管の両端開口部と電極を備えた
電極支持体とを気密に封止するための封着材として、珪
化物を主体とする封着材を用いる。このようにすること
により、セラミックからなる発光管に金属ハロゲン化物
又はアルカリ金属を封入した金属蒸気放電灯において、
封着材と封入物との反応を実質的に防止した、寿命の優
れた金属蒸気放電灯を提供することができる。
【００１５】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。本
発明にかかる発光管の構造は、基本的には図１及び図２
に示す従来の発光管構造と同じである。図において１は
透光性アルミナからなるセラミック発光管、２はアルミ
ナ棒状体の表面に白金の導電膜５をコーティングし、そ
の一端に電極固定用の穴を開けた円柱状体の金属コーテ
ィングディスク、３はタングステンよりなる電極であ
る。電極３の極芯はエンドディスクに埋め込み固定され
ている。エンドディスクの発光管内側に面してアルミナ
セラミック製の絶縁板４が取り付けられている。エンド
ディスク２と発光管端部開口部とは封着材６によって気
密に封止されている。
発明にかかる発光管の構造は、基本的には図１及び図２
に示す従来の発光管構造と同じである。図において１は
透光性アルミナからなるセラミック発光管、２はアルミ
ナ棒状体の表面に白金の導電膜５をコーティングし、そ
の一端に電極固定用の穴を開けた円柱状体の金属コーテ
ィングディスク、３はタングステンよりなる電極であ
る。電極３の極芯はエンドディスクに埋め込み固定され
ている。エンドディスクの発光管内側に面してアルミナ
セラミック製の絶縁板４が取り付けられている。エンド
ディスク２と発光管端部開口部とは封着材６によって気
密に封止されている。
【００１６】次に図１により２５０Ｗのメタルハライド
ランプ発光管について更に詳しく説明する。セラミック
発光管１は内径１６ｍｍ、長さ約４０ｍｍで両端部は細
く絞られている。電極の極芯径は０．５ｍｍで、先端部
にはタングステンコイルが取り付けてある。このような
構造の発光管内には約３０トールのアルゴンガスと封入
物質が封入されている。封入物質としては水銀２０ｍｇ
と金属ハロゲン化物としての沃化ディスプロシウム４ｍ
ｇ、沃化タリウム２ｍｇ及び金属ナトリウム０．１ｍｇ
が封入されている。
ランプ発光管について更に詳しく説明する。セラミック
発光管１は内径１６ｍｍ、長さ約４０ｍｍで両端部は細
く絞られている。電極の極芯径は０．５ｍｍで、先端部
にはタングステンコイルが取り付けてある。このような
構造の発光管内には約３０トールのアルゴンガスと封入
物質が封入されている。封入物質としては水銀２０ｍｇ
と金属ハロゲン化物としての沃化ディスプロシウム４ｍ
ｇ、沃化タリウム２ｍｇ及び金属ナトリウム０．１ｍｇ
が封入されている。
【００１７】図３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（８）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外管内を高真空に保つため、Ａｌ
−Ｚｒゲッター（９）が取り付けられている。このよう
な構成で下記に示す封着材の比較試験を行った。
施例である。石英からなる外管（８）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外管内を高真空に保つため、Ａｌ
−Ｚｒゲッター（９）が取り付けられている。このよう
な構成で下記に示す封着材の比較試験を行った。
【００１８】封着材１ Ａｌ2 Ｏ3 ４６．０重量パーセント ＣａＯ ４２．０重量パーセント Ｙ2 Ｏ3 ３．０重量パーセント ＳｒＯ ９．０重量パーセント 封着材２ Ａｌ2 Ｏ3 ２１．７重量パーセント ＳｉＯ2 ２６．０重量パーセント Ｄｙ2 Ｏ3 ５２．３重量パーセント 封着材３ ＬａＳｉ ９９．９重量パーセント 封着材のみ１，２，３と変えて他の仕様は同じとしたラ
ンプ各１０灯を製作し、２５０Ｗでの初期特性を測定し
たところ、次の値が得られた。特性値は１０灯の平均値
で示す。
ンプ各１０灯を製作し、２５０Ｗでの初期特性を測定し
たところ、次の値が得られた。特性値は１０灯の平均値
で示す。
【００１９】 封着材種類 １ ２ ３ 全光束（ｌｍ） ２１，５００ ２２，６００ ２３，２００ 効率（ｌｍ／Ｗ） ８６ ９０．４ ９２．８ 平均演色評価数 ８２ ８４ ８６ 色温度（Ｋ） ３，７７３ ４，１７１ ４，１０８ 次にこれらのランプの中から各３灯を選び、点灯試験を
実施したところ、約２，０００時間経過後の各ランプの
特性は次のようであった。特性値は３灯の平均値で示
す。
実施したところ、約２，０００時間経過後の各ランプの
特性は次のようであった。特性値は３灯の平均値で示
す。
【００２０】 封着材種類 １ ２ ３ 全光束（ｌｍ） １０，７００ １６，５００ ２２，８００ 効率（ｌｍ／Ｗ） ４２．８ ６６ ９１．２ 平均演色評価数 ３４ ７７ ８５ 色温度（Ｋ） ３，０７５ ４，９４２ ４，１００ これらの結果から次のことが分かった。
【００２１】封着材１は沃化ディスプロシウムと反応
し、点灯時間とともにディスプロシウムの発光が減少す
る。
し、点灯時間とともにディスプロシウムの発光が減少す
る。
【００２２】封着材２は金属ナトリウムと反応し、短
時間でナトリウムの発光が減少する。
時間でナトリウムの発光が減少する。
【００２３】封着材３は約２，０００時間点灯後もデ
ィスプロシウムとナトリウムの発光がほとんど変化しな
い。ここで封着材に珪化物を用いることの利点をまとめ
ると次の通りである。
ィスプロシウムとナトリウムの発光がほとんど変化しな
い。ここで封着材に珪化物を用いることの利点をまとめ
ると次の通りである。
【００２４】（１）アルミナ管となじみが良い。
【００２５】（２）エンドディスク（サーメットあるい
は金属）とのなじみが良い。
は金属）とのなじみが良い。
【００２６】（３）ランプ点灯時の高温に耐える。
【００２７】（４）融点が適当である。
【００２８】（５）高温においてアルカリ金属及び金属
ハロゲン化物と実質的に反応しない。
ハロゲン化物と実質的に反応しない。
【００２９】すなわち、前述した封着剤が有すべき特性
をほぼ満足していることが分かった。
をほぼ満足していることが分かった。
【００３０】尚、封着材として使用可能な珪化物は融点
の点から下記のものが適当である。
の点から下記のものが適当である。
【００３１】ＢａＳｉ ＣａＳｉ ＨｆＳｉ ＬａＳｉ ＰｄＳｉ ＳｒＳｉ2
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透光性セラミックからなる発光管の両端開口部と電極を
備えた電極支持体とを封着材で気密に封止し、該発光管
の内部に金属又は金属ハロゲン化物と水銀、不活性ガス
を封入した金属蒸気放電灯において、前記封着材は珪化
物を主体とすることを特徴としているので、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。
透光性セラミックからなる発光管の両端開口部と電極を
備えた電極支持体とを封着材で気密に封止し、該発光管
の内部に金属又は金属ハロゲン化物と水銀、不活性ガス
を封入した金属蒸気放電灯において、前記封着材は珪化
物を主体とすることを特徴としているので、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。
【図１】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
ク製高圧蒸気放電灯の封止構造図
【図２】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
圧蒸気放電灯の封止構造図
【図３】本発明にかかる金属蒸気放電灯の断面図
１ セラミック発光管 ２ 金属コーティングディスク ３ 電極 ４ 絶縁板 ５ 導電膜 ６ 封着材 ７ サーメットディスク ８ 外管 ９ ゲッター
Claims (2)
- 【請求項１】 透光性セラミックからなる発光管の両端
開口部と電極を備えた電極支持体とを封着材で気密に封
止し、該発光管の内部に金属又は金属ハロゲン化物と水
銀、不活性ガスを封入した金属蒸気放電灯において、前
記封着材は珪化物を主体とすることを特徴とした金属蒸
気放電灯。 - 【請求項２】 封着材が下記の珪化物から選ばれたこと
を特徴とする請求項１記載の金属蒸気放電灯。 ＢａＳｉ ＣａＳｉ ＨｆＳｉ ＬａＳｉ ＰｄＳｉ ＳｒＳｉ2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21659696A JP3627395B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 金属蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21659696A JP3627395B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 金属蒸気放電灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1050262A true JPH1050262A (ja) | 1998-02-20 |
| JP3627395B2 JP3627395B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=16690907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21659696A Expired - Fee Related JP3627395B2 (ja) | 1996-07-29 | 1996-07-29 | 金属蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627395B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1580797A3 (de) * | 2004-03-26 | 2006-12-13 | W.C. Heraeus GmbH | Elektrodensystem mit einer Stromdurchführung durch ein Keramikbauteil |
| US7679290B2 (en) | 2003-06-16 | 2010-03-16 | Panasonic Corporation | Metal halide lamp with light-transmitting ceramic arc tube |
-
1996
- 1996-07-29 JP JP21659696A patent/JP3627395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7679290B2 (en) | 2003-06-16 | 2010-03-16 | Panasonic Corporation | Metal halide lamp with light-transmitting ceramic arc tube |
| EP1580797A3 (de) * | 2004-03-26 | 2006-12-13 | W.C. Heraeus GmbH | Elektrodensystem mit einer Stromdurchführung durch ein Keramikbauteil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3627395B2 (ja) | 2005-03-09 |
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|---|---|---|---|
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Effective date: 20040826 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
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Effective date: 20040906 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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