JPH11154493A

JPH11154493A - 高圧放電灯

Info

Publication number: JPH11154493A
Application number: JP32124097A
Authority: JP
Inventors: Tokuichi Niimi; 徳一新見; Michio Asai; 道生浅井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-08
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: JP3631599B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高圧放電灯において、セラミック放電管の内部
に封入されているメタルハライド等に対して、高い耐蝕
性、信頼性を有する新規なシール構造を提供すること【解決手段】高圧放電灯は、内部空間３にイオン化発光
物質および始動ガスが充填されているセラミック放電管
１、内部空間３に設けられている電極装置２および放電
管１または閉塞材４に取りつけられている導電性部材７
を備えている。放電管１の開口部分１ａの末端部、また
は閉塞材の内部空間３とは反対側の端部に対して、導電
性部材７がメタライズ層６を介して気密に接合されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、セラミック放電管を使用
した高圧放電灯に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】こうした高圧放電灯においては、セラミ
ック放電管の両方の端部の内側に閉塞材（通常、セラミ
ックプラグと呼ばれている。）を挿通させ、各端部を閉
塞し、各閉塞材に貫通孔を設け、この貫通孔には、所定
の電極システムを固着した金属電流導体が挿通されてい
る。セラミック放電管の内部空間にはイオン化発光物質
を封入する。このような高圧放電灯としては、高圧ナト
リウム発光ランプ、メタルハライドランプが知られてお
り、特に、メタルハライドランプは、良好な演色性を備
えている。放電管の材質としてセラミックを使用するこ
とによって、高温での使用が可能となった。

【０００３】こうした放電灯においては、セラミック放
電管の端部と電極装置保持材との間を気密にシールする
必要がある。セラミック放電管の本体は、両端がすぼま
った管状ないし樽状をなしていたり、あるいは真っ直ぐ
な管状をなしている。セラミック放電管は、例えばアル
ミナ焼結体からなる。セラミック放電管の端部の封止方
法としては、例えば、特開平６−３１８４３５号公報に
おいて、次の構造が開示されている。セラミック放電管
の端部の内側に、閉塞材を挿通し、保持する。閉塞材の
軸方向に向かって延びるように、貫通孔が形成されてお
り、貫通孔内に、細長い電極装置保持材が挿通され、固
定されている。ここで、閉塞材は、アルミナと、電極装
置保持材の構成金属との双方を一定割合で含有するサー
メットによって形成し、閉塞材の熱膨張係数が、電極装
置保持材の熱膨張係数とセラミック放電管の熱膨張係数
との間に位置するようにする。

【０００４】この封止構造を形成する際には、セラミッ
ク放電管の仮焼体の中に閉塞材の仮焼体を挿入しない状
態で、セラミック放電管を焼成したときには、端部の内
径が閉塞材の外径よりも小さくなるように設計されてい
る。従って、閉塞材はセラミック放電管の端部の中に強
固に締めつけられ、保持されている。閉塞材と電極装置
保持材とについても同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者は、
こうした封止構造について更に検討を進めた結果、次の
ような問題点があることを見いだした。即ち、この封止
構造では、閉塞材と電極装置保持材との間の圧力によっ
て両者の間を封止しているが、それでも点灯─消灯のサ
イクルを多数回繰り返すのであるから、両者の熱膨張係
数の相違から見て、この封止部分の信頼性を一層高めて
おく必要がある。特に、メタルハライドは高い腐食性を
有していることから、高い耐蝕性、信頼性を有するシー
ル構造を開発することが必要である。

【０００６】本発明の課題は、閉塞材とセラミック放電
管との間に実質的に熱応力を加えることなく、メタルハ
ライド等に対して高い耐蝕性、信頼性を有する新規なシ
ール構造を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の態様に係
る高圧放電灯は、内部空間にイオン化発光物質および始
動ガスが充填されているセラミック放電管、セラミック
放電管の開口部分の内側に少なくとも一部が固定されて
いる閉塞材であって、貫通孔が設けられている閉塞材、
内部空間に設けられている電極装置および閉塞材に取り
つけられている導電性部材を備えている高圧放電灯であ
って、閉塞材の内部空間とは反対側の端部に対して導電
性部材がメタライズ層を介して気密に接合されているこ
とを特徴とする。

【０００８】本発明者は、セラミック放電管の端部に固
定されている閉塞材と、セラミック放電管との材質を同
質とし、この閉塞材と導電性部材とをメタライズ層によ
って気密に接合することに想到し、実験を行った結果、
閉塞材と導電性部材とが極めて高い気密性を保持してい
ることを発見した。

【０００９】しかも、閉塞材の内部空間とは反対側の端
部に対して、導電性部材をメタライズ層を介して取りつ
け、この閉塞材の端部で気密に封止することによって、
特に、点灯─消灯のサイクルを多数回繰り返しても高い
信頼性を有していることを発見した。

【００１０】また、本発明の第二の態様は、内部空間に
イオン化発光物質および始動ガスが充填されているセラ
ミック放電管、内部空間に設けられている電極装置およ
びセラミック放電管に取りつけられている導電性部材を
備えている高圧放電灯であって、セラミック放電管の開
口部分の末端部に対して導電性部材がメタライズ層を介
して気密に接合されていることを特徴とする。

【００１１】即ち、本発明者は、閉塞材をなくし、セラ
ミック放電管の末端部に対してメタライズ層を介して導
電性部材を直接気密に接合することを想到した。これに
よって、上記の作用効果に加え、閉塞材をなくすことが
できるので、部品点数が少なくなり、特に製造工程が極
めて簡略化されるので、産業上の利点が極めて大きい。

【００１２】しかも、第二の態様に係る発明は、高圧放
電灯の小型化に対して極めて有効であった。即ち、高圧
放電灯の幅方向の寸法は、端部の寸法によって制限され
る。しかし、セラミック放電管の端部の内側に閉塞材を
挿入するため、セラミック放電管の幅方向の寸法をある
程度以上小さくすることは困難であり、このためセラミ
ック放電管の内部空間の容積をある程度以上小さくする
ことは困難であった。この結果、具体的には、出力を２
５Ｗ以下のレベルに押さえると、セラミック放電管内の
空間の発光効率が非常に低くなった。本発明によれば、
こうした小型化が可能になるので、出力２５Ｗ以下とい
ったレベルの小出力の高圧放電灯を商品として提供でき
る点で、画期的である。

【００１３】本発明の作用効果について更に説明する。
発光管または閉塞材の材料として使用されるセラミック
スと、導電性部材とは、通常相当量の熱膨張差が存在し
ており、ランプの点灯−消灯の繰り返しサイクルによっ
て、この熱膨張差がリークの原因になりうる。この点、
本発明の構造によれば、従来のように圧着によるのみで
なく、メタライズ層によって化学的にも接合が行われて
おり、しかも、このメタライズ層が完全にリジッドな材
質ではないので、界面に発生する熱歪みを緩和する作用
がある。しかも、メタライズ層はハロゲン系ガス等に対
する耐蝕性も優れていることから、封止効果、耐久性が
著しく高い。しかも、閉塞材またはセラミック放電管の
末端部分でメタライズ層を介在させて気密性を保持しつ
つ接合すると、熱サイクルに対する耐性が顕著に向上す
ることを発見した。

【００１４】

【発明の実施形態】導電性部材としては、電極装置が直
接に取り付けられた電極装置保持材であって良く、また
電極装置が直接取り付けられた電極装置保持材を挿入す
るための管状部材であっても良く、特に制限はない。後
者の例としては、特開平６−３１８４３５号公報に記載
の技術を例示できる。

【００１５】導電性部材の材質としては、各種の高融点
金属や、導電性セラミックスを使用できるが、導電率の
観点から、高融点金属の方が一層好ましい。こうした高
融点金属としては、更にモリブデン、タングステン、レ
ニウム、ニオブ、タンタルおよびこれらの合金からなる
群より選ばれた一種以上の金属が好ましい。

【００１６】このうち、ニオブおよびタンタルの熱膨張
係数は、セラミック放電管を構成するセラミックス、特
にアルミナセラミックスの熱膨張係数とほぼ釣り合う
が、これらの金属は、メタルハライドによって腐食され
易いことが知られている。従って、導電性部材の寿命を
長くするためには、導電性部材を、モリブデン、タング
ステン、レニウムおよびこれらの合金からなる群より選
ばれた金属によって形成することが好ましい。ただし、
これらのメタルハライドに対する耐蝕性が高い金属は、
一般に熱膨張係数が小さい。例えば、アルミナセラミッ
クスの熱膨張係数は８×１０^-6Ｋ^-1であり、モリブデン
の熱膨張係数は６×１０^-6Ｋ^-1であり、タングステン、
レニウムの熱膨張係数は６×１０^-6Ｋ^-1以下である。

【００１７】導電性部材の材質としてモリブデンを使用
した場合には、更に、モリブデンの中にＬａ₂Ｏ₃とＣ
ｅＯ₂との少なくとも一種類が合計で０．１重量％〜
２．０重量％含有されていることが特に好ましい。

【００１８】メタライズ層を構成する金属としては、モ
リブデン、タングステン、レニウム、ニオブ、タンタル
およびこれらの合金からなる群より選ばれた金属が好ま
しい。特にメタライズ層のハロゲンに対する耐蝕性を一
層向上させるためには、モリブデン、タングステン、レ
ニウムおよびこれらの合金からなる群より選ばれた金属
が特に好ましい。

【００１９】このメタライズ層中には、セラミックス成
分も含有させることができる。このセラミックス成分と
しては、イオン化発光物質に対して耐蝕性のセラミック
スが好ましく、具体的には、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ₂、Ｙ
₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ ₃、Ｂ₂Ｏ₃およびＭｏＯ₃からなる
群より選ばれた一種以上のセラミックスが好ましい。特
にセラミック放電管の材質と同種のセラミックスが好ま
しく、アルミナセラミックスが特に好ましい。

【００２０】メタライズ層中における金属成分とセラミ
ックス成分との含有割合は、３０／７０体積％〜７０／
３０体積％とすることが好ましい。また、メタライズ層
の厚さは、１０〜２００μｍとすることが好ましい。

【００２１】特に好ましくは、メタライズ層を構成する
金属成分の主成分が、モリブデン、タングステン、レニ
ウムおよびこれらの合金からなる群より選ばれており、
セラミック成分の主成分が、アルミナ、イットリア、ム
ライトおよびシリカからなる群より選ばれた一種以上の
セラミックからなり、両者の割合が３０／７０〜７０／
３０体積％である。更には、メタライズ用材料中に、焼
成前の時点で２０体積％以下の金属シリコンを添加する
ことによって、焼成雰囲気中の水蒸気の酸素と反応し、
メタライズ中金属成分とこの酸素を仲立ちにして接合
し、メタライズ組織の気密性の向上をもたらす。

【００２２】本発明においてメタライズ層を形成するた
めには、閉塞材の被焼成体の端部またはセラミック放電
管の被焼成体の末端部と、導電性部材との間に、層状の
メタライズ用材料を介在させる。メタライズ用材料と
は、焼成後にメタライズ層を形成するような材料を言
い、具体的には前記したような金属成分やセラミック成
分を含んでいる。

【００２３】層状のメタライズ用材料は、好ましくは次
の方法によって作製できる。（１）閉塞材の被焼成体の端部またはセラミック放電管
の被焼成体の端部に、メタライズペーストを塗布、印刷
し、および／または、導電性部材の外側面にメタライズ
ペーストを塗布、印刷する。

【００２４】メタライズ層を構成するためのメタライズ
ペーストの中には、熱分解性に優れたバインダーを添加
することが好ましく、こうしたバインダーとしては、エ
チルセルロース、アクリル系バインダーを例示できる。

【００２５】（２）前記の各被焼成体と導電性部材との
間に、メタライズ用材料からなる筒状成形体を挿入し、
介在させる。この筒状成形体は、取り扱いに耐える構造
強度を必要とするために、プレス成形法によって成形す
ることが好ましい。

【００２６】この筒状成形体を製造する際には、前記し
たメタライズ層用の金属成分および必要に応じてセラミ
ック成分に対して、バインダーを添加する。このバイン
ダーとしては、熱によって解離し易く、かつプレスし易
いバインダーが好ましく、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）やアクリル系バインダーが好ましい。メタライズ層
用の前記成分にバインダーと若干の溶剤とを添加し、ス
プレードライヤー等によって造粒して顆粒を作製する。
または、メタライズ層用の前記成分にバインダーと若干
の溶剤とを添加し、混練、乾燥、粉砕することによっ
て、顆粒を形成できる。この顆粒を２〜３トン／ｃｍ²
の圧力でプレス成形し、筒状成形体を得る。組み立ての
際には、筒状成形体を導電性部材に嵌め合わせ、筒状成
形体の外側に前記の各被焼成体を嵌め合わせる。なお、
筒状成形体の焼成条件は、メタライズペーストの焼成条
件と同様である。

【００２７】（３）前記の各被焼成体と導電性部材との
間に、メタライズ用材料からなるシート状成形体を介在
させる。

【００２８】このシート状成形体を作製するには、前記
したメタライズ層用の金属成分および必要に応じてセラ
ミック成分に対して、アクリル系バインダーやエチルセ
ルロース等のバインダーを添加し、ブチルカルビトール
アセテート（ＢＣＡ）等の溶剤を使用し、例えばドクタ
ーブレード法によってシート状の成形体を得る。

【００２９】閉塞材の材質としては、セラミック放電管
と同種の材質を使用する。これによって、セラミック放
電管と閉塞材との間で、セラミック放電管の中心軸方向
への残留応力が、ほとんど発生しなくなる。ここで同種
の材質とは、ベースとなるセラミックスが共通している
ものを言い、添加成分には異同があっても差し支えな
い。

【００３０】導電性部材が金属からなる場合、メタライ
ズ層中の金属成分と、導電性部材とは、共通の材質が含
まれていることが好ましく、これによって両者の接合力
が一層向上する。

【００３１】セラミック放電管の両端において、前述し
たような封止方法を採用することができるが、このうち
一方の端部においては、導電性部材の内部を通してイオ
ン化発光物質を注入する必要があることから、導電性部
材を管状とする必要がある。他方の端部においては、ロ
ッド状、管状等、種々の形状の導電性部材を採用するこ
とができる。

【００３２】セラミック放電管の形状は、一般的には、
管状、円筒状、樽状等とすることができる。電極装置保
持材が管状であり、この電極装置保持材を通して放電管
の内部にイオン化発光物質を封入した場合には、この封
入の後に、電極装置保持材をレーザー溶接またはＴＩＧ
溶接によって閉塞させる。

【００３３】メタルハライド高圧放電灯の場合には、セ
ラミック放電管の内部空間に、アルゴン等の不活性ガス
とメタルハライドとを封入し、更に必要に応じて水銀を
封入する。

【００３４】本発明においては、閉塞材の端部またはセ
ラミック放電管の末端部に導電性部材を接合するが、こ
れには以下の形態がある。（１）閉塞材の端面またはセラミック放電管の端面に、
導電性部材の端部を接合する。この場合には、特に熱サ
イクルによってメタライズ層に加わる応力が著しく低減
され、この意味で高圧放電灯の寿命が更に延びる。

【００３５】（２）閉塞材の貫通孔の中、またはセラミ
ック放電管の貫通孔の中に導電性部材の端部を挿入し、
閉塞材の端部の内周面またはセラミック放電管の端部の
内周面に対して、導電性部材の端部の外周面を接合す
る。この場合には、特にセラミック放電管の内部圧力が
高い場合に、この圧力に対する耐久性を付与することか
できる。

【００３６】（３）（２）において、更に閉塞材の端
部の内周面に凹部を設け、この凹部内に導電性部材の端
部を収容し、この凹部内で導電性部材の端部と閉塞材と
をメタライズ層を介して気密に接合する。これと同様
に、セラミック放電管の開口部分の末端部の内周面に凹
部を設け、凹部内に導電性部材の端部を収容し、凹部内
で導電性部材の端部とセラミック放電管とをメタライズ
層を介して気密に接合する。

【００３７】この構造を採用することによって、セラミ
ック放電管の内部空間の圧力が例えば１０気圧以上とな
っても、メタライズ層がセラミック放電管の長手方向に
向かって垂直に延びる部分と水平に延びる部分とを含ん
でいるために、気体の圧力に対する耐久性が著しく高い
ために信頼性が高く、かつ熱サイクルによる応力の緩和
作用も高い。

【００３８】以下、図面を参照しつつ、本発明の更に具
体的な実施形態について述べる。

【００３９】図１（ａ）は、セラミック放電管１の開口
部分１ａの周辺を拡大して示す断面図であり、図１
（ｂ）は更に接合部分の好適例の詳細を示す図１（ａ）
の部分拡大図である。

【００４０】セラミック放電管１の開口部分１ａの内面
１ｂは、セラミック放電管の中心軸方向に見ると、真っ
直ぐに延びている。開口部分１ａの内側には、閉塞材４
が挿通されている。放電管１と閉塞材４とは、互いに同
種のセラミックス、好ましくはアルミナセラミックスに
よって形成されており、両者の界面は、焼成段階でほぼ
消失している。４ｃは閉塞材４の外側面である。

【００４１】閉塞材４の内周面４ａの端面４ｂ側には、
凹部ないし段差部９が設けられている。この凹部９内に
導電性部材７の端部７ａが収容されている。本例では、
導電性部材７は管状をなしており、始動ガスおよびイオ
ン化発光物質を封入した後に封止するための開口が設け
られている。

【００４２】閉塞材４と導電性部材７との間は、凹部９
内においてメタライズ層６が介在しており、メタライズ
層６によって両者が接合され、かつ気密性が保持されて
いる。７ｂは導電性部材７の外側面であり、７ｃはその
内側面である。導電性部材７の内側空間は、閉塞材４の
貫通孔を介して放電管１の内部空間３に連通している。

【００４３】メタライズ層６は、図１（ｂ）のように、
２層のメタライズ層１０、１１の積層物によって構成さ
れていることが特に好ましい。ただし、ここで導電性部
材７側のメタライズ層１１は、相対的に金属の比率を高
くし、閉塞材４側のメタライズ層１０は、メタライズ層
１１に比べて金属の比率を低くすることによって、より
一層閉塞材４と導電性部材７との間の熱膨張差に起因す
る応力を緩和することができる。メタライズ層６を更に
３層以上に分割し、閉塞材４またはセラミック放電管側
から導電性部材側へと向かって３層以上のメタライズ層
を順に配置し、各メタライズ層内における金属の割合
を、放電管側から導電性部材側へと向かって段階的に増
大させることができる。

【００４４】なお、本例では閉塞材４の内周面４ａに沿
って更にメタライズ層５を形成し、このメタライズ層５
の内部空間３側の末端に電極装置２を取りつけている。

【００４５】電極装置の取りつけ方法は、図１に示す形
態には限られない。例えば、図２（ａ）〜（ｃ）に示す
ようにして電極装置を取りつけることができる。ただ
し、図１に示した各構成部分には同じ符号を付け、その
説明は省略する。

【００４６】まず図２（ａ）に示すように閉塞材４に対
して導電性部材７を接合する。ここで電極装置は内部空
間に取りつけていない。次いで、電極装置２を封止部材
（好ましくは金属製）１２に取りつけ、封止部材１２お
よび電極装置２を図２（ｂ）に示すように内部空間３お
よび閉塞材４の貫通孔内に挿入し、封止部材１２を導電
性部材７の内周面７ｃに対して溶接等によって接合し、
図２（ｃ）に示すような封止部１３を形成する。これに
よって、内部空間３内のイオン化発光物質および始動ガ
スが外気に触れないように封止するのと共に、電極装置
２に対して封止部材１２を介して電力を供給することが
できる。

【００４７】図３は、本発明の第二の態様に係るもので
ある。セラミック放電管１の開口部分１ａの内面１ｂ
は、セラミック放電管の中心軸方向に見ると、真っ直ぐ
に延びている。開口部分１ａの内周面１ｂの端部１ｄ側
には、凹部ないし段差部１９が設けられている。この凹
部１９内に導電性部材７の端部７ａが収容されている。
放電管１と導電性部材７との間は、凹部１９内において
メタライズ層１５が介在しており、メタライズ層１５に
よって両者が接合され、かつ気密性が保持されている。
なお、１４は、電極装置２に接続するメタライズ層であ
る。

【００４８】図４、図５は、本発明の更に他の実施形態
を例示するものである。図４においては、閉塞材４の端
面４ｂに対して導電性部材７の端部が若干の間隔を置い
て対向している。端面４ｂと導電性部材７の端部７ａと
の間には、メタライズ層１６が介在しており、メタライ
ズ層１６によって両者が接合され、かつ気密性が保持さ
れている。

【００４９】図５においては、放電管１の端面１ｃに対
して導電性部材７の端部が若干の間隔を置いて対向して
いる。端面１ｃと導電性部材７の端部７ａとの間には、
メタライズ層１６が介在しており、メタライズ層１６に
よって両者が接合され、かつ気密性が保持されている。

【００５０】メタライズ層１６は、例えば、２層のメタ
ライズ層１６ａ、１６ｂの積層物によって構成されてい
る。ただし、導電性部材７側のメタライズ層１６ｂは、
相対的に金属の比率を高くし、閉塞材４または放電管１
側のメタライズ層１６ａは、メタライズ層１６ｂに比べ
て金属の比率を低くすることによって、より一層、閉塞
材４または放電管１と導電性部材７との間の熱膨張差に
起因する応力を緩和することができる。

【００５１】以上述べてきた各実施態様において、メタ
ライズ層６、１５、１６と、セラミック放電管または閉
塞材との間に、セラミック焼成層を更に設けることが一
層好ましい。この態様について、更に説明する。図６
（ａ）は、放電管１または閉塞材４と、導電性部材７と
の接合部分の構造を拡大して模式的に示す断面図であ
る。

【００５２】この断面図の微構造を更に拡大して、図６
（ｂ）に模式的に示す。Ｃは導電性部材であり、ほぼ緻
密な微構造を有している。Ｂはメタライズ層である。Ａ
は、放電管または閉塞材である。この接合構造が生成す
る過程においては、メタライズ用材料からの金属の導電
性部材への拡散によって両者が強固に接合するが、放電
管または閉塞材の方は既に強固にプレス成形されてい
て、粒子が成長して気孔が少なく、セラミック成分の移
動、拡散が生じにくい。また、金属成分がメタライズ用
材料から放電管または閉塞材へと拡散すると悪影響があ
る。

【００５３】このため、図７（ａ）に示すように、放電
管１または閉塞材４とメタライズ層６、１５、１６との
間に、更にセラミック焼成層２０を生成させることが特
に好ましい。この微構造を拡大して模式的に図７（ｂ）
に示す。

【００５４】ほぼ緻密な微構造を有する導電性部材Ｃの
隣にメタライズ層Ｂが生成している。Ｄはセラミック焼
成層であるが、この焼成層とメタライズ層との間はセラ
ミック成分が拡散し易く、またこの焼成層とセラミック
放電管または閉塞材との間は、同種の材質であるために
セラミック成分の拡散によって強固な接合が生成し易
い。

【００５５】このように、層状のセラミック焼成用材料
中のセラミック成分がセラミック放電管または閉塞材の
中へと拡散し易く、両者の接合力が一層向上し、安定す
ると共に、メタライズ層６、１５、１６から放電管また
は閉塞材のセラミック組織への金属成分の拡散を防止す
ることができる。

【００５６】ここで、セラミック焼成層を、閉塞材また
はセラミック放電管とメタライズ層との間に生成させる
ためには、ここに層状のセラミック焼成用材料を介在さ
せる。セラミック焼成用材料とは、焼成後にセラミック
を生成するような材料を言い、具体的には前記したセラ
ミック成分を含む。層状のセラミック焼成用材料は、好
ましくは次の方法によって形成できる。

【００５７】（１）セラミックペーストを塗布、印刷す
る。

【００５８】（２）閉塞材の被焼成体またはセラミック
放電管の被焼成体と、層状のメタライズ用材料との間
に、セラミック焼成用材料からなる筒状成形体を挿入
し、介在させる。この筒状成形体は、取り扱いに耐える
構造強度を必要とするために、プレス成形法によって成
形することが好ましい。

【００５９】この筒状成形体を製造する際には、セラミ
ック成分に対して、バインダーを添加する。このバイン
ダーとしては、熱によって解離し易く、かつプレスし易
いバインダーが好ましく、ポリビニルアルコール（ＰＶ
Ａ）やアクリル系バインダーが好ましい。セラミック成
分にバインダーと若干の溶剤とを添加し、スプレードラ
イヤー等によって造粒して顆粒を作製する。または、セ
ラミック成分にバインダーと若干の溶剤とを添加し、混
練、乾燥、粉砕することによって、顆粒を形成できる。
この顆粒を２〜３トン／ｃｍ²の圧力でプレス成形し、
筒状成形体を得る。

【００６０】（３）閉塞材の被焼成体またはセラミック
放電管の被焼成体と、層状のメタライズ用材料との間
に、セラミック焼成用材料からなるシート状成形体を介
在させる。

【００６１】このシート状成形体を作製するには、セラ
ミック成分に対して、アクリル系バインダーやエチルセ
ルロース等のバインダーを添加し、ブチルカルビトール
アセテート等の溶剤を使用し、例えばドクターブレード
法によってシート状の成形体を得る。

【００６２】次に、本発明の各態様に係る高圧放電灯を
製造するための最も好適なプロセスについて述べる。本
発明の第一の態様においては、まず、閉塞材の材料粉末
（好ましくはアルミナ粉末）を成形してリング状の閉塞
材の成形体を得る。この段階では、スプレードライヤー
等で造粒した粉末を、２０００〜３０００Kgf/cm² の圧
力でプレス成形することが好ましい。得られた成形体
を、好ましくは脱脂および仮焼して仮焼体を得る。

【００６３】この際、脱脂処理は、６００〜８００℃の
温度での加熱によって行うことが好ましく、仮焼処理
は、１２００〜１４００℃の温度、水素還元雰囲気下で
の加熱によって行うことが好ましい。この仮焼処理によ
って、閉塞材の成形体に対して、ある程度の強度を与
え、メタライズ用材料を閉塞材に接触させる時の溶剤の
吸い込みによるペーストレベリング不全を防ぎ、また閉
塞材のハンドリング性を高めることができる。凹部は例
えば機械加工によって形成できる。

【００６４】次いで、閉塞材の所定部位に、例えばメタ
ライズペーストを塗布し、メタライズペースト層を形成
する。このメタライズペーストとしては、最も好適な態
様においては、Mo：６０ｖｏｌ．％と、Al₂O₃ 、ムライ
トおよび金属シリコンのうちの少なくとも一種を４０ｖ
ｏｌ．％と、バインダ若干量および溶剤とで構成された
メタライズペーストを使用する。この仮焼体を、好まし
くは９０〜１２０℃で乾燥させる。

【００６５】次いで、導電性部材を仮焼体の所定部位に
対向させる。この仮焼体を、露点２０〜５０℃の還元雰
囲気下で、１２００〜１６００℃の温度で予備焼成する
（焼成工程）。

【００６６】一方、セラミック放電管の本体を成形し、
成形体を脱脂し、仮焼してセラミック放電管の仮焼体を
得る。得られた仮焼体の端面に、閉塞材の予備焼成体を
挿入し、所定の位置にセットし、露点−１５〜１５℃の
還元雰囲気下で、１６００〜１９００℃の温度で本焼成
して、本発明の高圧放電灯を得ている。

【００６７】なお、閉塞材にメタライズペーストの印刷
を行わず、導電性部材の方にメタライズペーストを印刷
することができる。また、閉塞材の表面に、この閉塞材
と同種の材質からなるセラミックペーストを塗布してセ
ラミックペースト層を形成し、この上にメタライズペー
ストを塗布することができる。

【００６８】上述した製造プロセスに従って、図４に示
すセラミック放電管を作製した。ただし、セラミック放
電管および閉塞材をアルミナ磁器によって形成し、導電
性部材としてモリブデン製のパイプを使用した。また、
閉塞材と導電性部材との接合は、モリブデン−アルミナ
の５０体積％：５０体積％のメタライズ層によって実施
した。

【００６９】このセラミック放電管について熱サイクル
試験を行った。具体的には、室温で１５分間保持し、次
いで８５０℃まで温度を上昇させ、８５０℃で５分間保
持し、次いで室温まで温度を降下させるまでを一サイク
ルとし、５００サイクルの熱サイクルを実施した。この
後、ヘリウムリーク試験によってリークの有無を測定し
たところ、リーク量は１０^{- 1 0}ａｔｍ・ｃｃ・ｓｅｃ
未満であった。なお、８５０℃は、通常使用時の封止部
分の温度である。

【００７０】また、上述した製造プロセスに従って、図
１に示すセラミック放電管を作製した。ただし、セラミ
ック放電管および閉塞材をアルミナ磁器によって形成
し、導電性部材としてモリブデン製のパイプを使用し
た。また、閉塞材と導電性部材との接合は、モリブデン
−アルミナの５０体積％：５０体積％のメタライズ層に
よって実施した。

【００７１】このセラミック放電管について熱サイクル
試験を行った。具体的には、室温で１５分間保持し、次
いで９５０℃まで温度を上昇させ、９５０℃で５分間保
持し、次いで室温まで温度を降下させるまでを一サイク
ルとし、５００サイクルの熱サイクルを実施した。この
後、ヘリウムリーク試験によってリークの有無を測定し
たところ、リーク量は１０^{- 1 0}ａｔｍ・ｃｃ・ｓｅｃ
未満であった。なお、９５０℃は、過負荷温度である。
これに対する耐久性は、通常よりも高圧で始動ガスおよ
びイオン化発光物質を放電管内に圧入した場合にも、長
期間安全に保持できることを意味している。

【００７２】本発明の第二の態様のセラミック放電管を
作製するには、セラミック放電管の本体を成形し、成形
体を脱脂し、仮焼してセラミック放電管の仮焼体を得
る。得られた仮焼体の所定部位に、前記したようにメタ
ライズペーストを塗布する。この際、必要に応じてメタ
ライズペーストの前に、仮焼体と同種の材質からなるセ
ラミックペーストを塗布する。この仮焼体を９０〜１２
０℃で、空気中で乾燥させる。所定部位に導電性部材を
配置し、固定し、露点２０〜５０℃の還元雰囲気下で、
１２００〜１６００℃の温度で予備焼成し、次いで、露
点−１５〜１５℃の還元雰囲気下で、１７００〜１９０
０℃の温度で本焼成する。この予備焼成と本焼成とは、
独立して実施しても良いが、この両方の還元雰囲気を併
せ持つ雰囲気炉を使用できる場合には、連続的に実施す
ることができる。

【００７３】または、前記の仮焼体を、空気中または窒
素雰囲気下で３００〜４００℃に加熱して脱脂し、組立
を行い、露点−１５〜１５℃の還元雰囲気下で、１７０
０〜１９００℃の温度で本焼成する。

【００７４】また、前述のプロセスにおいて、セラミッ
クペースト層の本体の方にメタライズペースト（および
必要に応じてセラミックペースト）を塗布せず、導電性
部材の表面の所定部位に、メタライズペースト（および
必要に応じてセラミックペースト）を塗布することもで
きる。

【００７５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、メ
タルハライド等に対して高い耐蝕性、信頼性を有する新
規なシール構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る放電管端
部の接合構造を示す断面図であり、（ｂ）は、メタライ
ズ層６の好適な形態を示すための模式的断面図である。

【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図１に示したよう
な接合構造を利用して、導電性部材に対して電極装置の
封止部材１２を接合する形態について説明する断面図で
ある。

【図３】本発明の他の実施形態に係る放電管端部の接合
構造を示す断面図であり、放電管１の末端部の凹部に導
電性部材を接合している。

【図４】本発明の更に他の実施形態に係る放電管端部の
接合構造を示す断面図であり、閉塞材４の端面４ｂに導
電性部材を接合している。

【図５】本発明の更に他の実施形態に係る放電管端部の
接合構造を示す断面図であり、放電管１の端面１ｃに導
電性部材を接合している。

【図６】（ａ）、（ｂ）は、放電管または閉塞材、メタ
ライズ層および導電性部材の接合部分の微構造を模式的
に示す断面図である。

【図７】（ａ）、（ｂ）は、放電管または閉塞材、セラ
ミック焼成層、メタライズ層および導電性部材の接合部
分の微構造を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１セラミック放電管１ａ開口部分２
電極装置３内部空間４閉塞材４ａ閉塞材
の内周面４ｂ閉塞材４の端面４ｃ閉塞
材４の外周面５閉塞材の貫通孔内のメタライズ
層６、１５、１６メタライズ層７導電
性部材７ａ導電性部材の端部７ｂ導電性部材７の外
側面７ｃ導電性部材７の内側面９閉塞
材４の凹部１０、１１、１６ａ、１６ｂ互いに金
属成分の含有量が異なるメタライズ層１９セラ
ミック放電管の凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部空間にイオン化発光物質および始動ガ
スが充填されているセラミック放電管、このセラミック
放電管の開口部分の内側に少なくとも一部が固定されて
いる閉塞材であって、貫通孔が設けられている閉塞材、
前記内部空間に設けられている電極装置および前記閉塞
材に取りつけられている導電性部材を備えている高圧放
電灯であって、前記閉塞材の前記内部空間とは反対側の
端部に対して導電性部材がメタライズ層を介して気密に
接合されていることを特徴とする、高圧放電灯。
【請求項２】前記導電性部材と前記閉塞材との間に前記
メタライズ層およびセラミック焼成層がこの順で形成さ
れていることを特徴とする、請求項１記載の高圧放電
灯。
【請求項３】前記閉塞材の前記端部の内周面に凹部が設
けられており、この凹部内に前記導電性部材の端部が収
容されており、この凹部内で前記導電性部材の端部と前
記閉塞材とが前記メタライズ層を介して気密に接合され
ていることを特徴とする、請求項１または２記載の高圧
放電灯。
【請求項４】内部空間にイオン化発光物質および始動ガ
スが充填されているセラミック放電管、前記内部空間に
設けられている電極装置および前記セラミック放電管に
取りつけられている導電性部材を備えている高圧放電灯
であって、前記セラミック放電管の開口部分の末端部に
対して前記導電性部材がメタライズ層を介して気密に接
合されていることを特徴とする、高圧放電灯。
【請求項５】前記導電性部材と前記セラミック放電管と
の間に前記メタライズ層およびセラミック焼成層がこの
順で形成されていることを特徴とする、請求項４記載の
高圧放電灯。
【請求項６】前記セラミック放電管の前記開口部分の前
記末端部の内周面に凹部が設けられており、この凹部内
に前記導電性部材の端部が収容されており、この凹部内
で前記導電性部材の端部と前記セラミック放電管とが前
記メタライズ層を介して気密に接合されていることを特
徴とする、請求項４または５記載の高圧放電灯。