JPH1125915A - 管球の閉塞部構造体 - Google Patents
管球の閉塞部構造体Info
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Abstract
おいて、電極芯棒が傾斜機能材料の非金属成分の多い非
導電性の領域の部分と接触してもクラックが入ることな
く、かつ閉塞部構造体の孔の内壁面と電極芯棒との間
に、最冷部となる隙間が形成されない管球の閉塞部構造
体を提供すること。 【解決手段】発光管に連設された閉塞管を閉塞し、電極
芯棒を焼き嵌めて保持して、一方側が非導電性であり他
方側が導電性である傾斜機能材料から構成されている管
球の閉塞部構造体において、傾斜機能材料の孔内に隙間
なく電極芯棒が焼き嵌められており、電極芯棒の該傾斜
機能材料の孔内に位置する部分の表面の少なくとも一部
が高融点金属の薄膜で被覆されている。
Description
ハライドランプ、ハロゲンランプ等の各種管球の閉塞管
を閉塞する閉塞部構造体に関する。
光管内に一対の電極が対向配置された放電ランプの閉塞
部構造体に、傾斜機能材料が使用され始めている。傾斜
機能材料で形成された閉塞体は、一方側がシリカなどの
非導電性成分に富み、他方側に向かうにつれてモリブデ
ンなどの導電性成分の割合が連続的に、または段階的に
増加するものである。したがって、シリカとモリブデン
から作製した傾斜機能材料を使用した閉塞部構造体の場
合、該閉塞部構造体の一方の側は非導電性であるととも
に熱膨張率が発光管材料のシリカガラスの熱膨張率に同
じかまたは近く、他方の側は導電性であるとともに熱膨
張率が電極芯棒の材料であるタングステンまたはモリブ
デンの熱膨張率に近い特性を有する。この特性が放電ラ
ンプの閉塞部構造体として適している。
ロゲンヒータにおいても発光管はシリカガラス製である
ので、閉塞部構造体として傾斜機能材料を使用できる。
部構造体として使用した従来例を示す。発光管2および
閉塞管3はシリカガラス製であり、発光管2内部に対向
した一対の電極4、5が配置されている。閉塞部構造体
6は円柱体でありシリカとモリブデンから形成されてお
り、該閉塞部構造体6の一方の側(発光管内方 側)は
シリカに富み非導電性であり、他方側(発光管外方側)
はモリブデンに富み導電性である。そして、非導電性側
端面を放電ランプの発光管2の放電空間に面するように
配置され、該発光管2の両端に形成された閉塞管3は閉
塞部構造体6のシリカに富む領域(非導電性領域)にて
気密に溶着される。記号8は外部リードである。
極芯棒7の固定は、先ずシリカとモリブデンの粉末の圧
粉体を1300℃程度の温度で仮焼結して円柱体を成形
し、この円柱体の非導電性側端面の略中心に該端面表面
から該閉塞部構造体の導電性領域までいたる電極芯棒と
略同径の挿入用の孔10を加工して、該孔10に電極芯
棒7を挿入してから1700℃程度で本焼結することに
よって行われる。
ブデン等の金属であるので、焼結時に傾斜機能材料の金
属成分濃度が50vol%以下の領域、とりわけ非導電
性のシリカ成分の多い領域(非導電性領域)の部分と接
触すると、熱膨張率の差によって傾斜機能材料の非導電
性領域の孔10に面した部分にクラックが入り、ランプ
製作後にそのクラック部分から割れが広がりリークにい
たる事故が起こる。
すように、傾斜機能材料の導電性領域の電極芯棒と略同
径の孔10Aと、孔10Aより内径が大きく傾斜機能材
料の非導電性領域の孔10Bの二段の孔加工を施し、本
焼結の際に電極芯棒7が内側の孔10Aの部分で本焼結
時に焼き嵌められるが孔10Bとは隙間を保つようにし
たものもある。この例としては特開平9−125186
号公報がある。
7の間に形成される隙間10Sにランプ内空間での最冷
部が存在する。メタルハライドランプや水銀ランプをこ
のような二段の孔加工を施した傾斜機能材料の閉塞部構
造体を使用して製作した場合、金属ハロゲン化物や水銀
といった封入物が閉塞部構造体内のランプ内空間での最
冷部である隙間10Sに凝縮する過程で、経時的な発光
色の変化が生じるなど所期のランプ特性が得られないと
いう問題が生じる。
は、傾斜機能材料を使用した閉塞部構造体において、電
極芯棒が傾斜機能材料の金属成分濃度が50vol%以
下の領域、とりわけ非金属成分の多い非導電性の領域の
部分と接触してもクラックがはいることがなく、かつ閉
塞部構造体の孔の内壁面と電極芯棒との間に、最冷部と
なる隙間が形成されない閉塞部構造体を提供することに
ある。
面図を示す。閉塞部構造体6はシリカとモリブデンから
なる傾斜機能材料製であり、湿式法あるいはプレス法等
にて製造される。
モリブデン粉末を用いて混合スラリーを得て、混合スラ
リーを遠心分離または沈降分離してから溶媒を除いた後
の泥濘を脱水し、乾燥し冷間静水圧成形などでつくる方
法であり、傾斜機能材料の長さ方向において非常になだ
らかな組成変化の得られる製造方法である。
との混合割合が異なった混合粉末体を複数種類用意し、
それぞれの混合粉末体を有機バインダを含む溶剤ととも
に湿式混合した後、乾燥して造粒粉末を作製し、この造
粒した粉末を混合割合順に金型に複数層充填し、加圧し
て成形体を得た後、成形体を加熱して成形体から有機バ
インダを除去してから焼成するという方法である。
料を管球の閉塞管部に収容される所定の寸法の円柱形に
成形し仮焼結を行なった後、非導電性側端面の軸芯に電
極芯棒と略同径の入る孔を導電性領域まで加工形成す
る。
に高融点金属の薄膜を形成する。上記高融点金属の薄膜
は真空蒸着法やスパッタリング法で形成される。この高
融点金属は傾斜機能材料の本焼結温度以上の融点を有す
る材料である必要がある。中でもモリブデンやタングス
テンは高融点で傾斜機能材料の本焼結時温度では融解、
飛散、合金化などの変化が起きることなく電極芯棒の表
面の薄膜に適している。電極芯棒の表面に高融点金属の
薄膜を形成した後、前記仮焼結体に挿入し本焼結して固
定する。
のなので、本焼結時に傾斜機能材料の少なくとも金属成
分が50vol%以下の領域で電極芯棒との間に熱膨張
率の差によるズレが生じても、該傾斜機能材料の収縮に
あわせて電極芯棒表面上で薄膜の構成粒子が滑りを生じ
その滑った部分には変形に伴う歪みが発生せず、傾斜機
能材料の内部の少なくとも金属成分が50vol%以下
の領域表面にクラックが発生しない。
造体に挿入され該閉塞部構造体に内接する電極芯棒の表
面であり、少なくとも金属成分が50vol%以下の領
域で内接する電極芯棒の表面領域に薄膜が形成されてい
れば本発明の効果を奏する。また、該閉塞部構造体の外
側にある電極芯棒の表面に薄膜が形成されていてもよ
い。また、閉塞部構造体の孔は電極芯棒と略同径であ
り、かつ、焼結時に焼き嵌められているので、孔と電極
芯棒の間に隙間は生じない。したがって、最冷部がここ
にできることはない。
を使用した管球の例としてメタルハライドランプの断面
図を示す。閉塞部構造体6の直径は3.0mmでありプ
レス法で製造されたシリカとモリブデンを原料とした傾
斜機能材料である。傾斜機能材料の両端のモリブデン濃
度は非導電性側で0vol%、導電性側で80vol%
である。電極4、5はタングステン製であり、電極芯棒
7は電極4、5と一体成形されておりタングステン製で
直径は0.5mmである。消費電力は150Wである。
封入物としては、水銀19mg、沃化ジスプロシウム−
沃化ネオジウム−沃化セシウム0.4mg、臭化インジ
ウム0.25mgである。
実施例ではタングステン薄膜とした。薄膜形成方法とし
ては、真空蒸着法、スパッタリング法、高融点金属の微
粒子を溶媒に混合し塗布して乾燥する方法である塗布法
等があるが、スパッタリング法は装置が大型化すること
とともに、高価であり、塗布法は膜厚をコントロールし
にくいことから、本実施例では装置も小型であり、安価
な真空蒸着法を採用した。形成したタングステン膜厚は
約1μmであった。蒸着条件としては、蒸発源として線
径1mmのタングステン棒でコイルに成形したものを使
用し、真空度1×10−5Torrにて電流値20A、
10分通電した。
料と隙間なく焼き嵌めた閉塞部構造体を使用して製作し
たランプと、従来の薄膜形成しない電極芯棒を傾斜機能
材料と隙間なく焼き嵌めた閉塞部構造体を使用したラン
プで点灯時性能比較を行なった。使用本数は本発明の閉
塞部構造体使用ランプおよび従来ランプいずれも5本づ
つであり、点灯条件は、空気中で45分点灯、15分消
灯の繰り返しサイクルにて水平点灯とした。
分後にすべてのランプで閉塞部構造体においてリークが
生じ不点灯となったが、本発明の閉塞部構造体使用のラ
ンプは点灯後1500時間経過しても不具合は生じなか
った。ここでは、メタルハライドランプで説明したが、
キセノンランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプやハロゲ
ンヒータ等の閉塞管を有する他のランプにも本発明の閉
塞部構造体は使用できる。
閉塞部構造体の孔は一端が閉じた孔について述べたが、
電極芯棒を閉塞部構造体に貫通して固定する場合もあ
り、本発明は、閉塞部構造体の貫通孔にも適用できるこ
とは言うまでもない。
よって、傾斜機能材料の非導電性領域部分と電極芯棒が
高融点金属の薄膜を介して接触することによって、焼結
時に電極芯棒の表面の金属薄膜が滑り収縮歪みが緩和さ
れるので、クラックが発生せず、良好な管球とすること
ができる。さらに、閉塞部構造体の孔と電極芯棒の間に
隙間が殆どないので、放電ランプに本発明を適用した場
合、放電ランプ内の封入物の凝縮も防ぐことができる。
放電ランプの断面図を示す。
ドランプの断面図を示す。
に、請求項1に記載の発明は、発光管に連設された閉塞
管を閉塞し、電極芯棒を焼き嵌めて保持して、導電性材
料成分と非導電性材料成分とが管軸方向に連続的または
段階的な濃度勾配を持ち、一方側が非導電性であり他方
側が導電性である傾斜機能材料から構成されている管球
の閉塞部構造体において、該傾斜機能材料の孔内に隙間
なく電極芯棒が焼き嵌められており、前記電極芯棒の該
傾斜機能材料の孔内に位置する部分の表面の少なくとも
一部が高融点金属の薄膜で被覆されていることを特徴と
する管球の閉塞部構造体とするというものである。ま
た、請求項2に記載の発明は、前記高融点金属がタング
ステンまたはモリブデンであることを特徴とする請求項
1に記載の管球の閉塞部構造体とするというものであ
る。
面図を示す。閉塞部構造体6はシリカとモリブデンから
なる傾斜機能材料製であり、湿式法あるいはプレス法等
にて製造される。
Claims (2)
- 【請求項1】 発光管に連設された閉塞管を閉塞し、電
極芯棒を焼き嵌めて保持して、導電性材料成分と非導電
性材料成分とが管軸方向に連続的または段階的な濃度勾
配を持ち、一方側が非導電性であり他方側が導電性であ
る傾斜機能材料から構成されている管球の閉塞部構造体
において、 該傾斜機能材料の孔内に隙間なく電極芯棒が焼き嵌めら
れており、前記電極芯棒の該傾斜機能材料の孔内に位置
する部分の表面の少なくとも一部が高融点金属の薄膜で
被覆されていることを特徴とする管球の閉塞部構造体。 - 【請求項2】前記高融点金属がタングステンまたはモリ
ブデンであることを特徴とする請求項1に記載の管球の
閉塞部構造体。
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