JPH11317199A

JPH11317199A - 管球用電気導入体およびその製造方法

Info

Publication number: JPH11317199A
Application number: JP3883399A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Torikai; 哲哉鳥飼; Yukihiro Morimoto; 幸裕森本; Toyohiko Kumada; 豊彦熊田; Koji Tagawa; 幸治田川; Kenzo Kai; 鎌三甲斐; Hiroshi Sugawara; 寛菅原; Shigenori Nozawa; 繁典野澤
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1998-03-05
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 1999-11-16
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: JP3271601B2

Abstract

(57)【要約】【課題】導電性無機物質成分と絶縁性無機物質成分か
らなる閉塞体と電極芯棒が焼結によって確実に固定され
てリークや電極芯棒が抜け落ちることのない管球用電気
導入体およびその製造方法を提供する。【解決手段】管球の発光管に連設された閉塞管を封止
する管球用電気導入体であって、傾斜機能材料の中心孔
に電極芯棒が挿入された管球用の閉塞体において、閉塞
体と電極芯棒の境界領域に、閉塞体の導電性無機物質成
分と、電極芯棒の金属成分と、焼結温度において閉塞体
の導電性無機物質成分と電極芯棒の金属成分との拡散を
促進する拡散促進剤とが、相互に拡散しあった拡散領域
を形成して、電極芯棒と閉塞体の導電性無機物質成分が
接合している管球用電気導入体とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水銀ランプやメタ
ルハライドランプ、ハロゲンランプなどの管球の閉塞管
を閉塞する管球用電気導入体およびその製造方法に関す
る。管球用電気導入体とは、閉塞体と電極芯棒との組み
合せ構造体をいう。

【０００２】

【従来技術】管球、例えば高圧放電ランプは、石英ガラ
ス製の球状や楕円球状をした発光管内に一対に電極が対
向配置され、水銀などの発光金属、放電用ガスなどが封
入される。そして、発光管の端部に筒状の閉塞管が連設
され、先端に電極を有する電極芯棒と外部リード棒がこ
の閉塞管で電気的に接続された状態で閉塞されるが、タ
ングステンからなる電極芯棒と石英ガラス製の閉塞管は
熱膨張率が大きく異なるために閉塞管を電極芯棒に直接
溶着して閉塞することができない。

【０００３】このため従来は、箔シール法や熱膨張率の
異なる複数のガラスをつなぎ合わせる段継ぎ法などで閉
塞管を閉塞していたが、最近では、シリカなどの絶縁性
無機物質成分とモリブデンなどの導電性無機物質成分か
らなり略柱状に形成した傾斜機能材料からなる閉塞体で
発光管端部に連設された閉塞管を閉塞することが注目さ
れている。かかる閉塞体は、一方の端部はシリカなどの
絶縁性無機物質成分がリッチであり、他方の端部に向か
うにつれてモリブデンなどの導電性無機物質成分の割合
が連続的に、または段階的に増加するものである。従っ
て、シリカとモリブデンで成形された傾斜機能材料から
なる閉塞体の場合、該閉塞体の一方の端部近傍はシリカ
が多く含まれ、絶縁性であると共に熱膨張率が石英ガラ
スの熱膨張率に近く、他方の端部近傍はモリブデンが多
く含まれ、導電性であるとともに熱膨張率がモリブデン
の熱膨張率に近い特性を有する。

【０００４】かかる傾斜機能材料製の閉塞体は、絶縁性
無機物質成分と導電性無機物質成分の割合が変化する勾
配を大きくすることができるので、閉塞体の軸線方向の
長さが短くても、一方の端面の絶縁性無機物質成分をリ
ッチにするとともに他方の端面の導電性無機物質成分を
リッチにすることができる。また、傾斜機能材料はその
構成成分の組成が大きく変わる境界面を持たないので熱
ショックや機械的強度が強い。従って、閉塞管に閉塞体
を溶着するシール部分を、点灯時に高温になる発光管の
中央部に近づけることができ、閉塞管の軸線方向の長さ
が短いことと相俟って、閉塞管を短くできる利点を有す
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】導電性無機物質成分と
絶縁性無機物質成分からなる傾斜機能材料で閉塞体を成
形するとき、先ず、これらの粉末にバインダーを添加し
て金型内でプレスして柱状の加圧成形体を得る。そして
加圧成形体を１３００℃程度の温度で仮焼結して仮焼結
体を得る。次に、この仮焼結体の軸心に電極芯棒を埋設
するための孔あけ加工を施して中心孔を形成する。或い
は、中心孔形成用の突出部材を有する金型内でプレスし
て予め中心孔が形成された加圧成形体とし、これを仮焼
結する。そして、仮焼結体の中心孔に電極芯棒を挿入し
てから１７５０℃程度の温度で本焼結する。

【０００６】ところで、傾斜機能材料を焼結するとき
に、これらの材料は１０〜２０％も収縮するので、仮焼
結体の中心孔は、電極芯棒の外径よりも大きくしておく
必要がある。このとき、中心孔の大きさが不十分な場合
は、本焼結時に電極芯棒の周りの傾斜機能材料に応力が
発生して割れてしまうので、中心孔を所定値よりやや大
きくして、本焼結によって傾斜機能材料が収縮しても割
れが発生しないようにする必要がある。

【０００７】この場合、中心孔の径のバラツキや本焼結
時の収縮のバラツキ等により電極芯棒が閉塞体に十分に
安定して密着されず、この中心孔が閉塞体の一方の端面
から他方の端面まで貫通した貫通孔の場合は、気密性が
不十分となるという問題があった。このため、本焼結し
た後に、電極芯棒が伸び出す閉塞体の露出側側面に、ガ
ラスか金属ろうを溶着してリークを防止するとともに閉
塞体と電極芯棒の固定を確実にしていたが、工程数が増
加し、製造に手間を要していた。

【０００８】また、中心孔が閉塞体の端面から所定の距
離だけ形成された非貫通孔の場合は、リークの問題は生
じないものの、固定が不十分であるため、振動などによ
って電極芯棒が抜け落ちてしまうなどの不具合があっ
た。従ってこの場合も、本焼結した後に、閉塞体と電極
芯棒の固定を確実にする何らかの手段を講じる必要があ
った。

【０００９】そこで本発明は、導電性無機物質成分と絶
縁性無機物質成分とからなる閉塞体の中心孔内に、電極
芯棒が焼結によって確実に固定されて、リークや電極芯
棒が抜け落ちることのない管球用電気導入体およびその
製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１は、管球の発光管に連設された閉塞管を
封止する管球用電気導入体であって、導電性無機物質成
分と絶縁性無機物質成分からなり、軸方向に沿って両者
の割合が順次変化する多層構造の柱状に成形された焼結
傾斜機能材料に形成された中心孔に電極芯棒が挿通され
てなる管球用の閉塞体において、前記閉塞体と電極芯棒
の境界領域に、閉塞体の導電性無機物質成分と、電極芯
棒の金属成分と、前記傾斜機能材料の焼結温度において
閉塞体の導電性無機物質成分と電極芯棒の金属成分との
拡散を促進する拡散促進剤の、３者が相互に拡散しあっ
た拡散領域が形成されて該電極芯棒と該閉塞体の中心孔
内面が接合している管球用電気導入体とするというもの
である。

【００１１】本願で拡散促進剤とは、閉塞体を構成する
傾斜機能材料の焼結温度で電極芯棒の金属成分と閉塞体
の導電性無機物質成分の両方に固溶して、前記導電性無
機物質成分と閉塞体の導電性無機物質成分との両者の相
互拡散を促進させる物質をいう。

【００１２】そして、かかる管球用の閉塞体は、請求項
２の発明、請求項３の発明または請求項４の発明によっ
て好適に製造することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、図面に基づいて本発明の
実施の形態を具体的に説明する。図１は、本発明の管球
用電気導入体を使用した高圧放電ランプの例として示し
た、定格電力が３ｋＷのキセノンショートアークランプ
である。なお、本発明の管球用電気導入体は、放電ラン
プとして水銀ランプやメタルハライドランプなど他の放
電ランプにも適用可能である。

【００１４】本願実施例においては、管球用電気導入体
を放電ランプに使用した例にて説明するが、タングステ
ンフィラメントを有するハロゲンランプなど白熱電球に
も使用することができる。放電ランプにおいては、電極
芯棒が閉塞体の中心孔に焼結によって固定されるが、タ
ングステンフィラメントを有するハロゲンランプに本発
明の管球用電気導入体を使用した場合は、電極芯棒では
なく、先端にタングステンフィラメントの端部に接続し
て使われる内部リード棒が閉塞体の中心孔に焼結によっ
て固定される。

【００１５】図１において、石英ガラス製の発光管１１
は球状や楕円球状の中央部を有しており、その内部に
は、タングステンからなる陽極２０と陰極３０が、例え
ば５ｍｍ間隔で対向配置してされている。また、放電用
ガスとしてキセノンガスが所定圧力で封入されている。
そして、発光管１１の両端に閉塞管１２，１２が連設さ
れているが、閉塞管１２，１２の端部は、導電性無機物
質成分と絶縁性無機物質成分からなる傾斜機能材料製の
閉塞体５０と電極芯棒４０とから構成される管球用電気
導入体７０で閉塞されている。

【００１６】閉塞体５０は、絶縁性の端面５１が発光管
１１方向になるように、閉塞管１２内に嵌め込まれ、こ
の端面５１の部分で石英ガラス製の閉塞管１２に溶着さ
れる。陽極２０の電極芯棒４０および陰極３０の電極芯
棒４０はタングステンからなり、閉塞体５０の絶縁性の
端面５１は、例えば、ほぼ１００％のシリカからなり、
導電性の端面５２はＳｉＯ₂２５％＋Ｍｏ７５％の組成
からなる。

【００１７】シリカとモリブデンからなる傾斜機能材料
は、１７５０℃程度で本焼結されるが、電極芯棒４０に
拡散促進剤を被覆したり、或は傾斜機能材料で成形され
た閉塞体５０に拡散促進剤を含有させることによって、
その焼結温度で拡散促進剤が閉塞体５０を構成する導電
性無機物質と固溶体を形成して溶融する。その溶融した
固溶体が電極芯棒４０の金属成分へ拡散して、閉塞体５
０を構成する導電性無機物質成分と、拡散促進剤と、電
極芯棒４０の金属成分との相互拡散領域が電極芯棒４０
と閉塞体５０の中心孔内面との界面領域に形成され、電
極芯棒４０と閉塞体５０の中心孔内面は確実に接合し固
定される。

【００１８】従って、電極芯棒４０と閉塞体５０の間か
ら発光管１１内の高圧ガスがリークしたり、電極芯棒４
０が抜け落ちることがなく、接合部の信頼性が向上す
る。このため、従来のように、電極芯棒４０が伸び出す
閉塞体５０の端面５２に、ガラスか金属ろうを溶着する
必要がなく、工程を簡素化することができる。

【００１９】或いは、図２に示すように、閉塞体５０の
両端面５１、５２からそれぞれ、電気伝導性を有する部
分まで非貫通の中心孔をあけ、それぞれの中心孔に陽極
２０および陰極３０の電極芯棒４０と陽極端子２２およ
び陰極端子３２のそれぞれを電気的に接合しても良い。
この場合も、電極芯棒４０に拡散促進剤を被覆したり、
或は傾斜機能材料で成形された閉塞体５０に拡散促進剤
を含有させることによって設けられた拡散促進剤が、閉
塞体５０を構成する導電性無機物質成分と固溶体を形成
して溶融し、閉塞体５０を構成する導電性無機物質成分
と拡散促進剤と電極芯棒４０の金属成分との相互拡散領
域が電極芯棒４０と閉塞体５０の中心孔内面との界面領
域に形成され、電極芯棒４０と閉塞体５０の中心孔内面
とは確実に接合し固定される。

【００２０】次に、請求項１に記載の管球用電気導入体
の製造方法である請求項２の発明の実施の形態を説明す
る。傾斜機能材料の導電性無機物質成分と絶縁性無機物
質成分は、例えば、平均粒径が１．０μｍのモリブデン
粉末と平均粒径が５．６μｍのシリカ粉末である。先
ず、第１工程として、モリブデン粉末とシリカ粉末の混
合比率を変化させた複数の粉末混合体を調製する。

【００２１】なお、傾斜機能材料の絶縁性無機物質成分
としては、前述のシリカ粉末以外に、発光管がセラミッ
クス製の場合は該セラミックス粉末を用いるなど、発光
管と同物質であればよく、更に、傾斜機能材料の導電性
無機物質成分としてもモリブデン粉末以外に、ニッケ
ル、タングステンなどの適宜の金属導電物質粉末を使用
できることは勿論である。

【００２２】第２工程として、この混合粉末体を有機バ
インダー、例えばステアリン酸の約２３％溶液と混合の
うえ乾燥する。そして、この混合物を中心孔用の突出部
材を有する筒状の金型に充填するが、傾斜機能材料の場
合は、モリブデン粉末とシリカ粉末の混合比率が順次変
化するように粉末混合体を金型に充填する。そして、筒
状の金型の外方から例えば１．５ｔ／ｃｍ²の荷重で加
圧して中心孔が形成された柱状の加圧成形体を得る。

【００２３】更に、第３工程として、得られた加圧成形
体を水素雰囲気において１２００℃で３０分間焼結し、
有機バインダーを除去して仮焼結体を得る。

【００２４】次に第４工程として、電極芯棒の表面に、
拡散促進剤として、例えばクロムの層を形成する。クロ
ムの層は、めっき法、粉末のディッピング法、スパッタ
リング法などにより形成する。例えば、クロム層の厚み
は３０μｍ程度でよい。クロムは、例えば、電極芯棒と
して選ばれるタングステンとも、傾斜機能材料の導電性
無機物質成分として選ばれるモリブデンとも、焼結温度
１７５０℃において全率固溶体を形成する金属であり、
拡散促進剤として有効である。

【００２５】拡散促進剤は、クロムに限られるものでは
なく、焼結温度において、電極芯棒と閉塞体の導電性無
機物質成分の両方に拡散し、そのことによって、同時に
電極芯棒の金属成分と閉塞体の導電性無機物質成分との
間の相互拡散を促進し、相互拡散領域が電極芯棒と閉塞
体の界面領域に形成され、電極芯棒と閉塞体が確実に接
合し固定されるものであればよい。

【００２６】拡散促進剤として選択された元素は、本焼
結温度１７５０℃において、閉塞体の導電性無機物質成
分であるモリブデンおよび電極芯棒の金属成分であるタ
ングステンに少なくとも５ａｔ％固溶され、また該導電
性無機物質成分および電極芯棒の主要導電性無機物質成
分となるモリブデンおよびタングステンより十分融点が
低いため、それらへの拡散長が大きい金属である。

【００２７】例えば閉塞体を構成する導電性無機物質成
分としてモリブデンを例にとれば、拡散促進剤として
は、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｉｒ、Ｎ
ｂ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、
Ｔａ、Ｚｒ、Ｒｅなどの単体金属あるいはこれらの合金
を使用することができる。

【００２８】第５工程として、仮焼結体の中心孔に、表
面に拡散促進剤の層を形成した電極芯棒４０を挿入す
る。つまり、図３に示すように、閉塞体５０の中心孔内
周面と電極芯棒４０の外周面の間に拡散促進剤６０が介
在した状態にする。

【００２９】そして非酸化性雰囲気ないし１０^-2Ｐａ程
度の真空状態において、１７５０℃で１０分間焼結して
本焼結する。中でも、クロムはクロム−モリブデン系お
よびクロム−タングステン系状態図から判断して、１６
７７℃以上の温度において、モリブデンにもタングステ
ンにも全率で固溶する。冷却速度が実質的に速い限り、
より低温でも固溶状態を保持するため、空洞（巣）が出
来たりしない。また、１７５０℃という焼結温度は、ク
ロムの融点に近いために、クロム中のタングステンおよ
びモリブデンの拡散係数は非常に大きい。

【００３０】したがって焼結温度に一定時間保持され、
冷却された後は、図３に示す拡散促進剤６０のクロム
は、後述もするが、図５に示されるように、閉塞体５０
のモリブデンと電極芯棒４０のタングステンに拡散し、
また同時に、閉塞体５０のモリブデンは拡散促進剤６０
のクロムにも電極芯棒４０の金属成分のタングステンに
も拡散し、電極芯棒４０の金属成分のタングステンも拡
散促進剤６０のクロムと閉塞体５０のモリブデンに拡散
する。結果として、導電性無機物質成分のモリブデンと
電極芯棒の金属成分のタングステンはよく相互に拡散し
たままの状態となり、良好に接合された閉塞体を得るこ
とができる。

【００３１】拡散促進剤であるクロムが、閉塞体５０を
構成する導電性無機物質成分であるモリブデンと固溶体
を形成して溶融し、その溶融した固溶体が電極芯棒４０
を構成するタングステン内へ流動拡散して、閉塞体５０
を構成する導電性無機物質成分のモリブデンと拡散促進
剤のクロムと電極芯棒４０のタングステンとの相互拡散
領域が形成され、電極芯棒４０と閉塞体５０が接合して
いるのである。

【００３２】本発明の効果を確認する実験例を次に示
す。シリカ１５ｗｔ％−モリブデン８５ｗｔ％を均質に
混合して柱状に成形し貫通中心孔を設けた閉塞体に、ク
ロムメッキを巾５ｍｍ厚み３０μｍで施したφ３ｍｍの
タングステン製芯棒を挿通した管球用電気導入体のサン
プルを準備した。そして、そのサンプルを真空雰囲気中
において、１７５０℃で１０分間焼結処理したものを、
タングステン製芯棒を含む軸方向の断面で切り出して、
その切断面をＥＤＸ（エネルギー分散Ｘ線分光法）分析
した。

【００３３】図５には、ＥＤＸ分析した結果を示す。図
から分かるように、タングステン製芯棒のタングステン
（Ｗ）と閉塞体の導電性無機物質成分であるモリブデン
（Ｍｏ）が拡散領域において相互に拡散して接合し、タ
ングステン製芯棒と閉塞体の中心孔内面が確実に固定さ
れていた。クロムメッキを施した部分ではタングステン
とモリブデンが１０μｍ以上相互に拡散していた。図６
に示すように、クロムも芯棒側に約１０μｍ、閉塞体側
にも約１００μｍ拡散していた。また、電子顕微鏡像に
よっても観察したが、タングステン製芯棒と閉塞体の境
界がなくなっており、確実に固着されていることが確認
された。

【００３４】また、比較のためにクロムメッキを施さな
いで、クロムメッキを施したときと同じ条件で、芯棒と
閉塞体の結合を行った。そのときのＥＤＸ分析結果を図
４に示す。図４から明らかなようにクロムメッキをしな
い場合、すなわち拡散促進剤が存在しない場合は、タン
グステンとモリブデンともに相互の拡散は、ほとんど見
られない。

【００３５】請求項２の発明においては、中心孔用の突
出部材を有する筒状の金型を使用し、中心孔のあいた加
圧成形体を得たが、請求項３の発明においては、電極芯
棒４０の外周面に拡散促進剤を被覆し、次に、この電極
芯棒４０を筒状の型の中心に立設し、有機バインダーと
混合した粉末混合体を筒状の型に充填し、筒状の型の外
方から加圧して電極芯棒４０と一体になった加圧成形体
を得るようにする。

【００３６】次に、請求項４の発明の実施の形態につい
て説明する。導電性無機物質成分、例えばモリブデン粉
末と、絶縁性無機物質成分、例えばシリカ粉末とを、両
者の割合が異なるように混合した複数の第１粉末混合体
を調製する。そして、第１粉末混合体の１種または２種
以上に、拡散促進剤として例えばニッケルの粉末を体積
比で例えば５％混合して第２粉末混合体を得る。

【００３７】次に第１粉末混合体と第２粉末混合体を個
別に有機バインダーと混合し、中心孔用の突出部材を有
する筒状の型にモリブデン粉末とシリカ粉末の割合が順
次異なるように第１粉末混合体を充填し、次に第２粉末
混合体を充填し、続いて同じくモリブデン粉末とシリカ
粉末の割合が順次異なるように第１粉末混合体を充填し
て粉末積層体とし、筒状の型の外方から加圧して多層体
からなる加圧成形体を得る。

【００３８】各粉末の混合割合（ｗｔ％）および各層の
厚みの一例を図７に示す。

【００３９】前記加圧成形体を仮焼結して仮焼結体と
し、次に、（第５工程として、第４工程で得られた）仮
焼結体の中心孔に電極芯棒４０を挿入し、本焼結する。
図７に示す混合割合の傾斜機能材料を使用したときは、
図９に示すように、閉塞体５０は１２層からなり、第１
層がシリカのみ、第２〜第８層および第１２層がシリカ
とモリブデンの混合体であり、これらは第１粉末混合体
から成形されたものである。

【００４０】これに対して、第９〜第１１層がシリカと
モリブデンおよびニッケルの混合体であり、これらは第
２粉末混合体から成形されたものである。なお、各層の
厚みは、図７に示すように、同一ではないが、図９にお
いては、便宜上同一の厚みに描いた。そして、この仮焼
結体を非酸化性雰囲気ないし１０^-2Ｐａ程度の真空状態
において、１７５０℃で１０分間焼結して本焼結する。

【００４１】この本焼結によって、第９〜１１層に含有
されるニッケルが閉塞体５０を構成するモリブデンと固
溶体を形成し電極芯棒４０側へ拡散してタングステンと
モリブデンとニッケルの相互拡散領域が形成されて接合
する。

【００４２】この場合のＥＤＸ分析も図５と同様の結果
が得られる。すなわち、タングステン製芯棒のタングス
テンとモリブデンが拡散領域において相互に拡散して接
合し、電極芯棒４０と閉塞体５０の中心孔内面が確実に
固定されていた。これは、ニッケルの拡散促進作用によ
るものである。また、電子顕微鏡像によっても観察した
が、この場合も電極芯棒４０と閉塞体５０の境界がなく
なっており、確実に固着されていることが確認された。
従って、電極芯棒４０と閉塞体５０の境界から、点灯時
に高圧ガスがリークすることがない。

【００４３】図７におけるモリブデンに対するニッケル
の混合割合は、５ｗｔ％であるが、モリブデンに対する
ニッケルの混合割合を変化させて、この混合割合とリー
クの発生率を調べた。その結果を図８に示す。これから
分かるように、ニッケルの混合割合が５ｗｔ％および１
０ｗｔ％の場合は、全くリークしなかったが、ニッケル
の混合割合が３ｗｔ％および２０ｗｔ％の場合は、リー
クする確率が大きくなる。

【００４４】これは、ニッケルの混合割合が３ｗｔ％の
場合には、ニッケル量が少なすぎて十分な相互拡散領域
が形成されないためである。また、ニッケルの混合割合
が２０ｗｔ％の場合は、ニッケルとモリブデン相互に１
７５０℃での固溶限は大きいが、冷却過程において、過
剰のモリブデンまたはニッケルが析出したり第３相を形
成するため、合金中に空孔が残され、この空孔からリー
クするものと思われる。

【００４５】以上の請求項４の発明においては、中心孔
用の突出部材を有する筒状の金型を使用し、中心孔のあ
いた加圧成形体を得たが、さらに電極芯棒４０を筒状の
型の中心に立設し、有機バインダーと混合した第１粉末
混合体および第２粉末混合体を順次筒状の型に充填し、
筒状の型の外方から加圧して電極芯棒４０と一体になっ
た加圧成形体を得るようにすることも可能である。

【００４６】以上は、ニッケルを拡散促進剤として使用
した場合について請求項４の発明の実施の形態を説明し
たが、クロムを拡散促進剤として使用した場合は次に示
すようになる。

【００４７】導電性無機物質成分、例えばモリブデン粉
末と、絶縁性無機物質成分、例えばシリカ粉末とを、両
者の割合が異なるように混合した複数の第１粉末混合体
を調製する。そして、第１粉末混合体の１種または２種
以上に、拡散促進剤としてクロムの粉末を体積比で例え
ば５％混合して第２粉末混合体を得る。

【００４８】次に、第１粉末混合体と第２粉末混合体を
個別に有機バインダーと混合し、筒状の型にモリブデン
粉末とシリカ粉末の割合が順次異なるように第１粉末混
合体を充填し、次に第２粉末混合体を充填し、続いて同
じくモリブデン粉末とシリカ粉末の割合が順次異なるよ
うに第１粉末混合体を充填して粉末積層体とし、筒状の
型の外方から加圧して多層体からなる加圧成形体を得
る。

【００４９】各粉末の混合割合（ｗｔ％）および各層の
厚みの一例を図１０に示す。

【００５０】前記加圧成形体を仮焼結して仮焼結体と
し、仮焼結体の中心孔に電極芯棒４０を挿入する。図１
０に示す混合割合の傾斜機能材料を使用したときは、閉
塞体５０は１２層からなり、第１層がシリカのみ、第２
〜第８層および第１２層がシリカとモリブデンの混合体
であり、これらは第１粉末混合体から成形されたもので
ある。

【００５１】これに対して、第９〜第１１層がシリカと
モリブデンおよびクロムの混合体であり、これらは第２
粉末混合体から成形されたものである。そして、この仮
焼結体を非酸化性雰囲気ないし１０^-2Ｐａ程度の真空状
態において、１７５０℃で１０分間焼結して本焼結す
る。

【００５２】この本焼結によって、第９〜１１層に含有
されるクロムが閉塞体５０を構成するモリブデンと固溶
体を形成し電極芯棒４０側へ拡散してタングステンとモ
リブデンとクロムの相互拡散領域が形成されて接合す
る。この場合のＥＤＸ分析も図５と同様の結果が得られ
た。すなわち、タングステン製芯棒のタングステンとモ
リブデンが拡散領域において相互に拡散して接合し、電
極芯棒４０と閉塞体５０の中心孔内面が確実に固定され
ていた。これは、クロムの拡散促進作用によるものであ
る。

【００５３】また、電子顕微鏡像によっても観察した
が、この場合も電極芯棒４０と閉塞体５０の境界がなく
なっており、確実に固着されていることが確認された。
従って、電極芯棒４０と閉塞体５０の境界から、点灯時
に高圧ガスがリークすることがない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、導電性
無機物質成分と絶縁性無機物質成分からなる傾斜機能材
料製閉塞体の中心孔内周面と電極芯棒の外周面の界面領
域に、導電性無機物質成分と絶縁性無機物質成分と拡散
促進剤との相互拡散領域を形成し、電極芯棒と閉塞体の
導電性無機物質成分が接合するようにしたので、閉塞体
の中心孔内面と電極芯棒とが確実に固定されてリークや
電極芯棒が抜け落ちることがなく、電極芯棒の接合部の
信頼性が大幅に向上した管球用電気導入体とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発光管の閉塞部が傾斜機能材料で形成された閉
塞体に電極芯棒を貫通保持した管球用電気導入体で閉塞
された高圧放電ランプの説明図である。

【図２】発光管の閉塞部が傾斜機能材料で形成された閉
塞体に電極芯棒を非貫通で保持した管球用電気導入体で
閉塞された他の高圧放電ランプの説明図である。

【図３】請求項２の要部の説明図である。

【図４】従来例の、拡散促進剤を使用しない場合におけ
る閉塞体の電極芯棒接合部のＥＤＸ分析結果を示す。

【図５】本願実施例の、拡散促進剤を使用した場合にお
ける閉塞体の電極芯棒接合部のＥＤＸ分析結果を示す。

【図６】本願実施例の、拡散促進剤を使用した場合にお
ける閉塞体の電極芯棒接合部のＥＤＸ分析結果を示す。

【図７】請求項４の各粉末の混合割合（ｗｔ％）および
各層の厚み（ｍｍ）の一例を、拡散促進剤がニッケルで
ある場合で示した表である。

【図８】各粉末の混合割合（ｗｔ％）とリークの発生確
率を示す。

【図９】請求項４の要部の説明図である。

【図１０】請求項４の各粉末の混合割合（ｗｔ％）およ
び各層の厚み（ｍｍ）の一例を、拡散促進剤がクロムで
ある場合で示した表である。

【符号の説明】１１発光管１２閉塞管２０陽極３０陰極４０電極芯棒５０閉塞体６０拡散促進剤７０管球用電気導入体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者田川幸治兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内 (72)発明者甲斐鎌三兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内 (72)発明者菅原寛兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内 (72)発明者野澤繁典兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】管球の発光管に連設された閉塞管を封止
する管球用電気導入体であって、導電性無機物質成分と
絶縁性無機物質成分とからなり、軸方向に沿って両者の
割合が順次変化する多層構造の略柱状に成形された傾斜
機能材料製の、閉塞体に形成された中心孔に電極芯棒が
挿通されてなる管球用電気導入体において、前記閉塞体と前記電極芯棒の境界領域に、該閉塞体を構
成する導電性無機物質成分と、該電極芯棒の金属成分
と、前記傾斜機能材料の焼結温度において該閉塞体を構
成する導電性無機物質成分と該電極芯棒の金属成分との
拡散を促進する拡散促進剤の、３者が相互に拡散しあっ
た拡散領域が形成されて該電極芯棒と該閉塞体の中心孔
内面が接合していることを特徴とする管球用電気導入
体。
【請求項２】請求項１に記載の管球用電気導入体の製
造方法であり、次の工程からなることを特徴とする製造
方法。（１）導電性無機物質成分粉末と絶縁性無機物質成分粉
末とを混合した粉末混合体を調製する第１工程。（２）第１工程で調製された粉末混合体を有機バインダ
ーと混合して、中心孔用の突出部材を有する筒状の型に
充填し、筒状の型の外方から加圧して加圧成形体を得る
第２工程。（３）該加圧成形体を仮焼結して仮焼結体を得る第３工
程。（４）電極芯棒の外周面に拡散促進剤を被覆する第４工
程。（５）第３工程で得られた仮焼結体の中心孔に第４工程
で得られた電極芯棒を挿入し、当該仮焼結体を本焼結し
て、電極芯棒と本焼結体の中心孔内面とを接合する第５
工程。
【請求項３】請求項１に記載の管球用電気導入体の製
造方法であり、次の工程からなることを特徴とする製造
方法。（１）導電性無機物質成分粉末と絶縁性無機物質成分粉
末を混合した粉末混合体を調製する第１工程。（２）電極芯棒の外周面に拡散促進剤を被覆する第２工
程。（３）第２工程で得られた電極芯棒を筒状の型の中心に
立設し、第１工程で調製された粉末混合体を有機バイン
ダーと混合して、筒状の型に充填し、筒状の型の外方か
ら加圧して加圧成形体を得る第３工程。（４）該加圧成形体を仮焼結して仮焼結体を得る第４工
程。（５）第４工程で得られた仮焼結体を本焼結して、該電
極芯棒と本焼結体の中心孔内面とを接合する第５工程。
【請求項４】請求項２または請求項３に記載の管球用
電気導入体の製造方法において、電極芯棒の外周面に拡
散促進剤を被覆する替りに、第１工程において導電性無
機物質成分粉末と絶縁性無機物質成分粉末を混合し、そ
の中に拡散促進剤を混合して粉末混合体を調製すること
を特徴とする製造方法。