JPS58151348A - 改良された白熱ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 白熱ランプ用のランプ包囲体として有用な５００℃以上
の高温で使用されるアルミノシリケートガラスは以前か
ら知られている。電子管の如き他の電気装置の製造時に
、モリブデンへの直接溶接密封に適しているアルミノシ
リケートガラスも公知である。これらの従来技術による
ガラスでは所望の高温度でのランプ作動が可能であるが
、現存するガラスではランプの製造中及びその後のラン
プ作動中に種々の問題点がまだ存在している。米国特許
第３．３１０．４１３号には本質的に５３．５−５９．
５重量ヴのＳ　ｔ　Ｏ２＊１３、０　１　ｎ、　Ｉｉ　
Ｔｌｌ’　Ｎ　’Ｌ　（’）　ＡＩ、１ＯＨ１６４’＋
　　９．１１　噂１Ｍ−ｖ用Ｓ、１）、、、　　ＨＩＩ
　　　＋　　１４１１１９Ｌ９１　＋４１７１１１１１
１１　　、　　ＩＩ５、０重量％のＭｇＯ及び５．５−
１１．５重量％のＢａＯから成り、約１１２５℃以下の
液相線温度を提供し、この液相線温度で約３０，０００
ポアズ以上の粘度を示してモリブデンに直接的に密封さ
れた時のガラスの失透を防ぐと言われているアルミノシ
リケートガラスが開示されている。

所望の改良は低ＭｇＯ含量に依存するものであり、液相
線における望ましくない低粘度は過剰量のＳｉＯ２，Ａ
１２０３９Ｍｇ０１ＣａＯ又はＢａＯの場合及びＳｉＯ
２，Ａｌ２Ｏ３，Ｂ２Ｏ３，ＣａＯ又はＢａＯの過少量
の場合に生ずると言われている。０℃から３００℃の温
度範囲で４６　Ｘ　１０　”　ｃｍ／　ｃｒｎ／　℃の
線熱膨張係数を得るためには１−４％の範囲のＭｇＯ含
量が必要であるとも記載されている。新しく発行された
米国特許第４．３０２．２５０号には、本質的に６４−
６８チのＳｉＯ３と、１１−１４係のＣａＯと、１６．
５−１８．５％のＡｌ２Ｏ３と、〇−４％のＳｒＯと０
．５％のＢａＯとから成る２　−６，５チのＳｒＯ＋　
ＢａＯとから構成されている、モリブデンの＜Ｓへの直
接溶接密封が要求されるタングステンハロゲンランプ用
に有用と云われているアルミノシリケートガラスが開示
されている。

使用されるガラスチューブをランプ製造時に最初に形成
する場合にガラスの失透を防ぐために上記のガラスは１
３００℃以下の液相線温度とこの液相線温度における３
０，０００ポアズの粘度とを示すことがやはり必要とさ
れる。ランプ作動中の金属へのガラスの密封部における
ストレスを避けるために少なくとも７５０℃の歪点が必
要であるとも述べられている。過度の液相線温度を防ぐ
ために上記のガラスにい（らかのＢａＯが含まれている
ことが必要であると記載されているが、含有量が５重量
％以上になると歪点が低くなりすぎ、熱膨張係数が高（
なりすぎるとも記載されている。

５００℃以上の使用温度を有していて、モリブデンへの
直接溶接密封されうる白熱ランプの製造と作動との両方
が、本質的に約５２−６０重量％の５ＩＯ２，１１−１
７重量％のＡｌ２Ｏ３，１１−１６重量％のＢａ０　、
８−１２重量％のＣａＯ及び３−７重量％のＢ２Ｏ３の
酸化物と、少量の付随的不純物、残留フラックス及び精
製剤とから成る特定のガラス組成物によって改良される
ことが発見された。このガラス材料によって低温度での
導線ワイヤへのシールが可能になり、これらの金属部の
損傷が避けられる。更に、ランプ作動温度の全範囲にわ
たって、金属へのガラスの密封部における膨張のより接
近した調和が得られる。本発明のガラスではＢａＯの含
量が非常に高（、このためにいくつかの重要な利点が提
供されている。ＢａＯ含有量が高くなると液相線温度に
おけるガラス粘度が大きくなり、失透の問題の生じる液
相線温度より高い温度でのガラスの作業が可能になるこ
とがわかっている。同様にＢａＯを使用する場合には他
のアルカリ土類酸化物に比較して液相線温度が低くなる
ので、ガラス製造作業領域をより拡げても、失透の発生
が低下する。又、他のアルカリ土類酸化物と比較して、
ＢａＯの場合はガラス中のＢａＯレベルが高くなると軟
化点が更に高くなると共に歪点が高くなり、それにより
特に再生サイクルハロゲンランプの場合にはランプ作動
温度を高くしながら密封応力を減少させることに寄与す
る。

本発明の好適なランプの実施例では、ガラス包囲体に溶
接密封されている一対のモリブデン族の導線ワイヤに接
続されている抵抗性の白熱フィラメントを収容している
透明なガラス包囲体を有している改良された白熱ランプ
が提供されていて、本発明の改良は基本的に約５２−６
０重量％のＳｉＯ□と、１１−１７重量％のＡ１２０３
と、１１−１６重量％のＢａＯと、８−１２重量％のＣ
ａＯと、３−７重量％のＢ２Ｏ３の酸化物と、少量の付
随的不純物、残留フラックス及び精製剤から成るガラス
組成物であって、このガラスは約１１７０℃より高くな
い液相線温度（ｌｉｑｕｉｄｕｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ
ｅ　）と、約９００−９３０℃の範囲の軟化点（ｓｏｆ
ｔｅｎｉｎｇ　ｐｏｉｎｔ　）と、約６５０−６８０℃
の範囲の歪点（５ｔｒａｉｎ　ｐｏｉｎｔ）と、約ｊ１
８０−１２４０℃の範囲の作業点（ｗｏｒｋｉｎｇｐｏ
ｉｎｔ　）と、０−３００℃の温度範囲内において約４
ｓ−ｓｏｘｔｏ−７ｃｒｎ／儂／℃の平均線熱膨張係数
とを有している。アルカリ金属酸化物を混入するとラン
プ作動中に問題が生じる再生サイクルハロゲンランプ以
外の白熱ランプの製造中に溶接密封が形成される時にガ
ラス中の再沸騰傾向を減じるために約３重量％までの少
量のアルカリ金属酸化物を上記のガラスに含ませること
ができる。しかし、再生サイクルハロゲンランプ型の白
熱ランプでは本発明のガラスに約０．５重量％までの紫
外線吸収イオンを混入することが可能であり、ＴｉＯ２
，ＣｅＯ２，５ｂ２０３．Ｕ２Ｏ５の如きこのために使
用されている従来の金属酸化物の使用が期待されている
。

本発明の特に好適な再生サイクルハロゲンランプ実施例
では、改良されたランプはガラス包囲体に密封シールさ
れている一対のモリブデン族の導線ワイヤに接続されて
いる抵抗性の白熱フィラメントを内蔵している透明なガ
ラス包囲体を有していて、このガラス包囲体は、基本的
に約５２−６０重量−のＳｉＯ□、　１１．−１７重量
％のＡｌ２Ｏ３，１１−１６重量％のＢａ０，８−１２
重量％のＣａ０　、３−７重量％のＢ２Ｏ３の酸化物、
及び少量の付随的不純物、残留フラックス及び精製剤か
ら成るガラス組成物から成り、このガラスは約１１７０
℃より高くない液相線温度、約９００−９３０’Ｃ（７
）範囲の軟化点、約６５０−６８０℃の範囲の歪点、約
１１８０−１２４０℃の範囲の作業点、及び０−３００
℃の温度範囲内で約４５−ｓ　ｏ　ｘ　１ｏ−７ａｎ／
ｃｍ／℃の平均線熱膨張係数を有していて、上記のモリ
ブデンの導線ワイヤは溶接密封域内でより大きな熱膨張
特性を有している直径のより大きい導線ワイヤに接合さ
れている。改良されたランプ構造のこの直径の大きい方
の導線はランプ全体に対して適切な機械的支承手段を提
供する役目を果たしている。溶接密封域から伸びていて
ランプガラス包囲体から外方に突出している直径の大き
い方の導線はガラスに溶接密封されている必要はないの
で、溶接密封域における異なる寸法の導線の結合によっ
て直径の小さい方の導線にのみ確実な溶接密封が提供さ
れる。直径の大きい方の導線の密封シールがこのように
して防がれているので、これらの直径の大きい方の導線
がランプガラス包囲体に対する直接シーリングに適して
いる熱膨張特性を示す必要はなく、従ってモリブデンよ
りも安価な金属をこの要素のために使用することができ
る。従って、本発明の改良されたランプでは、Ｋｏｖａ
ｒ型の合金を含む公知の鉄合金、及び現在白熱ランプ構
造用の導線材料として使用されている他の導電性金属を
直径の大きい方の導線として使用することができる。

第１図を参照すると、本発明のガラス材料の透明な包囲
体１６内に密封して収容されている一対の抵抗性の白熱
フイラメン）１２．１４を有しているタングステン−ハ
ロゲンサイクルランプ構造１０が斜視図示されている。

各フィラメント１２．１４は一対の導線１８−２０゜２
２−２４に夫々接続されていて、４本の導線はすべて管
状形状のランプガラス包囲体の一端において溶接密封さ
れている。しかし導線１８゜２０．２２．２４の最外端
は硬ろう付は又は溶着の如き従来の方法で、ランプ構造
の溶接密封部３４において、比較的直径の大きい導線２
６　、２８　。

３０．３２に接合されている。上記の手段により最内方
の直径の小さい導線１８−２４の直接的な真空型のピン
チシールが達成されると共にランプ構造体の適切な機械
的支承手段がランプガラス包囲体から外方に突出してい
る直径の大きい導線２６−２８の接続されていない端部
によって提供される。上述した如（に、上記の直径の大
きい導線は実際の密封域内には存在していなくて、従っ
てランプ構造内には溶接密封されていない。図示されて
いないが上記のランプ構造内に従来の不活性ガス充填物
が存在しており、この充填物には更に、公知のタングス
テン−ハロゲンサイクルを生せしめるヨー素、臭素又は
他の揮発性の有機ハロゲン化物の如きハロゲンが含まれ
ている。同様に上述した如くに、本発明のガラスを使用
してのランプ製造中に達成される重要な利点はガラスを
モリブデン製の導線にシールする時に得られ、この際、
ワイヤ構造が損傷する以前にガラスが軟化して密封する
のである。

は、ランプ作動温度域全体にわたっての上記のガラスと
このガラスにシールされているモリブデン導線との熱膨
張率が密接に調和していることから得られる。とりわけ
、上記の種類のランプ構造において時々商業的に利用さ
れる従来技術のＧＥ１７４ガラスと本発明のガラス及び
モリブデンワイヤとの比較熱膨張傾向が第２図に図示さ
れている。図示されている熱膨張曲線かられかるように
、本発明のガラスは、従来のガラスと比較して、示され
ている全温度範囲にわたって、モリブデン製のワイヤに
対してずつと調和していることがわかる。グラフに示さ
れている従来のガラスは特に３００℃以上の温度で不適
合の度合いが最大になることがわかり、このためにこの
種類のランプの製造時、及びその後のランプの作動中に
電位が太き（なってガラスと金属とのシール域において
割れや漏れが生じる原因となりやすい事を示している。

本発明の好適なガラスが下記の第１表に示されている。

溶融そ均質化とが行なわれているガラス溶融炉から従来
の方法でガラス材料を引き抜いてチューブを形成するこ
とができる。ランプシールガラス用に使用するための最
適の物理的特徴を示すために、酸化物含量の概略の重量
・ξ−セントに基づく該ガラ；・、の化学組成と共に、
歪点、軟化点、液相線温度及び線熱膨張係数が示されて
いる。

上記の表かられかるように、Ｂ２Ｏ３，Ａｌ２Ｏ３及び
ＢａＯの含有量を上記のガラス組成物に対して春定され
ている範囲内に維持することによって、報告されている
ガラスの液相線温度が主として約１１７０°Ｃ以下に保
持されている。

従って、上記の説明から、白熱ランプ構造用の新規なシ
ールガラスが提供されていて、それはモリブデン製の導
線ワイヤに対して直接溶接密封に対する大きな利点を有
していることがわかる。又本発明が特定のランプ製品へ
の適用に応じて紫外線吸収イオン、ＭｇＯ又はアルカリ
金属酸化物を任意に混入する等によって上記に開示され
ているとは異なるように、開示されているガラス組成物
に小さな変化を与え得ることを意図していることも明白
である。本発明により、光源として単一のフィラメント
しか使用していない種々の白熱ランプ構造を提供するこ
ともできる。従って、本発明は添付の特許請求の範囲に
よって明確に規定すべく意図されているものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造された好適な再生サイクルハ
ロゲンランプの斜視図である。 第２図は上記のランプ構造における熱膨張傾向を示して
いるグラフである。 １０・・・タングステン−／Ｓロゲンサイクルランプ構
造、 １２．１４・・・白熱フィラメント １６・・・包囲体 １８．２０，２２．２４　　・・・導線２６．２８．３
０．３２　　・・・導線３４・・・溶接密封部 特許出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１本質的に約５２−６０重量）ξ−セントの５ＩＯ
   ２，１１−１７重量パーセントのＡｌ２Ｏ３゜１１−１
   ６重量ノノー−ントのＢａ０　、８−１２重量ノに一セ
   ントのＣａＯ及び３−７重量／ｅ　−セントのＢ２Ｏ３
   の酸化物；及び少量の付随的不純物及び残留フラックス
   と精製剤とから成る、モリブデンにシールするのに適し
   ているランプシールガラスであり、このガラスが約１１
   ７０℃より高（ない液相線温度と、約９００−９３０℃
   の範囲の軟化点と、約６５０−６８０℃の範囲の歪点と
   、約１１８０−１２４０℃の範囲の作業点と、Ｏ−，３
   ００℃の温度範囲内で約４５−５０　Ｘ　１０　’　ｃ
   ｍ／　ｃｒｎ／　℃の平均線熱膨張係数を有しているこ
   とを特徴とするランプシールガラス。 （２）　　約３重量％までのアルカリ金属４．酸化物を
   更に含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   に記載のランプシールガラス。 （３）　　約０５重量％までの紫外線吸収イオンを更に
   含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
   載のランプシールガラス。 （４）　　ガラス包囲体（１６）に溶接密封されている
   一対のモリブデン製導線（１Ｂ）−（２０）、（２２）
   −（２４）に接続されている抵抗性の白熱フィラメント
   （１２）（１４）を含んでいる透明なガラス包囲体（１
   ６）を有している改良された白熱ランプであり、その改
   良点は、ガラスが本質的に約５２−６０重量ノノー−ン
   トのＳｉＯ２，１１１７重量ノミ−セントのＡｌ２Ｏ３
   ，１１−１６重量ノノー−ントのＢａ０　、８　＝　１
   ２重量パーセントのＣａ０　、３−７重量・ぐ−セント
   のＢ２Ｏ３の酸化物；及び少量の付随的不純物、残留フ
   ラックス及び精製剤とから成るガラスであって、該ガラ
   スが約１１７０°Ｃより高くない液相線温度と、約９０
   ０−９３０℃の範囲の軟化点と、約６５０−６８０℃の
   範囲の歪点と、約１．１８０−１２４０℃の範囲の作業
   点と、０−３００℃の温度範囲内で約４５−５０×１Ｏ
   −７ｃＩｒＬ／Ｃｂ均線熱膨張係数を有している改良さ
   れた白熱ランプ。 （５）　　ガラスが更に約３重量％までのアルカリ金属
   酸化物を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第
   ４項に記載されている改良された白熱ランプ。 （６）　　ガラスが更に約０．５重量％までの紫外線吸
   収イオンを含んでいることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項に記載の改良された白熱ランプ。 （７）　　白熱ランプが再生サイクルハロゲンランプで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の改
   良された白熱ランプ。 （８）　　モリブデン製の導線ワイヤ（１８）−（２０
   ）　、　（２２）−（２４）が溶接密封域内でより大き
   な熱膨張特性を有している直径のより大きい導線ワイヤ
   （２６）（２８）（３０）（３２）に接続されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の改良され
   た白熱ランプ。