JPS59138047A

JPS59138047A - 発光管

Info

Publication number: JPS59138047A
Application number: JP992683A
Authority: JP
Inventors: Shunzo Shimai; 駿蔵島井; Yoshio Saito; 斉藤　義雄; Kazu Ando; 安藤　和; Takashi Koseki; 小関　隆
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 1983-01-26
Filing date: 1983-01-26
Publication date: 1984-08-08

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】本発明は、高圧ナトリウムランプ、ハロゲンランプ、メ
タルハライドランプ等に使用される透光性アルミナ磁器
質の発光管に関するものである。

透光性ノフルミナ磁器を発光管として用いる場合、発光
管として必要な一体物の形状を得ることは工業的に勤し
い。そのため従来は主として直管の両端に金属製キャッ
プをガラスフリッ１〜で溶着していた。一部では、小穴
を有づるアルミナ磁器質ディスクを焼きばめして用いて
いた。

第１図（Ａ）〜（Ｄ）は従来のランプ用発光管を示しＣ
いる。図中、１はチューブ、２と３は電極、４は二Ａブ
（Ｎｂ　）キャップ、５はアルミナ・キ（２ツブ、６は
ン７ルミプーデイスタ焼ハメ、７と８はアルミナ・ディ
スク、９はニオブ排気管、１０は電極保持棒である。

このにうな従来例は経済的に劣っているだけでなく、到
着部や焼きばめ部の安定性が欠【プＣおり、問題として
残され−Ｃいた。

押出成形したチューブ形状素材を内面形状が紡錘形をな
す外型の容器内に入れ、内側から気体を入れ脹らませる
方法（特開昭５６−１０９７１Ｑ号）や、芯を通したワ
ックス等の有機熱可塑性材■よりなる内型とゴム製外型
とを用いてブレスづるアイソスタティックプレス法〈特
公昭５０−１７２０７号）が公知であるが、小径の端部
に対して中央部がほぼ円筒状Ｃ大径の異型形状だと、有
機材料（４弾性が大きい７ｊめ、多く入れると減圧の時
、アルミナ素地が割れてしまい、実用的ではない。

この発明の目的はこのような従来例の欠点を解消して、
高い強度と優れたランプ特性を有づる透光性アルミナ磁
器質の発光管を提供づることである。

従来より管の両端部が絞られた一体物の発光管が要望さ
れていたが、１Ｊ８ｉ造上の困焚１［さから工業製品と
して用いられていなかった。本発明は、鋳込成形（特に
排泥法）により、管端部の径が答中央部の径に比へ、小
さな管の製造を可能としたものである。排泥鋳込法によ
ると、小さな曲率の管内壁面が生じにくいので、内部歪
みが生じにくい。

本発明のセラミックス管を高圧す１〜リウムランブ用発
光管、メタルハライドランプ用発光管等として用いた時
、アルミナ質発光管の形状により優れたランプ特性を得
られることが判明した。

第２図は本発明による発光管の一例を示しでいる。発光
管１０は中央部が直管状の大径部１０ａになっていて、
その両端にそれぞれ小径部１０ｂ、１０Ｃが続いている
。全体が排泥鋳込成形で一体に形成されている。図示例
では、発光管１０が全長にわたつＣはぼ均一の肉厚にな
っている。大径部１０ａと小径部１０ｂ、１（Ｍとの連
結部の内壁面１０ｄ、１０ｅはゆるやかな曲面〈例えば
半径０．５ｍｍより大きい曲率）になっている。１１と
１３は電極を示づ。一方の電極１１は保持棒１２を介し
て発光管１０の小径部１０Ｇに固定されている。使方の
電極１３は、まず、小さな保持棒１４を二Δブ排気管１
５に固定し、イの二Ａブ排気管１５を発光管１０の小径
部１０１１に固定している。。

鍬Ｕ生硬玉二ムバ匹− ランプ用発光管とし【用いる場合、ランプ特性と発光管
形状と発光管飼料物性との相ｎ関係が重要である。発光
管の肉厚にバラツキがある場合には、発光管内で発光覆
る光が発光管材料によって吸収、反射される率が異なり
、好ましくない。まｌζ、発光管の径方向の熱容量のバ
ラツキをもたらし、ランプ作動時に洛ｉ度十昇が不均一
どなり、発光ムラを引ぎ起こ′？ｉｏ極端な場合は、発
光管の破壊につながる。

長さ方向の管の肉厚の変化について、特に管の中央付近
を薄クツると、光透過率は高まるけれども、機械的強度
が低下し、破損しゃずくなる。もしも、そのような管の
中央部を基準にして管全体の肉厚を設定すると、管の端
部が厚くなりすぎる。管端部の小径部の肉厚が管中央部
の肉厚に比べ大きいときは、管端部の熱容量が大きくな
り、管端部の管内の最冷点の温度が低くなり、ランプ効
率の低下をきたづ。管の肉厚は、全体にわたって均一で
、しかもランプとして発光する際の、又は、ランプの製
作時にかかる熱的、機械的圧力に耐えられる限り、薄い
方が望ましい。

管　の形状について発光管内の形状は、完全に曲面のみから成るのが望まし
い。管内に著しく四部が存在すると、そこで高い表面エ
ネルギーを緩和覆るため、四部に発光管内に封じである
物質がたまる。これは、ランプ始動時のアークスポット
につながり、好ましくない。また、小さな曲率の部分は
応力集中を受り易いので、本発明のように中央部に比べ
て端部の径の小さい一体物の発光管におい−Ｃは、発光
管の強度を考え（、曲率はなるべく大きくした方が望ま
しい。

また、管端部の径が小さく、肉厚が厚くならない一体物
のチューブを発光管として用いると、ｔ１１部の管内最
冷温度が高くなり、ランプの発光効率が向上覆る。

化学研磨について発生した光をイ１効に管外に放出するために、さらに発
光管月料の光透過率、特に直線透過率を向、にさせるこ
とがイｊ効となる。この直線透過率を向−卜させるため
に、アルミナ管を化学研磨することは、非常に有効ひあ
る。（例えば特公昭５７−８０６９号、特許第１１１６
１７２号「アルミナ磁器の化学研磨法」を利用できる）１１部ｏｉ菟３」こついて従来の高圧す１〜リウムランブにおいＣは、管端部に二
Ａブ製排気管又はタングステン製電極保持捧が駅名され
ていた。また、メタルハライドランプにおいては、アル
ミブータンゲステンサーメツ１〜製デイスクが装着され
ていた。これらの装着物は、アルミナ発光管（こガラス
フリットにより爆着されるが、ランプの寿命の長短はフ
リットが劣化覆ることにより決まるといわれている。し
たがってこのフリットの吊をできるだけ少なくづること
はランプの安定性に有効である。本発明のＪ：うに管全
体を一体物にし、端部を細く絞っであると、フリツ［〜
は極少吊しか必要としない。それゆえランプ寿命に好結
果をも！こらす。

支先吐よアルミナ粉、イオン交換水及びリン酸マグネシウムの混
合比を次のとおりにして、アルミナ粉　　　１００部（
重量、以下同様）イオン交換水　　　１８部リン酸マグネウム　０．３部解膠剤としてポリアクリルアミドを０．５部添加した。

アルミナ粉は、ｌ１ｌｉ９９．９５％で比表面積が５１
Ｔ１２／ｇのものであった。泥漿の粘度は５ポアズであ
った。ポリアクリルアミドが０．５部の場合は、混合物
は泥漿状体となり、成形可能で′あった。つづいて、６
青型を用いそれぞれの泥漿物をυ１泥鋳込みで成形した
。づなわら、排泥鋳込成形法を用いて、第２図に示すよ
うな発光管用のレラミックス管として、中央部の大径部
１０ａが外径１３ｍ０＋、管端部の小径部１０１＋、１
０ｃが外径９ｍｍ、全長１−が１５７ｍｍの成形体を得
た。

この成形体を９００℃で２時間仮焼した。これを切断し
て肉厚を測定づると、各所で１ｍｍ：ｉ−０，０５ひあ
った。未切断の仮焼物をｆＪｏ工して、一部肉厚を変化
させた。これを水素雰囲気で１８００℃１０１間焼成し
て、透光性アルミナ磁器とした。焼き上がり１法は、大
径部の外径９．５ｍｍ、内径８ｍｍ、小径部の外径５．
７ｍｍ、内径４．２ｍｍ、全長が１１４ｍｍであった。

このアルミナ磁器を発光管としたｉ１１！ｉ　Ｌｌ−す
ｌ〜リウムランブを試作し、ランプの製作可否、発光効
率、寿命を調べた。ぞの結果を表１（こ示づ、。

表１のサンプル１〜４から理解できるように、第３図に
示ずにうに大径部１０ａの６０部部分を径方向に薄く加
工さけると、肉厚の径方向のバラツキが生じ、ランプの
寿命に影響を与えることがわかった。小径部１０ｂにつ
いてもサンプル５〜８から明らかなように同じことがい
える。

また、第４図に示すように大径部１０ａを加工して薄く
し、サンプル９〜１２のように管中央部に比べて管端部
の肉厚を大きく覆ると、発光効率が低下Ｊることがわか
った。

逆に第５図のように小径部１０ｃを加工してサンプル１
３〜１６のように管中央部に比べく管端部の肉厚を小さ
くすると、ランプの寿命が短くなることがわかった。特
に、各部の肉厚の変化が５０％以上のものは、極端に特
性が低下していた。

実施例２鋳込成形により管中央部の径の小さいアルミナチコーブ
を成形した。第６図にＲで示すように泥漿ど言合型の水
分ｍを変化させて着肉速度を変化させることにＪ、す、
種々の曲面を得た。これを空気中で１０００℃で１時間
仮焼した後、真空中で１８２０°Ｃで８時開焼成して、
透光性アルミナ管を得た。この時の［マを測定したとこ
ろ、Ｒ＝　０．３０　、　０．５０　。

０．５７　、　０．７１　、　１．４３　、　２．１４
であった。

これの一部を化学研磨した後、この管を用いＣ高圧す１
〜リウムランブを試作し、発光効率と寿命を調べた。そ
の結果を表２に示づ。

表２からもわかるようにＲ−０，３６では、高圧ナトリ
ウムランプの寿命としては不十分なことかわかった。ま
た、化学仙１ｇされたものを用いると効率が大幅に上５
Ｍ−１６とともに、寿命も少し伸びることがわかった。

ＬＬＬ１２込成形により実施例１と同じ一体物のデユープを成形
した。これを焼成して透光性アルミナ磁器としてから、
管端部の内径を４゜２ｍｍ±０．０３にｈｎゴーした。

未加工のものと加工したしのとのランプ平均寿命を比較
したら２０ＫＨ：２５Ｋｌ−（であった。

以上のように、本発明による発光管は、特に放電ランプ
に用いたとき著しい効果を持つことがわかった。

なお、この一体物のチューブは、前述のように管の端部
で急激に細ぐなる形のもののみでなく、径が端に近くな
るに従って、徐々に小さくなるものでも構わない。

【図面の簡単な説明】

第１図（△）〜（Ｄ＞は従来の種々の発光管を示づ概略
断面図、第２図は本発明による発光管の一例を示す概略
断面図、第３図は発光管の一部を径方向に加工して薄肉
にした例を示す横断面図、第４図は発光管の大径部を加
工して薄肉にした例を示Ｊ縦断面図、第５図は発光管の
小径部を加工して薄肉にした例を示す断面図、第６図は
発光管の内壁の特に曲面を示す説明図である。１０・・・・・・・発光管１０ａ　・・・・・・大径部１０ｂ、１０ｃ　・・小径部１１．１３・・・・電極１２．１／ｌ・・・・保持棒１５・・・・・・・ニオブＩＪ１気質特許出願人　東芝セラミックス株式会社゛ゴＶ・六二」− − 「手続補正轡（自発）昭和５８年３り／６日特許庁長官　若杉和夫　殿１、事件の表示特願昭５８−９９２６号２、発明の名称発光管３、補正をする者事１９との関係　特許出願人住所　東京都新宿区西新宿１−２６−２名称　東芝セラ
ミックス株式会社代表者　相伝文月ｔ４、代理人住所　東京都港区西新橋２−３９−８鈴丸ビル５、補正の対象明細書のＵ発明の詳細な説明」の欄６、補正の内容１〉明細書２頁下から３行目の「、１０は電極保持棒」
を削除します。２）明ｍ書３頁１１行目の「多く入れるとＪを削除しま
す。

Claims

【特許請求の範囲】１）透光性アルミナ磁器質で、管の両端を細く絞って端
部の径を管中央部に比し小さくした一体のセラミックス
管であり、しかし、セラミックス管が鋳込成形で成形さ
れており、セラミックス管の肉厚が全長にわたってほぼ
均一であることを特徴とする発光管。２）セラミックス管全体の肉厚のバラツキか５０％以干
てあり、セラミックス管端部の曲率が半径Ｑ、５ｍｍよ
り大きい特許請求の範囲第１項に記載の発光管。３）セラミックス管の内外表面を化学研磨により研磨し
ノζ特許請求の範囲第１項に記載の発光管。４）セラミックス管端部の一部の内側または外側を機械
的に加工した特許請求の範囲第１項、第２■頁Ｊ、たけ
第３項に記載の発光管。