JPS60130045A - メタルハライドランプ発光管の製造方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は発光管パルプに透光性セラミクスを使用したメ
タルハライドランプ発光管の製造方法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点３ 発光管バルブ内に始動用希ガス、水銀とともに金属ハロ
ゲン化物を封入したメタルハライドランプは高効率、高
演色のため一般照明用光源として。

また特定の金属ハロゲン化物を封入したランプは。

光化学用等の産業用放電灯として広く実用に供されてい
る。このようなメタルハライドランプは通常その発光管
パルプは石英ガラス製のものが使用されているが２石英
ガラスに代えてたとえば透光性アルミナセラミクスのよ
うな透光性セラミクスを使用すればランプ性能が一段と
改善できることも知られている。すなわち、メタルハラ
イドランプの効率や演色性等の光学特性は点灯中の金属
ハロゲン化物の発光管内蒸気圧で決まり、この蒸気圧は
発光管の最冷部温度により規制される。最冷部温度が高
いほど上記蒸気圧は高くなり一般には光学特性が向上す
る。しかしながら、ランプの寿命を考慮すると発光管材
料により最冷部温度の上昇にはおのづから限界があり、
この点については石英ガラスよりも耐熱温度の高いセラ
ミクスの方が有利であり、しかも金属ノ・ロゲン化物に
対する耐性に８いてもセラミクスの方が優れているとい
う利点がある。

ところが、セラミクス管は石英ガラス管などのように加
工性が良くないので両端開口部を加熱して圧潰封止加工
をすることができず、したがって上記開口部は別部材か
らなる閉塞体を封着材を介して気密に封止している。閉
塞体材料としてはセラミクス管と熱膨張率が近似するニ
オブやタンタルなどの金属またはセラミクスが一般に使
用される。また１発光管内には対向して一対の電極を設
ける必要があり、従来においては上記ニオブまたはセラ
ミクス製閉塞体に電極支持体もしくは電極棒を気密に貫
通させ、これ等の内端に電極を支持させていた。しかし
ながら、上記閉塞体に電極支持体や電極棒を気密に貫通
させる構造は２部品数が増えるばかりでな（気密接合が
面倒でしかも信頼性に乏しいなどの欠点がある。

このような欠点に対処して、特公昭５６−２９３３５号
公報に開示されるような技術がある。これは、閉塞体と
して導電性セラミクスを使用するものであり、セラミク
ス管の両端開口部を導電性セラミクス製閉塞体で封止す
るとともに、この閉塞体の内面に電極支持体を固着し、
一方、外面に給電導体を接続し、給電導体から供給され
る電流が導電性セラミクス製閉塞体を介して電極支持体
に流れるようにしたものである。このものは、電極支持
体や電極棒を閉塞体に気密に貫通させる必要がなく。

部品数が削減され、電音の信頼性が高く、かつ気密封止
の作業も容易となる。

しかしながら、この方法をもってしても、なお次のよう
な不都合を生じる。すなわち、閉塞体に固着される電極
棒あるいは電極支持体はタングステンまたはモリブデン
などの高融点金属からなり。

これ等金属は閉塞体材料の導電性セラミクスとは熱膨張
率に大きな差違があるため、ランプの点灯−消灯に伴な
う高温−冷却サイクルの繰返しによって、閉塞体から脱
落することがある。

このため１本発明者等は閉塞体に固着する電極支持体の
材料を閉塞体材料の導電性セラミクスの熱膨張率と近似
するニオブやタンタル製とすることにより上記脱落事故
の発生を防止できることを見い出したが２発光管内に発
光金属を７・ロゲン化物として封入するランプにおいて
は、ニオブやタンタルはハロゲンによって侵蝕されて飛
散し、その一部は発光管管壁に付着し−（黒化を生じ、
他は放電媒体となってこれを汚染してランプ特性に悪影
響を与えるなどの欠点を生じた。

さらに、上記電極支持体を閉塞体に固着する一手段とし
て先にも述べた発光管パルプの開口端部な閉塞体で封止
する場合に使用したガラスソルダのような封着材を使用
すれば耐熱性に優れていて好ましいが、その反面ガラス
ソルダを溶融させるには約１５００Ｕという高温に加熱
する必要があるし、またこの加熱時に電極支持体材料の
ニオブなどが酸化しないように雰囲気を真空または不活
性ガスにすると云う煩雑な工程を更に必要とすることに
なり手間がかかりコスト高となる欠点もあった０ 〔発明の目的〕 本発明は上記事情を考慮してなされたもので。

製造が容易で、しかも電極支持体の閉塞体からの脱落な
らびにハロゲンによる侵蝕を防止することができるメタ
ルハラ、イドランプ発光管の製造方法を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は電極支持体をニオブ、タンタルまたはこれら金
属を主成分とする合金で形成し、かつその表面をタング
ステンまたはモリブデンの被膜で被膜するとともに、こ
の電極支持体の端部を透光性セラミクス製発光管バルブ
の開口端部を封止する導電性セラミクス製閉塞体の内面
に設けた四部に挿入し、この凹部内を耐熱性金属酸化物
粉末の懸濁液で充填したのち、加熱して電極支持体を閉
塞体に固着するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以Ｆ２本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明方法によって製造されたメタルハライドラ
ンプ発光管の縦断面図を示し、（１）は透光性セラミク
スたとえば高密度多結晶体のアルミナセラミクスからな
る発光管バルブ、　（２）、（２Ａ）は閉塞体でたとえ
ばタングステン金属とアルミナセラミクスとの導電性セ
ラミクスからなり、上記発光管バルブ（１）の開口端部
を封着材たとえばアルミナ、カルシアなどを主成分とす
るガラスソルダ（３１，ｆ３）を介してそれぞれ気密に
封止し、かつそれぞれの内面には四部（４）、　（４）
が設けられている。導電性セラミクスはセラミクスと金
属との複合材料で、粉末冶金法で製造されるものである
が、これのセラミクスは発光管バルブ（１）のセラミク
スと同一種類のものが熱膨張率を近づける点から最も好
まし７い。（５）、　（５Ａ）は電極支持体で、ニオブ
（６）、　（６）の表面をタングステンからなる被膜（
７）、　（７）で緻密に被覆してなり、その一端にはそ
れぞれ電極（８）。

（８Ａ）を支持し、他端は上記閉塞体（２）、（２Ａ）
の凹部（４）、　（４）に耐熱性無機接着材（９１，（
９）により固着され。

かつ上記電極支持体（５）、　（５Ａ）の他端の先端部
は閉塞体凹部（４）、　（４）の底面と直接接触して電
気的導通が得られるように形成されている。さらに２発
光管バルブ（１）内には始動用希ガスとしてたとえばア
ルゴンガスと水銀および金属ハロゲン化物としてたとえ
ば沃化スカンジウムと沃化ナトリウムとが封入され発光
管を構成し、この発光管は通常窒素ガスを充填した外管
内に収納されてランプができあがる。

次に上記発光管の製造方法について第２図および第３図
を参照して説明する。ニオブ（６）の表面をタングステ
ン被膜（力で被覆してなる電極支持体（５）の一端にエ
ミッタを被着したコイル（８ａ）を巻装した電極軸（８
ｂ）の一端を溶接し、電極支持体（８ｂ）の他端を導電
性セラミクス裂閉塞体（２）の内面に設げた四部（４）
に挿入し、凹部（４）内を°アルミナ、シリカ。

ジルコニアなどの耐熱性金属酸化物粉末の懸濁液たとえ
ば市販のスミセラム（１０）　（住友化学工業株式会社
商品名）で充填する。次に大気中で１００Ｃ以上に加熱
すれば、スミセラム（１０）は硬化して耐熱性無機接着
材（９）部を形成し、電極支持体（５）を閉塞体（２）
に強固に固着する。次にこの閉塞体（２）で発光管バル
ブ（１）の一端側をガラスソルダ（３）を介して封止す
る９ついで２発光管パルプ（１）の未封止の他端開口部
から金属ハロゲン化物な投入し、ベルジャのようん密閉
容器内に収納したのち同容器内を始動用希ガスと同一ガ
スたとえばアルゴンガスで置換すれば、上記発光管バル
ブ（１）内にアルゴンガスが封入される。ついで２発光
・Ｕバルブ（１）の他端開口部を上記閉塞体（２）と全
く同様に電極支持体を耐熱性無機接着材で固着してなる
他方の閉塞体（２Ａ）を用いガラスソルダ（３）を介し
て封止すれば、第１図に示すような発光管が得られる。

このようにして形成された発光管は５．５時間点灯−０
，５時間消灯のサイクルで点滅試験を６，０００時間実
施したが電極支持体（５）　、　、　（５Ａ）の閉塞体
（２）。

（２人）からの脱落事故は皆無であった。これは電極支
持体（５）、　（５Ａ）を形成する材料のニオブ（６）
の熱膨張率が７　Ｘ　１０−６／ｃで閉塞体（２１，（
２Ａ）ノ材料である導電性セラミクスのそれとほぼ同一
であり。

しかもこの両者を固着する上記スミセラム（１ｏ）の硬
化により得られた耐熱性無機接着材（９）の熱膨張率も
また８　Ｘ　１０−６／Ｃと上記両者に極めて近似して
いるためと考えられる。また、電極支持体（５）。

（５Ａ）は発光管内に封入した金属ハロゲン化物のハロ
ゲンによって侵蝕されやすいニオブ（６）の表面は耐ハ
ロゲン性のタングステン被膜（７）によって緻密に被覆
されているので、従来のようにニオブ（６）がハロゲン
と反応して発光管管壁を黒化したり。

放電媒体中に混在し′Ｃランプ特性を劣化させることも
ない。さらに、閉塞体（２）、　（２Ａ）と電極支持体
（５）、　（５Ａ、）との固着にスミセラム（１０）の
ような耐熱性金属酸化物粉末の懸濁液を使用したので１
００〜３００Ｃ程度で硬化１〜て固着作用を呈するので
、各金属部材が酸化するおそれはなく、シたがって大気
中でこの作業をすることができるので、工程はきわめて
簡略化できる。

なお１本発明は上記実施例に限られるものではなく１発
光管パルプの材質としこは他の透光性セラミクスたとえ
ばイツトリア、マグネシアあるいはルビー、サファイア
などの金属酸化物単１晶伴でもよく、また封入発光金属
の・・ロゲン化物も上記実施例に限定されるものではな
い。さらに、ｉ！極支持体の材質もニＡプに限ら→゛、
、タンタルいはニオブやクンタルを主体とする合金であ
ればセラミクスと熱膨張率は近似するので同様の効果が
得られるし、またその表向を被覆する被膜もタングステ
ンに限らずモリブデンでも同様の効果が得られるもので
ある。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば透光性セラミクスを
元元省バルブとするメタルノ・ライドラッグ発光管の製
造方法におい−Ｃ２准極支持体をニオブ、タンタルまた
はこれ等金属を主成分とする合金で形成し、かつその表
面をタングステンまたはモリブデンの被膜で被膜すると
ともに、この電極支持体を導電性セラミクス製閉塞体に
耐熱性金属酸化物粉末の懸！＠箪を介して加熱固着する
ようにしたので、換言すれば電極支持体を閉塞体に固着
するに当り雰囲気を真空または不活性にする必要もない
ので製造がきわめて容易となり、しかも電極支持体の閉
塞体からの脱落事故ならびに・′・ロゲンによる侵蝕を
防止でき、長寿命で優れた特性を有するメタルハライド
ランプを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって製造されたメタルノ・ライドラ
ンプ発光管の縦断面図、第２図および第３図は本発明の
製造■程の説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透光性セラミクス製発光管パルプの開口端部を電極支持
   体を固着してなる導電性セラミクス製閉塞体で封止して
   なるメタルハライドランプ発光管の製造方法において、
   上記電極支持体をニオブ、タンタルまたはこれら金属を
   主成分とする合金で形成し、かつその表面をタングステ
   ンまたはモリブデンの被膜で被覆するとともに、この電
   極支持体の端部を閉塞体の内面に設けた凹部に挿入し、
   凹部内を耐熱性金属酸化物粉末の懸濁液で充填したのら
   、加熱して電極支持体を閉塞体に固着することを特徴と
   するメタルハライドランプ発光管の製造方法。