JPS6081756A - 金属蒸気放電灯 - 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〕 本発明は透光性セラミック発光管を備えた金属蒸気放電
灯に関する。

−−、−−、−ＬＩ＋、、　ＡＬ　ｍＷ　ｊｌｌＬ　１
．　）　／７’％　Ｈ目ｄ百　よ　）透光性セラミック
発光管を備えた金属蒸気放電灯たとえば高圧ナトリウム
２ンプは発光効率が特に優れたランプとして知られてい
る。この高圧ナトリウム２ングの発光管は耐蝕性、耐熱
性が要求されるため透光性セラミックたとえば透光性ア
ルミナセラミック管が使用され、透光性アルミナセラミ
ック管は熱加工が困難であるところから管端開口部は別
体の閉塞体によって封止している。閉塞体としてはニオ
ブキャンプやセラミックディスクが知られており、セラ
ミック管に対してガ２スンルダや金属ンルダにて気密に
接合されている。

このような発光管は内部を排気して所定の発光金属およ
び始動用希ガスが封入されるが、この排気封止の方法例
は大別して無排気管方式と排気管方式とがある。無排気
管方式は予め一端を、電極を保持する閉塞体により封止
したセラミック管をこの閉塞端側を下向きの姿勢として
ベルジャ内に垂直に置き、ベルジャ内を始動用希ガスと
同一のガスで置換し、セラミック管の他端すなわち上端
開口部より発光金属を投下し、しかるのち上端開口部を
、電極を保持する閉塞体により封止するものである。し
かしながら、この方式においては以下のごとき問題があ
る。つまり、上記開口部を封止する際、この封止箇所を
ンルダの融点近くまで加熱する。この加熱時にすでにセ
ラミック管内に投入されている発光物質が輻射熱により
蒸発飛散して。

セラミック管の外部へ散逸して所定の発光特性が得られ
な（なる。特に発光容量が小さい小形ランプにおいては
一層この傾向が著るしい。

一方、排気管方式は発光管の両端部を、電極を、保持す
る閉塞体で封止し、上記電極の少なくとも一方は閉塞体
を気密に貫通するニオブ管などの排気管の内端に保持さ
れる。このような発光管は上記排気管より発光金属を封
入したのち、排気管を通じてその内部を排気し、ついで
始動用希ガスの封入が完了すると排気管の外端部は封切
（チップオフ）される。この方式では排気中に発光管を
高温に加熱する必要がないので封入発光金属の発光管外
への蒸発飛散の心配は少ないが、上記排気管の封切端は
閉塞体の外方に突出するのでこの突出端が最冷部となり
、この最冷部の温度上昇が困難になる。このため１発光
管管端部つまり閉塞体封止部近傍に保温板を取（−ｔ、
けるなどの手段を講じてその部分の温度を上記無排気管
方式のものより高め。

それによって排気管の封切端に生じる最冷部の温度を適
正に保つ必要がある。この結果、閉塞体封止部のガラス
ンルダに熱歪によるクランクが入りやすくなってリーク
し短寿命となったり、あるいは閉塞体封止部のガラスン
ルタ゛と発光管内封入物とが反応して次第に特性変化を
生じる等の不都合を生じることがある。このような欠点
に対処して。

たとえば排気管封切端の不所望な温度低下を防ぐため閉
塞体より外方に突出する排気管を短かくする箇所で封切
しようとすると閉塞体封止部のガラスンルダの位置に近
すぎるため排気管の変形によって前記ガラスンルダに機
械的歪に基づ（クラックが発生するので排気管を短かく
することはできない。特に１００Ｗ以下のような小形ラ
ンプの発光管においてはその入力が小さく、シたがって
最冷部となる排気管封切端への熱伝導量も当然少なくな
り、また高演色形ランプのように発光管封入物の蒸気圧
を一層ランプより高めるために最冷部温度をより高くす
る必要があるもの等では上記排気管方式は一層問題であ
る。

〔発明の目的〕

本発明は発光管の製造時には管内封入物質の蒸発飛散が
防止でき、また２点灯時にはすぐれた始動性を示す一方
発光管管端部つまり閉塞体封止部近傍の温度を過度に高
める必要がなく、シたがって封止部にクラックの生じに
くい長寿命で、かつ特性の安定した金属蒸気放電灯を提
供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は従来の排気管方式を改善したもので。

発光管端部を封止する閉塞体を貝通し内端部に電極を支
持する金属排気管の外端部をゲッター作用を有する栓体
により気密に封止した点に特徴がある。

〔発明の実施例〕

以下２本発明の詳細を図示の実施例を参照して説明する
。第１図は真空外球内に組込まれる高圧ナトリウムラン
プ発光管の縦断面図、第２図は同じくその一端部の縦断
面図を示し、（１）は透光性セラミック管たとえば透光
性アルミナセラミック管。

（２１１（３１は上記セラミック管（１）の端部を封着
材たとえばアルミナ、カルシア等を主成分とするガラス
ンルダ（４）を介して気密に封止するセラミック製閉塞
体、（５）は一方の閉塞体（２）をガラスンルダ（４）
を介して気密に貫通するたとえばニオブ製の金属排気管
。

（６ａ）は電極でその基部は金属排気管（５）の内端部
（５ａ）へ挿入され、セラミック管（１）の端部より内
方の位置で金属排気管（５）にカシメ止めで支持されて
いる。さらに金属排気管（５）の他端（外端）部（５ｂ
）にはゲッター作用を有する材料たとえばチタン製の栓
体（７）が挿入されチタン等の金属ろう材（８）を介し
て気密に封止されている。また（９）は金属排気管（５
）に穿設した排気孔で２発光管内の排気および封入物の
封入に使用される。

さらに上記他方の閉塞体（３）にはニオブ導入線ａ＠が
ガラスンルダ（４）を介して気密に貫通し、その内端部
には電極（６りが接続されている。

このような構成の発光管の製造方法は、予め電極（６ａ
）を保持した金属排気管（５）を気密にＵ通した閉塞体
（２）と他方の電極（６ｂ）を保持したニオブ導入線０
０）を気密に貫通した閉塞体（３）とによりセラミック
管（１）の両端部をガラスンルダ（４）を介して気密に
封止する。次に上記金属排気管（５）の開口した他端（
外端）部（５ｂ）および排気孔（男を介して所定量のナ
トリウムアマルガムを封入したのち、上記金属排気管の
開口他端部（５ｂ）の内部に金属ろう材（８）とチタン
製栓体（７）を配置したものを真空チャンバ内に収容す
る。ついでセラミック管（１）内を排気し。

所定圧の始動用希ガスを封入したのち、レーザ光を照射
して上記金属ろう材（８）を溶融することによって金属
排気管（５）の開口他端部（５ｂ）を栓体（７）により
気密に封止し１発光管ができあがる。

このように発光管内封入物のナトリウムアマルガムを封
入した後の加熱箇所は従来の無排気管形のものが一方の
管端部自体であるのに較べ２本発明のものは管端部を封
止する閉塞体からさらに外方に突出した排気管の端部で
あるから、セラミック管の温度上昇は少なくてすみ、し
かも封入物に対し直接露出している部分を加熱しないの
で、封塞体（２）封止部近傍の温度を過度に昇温する必
要がなくなり、したがって封止部のガラスンルダ（４）
にクランクが発生することも防止できる。

本発明は上記実施例に限らず、下記のような種々の場合
においても同様の効果が得られるものである。

１）栓体は無空棒状に限らず、端部が封じられている管
体でも良い。１１）栓体材質は発光管内封入物に対する
耐蝕性が優れ、かつその部分の昇温に耐え得る程度の耐
熱性を有し、且っゲッター作用を有するものであれば良
いのであって、たとえば前記チタンの他、ジルコニウム
等の金属あるいはセラミック等の非金属体でもよい。１
１１）金属排気管材質としてはタンタルまたはニオブ、
タンタル等を主成分とする合金でもよい。１ｖ）金属排
気管と栓体との固着はろう付けに限らず、圧接または溶
着でも良いし、ろう付けの場合のろう材は金属ろう材の
場合は（Ｚｒ−Ｖ−Ｔｉ）、　（Ｔｉ　−Ｚｒ−Ｂｅ）
、　（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｂ−８ｉ−Ｆｅ）等の合金、あるい
はガラスンルダでも良（、要は上記両者を気密に封止す
ることができ、耐熱、ｉ１蝕性に優れたものであればよ
い。

Ｖ）透光性セラミック管としては多結晶体に限らイＣ ず、ルビー、サファイア等の金属酸紛物単結晶体。

またセラミック閉塞体は必ずしも透光性である必′　要
はない。■１）発光管の両端部に金属排気管を設ける構
造であっても良いし、またｖｌ））高圧ナトリウムラン
プに限らず他の金属蒸気放電灯たとえばナトリウム以外
の発光金屑を封入したものあるいは発光金属をハロゲン
化物の形で封入したいわゆるメタルハライドランプにも
適用できる。

次に本発明の詳細な説明する。

具体例１゜ 内径４．５ｍ、長さ４５關の透光性アルミナ管の両端開
口を、内径的２．２　ｗｒＩｌ、外径的３ｕのニオブ管
が気密に貫通装着され、且つそのニオブ管の一端側（ア
ルミナ管封入側）に所要電極部を備えた電極軸がカシメ
止めで取り付けられたアルミナ製円板がら成した。尚ア
ルミナ管開口端の閉塞体による封着気密化および閉塞体
に貫通装着部の封着気密化はそれぞれアルミナとシリカ
を主成分とした半田ガラス（ンルダー）を用いて行なっ
た。

上記作成したパルプ内にニオブ管を通してナトリウムア
マルガムを封入した後ニオブ管の外端側にチタン製栓体
を挿入するとともにそのニオブ管端部にろう材（チタン
の円環体）を配置して真空チャンバー内にセットした。

しかる後その真空チャンバー内を真空排気して（パルプ
内も排気される）外部からレーザー光を局部的に照射し
て前記ろう材を加熱し、ろう材が溶融する直前に始動ガ
スとしてキセノンを常温で２０Ｔｏｒｒになるようパル
プ内に導入した後ろう材にて栓体をニオブ管に気密に封
止して７０Ｗ形冒圧ナトリウム発光管を製造した。この
ようにして得た発光管を常套手段により外囲管内に組込
み口金をつけ、且つ外管内を排気して高圧ナトリウムラ
ンプ１（）０灯を構成した。

上記構成の高圧す）　ＩＪウムランプに始動電圧をそれ
ぞれ測定したところ第３図に示す如＜８００〜１６００
Ｖであり、上記発光管における栓体がゲッター作用を有
しない材料からなる他は同じ条件で構成したものが２０
００Ｖ前後であったのに較べすぐれた始動性を示した。

尚ここで始動電圧の測定は電源′屯圧５０１４ｚ、　２
００Ｖに、５０Ｉ（ｚの毎ザイクルに９０％ピークの幅
が５μｓｅｃで波高値を変化させたパルスを重畳して始
動させ安定なアーク放電が起るときのパルス電圧をシン
クロスコープで読みとる方法によったものである。

上記の如く本発明に係る放電灯はすぐれた始動性を示す
。この理由は発光管製造時にだける栓体の封止工程で、
ろう材浴融時に発生乃至放出した不純ガスが栓体のゲッ
ター作用によって容易に吸着除去されるためと考えられ
る。このように本発明に係る放電灯は使用当初すぐれた
始動性を有するばかりでな（、長時間の点灯使用過程に
おける再点灯におい−Ｃも良好な始動特性を発揮するこ
とも確認された。また上記において栓体をジルコニウム
製とした場合も同様の効果が認められた。

具体例２゜ 内径８朋、長さ５２朋の透光性アルミナを用い。

具体例１．の場合に準じて（但し発光管の封入ガスハヘ
ニング効果を有すネオ７〜アルゴン）、１５０Ｗの高波
色形高圧ナトｌ）ラムランプ１００　灯を構成した。

かくして構成した放電灯について印加電圧を徐々に上昇
させ安定レニ放電を起す時の電圧（始動電圧）を調べた
ところいずれも／ノール／１４０　Ｖ程度で、上記発光
管の栓体がゲッター作用を有しない場合（例えばタング
ステン、モリブデン）に較べ低い電圧で始動した。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明に係る金属蒸気放電灯は１発
光管製造時には封入物の蒸発飛散が防止され、また点灯
時には発光管端部っまり閉塞体封止部近傍の温度を過度
に昇温させる必要もない。

従って閉塞体封止部におけるり２ツク発生の恐れもなく
なり長寿命で、且つ安定した特性を維持発揮する。しか
も発光管が具備する栓体のゲッター作用によって不純ガ
スも全面的に吸着除去されることにより始動電圧も低く
て足り、このことは。

実用上２点灯回路の、構成面においても多くの利点をも
たらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である高圧ナトリウムランプ
の発光管の縦断面図、第２図は同一端部の縦断面図、第
３図（は本発明に係る高圧ナトリウムランプについて始
動電圧の分布状態を示す図である。 （１）・・・透光性アルミナセラミック管（２１，（３
１・・・七ノミンク製閉塞体（４）・・・ガラスンルダ
、（５）・・・金属排気管（６ａ）、　（６ｂ）・・・
電極、（７）・・・栓体。 （８）・・金属ろう材 代理人　弁理士　則　近　窟　佑 （ほか　１名） 第１図 第２図 ２　４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部を真空にした外管内に発光管を封装し。 上記発光管は透光性セラミック管の両端部をそれぞれ電
   極を支持する閉塞体で封止してなり、上記電極の少な（
   とも一方は閉塞体を貫通する金属υ［気管の内端部に支
   持され、かつ金属排気管の外端部はゲッター作用を有す
   る材料からなる栓体により気密に封止されていることを
   特徴とする金属蒸気放電灯。
2. （２）栓体が金属排気管内部を充塞するように設けられ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の金
   属蒸気放電灯。