JPS62100928A - セラミツク放電灯の製造方法 - 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〕 本発明は透光性セラミックからなる発光管バルブの開口
端部の封止工程を改良したセラミック放雷、灯の製造方
法に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来から透光性セラミックたとえばアルミナ。

イツトリア、マグネシア等の亮密度多結晶体からなるセ
ラミックあるいはルビー、サファイア等の金属酸化物単
結晶体からなるセラミック等を発光管バルブとして甲い
るセラミック放電灯が知られている。これらセラミック
放電灯の発光管バルブは、セラミックが高融点物質であ
るため石英ガラス製発光管バルブの場合のように管端部
を加熱軟化して圧潰封止することができず、したがって
。

セラミックと熱膨張率が近似するニオブ、タンタル等の
高融点金属またはセラミックからなる板状。

キャップ状等の閉塞体を用い、カラスンルダのような封
着材を介してその開口端部は封止され、かつ閉塞体Ｋ［
極が支持される。このような発光管は内部を排気して所
定の封入物を封入しなければならないが、この排気封止
工程は一般に次のような方法がとられている。

その一方法は排気管方式で９発光管に排気管を取り付け
て行なうものであるが、この方法によると発光管バルブ
から外方へ突出する排気管の先端部が最冷部となるため
、最冷部の温度上昇が困難となり、したがってこの最冷
部の温度に左右される封入物の蒸気圧を高くしてランプ
特性を向上することができにくい欠点がある。

このような排気管方式だ対し、排気管を使用しない方法
もある。この無＃ＪＦ　’ｉ、Ｌ　’ｔ’！方式は、あ
らかじめ発光管バルブの一端開口部を閉塞体により封止
する第１封止工程と０発光管パルプ内に発光物質等の封
入物を封入する工程と、他端開口部に閉塞体およびガラ
スソルダのような封着材を配置した発光管バルブをたと
えばペルヂャーのような密閉容器内に収容し、排気した
のち始動用希ガスと同一ガスを導入しながら上記ガラス
ソルダな加熱溶融して上記閉塞体により他端開口部を封
止する第２封止工程とからなるものである。

ところで、このような無排気管方式の場合、上記第２封
土工程において、ガラスソルダから放出される不純ガス
が問題となる。すなわち、上記ガラスソルダはアルミナ
、カルシア、マグネシア等を主成分とし、その粉末状の
ものを圧縮成形した成形体として使用されるが、ランプ
特性に悪影響を与える水分や水素等の不純ガスを多量に
含有している。したがって、封着工程前にガラスソルダ
を溶融させない程度の温度に加熱して含有不純ガスを除
去するようにしているが、不純ガスはガラスソルダの溶
融時に完全に放出されるものであり。

上記加熱程度ではその除去にはおのずから限界がある。

したがって、上記密閉容器内に希ガスを導入しながら行
なう第２封土工程では、溶融時にガラスソルダから放出
される水素などの不純ガスはその多くが発光管内に入り
込み、このような状態で閉塞体により封止さねる結果、
得られる発光管は多量の不純ガスを含んだものとなる。

このような不純ガスの内でも特に水素はランプの始動に
悪影響を与え１発光管内封入物が金属ハロゲン化物の場
合には一層その影響が著るしいものがある。

ところで、セラミック放電灯等の高圧放電灯は一般に発
光管を外管内に収容した二重管構造がとられるが、外管
および外管内に収容したマウント部材等から放出される
不純ガスが発光管バルブを通過して発光管内に侵入する
のを防止する目的で。

外管内に上記不純ガスを吸着するゲッタを配置すること
は知られているが、このような手段では発光管内に存在
する不純ガスの除去には役立たない。

また、Ｑ光管内にゲッタを配置するものとしては、たと
えば特公昭５７−２１８３５号公報に記載がある。この
記載によれば、［従来１反応性が非常に強い金属ハロゲ
ン化物と水銀を封入した発光管内に、　Ｚｒ、Ｔｈで構
成した水素ゲッタを高温で僅かに水素を透過するがハロ
ゲンやハロゲン化物には侵蝕されない石英ガラスで囲ん
だものを封入したメタルハライドランプが知られている
が、この種ゲッタは６００℃より高温で十分な水素を吸
着させるには実際上受は入れられないほど大量のゲッタ
を必要とするし、そのうえゲッタがこのような高温では
石英と反応する欠点があること、また沃素を封入したラ
ンプに沃素を透過せず水素を透過するパラジウム、パラ
ジウム合金で被覆したＴｉ、Ｔａ。

ＺＶ、ＡＡ！より成る水素ゲッタを封入したものもある
が、このような構成のゲッタを高圧放電灯に用いてもこ
の水素ゲッタは６００℃より遥かに低い温度でなければ
作動しないし、水銀を封入した放電灯ではパラジウムが
水銀とアマルガムを形成するのでゲッタが侵蝕され不可
である。」とあり、さらにこの公報記載の発明は、水銀
ランプやメタルハライドランプにおいて、その発光管内
に水素を透過しハロゲンに強いＭｏ、　Ｗ、　Ｔａ等で
被覆したＹ、　Ｌａ。

ランタンド元素からなる水素ゲッタを封入したものであ
るが、この場合もゲッタ被覆材であるＭｏ。

Ｗ、Ｔａ等のゲッタ材料内への拡散を防止するため上記
被覆材に更にＮｉ、　Ｆｅ等を含有させなければならな
いなど、その製造上には種々の制約があり。

実際面においては手間のかかる手段である。

〔発明の目的〕

本発明はこのような従来の欠点に対処してなされたもの
で９発光管の製造時において水素等の不純ガスが発光管
内に侵入することを防止し、優れた始動特性が得られる
セラミック放電灯の製造方法を提供することを目的とす
る。

〔発明の概要〕

本発明は密閉容器内において、透光性セラミツりからな
る発光管バルブの開口端部をガラスソルダを介して閉塞
体により気密に封止する工程において、上記ガラスソル
ダは上記密閉容器外においてあらかじめ加熱溶融するこ
とによって含有不純ガスを除去した溶融状態のものを、
上記封止予定部に供給して封止するようにしたことを特
徴とし。

このような方法によれば、ガラスソルダがその溶融時に
多量に放出される水素等の不純ガスが発光管内に侵入す
ることは防止され、始動特性の優れたセラミック放電灯
を得ることができる。

〔発明の実施例〕

以下９本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は発光管製造装置の一例の概略図。

第２図は上記製造装置によって未封止の開口端部を封止
される発光管を示す。

まず、第２図に示すように両端を開口した透光性セラミ
ックたとえば透光性アルミナセラミックからなる発光管
バルブ（１）の一端開口部（１ａ）を電極（２人）を支
持するたとえばアルミナセラミック製の閉塞体（３Ａ）
Ｋよりガラスソルダ（４）を介して気密に第１封止する
。次に未封止の他端開口部（１ｂ）から水銀および金属
ハロゲン化物たとえば沃化スカンジウムや沃化ナトリウ
ム等の封入物（５）を投入すれば、これら封入物（５）
は閉塞体（３Ａ）の内面上に滞留する。ついで、封止予
定部の他端開口部（１ｂ）に、アルミナセラミック製の
閉塞体（３Ｂ）と、この閉塞体（３Ｂ）の貫通孔（６）
を挿通して一端に電極（２Ｂ）を固着して支持する導入
線（７）と、この導入線（７）の導出部に中央部を溶着
し両端を発光管パルプ（１）の端面に係止することによ
って。

上記導入線（７）等の落下を防止するクロスバ−（８）
とを配置する。

このような配置の発光管（９）はたとえば石英チャンバ
のような密閉容器α値内に収容され、上記第１封止工程
ですでに封止しである一端側を矢印のように冷却水を流
通させた冷却保持具αυによって密閉容器ａｏ内を排気
したのち、第２のバルブ０を開けて発光管（９）内に封
入する始動用希ガスと同−希ガスたとえばアルゴンガス
ガスを所望の圧力たとえば１００〜２００ｔｏｒｒＫな
るよう密閉容器α〔内に導入する。この際上記第１のバ
ルブａりは開けたままでも、あるいは閉じてもどちらで
もよい。（４Ａ）はたとえばアルミナ、シリカ、マグネ
シア等の金属酸化物粉末の混合物を圧縮形成したガラス
ソルダ成形体で、蓋α養を開けてシリンダーαω内に挿
入される。シリンダー（１ω内は第３のバルブαｅを開
けることによって真空装置住りにより排気され、同時に
上記ガラスソルダ成形体（４Ａ）はヒーター用電源０８
）に連なるヒーター０によって加熱されて、多量の水素
や水分等からなる不純ガスを放出しながら溶融するに至
る。放出された不純ガスは真空装置αｎによって外部に
排除される。ガラスソルダ成形体（４Ａ）が溶融したら
、直ちに開閉自在の一対の半円筒体からなるヒーター橢
に通電して９発光管の封止予定部の開口端部（１ｂ）側
を溶融ガラスソルダと同温になるまで加熱すると共に、
上記真空装置（１７１に連なる第３のバルブαｅを閉じ
、アルゴンボンベ（２１）に連なる第４のバルブ（２２
）を開けてアルゴンガスなシリンダーαω内に導入し、
その圧力を上記密閉容器ａＱ内のアルゴン圧と同程度に
保つ。次に第５のバルブ（２３）を開け、駆動装置（２
４）によりピストン（２５）を動かすことによって溶融
したガラスソルダ（４）を封止予定部の発光管開口端部
（１ｂ）に供給すれば、閉塞体（３Ｂ）の外表面上に設
げたクロスバ−（８）の働きによって、溶融ガラスソル
ダ（４）は封着予定個所である閉塞体（３Ｂ）の貫通孔
（６）と導入線（７）との間隙および閉塞体（３Ｂ）の
外周面と発光管バルブ（１）との間隙にそれぞれ均等に
拡散侵透する。しかしてヒーター■を切って冷却すれば
、第３図に示すように、上記封着予定個所がガラスソル
ダ（４）によって気密に封着され、内部には水銀、金属
ハロゲン化物と共に所定の封入圧たとえば２５〜３０ｔ
ｏｒｒの始動用アルゴンガスな封入した発光管（９）が
得られ、第２封止工程は完了する。このような製造方法
によれば、ガラスソルダ成形体（４Ａ）の溶融時に多量
に放出される不純ガスの発光管（９）内への侵入を防止
することができる。

次に他の実施例につき第４図および第５図を参照して説
明する。この実施例は発光管の封止を連続的に行なう点
で先の実施例と異なるものである。

第４図は製造装置全体の概略図、第５図は密閉容器ｅｌ
Ｇ内部の平面図であり、第１図と同じ部分は同一符号を
付して説明を省略すると共に１重複していてかつ、特に
説明を要しない部分については図示しない。本装置の特
徴は、密閉容器ａ〔に回転支柱（２６）を設けると共に
、この支柱（２６）にそれぞれ冷却水路（２７）を設け
た多数の発光管冷却保持具αυ・・・・・・を取り付け
た点と、支柱（２５）の回転に連動してガラスソルダ成
形体（４Ａ）をシリンダー−内に供給するガラスソルダ
供給装置（２８）とを設けた点とＫある。

このような製造装置による製造方法は、まず。

第２図に示したように一端開口部（１ａ）をあらかじめ
封止し、内部に水銀および金属ハロゲン化物等の封入物
（５）を封入した発光管パルプ（１）の未封止の他端開
口部（１ｂ）に封着部材である閉塞体（３Ｂ）。

電極（２Ｂ）を支持する導入線（７）、クロスバ−（８
）等を配置したものを、密閉容器ＯＩに設けたランプ取
り入れ口（２９）から回転支柱（２６）　Ｋ取り付けた
各冷却支持具αυ・・・・・・圧それぞれ供給し支持さ
せる。あとは先の実施例と同様に密閉容器（ｌω内を排
気したのち希ガスたとえばアルゴンガスな導入する。ガ
ラスソルダ成形体（４Ａ）はガラスソルダ供給装置（２
８）から間５２的にシリンダーα９内に供給され、ヒー
ターα９によって加熱溶融される。この際放出される不
純ガスを真空装置（図示しない。）で排気したのち、ア
ルゴンガスをシリンダーα９内に導入する。一方９発光
管バルブ（１）は、上記ガラスソルダ成形体（４Ａ）の
溶融に同期して間５）的に回転する回転支柱（２６）に
よって！端部加熱用のヒーター（イ）の配置位置に移動
し、封止予定部の開口端部（１ｂ）側が溶融ガラスソル
ダとほぼ同じ温度にまで昇温した時点で、第４のバルブ
（２２）を開けて上記封止予定部へ溶融ガラスソルダを
供給し、第２封止を行なう点は先の実施例と全く同様で
ある。ついで。

第２封止を完了した発光管（９）は回転支柱（２６）の
回転によって他の位置に移動し１次の未封止発光管バル
ブがヒーター（２）の配置位置にセットされ、上記と同
様手段によって封止される。このようＫして密閉容器（
１１内に供給された全ての発光管バルブは連続的に封止
することができ、しかもガラスソルダ成形体（４Ａ）の
溶融時に多−計に放出される不純ガスが発光管（９）内
に侵入することが防止できる。

なお１本発明は上記メタルハライドランプに限らず、透
光性セラミックからなる発光管パルプを使用する他のセ
ラミック放電灯たとえば高圧ナトリウムランプ等圧適用
して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、ガラスソルダの溶
融時に多量に放出される不純ガスが発光管内に侵入する
ことが防止できるので、優れた始動特性を有するセラミ
ック放電灯を得ることができる。さらに、ガラスソルダ
はあらかじめ溶融した状態のものを発光管パルプの封着
予定部に供給するので、従来よりも上記封着予定部の加
熱時間は短縮することができ、したがって加熱により発
光管バルブ内に封入しである発光物質が蒸発して未封止
の発光管バルブ開口部から管外へ消失してランプ特性が
低下することをも防止できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を説明するための発光管製造装置の
一例の概略図、第２図は同裂造装置で製造される未完成
の発光管の縦断面図、第３図は完成後の同発光管の縦断
面図、第４図および第５図は同じく他の製造装置の概略
図で、第４図は全体図、第５図はその一部を示す図であ
る。 （１）・・・・・・発光管パルプ。 （１ａ）・・・・・・発光管パルプの一端開口部。 （］ｂ）・・・・・・発光管パルプの他端開口部（封止
予定部）。 （２Ａ）　、　（２Ｂ）・・・・・・電極。 （３Ａ）、（３Ｂ）・・・・・・閉塞体。 （４）・・・・・・ガラスソルダ。 （４Ａ）・・・・・・ガラスソルダ成形体。 （５）・・・・・・封入物。 （６）・・・・・・閉塞体の貫通孔。 （力・・・・・・導入線。 （８）・・・・・・クロスバ−０（９）・・・・・・発
光管。 α（２）・・・・・・密閉容器、　　　αυ・・・・・
・冷却保持具。 ａ９・・・・・・シリンダー、住方・・・・・・真空装
置。 （１１・・・・・・ガラスソルダ加熱用のヒーター。 １２１・・・・・・管端部加熱用のヒーター。 （２６）・・・・・・回転支柱。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 密閉容器内において、透光性セラミックからなる発光管
   バルブの開口端部をガラスソルダを介して閉塞体により
   気密に封止する工程において、上記ガラスソルダは、上
   記密閉容器外においてあらかじめ加熱溶融することによ
   つて含有不純ガスを除去した溶融状態のものを、上記封
   止予定部に供給して封止するようにしたことを特徴とす
   るセラミック放電灯の製造方法。