JPS62163240A - 高圧ナトリウムランプの製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は高圧ナト１，１ウムランプの製造方法に関する
ものである。

従来の技術 高圧ナトリウムランプは、水銀ランプに比べて約２倍の
高効率を有し、省エネルギ一時代に適したものとして注
目され、多く使用されるようになってきている。この高
圧ナトリウムランプは、両端に電極を有する透光性のア
ルミナ体からなり、内部にナトリウムなどを封入した発
光管を備え、この発光管の端部に設けられた孔洸、電極
に電気分供給するための導電体が貫通されてセラミック
セメントにより気密に封着されている。

しかし、導電体とセラミックセメントとは、時としてそ
の気密が不十分なことがあり、発光管内のナトリウムな
どの封入物がその気密性に欠ける個所から管外へリーク
し、その結果ランプ電流が増大し、安定器の温度が上昇
して時には焼損するという不都合があった。

そこで、発明者は外表面に酸化アルミニウム被膜を形成
した導電体を用い、アルミナ体の端部に設けられた孔に
、少なくとも酸化カル７ウムを含むセラミックセメント
を介して導電体を貫通封着した高圧ナトリウムランプを
、特開昭６０−２５１４５号公報において提案した。

さらに、導電体への酸化アルミニウム被膜形成方法とし
て溶射による方法を、特開昭６０−２８１３１号公報に
おいて提案した。

発明が解決しようとする問題点 しかし、特開昭６０．−２２Ｍ３１号公報において提案
した溶射による酸化アルミニウム被膜形成方法によって
得られた高圧ナトリウムランプは、ランプ点灯中に酸化
アツベニウム被膜の導電体への付着強度が弱い（最大Ｉ
　Ｂ　Ｋ９／ｍ＋ｄ　）ために、酸化アツベニウム被膜
が導′鑞体から剥離したり、導電体に吸着された溶射時
のガスが発光管内に不純ガスとして持込まれ、点灯中途
々に発光管内に放出されランプの動程特性を悪化させ、
酸化アルミニウム被膜を形成しない従来のランプより寿
命が大幅に延びないという問題点があった。

本発明はこのような欠点を解決するべくなされたもので
あり、導電体外表面への酸化アルミニウム被膜の形成が
強固に行なえ、しかも不純ガスのない清浄な状態の導電
体が得られる高圧ナトリウムランプの製造方法を提供す
るものである。

問題点を解決するだめの手段 本発明は両端に電極を有し、内部に少なくともナトリウ
ムを封入した発光管を備えるとともに、前記発光管の端
部に設けられた孔に、外表面に酸化アルミニウム被膜を
形成し、かつ前記電極に電気を供給するだめの導電体を
、少なくとも酸化カルシウムを含むセラミックセメント
を介して貫通封着するにあたり、真空中で酸化アルミニ
ウムを電子ビームによりスパッタさせることによって、
前記導電体外表面に前記酸化アルミニウム被膜を形成す
る高圧ナトリウムランプの製造方法を特徴とするもので
ある。

作　　用 この構成により、導電体外表面上に形成された酸化アル
ミニウムの接着強度はきわめて強固であり、かつ清浄雰
囲気中で、酸化アルミニウム被膜の形成が行なわれるた
め、不純ガスが吸着されることがなく、したがって高圧
ナトリウムランプの動程特性は良好なものとなる。

実施例 第１図は本発明の方法により得られた高圧ナトリウムラ
ンプの発光管断面図である。第１図において、高圧ナト
リウムランプの発光管は、単結晶または多結晶のアルミ
ナ管１と、この両端に設けられた（第１図は発光管の片
端を示す）単結晶または多結晶のアルミナからなるエン
ドディスク２とで構成された透光性のアルミナ体を備え
、エンドディスク２に設けられた孔３に先端に電極４を
チタン５により固定した主としてニオブ（Ｎｂ　）から
なる導電体らが貫通している。発光管内にはナトリウム
、水銀などの緩衝ガス用金属および始動用希ガスが封入
されている。導電体６の外表面の一部には、酸化アルミ
ニウム（Ａｔ２０３）被膜７が、真空中で酸化アルミニ
ウムを電子ビームによりスパッタさせる、いわゆる気相
合成法により形成されている。

外表面に酸化アルミニウム被膜７を有する導電体６は、
その詳細を第２図に示すように、酸化アルミニウム（Ａ
ｔ２０３）、酸化力ルンウム（Ｃａｂ）。

酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）および酸化イツトリウム
（Ｙ２Ｏ２）からなるセラミックセメント８によりエン
ドディスク２の孔３に気密に貫通されて気密に封着され
る。アルミナ管１とエンドディスク３とは、同じセラミ
ックセメント８により気密に封着されている。図示して
いない発光管他端の構造は、図示した一端の構造と同じ
になっている。

かかる発光管を備えた高圧ナトリウムランプについては
、アルミナ管１とエンドディスク２およ。

び導電体６とをセラミックセメント８のリングを用いて
、これを高温に即熱して溶かすことによりそれぞれ封着
される。その時、アルミナ管１、エンドディスク２およ
び酸化アルミニウム被膜Ｔから酸化アルミニウムがセラ
ミックセメント８中に溶は出し、その中において酸化カ
ルシウムと結晶を部分的に形成し、そのために、導電体
６の外表面に形成されている酸化アルミニウム被膜７と
セラミックセメント８とは強固に接着されて、エンドデ
ィスク２の孔３と導電体６との封着個所は気密が十分な
ものとなり、さらにアルミナ管１と工ンドディスク２と
の封着個所も気密が十分なものとなる。その結果、動程
中における発光管内のナトリウムなどの管外へのリーク
が防止されるものである。

ところで、導電体の外表面に酸化アルミニウム被膜を気
相合成法により形成するには、例えば、１０−’　Ｔｏ
ｒｒ以下の高真空に排気し、６Ｑ○〜８００℃に保った
容器内に導電体を固定し、導電体外表面に酸化アルミニ
ウムを電子をキャリヤーとしてたたきつければよい。

このようにして、導電体の外表面に形成した酸化アルミ
ニウム被膜の強度は６０に９／−以上と強固であり、剥
離のおそれはなかった。

なお、酸化アルミニウム被膜の被着個所は、第１図に示
したような導電体の一部分に限られるものではなく、導
電体の外表面全体であってもよいし、また導電体の根本
部（発光管外側）を除く外表面全体であってもよい。こ
の場合は、ランプ始勘直後に発生する整流作用（ナトリ
ウムアマルガムに通電した結果、直流成分が発生するた
め安定器の制御がきかなくなり大電流が流れる）が防止
できるため、動程特性がよくなる利点もある。

次に本発明の効果を確認した実、験例について説明する
。

アルミナ管１は多結晶アルミナからなり、内径７．６ｍ
ｍ、全長１１２個である。エンドディスク２は多結晶ア
ルミナからなる。導電体６は１％のジルコニウム（Ｚｒ
　）を含む厚さ０．２５欄、外径４．０咽のニオブ（Ｎ
ｂ）管からなり、その先端には電子放射物質を充填した
タングステンコイルからなる電極４がチタン６により固
定されている。

導電体６の外表面には、膜厚が約２ミクロンの酸化アル
ミニウム被膜が気相合成法により形成されている。アル
ミナ管１とエンドディスク２およびエンドディスク２と
導電体らは、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化
ストロンチウム、酸化イツトリウムからなるセラミック
セメント８のリングを約１４６０℃に加熱してそれぞれ
気密に封着されている。発光管内にはす）　ＩＪウム３
　、７ｍ９゜水銀１６．３■およびキセノンガス約２０
　Ｔｏｒｒが封入されている。

かかる高圧ナトリウムランプを２０本製作し、ランプ人
力４００Ｗで寿命試験（６，５時間点灯−０，５時間消
灯のくり返し）を行ったところ、３０００ｏ時間後にお
いても、発光管内のナトリウムなどの管外へのリークは
全数なく、したがって光色の変化もなく、ランプ電流が
増大することもなかった。

また、かかる試験を終了した高圧ナトリウムランプを解
体し、発光管端部を縦方向に切断してセラミックセメン
トを露出させ、その部分をＸ線マイクロアナライザーで
ナトリウムの分布状態を観察したところ、ナトリウムは
発光管の内面から、最高０．２ｍｍの範囲に分布してい
るにすぎなかった。

本発明は、アルミナの形状、構造が第１図に示すような
ものだけでなく、例えば第３図〜第６図に示すような構
造にも適用できるのはもちろんである。

第３図に示すものは、アルミナ体がアルミナ管１とエン
ドディスク２とで構成されるのは第１図のものと同じで
あるが、エンドディスク２の形状が異なシ、これがアル
ミナ管１の端部内面に完全に挿入されているものである
。

第４図に示すものは、アルミナ体が第１図および第２図
のものと同様アルミナ管１とエンドディスク２とで構成
されているが、アルミナ管１の端部に底部を有し、この
底面外面にエンドディスク２が設けられたものである。

第５図に示すものは、アルミナ体が単一のものからなり
、端部を絞ったアルミナ管１の孔３に導電体６が封着さ
れているものである。

なお導電体はニオブ管だけでなく、ニオブ線でもよく、
またその材質はニオブだけでなく、例えばタンタル、タ
ングステンなどが使用できるものである。

発明の詳細 な説明したように、本発明は電極に電位を供給するだめ
の導電体の外表面に酸化アルミニウム被膜を形成し、発
光管の端部に設けられた孔に、少なくとも酸化カル／ラ
ムを含むセラミックセメントを介して導電体を貫通封着
するＫあたり、真空中で酸化アルミニウムを電子ビーム
によりスパッタさせることによって、酸化アルミニウム
被膜を導電体外表面に形成するので、導電体外表面に対
する酸化アルミニウム被膜の被着強度がきわめて大きい
ため、動程中を通じて発光管外へのナトリウムリークを
確実に抑制することができ、しかも不純ガスのない清浄
な状態で前記酸化アルミニウム被膜の形成が行なえるた
め、ランプ動程特性の悪化を防止することのできる高圧
ナトリウムランプの製造方法を提供することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により得られた高圧す）　ＩＪウムラン
プの発光管端部断面図、第２図はその要部拡大断面図、
第３図〜第５図は本発明の方法により得られた高圧す）
　ｌ）ラムランプの発光管の他の例を示す要部断面図で
ある。 １・・・・・・アルミナ管、２・・・・・エンドディス
ク、３・・・・・・孔、４・・・・・・電極、５・・・
・・・チタン、６・・・・・・導電体、７・・・・・・
酸化アルミニウム膜、８・・・・・・セラミックセメン
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両端に電極を有し、内部にナトリウム、緩衝ガス用金属
   および始動用希ガスを封入した発光管を備えるとともに
   、前記発光管の端部に設けられた孔に、外表面に酸化ア
   ルミニウム被膜を形成し、かつ前記電極に電気を供給す
   るための導電体を、少なくとも酸化カルシウムを含むセ
   ラミックセメントを介して貫通封着するにあたり、真空
   中で酸化アルミニウムを電子ビームによりスパッタさせ
   ることによって、前記導電体外表面に前記酸化アルミニ
   ウム被膜を形成することを特徴とする高圧ナトリウムラ
   ンプの製造方法。