JPS62213061A - セラミツク放電灯 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は発光管バルブとして透光性セラミックスを使用
するセラミック放電灯に関する。

（従来の技術） 従来２発光管バルブとして透光性セラミックスを使用す
るセラミック放電灯においては２石英ガラス製発光管バ
ルブのようにその開口端部を加熱軟化して圧潰封止する
ことが困難であるため、たとえばセラミック製の閉塞体
を用い、封着材たとえばガラスソルダを介して開口端部
を気密に封止している。

セラミックス製閉塞体の形状としては一般に第３図に示
すように発光管内径より大径の鍔部な有するキャップタ
イプと第４図に示すように上記鍔部がなく、その径が発
光管内径より小径のディスクタイプとがあり、キャップ
タイプの閉塞体（２人）では、鍔部（２Ａａ　）の下面
および円柱部（２Ａｂ）の周面とでガラスソルダ（３）
を介して発光管バルブ（１）の開口部（１ａ）に封着し
ている。なお２（力は電極（４）の支持線で、ガラスソ
ルダ（３）を介して閉塞体（２Ａ）を気密に貫通してい
る。一方、ディスクタイブの閉塞体（２）はその周面で
ガラスソルダ（３）を介して発光管バルブ開口部（１ａ
）に封着している。

上記のようにディスクタイプの閉塞体（２）はキャップ
タイプの閉塞体（２人）に較べ、鍔部＜　２Ａａ　）が
ないので肉薄に形成できるから、その熱容量は小さく、
シたがって発光管端部に形成される最冷部温度の上昇に
は好ましいタイプである。

しかしながら、ディスクタイプの閉塞体（２）を使用し
た場合には１次のような問題がある。この場合の封着方
法は第５図に示すような各部材の配置関係において、た
とえばアルミナ、カルシア等の金属酸化物粉末混合物を
圧縮成形してなるガラスソルダ成形体（３Ａ）を閉塞体
（２）上に載置し、これを加熱溶融し、溶融ガラスソル
ダを封着予定部へ浸透拡散させることによって行なわれ
るが、閉塞体（２）と発光管バルブ開口部（１ａ）の内
面との間隔が狭ま過ぎると充分な量のガラスソルダな供
給することができず、したがって気密な封着部を得るこ
とが困難となる。一方、上記間隔が広過ぎると溶融ガラ
スソルダが封着予定部の下方にまで流れ出し、そこで冷
却固化（〜て内油りな生じ、この部分はランプの点滅に
伴なう温度変化の大きな個所であることから、上記ガラ
スソルダの内油りに接触する発光管バルブにクラックを
発生させたり。

封着部のガラスソルダ量に不足をきたして、気密性が損
なわれる等の欠点が生じやすくなる。

さらに近年、閉塞体の材料としてセラミックスにタング
ステン粉末等の金属粉末を混入させることによって導電
性を持たせた導電性セラミックスの使用が開発されてい
る。このような導電性セラミックスからなる閉塞体を使
用すれば、閉塞体自体が電極への給電体としての役割も
果たすので。

上記第４図に示す従来のセラミックス製閉塞体を使用し
た場合のように、ガラスソルダ（３）と熱膨張率が近似
するたとえばニオブからなる電極支持線（力をガラスソ
ルダ（３）を介して閉塞体を気密に貫通させる必要がな
くなるから、気密性向上の点から好ましく、さらにハロ
ゲンに弱いニオブ製電極支持線が不敬となるからメタル
ハライドランプには特に好適する。

しかしながらその反面、導電性セラミックス製閉塞体を
使用すると、封着部を形成する導電性セラミックス−ガ
ラスソルダーセラミックス製発光管バルブの間の熱膨張
率に従来よりも微妙な喰違いを生じ、閉塞体と発光管バ
ルブ開口部内面との間隙が狭まいと、封着工程時にこの
間隙に浸透拡散した溶融ガラスが冷却固化する間に応力
を生じて発光管バルブや閉塞体にクラックを生じて気密
性が保てなくなることがある。また、上記両者の間隙が
広いと先にも述べたように溶融ガラスソルダは封着予定
部を越えた発光管バルブ部分に内油を生じ、クラック発
生の原因となる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように透光性セラミックス製発光管バルブの開口
部をガラスソルダを介してディスクタイプの導電性セラ
ミックス製閉塞体で封止する場合。

閉塞体と発光管バルブ開口部の内面との間隙が狭まいど
充分な量のガラスソルダが供給できなかったり、閉塞体
や発光管バルブにクラックが生じやすくなって、気密な
封止部が得られにり＜、一方。

上記両者の間隙が広いと溶融ガラスソルダは封着予定部
を越えた発光管バルブ部分にまで流れ出してそこに内油
を生じるから、封着予定部のガラスソルダ量が不足して
気密性が損なわれ、かつ、内油に接する発光管バルブに
クラックを発生させる等の欠点があった。

本発明は以上の欠点を除去するもので、ディスクタイプ
の導電性セラミックス製閉塞体を使用しても１発光管バ
ルブにクラックが発生せず、しかも気密な封止部が得ら
れるセラミック放電灯を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のセラミック放電灯は、ディスクタイプの導電性
セラミックス閉塞体の形状２寸法を規制したもので、上
記閉塞体を径大の円板状台部とこの台部から発光管端部
方向へ突出する径小の突部とで形成し、上記閉塞体の台
部の径をｄ＋　（ｎ＋）、突部の径をｄ２（ｘｉ）＋閉
塞体と対向する部分の発光管バルブの内径をＤ（ｍ）と
したとき。

０．３　（ｍｍ）　＞　Ｄ　−ｄ２　＞　０．１　　（
ｍｍ）Ｄ−ｄ、≧０．０７（關） の関係を満足させるように構成したものである。

（作　用） 本発明のセラミック放電灯においては、閉塞体のうちで
発光管端部方向へ突出する突部は径小に形成されている
から、この突部とこれに対向する発光管バルブ内面との
間隙は広（、シたがって充分な量のガラスソルダが供給
されて気密な封止部が形成される。これに対し径大に形
成された閉塞体の台部とこれに対向する発光管バルブ内
面との間隙は極めて狭いので、流下してきた溶融ガラス
ソルダはこ〜で阻止され、閉塞体下方の管壁部分にまで
流れ出すようなことはなくなる。また、ガラスソルダは
閉塞体の上部つまり突部上に載置して加熱溶融されるの
で、高温となるガラスソルダから離れた閉塞体の台部側
は突部側よりも低温となる。したがって、閉塞体の台部
と発光管バルブとの間隙に浸透拡散してくる溶融ガラス
ソルダの温度は低く、シたがって冷却固化する間に生じ
る工１、力も小さいので発光管バルブや閉塞体にクラッ
クを生じることもない。

（実施例） 以下１図面に示した実施例に基づいて本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明のセラミック放電灯の一種であるメタル
ハライドランプの発光管の縦断面図を示し、（１）は透
光性セラミックスたとえばアルミナセラミックスからな
る発光管バルブで、その両端開口部（Ｉａ）、（Ｉａ）
の内径Ｄ　（ｍｙ）は５．５ｍ＋＊で中央部の内径１０
龍よりも縮径した異形チューブに成形されている。（２
）　、　（２）は発光管バルブの両端開口部（ｉａ）、
Ｈａ）をガラスソルダ（３）を介して気密に封止するた
とえばタングステン粉末をアルミナセラミックスに分散
形成してなる導電性セラミックスからなるディスクタイ
プの閉塞体である。閉塞体（２１、（２）はそれぞれ径
大の円板状台部（２ａ）とこの台部（２ａ）から発光管
端部方向へ突出する径小の突部（２ｂ）とからなり、全
体の厚さは４朋、上記台部（２ａ）の径ｄＩ（Ｉｍ）は
５．４５１ｍ、突部（２ｂ）ノ径ｄ２（ｍｍ）は５．３
０ｍｍに設定されている。

さらに、上記閉塞体（２１、（２＋の各台部（２ａ）側
には電極（４）が、また突部（２ｂ）側には外部導入体
（５）がそれぞれ埋設固着され１発光管内には所定量の
始動用希ガスたとえばアルゴンガス、水銀および金属ハ
ロゲン化物たとえばよう化スカンジウムとよう化ナトリ
ウムが封入されている。

なお、（６）はたとえばニオブ等の金属線からなる横行
部材（クロスバ−）で、その中心部を上記外部導入体（
５）に固着し、閉塞体突部（２ｂ）の外表面上をその径
方向に延在して両端部を発光管バルブ（１）の管端面に
係止することによって、封止工程時における閉塞体（２
）の管内落下を防止すると共に。

溶融ガラスソルダの封止予定部への流れを助ける役目を
果すものである。

したがって、上記閉塞体（２）の台部（２ａ）の径ｄ１
（朋）および突部（２ｂ）の径ｄ２　（ｉｉ）　　とこ
の閉塞体（２）と対向する部分の発光管バルブの内径（
開口部内径）Ｔ’）（朋）との関係は。

Ｄ−ｄ２＝５．５朋−５，３０ｍ＝　０．２龍Ｔ’）　
−ｄ＋　＝　５．５闘−５，４５關＝　０．０５　ｍｍ
となる。

このような発光管の端部封止工程を第２図を参照して説
明する。（１）は垂直に支持した発光管バルブで、その
開口部（１ａ）には電極（４）および外部導入体（５）
を固着した導電性セラミックスからなる閉塞体（２）が
、／」へ径の突部（２ｂ）側を上にして配置される。（
３Ａ）はガラスソルダ成形体で、たとえばアルミナ、シ
リカ、酸化ユーロピウム等の金属酸化物の混合粉末体を
圧縮成形したもので、上記閉塞体突部（２ｂ）の上方に
配置される。

このような配置関係において、たとえば高周波加熱等に
より上記ガラスソルダ成形体（３Ａ）を加熱溶融すれば
、溶融ガラスソルダは横行部材（６）の助けもあって、
封止予定部つまり閉塞体（２）と発光管バルブ（１）と
の間隙に流れ込む。この際、小径の閉塞体突部（２ｂ）
と発光管バルブ（１）との間隙は広いので、充分な量の
溶融ガラスソルダが流れ込み。

気密な封止部が容易に形成される。次に上記溶融ガラス
ソルダはさらに下方へ流れ出ようとするが。

この間隙は径大の閉塞体台部（２ａ）のため極めて狭く
なっているので、と〜で流出は阻止され、従来のように
閉塞体（２）下方の管壁部分にまで流れ出てガラスソル
ダの肉溜りを生じ１発光管バルブにクラックを発生させ
るようなこともなくなる。さらに、ガラスソルダ成形体
（３Ａ）は上記のように閉塞体（２）の突部（２ｂ）上
で加熱溶融されるので。

高温のガラスソルダに近い突部（２ｂ）よりも離れた位
置の台部（２ａ）の方が低温であるから、上方から流下
してくる溶融ガラスソルダは冷却されながら台部（２ａ
）と発光管バルブ（１）との間隙に浸透するので、冷却
固化する間に生じる応力は従来の一層高温の溶融ガラス
ソルダが浸透する場合よりも小さく、シたがって上記間
隔が極めて狭くても発光管バルブ（１）や閉塞体（２）
にクラックが発生することは避けられる。

次に上記閉塞体（２）の台部（２ａ）の径ｄ＋（ｍｍ）
および突部（２ｂ）の径ｄ２　（ｍｍ）と、この閉塞体
（２）と対向する部分の発光管バルブの内径Ｄ　（ｉ＋
ｉ）との関係について種々実験をした結果１次のような
関係にすれば、上記実施例と同様の効果が得られること
が判った。

０．３　（ｍｔ）　＞　Ｄ−ｄ２＞　０．１　（龍）Ｄ
−ｄ、≦０．０７（關） すなわち、（Ｄ−ｄ２）つまり閉塞体突部（２ｂ）と発
光管バルブ（１）との間隙が０．３ｍｍ以上と広（なり
過ぎると、この間隙を埋めるガラスソルダ（３）に微小
な空胴が生じ易くなって気密性が損なわれ。

一方、０１間以下と狭（なり過ぎると、この部分には溶
けたばかりの高温の溶融ガラスソルダが流れ込むので、
冷却固化する間に生じる応力によって閉塞体（２）や発
光管バルブ（１）にクラックを生じ易くなる。

また、（Ｄ−ｄ、）つまり閉塞体台部（２ａ）と発光管
バルブ（１）との間隙が０．０７１１より広くなり過ぎ
ると、溶融ガラスソルダの流下はこの間隙で阻止できず
に閉塞体（２）の下方の管壁部分にまで流出して肉溜り
を生じ１発光管バルブクラックの原因となる。

なお、上記実施例では発光管バルブの両端開口部を共に
ガラスソルダを介して閉塞体で封止したが１本発明では
一端開口部側のみを上記構造とし。

他端開口部側は閉塞体を固相接合するようにしても良く
、同相接合であればガラスソルダは不要であるから、上
記本発明の構造を適用する必要はない。

さらに１本発明は上記メタルハライドランプに限らず、
高圧ナトリウムランプ等の他のセラミック放電灯にも適
用することができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の構成によれば２発光管最冷部
温度の上昇に好ましいディスクタイプの導電性セラミッ
クス製閉塞体を使用しても２発光管バルブにクラックが
発生せず、しかも気密な発光管封止部を有するセラミッ
ク放電灯を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミック放電灯の一実施例の発光管
縦断面図、第２図は同発光管の端部封止工程の概略的説
明図、第３図および第４図はそれぞれ異なる従来ランプ
の発光管端部の構成説明図。 第５図は第４図に示ｌ−た発光管端部の封止工程の説明
図である。 （１）・・・・・・発光管バルブ。 （１ａ）・・・・・・発光管バルブの開口部。 （２）・・・・・・閉塞体、　　　　　（２ａ）・・・
・・・閉塞体の台部。 （２ｂ）・・・・・・閉塞体の突部、　　（３１曲・・
ガラスソルダ。 （３Ａ）・・・・・・ガラスソルダ成形体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 透光性セラミックスからなる発光管バルブの両端開口部
   の少なくとも一方をガラスソルダを介して電極を支持す
   るディスクタイプの導電性セラミックス閉塞体で封止し
   てなるセラミック放電灯において、上記閉塞体は径大の
   円板状台部とこの台部から発光管端部方向へ突出する径
   小の突部とからなり、上記閉塞体の台部の径をｄ１（ｍ
   ｍ）、突部の径をｄ２（ｍｍ）、閉塞体と対向する部分
   の発光管バルブの内径をＤ（ｍｍ）としたとき、 ０．３（ｍｍ）＞Ｄ−ｄ２＞０．１（ｍｍ）Ｄ−ｄ１≦
   ０．０７（ｍｍ） の関係を満足するようにしたことを特徴とするセラミッ
   ク放電灯。