JPS62249349A - 高圧ナトリウムランプ - 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） 本発明は高圧ナトリウムランプに関する。

（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
る高圧ナトリウムランプにおいては１石英ガラス製発光
管パルプ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ス製の閉塞体を用い、たとえばガラ
スソルダのような封着材を介して上記開口端部を気密に
封止している。

さらに近年においては、特開昭５２−７１６９５号公報
等にも記載されているように上記閉塞体の材料として導
電性セラミックスを使用する技術も開発されている。こ
のような導電性セラミックス製閉塞体はそれ自体が電気
導入体としての役割も兼ね備えるので、従来のセラミッ
クス製閉塞体の場合のように２発光管内の電極への電気
導入体たとえばニオブ線やニオブ管をガラスソルダを介
して閉塞体を気密に貫通させる必要がなく、導電性セラ
ミックス製閉塞体の内面側（発光管の内部側）に電極の
基端部を、外面側に外部導入体をそれぞれ固着するだけ
で良いから、上記従来のようなガラスソルダは不要とな
り、したがって発光管のリーク対策上好ましいばかりで
なく、高価なニオブ線やニオブ管も不要となるのでコス
トの点でも好ましい。

上記導電性セラミックス製閉塞体は通常アルミナ、カル
シア、マグネシア等を主成分とするガラスソルダな介し
て透光性セラミックスたとえばアルミナセラミックスか
らなる発光管パルプの開口端部を封止するが、これ等王
者の熱膨張率は近似していなければ、ランプ点滅時に生
じる厳しい熱サイクルに耐えることができない。したが
って閉塞体を形成する導電性セラミックスの成分は制約
を受けることになる。上記導電性セラミックスとしては
たとえばアルミナとタングステンとからなるものが使用
されるが、タングステンの含有率は１０〜２５重量％の
ものが一般的である。すなわち。

タングステンが上記範囲よりも多くなると熱膨張率が小
さくなって発光管封止部にクラックが発生しやすくなっ
たり、またタングステンが析出して気密性が損なわれや
すくなる等の欠点を生じる。

一方、タングステンが少な過ぎると導電性が低下する。

したがって、タングステン含有率は上記範囲が好ましく
、このような組成の導電性セラミックスの熱膨張率は７
０　Ｘ　Ｉ　Ｆ７／’Ｇ近辺にある。

さらに、この閉塞体の内面側には電極がその基傭側をた
とえば埋設して固着される。電極は通常高融点金属たと
えばタングステンからなる電極軸の先端側にタングステ
ンコイルを巻装し、このコイルにたとえばアルカリ土類
金属の酸化物やタングステン酸塩等からなる電子放射性
物質な被着して形成される。したがって、閉塞体の電極
固着部は、熱膨張率が７０Ｘ１０／’Ｃの導電性セラミ
ックスからなる閉塞体と同じ＜　４４　Ｘ　１０−’／
’Ｃのタングステンからなる電極との熱膨張率の大きな
相違が原因となり、ランプ点滅時の厳しい熱サイクルに
よってクラックを発生しやすくなるという欠点がある。

また、上記構造の電極は、その組立工程が繁雑であるば
かりでなく、特に容量の小さなランプ用の小形電極にあ
っては、電極のコイルに被着させる電子放射性物質の量
を充分にすることが困難で。

このため始動不良やランプ電圧の上昇および光束の早期
低下を招く等の欠点もある。

このような欠点に対処して、電子放射性物質を被着した
コイルの代りに高融点金属粉末と電子放射性物質粉末と
を焼結してなる焼結エミッタを電極軸に固着した電極を
使用すれば、充分な量の電子放射性物質を担持させるこ
とができるが、その反面、電極軸の材質であるタングス
テンと上記焼結電極の熱膨張率の差によって、焼結電極
がひび割れして電極軸から脱落するおそれがある。

（発明が解決しようとする問題点） 、上記したように導電性セラミックス製閉塞体を使ノ、
」すると、この閉塞体に固着するタングステン等の高融
点金属からなる電極との熱膨張率の相違によって閉塞体
にクラックを発生して発光管のリ一り不良を生じたり、
さらには電極の構造上の問題として、その組立工程が繁
雑であるとか、始動不良やその他のランプ特性不良等が
発生しやすい等の欠点があった。

そこで本発明は以上の欠点を除去するもので。

導電性セラミックス製閉塞体の電極固着部におけるクラ
ック発生を抑止し、しかも電極の製造が容易で、かつ、
ランプ特性の優れた高圧ナトリウムランプを提供するこ
とを目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明の高圧ナトリウムランプでは、透光性セラミック
スからなる発光管バルブの開口端部を電極を支持する少
なくとも一部が導電性セラミックスからなる閉塞体で封
止してなる発光管を備え。

上記電極は高融点金属と電子放射性物質とからなる焼結
エミッタを導電性セラミックスからなる電極軸に固着し
てなり、かつ、上記電極軸の導電性セラミックスは焼結
エミッタと閉塞体の導電性セラミックスとの中間の熱膨
張率を有するように構成される。

（作用） 本発明の高圧ナトリウムランプにおいては、それぞれの
材料により予め圧縮成形した閉塞体、電一体的に焼結さ
れた組立体を得ることができ、しかも電極軸と閉塞体お
よび電極軸と焼結エミッタとの各熱膨張率を近づけるこ
とができるから、ランプ点滅時に生じる厳しい熱サイク
ルを受けても閉塞体の電極固着部および電極軸の焼結エ
ミッタ固着部にクラックを生じるおそれは大幅に減少さ
せることができる。さらに、焼結エミッタであるから、
この中には充分な量の電子放射性物質を含有させること
ができるから、ラングの始動不良やその他の特性の早期
低下をも防止できる。

（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図は本発明の定格電力１５０Ｗの高圧ナト
リウムランプ発光管の一端部側の縦断面図を示し、（１
）は透光性セラミックスたとえば透光性アルミナセラミ
ックスからなる発光管パルプ、（２）はたとえばアルミ
ナ゛とタングステンとの混合焼結体からなる導電性セラ
ミックス製閉塞体で・たとえばアルミナ、カルシア、マ
グネシア等を主成分とするガラスソルダ（３）を介して
上記発光管パルプ（１）の開口端部を封止する。（４）
は電極で、導電性セラミックスからなる電極軸（５）と
この電極軸（５）の先端側に固着される高融点金属たと
えばタングステンと電子放射性物質たとえばタングステ
ン酸バリウム・カルシウムとからなる焼結エミッタ（６
）とで構成され、電極軸（５）の基端部を閉塞体（２）
の内面側に固着して支持される。なお、上記電極軸（５
）を形成する導電性セラミックスは、上記焼結エミッタ
（６）と閉塞体（２）の導電性セラミックスとの中間の
熱膨張率を有する。また、閉塞体（２）の外面側に形成
した凸部（２ａ）には図示しないが外部リード線が取り
付けられる。

このような発光管内には所定量の始動用希ガスたとえば
キセノンガスと水銀およびナトリウムからなるナトリウ
ムアマルガムとが封入され、この発光管は通常内部を真
空とした外管内に封装されてランプを構成する。

次に上記閉塞体（２）と電極（４）との組立体の製造方
法の概略について説明する。まず２重量比でアルミナ粉
末８５％、タングステン粉末１５％からなる材料に少量
のバインダを加えて混合し、この混合物をプレスして第
２回国図に示すような閉塞体の圧縮成形体（２人）を得
る。次に重量比でアルミナ−粉末７０％、タングステン
粉末３０％からなる材料に少量のバインダを加えて混合
し、この混合物をプレスして同図のＣＢ１図に示すよう
な細長円柱状の電極軸の圧縮成形体（５Ａ）を、また１
重量比でタングステン粉末７５％と電子放射性物質であ
るタングステン酸バリウム・カルシウム粉末２５％から
なる材料に少量のバインダを加えて混合し、この混合物
をプレスして有底円筒状の焼結エミッタの圧Ｄｉ成形体
（６人）をそれぞれ得る。次に同図の（０図に示すよう
に、電極軸の圧縮成形体（５Ａ）の一端側を閉塞体の圧
縮成形体（２人）の凹部（２Ａａ　）に、また他端側を
焼結エミッタの圧縮成形体（６Ａ）の凹部（６Ａａ　）
にそれぞれ挿着して各圧縮成形体（２Ａ）　、　（５Ａ
）　、　（６Ａ）の組立体を得る。ついで、この組立体
をたとえば水素雰囲気中で約１７００℃−２時間焼成す
れば、各圧縮成形体（２Ａ）、（５Ａ）。

（６Ａ）は一体的に焼結されて、同図の０図に示すよう
な電極（４）を固着支持した導電性セラミックス製閉塞
体（２）が得られる。

このようにして製造された組立体においては。

閉塞体（２）を形成する導電性セラミックスの熱膨張率
は７２Ｘ１０／’Ｃ，焼結エミッタ（６）の熱膨張率は
６１Ｘ１０／’Ｃで、かつ、電極軸（５）を形成する導
電性セラミックスの熱膨張率は上記両者＋２）　、　（
６）の中間の６６Ｘ１０／℃である。したがって、従来
のように熱膨張率に大きな差があるタングステン製電極
を固着した場合とは異なり、閉塞体（２）とこれ忙固着
される電極（４）の電極軸（５）との熱膨張率は近いの
で、ランプ点滅に伴なう厳しい熱サイクルを受けても、
閉塞体（２）の電極固着部にクラックを発生して発光管
がリークするという不良の発生率は従来の３０％程度か
ら２％程度に減少させることができる。一方、電極軸（
５）と焼結エミッタ（６）の固着部も同様の理由によっ
て固着強度は改善され、焼結エミッタの脱落のおそれも
なくなる。また、電子放射性物質は、従来のように電極
コイルに被着させるのではなく、高融点金属との焼結エ
ミッタ（６）として電極軸（５）に焼結固着させるので
。

充分な量を保有させることができ、したがって電子放射
性物質の不足に基づくランプの始動不良は勿論のこと、
寿命中のランプ電圧の上昇も点灯１２．０００時間の時
点で従来の約２５Ｖから約８ｖに押えることができる。

しかも、電極（４）および電極（４）と閉塞体（２）と
の製造２組立ても簡単にすることができる。

次に他の実施例につき第３図を参照して説明する。図は
発光管の一端部側を示し、先の実施例と同一部分には同
一符号を付してその説明は省略する。本実施例の場合は
、閉塞体（２）全体を導電性セラミックス製とするので
はなく、電極軸（５）を固着する中央部（２ｂ）のみを
導電性セラミックス製とし、この中央部（２ｂ）を取巻
く外殻部（２ｃ）を非導電性のセラミックス、好ましく
は発光管パルプ（１）と同一材質のセラミック製とした
ものである。

このような構成とすれば１発光管バルブ（１）とガラス
ンルダ（３）を介して接する閉塞体（２）の外殻部（２
ｃ）とは同一材質であるからそれ等の熱膨張率も全く同
一であり、したがって、この封止部分の強度向上の点で
一層好ましい。

なお２発光管バルブ、閉塞体、電極軸および焼結エミッ
タの各材料としては上記実施例のものに限らず１種々の
ものが知られているが、一般に発光管パルプとしてアル
ミナセラミックスが使用させることを考慮すれば、熱膨
張率を合わせ易いという観点から閉塞体および電極軸の
導電性セラミックスのセラミックス成分としては発光管
パルプと同じアルミナセラミックスとタングステンとの
焼結体を、また焼結エミッタとしては同じくタングステ
ンとアルカリ土類金属化合物からなる電子放射性物質と
の組み合わせが最も好ましい。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の構成によれば、閉塞体に固着
支持される電極の電極軸を、閉塞体と焼結エミッタとの
中間の熱膨張率を有する導電性セラミックスで形成する
ようにしたので、閉塞体の電極固着部のクラックに起因
する発光管のリーク不良の発生を大幅に減少させること
ができると共に、焼結エミッタの電極軸からの脱落をも
防止できる。

しかも、電極の電極軸と焼結エミッタの固着および電極
の閉塞体への固着は一工程で可能となるので製造は極め
て容易となるばかりでなく、焼結エミッタを使用するこ
とにより充分な量の電子放射性物質を含有させることが
できるから、ランプの始動不良や寿命中のランプ電圧の
大幅な上昇をも防止できる高圧ナトリウムランプを提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高圧ナトリウムランプの一実施例の発
光管一端部側の縦断面図、第２図は同発光管の閉塞体と
電極の組立体の製造工程説明図。 第３図は他の実施例の発光管一端部の縦断面図をそれぞ
れ示す。 （１）・・・・・・発光管パルプ、（２）・・・・・・
閉塞体。 （４）・・・・・・電極、（５）・・・・・・電極軸。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性セラミックスからなる発光管バルブの開口
   端部を電極を支持する少なくとも一部が導電性セラミッ
   クスからなる閉塞体で封止してなる発光管を備え、上記
   電極は高融点金属と電子放射性物質とからなる焼結エミ
   ッタを導電性セラミックスからなる電極軸に固着してな
   り、かつ、上記電極軸の導電性セラミックスは、焼結エ
   ミッタと閉塞体の導電性セラミックスとの中間の熱膨張
   率を有することを特徴とする高圧ナトリウムランプ。
2. （２）透光性セラミックスが透光性アルミナセラミック
   ス、各導電性セラミックスがアルミナセラミックスとタ
   ングステンからなり、かつ、焼結エミッタを形成する高
   融点金属がタングステンで電子放射性物質がアルカリ土
   類金属化合物であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の高圧ナトリウムランプ。