JPS63136442A - 不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプの封着方法 - 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１発光管内に封入したナトリウムと水銀が、点
灯時にはほとんど全て蒸発するようにした、いわゆる不
飽和形と言われる高圧ナトリウムランプの封着方法に関
する。

［従来技術１ 一般に、飽和蒸気圧形の高圧ナトリウムランプにおいて
は、ランプ働程中のナトリウムの消失を補なうために、
発光に寄与する量よりも過剰の量のナトリウム及び水銀
が発光管内に封入されている。これら過剰の量のナトリ
ウム及び水銀は発光管内の最冷部でアマルガムを生成し
ている。したがって、発光管内の蒸気圧は、最冷部の温
度及びアマルガム組成比の変化により影響されるという
問題点がある。更に、このような飽和蒸気圧形の高圧ナ
トリウムランプは、ランプ働程中にランプ電圧が上昇し
、最後には立ち消えてしまうという欠点がある。

一方、封入ナトリウム及び水銀の量を限定し、点灯中に
封入ナトリウム及び水銀のほとんど全てが蒸発気化した
状態となる。いわゆる不飽和蒸気正門の高圧ナトリウム
ランプは、最冷部の温度が変化しても、発光管内の蒸気
圧はほとんど変化しないようになっており、ランプ点灯
時、ランプ電圧が安定しているものであることが知られ
ている。

［発明が解決すべき問題点］ しかし、このような不飽和蒸気圧形の高圧ナトリウムラ
ンプにおいては、封入されるナトリウムの量が微量であ
るため、ナトリウムが僅かに消失してもランプ電圧に対
して重大な影響を及ぼす。

すなわち、ナトリウムの消失に伴い、ランプ電圧が徐々
に下降するという問題点がある。

このナトリウム消失の主な原因として、特に点灯初期は
１発光管内に露出している封着材の表面とナトリウムと
の間で起こる。物理的な吸着または化学的な反応などに
よると思われる作用によることを実験によって確認した
。

つまり、発光管内に封入しているナトリウム及び水銀の
ほとんど全てが点灯中に蒸発気化した状態になる。いわ
ゆる不飽和蒸気圧形の高圧ナトリウムランプにおいては
、上記ナトリウム消失の原因となる発光管内の封着材表
面とナトリウムとの間で起こる物理的吸着及び化学的反
応などの作用を極小にすることが重要である。

そこで、従来は発光管内に露出する封着材の表面積を極
小にするために、第１図に示すように、モノリシックパ
イプを用い、封着材をパイプ両端の外側に密着して設置
し、これを真空中で加熱することにより封着材を溶融さ
せ毛細管現象を利用して、ニオブ金属とセラミックディ
スク間に到着材を充填させ、その後冷却して封着を完了
していた。

しかし、このような方法で封着を行うとしても、封着後
の発光管内に露出する封着材の表面状態が、第２図（ｂ
）顕微鏡写真に示すように凹凸状態になることもあり、
かつその表面層が、ナトリウムに対して強いと言えない
ガラス状の組成で構成されていた。そのために、この部
分においてナトリウムが吸着または反応して蒸発不可能
となることもあり、極端に特性の悪いものでは第３図に
示すように、５００時間位の点灯初期に、ランプ電圧が
大幅に降下し、ランプの光学特性が大きく変動するとい
う問題があった。

［問題点を解決すための手段］ 本発明の封着方法は、不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムラ
ンプの発光管端部の封着方法であって。

端部に電極および封着材を装着した発光管を真空加熱炉
内に配し、真空加熱炉内を真空に排気しつつ加熱し、封
着材の溶融温度に達した時点で、真正形高圧ナトリウム
ランプの封着方法である。

前記の不活性ガスは例えばアルゴンガスを用いるが、ヘ
リウムその他の不活性ガスとすることもできる。

アルゴンガスを導入する場合は、真空加熱炉内の圧力が
４００Ｔｏｒｒ程度となるようにするのが望ましい。

［発明の実施例］ 以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は発光管封着前の図であり、１はモノリシックパ
イプ、２は電極、３はニオブ金属、４は酸化アルミニウ
ム（Ａｕ２０３　）、酸化カルシウム（Ｃａｂ）、酸化
ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化イツトリウム（Ｙ２０
ｓ　）を成分とする封着材であり、第２図中５ははディ
スク部である。

図のように組み立てたモノリシックパイプ１を真空加熱
炉に配置し、炉内を５Ｘ１０１Ｔｏｒｒ程度の圧力にし
たうえで、徐々に加熱して各部材からのガス出しを十分
に行なう、そして、加熱温度が封着材４の溶融点（約１
３７５℃）に達したら炉内にアルゴンの如き不活性ガス
を４００Ｔｏｒｒ程度導入し一定時間加熱を継続する。

そして封着材が十分に溶融したら炉内の温度を徐々に下
げてゆき封着部を冷却する。

封着材が溶融している時に、その回りに不活性ガスを充
満させると、単に真空に排気した場合に比べて、溶融し
た封着材の液面を安定させることができる。従って、冷
却に当っては、封着材の表面状態を第２図（ａ）の顕微
鏡写真に示すように平滑にでき、表面層にナトリウムに
対して強い組成の層（デンドライト結晶層）を形成する
ことができる。

また、溶融時には封着材成分の発光管内壁への飛散を少
なくできる作用もあり、この点でもナトリウムと封着材
の反応部分を少なくすることができる。従って、点灯初
期に起こる発光管内の封着材表面へのナトリウムの物理
的吸着及び化学的反応の起こらないランプをバラツキな
く得ることができる。　　　　　′ 以上の結果、ナトリウムの消失によるランプ特性の変化
を大幅に改善することができる。第３図は点灯時間とラ
ンプ電圧の関係を比較したものである。従来の特に特性
の悪いナトリウムランプでは点灯時間が増加するに従っ
て、ナトリウムが減少する結果、ランプ電圧が低下して
いったのであるが、本発明のナトリウムランプでは、ナ
トリウムの消失が防げるので、ランプ電圧は略一定とす
ることができた。

［発明の効果］ 以上に説明したように本発明によれば１発光管内に露出
する封着材の表面を平滑にできると共に、ナトリウムに
対して強い（反応しにくい）結晶を析出できるので１点
灯中におけるナトリウムの消失を防止できる効果がある
。又、封着材成分の発光管内壁への飛散も防止して、ナ
トリウムと反応する部分の形成を回避できる効果がある
。

従って、長時間に亘って安定した特性のナトリウムラン
プをバラツキなく製造で゛きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における発光管の断面図、第２
図は発光管内表面のＷ４微鏡写真（５０倍及び３５０倍
）で（Ｌ）は本発明によるもの、（ｂ）は従来方法によ
るもの、第３図は点灯時間とランプ電圧の特性を示すグ
ラフである。 １・・・モノリシックパイプ、２・・・？ｉ：ｇ。 ３・・・ニオブ全屈、４・・・封着材。 ５・・・ディスク部。 ３−２図（り 才・２０（す 手続補正書（方式） 昭和６２年　３月ノ♂日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第２８１８５９号 ２、発明の名称 不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプの封着方法３、補
正をする者 事件との関係　特許出願人 住　　所　　東京都港区芝三丁目１２番４号昭和６２年
　２月２４日 ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄。 （１）明細書の図面の簡単な説明の瀾。 ６、補正の内容 （１）明細書第４頁第１７〜１８行目に［表面状態が、
第のを「表面状態は、第２図（ｂ）の発光管内端部のの
封着部の表面を示す電子顕微鏡写真（５０倍）及び同封
着材の表面を示す電子顕微鏡写真（３５０倍）から明ら
かなように、凹凸状態になることもあり、」と訂正する
。 （２）明細書第６頁第１〜３行目に「封着材の表面状態
を第２図（ａ）・・・・・・平滑にでき、」とあるのを
「封着材の表面状態は、第２図（ａ）の発光管内端部の
封着部の表面を示す電子顕微鏡写真（５０倍）及び同封
着材の表面を示す電子顕微鏡写真（３５０倍）から明ら
かなように、平滑にでき、」と訂正する。 （３）明細書第８頁第１５〜１７行目に「第２図は・・
・・・・従来方法によるもの、Ｊとあるのを「第２図は
発光管内端部の封着部の表面を示す電子顕微鏡写真（５
０倍）及び同封着材の表面を示す電子顕微鏡写真（３５
０倍）で第２図（ａ）は本発明によるもの、第２図（ｂ
）は従来方法によるもの、」と訂正する。 以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプの発光管端
   部の封着方法であって、端部に電極及び封着材を装着し
   た発光管を真空加熱炉内に配し、真空加熱炉内を真空に
   排気しつつ加熱し、封着材の溶融温度に達した時点で、
   真空加熱炉内に不活性ガスを導入し、封着材を溶融させ
   た後、冷却することを特徴とする不飽和蒸気圧形高圧ナ
   トリウムランプの封着方法。
2. （２）不活性ガスは、アルゴンガスとした特許請求の範
   囲第１項記載の不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプの
   封着方法。
3. （３）アルゴンガスは、真空加熱炉内の圧力が４００Ｔ
   ｏｒｒになるように導入する特許請求の範囲第２項記載
   の不飽和蒸気圧形高圧ナトリウムランプの封着方法。