JPS6316529A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は透光性セラミックス製発光管バルブの開口端部
を導電性セラミックス製閉塞体で封止してなるセラミッ
ク放電灯の製造方法に関する。

（従来の技術） 透光性セラミックスたとえばアルミナ、イツトリア、マ
グネシア等の高密度多結晶体からなるセラミックスある
いはルビー、サファイア等の金属酸化物単結晶体からな
るセラミックス等を発光管バルブとして用いるセラミッ
ク放電灯たとえば高圧ナトリウムランプは発光効率のき
わめて優れたランプとして知られている。このようなラ
ンプの発光管バルブは、セラミックスが高融点物質であ
るため石英ガラス製発光管バルブの場合のように。

七〇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スと熱膨張率が近似する金属たと
えばニオブやタンタル等の高融点金属またはセラミック
スからなる閉塞体を用い、封着材たとえばアルミナ、カ
ルシア、マグネシア等を主成分とするガラスソルダを介
して上記管端部な封止し、この閉塞体をガラスソルダを
介して気密に貫通する導入線の一端に電極が固着支持さ
れる。なお１発光管バルブ内には始動用希ガスとナトリ
ウムアマルガムが封入されて発光管を形成し。

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
プができあがる。

第４図はこのような従来ランプの発光管一端部の概略的
な縦断面図を示し、（１）は透光性アルミナセラミック
スからなる発光管バルブ、（２）は同じくアルミナセラ
ミックスからなる閉塞体、（３）はガラスソルダ、（５
）はニオブ製導入線でガラスソルダ（３）を介して上記
閉塞体（３Ａ）を気密に貫通してその一端には電極（４
）が固着支持されている。

このような構成であると、たとえばアルミナＡｌ２Ｏ３
，カルシアＣａｂ、マグネシアＭｇＯ等の金属酸化物か
らなるガラスソルダ（３）の発光管内に露出する部分が
多く、この部分に過剰に封入されたナトリウムアマルガ
ムが接触し、ランプ点灯時の温度上昇につれて両者は徐
々に反応し、この反応物による管壁黒化やランプ電圧の
上昇に基づく立消え、さらには封止部であるガラスソル
ダ（３）にクラックを生じてリークし、ランプが不点に
なる等の不都合が生じやすい。

また、セラミック発光管内に金属ハロゲン化物を封入し
たメタルハライドランプの場合には、上記高圧ナトリウ
ムランプと同様の不都合を生じるばかりでなく、さらに
封入ハロゲンが上記導入線の材料金属としてよく使用さ
れるニオブと反応するという不都合をも生じる。

このような欠点に対処して、上記閉塞体（２）の材料と
してセラミックスの代りに導電性セラミックスを使用す
る技術も開発されている。たとえば。

第５図はこの一例を示すもので、上記第４図と同一個所
は同一符号を付してその説明は省略する。

この例の場合は、閉塞体（２）が導電性セラミックスか
らなるので閉塞体自体が電気導入体としての役目も兼ね
備え、上記通常のセラミックス製閉塞体の場合のように
１発光管内の電極（４）への電気導入体をガラスソルダ
を介して閉塞体を気密に貫通させる必要がな（、導電性
セラミックス製閉塞体（２）の内面側に電極（４）の基
端部な、また外面側に導入線（５）をそれぞれ固着する
だけで良いから、導入線の気密貫通用のガラスソルダは
不要となり、その分ガラスソルダ使用部分は減少するの
で発光管のリーク対策上好ましいばかりでなく、高価な
ニオブ線も不要とすることもできるのでコストの点から
も好ましい。

さらに１発光管内にニオブからなる導入線の露出部分も
ないので、上記メタルハライドランプにおける不都合も
解消することができる。

このように導電性セラミックス製閉塞体を使用した場合
には２種々の利点がある反面２次のような問題点もある
。

すなわち、閉塞体への電極および導入線の固着方法は、
たとえば導電性セラミックスの原料であるアルミナ顆粒
とタングステン粉末との混合物をプレスして所望形状の
圧縮成形体を作り、その−面に電極の基端部な、また他
面に導入線の端部なそれぞれ埋設し、ついでこの組立体
を水素雰囲気中で約１７００℃に加熱すれば、圧縮成形
体は収縮し、焼結されて電極および導入線は強固に固着
される。しかしながらこの焼結工程さらには引続いての
冷却工程において閉塞体の材質である導電性セラミック
スとタングステンからなるＶ１極およびニオブからなる
導入線との各固着部には熱膨張率の差違に起因するクラ
ックが発生しやすい。しかもこのクラックは微細なもの
であるため当初は発見しにくり、ランプに組立ててから
の点滅時における閉塞体への厳しい熱サイクルによって
クラックは次第に成長し、やがては発光管リークにつな
がる結果となり、その損失は極めて大きなものがある。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した如くセラミック発光管の端部な電極や導入線を
埋設固着した導電性セラミックスからなる閉塞体で気密
に封止する場合、上記閉塞体にクラックが入り１発光管
がリークしやすいという欠点があった。

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からなる閉塞体の利点を維持すると
共に、なおかつ発光管のリークを防止できるセラミック
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の製造方法は、特には透光性
セラミックス製発光管バルブの開口端部を封止する導電
性セラミックスからなる閉塞体の製造方法に関するもの
で、まず導電性セラミックスの原料を圧縮成形して２個
の圧縮成形体を形成し、一方の圧縮成形体の一面側に電
極の基端部を。

他方の圧縮成形体の一面側に導入線の一端部を埋も 設したのち９両圧縮成形体の各地面側（［極や導入線の
埋設していない方の面）を直接または第３の圧縮成形体
を介して当接し、ついで焼成することによって電極およ
び導入線を固着保持する導電性セラミックス製閉塞体を
得るようにしたものである。

（作　用） セラミックスの機械的強度をはじめ緒特性はそ、め製造
条件によって複雑に変化することは良く知られているこ
とであり、たとえばその原料の圧縮成形体を極力高密度
かつ均一にすることが、セラミックス焼結体を均一かつ
高密度にするうえで重要なことである。

本発明によれば、従来の単一の圧縮成形体を複数個に分
けて形成するようにしたので、それぞれの圧縮成形体の
厚さは薄くなり、その分原料を高密度かつ均一に圧縮で
きるから、得られるセラミックス焼結体の機械的強度を
向上することが可能となり、クラックが発生しにくくな
るものと推定される。さらに１両圧縮成形体の当接面に
は焼成後において異なる焼結界面を生じ、たとえ一方の
圧縮成形体からなる焼結部にクラックを発生するような
事態が生じても、このクラックの成長は上記焼結界面で
阻止されて、他方の圧縮成形体からなる焼結部にまでク
ラックが進行しないものと推定される。

また、上記両圧縮成形体の中間に第３の圧縮成形体を介
在させると、上記焼結界面が２個所に増えて一層効果的
であるばかりでなく、この第３の圧縮成形体はそれぞれ
隣接する両圧縮成形体のよ５に電極や導入線を取り付け
てないので加圧焼結法を適用することができ、極めて高
密度かつ均一な焼結体を得ることが可能となるので、隣
接部分に生じたクラックのそれ以上の進行はこの第３の
圧縮成形体からなる焼結部により一層確実に阻止するこ
とができる。

（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３図は本発明によって製造された高圧す）　
ＩＪウムランブ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バルブ、（２）はたとえばアル
ミナとタングステンとの焼結体である導電性セラミック
スからなる閉塞体で。

たとえばアルミナＡｌｚＱａ、カルシアＣａｂ、マグネ
シアＭｇＯ等を主成分とするガラスソルダ（３）を介し
て発光管バルブ（１）の開口端部を封止する。（４）は
たとえばタングステンからなる電極、（５）はたとえば
ニオブからなる導入線で、それぞれの端部は閉塞体（２
）に埋設固着して保持されている。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（図示しない。

）内に封装されてランプを構成する。

次に上記電極（４）および導入線（５）を固着保持する
導電性セラミックスからなる閉塞体の製造方法の一実施
例を第１図囚〜（Ｑを参照して説明する。

まず１重量比で８５％のアルミナ頓粒と１５％のタング
ステン粉末に少量のバインダーを加えて混合し、この混
合物を型に入れてプレスして囚図に示すような第１圧縮
成形体（６人）を形成し、ついでこの−面側（６Ａａ）
に凹部（力を設け、この凹部（力に電極（４）の基端部
を埋設する。また、同様にして第２圧縮成形体（６Ｂ）
を形成し、その−面側（６Ｂａ）に凹部（８）を設け、
この凹部（８）に導入線（５）の一端部を埋設する。次
にＤ図に示すように、各圧縮成形体（６Ａ）　、　（６
Ｂ）の他面側（６Ａｂ）、（６Ｂｂ）が当接するように
配置し、水素雰囲気中で約１７００℃で２時間焼成すれ
ば、　ｆＣ１図に示すように第１圧縮成形体（６Ａ）と
第２圧縮成形体とは一体的に焼結されて、電極（４）お
よび導入線（５）を固着保持する導電性セラミックス製
閉塞体（２）が得られる。なお。

（２人）は第１圧縮成形体（６Ａ）の焼結部、（２Ｂ）
は第２圧縮成形体（６Ｂ）の焼結部、（９）は両焼結部
（２Ａ）　、　（２Ｂ）の焼結界面を示す。

このような製造方法によって得られた閉塞体（２）を使
用したランプは、閉塞体（２）にクラックが発生しにく
くなると共に、たとえば電極（４）固着部側の焼結部（
２人）にクラックを発生するような事態を生じても、こ
のクラックの成長は上記焼結界面（９）で阻止されて、
他方の焼結部（２Ｂ）にまで達することはない。さらに
、電極（４）を固着する焼結部（２人）および導入線（
５）を固着する焼結部（２Ｂ）に共にクラックを発生す
るようなことがあっても。

両焼結部（２Ａ）　、　（２Ｂ）の境界面には異なる焼
結界面が形成されるためか、上記各クラックは焼結界面
において連通することはなり、シたがってこのクラック
発生が封止部の気密性を破って発光管リークに至るよう
な事態を防止することができる。

第２図囚〜（Ｑは他の実施例を示し、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。この実
施例においては、第３の圧縮成形体を用いた点に特徴が
ある。すなわち、（Ａ）図に示すように電極（４）の基
端部を埋設した第１圧縮成形体（６Ａ）および導入線（
５）の一端部を埋設した第２圧縮成形体（６Ｂ）の外に
第３の圧縮成形体（６Ｃ）を形成し、■図に示すように
第１．第２の各圧縮成形体（６Ａ）　、　（６Ｂ）の他
面側（６Ａｂ）、（６Ｂｂ）を第３の圧縮成形体（６Ｃ
）を介して当接し、ついで先の実施例と同様に焼成すれ
ば、３個の圧縮成形体（６Ａ）　、　（６Ｃ）　、　（
６Ｂ）は一体的に焼結されて、（０図に示すような電極
（４）および導入線（５）を固着保持する導電性セラミ
ックス製閉塞体（２）が得られる。

このようにして得られた閉塞体（２）は、先の実施例と
同様の作用、効果が得られることは勿論のこと、第３の
圧縮成形体（６Ｃ）の焼結部（２Ｃ）の存在によってク
ラックの進行防止効果は一層確実にすることができる。

すなわち、第３の圧縮成形体（６Ｃ）は第１．第２の各
圧縮成形体（６Ａ）　、　（６Ｂ）とは異なり電極（４
）や導入線（５）を取り付けてないので、加圧焼結する
ことができ、したがって極めて゛高密度かつ均一でクラ
ックの発生しにくい焼結部（２Ｃ）が得られるからであ
る。

なお１本発明は上記実施例に限られるものではなく、第
１．第２の各圧縮成形体の間に複数の第３、第４・・・
・・の各圧縮成形体を介在させるようにしても良く、さ
らにメタルハライドランプのように透光性セラミック発
光管バルブを使用する他のセラミック放電灯の製造にも
適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の構成によれば、閉塞体の機械
的強度を向上してクラックを発生しにくくすると共に、
特に熱膨張率の異なる電極または導入線の固着部にクラ
ックが発生するような事態を生じても、このクラックの
進行を防止して発光管リークの生じにくいセラミック放
電灯を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の工程別説明図、第２図は同
じ（他の実施例の工程別説明図、第３図は本発明の製造
方法によって製造された高圧ナトリウムランプ発光管の
一端縦断面図、第４図および第５図はそれぞれ異なる従
来ランプ発光管の一端縦断面図を示す。 ｊｌ）・・・・・・発光管バルブ、（２）・・・・・・
閉塞体。 （３）・・・・・・ガラスンルダ、（４）・・・・・・
電極。 （５）・・・・・・導入線、　　　　　　（６Ａ）・・
・・・・第１圧縮成形体。 （６Ｂ）・・・・・・第２圧縮成形体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 導電性セラミックスの原料を圧縮成形して得られる２個
   の圧縮成形体の内、一方の圧縮成形体の一面側に電極の
   基端部を、また他方の圧縮成形体の一面側に導入線の一
   端部をそれぞれ埋設したのち、両圧縮成形体の各他面側
   を直接または第３の圧縮成形体を介して当接し、ついで
   焼成することによつて得られた電極および導入線を固着
   保持する導電性セラミックス製閉塞体によつて、透光性
   セラミックス製発光管バルブの開口端部を封止すること
   を特徴とするセラミック放電灯の製造方法。