JPS63298956A - 高圧金属蒸気放電灯用発光管及び該発光管の製造方法 - 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、高圧金属蒸気放電灯用発光管、特にメタルハ
ライ゛トランプ用発光管及び該発光管を製造するための
方法に関するものである。

（従来の技術） 高圧金属蒸気放電灯の管体、特に内部に金属ハロゲン化
物が封入されているメタルハライドランプの管体には金
属ハロゲン化物の有する腐食性に耐える透光性アルミナ
が使用されている。一方、管体の端部に電極支持部材を
取り付けるためのエンドプレートの材料としてはアルミ
ナあるいはサーメットが用いられている。これらの部品
を組合わせて発光管を製造する際には、予め焼成して透
明化した透光性アルミナからなる管体の両端部にエンド
プレートをフリットを用いて接着することが一般に行わ
れている（例えば、特公昭５６−２９　、３３５、特公
昭５５−１７．４６６）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、フリットは金属ハロゲン化物によって腐
食される虞れがあるので、このような方法によって製造
された発光管の使用温度は十分に上げることが出来ず、
その発光効率を理論値よりもかなり低いレベルに抑えな
ければならないという欠点があった。さらに、そのよう
な配慮を払ったとしても、比較的短い寿命しか得られな
かった。

従′って、発光効率が高（寿命が長いメタルハライドラ
ンプ用の発光管を容易に製造することを可能とする方法
が求められていた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、このような従来技術のもつ上記問題点を解決
するために完成されたものであり、発光効率が高く寿命
の長い高圧金属蒸気放電灯用発光管を提供するものであ
る。

本発明の別の目的は、発光効率が高く寿命の長い高圧金
属蒸気放電灯用の発光管を製造するための簡略工程から
なる方法を提供するものである。

本発明の高圧金属蒸気放電灯用発光管は、第１及び第２
の対向端部を有する透光性アルミナからなる管体と、 該透光性アルミナ管体の焼成収縮率より小さい焼成収縮
率を有するサーメットからなる第１及び第２の導電性エ
ンドプレートと、 それぞれ該第１及び第２のエンドプレートに一部埋設さ
れかつ各々が該透光性アルミナ管体の内部に配置されて
いる第１及び第２の電極支持部材とからなる高圧金属蒸
気放電灯用発光管であって、該第１のエンドプレートは
透光性アルミナ管体の該第１の端部に装着固定されて、
高圧金属蒸気放電灯の使用時には該第１の端部が下方位
置に位置するようにされており、 第１のエンドプレートを透光性のアルミナ管体に焼結し
かつ第１の電極支持部材を第１のエンドプレートへ該第
１の電極支持部材１に対する第１のエンドプレートの焼
成収縮率を４〜１６％として焼きばめ結合すると同時に
、゛第１のエンドプレートに対する管体の焼成収縮率を
３〜６％として第１のエンドプレートをアルミナ管′体
に焼嵌め結合し、この結合の際に透光性アルミナを焼成
して透光化し、 第２のエンドプレートはフリットを透光性アルミナ製管
体の第２の端部に装着しフリットを用いて該端部に結合
し、高圧金属蒸気放電灯が使用される際には、該第２の
端部が第１の端部よりも高い位置に位置されることを特
徴とする。

本発明による高圧金属蒸気放電灯用発光管の製造方法は
、それぞれ一部埋設された電極支持部材とリード部材と
を有し、かつ管体を構成している高純度アルミナの焼成
収縮率より小さい焼成収縮率を有する第１のエンドプレ
ートを高純度アルミナからなる管体の第１の端部に該電
極支持部材及びリード部材がそれぞれ管体の内外側に位
置しかつ高圧金属蒸気放電灯を使用する際に管体の該第
１の端部が管体の第２の端部よりも垂直方向に低い位置
に位置するように挿入し、 管体及びその中に挿入した第１のエンドプレートとを焼
成して咳管体を透光化し、同時に該第１のエンドプレー
トに対する管体の焼成収縮率を３〜６％として焼結して
該第１のエンドプレートを管体内に焼嵌めし、かつ電極
支持部材及びリード部材に対する第１のエンドプレート
の焼成収縮率を４〜１６％として一部埋設された電極支
持部材及びリード部材を該エンドプレートに焼嵌めによ
って結合することを特徴とする。

これらの及び他の本発明の目的、特徴並びに長所は添付
した図面を参照して以下の発明の記載を読むことによっ
てより明らかになろう。また、当業者であれば本発明の
精神及び止揚した特許請求の範囲を逸脱することなく本
発明に対して変更等を加えることができることを理解さ
れよう。

（実施例） 次に、本発明を添付しである図面に参照してより詳細に
説明する。明細書及び図面を通して、同一の参照番号は
同一あるいは類似の部品を示すものとする。

第１図は高圧金属蒸気放電灯用の発光管の一実施態様を
示す。第１図において、１は第１のエンドプレートであ
り、２はエンドプレートの内側に形成された凹部であり
、該凹部には電極支持部材３が装着されている。エンド
プレート１は、焼成により透光化されている管体６の下
端部に結合されている。リード部材５は、エンドプレー
ト１の外側に形成された凹部４に取付けられている。第
２のエンドプレート１′は第１のエンドプレート１と同
一あるいは類似の形状に形成されており、第２のエンド
プレート１′の内外側に形成された凹部２′と４′には
電極支持部材３′とリード部材５′とがそれぞれ取付け
られている。この第２のエンドプレートは、フリットに
よって発光管体６の上端部に取り付けられている。

次に、高圧金属蒸気放電灯用発光管の製造方法を以下に
より詳細に説明する。

まず・第１のエンドプレート１をアルミナ−タングステ
ン、アルミナ−モリブデン、硼化タングステン等（サー
メット）の導電性に優れた材料で形成する。次に、電極
支持部材３をタングステンで形成し、エンドプレート１
の内面に設けた凹部２に挿入し、一方、リード部材５を
エンドプレート１の外面に設けた凹部４に嵌入したうえ
で焼成し電極支持部材３及びリード部材５をエンドプレ
ートに焼結させる。一方、高純度アルミナから管体素材
を形成し、これを空気中で仮焼したのち、その一方の端
部に上記のエンドプレート１を嵌着し、エンドプレート
２を取り付けである管体全体を水素ガスによる還元性雰
囲気炉中で１　、９００″Ｃ前後の高温で焼成すること
によって、管体素材を透光化する。同時に、焼成によっ
てエンドプレート１は管体６に強固に接合されるととも
に、電極支持部材３及びリード部材５はエンドプレード
に焼結される。エンドプレート１を構成している導電性
サーメットの焼成収縮率は管体６を構成している高純度
アルミナよりも小さいので、上記接合は焼嵌め状態で行
われるとともに、エンドプレートと高純度アルミナとの
間に生じる焼結現象によってガスタイトな接合が生じる
。次に、メタルハライドが管体６の中に入れられる。ラ
ンプの使用時には、封入されたメタルハライドは過飽和
のため、最冷点とした管体の下端部で凝縮して液状とな
り、内表面に対する化学的反応性が高進される。上述し
たように、エンドプレート１はフリットを使用すること
なく管体６の下端部に直接接合されているので、上端部
接合部の損傷を防ぐことができる。

最後に、上記と同様にして予め形成しておいた第２のエ
ンドプレート１′に同一の焼成条件にて電極支持部材３
′とリード部材５′とを取付ける。

そして、このエンドプレート１′をガラス質フリット７
を用いて管体６の上端部に接合する。管体６の形状は、
第１図に示されている異径管の代わりに、第２図に示す
ような円筒形状としてもよいことは言うまでもない。

第１のエンドプレートに対する管体の焼成収縮率（後に
定義する）は、３〜６％、好ましくは４〜５％である。

電極支持部材及びリード部材に対する第１のエンドプレ
ートの焼成収縮率は、４〜１６％、好ましくは５〜１０
％である。焼成収縮率は以下のとおり定義されるもので
あり、明細書全体をとおしてこの意味で用いている。

ここに、°“ａ”は穴部を有する部材Ａ（管体あるいは
第１のエンドプレート）を該穴部に他の部材を挿入しな
い状態で１　、９００°Ｃ１３時間焼成を行なった場合
における部材Ａの穴部の内径を示し、“ｂｎは部材Ｂ（
第１のエンドプレート、電極支持部材あるいはリード部
材）を部材への穴部に挿入した状態で上記温度にて３時
間焼成を行ったときの部材Ａの穴部の内径を示す。第１
のエンドプレートに対する管体の焼成収縮率が大きけれ
ば、電極支持部材及びリード部材に対する第１のエンド
プレートの焼成収縮率を小さくする。一方、第１のエン
ドプレートに対する管体の焼成収縮率が小さい場合には
、電極支持部材及び導電部材に対する第１のエンドプレ
ートの焼成収縮率を大きくする。このようにすることに
よって、管体、第１のエンドプレート、電極支持部材並
びにリード部材とに対して良好な焼嵌めを行うことが可
能となる。さらに、電極の直径が小さければ、焼成収縮
率を大きくしても管体及び第１のエンドプレートには亀
裂が入りにくくなる。従って、電極支持部材とリード部
材とに対する第１のエンドプレートの焼成収縮率は、管
体の焼成収縮率に比べて大きくし、強固に固着できると
同時に接触抵抗の問題をなくし確実に導通をとることが
できる。

本発明の高圧金属蒸気放電灯用発光管としては、一般に
以下の寸法のものを用いることが出来る。

電極支持部材　　：０．４〜０．８卿（外径）リード部
材　　　：０．７〜１．３鵬（外径）エンドプレート　
：　２〜１０　ｍｍ　（外径）３〜８　ｔｍａ　（厚さ
） 管体の端部　　　：４〜１２ＩＩｎ（外径）２〜１０　
ａｓ　（内径） １．０〜３．０　ｍｍ　（厚さ） 焼嵌め率の効果を証明するために、以下の寸法及び第１
表記載の焼成収縮率を有する発光管を組み立てて、約１
　、９００°Ｃ１３時間焼成を行い焼嵌めをし、その後
室温まで冷却して得られた発光管を８周べた。

発光管の寸法： 電極支持部材　　：０．５ｍｍ（外径）リード部材　　
　：１．０閣（外径） エンドプレー）　　：　　３．５ｍｍ（外径）５．０薗
（厚さ） 管体の端部　　　：６．５ｍｍ（外径）３．５　ｍｍ　
（内径） １．５　ｍｍ　（厚さ） 上記試験において、電極支持部材をタングステンで形成
し、一方リード部材もタングステンにて形成した。エン
ドプレートは、タングステン及びアルミナから成る透電
性サーメットによつて作製した。管体として透光性アル
ミナを用いた。

第１表中、○印は亀裂が見られずかつ発光管の性能劣化
のなかったものを示し、×印は発光管の性能が劣化した
ものを示す。

このようにして製造した高圧金属蒸気放電灯のリード部
材５．５′を電′ａ（図示せず）に接続すると、導電性
エンドプレート１，１′を通って電極支持部材３．３′
に電流が流れ放電が行われる。

その際に、封入されている物質は過飽和部分が液体とな
るが、エンドプレート１と管体６とは管体の端面におい
てフリットを用いずに焼結によって直接接合されている
ので、接合部は反応性の高い液化した封入物質によって
も腐食されることはない。従って、本発明の発光管は従
来のメタルハライド放電灯用発光管よりも高い温度で使
用することができ、より高い発光効率を得ることができ
る。

さらに、寿命も長くなる。

なお、本発明に使用する導電性エンドプレートの表面に
はバックアーク防止用の電気絶縁層を適宜設けてもよい
。また電極支持部材およびリード部材にはそれぞれの線
径より細い細線を添えて本発明の範囲の焼成収縮率でエ
ンドプレートに埋設焼嵌めすることができる。

前述した説明から明らかなように、高純度アルミナから
形成された管体素地あるいは仮焼体を焼成によって透光
化する透光化処理工程をエンドプレートを管体に接合す
る工程と同時に行うことができるので、発光効率が高く
寿命の長い高圧金属蒸気放電灯用発光管を製造すること
ができるものであり、しかも、焼成を何度も行う必要が
ないので、製造工程を筒略化できる利点を有するもので
ある。よって、本発明は従来の高圧金属蒸気放電灯用発
光管の製造方法の有する問題点を解決したものとして産
業の発展に寄与するところ極めて大きなものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の高圧金属蒸気放電灯用発光管の一実施
態様を示す一部切欠正面図、そして第２図は本発明の高
圧金属蒸気放電灯用発光管のさらに別の実施態様を示す
一部切欠正面図である。 １．１′・・・エンドプレート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１及び第２の対向端部を有する透光性アルミナか
   らなる管体と、 該透光性のアルミナ製管体の焼成収縮率よ り小さい焼成収縮率を有する第１及び第２の導電性エン
   ドプレートと、 それぞれ該第１及び第２のエンドプレート に一部埋設されかつ各々が該透光性アルミナ管体の内部
   に配置されている第１及び第２の電極支持部材とからな
   る高圧金属蒸気放電灯用発光管であって、 該第１のエンドプレートは透光性アルミナ 管体の該第１の端部に装着固定されており、高圧金属蒸
   気放電灯の使用時には該第１の端部が下方位置に位置す
   るようにされており、第１のエンドプレートを透光性の
   アルミナ 管体に焼結しかつ第１の電極支持部材を第１のエンドプ
   レートへ該第１の電極支持部材１に対する第１のエンド
   プレートの焼成収縮率を４〜１６％として焼嵌め結合す
   ると同時に、第１のエンドプレートに対する管体の焼成
   収縮率を３〜６％として第１のエンドプレートをアルミ
   ナ製管体へ焼嵌め結合し、この結合の際に透光性アルミ
   ナを焼成により透光化し、第２のエンドプレートは透光
   性アルミナ製 管体の第２の端部に装着されフリットを用いて該端部に
   結合され、高圧金属蒸気放電灯が使用される際には、該
   第２の端部が第１の端部よりも高い位置に位置されるこ
   とを特徴とする高圧金属蒸気放電灯用発光管。 ２、それぞれ一部埋設された電極支持部材とリード部材
   とを有しかつ管体を構成している高純度アルミナの焼成
   収縮率より小さい焼成収縮率を有する第１のエンドプレ
   ートを高純度アルミナからなる管体の第１の端部に該電
   極支持部材及びリード部材がそれぞれ管体の内外側に位
   置しかつ高圧金属蒸気放電灯を使用する際に管体の該第
   １の端部が管体の第２の端部よりも低い位置に位置する
   ように挿入し、管体及びその中に挿入した第１のエンド
   プ レートとを焼成して該管体を透光化し、同時に該第１の
   エンドプレートに対する管体の焼成収縮率を３〜６％と
   し焼結して該第１のエンドプレートを管体内に焼嵌めし
   、かつ電極支持部材及びリード部材に対する第１のエン
   ドプレートの焼成収縮率を４〜１６％として一部埋設さ
   れた電極支持部材及びリード部材を該エンドプレートに
   焼嵌めすることによって結合することを特徴とする高圧
   金属蒸気放電灯用発光管の製造方法。