JPH0255905B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電ランプ、特にセラミツク発光管付
き放電ランプに関し、詳しくは、セラミツク発光
管およびセラミツク閉鎖片を貫通する、エレメン
タリー・フイラメント（以下フイラメントとい
う）、好ましくはニオビウム金属線の少なくとも
２本からなる電流導入線を備え、さらには補助電
極として形成された少なくとも１本のフイラメン
ト好ましくはニオビウム金属線が存在する放電ラ
ンプに係る。

セラミツク発光管付き放電ランプの一部では、
セラミツク発光管はその両末端が金属円板によつ
て閉鎖され、それらの金属円板は同時に電流導入
部としても役立つている。そのような解決は、米
国特許第3243635号明細書に記載されている。

放電ランプの他の一具体化においては、セラミ
ツク閉鎖片により管の両側面が閉じられ、一方、
主電極は個別の電流導入線を径由して外部の電流
導体と接続されている。発光管がセラミツク閉鎖
片で閉じられているセラミツク発光管付き放電ラ
ンプにおいては、熱膨張係数の差異のため、電流
導入線の閉鎖片内へのろう付けは不確実となる。
米国特許第3660539号明細書には１つの解決法が
記載されているが、その意図するところは、電流
導入線を金属線で形成し、ガラス質のろうを用い
てこれを閉鎖片の孔の中にろう付けするものであ
る。熱膨張係数の差異を縮少し得るためには、ア
ルミナ系セラミツク閉鎖片に対してニオビウム製
電流導入線が用いられた。

しかしながら、放電ランプの出力の増大は、発
光管の両末端位置で内部に配置された主電極への
さらに大量の電流の供給を必要とし、したがつ
て、電流導入線の断面積は電流量の増大に比例し
て増大させなければならない。

しかし、電流導入線の断面積が増大すると、つ
ぎのような現象に直面する。すなわち、断面積の
増大によつて、放電空間の方向から来る熱伝導も
また放電管の内部および電流導入線の中で増大
し、急に断面積の大きい電流導入線を通過するた
め、点火の過程でわずかな発熱低下による「熱シ
ヨツク」が生じ、セラミツク閉鎖片中ならびにセ
ラミツクと金属の電流導入線の接着され、ろう付
けされた表面に損傷およびひび割れを発生する。
このような現象は、電流導入線を通過する電流が
大量に、また電流導入線の断面積が増大するほど
著しくなる。

この現象はよく知られたもので、金属製電流導
入線とセラミツク閉鎖片の接着またはろう付けさ
れた両表面に生じる有害な応力とひび割れを避け
るため、いくつかの提言がなされた。

米国特許第3363134号明細書に記載された解決
法は、ニオビウム製の薄肉管を適用して、有害な
応力の発生を妨げ、相殺することを試みている。
この場合には、薄肉管の弾性性を利用することに
よつて、点火の過程で発生する高温度から生じる
有害な膨張効果を減殺することが試みられてい
る。

米国特許第3992642号明細書に記載された解決
法においては、セラミツク閉鎖片を介し主電極に
接続された電流導入線の閉鎖片内部に配置された
部分が、ランプ軸の周りにらせん状をなして延長
され、それによつて電気シヨツクの効果が遅延さ
れ、相殺されるようにして、問題の解決がはから
れている。

両解決法はいくつかの難点をもつている。米国
特許第3363134号明細書による解決法の難点の一
つは、管状の電流導入線は熱シヨツクから生じる
膨張効果を低減するだけであつて、除去すること
はできない点にある。他の一つの難点は、ニオビ
ウム管の価格が単位重量当り中実の金属線の約
100倍にものぼるために、ニオビウム管の使用は
経済性が確保されない程度まで、ランプの製造原
価を上昇させるという点にある。したがつて、こ
の解決法は、技術的観点からのみならず、経済性
の観点からも不利なものと考えられる。

米国特許第3992642号明細書による解決法の難
点は、ランプ内部のらせん状に曲げられた電流導
入線の構造的な寸法を増大することはできるが、
これには一定の限界があるという点にある。それ
は一部のランプのセラミツク発光管の内側寸法
が、一部は両電極相互間の距離が、このような特
殊形状を制約しているためである。この結果熱シ
ヨツク効果は完全には相殺されず、同時に、らせ
ん状に曲げることと主電極との接続に要する特殊
な突起物を形成することが、解決を複雑、厄介に
する。

本発明の目的は、上に列記した各難点を除去
し、電流導入線の断面積が増大された際も、熱シ
ヨツクから生じる有害な熱膨張効果を消失し得る
ような解決法を開発することであつて、これは生
産を実用的に容易にし、同時に経済性と操作上の
安全性とを確保するような、高出力ランプにおけ
る必須条件を表すものである。

本発明は、上記目的を達成するため、本発明者
らが鋭意研究を重ねた結果完成されたもので、こ
れは、セラミツクまたは石英ガラスで造られた発
光管、該管の内部でそれぞれ両端に配置された主
電極、および該主電極を外部の電流導体に接続す
る電流導入線を有し、該管の各末端を閉じている
各閉鎖片のうちの少なくとも１個がセラミツクで
造られ、外部の該電流導体６と該主電極１１との
間の電気的接続が、該閉鎖片８を貫通しかつ真空
を保持するように別々に該片にろう付けされてい
るエレメンタリー・フイラメント好ましくはニオ
ビウム金属線１０の少なくとも２本からなる電流
導入線９により確保されていることを特徴とす
る、セラミツク発光管つき放電ランプを要旨とす
るものである。

本発明は、閉鎖片内の真空を保持するようろう
付けされ、かつそれを貫通している金属製電流導
入線の断面積の増大−ランプの出力を増大させる
場合の本質的条件を表すものではあるが−に基づ
く熱シヨツクから生じる有害な膨張効果、たとえ
ばろう付けされたセラミツク閉鎖片のひび割れの
ようなものは、セラミツク閉鎖片中に個別にろう
付けされた少なくとも２本のフイラメント好まし
くはニオビウム金属線からなる分割された断面を
有する電流導入線を用いることによつてのみ回避
され得るという認識に基づくものである。

本発明による電流導入線は、個別的に閉鎖片内
でろう付けされかつそれを貫通しているフイラメ
ント好ましくはニオビウム金属線のうちの少なく
とも２本が、閉鎖片の両端面において電気的にか
つ熱技術的に短絡され、また、フイラメント特に
ニオビウム金属線のさらに別の１本が補助電極と
して形成され、かつ、フイラメント好ましくはニ
オビウム金属線が放電空間の外でからみ合わされ
るように形成される。

つぎに本発明を、二三の好ましい実施態様によ
り、添付図を利用して詳明に説明する。

第１図は、セラミツク発光管、バルブ中に収容
された全枠組およびランプ口金を備えた放電ラン
プを示す全配置図であり、第２図は、一実施態様
の２つの側断面図および１つの平面図で、ここに
おいては、４本のフイラメント好ましくはニオビ
ウム金属線からなる電流導入線が、放電空間に配
置された主電極と外部の電流導体との間の接続を
セラミツク閉鎖片を介して確保しており、第３図
は、一実施態様の２つの側断面図で、ここにおい
ては、４本のフイラメント、好ましくはニオビウ
ム金属線からなる電流導入線が、４本のうちの２
本が外部の電流導体を放電空間中の主電極に接続
し、一方、他の２本は、外部の電流導体と、同じ
く放電空間中にある補助電極との間の接続を確保
するよう構成されており、第４図は、一実施態様
の断面図および平面図で、ここにおいては、セラ
ミツク閉鎖片を貫通している３本のフイラメント
好ましくはニオビウム金属線からなる電流導入線
は、放電空間の外部におけると同じくその中でも
からみ合わされている。

第１図において放電ランプは、内部が真空また
は不活性ガスで満たされたガラスバルブ４に封入
されたセラミツク発光管３およびランプ口金７を
備え、放電ランプの電流導入線９は、発光管３の
一端において支持体５および外部電流導体６を介
し、発光管３の他端において第２の支持体２およ
び第２の外部電流導体１を介してランプ口金７と
電気的に接続され、セラミツク閉鎖片８内にろう
付けされ、放電空間中に配置された主電極１１と
接続され、かつ外部末端でからみ合わされた少な
くとも２本のフイラメント好ましくはニオビウム
金属線１０からなつている。

ガラスバルブ４の中にセラミツク発光管３を有
する放電ランプの姿勢は、支持体２，５および支
持リング１２によつて固定されている。

セラミツク発光管３をもつ放電ランプの一端が
第２図に詳細に示されている。ランプは、セラミ
ツク発光管３を閉じているセラミツク閉鎖片８を
貫通する４本のフイラメント好ましくはニオビウ
ム金属線１０からなる電流導入線９をもつ。主電
極１１に接続され、放電空間中に配置された４本
のフイラメント好ましくはニオビウム金属線のう
ち、２本はいずれも電気的にかつ熱技術的に短絡
され、またＵ字形に曲げられ、同時に放電空間の
外で４本のフイラメント好ましくはニオビウム金
属線は、かみ合わされて堅固な構造を形成し、強
度に関しての必要性を満たしている。

第２図に示された解決法は、下記のように準備
される。

閉鎖片には４本の孔が設けられねばならない。
あらかじめＵ字形に曲げられた２本のフイラメン
ト１０好ましくはニオビウム金属線は、セラミツ
クまたはガラス質のろうを用いて真空を保持する
ように孔の中にろう付けされ、ついでＵ字形のフ
イラメント好ましくはニオビウム金属線は主電極
１１に溶接される。フイラメント好ましくはニオ
ビウム金属線の４本の未固定末端部は、セラミツ
ク閉鎖片８の反対側でからみ合わされ、したがつ
てフイラメント１０、好ましくはニオビウム金属
線からなる電流導入線９は、これによつて、セラ
ミツク閉鎖片８の両側で電気的にかつ熱技術に短
絡される。上記のようにセラミツク閉鎖片が準備
された後、それは真空を保持するような方法でセ
ラミツク発光管３の端部にろう付けられる。先に
記述された方法で製造された200V／400Wの高圧
ナトリウム蒸気ランプにおいては、セラミツク発
光管３の内径は８mm、ニオビウム金属線の直径は
0.5mm、さらにタングステン主電極の直径は1.2mm
である。

第３図に示された実施態様においては、４本の
フイラメント１０好ましくはニオビウム金属線
は、セラミツク発光管３を閉じているセラミツク
閉鎖片８を貫通し、それらのうちの２本のフイラ
メント１０好ましくはニオビウム金属線のそれぞ
れは、放電空間内で短絡され、かつＵ字形に曲げ
られ、それによりＵ字形に曲げられたフイラメン
ト１０好ましくはニオビウム金属線のうちの１本
が主電極１１と接続され、一方同じくＵ字形に曲
げられた、好ましくはニオビウム金属線とすべき
他のフイラメントが電気的に補助電極１３と接続
され、また、同時に２本のフイラメント１０、好
ましくはニオビウム金属線のいずれも、放電空間
の外で別々にからみ合わされて、それぞれ電流導
入線９ａおよび９を形成する。

第４図に示された実施態様においては、電流導
入線９は、セラミツク発光管３を閉じているセラ
ミツク閉鎖片８を貫通する３本のフイラメント１
０好ましくはニオビウム金属線により形成され、
主電極１１に接続された３本のフイラメント１０
の末端部および放電空間の外に存在するフイラメ
ント１０好ましくはニオビウム金属線の末端がか
らみ合わされている。

本発明者らには、本発明をここに記述された各
実施態様に限定する意図はなく、反対に本発明
を、セラミツク閉鎖片を貫通する少なくとも２本
のフイラメント好ましくはニオビウム金属線から
なる電流導入線の形成の、あらゆる変形の可能性
にまで拡張するもので、フイラメントの数および
寸法は、セラミツク発光管を有する放電ランプの
出力に応じて変化する。

実験によると、ニオビウム金属線を使用する場
合には、フイラメントの断面積を0.28mm²をこえて
増大させることは推奨できない。それは、断面積
が上記の値を超える中実の金属線をセラミツク閉
鎖片内にろう付けする場合には、発生する熱シヨ
ツクがより大きくなり、ひび割れを生ずるおそれ
があるからである。したがつて、本発明に基づく
電流導入線は、ランプの出力に対応して、随意に
配置された２本、３本、４本等のフイラメントに
より構成されてよい。

本発明の観点からすれば、電流導入線を形成す
る各フイラメントのセラミツク閉鎖片内の配置は
任意でよい。本質的なことは、どのような配置が
望まれるにしても、フイラメントがセラミツク閉
鎖片内で分離されかつ別々にろう付けされなけれ
ばならないということである。主電極を集中さ
せ、かつ支持することを可能にし、また溶接を容
易にするためには、フイラメントを偶数とし、好
ましくは２本もしくは４本で用いることが有利と
考えられる。他方、もし補助電極として１本もし
くはそれ以上のフイラメントを用いようとするな
らば、奇数のフイラメントを用いることがさらに
有利と考えられる。後者の場合には、本発明にし
たがつて、補助電極の電流導入線のほかに、本明
細書の指示に基づいて、主電極の電流導入線が、
少なくとも２本のフイラメントから形成されるべ
きである。本発明の観点からすれば、電流導入線
を形成するフイラメントの断面および外形に重要
性はない。放電空間内に配置され、主電極に接続
されたフイラメントが、Ｕ字形に曲げられている
場合だけでなく、いかなる任意形状をとつている
場合でも、たとえば個別の直線上フイラメント
が、好ましくは平らな板に横方向に溶接されてい
るような場合でも、電気的かつ熱技術的に短絡さ
れた解決をもたらすものであることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のセラミツク発光管付き放電ラ
ンプの各部の一般的配置を示す概略図である。第
２図は、本発明の一実施態様におけるセラミツク
発光管の端部を示す２断面図および１平面図であ
る。第３図は、本発明の他の一実施態様における
補助電極付きセラミツク発光管の端部を示す２断
面図である。第４図は、本発明の他の一実施態様
における放電空間の内部および外部においてから
み合わされた３本のフイラメントを有するセラミ
ツク発光管の端部を示す断面図および平面図であ
る。 １……第２の外部電流導体、２……第２の支持
体、３……セラミツク発光管、４……ガラスバル
ブ、５……支持体、６……外部電流導体、７……
ランプ口金、８……セラミツク閉鎖片、９……電
流導入線、９ａ……補助電極の電流導入線、１０
……エレメンタリー・フイラメント、１１……主
電極、１２……支持リング、１３……補助電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツクまたは石英ガラスで造られた発光
   管、該管の内部でそれぞれ両端に配置された主電
   極、および該主電極を外部の電流導体に接続する
   電流導入線を有し、該管の各末端を閉じている各
   閉鎖片のうちの少なくとも１個がセラミツクで造
   られ、外部の該電流導体６と該主電極１１との間
   の電気的接続が、該閉鎖片８を貫通しかつ真空を
   保持するよう別々に該片にろう付けされているエ
   レメンタリー・フイラメント好ましくはニオビウ
   ム金属線１０の少なくとも２本からなる電流導入
   線９により確保されていることを特徴とする、セ
   ラミツク発光管つき放電ランプ。 ２ 該電流導入線９とは別の少なくとも１本のエ
   レメンタリー・フイラメント好ましくはニオビウ
   ム金属線が、該セラミツク閉鎖片８を貫通して補
   助電極１３の電流導入線９ａを構成することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセラミツ
   ク発光管つき放電ランプ。 ３ 該電流導入線９の該エレメンタリー・フイラ
   メント好ましくはニオビウム金属線１０のうちの
   少なくとも２本が、該セラミツク閉鎖片の両側に
   おいて短絡されていることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項に記載のセラミツク発光管つき放
   電ランプ。 ４ 該電流導入線９の該エレメンタリー・フイラ
   メント好ましくはニオビウム金属線１０および該
   補助電極１３が、放電空間の外でからみ合わされ
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載のセラミツク発光管つき放電
   ランプ。 ５ 該電流導入線９の該エレメンタリー・フイラ
   メント好ましくはニオビウム金属線１０が放電空
   間の外でからみ合わされていることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第１項に記載のセラミツク発
   光管つき放電ランプ。 ６ 該電流導入線９の該エレメンタリー・フイラ
   メント、好ましくはニオビウム金属線１０のうち
   の少なくとも２本および該補助電極１３の該エレ
   メンタリー・フイラメント好ましくは同じくニオ
   ビウム金属線１０が、真空を保持するよう該セラ
   ミツク閉鎖片８を貫通する部でこれにろう付けさ
   れていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項に記載のセラミツク放電管つき放電ランプ。 ７ 該電流導入線９の該エレメンタリー・フイラ
   メント好ましくはニオビウム金属線１０の少なく
   とも２本が、放電空間の内部でＵ字形に曲げられ
   ていることを特徴とする、特許請求の範囲第１項
   または第２項に記載のセラミツク発光管つき放電
   ランプ。 ８ 該電流導入線９のエレメンタリー・フイラメ
   ント好ましくはニオビウム金属線１０および該補
   助電極１３の断面が円形、三角形、正方形もしく
   はその他の形状を有し、その寸法が最大0.3mm²で
   あり、かつそれらの材質がニオビウム金属である
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載のセラミツク発光管つき放電ラン
   プ。