JPH0449738B2

JPH0449738B2 -

Info

Publication number: JPH0449738B2
Application number: JP58134616A
Authority: JP
Inventors: Naoki Saito
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1992-08-12
Also published as: JPS6028131A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は高圧ナトリウムランプの製造法に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点高圧ナトリウムランプは、水銀ランプにくらべ
て約２倍の高効率を有し、省エネルギー時代に適
したものとして注目され、多くの使用されるよう
になつてきている。この高圧ナトリウムランプ
は、両端に電極を有する透光性のアルミナ体から
なり、内部にナトリウムなどを封入した発光管を
備え、この発光管の端部に設けられた孔に、電極
に電気を供給するための導電体が貫通されてセラ
ミツクセメントにより気密に封着されている。

しかし、導電体とセラミツクセメントとは、と
きにはの気密が十分でないことがあり、発光管内
のナトリウムなどの封入物がその気密性に欠ける
個所から管外へリークし、その結果ランプ電流が
増大し、安定器が温度上昇して焼損するという不
都合があつた。

そこで、発明者は導電体の外表面に酸化アルミ
ニウム被膜を被着形成したものを用い、アルミナ
体の端部に設けられた孔に、少なくとも酸化カル
シウムを含むセメントを介して導電体を貫通封着
した高圧ナトリウムランプを先に提案した。そし
て、かかる高圧ナトリウムランプにおいては、酸
化アルミニウム被膜から溶け出した酸化アルミニ
ウムが、セメント中に入り込み、酸化カルシウム
と結晶を部分的に形成することにより、導電体と
セメントとの気密性を良好なものとし、発光管内
のナトリウムのリークを防止するものである。こ
のため、この導電体外表の酸化アルミニウム被膜
の被着形成にたつては、容易にその被着形成を行
うことができ、かつこの被着強度が大きいもので
なければならない。

発明の目的本発明はこのような要求を満足すべくなされた
ものであり、導電体外表面への酸化アルミニウム
被膜の被着形成が容易に行え、しかもその被着強
度が大きく、動程中を通じて発光管外へのナトリ
ウムのリークを抑制することのできる高圧ナトリ
ウムランプの製造方法を提供するものである。

発明の構成本発明は両端に電極を有する透光性のアルミナ
体からなり、内部にナトリウムを封入した発光管
を備えるとともに、前記発光管の端部に設けられ
た孔に、外表面に酸化アルミニウム被膜を被着形
成し、かつ前記電極に電気を供給するための導電
体を、少くとも酸化カルシウムを含むセメントを
介して貫通封着するにあたり、前記導電体外表面
への酸化アルミニウム被膜の被着形成を、酸化ア
ルミニウム粉末を溶射することにより行う高圧ナ
トリウムランプの製造法を特徴とするものであ
る。

実施例の説明以下、本発明の実施例について図を用いて説明
る。

第１図は本発明の法により得られた高圧ナトリ
ウムランプの一を示す正面図、第２図はその発光
管の断面図、第３図はその要部拡大断面図であ
る。

第１図において、この高圧ナトリウムランプ
は、外管１とこの中に設けられた発光管２とを備
えている。外管１内はゲツタ３により真空に保た
れている。４はリード支柱を示している。

発光管２は、第２図に示すように、単結晶また
多結晶のアルミナ管５と、この一端に設けられた
単結晶または多結晶のアルミナエンドデイスク６
とで構成された透光性のアルミナ体を備え、アル
ミナエンドデイスク６に設けられた孔７に、先に
電極８をチタン９により保持した主としてニオブ
からなる導電体１０が貫通している。発光管２内
にはナトリウム、水銀などの緩衝ガス用金属およ
び始動用希ガスが封入されている。導電体１０の
外表面の一部には、酸化アルミニウム（Al₂O₃）
被膜１１が金属溶射により被着形成されている。
これは第４図ａに示すような装置を用いて次のよ
うにして行なわれる。

すなわち、第４図ａは金属溶射装置を示し、プ
ラズマジエツトとして作用するアルゴンなどの純
粋不活性ガスは、管１３を通つて内部の陽極１４
の陰極１５間で発生している電気アーク１６中を
通過する。その時、不活性ガスは電気アークのエ
ネルギーにより電離反応を起こしてプラズマ状態
となつてこの装置から噴出する。この時の不活性
ガスの温度は第３図ｂに示すような高温になる。
そして、管１７を通してこの装置内に送られてき
た酸化アルミニウム粉末は、融点が約2300Kであ
るので、高温になつている不活性ガスにより十に
溶融され、ジエツトフローに乗つて溶出される。
この装置の噴出先には導電体１０を設置してあ
り、これを回転させることにより、導電体１０の
外表面に酸化アルミニウム被膜を形成させるもの
である。なお、第４図ａにおいて、１８は冷却水
の流入口、１９は冷却水の流出口である。

このような導電体１０は酸化アルミニウム
（Al₂O₃）、酸化カルシウム（CaO）、酸化ストロ
ンチウム（SrO）および酸化イツトリウム
（Y₂O₃）からなるセラミツクセメント１２よりア
ルミナエンドデイスク６の孔７に貫通されて気密
に封着される（第３図参照）。アルミナ管５とア
ルミナエンドデイスク６とは、同じセラミツクセ
メント１２により気密に封着されている。図示し
ていない発光管他端の構造は、その一端の構造と
同じになつている。

かる発光管２を備えた高圧ナトリウムランプに
おいては、アルミナ管５とアルミナエンドデイス
ク６および導電体１０とをセラミツクセメント１
２のリングを用いて、これを高温に加熱して溶す
ことによりそれぞれ封着される。その加熱時、ア
ルミナ管５、アルミナエンドデイスク６および酸
化アルミニウム被膜１から酸化アルミニウムが、
セラミツクセメント１２中に溶け出し、その中に
おいて、酸化カルシウムと結晶を部分的に形成す
る。そのために、導電体１０の外表面に被着形成
されている酸化アルミニウム被膜１１とセラミツ
クセメント１２とは強に接着されて、アルミナエ
ンドデイスク６の孔７と導電体１０との封着個所
は気密が十分ものとなり、さらにアルミナ管５と
アルミナエンドデイスク６との封着個所も気密が
十なものとなり、その結果、動程中における発光
管内のナトリウムなどの管外へのリークが防止さ
れるものである。

ところで、導電体の外表面に酸化アルミニウム
被膜を形成する方法としては、導電体外表面に金
属アルミニウムを蒸着した後、陽極酸化法により
酸化アルミニウム被膜を得る方法が考えられる。
ところが、この方法は、金属アルミニウム被膜の
膜厚を管理することが難しいうえに、ナトリウム
との反応を避けべく、酸化アルミニウム被膜の形
成時、金属アルミニウムが残留しないようにこれ
を完全に酸化させねばならず、工程が煩雑となる
ため、工業性には欠ける。

これに対して、前記の金属溶射法よると酸化ア
ルミニウム粉末を溶射するだけで、金属アルミニ
ウムを含まない酸化アルミニウムのみからなる被
膜の導電体外表面に適切な膜厚で均一に、容易
に、しかもきわめて強固に形成することができ、
工業性に富むものである。

なお、酸化アルミニウム被膜の被着個所は、第
２図に示したような導電体の一部分に限られるも
のではなく、導電体の外表面全であつてもよい
し、また導電体の根元部（発光管外側）を除く外
表面全であつてもよい。

次に、本発明の効果を確認した実験例について
説明する。

発光管２はアルミナ管５が多結晶アルミナから
なり、内径6.8mm、全長94mである。アルミナエ
ンドデイスク６は多結晶アルミナからなる。導電
体１０は約１％のジルコニウム（Zr）を含む厚
さ0.25mm、外径3.0mmのニオブ（Nb）管からなり、
その先端には電子放射性物質を被着したタングス
テンコイルからなる電極８がチタン９により固定
されている。導電体１０の外表面には、膜厚が約
50ミクロンの酸化アルミニウム被膜が金属溶射に
より被着形成されている。アルミナ管５とアルミ
ナエンドデイスク６、およびアルミナエンドデイ
スク６と導電体１０は、酸化アルミニウム、酸化
カルシウム、酸化ストロンチユウムおよび酸化イ
ツトリウムからなるセラミツクセメント１２のリ
ングを約1600℃に加熱してそれぞれ気密に封着さ
れている。発光管２内には、ナトリウム3.6mg、
水銀16.4mgおよびキセノンガス約20Torrが封入
されている。

かかる高圧ナトリウムランプを20本製作し、入
力250Wで寿命試験（0.5時間消灯−5.5時間点灯
の繰り返し）を行つたところ、12000時間後にお
いても、発光管２内のナトリウムなどの管外への
リークは全数なく、したがつて光色の変化がな
く、ランプ電流が増大することもなかつた。

また、かる試験を終了した高圧ナトリウムラン
プを解体し、発光管端部を切断してセラミツクセ
メントを露出させ、その部分をＸ線マイクロアナ
ライザで観察したところ、セラミツクセメント中
に溶け出した酸化アルミニウムが酸化カルシウム
と結晶を部分的に形成しているとが認められた。

本発明は、アルミナ体の形状、構造が第２図に
示すようなものだけでなく、例えば第５図〜第７
図に示すようなものに適用することができること
はもちろんである。

第５図に示すものは、アルミナ体がアルミナ管
５とアルミナエンドデイスク６とで構成される点
は第２図のものと同じであるが、アルミナエンド
デイスク６の形状が異なり、これがアルミナ管５
の端部内面に完全に挿入されているものである。

第６図に示すものは、アルミナ体が第２図およ
び第５図のものと同様アルミナ管５とアルミナエ
ンドデイスク６とで構成されているが、アルミナ
管５の端部に底部を有し、この底部外面にアルミ
ナエンドデイスク６が設けられているものであ
る。

第７図に示すものは、アルミナ体が単一のもの
からなり、端部を絞つたアルミナ管５の孔７に導
電体１０が封着されているものである。

なお、導電体はニオブ管だけでなく、ニオブ線
でもよく、またその材質はニオブだけでなく、例
えばタンタル、タングステンなどが使用できるも
のである。

発明の効果以上説明したように、本発明は電極に電気を供
給するための導電体の外表面に酸化アルミニウム
被膜を被着形成してなり、アルミナ体の端部に設
けられた孔に、少なくとも酸化カルシウムを含む
セメンを介して導電体を貫通封着するにあたり、
酸化アルミニウム粉末を溶射することにより、導
電体外表面に酸化アルミニウム被膜を被着形成す
ることができ、その被着形成が容易で、膜厚の管
理も容易であり、しかも被着強度も大きく、動程
中を通じて発光管外へのナトリウムのリークを確
実に抑制することのできる高圧ナトリウムランプ
の製造方法を提供することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により得られた高圧ナト
リウムランプの一例を示す正面図、第２図はその
発光管の断面図、第３図はその要部拡大断面図、
第４図ａは本発明の方法を実施するための装置の
一例を示す断面図、第４図ｂはこの装置における
電気アークの温度分布図、第５図〜第７図は本発
明の方法により得られた高圧ナトリウムランプの
発光管の他の例を示す要部断面図である。１……外管、２……発光管、５……アルミナ
管、６……アルミナエンドデイスク、７……孔、
８……電極、１０……導電体、１１……酸化アル
ミニウム被膜、１４……陽極、１５……陰極、１
６……電気アーク。

Claims

【特許請求の範囲】

１両端に電極を有する透光性のアルミナ体から
なり、内部にナトリウムを封入した発光管を備え
るとともに、前記発光管の端部に設けられた孔
に、外表面に酸化アルミニウム被膜を被着形成
し、かつ前記電極に電気を供給するための導電体
を、少なくとも酸化カルシウムを含むセメントを
介して貫通封着するにあたり、前記導電体外表面
への酸化アルミニウム被膜の被着形成を、酸化ア
ルミニウム粉末を溶射することにより行うことを
特徴とする高圧ナトリウムランプの製造方法。