JPH05334997A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 両端が開口された透光性セラミック管１１２
と、前記透光性セラミック管１１２の両端口に設けられ
た、導電性サーメットからなる閉塞キャップ１１４と、
前記閉塞キャップ１１４の内側及び外側の両面にそれぞ
れ植設された、耐ハロゲン性金属からなる肉厚が薄く形
成されたパイプ１２０と、前記閉塞キャップ１１４の内
側に植設されたパイプ１２０の、該閉塞キャップ１１４
に埋め込まれていない先端部に溶接された電極心棒１１
６と、を備えた金属蒸気放電灯。 【効果】 閉塞キャップ１１４のパイプ１２０との接触
部に焼結時に働く応力を肉厚が薄く形成されたパイプ１
２０が吸収することにより、閉塞キャップ１１４のクラ
ック発生が防止され、発光管１１０内への金属ハロゲン
化物の封入が可能となり、発光効率及び発光色特性が向
上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属蒸気放電灯、特に金
属ハロゲン化物を封入する金属蒸気放電灯の構造の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧ナトリウムランプ等に用いられる透
光性セラミックスからなる発光管の内部に各種の金属ハ
ロゲン化物を封入した金属蒸気放電灯は、発光効率及び
演色性に優れていることから、近時研究、開発が活発に
行なわれている。前記発光管に透光性セラミックスを用
いるのは、石英ガラス製の発光管と比較し、動作温度を
高めることができ、また前記透光性セラミックスの材料
となるアルミナの耐蝕性が高く、長期使用においても発
光色変化が少ない等、寿命特性に優れているからであ
る。

【０００３】しかしながら、前記高圧ナトリウムランプ
に用いられている発光管に金属ハロゲン化物を封入する
と、該発光管の電極支持部がニオビウム製であるため点
灯高温時に封入したハロゲンによって前記電極支持部が
侵蝕されてしまい、実用不可能であった。なお、前記電
極支持部をニオビウム製とするのは、透光性セラミック
スと熱膨張率がほぼ同一なためである。そこで、前記金
属ハロゲン化物の封入を可能とするために、従来図２に
示す構造の発光管が提案されていた。同図に示す発光管
１０は、透光性セラミック管１２と、前記透光性セラミ
ックス管１２の両端口を閉塞する閉塞キャップ１４と、
前記閉塞キャップ１４の内側に植設された電極心棒１６
と、前記閉塞キャップ１４の外側に植設されたリード棒
１８と、を備えている。

【０００４】ここで、前記閉塞キャップ１４は、導電性
サーメットからなり、閉塞キャップ１４の内側に電極心
棒１６を、外側にリード棒１８をそれぞれ植設した状態
で一体的に焼成して形成されている。そして、一般的に
前記電極心棒１６の材質にはタングステンが、また閉塞
キャップ１４の材質にはアルミナ−タングステンサーメ
ットが用いられており、前記それぞれの材質は高温にお
いても耐ハロゲン性に優れているため、発光管１０内へ
金属ハロゲン化物を封入し、点灯が可能となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
極心棒１６及びリード棒１８は、前述したように閉塞キ
ャップ１４に植設した状態で該閉塞キャップ１４を焼成
して焼嵌めており、前記焼成において閉塞キャップ１４
の電極心棒１６及びリード棒１８の植設部に微小なクラ
ックが発生してしまう。即ち、電極心棒１６及びリード
棒１８と閉塞キャップ１４の材質の違いにより、焼成し
た際のそれぞれの熱膨張率にも差が出てしまい、前記植
設部に働く応力によりクラックが発生してしまうのであ
る。そして、放電灯点灯時における発光管１０内に封入
した液相の金属ハロゲン化物が前記クラックに侵入し、
放電灯の発光色の変化を引起こしてしまうという課題が
あった。

【０００６】さらに、前記植設部における接触抵抗が大
きいため、放電灯の点灯、消灯の繰り返しに伴うヒート
ショックにより前記クラックがさらに大きな亀裂となっ
てしまい、発光管リークが発生することもある。前記問
題点の解決のため、前記電極心棒１６及びリード棒１８
と共にそれらより細い素線を添えて閉塞キャップ１４に
植設して焼嵌めたり、或いは電極心棒１６の植設部に切
欠きを設けて焼嵌めることにより、閉塞キャップ１４の
応力を吸収するクラック防止方法が考えられているが、
焼嵌め時に電極心棒１６が倒れてしまったり、クラック
が完全に防止できない等解決に至っていない。

【０００７】さらに、閉塞体に取り付けるべき電極心棒
に金属板を巻回し、該巻回部の末端を閉塞体に取り付け
る構造が実開昭６３−１６０６６２号公報に開示されて
いるが、前記金属板の巻回作業が困難であり、組立に手
数を要するという問題がある。本発明は前記従来技術の
課題に鑑みなされたものであり、その目的は導電性サー
メットからなる閉塞キャップに植設された電極心棒、及
びリード棒との植設部において、前記閉塞キャップの焼
成の際にクラックが発生せず、かつ組立が簡易に行なえ
る金属蒸気放電灯を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本出願の請求項１記載の金属蒸気放電灯は、両端が
開口された透光性セラミック管と、前記透光性セラミッ
ク管の両端口に設けられた、導電性サーメットからなる
閉塞キャップと、前記閉塞キャップの内側及び外側の両
面にそれぞれ植設された、耐ハロゲン性金属からなる肉
厚が薄く継ぎ目なしに形成されたパイプと、前記閉塞キ
ャップの内側に植設されたパイプの、該閉塞キャップに
埋め込まれていない先端部に溶接された電極心棒と、を
備えたことを特徴とする。また、請求項２記載の金属蒸
気放電灯は、前記閉塞キャップに植設されたパイプの植
設部の深さが２ｍｍ乃至４ｍｍであり、前記パイプの肉
厚が０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍであることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】本発明にかかる金属蒸気放電灯は、前述したよ
うに閉塞キャップの内側に植設されたパイプの埋め込ま
れていない先端部に電極心棒を溶接し、外側面に植設さ
れたパイプをリード棒として使用する。そして、前記閉
塞キャップに植設されたパイプの肉厚を薄く、継ぎ目な
しに形成しているため、前記閉塞キャップとパイプの材
質が違う場合でも、閉塞キャップを焼成した際の熱膨張
率の差等による応力を前記パイプが吸収し、植設部のク
ラック発生を防止できる。さらに、前記閉塞キャップに
植設されたパイプの植設部の深さを２ｍｍ乃至４ｍｍ
に、またパイプの肉厚を０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍに
形成することにより、前記応力をより効果的に吸収する
ことが可能となり、かつ前記パイプに溶接された電極心
棒の機械的衝撃等による傾倒を防止することも可能とな
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面に基づき本発明の好適な実施例を
説明する。図１には、本発明の一実施例にかかる金属蒸
気放電灯の発光管の概略構成が示されている。なお、前
記図２と対応する部分には符号１００を加えて示し、説
明を省略する。同図に示す発光管１１０は、両端が開口
された透光性セラミック管１１２と、前記透光性セラミ
ック管１１２の開口部を閉塞するための導電性サーメッ
トからなる閉塞キャップ１１４と、前記閉塞キャップ１
１４の内側及び外側の両面に植設された耐ハロゲン性金
属からなるパイプ１２０ａ，１２０ｂと、前記内側に植
設されたパイプ１２０ａの閉塞キャップ１１４に埋め込
まれていない先端部にプラズマ溶接等の手段で接続され
た電極心棒１１６と、を有している。

【００１１】そして、前記閉塞キャップ１１４の外側に
植設されたパイプ１２０ｂは、リード棒として使用さ
れ、また内側に植設されたパイプ１２０ａの先端にはコ
イル１２２が巻回されており、該先端部において放電が
行なわれる。なお、前記閉塞キャップ１１４を構成する
導電性サーメットの材質は、アルミナセラミックスに少
量のタングステンを添加したタングステン−アルミナサ
ーメットが好適である。また、前記パイプ１２０の材質
には、発光管１１０内に金属ハロゲン化物を封入させて
も、該ハロゲンに侵蝕されないように耐ハロゲン特性に
優れたモリブデンを用いることが好適である。

【００１２】以上が本実施例にかかる金属蒸気放電灯の
概略構成であり、次に前記パイプ１２０が植設された閉
塞キャップ１１４の具体的な成形方法を説明する。ま
ず、閉塞キャップ１１４の構成材料を該閉塞キャップ１
１４の形状に加圧成形する。ここで、前記加圧成形の際
に前記パイプ１２０ａ，１２０ｂの先端をそれぞれ前述
した所定位置に埋設しておくことにより該パイプ１２０
ａ，１２０ｂが前記閉塞キャップ１１４に固着される。
そして、前記パイプ１２０が固着された閉塞キャップ１
１４を高温で焼結する。なお、前記閉塞キャップ１１４
の構成材料の一つであるタングステンと、パイプ１２０
の構成材料であるモリブデンとが、前記高温の焼結時に
固溶体をつくることにより、閉塞キャップ１１４と継ぎ
目のないパイプ１２０との植設部が一体化され、機械的
及び電気的に強固となる。

【００１３】ここで、前記閉塞キャップ１１４の焼結時
において、該閉塞キャップ１１４の前記パイプ１２０と
の接触面付近に熱収縮による応力が働き、前記接触面付
近にクラックが発生する場合が多い。そこで、本実施例
においては、前記パイプ１２０の肉厚を薄く形成し、前
記閉塞キャップ１１４に働く応力を該パイプ１２０によ
り吸収させ、閉塞キャップ１１４のクラック発生を防止
している。そして、前記パイプ１２０の肉厚は、閉塞キ
ャップ１１４への埋め込み深さをも考慮して前記応力を
効果的に吸収する薄さに形成する。

【００１４】ここで、前記閉塞キャップ１１４を高温で
焼成する際に前記パイプ１２０を構成している金属の組
織が粗大化することにより該パイプ１２０が脆くなって
しまうため、パイプ１２０の肉厚を極端に薄く形成する
と、機械的な発光管にかかる衝撃等で前記電極心棒１１
６との溶接箇所において該電極心棒１１６が倒れてしま
うことがある。従って、前記パイプ１２０の肉厚、及び
埋め込み深さは、前記電極心棒１１６が倒れない程度の
強度を有する範囲内で前記応力を吸収する値に設定しな
ければならない。そして、前記パイプ１２０の肉厚、及
び埋め込み深さの適正値を見出すために、該肉厚、及び
埋め込み深さを幾つか変えてパイプ１２０を埋設した閉
塞キャップを焼成した時のクッラクの発生、及びパイプ
１２０の傾倒の有無を調べた。その結果を表１に示す。
なお、パイプ１２０の外径は全て１．４ｍｍである。

【００１５】

【表１】 ──────────────────────────────────── パイプ肉厚 埋め込み深さ 閉塞キヤップの焼成後の状態 （ｍｍ） （ｍｍ） ──────────────────────────────────── ０．１ ２．５ ○ ０．０５ ２．５ ○ ０．２ ２．５ ○ ０．０２ ２．５ パイプにクラック ０．３ ２．５ キャップにクラック ０．５ ２．５ キャップにクラック ０．１ １．０ パイプ傾倒 ０．１ ５．０ キャップにクラック ０．１ ８．０ キャップにクラック ────────────────────────────────────

【００１６】前記表１から明らかなようにパイプ１２０
の肉厚を０．０５ｍｍ乃至０．２ｍｍに、閉塞キャップ
１１４への埋め込み深さを２ｍｍ乃至４ｍｍに形成する
のが好適であることが理解される。以上のように、本実
施例にかかる金属蒸気放電灯は、閉塞キャップ１１４に
電極心棒１１６及び前記図２に示すリード棒１８を直接
植設せず、閉塞キャップ１１４の焼結時にかかる応力を
効果的に吸収する肉厚に形成されたパイプ１２０を植設
しているため、閉塞キャップ１１４のクラック発生を防
止することが可能となる。さらに、前記パイプ１２０と
してモリブデンのような耐ハロゲン性に優れた材質から
なる継ぎ目のないパイプを用いることにより、電極支持
部は機械的、電気的に強固となり、かつ組立も簡易に行
なえる。そして、発光管１１０内に金属ハロゲン化物を
封入して点灯することにより、発光効率及び演色性に優
れた金属蒸気放電灯を得ることが可能となる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる金属
蒸気放電灯によれば、閉塞キャップに特定範囲内の深さ
に植設されたパイプの肉厚を特定範囲内で薄く形成して
いるため、前記閉塞キャップのパイプとの接触部に焼結
時に働く応力を該パイプが吸収することにより、閉塞キ
ャップのクラック発生を防止することが可能となる。ま
た、前記パイプを耐ハロゲン性金属で継ぎ目なしに形成
しているため、発光管内へ金属ハロゲン化物を封入がで
き、さらに組立が簡易で、かつ機械的、電気的に強固な
電極植設部を有する金属蒸気放電灯を得ることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる金属蒸気放電灯の概
略構成の縦断面図である。

【図２】従来の金属蒸気放電灯の概略構成説明図であ
る。

【符号の説明】

１０，１１０ … 発光管 １２，１１２ … 透光性セラミック管 １４，１１４ … 閉塞キャップ １６，１１６ … 電極心棒 １２０ … パイプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が開口された透光性セラミック管
   と、 前記透光性セラミック管の両端口に設けられた、導電性
   サーメットからなる閉塞キャップと、 前記閉塞キャップの内側及び外側の両面にそれぞれ植設
   された、耐ハロゲン性金属からなる肉厚が薄く継ぎ目な
   しに形成されたパイプと、 前記閉塞キャップの内側に植設されたパイプの、該閉塞
   キャップに埋め込まれていない先端部に溶接された電極
   心棒と、を備え、 前記透光性セラミック管内に水銀及び希ガスと共に金属
   ハロゲン化物を封入したことを特徴とする金属蒸気放電
   灯。
2. 【請求項２】 請求項１記載の金属蒸気放電灯におい
   て、 前記閉塞キャップに植設されたパイプの植設部の深さが
   ２ｍｍ乃至４ｍｍであり、前記パイプの肉厚が０．０５
   ｍｍ乃至０．２ｍｍであることを特徴とする金属蒸気放
   電灯。