JPH0620653A - 金属蒸気放電灯の封止部構造 - Google Patents
金属蒸気放電灯の封止部構造Info
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Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 メタルハライドランプ等の金属蒸気放電灯の
封着部からのリークと封着ガラスにクラックが入りにく
くする。 【構成】 バルブ１は透光性の多結晶アルミナから構成
され、その端部には筒状開口部２を形成し、この筒状開
口部２に電極棒３を貫通保持したキャップ４を嵌め込
み、このキャップ４の外側とバルブ１の開口端との間を
ガラスソルダーを溶融冷却して得られる封着ガラス５で
封止している。そして、封着ガラス５を構成するガラス
ソルダーとしては、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分
とし、且つこれら成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点
灯温度以下（通常５００℃以下）ではその熱膨張係数が
電極棒４を構成するＷ系材料の熱膨張係数とバルブ１を
構成する透光性アルミナの熱膨張係数の間にあり、金属
蒸気放電灯の安定点灯温度ではその熱膨張係数が透光性
アルミナの熱膨張係数よりも大きくなるようにした。
封着部からのリークと封着ガラスにクラックが入りにく
くする。 【構成】 バルブ１は透光性の多結晶アルミナから構成
され、その端部には筒状開口部２を形成し、この筒状開
口部２に電極棒３を貫通保持したキャップ４を嵌め込
み、このキャップ４の外側とバルブ１の開口端との間を
ガラスソルダーを溶融冷却して得られる封着ガラス５で
封止している。そして、封着ガラス５を構成するガラス
ソルダーとしては、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分
とし、且つこれら成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点
灯温度以下（通常５００℃以下）ではその熱膨張係数が
電極棒４を構成するＷ系材料の熱膨張係数とバルブ１を
構成する透光性アルミナの熱膨張係数の間にあり、金属
蒸気放電灯の安定点灯温度ではその熱膨張係数が透光性
アルミナの熱膨張係数よりも大きくなるようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水銀ランプ、メタルハラ
イドランプ或いはナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯
の封止部の構造に関する。
イドランプ或いはナトリウムランプ等の金属蒸気放電灯
の封止部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱陰極アーク放電の陽極柱での水銀の励
起発光を利用した水銀ランプ、水銀熱陰極アーク放電に
よる熱で金属ハロゲン化物を蒸発させて金属とハロゲン
に解離せしめ、金属特有の色を呈する発光を行なわせる
ようにしたメタルハライドランプ、或いはナトリウム蒸
気の熱陰極アークによるＤ線（589.0nm，589.9nm）の黄
橙色発光を行なわせるようにしたナトリウムランプ等の
金属蒸気放電灯が従来から体育館や工場の照明、ＯＨＰ
やカラー液晶プロジェクタ用の光源、自動車用フォグラ
ンプ等として使用されている。
起発光を利用した水銀ランプ、水銀熱陰極アーク放電に
よる熱で金属ハロゲン化物を蒸発させて金属とハロゲン
に解離せしめ、金属特有の色を呈する発光を行なわせる
ようにしたメタルハライドランプ、或いはナトリウム蒸
気の熱陰極アークによるＤ線（589.0nm，589.9nm）の黄
橙色発光を行なわせるようにしたナトリウムランプ等の
金属蒸気放電灯が従来から体育館や工場の照明、ＯＨＰ
やカラー液晶プロジェクタ用の光源、自動車用フォグラ
ンプ等として使用されている。
【０００３】上記の金属蒸気放電灯の封止部の一般的な
構造は、透光性バルブ内に封入したアマルガム等が外部
に洩れることがないように、電極棒を貫通せしめたキャ
ップをバルブの開口部に挿入するとともに、この部分を
ガラスソルダーで封着するようにしている。
構造は、透光性バルブ内に封入したアマルガム等が外部
に洩れることがないように、電極棒を貫通せしめたキャ
ップをバルブの開口部に挿入するとともに、この部分を
ガラスソルダーで封着するようにしている。
【０００４】そして、従来にあっては透光性バルブの材
料として石英ガラスや透光性の多結晶アルミナ等を使用
し、電極支持棒としては多結晶アルミナと熱膨張係数が
ほぼ等しいＮb（ニオブ）を使用しているので、ガラス
ソルダーについてもこれらと熱膨張係数がほぼ等しいも
のを使用している。例えば、特開昭６３−１３６４５６
号公報にあっては、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ、Ｙ2Ｏ3、ＳiＯ2を
所定割合で混合することで、アルミナと比べて熱膨張率
が若干小さいガラスソルダーと、ほぼ熱膨張係数が等し
いガラスソルダーを用意し、これらを同一の封着部に適
用する提案がなされている。
料として石英ガラスや透光性の多結晶アルミナ等を使用
し、電極支持棒としては多結晶アルミナと熱膨張係数が
ほぼ等しいＮb（ニオブ）を使用しているので、ガラス
ソルダーについてもこれらと熱膨張係数がほぼ等しいも
のを使用している。例えば、特開昭６３−１３６４５６
号公報にあっては、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ、Ｙ2Ｏ3、ＳiＯ2を
所定割合で混合することで、アルミナと比べて熱膨張率
が若干小さいガラスソルダーと、ほぼ熱膨張係数が等し
いガラスソルダーを用意し、これらを同一の封着部に適
用する提案がなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ｎbは高価
である上に耐ハロゲン性に劣る。そこで最近では電極材
料としてＷ／Ｔｈ等のＷ系材料が用いられている。しか
しながらＷ系材料の熱膨張係数はアルミナの約半分であ
り、電極材料に合せてガラスソルダーを選定していたの
では封着ガラスに腐食やクラックが発生する。
である上に耐ハロゲン性に劣る。そこで最近では電極材
料としてＷ／Ｔｈ等のＷ系材料が用いられている。しか
しながらＷ系材料の熱膨張係数はアルミナの約半分であ
り、電極材料に合せてガラスソルダーを選定していたの
では封着ガラスに腐食やクラックが発生する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、金属蒸気放電灯のバルブを透光性アルミナから
構成し、電極棒をＷ系材料にて構成し、更に封着用のガ
ラスソルダーを、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分と
し、且つこれら成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点灯
温度以下ではその熱膨張係数が電極棒を構成するＷ系材
料の熱膨張係数とバルブを構成する透光性アルミナの熱
膨張係数の間にあり、金属蒸気放電灯の安定点灯温度で
はその熱膨張係数が透光性アルミナの熱膨張係数よりも
大きくなるようにした。
発明は、金属蒸気放電灯のバルブを透光性アルミナから
構成し、電極棒をＷ系材料にて構成し、更に封着用のガ
ラスソルダーを、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分と
し、且つこれら成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点灯
温度以下ではその熱膨張係数が電極棒を構成するＷ系材
料の熱膨張係数とバルブを構成する透光性アルミナの熱
膨張係数の間にあり、金属蒸気放電灯の安定点灯温度で
はその熱膨張係数が透光性アルミナの熱膨張係数よりも
大きくなるようにした。
【０００７】
【作用】金属蒸気放電灯の安定点灯温度では封着ガラス
に圧縮応力が作用し、ガラスは引張応力には脆いが圧縮
応力には高い強度を発揮する。
に圧縮応力が作用し、ガラスは引張応力には脆いが圧縮
応力には高い強度を発揮する。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明に係る封止構造を適用した金属
蒸気放電灯の外筒内に組み込まれるバルブの要部断面図
であり、バルブ１は透光性の多結晶アルミナから構成さ
れ、その両端（図では上下対称構造のため上端のみを示
している）には筒状開口部２を形成し、この筒状開口部
２に電極棒３を貫通保持したキャップ４を嵌め込み、こ
のキャップ４の外側とバルブ１の開口端との間をガラス
ソルダーを溶融冷却して得られる封着ガラス５で封止し
ている。
説明する。図１は本発明に係る封止構造を適用した金属
蒸気放電灯の外筒内に組み込まれるバルブの要部断面図
であり、バルブ１は透光性の多結晶アルミナから構成さ
れ、その両端（図では上下対称構造のため上端のみを示
している）には筒状開口部２を形成し、この筒状開口部
２に電極棒３を貫通保持したキャップ４を嵌め込み、こ
のキャップ４の外側とバルブ１の開口端との間をガラス
ソルダーを溶融冷却して得られる封着ガラス５で封止し
ている。
【０００９】上記バルブ１内にはアマルガム等の腐食性
の強い発光物質が封入され、電極棒３は該発光物質に対
しての耐性に優れたＷ／Ｔｈ等のＷ系材料からなり、キ
ャップ４はアルミナ或いはＷ系材料からなる。
の強い発光物質が封入され、電極棒３は該発光物質に対
しての耐性に優れたＷ／Ｔｈ等のＷ系材料からなり、キ
ャップ４はアルミナ或いはＷ系材料からなる。
【００１０】また、封着ガラス５を構成するガラスソル
ダーとしては、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分と
し、且つこれら成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点灯
温度以下（通常５００℃以下）ではその熱膨張係数が電
極棒４を構成するＷ系材料の熱膨張係数とバルブ１を構
成する透光性アルミナの熱膨張係数の間にあり、金属蒸
気放電灯の安定点灯温度ではその熱膨張係数が透光性ア
ルミナの熱膨張係数よりも大きくなるようにした。
ダーとしては、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分と
し、且つこれら成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点灯
温度以下（通常５００℃以下）ではその熱膨張係数が電
極棒４を構成するＷ系材料の熱膨張係数とバルブ１を構
成する透光性アルミナの熱膨張係数の間にあり、金属蒸
気放電灯の安定点灯温度ではその熱膨張係数が透光性ア
ルミナの熱膨張係数よりも大きくなるようにした。
【００１１】上記の熱膨張係数を満足するには、例えば
Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2の３成分のみでガラスソルダ
ーを構成する場合には、Ａl2Ｏ3については好ましくは
３０〜４５mol%、ＣaＯについては好ましくは４５〜６
０mol%、ＳiＯ2については好ましくは１５mol%以下とす
る。また、ガラスソルダーのアルミナへの濡れ性を改善
する方法としては、上記の主成分の他に、Ｙ2Ｏ3、Ｂi2
Ｏ3またはＰbＯを添加する。但しこれらを多量に添加す
ると、ガラス転位点及び軟化点の低下を招き、高温での
耐久性に問題が生じるので、これらの添加割合は５mol%
以下とするのが好ましい。
Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2の３成分のみでガラスソルダ
ーを構成する場合には、Ａl2Ｏ3については好ましくは
３０〜４５mol%、ＣaＯについては好ましくは４５〜６
０mol%、ＳiＯ2については好ましくは１５mol%以下とす
る。また、ガラスソルダーのアルミナへの濡れ性を改善
する方法としては、上記の主成分の他に、Ｙ2Ｏ3、Ｂi2
Ｏ3またはＰbＯを添加する。但しこれらを多量に添加す
ると、ガラス転位点及び軟化点の低下を招き、高温での
耐久性に問題が生じるので、これらの添加割合は５mol%
以下とするのが好ましい。
【００１２】以下の表は、Ａl2Ｏ3、ＣaＯ及びＳiＯ2の
mol%と熱膨張係数、ガラス転位点（Ｔg）及び軟化点
（Ｔs）との関係についての実験結果を示すものであ
り、実験は各試料を所定量秤量して、エタノール等の有
機溶媒を用いて湿式混合し、白金坩堝に充填し、次いで
電気炉にて１６００〜１６５０℃に加熱して３０〜１２
０分間溶融処理を行なった後に急冷することによりガラ
スを得る。そして、得られたガラスを所定形状に切断・
研削加工したものについて、熱膨張係数等を測定した。
mol%と熱膨張係数、ガラス転位点（Ｔg）及び軟化点
（Ｔs）との関係についての実験結果を示すものであ
り、実験は各試料を所定量秤量して、エタノール等の有
機溶媒を用いて湿式混合し、白金坩堝に充填し、次いで
電気炉にて１６００〜１６５０℃に加熱して３０〜１２
０分間溶融処理を行なった後に急冷することによりガラ
スを得る。そして、得られたガラスを所定形状に切断・
研削加工したものについて、熱膨張係数等を測定した。
【００１３】
【表１】
【００１４】表からも明らかなように、Ａl2Ｏ3；３０
〜４５mol%、ＣaＯ；４５〜６０mol%、ＳiＯ2；０〜１
５mol%の組成のガラスソルダーは、図２に示すように約
５００℃においてその熱膨張係数がアルミナとほぼ等し
くなり、安定放電温度以下（５００℃以下）ではその熱
膨張係数はＷ系材料の熱膨張係数とアルミナの熱膨張係
数の間にあり、安定点灯温度（５００〜８００℃）では
その熱膨張係数はアルミナの熱膨張係数よりも大きくな
ることが分る。
〜４５mol%、ＣaＯ；４５〜６０mol%、ＳiＯ2；０〜１
５mol%の組成のガラスソルダーは、図２に示すように約
５００℃においてその熱膨張係数がアルミナとほぼ等し
くなり、安定放電温度以下（５００℃以下）ではその熱
膨張係数はＷ系材料の熱膨張係数とアルミナの熱膨張係
数の間にあり、安定点灯温度（５００〜８００℃）では
その熱膨張係数はアルミナの熱膨張係数よりも大きくな
ることが分る。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、金
属蒸気放電灯の封着部に用いるガラスソルダーをＡl2Ｏ
3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分として構成し、且つこれら
成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点灯温度以下ではそ
の熱膨張係数が電極棒を構成するＷ系材料の熱膨張係数
とバルブを構成する透光性アルミナの熱膨張係数の間に
あり、金属蒸気放電灯の安定点灯温度ではその熱膨張係
数が透光性アルミナの熱膨張係数よりも大きくなるよう
にしたので、金属蒸気放電灯の安定点灯温度で封着ガラ
スに圧縮応力が作用し、バルブの密封を確実に行なえ、
ハロゲン蒸気が洩れたり封着ガラスと接触して腐食する
ことがない。また、ガラス転位点及び軟化点が上昇し、
高温での耐久性が向上する
属蒸気放電灯の封着部に用いるガラスソルダーをＡl2Ｏ
3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分として構成し、且つこれら
成分の割合を金属蒸気放電灯の安定点灯温度以下ではそ
の熱膨張係数が電極棒を構成するＷ系材料の熱膨張係数
とバルブを構成する透光性アルミナの熱膨張係数の間に
あり、金属蒸気放電灯の安定点灯温度ではその熱膨張係
数が透光性アルミナの熱膨張係数よりも大きくなるよう
にしたので、金属蒸気放電灯の安定点灯温度で封着ガラ
スに圧縮応力が作用し、バルブの密封を確実に行なえ、
ハロゲン蒸気が洩れたり封着ガラスと接触して腐食する
ことがない。また、ガラス転位点及び軟化点が上昇し、
高温での耐久性が向上する
【図１】本発明に係る封止構造を適用した金属蒸気放電
灯の要部断面図
灯の要部断面図
【図２】温度と熱膨張係数との関係を示すグラフ
１…バルブ、２…開口部、３…電極棒、４…キャップ、
５…封着ガラス。
５…封着ガラス。
Claims (3)
- 【請求項１】 電極棒が貫通するキャップを透光性アル
ミナ材料からなるバルブの開口部に装着するとともに、
当該開口部をガラスソルダーにて封着した金属蒸気放電
灯の封止部構造において、前記電極棒はＷ（タングステ
ン）系材料からなり、また前記ガラスソルダーはＡl2Ｏ
3、ＣaＯ及びＳiＯ2を主成分とし、且つこれら成分の割
合を金属蒸気放電灯の安定点灯温度以下ではその熱膨張
係数が電極棒を構成するＷ系材料の熱膨張係数とバルブ
を構成する透光性アルミナの熱膨張係数の間にあり、金
属蒸気放電灯の安定点灯温度ではその熱膨張係数が透光
性アルミナの熱膨張係数よりも大きくなるようにしたこ
とを特徴とする金属蒸気放電灯の封止部構造。 - 【請求項２】 前記ガラスソルダーは、Ａl2Ｏ3が３０
〜４５mol%、ＣaＯが４５〜６０mol%、ＳiＯ2が１５mol
%以下であることを特徴とする請求項１に記載の金属蒸
気放電灯の封止部構造。 - 【請求項３】 前記ガラスソルダーは、５mol%以下の割
合でＹ2Ｏ3、Ｂi2Ｏ3及びＰbＯの少なくとも一種を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の金属蒸気放電灯の封
止部構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20025892A JPH0620653A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 金属蒸気放電灯の封止部構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20025892A JPH0620653A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 金属蒸気放電灯の封止部構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620653A true JPH0620653A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16421376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20025892A Pending JPH0620653A (ja) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | 金属蒸気放電灯の封止部構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620653A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7038386B2 (en) | 2002-05-28 | 2006-05-02 | Nec Corporation | High-pressure discharge lamp and fabrication method of the same |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP20025892A patent/JPH0620653A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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