JPH087837A - 金属蒸気放電ランプ - Google Patents
金属蒸気放電ランプInfo
- Publication number
- JPH087837A JPH087837A JP16336594A JP16336594A JPH087837A JP H087837 A JPH087837 A JP H087837A JP 16336594 A JP16336594 A JP 16336594A JP 16336594 A JP16336594 A JP 16336594A JP H087837 A JPH087837 A JP H087837A
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- Japan
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- tube
- arc
- cap
- glass frit
- electrode
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- Pending
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、単結晶アルミナ管よりなる短アー
ク型ランプにおける始動特性が良好で、かつ発光管の管
壁黒化がなく、長寿命である金属蒸気放電ランプを提供
することを目的とする。 【構成】 単結晶アルミナ管の両端にガラスフリットを
介して電極と外部リードを埋設した導電性サーメットキ
ャップの内端面に形成された電極長より短い円筒状のセ
ラミック成形体の中央部を貫通して埋設して構成する。
ク型ランプにおける始動特性が良好で、かつ発光管の管
壁黒化がなく、長寿命である金属蒸気放電ランプを提供
することを目的とする。 【構成】 単結晶アルミナ管の両端にガラスフリットを
介して電極と外部リードを埋設した導電性サーメットキ
ャップの内端面に形成された電極長より短い円筒状のセ
ラミック成形体の中央部を貫通して埋設して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光管として単結晶ア
ルミナ管を用いた金属蒸気放電ランプに関し、特にその
発光管両端の電極部の改良に関する。
ルミナ管を用いた金属蒸気放電ランプに関し、特にその
発光管両端の電極部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】石英製発光管に代えて石英よりも耐熱性
が高く、化学的安定性に優れかつ耐圧性が優れた透光性
セラミック管をメタルハライドランプの発光管として用
いることが特開昭５２−７１６９５号等として提案され
ている。図３はその一例を示し、同図において２１はセ
ラミック製発光管であり、直管状パイプの両端にアルミ
ナとタングステン金属よりなる導電性サーメットよりな
る端キャップ２２を封着剤であるガラスフリット２３を
介して気密に封止しており、又、端キャップ２２の管内
中央部には先端にタングステンコイル２４を有する電極
心棒２５が、かつ外側にはリード棒２６が埋設固定され
ている。そして、管内には水銀、希ガスと共に金属ハロ
ゲン化物が封入されている。又、特開昭６３−２５７１
７９号には前記と同様な発光管において、両電極間のア
ーク長、管壁負荷あるいは管内径について、ランプの発
光特性及び動作電圧が最適な設計値となるような範囲が
開示されている。
が高く、化学的安定性に優れかつ耐圧性が優れた透光性
セラミック管をメタルハライドランプの発光管として用
いることが特開昭５２−７１６９５号等として提案され
ている。図３はその一例を示し、同図において２１はセ
ラミック製発光管であり、直管状パイプの両端にアルミ
ナとタングステン金属よりなる導電性サーメットよりな
る端キャップ２２を封着剤であるガラスフリット２３を
介して気密に封止しており、又、端キャップ２２の管内
中央部には先端にタングステンコイル２４を有する電極
心棒２５が、かつ外側にはリード棒２６が埋設固定され
ている。そして、管内には水銀、希ガスと共に金属ハロ
ゲン化物が封入されている。又、特開昭６３−２５７１
７９号には前記と同様な発光管において、両電極間のア
ーク長、管壁負荷あるいは管内径について、ランプの発
光特性及び動作電圧が最適な設計値となるような範囲が
開示されている。
【０００３】このような発光管を設計する場合、端部封
止構造及び封止方法とからセラミック管長や管径に制約
が生じる。そこで、図３に示す発光管の封止方法を説明
すると、予めセラミック管の一端開口部をガラスフリッ
トを介して導電性サーメットキャップで封止した発光管
内に添加物を入れ、希ガス雰囲気中で他端開口部を同じ
くキャップで封止する方法が行なわれる。最後の封止で
はガラスフリット成形体を加熱する際、加熱前に封入し
てある水銀や添加物が飛散するのを防止するため添加物
が滞留している他端を冷却する。この冷却は被加熱部の
ガラスフリットが溶融し、固化が完了するまで維持しな
ければならない。しかし、加熱部と冷却部が近い、すな
わち発光長が短いと冷却されるべき水銀が加熱部の熱に
より温度上昇し飛散してしまう。又、被加熱部の大きさ
は大きい程加熱しずらく、やはり発光管径が制約され
る。
止構造及び封止方法とからセラミック管長や管径に制約
が生じる。そこで、図３に示す発光管の封止方法を説明
すると、予めセラミック管の一端開口部をガラスフリッ
トを介して導電性サーメットキャップで封止した発光管
内に添加物を入れ、希ガス雰囲気中で他端開口部を同じ
くキャップで封止する方法が行なわれる。最後の封止で
はガラスフリット成形体を加熱する際、加熱前に封入し
てある水銀や添加物が飛散するのを防止するため添加物
が滞留している他端を冷却する。この冷却は被加熱部の
ガラスフリットが溶融し、固化が完了するまで維持しな
ければならない。しかし、加熱部と冷却部が近い、すな
わち発光長が短いと冷却されるべき水銀が加熱部の熱に
より温度上昇し飛散してしまう。又、被加熱部の大きさ
は大きい程加熱しずらく、やはり発光管径が制約され
る。
【０００４】一方、前記ランプを一般照明用でなく、発
光管の両電極間のアークの発光強度密度や発光管の輝度
が重要となる光学用ランプの場合、発光管を直線透過率
が小さい透光性セラミック管に代えて直線透過率が大き
い単結晶アルミナ管を用いて発光管の輝度を上げ、かつ
アーク放電の発光密度を大きくする短アーク長ランプと
して有用である。
光管の両電極間のアークの発光強度密度や発光管の輝度
が重要となる光学用ランプの場合、発光管を直線透過率
が小さい透光性セラミック管に代えて直線透過率が大き
い単結晶アルミナ管を用いて発光管の輝度を上げ、かつ
アーク放電の発光密度を大きくする短アーク長ランプと
して有用である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】単結晶アルミナ管の両
端をガラスフリットを介して導電性サーメットキャップ
で気密封止する場合、ガラスフリット溶融固化後の特性
である気密性や耐ハロゲン性を高めるためには、加熱昇
温速度や降温速度が重要となる。又、単結晶アルミナ管
と導電性サーメットキャップとがガラスフリット成分と
化学的に反応して接着されるのに、単結晶アルミナ管と
導電性サーメットキャップ双方の温度も上昇させなけれ
ばならない。
端をガラスフリットを介して導電性サーメットキャップ
で気密封止する場合、ガラスフリット溶融固化後の特性
である気密性や耐ハロゲン性を高めるためには、加熱昇
温速度や降温速度が重要となる。又、単結晶アルミナ管
と導電性サーメットキャップとがガラスフリット成分と
化学的に反応して接着されるのに、単結晶アルミナ管と
導電性サーメットキャップ双方の温度も上昇させなけれ
ばならない。
【０００６】単結晶アルミナ管の一端を導電性サーメッ
トキャップで気密に閉塞し、アルミナ管内に水銀や金属
ハロゲン化物を封入後、他端を導電性サーメットキャッ
プで閉塞するには、最初に閉塞した封入物が滞留してい
る部位を冷却しなければならない。しかし、２回目のシ
ール加熱時には他端を冷却しているために、被加熱部の
温度が上昇しにくく、所定の昇温速度で加熱するために
は冷却部に対して加熱部の距離が大きいほど温度上昇が
行なわれやすい。このため、良好な封止を行なうために
は短アーク長であるにもかかわらず、発光管全長は長く
ならざるを得ない。
トキャップで気密に閉塞し、アルミナ管内に水銀や金属
ハロゲン化物を封入後、他端を導電性サーメットキャッ
プで閉塞するには、最初に閉塞した封入物が滞留してい
る部位を冷却しなければならない。しかし、２回目のシ
ール加熱時には他端を冷却しているために、被加熱部の
温度が上昇しにくく、所定の昇温速度で加熱するために
は冷却部に対して加熱部の距離が大きいほど温度上昇が
行なわれやすい。このため、良好な封止を行なうために
は短アーク長であるにもかかわらず、発光管全長は長く
ならざるを得ない。
【０００７】一方、発光管の始動は対向する電極間でア
ルゴンと水銀との放電からグロー放電、アーク放電へと
移行する。グロー放電からアーク放電へは電極先端が熱
電子が放出されるまで、温度上昇しなければならない。
しかし、前記封止方法から発光管長を無制限に短縮でき
ないので、短アーク長ランプでは導電性サーメットキャ
ップに埋設した電極長を長くしなければならない。この
ため、前記グロー放電において電極先端間でグロー放電
が発生せず電極心棒の中間や付け根近傍からグロー放電
が起こり、電極先端の温度が上昇せずアーク放電に移行
できないという問題がある。又、この際のグロー放電に
より電極物質のタングステンがスパッタリングされ、発
光管が黒化してしまう。
ルゴンと水銀との放電からグロー放電、アーク放電へと
移行する。グロー放電からアーク放電へは電極先端が熱
電子が放出されるまで、温度上昇しなければならない。
しかし、前記封止方法から発光管長を無制限に短縮でき
ないので、短アーク長ランプでは導電性サーメットキャ
ップに埋設した電極長を長くしなければならない。この
ため、前記グロー放電において電極先端間でグロー放電
が発生せず電極心棒の中間や付け根近傍からグロー放電
が起こり、電極先端の温度が上昇せずアーク放電に移行
できないという問題がある。又、この際のグロー放電に
より電極物質のタングステンがスパッタリングされ、発
光管が黒化してしまう。
【０００８】本発明は前記に鑑みてなされたもので、単
結晶アルミナ管よりなる短アーク形ランプにおける始動
特性が良好で、かつ発光管の管壁黒化がなく、長寿命で
ある金属蒸気放電ランプを提供することを目的とする。
結晶アルミナ管よりなる短アーク形ランプにおける始動
特性が良好で、かつ発光管の管壁黒化がなく、長寿命で
ある金属蒸気放電ランプを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、単結晶アルミ
ナ管の両端にガラスフリットを介して電極心棒と外部リ
ードを埋設した導電性サーメットキャップを封着し、内
部にイオン化可能なガスを封入してなり、前記電極心棒
は導電性サーメットキャップの内端面に形成された、電
極心棒長より短い円筒状のセラミック成形体の中央部を
貫通して埋設してなる。
ナ管の両端にガラスフリットを介して電極心棒と外部リ
ードを埋設した導電性サーメットキャップを封着し、内
部にイオン化可能なガスを封入してなり、前記電極心棒
は導電性サーメットキャップの内端面に形成された、電
極心棒長より短い円筒状のセラミック成形体の中央部を
貫通して埋設してなる。
【００１０】
【作用】本発明は、発光管始動時のグロー放電が電極先
端部から発生し、該先端部の温度上昇が速くなりアーク
放電への移行時間が短縮される。又、電極物質のスパッ
タリングが減少し、管壁黒化が低減される。
端部から発生し、該先端部の温度上昇が速くなりアーク
放電への移行時間が短縮される。又、電極物質のスパッ
タリングが減少し、管壁黒化が低減される。
【００１１】
【実施例】本発明に係わる実施例であるメタルハライド
ランプについて図１に基づき説明する。単結晶アルミナ
管１の両端部に凸状のアルミナ−タングステンよりなる
導電性サーメットキャップ２が封着剤であるガラスフリ
ット３を介して気密に封着されている。又、キャップ２
の管内中央部にはタングステンよりなる電極心棒４が埋
設されている。更に、キャップ２の管内の露出した表面
にはアルミナ層５が１mm以下の厚さで被着され、かつそ
の上に発光管外径の約半分の直径をもつ円筒状のアルミ
ナ成形体６が一体的に焼結してあり、かつ電極心棒４も
該成形体６の中央に貫通され一体的に埋設してある。な
お、７は金属ハロゲン化物の余剰添加物を示す。ここ
で、電極心棒４は前記成形体６のキャップ内面への突出
長より約２mm長く、突出している。
ランプについて図１に基づき説明する。単結晶アルミナ
管１の両端部に凸状のアルミナ−タングステンよりなる
導電性サーメットキャップ２が封着剤であるガラスフリ
ット３を介して気密に封着されている。又、キャップ２
の管内中央部にはタングステンよりなる電極心棒４が埋
設されている。更に、キャップ２の管内の露出した表面
にはアルミナ層５が１mm以下の厚さで被着され、かつそ
の上に発光管外径の約半分の直径をもつ円筒状のアルミ
ナ成形体６が一体的に焼結してあり、かつ電極心棒４も
該成形体６の中央に貫通され一体的に埋設してある。な
お、７は金属ハロゲン化物の余剰添加物を示す。ここ
で、電極心棒４は前記成形体６のキャップ内面への突出
長より約２mm長く、突出している。
【００１２】前記電極心棒４を先端部を除いて、絶縁体
であるアルミナ成形体６で覆うのはキャップ内面より突
出した電極心棒の長さがアーク長に比べて長いためであ
り、長くしなければならないのは、発光管両端の封止方
法に起因する。そこで、この封止方法を図２に基づき説
明する。まず、単結晶アルミナ管１の一端開口部を、ガ
ラスフリット２ａを介してアルミナ成形体６ａが一体的
に焼結された導電性サーメットキャップ３ａで封止す
る。次に、水冷した金属製ホルダー１１に前記封止部を
下にして設置し、他端開口部より水銀、金属ハロゲン化
物等の添加物を封入し、同開口部の端面にリング状のガ
ラスフリット２ｂを挟んで、アルミナ成形体６ｂが一体
的に焼結されたキャップ３ｂをアルミナ管内に挿入する
ようにして置く。そして、パイプ状の金属製ヒータ１２
が端部外周に配置される。このヒータ１２の下端Ａ−Ａ
はアルミナ管１の上端からシールされるべきＢ−Ｂの２
倍の長さの位置に配置される。又、ヒータ１２とアルミ
ナ管１の外面からの距離は６mmである。このヒータ設置
条件で高周波加熱によりヒータを約１分で１５００℃ま
で加熱し、この放射熱により前記アルミナ管１とガラス
フリット２ｂとキャップ３ｂとは１４５０℃まで加熱さ
れる。
であるアルミナ成形体６で覆うのはキャップ内面より突
出した電極心棒の長さがアーク長に比べて長いためであ
り、長くしなければならないのは、発光管両端の封止方
法に起因する。そこで、この封止方法を図２に基づき説
明する。まず、単結晶アルミナ管１の一端開口部を、ガ
ラスフリット２ａを介してアルミナ成形体６ａが一体的
に焼結された導電性サーメットキャップ３ａで封止す
る。次に、水冷した金属製ホルダー１１に前記封止部を
下にして設置し、他端開口部より水銀、金属ハロゲン化
物等の添加物を封入し、同開口部の端面にリング状のガ
ラスフリット２ｂを挟んで、アルミナ成形体６ｂが一体
的に焼結されたキャップ３ｂをアルミナ管内に挿入する
ようにして置く。そして、パイプ状の金属製ヒータ１２
が端部外周に配置される。このヒータ１２の下端Ａ−Ａ
はアルミナ管１の上端からシールされるべきＢ−Ｂの２
倍の長さの位置に配置される。又、ヒータ１２とアルミ
ナ管１の外面からの距離は６mmである。このヒータ設置
条件で高周波加熱によりヒータを約１分で１５００℃ま
で加熱し、この放射熱により前記アルミナ管１とガラス
フリット２ｂとキャップ３ｂとは１４５０℃まで加熱さ
れる。
【００１３】ここで、アルミナ管の冷却側端面と加熱側
端面との距離が２０mm以下であると、ガラスフリットは
溶融するが、その後加熱部の熱が伝導し、添加物である
水銀が蒸発し発光管内の圧力が上昇し、溶融したガラス
フリットはアルミナ管とキャップとの隙間に流入するこ
とができず、気密に封止できないことが確認された。
又、冷却部の温度をより下げれば、水銀の蒸発は防止で
きると考えられるが、被加熱部の温度上昇が遅くなり、
ガラスフリットが溶融しずらくなる。このように、単結
晶アルミナ管の長さは２０mm必要であり、キャップのシ
ール長を２．５mm、アーク長を３mmとすれば、導電性サ
ーメットキャップより突き出した電極長は６mm必要とな
る。
端面との距離が２０mm以下であると、ガラスフリットは
溶融するが、その後加熱部の熱が伝導し、添加物である
水銀が蒸発し発光管内の圧力が上昇し、溶融したガラス
フリットはアルミナ管とキャップとの隙間に流入するこ
とができず、気密に封止できないことが確認された。
又、冷却部の温度をより下げれば、水銀の蒸発は防止で
きると考えられるが、被加熱部の温度上昇が遅くなり、
ガラスフリットが溶融しずらくなる。このように、単結
晶アルミナ管の長さは２０mm必要であり、キャップのシ
ール長を２．５mm、アーク長を３mmとすれば、導電性サ
ーメットキャップより突き出した電極長は６mm必要とな
る。
【００１４】発光管内部のキャップより突き出した電極
が６mm、アーク長が３mmの発光管において、前記電極心
棒を覆ったセラミック成形体がある場合とない場合を比
較すると、始動時に１３ＫＶ，６０PPSのパルスと無負
荷電圧２８０Ｖの電源を用いてグロー放電開始からアー
ク放電移行までの時間はセラミック成形体がない場合３
分程度要したが、セラミック成形体を設ければ、約１０
秒に短縮され、電極のグロー放電のスパッタリングによ
るアルミナ管内面の黒化が防止できた。
が６mm、アーク長が３mmの発光管において、前記電極心
棒を覆ったセラミック成形体がある場合とない場合を比
較すると、始動時に１３ＫＶ，６０PPSのパルスと無負
荷電圧２８０Ｖの電源を用いてグロー放電開始からアー
ク放電移行までの時間はセラミック成形体がない場合３
分程度要したが、セラミック成形体を設ければ、約１０
秒に短縮され、電極のグロー放電のスパッタリングによ
るアルミナ管内面の黒化が防止できた。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明に係わる金属蒸気
放電ランプは、単結晶アルミナ管よりなる短アーク形の
光学用ランプとして最適で、ランプの始動が良好で、該
始動に際し電極物質のスパッタリング等による黒化が生
じる恐れがなく、長寿命である等の利点がある。
放電ランプは、単結晶アルミナ管よりなる短アーク形の
光学用ランプとして最適で、ランプの始動が良好で、該
始動に際し電極物質のスパッタリング等による黒化が生
じる恐れがなく、長寿命である等の利点がある。
【図１】本発明に係わる金属蒸気放電ランプの実施例を
示す側面図。
示す側面図。
【図２】同じく、ランプ製造工程を示す説明図。
【図３】従来の放電ランプ示す側面図。
１ 単結晶アルミナ管 ２ 導電性サーメットキャップ ３ ガラスフリット ４ 電極心棒 ５ アルミナ層 ６ アルミナ成形体 ７ 添加物 １１ 単結晶アルミナ管 １２ ガラスフリット １３ 導電性サーメットキャップ １４ 金属製ホルダー １５ 添加物 １６ リング状ガラスフリット １７ 導電性サーメットキャップ １８ ヒータ
Claims (1)
- 【請求項１】単結晶アルミナ管の両端に、ガラスフリッ
トを介して電極心棒と外部リードを埋設した導電性サー
メットキャップを封着し、内部にイオン化可能なガスを
封入してなり、前記電極心棒は導電性サーメットキャッ
プの内端面に形成され、電極心棒長より短い円筒状のセ
ラミック成形体の中央部を貫通して埋設してなる金属蒸
気放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16336594A JPH087837A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 金属蒸気放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16336594A JPH087837A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 金属蒸気放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH087837A true JPH087837A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=15772504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16336594A Pending JPH087837A (ja) | 1994-06-23 | 1994-06-23 | 金属蒸気放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH087837A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109103068A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-28 | 贵州宇光鸿宇电气照明科技有限公司 | 一种用于陶瓷金卤灯的电极组件 |
-
1994
- 1994-06-23 JP JP16336594A patent/JPH087837A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109103068A (zh) * | 2018-09-29 | 2018-12-28 | 贵州宇光鸿宇电气照明科技有限公司 | 一种用于陶瓷金卤灯的电极组件 |
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