JPH0912335A - 低融点ガラスおよびそれを用いたランプシール - Google Patents

低融点ガラスおよびそれを用いたランプシール

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JPH0912335A
JPH0912335A JP18340195A JP18340195A JPH0912335A JP H0912335 A JPH0912335 A JP H0912335A JP 18340195 A JP18340195 A JP 18340195A JP 18340195 A JP18340195 A JP 18340195A JP H0912335 A JPH0912335 A JP H0912335A
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
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    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 350℃において溶融状態となり、500℃
を越える高温状態でも気密性を保持できるガラスシール
を提供すること。 【構成】 質量百分率で、Sb2 3 55〜85%,B
2 3 5〜30%,Tl2 3 1〜18%からなる組成
を有する低融点ガラスを、容器内から気密シール部を介
して容器外へ導出されるリード線と前記気密シール部よ
り外方の容器壁との間隙に充填したもの。リード線の大
気接触を防ぎ、酸化によるリード線の導電不良を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低融点ガラスに関する
ものであり、特にランプリード線の保護用に適したガラ
スに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ハロゲンランプ等のように点灯
時に高温となるランプの外囲器は、耐熱性、透光性に優
れる点で石英ガラスまたは高珪酸ガラスが用いられてい
る。そして、ランプフィラメントに電力を供給するため
のリード線は、前記外囲器の端部をピンチシールしてラ
ンプ容器の気密を保って容器外に導出される。このリー
ド線は、端子部を他の電極と接続する必要から比較的太
いロッド状の部材から構成されるが、ピンチシール部で
はシールを容易にし気密性を確保するためおよびガラス
外囲器とリード線との熱膨脹係数差からガラスに不要な
応力を発生させないために薄い箔状に形成される。これ
によってピンチシール部での気密封止が可能となるが、
その外側のロッド状のリード線とガラス容器とは完全に
は密接しない。
【0003】一方、リード線材料として広く使用されて
いるモリブデンは、酸素雰囲気中で、350℃から酸化
が始まり、500℃を超えると急激に酸化が進む。この
ため、点灯状態のランプリードでは、ピンチシール部外
側のロッド状のリード線とガラス容器との間隙から前記
薄い箔状のリード線端部が大気と接触し、酸化反応を起
こして導電不良をまねき、ランプ寿命を低下させてい
た。
【0004】そこで、薄い箔状のリード線端部を大気に
晒さないようにするため、特開昭60-161353 号公報記載
のように、ピンチシール部外側のロッド状のリード線と
ガラス容器との間隙にソルダーガラスを充填する方法が
考えられた。
【0005】ここで用いられているソルダーガラスの特
徴は、ランプ点灯時に350℃を越える温度で軟化して
前記間隙を塞ぎ、モリブデンの酸化を防止するとともに
石英ガラスまたは高珪酸ガラス製の容器とソルダーガラ
スとの熱膨脹係数差による応力発生をそれ自体の軟化に
より解消してしまうことである。
【0006】したがって、この種の用途に使用するソル
ダーガラスとしては、少なくともモリブデンの酸化が始
まる350℃で軟化するガラスでなければならない。適
用可能なガラスとしては、上記特開昭60-161353 号公報
記載のSb2 3 −B2 3−PbO系ガラス、米国特
許 4492814号記載のSb2 3 −B2 3 −Bi2 3
系ガラス等が知られている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記Sb2 3 −B2
3 −PbO系ガラスを使用した場合、350℃で溶融
状態となって薄い箔状のリード線端部の大気との接触は
防止されるものの、ガラス中の硼酸鉛がモリブデンを浸
食し劣化させてしまう問題がある。
【0008】また、上記Sb2 3 −B2 3 −Bi2
3 系ガラスでは、モリブデン浸食の問題も生じない
が、この系のガラスは濡れ性がわるく、500℃を越え
る高温域で軟化したガラスがシール部から浮き上がり、
密封状態を保てなくなることがあり、信頼性に欠けるも
のであった。
【0009】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたものであり、350℃において溶融状態となり、か
つ比較的低温で軟らかく500℃を越える高温状態でも
ある程度の粘性を保ってシール部を濡らすことのできる
ガラスシールを提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、質量百分率
で、Sb2 3 55〜85%,B2 3 5〜30%,T
2 3 1〜18%からなる組成を有する低融点ガラス
である。
【0011】好ましくは、質量百分率で、Sb2 3
0〜80%,B2 3 5〜25%,Tl2 3 1〜15
%からなる組成を有する低融点ガラスである。
【0012】また、本発明は、石英ガラスまたは高珪酸
ガラスからなる容器内から気密シール部を介して容器外
へ導出されるリード線と前記気密シール部より外方の容
器壁との間隙に質量百分率で、Sb2 3 60〜80
%,B2 3 5〜25%,Tl2 3 1〜15%からな
る組成を有する低融点ガラスが充填されていることを特
徴とする電気器具用シールである。
【0013】
【作用】本発明は、上記組成を選択して組み合わせるこ
とにより、所期の目的を達成することができる。まず、
本発明の低融点ガラスを構成する組成を上記範囲に限定
した理由について説明する。
【0014】Sb2 3 は本発明のガラスを形成する主
成分であるが、55%未満では軟化する温度が高くな
り、熱膨脹係数が大きくなって石英ガラスとの気密封着
に支障をきたす。また85%を越えると失透するので好
ましくない。軟化する温度を低く保ち、失透させないた
めには60〜80%とすることが好ましい。
【0015】B2 3 はガラスの熱膨脹係数を大きくす
ることなく溶融性を良好にするが、5%未満ではその効
果がなく失透物が発生するようになり、30%を越える
と低融性が失われるとともに化学的耐久性が低下して長
期間の使用においてガラスが劣化しやすくなる。好まし
くは5〜25%,より好ましくは下限を10%以上とす
る。
【0016】Tl2 3 はガラスの溶融性を改善し、熱
膨脹係数を調整する作用があるが、1%未満では溶融性
が改善されず、18%を越えると熱膨脹係数が増大する
とともに500℃を越える温度域で粘性が低くなり過ぎ
シールを維持し難くなる。高温での封止信頼性を重視す
る場合には上限を15%まで、より好ましくは10%ま
でとする。
【0017】以上の組成からなるガラスを容器内から気
密(ピンチ)シール部を介して容器外へ導出されるリー
ド線と前記気密シール部より外方の容器壁との間隙に充
填することにより、器具の温度上昇とともに300℃前
後でガラスは転移温度となり、350℃でほぼ溶融状態
となって上記間隙を隙間なく満たし、ピンチシール部の
リード線の外気との接触を効果的に遮断する。またガラ
スとリード線との反応も生じない。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1はタングステンハロゲンランプを模式
的に示した正面図である。石英ガラス管の一端を溶融封
止した石英ガラスバルブ1内にタングステンフィラメン
ト2(以下フィラメント2と略称する)が保持され、フ
ィラメント2の両端がそれぞれモリブデン製のリード線
3に接続されている。リード線3は石英ガラスバルブ1
内でフィラメント2に接続される内端部3aと、石英ガ
ラスバルブ1の外側に突出して端子となる外端部3c
と、その中間で薄い箔状に形成された箔状中間部3bと
からなり、箔状中間部3bで石英ガラスバルブ1が圧潰
封止されたピンチシールを構成している。
【0019】このようなランプのシール部では、箔状中
間部3bと圧潰された石英ガラスバルブ1とは完全に密
接して気密封止が完成するが、リード線3の外端部3c
には石英ガラスバルブ1が密接することができず、外端
部3cと石英ガラスバルブ1との間に僅かな間隙4が残
される。この間隙4に低融点ガラス5を充填する。
【0020】本発明で使用する低融点ガラスの実施例を
表1に示す。なお、表1における組成は質量百分率で、
熱膨張率は×10-7/℃で、転移温度および屈伏温度は
℃で示してある。表1に示す組成となるようにそれぞれ
原料を調合し、白金るつぼに収容して電気炉で1000
℃に加熱し、完全に均質になるまで2時間溶融した。そ
の後、炉内から取り出して自然冷却させ、得られたガラ
スを再溶融して細いロッド状に成形した。このロッド状
ガラスの先端を前記タングステンハロゲンランプのリー
ド線3外端部3cにあててバーナで加熱し、溶融したガ
ラスを間隙4に流し込んでシールを完成させた。
【0021】
【表1】
【0022】以上のようにして作成したタングステンハ
ロゲンランプについて、点灯過負荷試験を実施した。使
用したランプは、100V,350Wのものであり、電
極端子にリード線3を差し込んでランプを立てた状態で
点灯し、シール部の温度を測定するとともにその状態変
化を観察した。点灯後、シール部の温度は次第に上昇
し、シール部に充填された低融点ガラスの屈伏点に相当
する330℃前後から低融点ガラスに変化が現れ、35
0℃においてすべてのサンプルが軟化して融液状になっ
ているのが確認された。さらにシール部の温度が500
℃を超え、600℃に至っても本実施例のガラスは、溶
融状態のまま間隙4から流出することなく密封状態が保
たれており、断線によって消灯するまでの平均連続点灯
時間は、85時間であった。
【0023】ちなみにSb2 3 67%,B2 3 25
%,Bi2 3 8%からなるガラスを用いて同様の点灯
試験を行ったところ、350℃で溶融状態となり、実施
例のサンプルとほぼ同様の経過を示したが、平均連続点
灯時間は68時間であった。消灯したランプを調べたと
ころ、リード線に沿って僅かにガラスの漏出があり、リ
ード線3外端部3cとの境界付近の箔状中間部3bに破
断が認められた。
【0024】以上の結果から、本実施例のガラスは、5
00℃以上の高温においても間隙から流れ出さない適度
な粘性を有し、350℃以上で溶融状態となって気密シ
ールを保持できるランプリードのシールとして好適な特
性を有することがわかる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス
は、350℃において溶融状態となり、かつ500℃を
越える高温状態でもある程度の粘性を保ってシール部を
濡らすことができるランプリード線の保護用に適したも
のである。
【0026】また、本発明のランプシールは、上記ガラ
スを使用することによって高温状態となってもシール部
の気密性が保たれるため、リード線の箔状部が大気に晒
されることがなく、酸化が防止される。この結果、リー
ド線が破断しにくくなり、ランプの信頼性が向上しかつ
ランプ寿命を延ばすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を使用したタングステンハロゲンランプ
を模式的に示した正面図である。
【符号の説明】
1 石英ガラスバルブ 2 タングステンフィラメント 3 リード線 4 間隙 5 低融点ガラス

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 質量百分率で、Sb2 3 55〜85
    %,B2 3 5〜30%,Tl2 3 1〜18%からな
    る組成を有する低融点ガラス。
  2. 【請求項2】 質量百分率で、Sb2 3 60〜80
    %,B2 3 5〜25%,Tl2 3 1〜15%からな
    る組成を有する低融点ガラス。
  3. 【請求項3】 石英ガラスまたは高珪酸ガラスからなる
    容器内から気密シール部を介して容器外へ導出される前
    記気密シール部に対応する中間部分に箔状部を有するリ
    ード線と前記気密シール部より外方の容器壁との間隙に
    質量百分率で、Sb2 3 60〜80%,B2 3 5〜
    25%,Tl2 3 1〜15%からなる組成を有する低
    融点ガラスが充填されていることを特徴とするランプシ
    ール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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