JPH09265944A - 金属蒸気放電灯 - Google Patents
金属蒸気放電灯Info
- Publication number
- JPH09265944A JPH09265944A JP10321796A JP10321796A JPH09265944A JP H09265944 A JPH09265944 A JP H09265944A JP 10321796 A JP10321796 A JP 10321796A JP 10321796 A JP10321796 A JP 10321796A JP H09265944 A JPH09265944 A JP H09265944A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- arc tube
- tube
- introducing body
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
- Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、放電灯の始動時に発光管内に露出
した電極よりも仕事関数の小さな電流導入体で生じる放
電に起因する電極物質の発光管内面への飛散を防止し、
発光管の発光効率の低下を防止することにより、寿命特
性等のランプ特性が良好な金属蒸気放電灯を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 セラミック管の少なくとも一端を導電性
のプラグで閉塞し、該プラグに耐ハロゲン性を有する電
流導入体を気密に貫通してセラミック管内に延在させ、
電極に接続し、内部に少なくとも金属ハロゲン化物を封
入してなる発光管を用い、前記電流導入体は再結晶抑制
剤を含有しかつ電流導入体が耐ハロゲン性を有し、再結
晶抑制剤を含んでいない金属で被覆されていることを特
徴とする。
した電極よりも仕事関数の小さな電流導入体で生じる放
電に起因する電極物質の発光管内面への飛散を防止し、
発光管の発光効率の低下を防止することにより、寿命特
性等のランプ特性が良好な金属蒸気放電灯を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 セラミック管の少なくとも一端を導電性
のプラグで閉塞し、該プラグに耐ハロゲン性を有する電
流導入体を気密に貫通してセラミック管内に延在させ、
電極に接続し、内部に少なくとも金属ハロゲン化物を封
入してなる発光管を用い、前記電流導入体は再結晶抑制
剤を含有しかつ電流導入体が耐ハロゲン性を有し、再結
晶抑制剤を含んでいない金属で被覆されていることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は金属蒸気放電灯に関
し、セラミック製の発光管を用いた放電灯の改良に関す
る。
し、セラミック製の発光管を用いた放電灯の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】透光性セラミック管とその両端をセラミ
ック製プラグにより閉塞し、管内部の電極と外部リード
とを電流導入体で接続した高圧ナトリウムランプは多用
されている。このランプではニオビウムの金属管が電流
導入体となることが多い。一方、前記セラミック管に金
属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプが開発
されており、発光管内への封入物は金属ハロゲン化物で
あるため、電流導入体として耐ハロゲン性を有する金属
であるモリブデンやタングステンが用いられる。又、セ
ラミック管やプラグとして用いられる材料はアルミナと
少量のイットリウム酸化物とマグネシウム酸化物をドー
プした透光性アルミナである。この場合プラグと電流導
入体の熱膨張係数の相違により、電流導入体とセラミッ
ク製プラグとの気密性が発光管の点滅時のヒートサイク
ルによって損なわれることが多い。
ック製プラグにより閉塞し、管内部の電極と外部リード
とを電流導入体で接続した高圧ナトリウムランプは多用
されている。このランプではニオビウムの金属管が電流
導入体となることが多い。一方、前記セラミック管に金
属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプが開発
されており、発光管内への封入物は金属ハロゲン化物で
あるため、電流導入体として耐ハロゲン性を有する金属
であるモリブデンやタングステンが用いられる。又、セ
ラミック管やプラグとして用いられる材料はアルミナと
少量のイットリウム酸化物とマグネシウム酸化物をドー
プした透光性アルミナである。この場合プラグと電流導
入体の熱膨張係数の相違により、電流導入体とセラミッ
ク製プラグとの気密性が発光管の点滅時のヒートサイク
ルによって損なわれることが多い。
【０００３】このため、特開平５−１９８２８５号公報
ではプラグとして透光性アルミナ管と電流導入体として
のモリブデンとの中間の熱膨張係数を有するタングステ
ン−アルミナ−サーメットを用いている。この場合、仮
焼成したプラグに電流導入体を貫通し、仮焼成した透光
性アルミナ管の端部にプラグ、電流導入体を備え付けて
本焼成する。そして、セラミックの収縮によりプラグと
電流導入体の気密性が確保される。又、発光管の両端部
の電流導入体のうち一端を薄肉のモリブデン製金属パイ
プとすることにより、透光性セラミック管の両端をプラ
グで、同時焼成によってガラス封着材なしに閉塞するこ
とができ、発光管内部へのハロゲン化物の封入がパイプ
を通して可能となる。
ではプラグとして透光性アルミナ管と電流導入体として
のモリブデンとの中間の熱膨張係数を有するタングステ
ン−アルミナ−サーメットを用いている。この場合、仮
焼成したプラグに電流導入体を貫通し、仮焼成した透光
性アルミナ管の端部にプラグ、電流導入体を備え付けて
本焼成する。そして、セラミックの収縮によりプラグと
電流導入体の気密性が確保される。又、発光管の両端部
の電流導入体のうち一端を薄肉のモリブデン製金属パイ
プとすることにより、透光性セラミック管の両端をプラ
グで、同時焼成によってガラス封着材なしに閉塞するこ
とができ、発光管内部へのハロゲン化物の封入がパイプ
を通して可能となる。
【０００４】ここで、電流導入体に薄肉のモリブデン金
属パイプを用いるのは、発光管焼成後のプラグのクラッ
クと発光管の点滅による熱応力が電流導入体のパイプと
プラグ界面との気密性を損なうのを防止するためであ
る。なお、同様の理由から電流導入体として直径の小さ
な、例えば５００μｍ以下のモリブデン金属のワイヤー
を用いることもできる。
属パイプを用いるのは、発光管焼成後のプラグのクラッ
クと発光管の点滅による熱応力が電流導入体のパイプと
プラグ界面との気密性を損なうのを防止するためであ
る。なお、同様の理由から電流導入体として直径の小さ
な、例えば５００μｍ以下のモリブデン金属のワイヤー
を用いることもできる。
【０００５】そして、プラグと電流導入体であるワイヤ
ーとの気密性の確保はガラス封着剤を両者間に用いるた
めに異なるが、特開平６−２２３７８５号公報におい
て、２５０μｍの金属線を２本以上用いて電流導入体全
体の給電電流容量を上げることが提案されている。この
ように、数１００μｍ以下の細線を用いるるのはランプ
点灯時の放電の熱により、電流導入体も含めたセラミッ
ク管端部の封止部材間の熱膨張差に起因する応力を低減
し、気密性を損ねないようにするためである。
ーとの気密性の確保はガラス封着剤を両者間に用いるた
めに異なるが、特開平６−２２３７８５号公報におい
て、２５０μｍの金属線を２本以上用いて電流導入体全
体の給電電流容量を上げることが提案されている。この
ように、数１００μｍ以下の細線を用いるるのはランプ
点灯時の放電の熱により、電流導入体も含めたセラミッ
ク管端部の封止部材間の熱膨張差に起因する応力を低減
し、気密性を損ねないようにするためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、耐ハロゲン
性を有し、端部プラグの素材であるアルミナ−タングス
テンサーメットに熱膨張係数が近似し、安価である材料
はモリブデンであるが、１２００℃以上で再結晶化し、
前記のような細線とし１８００℃というセラミックの焼
結プロセスにおいては、脆くなり折れ易くなる。このモ
リブデンの再結晶化を防止するためにセリウムやランタ
ンの酸化物をモリブデンの結晶間に分散させることは周
知である。耐脆性のモリブデンを用いることにより、セ
ラミック発光管焼成後のプラグから外部に突出した電流
導入体であるモリブデン細線が折れるといった不具合は
ほとんどなくなる。
性を有し、端部プラグの素材であるアルミナ−タングス
テンサーメットに熱膨張係数が近似し、安価である材料
はモリブデンであるが、１２００℃以上で再結晶化し、
前記のような細線とし１８００℃というセラミックの焼
結プロセスにおいては、脆くなり折れ易くなる。このモ
リブデンの再結晶化を防止するためにセリウムやランタ
ンの酸化物をモリブデンの結晶間に分散させることは周
知である。耐脆性のモリブデンを用いることにより、セ
ラミック発光管焼成後のプラグから外部に突出した電流
導入体であるモリブデン細線が折れるといった不具合は
ほとんどなくなる。
【０００７】しかし、この耐脆性のモリブデン金属を電
流導入体として用いた発光管では、放電始動時にタング
ステン電極間で放電が開始することがなく、耐脆性モリ
ブデン電流導入体から放電が生じる。この理由はモリブ
デンに仕事関数の小さなセリウムやランタンの酸化物が
ドープされているために、タングステン電極からではな
く、モリブデン電流導入体より放電が発生しやすいから
と考えられる。又、電極心棒にタングステンコイルが巻
回された部位が放電開始個所の間に位置するために、放
電開始時に発光管内の始動補助ガスであるアルゴンイオ
ンによって電極材料がスパッタされる。そして、発光管
内壁にスパッタされた電極材料が付着し発光管が黒化
し、さらに発光効率が低下するという問題がある。
流導入体として用いた発光管では、放電始動時にタング
ステン電極間で放電が開始することがなく、耐脆性モリ
ブデン電流導入体から放電が生じる。この理由はモリブ
デンに仕事関数の小さなセリウムやランタンの酸化物が
ドープされているために、タングステン電極からではな
く、モリブデン電流導入体より放電が発生しやすいから
と考えられる。又、電極心棒にタングステンコイルが巻
回された部位が放電開始個所の間に位置するために、放
電開始時に発光管内の始動補助ガスであるアルゴンイオ
ンによって電極材料がスパッタされる。そして、発光管
内壁にスパッタされた電極材料が付着し発光管が黒化
し、さらに発光効率が低下するという問題がある。
【０００８】本発明は前記に鑑みてなされたもので、放
電灯の始動時に発光管内に露出した電極よりも仕事関数
の小さな電流導入体で生じる放電に起因する電極物質の
発光管内面への飛散を防止し、発光管の発光効率の低下
を防止することにより、寿命特性等のランプ特性が良好
な金属蒸気放電灯を提供することを目的とする。
電灯の始動時に発光管内に露出した電極よりも仕事関数
の小さな電流導入体で生じる放電に起因する電極物質の
発光管内面への飛散を防止し、発光管の発光効率の低下
を防止することにより、寿命特性等のランプ特性が良好
な金属蒸気放電灯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】前記目的を達成するた
め、本発明はセラミック管の少なくとも一端を導電性の
プラグで閉塞し、該プラグに耐ハロゲン性を有する電流
導入体を気密に貫通してセラミック管内に延在させ、電
極に接続し、内部に少なくとも金属ハロゲン化物を封入
してなる発光管を用い、前記電流導入体は再結晶抑制剤
を含有し、かつ電流導入体が耐ハロゲン性を有し、再結
晶抑制剤を含んでいない金属で被覆されていることを特
徴とする。
め、本発明はセラミック管の少なくとも一端を導電性の
プラグで閉塞し、該プラグに耐ハロゲン性を有する電流
導入体を気密に貫通してセラミック管内に延在させ、電
極に接続し、内部に少なくとも金属ハロゲン化物を封入
してなる発光管を用い、前記電流導入体は再結晶抑制剤
を含有し、かつ電流導入体が耐ハロゲン性を有し、再結
晶抑制剤を含んでいない金属で被覆されていることを特
徴とする。
【００１０】
【作用】前記電流導入体は、約１２００℃の真空中ある
いは還元雰囲気中に数時間放置されても結晶組織が粗大
化せず、室温に冷却後数回の曲げをしても折れない。
又、耐ハロゲン性を有し再結晶抑制剤を含んでいない金
属とは、モリブデンあるいはタングステンであり、再結
晶抑制剤としてのランタンやセリウム等の酸化物を含ん
でいないことをいう。そして、発光管内に延在した電流
導入体を単一のモリブデンかタングステン金属を用いて
覆うことにより、再結晶を抑制するために電流導入体中
に含まれた酸化物からの放電を防止して、電極材料のス
パッタを減少させることが可能となる。
いは還元雰囲気中に数時間放置されても結晶組織が粗大
化せず、室温に冷却後数回の曲げをしても折れない。
又、耐ハロゲン性を有し再結晶抑制剤を含んでいない金
属とは、モリブデンあるいはタングステンであり、再結
晶抑制剤としてのランタンやセリウム等の酸化物を含ん
でいないことをいう。そして、発光管内に延在した電流
導入体を単一のモリブデンかタングステン金属を用いて
覆うことにより、再結晶を抑制するために電流導入体中
に含まれた酸化物からの放電を防止して、電極材料のス
パッタを減少させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づき説明
する。図１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図であるる。発光管は両端を開口
した透光性アルミナ管１と、前記透光性アルミナ管１の
開口部を閉塞するためのプラグ２，３と、管内のタング
ステン電極５に接続するためにプラグ２，３の中央部に
貫通して、気密に封止された電流導入体としてのワイヤ
ー６と、該電流導入ワイヤー６の先端部と電極心棒５ａ
の端部を覆う金属管７とからなる。なお、８は発光物質
である。
する。図１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図であるる。発光管は両端を開口
した透光性アルミナ管１と、前記透光性アルミナ管１の
開口部を閉塞するためのプラグ２，３と、管内のタング
ステン電極５に接続するためにプラグ２，３の中央部に
貫通して、気密に封止された電流導入体としてのワイヤ
ー６と、該電流導入ワイヤー６の先端部と電極心棒５ａ
の端部を覆う金属管７とからなる。なお、８は発光物質
である。
【００１２】製造に際し、電流導入体６は直径３００μ
ｍのランタンの酸化物がドープされたワイヤーであり、
タングステン製の電極心棒５ａの側面にレーザービーム
等を用いて溶接されている。この心棒の側面に溶接する
理由は、電極心棒の直径に比べて電流導入体の直径が小
さく、電極心棒の底面に直線状に溶接することが煩雑で
あるということと、側面に溶接した場合が電極心棒がプ
ラグ内面に対して倒れにくいからである。又、電極心棒
５ａと電流導入ワイヤー６とが接触している距離は３ｍ
ｍである。更に、上記接触長より約２ｍｍ長い内径０.
９ｍｍ、外径１.４ｍｍの純粋なモリブデン金属パイプ
により電極心棒５ａと電流導入ワイヤー６との接続部の
外周を覆うように配置し、その端部が電流導入ワイヤー
６に前記と同様にレーザービーム等により溶接されてい
る。この状態を図２に示す。
ｍのランタンの酸化物がドープされたワイヤーであり、
タングステン製の電極心棒５ａの側面にレーザービーム
等を用いて溶接されている。この心棒の側面に溶接する
理由は、電極心棒の直径に比べて電流導入体の直径が小
さく、電極心棒の底面に直線状に溶接することが煩雑で
あるということと、側面に溶接した場合が電極心棒がプ
ラグ内面に対して倒れにくいからである。又、電極心棒
５ａと電流導入ワイヤー６とが接触している距離は３ｍ
ｍである。更に、上記接触長より約２ｍｍ長い内径０.
９ｍｍ、外径１.４ｍｍの純粋なモリブデン金属パイプ
により電極心棒５ａと電流導入ワイヤー６との接続部の
外周を覆うように配置し、その端部が電流導入ワイヤー
６に前記と同様にレーザービーム等により溶接されてい
る。この状態を図２に示す。
【００１３】前記接続部の他の実施例を図３に示す。純
粋なモリブデン金属パイプ１０を介して電流導入ワイヤ
ー１１と電極心棒１２を電気的に接続してもよい。この
場合、電流導入ワイヤーと電極心棒は同一軸上に位置さ
せることができる。又、必要とする純粋なモリブデン金
属パイプの内径は、電極心棒の側面に電極導入ワイヤー
を溶接したときよりも小さくてよい。
粋なモリブデン金属パイプ１０を介して電流導入ワイヤ
ー１１と電極心棒１２を電気的に接続してもよい。この
場合、電流導入ワイヤーと電極心棒は同一軸上に位置さ
せることができる。又、必要とする純粋なモリブデン金
属パイプの内径は、電極心棒の側面に電極導入ワイヤー
を溶接したときよりも小さくてよい。
【００１４】次に、前記のように組立られた電流導入ワ
イヤー６は、予備焼成されたアルミナ−タングステンサ
ーメット製のプラグ２に貫通される。そして、予備焼成
された透光性アルミナ管１の片側開口部に位置させて本
焼成し、透光性アルミナ管１とプラグ２、プラグ２と電
流導入ワイヤー６とはそれぞれ固着され気密封止され
る。又、透光性アルミナ管１を閉塞するもう一方のプラ
グ３も上記と同様に電極心棒５ａと電流導入ワイヤー６
とそれらを覆うモリブデン管７とを組立て、電流導入ワ
イヤー６を予備焼成したタングステン−アルミナサーメ
ット製プラグ３に貫通させた後に本焼成し、プラグ３と
電流導入ワイヤー６が気密に固着される。更に、電流導
入体６と電極５が設けられたプラグ３は透光性アルミナ
管１に適量の水銀と金属ハロゲン化物とを封入し、所定
の圧力のアルゴン雰囲気中でガラス４を溶融して封着さ
れる。
イヤー６は、予備焼成されたアルミナ−タングステンサ
ーメット製のプラグ２に貫通される。そして、予備焼成
された透光性アルミナ管１の片側開口部に位置させて本
焼成し、透光性アルミナ管１とプラグ２、プラグ２と電
流導入ワイヤー６とはそれぞれ固着され気密封止され
る。又、透光性アルミナ管１を閉塞するもう一方のプラ
グ３も上記と同様に電極心棒５ａと電流導入ワイヤー６
とそれらを覆うモリブデン管７とを組立て、電流導入ワ
イヤー６を予備焼成したタングステン−アルミナサーメ
ット製プラグ３に貫通させた後に本焼成し、プラグ３と
電流導入ワイヤー６が気密に固着される。更に、電流導
入体６と電極５が設けられたプラグ３は透光性アルミナ
管１に適量の水銀と金属ハロゲン化物とを封入し、所定
の圧力のアルゴン雰囲気中でガラス４を溶融して封着さ
れる。
【００１５】次に、実験例について説明する。本実施例
に係わる発光管と従来のモリブデン金属パイプを設けな
い発光管をそれぞれ５本づつ製作し、５０回の点滅試験
終了後の透光性アルミナ管内面の電極が位置する周辺部
の黒化の有無を調査した。発光管は真空中で点灯させ、
始動パルスとして２．５ｋＶ、１００Ｈｚを加えて始動
した。実験は約３分間点灯し消灯する点滅試験とし、発
光管が冷却した後の黒化の有無を調査した。
に係わる発光管と従来のモリブデン金属パイプを設けな
い発光管をそれぞれ５本づつ製作し、５０回の点滅試験
終了後の透光性アルミナ管内面の電極が位置する周辺部
の黒化の有無を調査した。発光管は真空中で点灯させ、
始動パルスとして２．５ｋＶ、１００Ｈｚを加えて始動
した。実験は約３分間点灯し消灯する点滅試験とし、発
光管が冷却した後の黒化の有無を調査した。
【００１６】又、一方の電流導入体をモリブデンワイヤ
ーとし純粋なモリブデン金属を配置しない従来の端部構
造とし、他方の電流導入体は薄肉の純粋なモリブデンパ
イプで発光管端部のプラグを貫通する排気管も兼ねた構
造の発光管についても実験した。そして、上記と同様な
試験方法でこの発光管の黒化の有無を調べた。その結
果、モリブデンパイプ側の電極周囲部の透光性アルミナ
管内面の黒化はみられないが、モリブデンワイヤー側の
電極周囲部の透光性アルミナ管内面の黒化がみられた。
この実験結果を表１に示す。
ーとし純粋なモリブデン金属を配置しない従来の端部構
造とし、他方の電流導入体は薄肉の純粋なモリブデンパ
イプで発光管端部のプラグを貫通する排気管も兼ねた構
造の発光管についても実験した。そして、上記と同様な
試験方法でこの発光管の黒化の有無を調べた。その結
果、モリブデンパイプ側の電極周囲部の透光性アルミナ
管内面の黒化はみられないが、モリブデンワイヤー側の
電極周囲部の透光性アルミナ管内面の黒化がみられた。
この実験結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】以上のように、本発明に係わる金属蒸気
放電灯は、ランプ始動時に発光管内に露出したタングス
テン電極よりも仕事関数の小さな材料よりなる電流導入
体からの先行放電で生じる電極物質の発光管内面への飛
散を防止し、発光管の発光効率の低下を防止することが
でき、長寿命でありランプ特性が優れているとの利点が
ある。
放電灯は、ランプ始動時に発光管内に露出したタングス
テン電極よりも仕事関数の小さな材料よりなる電流導入
体からの先行放電で生じる電極物質の発光管内面への飛
散を防止し、発光管の発光効率の低下を防止することが
でき、長寿命でありランプ特性が優れているとの利点が
ある。
【図１】本発明の一実施例に係わる金属蒸気放電灯の発
光管を示す側面図である。
光管を示す側面図である。
【図２】同じく発光管の要部断面図である。
【図３】同じく発光管の他の実施例の要部断面図であ
る。
る。
【符号の説明】 １ 透光性アルミナ管 ２，３ 導電性プラグ ４ フリットガラス ５ タングステン電極 ５ａ 電極心棒 ６ 電流導入体（ワイヤー） ７ モリブデン管 ８ 発光物質 １０ 金属パイプ １１ 電流導入ワイヤー １２ 電極心棒
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミック管の少なくとも一端を導電性
のプラグで閉塞し、該プラグに耐ハロゲン性を有する電
流導入体を気密に貫通してセラミック管内に延在させ、
電極に接続し、内部に少なくとも金属ハロゲン化物を封
入してなる発光管を用い、前記電流導入体は再結晶抑制
剤を含有し、かつ電流導入体が耐ハロゲン性を有し、再
結晶抑制剤を含んでいない金属で被覆されていることを
特徴とする金属蒸気放電灯
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321796A JPH09265944A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 金属蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321796A JPH09265944A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 金属蒸気放電灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09265944A true JPH09265944A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=14348342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10321796A Pending JPH09265944A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 金属蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09265944A (ja) |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP10321796A patent/JPH09265944A/ja active Pending
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