JPH11144680A - 管球用閉塞体と管球 - Google Patents
管球用閉塞体と管球Info
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- JPH11144680A JPH11144680A JP32398697A JP32398697A JPH11144680A JP H11144680 A JPH11144680 A JP H11144680A JP 32398697 A JP32398697 A JP 32398697A JP 32398697 A JP32398697 A JP 32398697A JP H11144680 A JPH11144680 A JP H11144680A
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Abstract
よび封止工程後の組立製作過程において閉塞管の溶着封
止端部で折れて破損することの少ない管球用閉塞体とそ
れを用いた管球を提供すること。 【解決手段】 管球の発光管に連設された閉塞管を封止
する管球用閉塞体であって、導電性部分と絶縁性部分が
形成された略柱状の傾斜機能材料から構成されており、
かつ被溶着封止部外端に連続して外周面に溝部を形成し
た管球用閉塞体や、あるいは被溶着封止部外端より外方
にかけての部分の外径を被溶着封止部分の外径より小さ
くなるように外周面に段差を付けた管球用閉塞体とす
る。また、その閉塞体を管球に使用する。
Description
ンランプやメタルハライドランプ等の放電ランプ、また
はハロゲンランプやハロゲンヒータ等の白熱電球の閉塞
管部を閉塞する傾斜機能材料からなる管球用閉塞体、お
よび管球用閉塞体を使用した管球に関する。
の電極が対向配置された放電ランプの発光管に連設され
た閉塞管を封止する閉塞体として、傾斜機能材料が使用
され始めている。傾斜機能材料で形成された閉塞体は、
一方側がシリカなどの絶縁性無機物質成分に富み、他方
側に向かうにつれてモリブデンなどの導電性無機物質成
分の割合が連続的にまたは段階的に増加するものであ
る。したがって、例えばシリカとモリブデンからなる傾
斜機能材料を使用した閉塞体の場合、該閉塞体の一方の
側は絶縁性であるとともに熱膨張率が発光管材料のシリ
カガラスの熱膨張率に同じかまたは近く、他方の側は導
電性であるとともに熱膨張率が電極芯棒の材料であるタ
ングステンまたはモリブデンの熱膨張率に近いという特
性を有する。この特性が管球の閉塞体として適してい
る。
ハロゲンランプやハロゲンヒータ等の白熱電球において
もその発光管はシリカガラス製であるので、閉塞体とし
てこの傾斜機能材料を使用できる。
材料を使用した従来の放電ランプの例の断面図を示す。
放電ランプ1の発光管2および閉塞管3は絶縁性無機物
質成分(例えばシリカガラス)製であり、発光管2内部
に対向した一対の電極5、5が配置されている。前記両
電極は電極芯棒6の先端にあり、該電極芯棒6は閉塞体
4の導電性部分41まで挿入され焼き嵌められている。
記号7は外部リードであり、電極芯棒と同様に焼き嵌め
られている。なお、外部リード7と電極芯棒6を一体と
して、閉塞体4を貫通して焼き嵌められることもある。
外径を有し、絶縁性無機物質成分(例えばシリカ)と導
電性無機物質成分(例えばモリブデン)から形成されて
おり、該閉塞体4の一方の側(発光管内方側)は絶縁性
無機物質成分に富み絶縁性部分40であり、他方側(発
光管外方側)は導電性無機物質成分に富み導電性部分4
1である。そして、絶縁性無機物質成分側端面は放電ラ
ンプ1の発光管2の放電空間に面するように配置され、
該発光管2の両端に形成された閉塞管3は閉塞体4の絶
縁性部分40にて気密に溶着封止される。
して使用する場合は、従来は図1に示すように傾斜機能
材料の絶縁性部分40を閉塞管3で覆い溶着封止して傾
斜機能材料製閉塞体4を閉塞管3から突出させて該閉塞
体4の導電性部分41を直接帯状の口金10で挟んで給
電する構成としていた(閉塞体突出型)。しかし、該閉
塞体の折損防止のため、最近では図2に示すように閉塞
管3を延長して該閉塞体4より長くして閉塞体を保護す
る「保護管」の役割を閉塞管に持たせ、これに口金10
を接着材17で固定するという方式が用いられることも
行われる(保護管型)。図2の構造の放電ランプにおい
ては、閉塞体4の導電性部分端面から突出した外部リー
ド棒7が外部リード棒延長線9と溶接部8で溶接され、
該外部リード棒延長線9は口金10のロウ付部11でロ
ウ付けされている。
体4の絶縁性部分40での溶着封止では発光管2内を負
圧にした状態で閉塞管3における閉塞体4の絶縁性部分
40の位置する個所を閉塞管の外側から火炎バーナーで
加熱することにより、閉塞管3を溶融させて縮径するよ
うに変形させ、閉塞管3と閉塞体4の絶縁性部分40と
を気密に溶着する。
て、軸方向で一定の外径を有する円柱状閉塞体4を使用
した場合、閉塞管3内壁と閉塞体4の絶縁性部分40を
密着させるように溶着封止する過程では、接合のまさに
離れる箇所、すなわち閉塞体の被溶着部外端で、図3に
示すように鋭い角度を持ってガラスが傾斜機能材料製閉
塞体から離間する。また、溶着接合面の外縁部が波を打
ったような状態になり、形状的にも制御しにくかった。
前記被溶着部外端がエッジ部12となっており、そのエ
ッジ部12が応力に対して弱い構造的特異点となり、溶
着封止する際に放電ランプに力がかかりエッジ部12に
応力集中が起こりやすい。そして、ついにはエッジ部1
2で閉塞体4が折れるという不具合が発生する。
を組立製作する際に、傾斜機能材料製閉塞体4から突出
した外部リード棒7に外部リード棒延長線9を溶接部8
でスポット溶接したり、口金10の中に該延長線9を挿
入するときなどに放電ランプに力が加わり、特異点であ
る前記エッジ部12で折れてしまうことがある。
は、放電ランプや白熱電球等の管球の封止工程および封
止工程後の組立製作過程において、閉塞管の閉塞体との
溶着封止端部で折れて破損することの少ない管球用閉塞
体とそれを用いた管球を提供することにある。
に、請求項1記載の発明は、管球の発光管に連設された
閉塞管を封止する管球用閉塞体であって、導電性無機物
質成分および絶縁性無機物質成分からなり、軸方向に沿
って導電性無機物質成分濃度が傾斜的に変化することに
よって導電性部分と絶縁性部分が形成された略柱状の傾
斜機能材料から構成されており、かつ前記閉塞管が溶着
封止される被溶着部外端に連続して外周面に溝部を形成
したことを特徴とする管球用閉塞体とする。
に連設された閉塞管を封止する管球用閉塞体であって、
導電性無機物質成分および絶縁性無機物質成分からな
り、軸方向に沿って導電性無機物質成分濃度が傾斜的に
変化することによって導電性部分と絶縁性部分が形成さ
れた略柱状の傾斜機能材料から構成されており、かつ前
記閉塞管が溶着封止される被溶着部外端より外方にかけ
ての部分の外径を被溶着封止部分の外径より小さくなる
ように外周面に段差を付けたことを特徴とする管球用閉
塞体とする。
該発光管に連設された閉塞管と該閉塞管を閉塞する閉塞
体を有する管球において、該閉塞体は、導電性無機物質
成分および絶縁性無機物質成分からなり、軸方向に沿っ
て導電性無機物質成分濃度が傾斜的に変化することによ
って導電性部分と絶縁性部分が形成された略柱状の傾斜
機能材料から構成されており、かつ前記閉塞管が溶着封
止される被溶着部外端に連続して外周面に溝部を形成し
てあり、該閉塞管は該閉塞体の被溶着封止部分よりも長
い長さを有していることを特徴とする管球とする。
該発光管に連設された閉塞管と該閉塞管を閉塞する閉塞
体を有する管球において、該閉塞体は、導電性無機物質
成分および絶縁性無機物質成分からなり、軸方向に沿っ
て導電性無機物質成分濃度が傾斜的に変化することによ
って導電性部分と絶縁性部分が形成された略柱状の傾斜
機能材料から構成されており、かつ前記閉塞管が溶着封
止される被溶着部外端より外方にかけての部分の外径を
被溶着封止部分の外径より小さくなるように外周面に段
差を付けてあり、該閉塞管は該閉塞体の被溶着封止部分
よりも長い長さを有していることを特徴とする管球とす
る。
管が溶着封止される被溶着部外端の導電性無機物質成分
濃度が0体積%以上3体積%以下であることを特徴とす
る請求項1または請求項2に記載の閉塞体とする。
て外周面に溝部を形成したり、閉塞管が溶着封止される
被溶着部外端近傍より外方にかけての部分の外径を被溶
着部分の外径より小さくなるように外周面に段差をつけ
た閉塞体とすると、被溶着部外端に形成されるエッジ部
のエッジ角度の鋭さが軽減されるので管球にかかる応力
に対しての閉塞体のエッジ部の機械的強度が増し、管球
の機械的強度も増す。
形態を説明する。本発明の閉塞体を構成する傾斜機能材
料の製造方法については概略次の通りである。絶縁性無
機物質成分粉末と導電性無機物質成分粉末との混合割合
が異なった混合粉末体を複数種類用意し、有機バインダ
を含む溶剤とともに混合した後、造粒された絶縁性無機
物質成分粉末と導電性無機物質成分粉末との混合割合毎
に均一組成層を積層し加圧して円柱状の成形体とする。
方法を示すが、円柱状の成形空間を有する金型20の底
部材22の上面上に、導電性無機物質成分濃度の最も低
い混合粉末を層状に充填して、ついで2番目に低い導電
性無機物質成分濃度の混合粉末を層状に充填し、そのよ
うに順に導電性無機物質成分濃度を変えた混合粉末を層
状に必要な層数充填し、その後加圧体21で加圧して成
形することにより、複数層が一体に積層された成形層積
層体23を形成する。図9では5層の状態が示されてい
る。その後、有機バインダを除去する仮焼結を行なう。
面の略中心に該端面表面から該閉塞体の導電性部分まで
いたる電極芯棒と略同径の電極芯棒挿入用の孔を加工す
る。
される閉塞体の被溶着封止部外端に連続した外周面を旋
盤を使用して削って溝きりするか、同じく旋盤で閉塞体
の封止されない部分の外周面を削る。そして、電極芯棒
挿入用の孔に電極芯棒を挿入してから本焼結する。
白熱電球の場合には、電極芯棒6に替えて内部リード棒
16を閉塞体の孔に挿入して本焼結をする。
えば図10に示すように完成後の閉塞体の形(閉塞体の
溶着されない部分の径を被溶着部分の径より小さくした
形)にした内面形状の金型20を使用してそれぞれが均
一組成の複数層が一体に積層された均一層積層体を形成
してもよい。
閉塞管部に酸水素バーナー等の火炎バーナーで溶着封止
される。
斜機能材料としては、絶縁性無機物質成分としてシリカ
(SiO2)を、導電性無機物質成分としてモリブデン
(Mo)を使用した。平均粒径1.0μmのモリブデン
粉末と平均粒径5.6μmのシリカ粉末を準備し、シリ
カの体積割合を変えた混合粉末体を調製し、その混合粉
末体にステアリン酸を混合して造粒体とし、図9に示し
た金型20内にシリカの体積割合の多い順に積層し、加
圧体21によって1.5t/cm2の荷重で軸方向に圧
縮し、円柱状の成形層積層体23を得た。そして、成形
層積層体23を水素ガス中、1200℃で30分仮焼結
し、有機バインダを除去した。
側端面に電極芯棒挿入用の孔開け加工を施した。そし
て、閉塞体の被溶着封止部外端に連続する外周面を旋盤
を使用して削って溝きりした。傾斜機能材料製閉塞体の
寸法は軸方向の全長が12mm、径方向の外径が2.1
mmである。溝の深さは0.1〜0・5mmが適当な深
さであり、本実施例においては0.2乃至0.3mmと
した。また、溝きりした箇所の位置はシリカ側端面から
5mmとした。なお、傾斜機能材料のモリブデン濃度が
濃すぎると閉塞管と封止したときに閉塞体にクラックが
入ることから、溝位置は傾斜機能材料製造の設計の際に
決まる軸方向のモリブデン濃度分布に依存する。
挿入用の孔に挿入し、真空雰囲気において1820℃で
5分間加熱して電極芯棒を焼き嵌める本焼結処理を行な
った。
場合、閉塞体の絶縁性部分で溶着するが、閉塞管材料で
あるシリカと溶着される閉塞体の部分の熱膨張係数の関
係から、従来は、傾斜機能材料のモリブデン濃度が体積
%で0%〜1.7%の領域までが閉塞管との溶着封止可
能領域とみなされていた。しかし、発明者等の鋭意研究
の結果、傾斜機能材料のモリブデン濃度が体積%で1.
7%を超え3%の領域までは閉塞体にクラックが入らず
に閉塞管と溶着できることを確認した。すなわち、モリ
ブデン濃度0〜3wt%までの範囲で閉塞体を閉塞管に
封止可能であり、封止領域の幅を比較的広くとることが
でき、一層気密な溶着封止ができる。
斜機能材料製閉塞体を閉塞管の封止に使用した、閉塞管
を閉塞体の被溶着封止部分よりも長くした放電ランプの
断面図を示しており、被溶着封止部分の外径Aは溶着封
止されない部分の外径Bと等しい(A=B)。それに対
して、図4乃至図8および図11は本発明の管球用閉塞
体を放電ランプに適用した実施例を示す部分断面図であ
る。図6中のCは溝部の外径である。図4の例ではA>
Bであり、図6の例ではA=BかつA>C、図7の例で
はA>B>Cの関係にある。図8の例では、閉塞体の発
光空間に面した側にテーパー部14を形成しており、発
光管内ガス耐圧が強くなっている。このテーパー部は閉
塞体を旋盤にかけて超硬バイトの刃を閉塞体の斜めから
当てて切削することによって形成した。図11は白熱電
球としてのハロゲンランプに本発明の閉塞体を使用した
例である。
の閉塞体を使用した本発明の管球としての放電ランプと
従来の円柱状傾斜機能材料製閉塞体とその閉塞体を使用
した放電ランプを実際に製作した際の破損割合を調べた
結果を説明する。本発明の閉塞体を使用した放電ランプ
は図4に示した形状であり、従来の閉塞体を使用した放
電ランプは図2に示した形状である。
法は次の通りである。 [従来品] 全長:12mm 外径:2.1mm [本発明品] 全長:12mm 被溶着封止部分の外径:2.1mm 溶着封止されない部分の外径:1.8mm 溝深さ:0.2mm 溝 幅:1mm
100個であり、比較検討のためにそれぞれの閉塞体を
使用して放電ランプを製作した。従来型の閉塞体を放電
ランプの閉塞体として使用したとき、閉塞体と閉塞管の
溶着封止の工程で、放電ランプ50本中10本の閉塞体
が被溶着封止部外端のエッジ部で折れて破損した。さら
に溶着封止工程の際に残った40本において、口金を取
りつけたりするランプ組立製作の間に5本が破損した。
つまり、50本中15本が破損した。
閉塞体として使用したとき、閉塞体と閉塞管の溶着封止
の工程で放電ランプ100本中閉塞体が折れて破損した
のは0本であり、口金を取りつけたりするランプ組立製
作の間には1本しか破損しなかった。つまり、100本
中破損したのはわずかに1本であった。このように、被
溶着封止部外端に連続して外周面に溝部を形成したこと
によって明らかに管球の封止工程および封止工程後の組
立製作過程において閉塞管部で折れて破損することの少
ない管球を得ることができることがわかる。
外端であるエッジ部12に連続する外周面に溝部13
を、または図4に示すように被溶着部外端であるエッジ
部12から導電性部分41にかけて小径部を形成してあ
るので、図5に示すように被溶着部外端から閉塞管内面
と閉塞体外面のなす角(θ)が大きいものとなり、従来
の図3のように鋭いエッジ部がないことによるものであ
る。
デンの組み合わせからなる傾斜機能材料製閉塞体で説明
したが、絶縁性無機物質成分としてはアルミナ、ジルコ
ニア、マグネシア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化チタ
ン、などが実用的材料として使用可能であり、導電性無
機物質成分としては、ニッケル、タングステン、タンタ
ル、クロム、白金などが実用的材料として使用可能であ
る。
垂直な断面が多角形状の角柱体であってもいい。ただ
し、多角形状の角柱体の場合は外径ではなく、断面の最
大寸法が被溶着封止部分より溶着封止されない部分の方
で小径であるということになる。
発明による管球用閉塞体を使用することによって、閉塞
管部の溶着封止部外端のエッジ部の角度の鋭さを軽減し
ランプの製造過程にランプが折れて破損することの無い
管球とすることができる。
すれば、閉塞体の溶着されない部分の外径が小さいので
閉塞管の内径と接触することがなく、一層管球は破損に
強くなる。
溶着封止部外端部に連続する外周面に溝部を形成してい
るので、被溶着封止部のエッジ部の角度の鋭さがなくな
り、エッジ部の機械的強度が増すので折れにくく、また
閉塞管も閉塞体全体を覆っているので保護管として充分
機能する。
着封止される閉塞体の被溶着部外端より外方にかけての
部分の外径を被溶着封止部分の外径より小さくなるよう
に外周面に段差を付けてあるので、被溶着封止部のエッ
ジ部の角度の鋭さがなくなり、エッジ部の機械的強度が
増すので折れにくく、また閉塞管も閉塞体全体を覆って
いるので保護管として充分機能する。
0〜3wt%までの範囲で傾斜機能材料製閉塞体を閉塞
管に封止可能であり、溶着封止領域を広くとることがで
き、従来より一層気密な溶着封止ができる。
した従来の放電ランプの例の部分断面図を示す。
ンプの部分断面図を示す。
部の拡大図を示す。
ンプに適用した実施例の部分断面図を示す。
部の拡大図を示す。
用いた放電ランプの他の実施例の部分断面図を示す。
用いた放電ランプの他の実施例の部分断面図を示す。
用いた放電ランプの他の実施例の部分断面図を示す。
加圧方法の図を示す。
きの一例としての加圧方法の図を示す。
た白熱電球の断面図を示す。
Claims (5)
- 【請求項1】 管球の発光管に連設された閉塞管を封止
する管球用閉塞体であって、 導電性無機物質成分および絶縁性無機物質成分からな
り、軸方向に沿って導電性無機物質成分濃度が傾斜的に
変化することによって導電性部分と絶縁性部分が形成さ
れた略柱状の傾斜機能材料から構成されており、 かつ前記閉塞管が溶着封止される被溶着部外端に連続し
て外周面に溝部を形成したことを特徴とする管球用閉塞
体。 - 【請求項2】 管球の発光管に連設された閉塞管を封止
する管球用閉塞体であって、 導電性無機物質成分および絶縁性無機物質成分からな
り、軸方向に沿って導電性無機物質成分濃度が傾斜的に
変化することによって導電性部分と絶縁性部分が形成さ
れた略柱状の傾斜機能材料から構成されており、 かつ前記閉塞管が溶着封止される被溶着部外端より外方
にかけての部分の外径を被溶着部分の外径より小さくな
るように外周面に段差を付けたことを特徴とする管球用
閉塞体。 - 【請求項3】 発光管と該発光管に連設された閉塞管と
該閉塞管を閉塞する閉塞体を有する管球において、 該閉塞体は、導電性無機物質成分および絶縁性無機物質
成分からなり、軸方向に沿って導電性無機物質成分濃度
が傾斜的に変化することによって導電性部分と絶縁性部
分が形成された略柱状の傾斜機能材料から構成されてお
り、 かつ前記閉塞管が溶着封止される被溶着部外端に連続し
て外周面に溝部を形成してあり、 該閉塞管は該閉塞体の被溶着封止部分よりも長い長さを
有していることを特徴とする管球。 - 【請求項4】 発光管と該発光管に連設された閉塞管と
該閉塞管を閉塞する閉塞体を有する管球において、 該閉塞体は、導電性無機物質成分および絶縁性無機物質
成分からなり、軸方向に沿って導電性無機物質成分濃度
が傾斜的に変化することによって導電性部分と絶縁性部
分が形成された略柱状の傾斜機能材料から構成されてお
り、 かつ前記閉塞管が溶着封止される被溶着部外端より外方
にかけての部分の外径を被溶着部分の外径より小さくな
るように外周面に段差を付けてあり、 該閉塞管は該閉塞体の被溶着封止部分よりも長い長さを
有していることを特徴とする管球。 - 【請求項5】 前記閉塞管が溶着封止される被溶着部外
端の導電性無機物質成分濃度が0体積%以上3体積%以
下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記
載の閉塞体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32398697A JP3827428B2 (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 管球用閉塞体と管球 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32398697A JP3827428B2 (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 管球用閉塞体と管球 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11144680A true JPH11144680A (ja) | 1999-05-28 |
| JP3827428B2 JP3827428B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=18160853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32398697A Expired - Lifetime JP3827428B2 (ja) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | 管球用閉塞体と管球 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3827428B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002352770A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Toto Ltd | 高輝度放電ランプの封止部構造 |
-
1997
- 1997-11-11 JP JP32398697A patent/JP3827428B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002352770A (ja) * | 2001-05-24 | 2002-12-06 | Toto Ltd | 高輝度放電ランプの封止部構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3827428B2 (ja) | 2006-09-27 |
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