JPH1186794A - 管球用電気導入体 - Google Patents
管球用電気導入体Info
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Abstract
能材料を使用するときに、傾斜機能材料が曲がる等の変
形をせず管球の閉塞体として閉塞管と容易に溶着するよ
うな傾斜機能材料と電極芯棒を組み合わせた管球用電気
導入体を提供すること。 【解決手段】 傾斜機能材料中のシリカの体積割合
(%)がn1、n2、n3、………、nx(n1>n2
>n3>……>nx)である複数の均一組成層を円柱状
に順次積層させることにより電気伝導体からシリカに連
続して組成を傾斜させた円柱型傾斜機能材料を使用し、
該円柱型傾斜機能材料の直径D、シリカの体積割合が8
0%を超える均一組成層の積層厚さの合計をLとしたと
き、L/Dが2以上である管球用電気導入体において、
n1層側表面から少なくともシリカの体積割合が80%
以下である均一層まで電極芯棒を焼き嵌めた管球用電気
導入体とする。
Description
ンランプ等の管球用電気導入体に関する。
光管内に一対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閉塞する閉塞体として、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非導電性成分に富
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。本願ではこの傾斜機能材料と先端に電極を有する電
極芯棒とを一体化したものを電気導入体と称する。した
がって、例えばシリカとモリブデンから作製した傾斜機
能材料を使用した電気導入体の場合、該電気導入体の一
方の側は非導電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特
性を有する。この特性が放電ランプの閉塞体として適し
ている。
ロゲンヒータにおいても発光管はシリカガラス製である
ので、閉塞体として傾斜機能材料を使用できる。
として使用した例の部分断面図を示す。放電ランプ1の
発光管2および閉塞管6は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3が配置されている。閉
塞体7は円柱体でありシリカとモリブデンから形成され
ており、該閉塞体7の一方の側(発光管内方側)はシリ
カに富み非導電性であり、他方側(発光管外方側)はモ
リブデンに富み導電性である。そして、非導電性側端面
を放電ランプの発光管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6は閉塞体
7のシリカに富む領域(非導電性領域)にて気密に溶着
される。記号8は金属バンドである。
ンプ外部から電極へ電力を導入するために電極芯棒7の
固定が行われる。
−138555号公報にあるように、シリカ粉末とモリ
ブデン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、造粒されたシリカ粉末とモリブデン粉末との混合割
合毎に均一組成層を積層し加圧して円柱状の成形体と
し、有機バインダを除去する仮焼結を行なうことが一般
に行われる。
入体の断面図を示すが、電気導入体9は、そのできた成
形体の非導電性側端面の略中心に該端面表面から該閉塞
体の導電性領域までいたる電極芯棒と略同径の挿入用の
孔5を加工して、該孔5に電極芯棒4を挿入してから本
焼結することによって電気導入体9はできあがる。
ては、シリカの体積割合が異なる粉体からなる均一層を
順次積層させ、これを加圧成形し仮焼結によって製作し
た場合、加圧後の一つの均一層内において密度のムラ、
傾きが発生しやすいので、このまま本焼結すると、傾斜
機能材料が曲がったり、円柱体の中心軸に垂直な断面が
円でなくなることがある。
(%)がn1、n2、n3、………、nx(n1>n2
>n3>……>nx)である均一層を順次積層させる場
合に、円柱型傾斜機能材料の直径をD(mm)、シリカ
の体積割合が80%を超える均一層の積層厚さの合計を
L(mm)としたとき、L/Dが2を超えるときには、
言い換えると、軟化温度が低いシリカの多い部分の長さ
が円柱状傾斜機能材料の直径に対して大きくなると、円
柱状の傾斜機能材料が軸に対して曲がったり、軸に垂直
な断面が円で無くなったりして、その結果、これをシリ
カガラス製の放電ランプの閉塞管に溶着によって取り付
けることが困難になる。一方、L/Dが2未満では正常
な円柱型の傾斜機能材料が製作可能であるが、これをシ
リカからなる放電ランプに溶着によって取り付けるとシ
ール部の長さが十分に取れないために十分な耐圧を有す
る放電ランプにできない。
は、電気導入体としてL/Dが2を超える傾斜機能材料
を使用するときに、傾斜機能材料が曲がる等の変形をせ
ず管球の閉塞体として閉塞管と容易に溶着するような傾
斜機能材料と電極芯棒を組み合わせた管球用電気導入体
を提供することにある。
に、請求項1の発明は、電気伝導体と絶縁体であるシリ
カとからなる傾斜機能材料であって、該傾斜機能材料中
のシリカの体積割合(%)がn1、n2、n3、……
…、nx(n1>n2>n3>……>nx)である複数
の均一組成層を円柱状に順次積層させることにより電気
伝導体からシリカに連続して組成を傾斜させた円柱型傾
斜機能材料を使用し、該円柱型傾斜機能材料の直径をD
(mm)、シリカの体積割合が80%を超える均一組成
層の積層厚さの合計をL(mm)としたとき、L/Dが
2以上である管球用電気導入体において、該円柱型傾斜
機能材料のn1層側表面から、シリカの体積割合が少な
くとも80%以下である均一層まで、タングステンある
いはモリブデンからなる電極芯棒を焼き嵌めたことを特
徴とする管球用電気導入体とするものである。
径をd(mm)としたとき、d/Dが0.12から0.
6の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の管球
用電気導入体とするものである。
シリカの体積割合が80%以下である均一層に、タング
ステンあるいはモリブデンからなる電極芯棒を焼き嵌め
るので、本焼結時に傾斜機能材料が曲がることが無い。
また、請求項2はさらに電極芯棒の直径と傾斜機能材料
の直径の比を規定することによって最適な傾斜機能材料
製電気導入体を得られる。
形態を説明する。図1はシリカの体積割合(%)がn
1、n2、n3、………、nx(n1>n2>n3>…
…>nx)である均一層を順次積層させることにより電
気伝導体から絶縁体であるシリカに連続して組成を傾斜
させた円柱型傾斜機能材料の断面図を示し、シリカの体
積割合が均一である層をn1〜nx層積層し、n1〜n
q層がシリカ体積割合80%超の組成均一層を、n(q
+1)〜nx層がシリカ体積割合80%以下である均一
層を示している。また、ここでDは直径を示し、Lはシ
リカの体積割合が80%を超える均一層(n1〜nq)
の積層厚さの合計を示している。
閉塞体として傾斜機能材料を使用する場合は、通常電気
伝導体としてモリブデンを使用し、絶縁体としてはシリ
カを使用することが多く、本発明においてもモリブデン
とシリカの組み合わせを用いた。シリカ粉末とモリブデ
ン粉末とを、モリブデン粉末の含有割合が異なるよう混
合し、さらに各混合粉末をボールミルにより混合処理す
ることにより互いにモリブデン粉末の含有割合が異なる
複数の混合粉末を調製する。この混合粉末を用い、図2
に示すように、円柱状の成形空間を有する金型10の底
部材11の上面上に、モリブデン濃度の最も低い混合粉
末を層状に充填してn1層を形成し、ついで2番目に低
いモリブデン濃度の混合粉末を層状に充填してn2層を
形成し、そのように順にモリブデン濃度を変えた混合粉
末を層状に必要な層数充填し、その後に加圧体12で加
圧して成形することにより、複数の成形層が一体に積層
された積層体を形成する。図2では5層の状態が示され
ている。前記積層体を形成した後、仮焼結を行なう。そ
して、この積層体のシリカ側端面に電極芯棒挿入用の穴
開け加工を施こし、その後穴に電極芯棒を挿入し、本焼
結を行なう。
ハライドランプへ応用した例を示す。傾斜機能材料の製
造方法としては、次の通りに行なった。平均粒径1.0
μm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17種類順に変えた各
混合粉末体を調製した。次にその各混合粉末体とステア
リン酸(約23%溶液)を混合して造粒体とした。その
造粒体はシリカの体積割合の多い順にn1、n2、n
3、………、n17とすると、シリカの体積割合(%)
はn1で100、n2で99.5、以下順に98.9、
98.3、97.7、94.9、91.6、87.7、
86.4、82.3、80.0、75.6、60.8、
53.7、45.0、34.0であり、n17を19.
6とした。
…、n17の順に、図2に示すような円筒形の金型10
に充填した。そして加圧体12によって、6t/cm2
の荷重で軸方向に圧縮し、円筒状の成形体を得た。成形
後の各均一組成層の厚み(mm)はn1、n2、n3、
………、n17の順にn1=2.0、n2〜n3=1.
0、n4〜n10=0.5、n11〜n16=0.7、
n17=2であった。その成形体を水素ガス中、120
0℃で30分間焼結し、有機バインダを除去した。な
お、上述したモリブデン粉末やシリカ粉末の平均粒径や
有機バインダを除去する条件や傾斜機能材料成形時の荷
重の大きさなどは今回の条件のみに限定されるものでは
ない。
棒挿入用の穴開け加工を施した。そして、タングステン
製電極芯棒を挿入し、真空雰囲気において1820℃で
5分間焼結して、電極芯棒を焼き嵌める本焼結処理を行
なった。
2.5mm、3mm、4mmの傾斜機能材料と直径0.
3mm、0.5mm、0.6mm、1.2mm、1.6
mmのタングステン製電極芯棒を組み合わせて各種電気
導入体を製作した。そして、前記各電気導入体の不具合
の有無を、傾斜機能材料の直径Dと、該傾斜機能材料の
管軸方向のシリカの体積割合が80%を超える均一組成
層の積層厚さの合計Lと、L/Dと、電極芯棒dと、d
/D、電極芯棒の傾斜機能材料の中の先端位置に関して
目視確認試験を行なった。その結果が図5で示した表の
通りである。
以上の電気導入体において、傾斜機能材料の中の電極芯
棒先端がシリカの体積割合が80%以下の均一層まで届
いていないNO.1、およびNO.7の電気導入体で
は、電極芯棒が傾斜機能材料本焼結の際に層内の密度の
ムラによる変形や該傾斜機能材料の軟化による変形を支
えることができず、曲がり不良が発生した。
の電気導入体では電極芯棒が細すぎて傾斜機能材料を支
えきれず、同じく曲がり不良が発生した。また、d/D
が0.6を超えるNO.6の電気導入体では傾斜機能材
料のシリカに富む部分にクラックが発生した。上記実施
例では電極芯棒としてタングステン製芯棒を使用した
が、モリブデンを使用しても同じ結果が予想される。
円柱状傾斜機能材料のシリカの体積割合が80%以下で
ある均一層まで、タングステンあるいはモリブデンから
なる電極芯棒を焼き嵌めることで傾斜機能材料に曲がり
もなくクラックの発生も無く確実に管球のシリカガラス
製の閉塞管と溶着可能な管球用電気導入体とすることが
できる。
の直径d(mm)と円柱状傾斜機能材料の直径D(m
m)との関係でd/Dが0.12から0.6の範囲にあ
るようにすると、傾斜機能材料に曲がりもなくクラック
の発生も無く確実に管球のシリカガラス製の閉塞管と溶
着可能な管球用電気導入体とすることができる。
の位置関係を説明する図を示す。
する図を示す。
図を示す。
た結果を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 電気伝導体と絶縁体であるシリカとから
なる傾斜機能材料であって、該傾斜機能材料中のシリカ
の体積割合(%)がn1、n2、n3、………、nx
(n1>n2>n3>……>nx)である複数の均一組
成層を円柱状に順次積層させることにより電気伝導体か
らシリカに連続して組成を傾斜させた円柱型傾斜機能材
料を使用し、該円柱型傾斜機能材料の直径をD(m
m)、シリカの体積割合が80%を超える均一組成層の
積層厚さの合計をL(mm)としたとき、L/Dが2以
上である管球用電気導入体において、 該円柱型傾斜機能材料のn1層側表面から、シリカの体
積割合が少なくとも80%以下である均一層まで、タン
グステンあるいはモリブデンからなる電極芯棒を焼き嵌
めたことを特徴とする管球用電気導入体。 - 【請求項2】 前記電極芯棒の直径をd(mm)とした
とき、d/Dが0.12から0.6の範囲にあることを
特徴とする請求項1に記載の管球用電気導入体。
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