(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英製の発光管両端に封止部を備え、同封止部に電極を封着し、前記発光管内に少なくとも水銀及び希ガスが封入され、前記発光管両端の封止部の形成を圧潰封止によって行うランプ電力が１５０Ｗ以下で点灯される金属蒸気放電灯の製造方法において、前記圧潰封止に使用する圧潰部材の材質は熱伝導率が２０．０Ｗｍ-１ Ｋ-１ 以下で機械的強度の逆温度依存性を有するニッケル基合金であって、同圧潰部材を４方向に配置して発光管を圧潰封止することを特徴とする金属蒸気放電灯の製造方法。
【請求項２】
前記ニッケル基合金からなる圧潰部材をバーナーにて予熱する工程を含む請求項１に記載した金属蒸気放電灯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はランプ電力が１５０Ｗ以下の金属蒸気放電灯において、発光管両端の封止を圧潰封止にて行う金属蒸気放電灯の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、省エネルギーの観点から発光効率の高い放電灯の開発が要求されている。そこで、一般家庭用白熱電球や蛍光ランプ等の屋内照明の代替として、屋外照明に使用されている高効率で長寿命の金属蒸気放電灯が屋内照明にも使用されてきている。金属蒸気放電灯の屋内使用の条件としては、高効率、長寿命に加えてランプ電力の小電力化が強く要求されている。
【０００３】
しかしランプ電力が小さくなるほど、発光管、特に両端の封止部からの熱伝導損失や熱輻射損失の割合が大きくなる。ランプ電力が１５０Ｗ以下の金属蒸気放電灯で使用している石英製発光管の肉厚は１．２ｍｍ程度であり、封止部の断面積や表面積が発光管全体に占める割合が大きくなるため、最冷部温度となる発光管の端部温度が低下して、発光効率や色特性が低下してしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、最冷部温度となる発光管の端部温度を上げるために石英製発光管の肉厚を薄く(０.８ｍｍ以下)して、発光管両端の封止部の断面積や表面積を小さくすることが考えれる。そのうえで発光管端部をバーナーで加熱後、４方向から圧潰部材で封止することよって、さらに封止部の断面積や表面積を小さくしている。封止部の断面積や表面積が小さくなると発光管、特に両端の封止部からの熱伝導損失や熱輻射損失の割合が減少し、最冷部温度となる発光管端部の温度を上昇させることができ、発光効率や色特性が改善できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、発光管端部をバーナーで加熱後、４方向から圧潰部材で発光管を封止すると、２方向から封止する場合と比較すると、圧潰部材と発光管との接触面積が大きくなる。また、発光管の肉厚を薄くしているので、熱容量が小さくなり、発光管からの熱が奪われやすくなっている。このため、封止を行う際に圧潰部材へ熱を奪われて発光管端部が早く冷えてしまい、発光管両端の封止部にクラックが発生しやすくなり、シール性が悪いという問題点がある。
【０００６】
本発明は、特に肉厚の薄い(０.８ｍｍ以下)発光管の封止において、４方向から圧潰部材で発光管を封止する際に、圧潰部材と発光管との接触面積が大きくなっても、発光管端部から熱が奪われるのを防ぎ、発光管両端の封止部にクラックが発生しなくなり、シール性に問題のない金属蒸気放電灯の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１記載の発明は、石英製の発光管両端に封止部を備え、前記発光管内に電極と少なくとも水銀及び希ガスが封入され、前記発光管両端の封止部の形成を圧潰封止によって行うランプ電力が１５０Ｗ以下で点灯される金属蒸気放電灯の製造方法において、前記圧潰封止に使用する圧潰部材の材質は熱伝導率が２０．０Ｗｍ-１Ｋ-１以下で機械的強度の逆温度依存性を有するニッケル基合金であって、同圧潰部材を４方向に配置して発光管を圧潰封止することを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記ニッケル基合金からなる圧潰部材をバーナーにて予熱することを特徴とする。請求項１および請求項２記載の発明によれば、発光管両端の封止部にクラックが発生しなくなり、シール性に問題のない金属蒸気放電灯の製造方法が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例について、図を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例であるランプ電力１００Ｗの金属蒸気放電灯の発光管概略図(一部断面図)である。(断面部は波線部)
石英製発光管１の両端部には封止部２が形成されている。発光管１の内部には電極３および補助電極４が配置され、金属箔５や外部リード線６を介して電気的に接続される。
【００１０】
発光管１の内径は１０．５ｍｍ、外径は１２．０ｍｍで、肉厚は０．７５ｍｍとなっている。電極２間の距離(アーク長)は１７．０ｍｍとなっていて、発光管１の内部には、水銀とヨウ化スカンジウム、ヨウ化ナトリウム等の金属ハロゲン化物と希ガスとしてのアルゴンが封入されている。
【００１１】
図２は、本発明の発光管を製造する工程の一つである発光管端部をバーナーで加熱後に、４方向から圧潰部材で発光管を封止した際の図である。図中の破線は、圧潰される前の発光管１の外径である。発光管１は、水平方向から圧潰部材７により、垂直方向から圧潰部材８により封止される。
【００１２】
石英製発光管の肉厚を０．７５ｍｍにして、４方向から種々の圧潰部材で発光管を封止する実験を行なった際の圧潰部材の熱伝導率(常温：単位はＷｍ-１Ｋ-１)を表１に示す。
【００１３】
【表１】
0004737706.tif 000002
【００１４】
それぞれの圧潰部材の材質において、各々３０本づつ発光管の封止を行った。表２に、その結果を示す。○は封止部にクラック及び皺なし、△は封止部にクラックはないが封止部表面に無数の皺あり、×はクラックありの３段階で評価した。
なお、圧潰部材の材質以外は、封止の条件は全て同じとした。
【００１５】
【表２】
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【００１６】
表２の結果から、熱伝導率が２６.０Ｗｍ-１Ｋ-１以上の材質は、封止部にクラックが多く発生したので、肉厚の薄い石英製発光管において、４方向からの圧潰には使用できないことが分かる。また、熱伝導率が２０.０Ｗｍ-１Ｋ-１のものでは、封止部にクラックが発生したものはなかったが、皺が入ったものが２本あった。しかし、ランプ点灯時の圧力に耐えうる封止部であることを確認できたため、シール性の問題はない。よって、圧潰部材の熱伝導率が２０.０Ｗｍ-１Ｋ-１以下の材質の場合、安定したシール性の良い発光管の封止が行なえる。ただし、ブラックカーボンは耐久性がなく、序々に機械的強度が脆弱となるため、量産には適さない。
【００１７】
また、ニッケル基合金であるインコネル７１８は逆温度依存性を有し、熱を加えることによって機械的強度が強くなるため、バーナーにて圧潰部材を予熱することができ、封止を行う際に圧潰部材へ熱が奪われることが少なくなり、最も量産に適している。ニッケル基合金の例として、インコネル７１８を記載したが、インコネル８０Ａ(熱伝導率８.７Ｗｍ-１Ｋ-１)等の他のニッケル基合金であってもよい。
【００１８】
石英製発光管の肉厚を０．５ｍｍ,０．６ｍｍ,０．８ｍｍの場合においても、同様の封止実験を行なったところ、同様な結果が得られた。このように圧潰部材の熱伝導率を２０.０Ｗｍ-１Ｋ-１以下の材質を使用すれば、肉厚を薄くした石英製発光管の封止には有効であり、安定したシール性の良い発光管の封止が行なえる。なお、ランプ電力が１５０Ｗよりも大きい場合は、石英製発光管の肉厚が０.８ｍｍよりも厚くなるので、封止部の断面積や表面積が発光管全体に占める割合が大きくなるため、最冷部温度となる発光管の端部温度が低下して、発光効率や色特性が低下してしまう。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、肉厚の薄い(０.８ｍｍ以下)発光管の封止を行う際に、圧潰部材へ熱を奪われて発光管端部が早く冷えることがなくなるため、発光管両端の封止部にクラックが発生しなくなり、シール性の良い金属蒸気放電灯の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるランプ電力１００Ｗの金属蒸気放電灯の発光管概略図(一部断面図)である。
【図２】本発明の４方向から圧潰部材で発光管を封止した際の図である。
【符号の説明】
１          発光管
２          封止部
３          電極
４          補助電極
５          金属箔
６          外部リード線
７,８       圧潰部材
【図１】
0004737706.tif 000004
【図２】
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