(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と耐ハロゲン性中間材と導電性サーメットとで構成される電極システムを、セラミックスで成形された発光管本体とその両端に細管を備えた発光管の細管内に挿入し、該細管の端部をシールしてなる金属蒸気放電ランプの製造方法において、
前記導電性サーメットに同導電性サーメットに含有しているセラミックス成分の融点より高い融点を有する金属材を抵抗加熱する際、抵抗加熱溶接機の電極と前記導電性サーメットとを直接接触させずに、前記金属材は導電性サーメットを挟み込むように抵抗溶接する工程を含むことを特徴とする金属蒸気放電ランプの製造方法。
【請求項２】
セラミックスで成形された発光管本体とその両端に細管を備えた発光管と、電極と耐ハロゲン性中間材と導電性サーメットとで構成される電極システムとよりなり、前記細管に電極システムが挿入され、該細管の端部がシールされてなる金属蒸気放電ランプにおいて、前記電極システムの導電性サーメットの端部に、該導電性サーメットの軸方向に対して略垂直に同導電性サーメットに含有しているセラミックス成分の融点より高い融点を有する金属材が互いに対向して抵抗加熱により溶接されていることを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は導電性サーメットに金属材を抵抗加熱溶接した電極システムを有する金属蒸気放電ランプ及びその製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時は、セラミックス製の発光管を用いたセラミックメタルハライドランプと称する金属蒸気放電ランプが、石英製の発光管を用いた従来品に取って代わりつつある。
【０００３】
セラミックス製の発光管および細管は主にアルミナからなり、発光管内には水銀や金属ハロゲン化物、始動用希ガス等が封入されている。細管の両側には電極システムが挿入され、細管端部はガラスフリットによりシールされる。
【０００４】
前記電極システムは、タングステン電極と耐ハロゲン性中間材と電流供給導体または、タングステン電極と電流供給導体とを溶接することで構成される。電流供給導体にはニオブが用いられることが多い。ニオブは高融点金属の中でも熱膨張係数がアルミナに近く、シール部に用いる電極材料としては最適である。
【０００５】
しかし、ニオブは発光管内のハロゲン化物と反応して腐食しやすいという欠点があるため、最近ではニオブに代わる電流供給導体の材料として、導電性サーメットが使用されている(特開２０００−１１３８５９号公報)。
【０００６】
導電性サーメットはセラミックスと金属の焼結体であり、代表例としては、アルミナとモリブデンからなるものがある。導電性サーメット中のアルミナの含有比率を増やすと、アルミナからなる発光管との熱膨張係数の差を小さくすることができ、細管からのクラックの発生を抑えることができる。また、アルミナとモリブデンはともに耐ハロゲン性の材料であるため、発光管内のハロゲン化物に腐食されるおそれはない。さらに、導電性サーメットはガラスフリットとシール時によく反応して強固な結合を成すため、導電性サーメットとガラスフリットの界面から発光管リークするおそれもない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
導電性サーメットをアルミナからなる発光管の電極システムの電流供給導体として用いた場合、図５のように電極システムの挿入長を決定するためのストッパーとして金属材５１を導電性サーメット５２に抵抗加熱溶接する。また、発光管を支柱に溶接する際にも、金属材を外部リードとして利用するため導電性サーメットの端部に抵抗加熱溶接する。
【０００８】
前記導電性サーメットに含有する金属成分はモリブデンやタングステンなどである。導電性サーメットに含有するセラミックス成分のアルミナは、前記導電性サーメットに含有する金属成分および前記金属材よりも融点が低いので、金属材５１を導電性サーメット５２に抵抗加熱溶接する際、アルミナが溶け出して、抵抗加熱溶接機の電極棒５３ｂに付着してしまう。
【０００９】
そのため、抵抗加熱溶接機の電極棒５３ｂ表面の導電性が損なわれ、十分な溶接強度が得られなくなるという問題が生じる。そのままの状態で溶接作業を続けていくと、最後には抵抗加熱溶接機の電極棒５３ａと５３ｂの間に電流が流れなくなり、金属材５１と導電性サーメット５２を溶接することができなくなってしまう。そうならないように、溶接作業中に抵抗加熱溶接機の電極棒５３ｂ表面に付着したアルミナを削ぎ取る作業が必要となり、金属材と前記導電性サーメットとを抵抗加熱溶接する際の作業効率が悪くなる。
【００１０】
また、図６（ａ），図６（ｂ）に示す細管端部の断面図及び横断面図のように、ストッパーである金属材６１を導電性サーメット６２の片側にのみ溶接した場合には、導電性サーメット６２は金属材６１を支点にして傾くため、電極システムの中心軸が傾き、細管６３の端部をシールする際にガラスフリット６４の厚さが不均一になり、シール時または点灯時にクラックが発生してしまうという問題もある。
【００１１】
更に発光管を支柱に溶接する際にも、外部リードとしての高融点金属材を前記導電性サーメットの端部に抵抗加熱溶接する必要がある。前記外部リードは点灯中や外部からの衝撃による溶接はずれを考慮して熱膨張係数がアルミナに近く、展延性を有するニオブを使用することが多い。この場合も前記と同様に導電性サーメットからアルミナが溶け出して、抵抗加熱溶接機の電極棒に付着してしまう問題が発生する。
【００１２】
そこで本発明は、電極システムとしての金属材と導電性サーメットを抵抗加熱溶接する際、導電性サーメット中のセラミックス成分と金属材とがよく溶接され、溶接はずれのない信頼性の高い溶接を行うことができ、溶接の作業効率も格段に向上し、導電性サーメット中のセラミックス成分が抵抗加熱溶接機の電極棒に付着することがない電極システムを有する金属蒸気放電ランプ及びその製造方法並びに電極システムの溶接方法を提供することを目的とする。
また、電極システム特に導電性サーメットの中心軸の傾きによる細管のクラックが発生することのない金属蒸気放電ランプ及びその製造方法並びに電極システムの溶接方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、請求項１の発明は、電極と耐ハロゲン性中間材と導電性サーメットとで構成される電極システムを、セラミックスで成形された発光管本体とその両端に細管を備えた発光管の細管内に挿入し、該細管の端部をシールしてなる金属蒸気放電ランプの製造方法において、前記導電性サーメットに同導電性サーメットに含有しているセラミックス成分の融点より高い融点を有する金属材を抵抗加熱する際、抵抗加熱溶接機の電極と前記導電性サーメットとを直接接触させずに、前記金属材は導電性サーメットを挟み込むように抵抗溶接する工程を含む。
【００１４】
請求項２の発明に係る金属蒸気放電ランプは、セラミックスで成形された発光管本体とその両端に細管を備えた発光管と、電極と耐ハロゲン性中間材と導電性サーメットとで構成される電極システムとよりなり、前記細管に電極システムが挿入され、該細管の端部がシールされてなる金属蒸気放電ランプにおいて、前記電極システムの導電性サーメットの端部に、該導電性サーメットの軸方向に対して略垂直に同導電性サーメットに含有しているセラミックス成分の融点より高い融点を有する金属材が互いに対向して抵抗加熱により溶接されていることを特徴とする。
【００１７】
すなわち、各請求項に記載の発明によれば導電性サーメット中のセラミックス成分と金属材とがよく溶接され、溶接はずれのない信頼性の高い溶接を行うことができ、溶接の作業効率も格段に向上し、導電性サーメット中のセラミックス成分が抵抗加熱溶接機の電極棒に付着することがない電極システム有する金属蒸気放電ランプ及びその製造方法並びに電極システムの溶接方法が得られる。
また、電極システムとしての導電性サーメットの中心軸の傾きによるシール部のクラックが発生することのない信頼性の高い金属蒸気放電ランプおよびその製造方法ならびに電極システムの溶接方法が得られる。
【００１８】
【実施例】
以下に図面に示す実施例に基いて本発明を具体的に説明する。
図１は導電性サーメット１と金属材２を抵抗加熱溶接する説明図である。
導電性サーメット１の軸方向に略垂直に金属材２としてのニオブリードを対向させて配置し、抵抗加熱溶接機の電極棒３ａ，３ｂによって導電性サーメット１と金属材２とが溶接される。これは導電性サーメット１中のセラミックス成分が抵抗加熱溶接機の電極棒３に付着するのを防ぐため、導電性サーメット１と抵抗加熱溶接機の電極棒３ａ，３ｂが接触しないように、高融点金属材の一種のニオブで導電性サーメット１を挟み込んで溶接しているものである。
【００１９】
このとき、導電性サーメット１に含有しているセラミックス成分(アルミナ)の融点は、導電性サーメット１に含有している金属成分(モリブデン)の融点と前記金属材２の融点(ニオブ)よりも低く、導電性サーメット１の軸方向に対して略垂直に金属材２を導電性サーメット１に挟み込んで溶接しているので、導電性サーメット１中のセラミックス成分と金属材２とがよく溶接され、溶接はずれのない信頼性の高い溶接を行うことができ、溶接の作業効率も格段に向上する。
しかも導電性サーメット１中のセラミックス成分が溶け出して抵抗加熱溶接機の電極棒３に付着することもなくなる。
【００２０】
そして、発光管はセラミックスで成形された発光管本体とその両端に備えた細管に電極システムを挿入し、該細管の端部をシールして構成される。
前記のようにして溶接された挿入長を規定するストッパーの役割を担う金属材(ニオブリード)２によって、図２（ａ），（ｂ）に示す細管端部の断面図および横断面図のように、導電性サーメット１の中心軸と細管４の中心軸とが同一軸上となり、電極システムが傾くことがなくなる。
したがって、細管４の端部をシールする際にガラスフリット５の厚さも均一になり、シール時または点灯時のクラックの発生はなくなる。
【００２１】
また、ガラスフリット５を溶融して細管４をシールするときの温度は１４００℃以上なので、前記金属材２はシールする温度において溶融することのない高融点金属である必要があり、他の金属材２の実施例として、モリブデン、タンタルやタングステン等があり、形状はロッド状、板状、箔状、ワイヤ状、パイプ状、チューブ状のどれであってもよい。
【００２２】
外球と組み合わせて金属蒸気放電ランプにする際は、図３に示すように導電性サーメット１の端部に金属材を抵抗加熱溶接によって溶接し、外部リード６ａ，６ｂを構成する。この場合も導電性サーメット１の軸方向に金属材が導電性サーメット１を挟み込んで溶接されるので、導電性サーメット１中のセラミックス成分が溶け出して、抵抗加熱溶接機の電極棒に付着することがなくなる。前記金属材はロッド状、板状、箔状、ワイヤ状、パイプ状、チューブ状のどの形状のものであってもよい。
【００２３】
そして、図４に示すように、発光管は一端に口金７を固定した外球８内に支柱９を介して保持される。これは、導電性サーメット１の端部に溶接した外部リード６ａ，６ｂをそれぞれ支柱９の支持体に溶接して接合される。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、導電性サーメットと金属材とが抵抗溶接により強固に溶接され、溶接はずれのない信頼性の高い溶接を行うことができ、また溶接の作業効率も格段に向上し、さらに導電性サーメット中のセラミックス成分が抵抗加熱溶接機の電極棒に付着することがない等の利点を有する金属蒸気放電ランプ及びその製造方法並びに電極システムの溶接方法が得られる。
また、電極システム特に導電性サーメットの中心軸の傾きに起因するシール部のクラックが発生することのない信頼性の高い金属蒸気放電ランプ及びその製造方法並びに電極システムの溶接方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る抵抗加熱溶接による電極製造方法の説明図である
【図２】同じく細管端部の断面図及び横断面図である。
【図３】同じくセラミックス発光管と外球とを組み合わせる際の導電性サーメットの端部に外部リードを溶接した側面図である。
【図４】本発明の一実施例の金属蒸気放電ランプである。
【図５】従来例の抵抗加熱溶接による電極製造方法の説明図である。
【図６】従来例の細管端部の断面図で及び横断面図である。
【符号の説明】
１    導電性サーメット
２ａ，２ｂ    金属材
３ａ，３ｂ    抵抗溶接機の電極棒
４    発光管の細管部
５      ガラスフリット
６ａ，６ｂ    外部リード
７    口金
８    外球
９    支柱
【図１】
0004862240.tif 000002
【図２】
0004862240.tif 000003
0004862240.tif 000004
【図３】
0004862240.tif 000005
【図４】
0004862240.tif 000006
【図５】
0004862240.tif 000007
【図６】
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0004862240.tif 000009