JP2000067815A

JP2000067815A - ランプ

Info

Publication number: JP2000067815A
Application number: JP10230853A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Matsuno; 博光松野; Tetsuya Torikai; 哲哉鳥飼; Kenji Morinaga; 健次森永; Koji Tagawa; 幸治田川
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 2000-03-03
Also published as: US20020180357A1

Abstract

(57)【要約】【課題】ランプ形成容器の発光管部を高い寸法精度で
形成することができ、良好な光放射特性と長い使用寿命
が得られるランプを提供すること。【解決手段】本発明のランプは、本発明のランプは、
ランプ形成容器の発光管部内に放電電極またはフィラメ
ントコイルよりなる発光機構部を有し、ランプ形成容器
は、焼結石英ガラス成形体により形成された発光管部お
よび閉塞管部と、閉塞管部に気密に接合された閉塞用部
材とにより構成されると共に、閉塞用部材に発光機構部
が連結されてなり、閉塞用部材は、一端部がシリカより
なると共に他端部が導電性無機物質成分を主成分として
含有してなる傾斜機能材料よりなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光管部を有する
ランプ形成容器を具えてなるランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ランプは、気密にシールされた
ランプ形成容器の発光管部内に、放電電極あるいはフィ
ラメントコイルよりなる発光機構部が配置されて構成さ
れている。そして、ランプ形成容器の材料としては、長
い間、石英ガラスが好ましいものとして用いられてお
り、その理由は、下記の効果が奏されるからである。（１）直線透過率が高いために高い光の利用率が得られ
る効果（２）熱膨張率が小さくて高い耐熱衝撃性を有するため
に高い信頼性が得られる効果（３）水素透過性を有するために発光管部内で発生した
水素がランプ形成容器の外部に排出され、長い使用寿命
が得られる効果石英ガラスによって形成されたランプ形成容器を具える
高圧水銀ランプは、例えば、特開平０６−０５２８３０
号公報に記載されている。

【０００３】従来の一般的な製造方法によれば、石英ガ
ラス製のランプ形成容器材料は、既製の直管状の石英ガ
ラスよりなる原管を水素−酸素炎などによって２０００
℃以上に加熱して溶融状態とし、この状態の可変形性を
利用して、例えば膨出した発光管部とこれに続く封止用
管部とを形成する方法によって製作されている。また、
ランプ形成容器には、放電電極やフィラメントコイルな
どの発光機構部を、その給電路が外部から内部に気密に
伸びるよう設けることが必要であり、これを達成するた
めに、発光機構部の一端に厚さ数十ミクロンのモリブデ
ン製の金属箔を介して外部リード線を接続してなる組立
て体を作製してこれを封止用管部内に配置し、この状態
で、金属箔の周囲に位置する封止用管部の石英ガラスを
２０００℃以上に加熱して溶融させた上で圧潰すること
により、金属箔の両面に石英ガラスが気密に密着された
シール部を形成する方法が採用されている。

【０００４】しかしながら、上記のような方法によって
得られるランプにおいては、次のような問題点がある。（１）石英ガラスの原管を溶融状態で変形させる方法に
よるために、形成されるランプ形成容器の形状を厳密に
制御することがきわめて困難であり、しかも、既製の石
英ガラスの原管においては、管毎に、または同一の管で
あっても、外径、内径および肉厚の寸法が一定していな
いため、所望の高い寸法精度の形状を有する発光管部を
形成することができない。その結果、例えば前記公開公
報に記載された高圧水銀ランプのように、内容積が小さ
いランプ形成容器内に、電極間距離の短い放電電極を配
置することによって点光源ランプを構成し、これを集光
光学系と組み合わせて使用する場合には、当該ランプ形
成容器の内容積の大きさを厳密に制御することができな
いために発光特性が一定とならず、また発光管部の壁の
肉厚が不均一になるためにレンズ作用が生じて放射光の
光路が歪曲される結果、集光効率が低下するなどの問題
が生ずる。

【０００５】（２）石英ガラスが２０００℃以上の高温
に加熱されて溶融されることにより、ＳｉＯ₂やＳｉＯ
の微粒子（以下「シリカの微粒子」という。）が発生し
て発光管部の内面に付着する現象が生ずるが、これらの
シリカの微粒子はランプの完成後に発光管部内で飛散し
て放電電極またはフィラメントコイルなどの表面に付着
してその構成物質と化学的に反応するため、当該放電電
極やフィラメントコイルなどが損耗してランプの使用寿
命が短くなる。

【０００６】（３）石英ガラスを溶融させるために水素
−酸素炎などが使用される結果、石英ガラス中に水分子
が混入されてしまい、これが当該ランプの寿命働程中に
発光管部内に放出される現象が生じ、その結果、放電電
極やフィラメントコイルなどに水分子が付着して反応す
るため、当該放電電極やフィラメントコイルなどが損耗
してランプの使用寿命が短くなる。

【０００７】（４）ランプ形成容器の気密シール部の形
成において、用いられる金属箔が脆弱である上、この金
属箔に、封止用管部における溶融した石英ガラスを圧潰
して密着させるので、溶融石英ガラスの流れによって金
属箔が容易に変形あるいは移動する結果、当該金属箔に
接続されている放電電極やフィラメントコイルなどの発
光機構部の発光管部内における位置を高い精度で規制す
ることができない。その結果、放電ランプでは電極間距
離を厳密に制御することができず、放電電極の偏心が発
生し、また、集光光学系と組み合わせて使用する場合に
高い集光効率を得ることができない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な従来の技術の問題点を解決するためになされたもので
あって、その目的は、ランプ形成容器の発光管部を高い
寸法精度で形成することができ、従って所望の形状およ
び寸法を有するランプ形成容器を具え、しかも良好な光
放射特性と長い使用寿命が得られ、更に容易に製造する
ことのできるランプを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ランプ形成容
器の発光管部内に放電電極またはフィラメントコイルよ
りなる発光機構部を有するランプであって、ランプ形成
容器は、焼結石英ガラス成形体により形成された発光管
部および閉塞管部と、当該閉塞管部に気密に接合された
閉塞用部材とにより構成されると共に、前記閉塞用部材
に発光機構部が連結されてなり、閉塞用部材は、一端部
がシリカよりなると共に他端部が導電性無機物質成分を
主成分として含有してなり、かつ一端部側から他端部側
に向かうに従って導電性無機物質成分の濃度が傾斜的に
増大する傾斜機能材料よりなることを特徴とする。ここ
に、焼結石英ガラス成形体は、アルミナ成分を１〜１０
体積％の割合で含有するものとすることができる。

【００１０】以上において、ランプ形成容器の閉塞管部
と閉塞用部材の一端部側部分とが、当該閉塞管部の軟化
点および当該閉塞用部材の一端部側部分の軟化点のいず
れよりも低い軟化点を有するフリットにより接合されて
いる構成とすることができる。また、閉塞管部と閉塞用
部材の一端部側部分とを密着させ、この密着させた部分
が加熱溶融されることにより接合されている構成とする
ことができ、この場合には、閉塞管部の内周面が先端に
向かうに従って拡開するテーパ状であり、閉塞用部材の
一端部側部分の外周面が、前記閉塞管部の内周面と適合
するテーパ状であることが好ましい。

【００１１】また、発光管部の内面および／または外面
に紫外線吸収膜が設けられた構成とすることができる。
更に、発光管部の内面および／または外面に赤外線反射
膜が設けられた構成とすることができる。

【００１２】

【作用】以上のようなランプにおいては、発光管部およ
びこれに続く閉塞管部が焼結石英ガラス成形体により形
成されると共に、当該閉塞管部に、傾斜機能材料製の閉
塞用部材が接合されることによってランプ形成容器が構
成されることにより、高い寸法精度の形状を有する発光
管部と閉塞管部を備え、放電電極やフィラメントコイル
などの発光機構部を高い位置精度で発光管部内に配置す
ることができるので、確実に所要の性能を有するランプ
を提供することができる。しかも、このランプでは、シ
リカの微粒子が発生することがないため、良好な光放射
特性と長い使用寿命が得られる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る放電ランプ
の一例における構成を示す説明用断面図である。この放
電ランプ１０において、ランプ形成容器材料は、大略球
形状の外形を有する発光管部１４と、この発光管部１４
から両側方に突出するよう一体に形成された直管状の閉
塞管部１６とよりなり、このランプ形成容器材料の閉塞
管部１６に、傾斜機能材料により形成された閉塞用部材
２０が気密に接合されることによってランプ形成容器が
構成されている。

【００１４】この例における閉塞用部材２０は、その一
端部がシリカよりなると共に、当該一端部以外の部分
は、シリカと例えばモリブデンなどよりなる導電性無機
物質成分との混合物よりなり、更に他端部は当該導電性
無機物質成分を主成分として含有してなり、しかも、一
端部側から他端部側に向かうに従って導電性無機物質成
分の濃度が傾斜的に増大する、全体が柱状のものであ
る。

【００１５】この傾斜機能材料製の閉塞用部材２０は、
シリカよりなる一端部およびこれに続く部分に、閉塞管
部１６の内径に適合する外径と、同等の長さを有する小
径頭部２２を有し、それ以外の部分は、閉塞管部１６の
外径と同様の外径を有する。そして、当該閉塞用部材２
０の小径頭部２２が、ランプ形成容器材料の閉塞管部１
６内に挿入されて嵌合された状態で、両者の間隙に適用
されたフリット３０により、当該閉塞管部１６と閉塞用
部材２０とが気密接合されて気密シール部が形成されて
いる。

【００１６】２４は発光機構部を構成する放電電極であ
って、この放電電極２４を支持する電極棒２５は、上記
の閉塞用部材２０に、その一端部側の端面（内面）から
伸びるよう形成された穴内に挿入された状態で一体的に
固定連結されている。この電極棒２５の先端部は、閉塞
用部材２０において導電性無機物質成分の濃度が高くて
実質上導電性を有する部位にまで伸びている。

【００１７】一方、閉塞用部材２０における導電性無機
物質成分の濃度が高い導電性の他端部には、その端面か
ら伸びるよう形成された穴内に外部リード棒２６の一端
部が挿入されて固定されており、これにより、当該閉塞
用部材２０の導電性部分を介して、前記電極棒２５と当
該外部リード棒２６とが電気的に接続された状態となっ
ている。

【００１８】以上における発光管部１４は、閉塞用部材
２０と共に閉じられた発光空間を区画するものであり、
当該発光空間内に放電電極２４が位置されると共に、所
要の放電用ガスなどが封入される。そして、この発光管
部１４の壁を介して、発光機構部によって生ずる光の大
部分が外部に放射される。

【００１９】上記の発光管部１４およびこれと一体の閉
塞管部１６は、焼結石英ガラス成形体によって形成され
ている。この焼結石英ガラス成形体は、石英ガラス（ま
たはシリカ）を主成分とする粉末により一次成形体であ
る粉末成形体を形成し、この粉末成形体を、石英ガラス
の融点（１７２０℃）より低い焼結温度に加熱する焼結
処理を施すことにより得られる透明体である。

【００２０】焼結石英ガラス成形体は、Journal of the
Ceramic Society of Japan １０５（２）Ｐ１７１〜１
７４（１９９７）に概略示されているが、具体的には、
次のような方法によって製造することができる。石英ガ
ラスを主成分とする原料粉末を用意する。この原料粉末
における石英ガラスの割合は、９０体積％以上であるこ
とが好ましく、特に９５体積％以上であることが好まし
い。

【００２１】石英ガラスの原料粉末は、その平均粒径が
特に限定されるものではないが、通常、０．１〜１０μ
ｍであることが好ましく、特に０．５〜５．０μｍであ
ることが好ましい。平均粒径が過小の粉末はその取扱い
が困難であり、一方、平均粒径が過大の粉末を用いる
と、得られる焼結石英ガラス成形体の透明性が低いもの
となるおそれがある。

【００２２】粉末成形体を製造するための方法は、特に
限定されるものではなく、従来知られている種々の方法
を利用することができる。例えば、最も代表的な方法で
ある鋳込み成形法による場合には、原料粉末をバインダ
ーおよび水と共に混合してスラリーを調製し、このスラ
リーを、別途作製しておいた、発光管部と閉塞管部の外
形に対応する型面を有する石膏型内に注入し、乾燥させ
ることにより、所要の肉厚を有する粉末成形体が得られ
る。最終的に得られる焼結石英ガラス成形体の肉厚は、
石膏型の型内面における着肉の程度を制御することによ
って調整することができる。ここにバインダーとして
は、例えばステアリン酸などの高級脂肪酸、ステアリン
酸亜鉛などの高級脂肪酸の金属塩、ポリビニルピロリド
ンなどの親水性高分子物質、その他を挙げることができ
る。

【００２３】以上の鋳込み成形法のほか、バインダーと
水を含有してなる柔らかい可塑性の成形用材料を調製
し、これを用いて押出し成形法によって直管状の材料管
を作製し、これにブロー成形加工を施して球状に膨らま
せることより、発光管部およびこれに続く閉塞管部を形
成することも可能である。更に、上記と同様の成形用材
料をゴム型内に入れて静水圧を作用させるラバープレス
法により、粉末成形体を製造することもできる。

【００２４】以上のようにして得られる粉末成形体を、
必要に応じて乾燥させ、あるいは更に５００〜１２００
℃の温度に加熱することによって仮焼結させ、これによ
り、バインダーおよび水分が除去された粉末成形体また
は仮焼結体を得、これを焼結処理することにより、目的
とする焼結石英ガラス成形体が得られる。

【００２５】粉末成形体の焼結処理は、真空中で１４５
０℃以上で石英ガラスの融点より低い温度に加熱するこ
とにより行うことができるが、最高焼結温度は１６００
〜１７００℃であることが好ましい。最高焼結温度に到
達するまでの昇温速度は特に限定されるものではない
が、通常５〜５０℃／分、好ましくは１０〜３０℃／
分、特に好ましくは１５〜２０℃／分の昇温速度とされ
る。また、焼結処理において、上記の最高焼結温度に加
熱された状態を保持することは必ずしも必要ではなく、
粉末成形体がそのような最高焼結温度に到達すればその
直後に降温させてもよい。

【００２６】最高焼結温度が１４５０℃未満の場合に
は、原料粉末の平均粒径が小さい場合であっても、得ら
れる焼結石英ガラス成形体は不透明で光透過性がきわめ
て小さいものとなる。一方、石英ガラスの融点以上の温
度に加熱すると、粉末成形体が溶融して変形するため、
ランプ形成容器材料として有用なものを得ることができ
ない。

【００２７】最高焼結温度が１６００〜１７００℃であ
る場合には、石英ガラスの原料粉末の平均粒径の大きさ
によらずに、目的とする透明性の高い焼結石英ガラス成
形体を得ることができる点で有利であり、特に１６５０
〜１７００℃とすることにより、被焼結体を最高焼結温
度に保持する必要なしに、確実に良好な焼結石英ガラス
成形体を得ることができる。

【００２８】最高焼結温度が１４５０〜１６００℃であ
る場合には、原料粉末の平均粒径が例えば２．０μｍ以
上と大きい場合に或る程度の時間、最高焼結温度に保持
するすることが必要であり、この保持時間が短いと、得
られる焼結石英ガラス成形体は透明性が低くて光透過性
が小さいものとなるおそれがあり、従って焼結処理に長
い時間を要することがある。

【００２９】以上の焼結処理によって得られる焼結石英
ガラス成形体は、一次成形体である粉末成形体に比して
収縮するがその程度は僅かであり、また溶融による変形
を生ずることがないため、基本的に当該粉末成形体と略
同一または相似の形状を有する一体のものである。実際
上、粉末成形体における収縮率は、通常、約１０〜２０
％以下である。従って、例えば石膏型などの適宜の成形
体作製用の型を利用して粉末成形体を製造すれば、当該
型の形状に従った粉末成形体が得られ、その結果、この
粉末成形体に従った形状の焼結石英ガラス成形体が得ら
れるから、結局、当該型に対する忠実度の高い形状を有
し、寸法精度が高く、形状の精度が高い焼結石英ガラス
成形体を得ることができる。

【００３０】しかも、当該焼結石英ガラス成形体は、原
料である石英ガラスをその融点よりも低い温度に加熱す
ればよいので、その製造がきわめて容易である上、高温
に加熱する場合のようにシリカの微粒子が発生すること
がない。その結果、当該焼結石英ガラス成形体によるラ
ンプ形成容器材料を用いることにより、安定した性能
と、高い信頼性を有し、しかも使用寿命の長いランプを
製造することができる。

【００３１】以上の焼結石英ガラス成形体を得るための
石英ガラスの原料粉末は、必要に応じて、他の金属酸化
物の粉末を含有するものであってもよい。例えばアルミ
ナ粉末を含有する石英ガラスの原料粉末を用いることが
でき、この場合には、保形性すなわち自己形状保持性の
高い粉末成形体が得られるため、焼結処理中に粉末成形
体の形状が変形したり崩れることが有効に防止される。
その結果、複雑な形状のものであっても、寸法精度の高
い焼結石英ガラス成形体を確実に得ることができ、しか
も耐熱性の大きいものとなる。ここに、アルミナ粉末の
原料粉末における含有割合は０．５〜１０体積％であ
り、特に１〜５体積％であることが好ましい。

【００３２】アルミナ以外の金属酸化物としては、酸化
チタン（ＴｉＯ₂）、酸化セリウム（ＣｅＯ₂）、酸化
ネオジム（Ｎｄ₂Ｏ₃）、並びに三二酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ
₃）などの遷移金属の酸化物、その他を原料粉末に添加
することができる。以上のうち、例えば酸化チタンまた
は酸化セリウムの粉末を含有させることにより、得られ
る焼結石英ガラス成形体は、一部の紫外線を透過させな
いいわゆるオゾンレス石英ガラスとしての特性を有する
ものとなるので、特定の放電ランプのランプ形成容器材
料として有用である。また、酸化ネオジムを用いると、
黄色光を遮断する光学特性を有する焼結石英ガラス成形
体が得られるので、これによるランプは、放射光の彩度
が向上したものとなる。これらの添加成分の粉末は、原
料粉末の５００ｐｐｍ以下の割合で含有されることが好
ましい。

【００３３】焼結処理においては、既述のように、最高
焼結温度が特定の範囲に規定されることが重要である
が、更に、焼結処理のための雰囲気を制御することによ
り、ランプ形成容器材料として良好な特性を有する焼結
石英ガラス成形体を得ることができる。

【００３４】また、図示の例による放電ランプ１０にお
いては、ランプ形成容器材料が、上述の焼結石英ガラス
成形体よりなる一体の発光管部１４および閉塞管部１６
と、閉塞用部材２０とにより構成されているところ、閉
塞用部材２０は、シリカよりなる一端部と、モリブデン
などの導電性無機物質成分を主成分としてなる他端部と
を有すると共に、一端部側から他端部側に向かうに従っ
て当該導電性無機物質成分の濃度が傾斜的に増大する状
態の傾斜機能材料よりなるものであり、この閉塞用部材
２０の一端部側部分が閉塞管部１６に嵌合され、発光管
部１４を形成する焼結石英ガラス成形体の軟化点および
閉塞用部材２０における一端部側部分の軟化点よりも低
い軟化点を有するフリット３０により接合されている。

【００３５】従って、閉塞管部１６が溶融されることな
しにシール部が形成され、発光管部１４と一体の閉塞管
部１６に対して高い寸法精度で閉塞用部材２０を固定す
ることができ、併せて閉塞用部材２０も高い寸法精度で
形成することができる結果、閉塞用部材２０に固定保持
されている発光機構部、具体的には放電電極２４を発光
管部１４に対してきわめて高い寸法精度で配置すること
ができ、その結果、従来の金属箔を利用したシール部に
比して遙かに堅牢なシール部を構成することができると
共に、安定した性能を有し、高い信頼性を有するランプ
を作製することができる。

【００３６】特に、接合のためのフリット３０として軟
化点の低いものを用いるため、発光管部１４および閉塞
管部１６並びに閉塞用部材２０に変形を生じさせるおそ
れがなく、その結果、焼結石英ガラス成形体による高い
寸法精度が維持され、かつ接合に要する温度が低いの
で、石英ガラスからシリカの微粒子が生ずることも防止
される。

【００３７】図２は、本発明の他の例に係る放電ランプ
を製造する工程における説明用断面図である。この例の
放電ランプ４０は、球状の発光管部４４およびこれと一
体の閉塞管部４６とによりランプ形成容器材料が構成さ
れており、この閉塞管部４６に傾斜機能材料製の閉塞用
部材５０が気密に接合されることによってランプ形成容
器が構成されている。そして、発光管部４４および閉塞
管部４６は、上述のようにして製造された焼結石英ガラ
ス成形体により形成されている。

【００３８】閉塞管部４６の内周面は、先端に向かうに
従って内径が次第に大きくなるテーパ状とされると共
に、閉塞用部材５０のシリカからなる一端部およびこれ
に続く部分には、当該閉塞管部４６の内周面と適合する
テーパ状の円錐台形頭部５２が形成されており、当該閉
塞管部４６内にこの円錐台形頭部５２が挿入されて密着
され、この状態で密着面が加熱溶融されて気密に接合さ
れてシール部が形成されている。

【００３９】閉塞用部材５０は、図１の例における閉塞
用部材２０と同様の傾斜機能材料製であり、この閉塞用
部材５０に、放電電極２４を支持する電極棒２５が固定
されると共に、外部リード棒２６が固定されることによ
り、閉塞部構造体が構成されている点も、図１の例と同
様である。

【００４０】図２において、５５は、閉塞管部４６の先
端に接合して設けられた大径の排気管であり、一方の閉
塞管部４６（左側のもの）における気密シールが完成さ
れた後に、当該排気管５５を介して発光管部４４内が排
気された上で必要な発光ガスなどが導入され、その状態
で他方の閉塞管部４６に閉塞用部材５０が挿入されて密
着され、溶融接合によりシール部が形成される。その
後、排気管５５が、閉塞管部４６に対する接合部から切
断により除却されて、完成された放電ランプ４０が得ら
れる。

【００４１】以上の構成においては、閉塞管部４６と閉
塞用部材５０の円錐台形頭部５２との密着面同志が溶融
接合されることによってシール部が形成されるが、閉塞
管部４６および閉塞用部材５０は、既述のように、いず
れも高い寸法精度で形成することが容易であるから、シ
ール部の形成に必要な大きさの密着面を確保することが
容易であり、しかも溶融される部分は、当該密着面部分
のみでよいので、当該密着面部分を集中的に加熱するこ
とにより、短時間の加工により、両者を気密に接合する
ことが容易であると共に、閉塞管部４６および円錐台形
頭部５２の形状を変形させることなく、それら自体の形
状が保持されたままの状態とすることができる。以上に
おいて、溶融接合される密着面の長さは約２ｍｍ以上で
あればよい。

【００４２】このような構成のランプによれば、シール
部を形成するために加熱される個所は、閉塞管部４６と
閉塞用部材５０の円錐台形頭部５２との密着面部分のみ
であるので、ランプ形成容器材料の形状がそのまま維持
され、しかも加熱による加工時間も短いので、シリカの
微粒子が発生することもない。従って、良好な性能を有
し、高い信頼性を有し、使用寿命の長いランプが得られ
る。

【００４３】また、図示の例のように、密着面部分がテ
ーパ状であることにより、必要な長さの密着面部分を確
保することが容易であり、しかも例えば閉塞用部材５０
を軸方向に押圧するのみで十分な密着状態を達成するこ
とができるので、実際の製造作業が非常に容易となる。

【００４４】図３は、本発明の更に他の例に係る棒状の
白熱ランプの説明用断面図である。この例の白熱ランプ
６０は、直管状の発光管部６４およびこれと一体の閉塞
管部６６とによりランプ形成容器材料が構成されてお
り、閉塞管部６６に傾斜機能材料製の閉塞用部材７０が
気密に接合されることにより、ランプ形成容器が構成さ
れている。そして、発光管部６４および閉塞管部６６
は、上述のようにして製造された焼結石英ガラス成形体
により形成されている。直管状の閉塞管部６６内には、
その内径と適合する外径を有する円柱状の傾斜機能材料
製の閉塞用部材のシリカからなる一端部およびこれに続
く部分が挿入されており、この状態で、閉塞管部６６の
外端面部分にフリット７２が適用されて、閉塞管部６６
と閉塞用部材７０とが気密に接合されてシール部が形成
されている。

【００４５】閉塞用部材７０は、図１の例における閉塞
用部材２０と同様の傾斜機能材料製であり、この閉塞用
部材７０の内端側部分に、発光機構部を構成するフィラ
メントコイル７４を支持する内部リード棒７５が固定さ
れると共に、閉塞用部材７０の外端部から突出して伸び
る外部リード棒７６の先端部には、筒状の連結部材７８
を介して金属接点８０が連結されている。

【００４６】このような構成の白熱ランプ６０において
は、発光管部６４および閉塞管部６６が焼結石英ガラス
成形体により形成されているため、その寸法精度が高
く、従ってフィラメントコイル７４を、例えば発光管部
６４の軸に沿って伸びるよう、所期の状態に正確に位置
させることが容易であり、従って当該白熱ランプ６０を
確実に所期の性能を有するものとすることができる。ま
た、発光管部６４などが焼結石英ガラス成形体によって
形成されていることにより、シリカの微粒子などの不純
物質による悪影響が防止され、良好な光放射特性を有す
ると共に使用寿命の長い白熱ランプが得られる。

【００４７】本発明のランプにおいては、ランプ形成容
器の発光管部の内面および外面の少なくとも一方に紫外
線吸収膜を形成することができ、これにより、石英ガラ
スよりなる発光管部を有しながら、人体などに有害な紫
外線が放出されないランプが得られる。このような紫外
線吸収膜は、例えば酸化チタンの粉末を付着させた上で
それを溶融させて膜状とする手段によって形成すること
ができるが、特に、焼結石英ガラス成形体を得るための
仮焼結体において、発光管部となる部分の表面に紫外線
反射膜の形成材料を付着させる手段を利用することが好
ましい。このような手段によれば、当該仮焼結体の焼結
処理において当該形成材料を溶融させることにより、特
に専用の加熱処理を行うことなしに紫外線吸収膜を形成
することができ、しかも、形成される紫外線吸収膜は、
仮焼結体が多孔質状態であるために、焼結石英ガラス成
形体に強固に付着したものとなる。

【００４８】また、本発明のランプにおいては、ランプ
形成容器の発光管部の内面および外面の少なくとも一方
に赤外線反射膜を形成することができる。このような構
成によれば、ランプの発光機構部から放射される赤外線
が外部に放出されずに発光管部内に戻され、発光機構部
の温度低下が防止されるため、ランプは発光効率が高い
ものとなる。

【００４９】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明はこれらによって限定されるものではない。実施例１この例は、図１に示されている構造の放電ランプを製造
したものである。（粉末成形体の作製）次のようにして、鋳込み成型法に
より粉末成形体を作製した。平均粒径が１．５μｍの石
英ガラスの粉末１００ｇと、純水２０ｇと、バインダー
２ｇとを混合してスラリーを調製した。別途に作製して
おいた、ランプ形成容器の発光管部および閉塞管部の外
形と一致する型内面を有する石膏型に、上記のスラリー
を流し込んで型内面に着肉させた後、乾燥させることに
より、ランプ形成容器材料の外形と相似形の一次成形体
である粉末成形体を得た。この粉末成形体の肉厚は３．
４ｍｍであった。

【００５０】以上の粉末成形体を水素ガス雰囲気中にお
いて１０００℃で約１時間加熱することにより、仮焼結
体を得た。ここに得られた仮焼結体は、石英ガラス粉末
が緩く結合した状態のものであり、光線の直線透過率は
著しく低く、例えば１％以下である。

【００５１】（ランプ形成容器材料の作製）以上の仮焼
結体を、圧力が１０^-4Ｐａの減圧雰囲気中において、１
６５０℃に加熱することによって焼結処理を行い、これ
により、焼結石英ガラス成形体よりなるランプ形成容器
材料を作製した。このランプ形成容器材料は、従来の石
英ガラスと同等の透明性を有するものであった。

【００５２】（閉塞用部材の作製）一方、下記のように
して傾斜機能材料よりなる閉塞用部材を作製した。シリ
カの粉末とモリブデンの粉末とを用意し、両粉末を異な
る割合で混合することにより、モリブデンの含有割合が
異なる１０種の混合粉末を調製した。円筒形の金型内
に、上記の混合粉末を、モリブデンの含有割合の多いも
のから順に充填し、最後にシリカの粉末のみを充填して
加圧することにより、全１１層の加圧積層体を作製し、
これを水素ガス雰囲気中で１２００℃で約１時間加熱す
ることにより、仮焼結体を得た。この仮焼結体に対し、
電極棒および外部リード棒を挿入するための穴を形成す
ると共に、ランプ形成容器材料の閉塞管部に適合する小
径頭部を形成する切削加工を行った。

【００５３】ここに得られた加工品のそれぞれの穴内
に、放電電極を先端に有する電極棒および外部リード棒
を挿入した状態で、真空雰囲気中で１８００℃で焼成す
ることにより、電極棒および外部リード棒が一体に連結
された、一端部がシリカのみよりなる層であり、他端部
がモリブデンを７２重量％の割合で含有してなる層であ
り、かつ、一端部側から他端部側に向かうに従ってモリ
ブデン成分の濃度が順次に段階的に増大する状態の傾斜
機能材料よりなる閉塞用部材に、放電電極を有する電極
棒と、外部リード棒とが連結されてなる閉塞部構造体を
作製した。ここに、閉塞部構造体の寸法は、閉塞用部材
の全長が１２ｍｍ、外径が２．８ｍｍ、その小径頭部の
外径が３ｍｍ、長さが１７ｍｍであり、電極棒の直径は
０．６ｍｍ、外部リード棒の直径は０．６ｍｍであっ
た。

【００５４】（ランプの作製）上記のランプ形成容器材
料の一方の閉塞管部に、閉塞部構造体およびフリットを
設置した。このフリットは、シリカ（ＳｉＯ₂）と酸化
亜鉛（ＺｎＯ）と酸化ホウ素（Ｂ₂Ｏ₃）がモル比で９
６：２．４：１．６の割合で含有されてなるものであ
る。この組立て体を光炉にセットし、真空中でフリット
を１７００℃に加熱して溶融させることにより、当該閉
塞管部に閉塞部構造体を気密に接合させた。次に、他方
の閉塞管部を介して発光管部内に０．２２ｍｇ／ｍｍ³
となる量の水銀を充填すると共に、当該他方の閉塞管部
に、同様の閉塞部構造体およびフリットを設置し、更に
３×１０^-4マイクロモル／ｍｍ³となる量の臭素と、１
０ｋＰａのアルゴンとを封入し、光炉によって、真空中
でフリットを１７００℃に加熱して溶融させることによ
り、当該閉塞管部に閉塞用部材を気密に接合させ、これ
により、電極間距離が１．２ｍｍ、発光管部の内径が
４．５ｍｍ、肉厚が３ｍｍ、内容積が１００ｍｍ³の放
電ランプを作製した。

【００５５】（放電ランプの点灯テスト）以上のように
して得られた放電ランプを、管壁負荷が１．５Ｗ／ｍｍ
²となる条件で点灯させたところ、光出力が安定であ
り、また、放射光量が初期点灯時の７０％に低下するま
での連続点灯時間は３０００時間以上ときわめて長いも
のであり、長い使用寿命が得られた。

【００５６】実施例２この例は、図２に示されている構造の放電ランプを製造
したものである。実施例１と同様の方法によりランプ形
成容器材料を作製したが、ランプ形成容器材料の閉塞管
部となる部分については、仮焼結体の状態で、開き角度
が４０度のテーパ状に切削加工した。また、仮焼結体の
ランプ形成容器の外面となる面に酸化チタンの微粉末を
塗布しておくことにより、焼結処理後のランプ形成容器
材料の外面に酸化チタンの皮膜よりなる紫外線吸収膜を
設けた。この紫外線吸収膜は、発光管部の表面に強固に
付着したものであった。一方、実施例１と同様の方法に
より閉塞用部材を作製したが、その頭部となる部分につ
いては、金型にテーパ状部分を設ける手段により、閉塞
管部と同一の開き角度のテーパ状とした。

【００５７】そして、ランプ形成容器材料の両閉塞管部
に石英ガラス管からなる排気管を設け、一方の排気管を
密閉して他方の閉塞管部に閉塞部構造体を設置し、テー
パによって両者を高い精度で密着させ、排気管によって
真空排気を行い、水素−酸素バーナーにより密着面部分
を集中的に加熱することにより、閉塞管部と閉塞用部材
を溶融接合させた。次に、他方の閉塞管部から実施例１
の場合と同様の方法で封入物を封入し、上記と同様にし
て閉塞管部と閉塞部構造体とを接合し、その後、排気管
を除去して放電ランプを作製した。この放電ランプにお
いても、良好な光放射特性が得られ、また連続点灯時間
が３０００時間以上と長い使用寿命が得られることが確
認された。

【００５８】実施例３この例は、図３に示されている構造の白熱ランプを製造
したものである。この例においては、粉末成形体を得る
ための原料粉末として、実施例１におけると同様の石英
ガラスの粉末に、８体積％となる割合で、平均粒径が
０．８μｍのアルミナを含有させたものを用い、その他
は、実施例１に準じた方法でランプ形成容器材料を作製
し、臭素ガス入りの白熱ランプを作製した。この白熱ラ
ンプは、きわめて高い寸法精度のランプ形成容器を有
し、良好な光放射特性が得られ、また連続点灯時間が４
０００時間以上と長い使用寿命が得られることが確認さ
れた。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発光管
部およびこれに続く閉塞管部が焼結石英ガラス成形体に
より形成されると共に、当該閉塞管部に、傾斜機能材料
製の閉塞用部材が接合されることによってランプ形成容
器が構成されることにより、高い寸法精度の形状を有す
る発光管部と閉塞管部を備え、放電電極やフィラメント
コイルなどの発光機構部を高い位置精度で発光管部内に
配置することができるので、確実に所要の性能を有する
ランプを提供することができる。しかもこのランプで
は、シリカの微粒子が発生することがないため、良好な
光放射特性と長い使用寿命が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電ランプの一例における構成を
示す説明用断面図である。

【図２】本発明の他の例に係る放電ランプを製造する工
程における説明用断面図である。

【図３】本発明の更に他の例に係る棒状の白熱ランプの
説明用断面図である。

【符号の説明】

１０放電ランプ１４発光管部１６閉塞管部２０閉塞用部材２２小径頭部２４放電電極２５電極棒２６外部リード棒３０フリット４０放電ランプ４４発光管部４６閉塞管部５０閉塞用部材５２円錐台形頭部５５排気管６０白熱ランプ６４発光管部６６閉塞管部７０閉塞用部材７２フリット７４フィラメントコイル７５内部リード棒７６外部リード棒７８連結部材８０金属接点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｋ 1/32 Ｈ０１Ｋ 1/32 Ｂ 1/38 1/38 (72)発明者森永健次福岡県筑紫郡那珂川大字片縄1232−35 (72)発明者田川幸治兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内Ｆターム(参考） 5C043 AA02 AA03 AA07 AA13 CD01 DD15 DD31 DD33 DD39 EA09 EB16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ランプ形成容器の発光管部内に放電電極
またはフィラメントコイルよりなる発光機構部を有する
ランプであって、ランプ形成容器は、焼結石英ガラス成形体により形成さ
れた発光管部および閉塞管部と、当該閉塞管部に気密に
接合された閉塞用部材とにより構成されると共に、前記
閉塞用部材に発光機構部が連結されてなり、閉塞用部材は、一端部がシリカよりなると共に他端部が
導電性無機物質成分を主成分として含有してなり、かつ
一端部側から他端部側に向かうに従って導電性無機物質
成分の濃度が傾斜的に増大する傾斜機能材料よりなるこ
とを特徴とするランプ。
【請求項２】焼結石英ガラス成形体が、アルミナ成分
を１〜１０体積％の割合で含有することを特徴とする請
求項１に記載のランプ。
【請求項３】ランプ形成容器の閉塞管部と閉塞用部材
の一端部側部分とが、当該閉塞管部の軟化点および当該
閉塞用部材の一端部側部分の軟化点のいずれよりも低い
軟化点を有するフリットにより接合されていることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載のランプ。
【請求項４】閉塞管部と閉塞用部材の一端部側部分と
を密着させ、この密着させた部分が加熱溶融されること
により接合されていることを特徴とする請求項１〜請求
項３のいずれかに記載のランプ。
【請求項５】閉塞管部の内周面が先端に向かうに従っ
て拡開するテーパ状であり、閉塞用部材の一端部側部分
の外周面が、前記閉塞管部の内周面と適合するテーパ状
であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか
に記載のランプ。
【請求項６】発光管部の内面および／または外面に紫
外線吸収膜が設けられていることを特徴とする請求項１
〜請求項５のいずれかに記載のランプ。
【請求項７】発光管部の内面および／または外面に赤
外線反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１
〜請求項６のいずれかに記載のランプ。