JP2748275B2 - ガラス筒体による金属棒支持構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガラス筒体による金属棒支持構造に関し、特
に放電灯の電極支持棒の支持構造に関する。

（従来の技術） ガラス製（特に石英ガラス製）の放電灯においては、
電極を支持するための金属（タングステン、モリブデ
ン、タンタルなど）製支持棒が、放電灯封体の一部であ
るガラス筒体を加熱して絞ることにより、微少間隙を介
してガラス筒体によって機械的に支持されている。

このように電極支持用の金属支持棒をガラス筒体によ
って機械的に支持するためには、ガラス筒体を絞ってそ
の内周面が金属支持棒の外周面に接触するようにするの
が普通である。

この場合、ガラスはその融点近くの温度にまで加熱さ
れるので、絞り工程中に、金属支持棒にガラス筒体が溶
融接着されることが多い。

そのために、絞りの工程の終了後に冷却されて温度が
低下すると、金属とガラスとの熱膨張係数の差により、
ガラスに割れが生ずることが多く、製造歩留りが低下し
たり、製品の信頼性や寿命が損なわれたりする欠点があ
る。

その対策として、従来から、金属支持棒の周囲に厚さ
約0.02mm以下のモリブデン箔を巻付けておくことが行な
われている。

このようにすれば、ガラス筒体を絞って支持部を構成
する際にガラスが加熱され、ガラスがモリブデン箔に溶
融接着されても、モリブデン箔と金属棒とは溶着される
ことがないので、冷却時に金属支持棒のガラスとの熱膨
張係数の差によってガラスに割れが生ずることは、ほぼ
完全に防止することができる。

しかし、この方法による場合は、モリブデン箔の巻付
け作業が面倒で、非能率的であるばかりでなく、モリブ
デン箔にしわが生じ易く、商品価値が低下するという欠
点がある。

さらに、モリブデン箔の介在によりガラス筒の内壁と
金属支持棒の外表面との間の空隙の形状や大きさが不規
則となり、例えば水銀灯の場合は、一定量の水銀を封入
しても、この空隙部にたまって捕獲される水銀の量が変
化するために、放電空間における水銀の実効量が変動
し、水銀灯の性能（発光光量やランプ電圧など）を所定
の範囲内に納めるのが難しいという欠点がある。

このような欠点を改善するために、金属支持棒の、少
なくともガラス筒内壁と接する部分にレニウム、ニオ
ブ、ロジウムなどの、ガラス筒体を絞って封止する際の
温度（1300〜1750℃）ではガラスと溶着しないような金
属をめっきすることが提案されている（特公昭40−892
号公報、特公昭42−2558号公報など）。

（発明が解決しようとする課題） 前記のレニウム、ニオブ、ロジウムなどの金属をめっ
きするためには、電解液を使用するので洗浄などの工程
を必要とし、公害防止などの観点からその廃棄処理も面
倒であり、材料自体が高価であることを相俟って、製品
のコスト高をもたらすという問題がある。

したがって、本発明の目的は、作業工程や処理が簡単
で、コストも安く、しかも放電灯に用いた場合の金属支
持棒支持部分の温度上昇を押えられるようなガラス筒体
による金属棒支持構造を提供することにある。

（課題を解決するための手段および作用） 前記の目的を達成するために、本発明は、少なくとも
ガラス筒内壁およびこれと接する金属支持棒の間に炭化
ケイ素層を介在させた点に特徴がある。

このように構成すれば、炭化ケイ素はガラスの軟化、
溶融温度（1800℃程度）では溶融せず、ガラスは炭化ケ
イ素に対して濡れないので、ガラスが炭化ケイ素に溶着
することは完全に防止される。

また、炭化ケイ素は熱輻射能率が高いので、放電灯の
金属棒支持構造として用いた場合の金属支持棒支持部分
の温度上昇も押えられる。

さらに、炭化ケイ素それ自体が安価であり、例えば金
属支持棒の周囲に炭化ケイ素の被膜を形成する場合も、
隔離環境中で、しかも電解液などを用いないで作業がで
きるので、高能率に、かつ環境汚染などの恐れがなく被
膜形成を行なうことができる。

（実施例） 第１図は本発明を放電灯に適用した場合の１実施例を
示す断面図である。

中空筒状のガラス製放電灯封体１の内部にはタングス
テンなどの耐熱性金属よりなる電極支持棒４が挿入さ
れ、その一端がシール部７においてガラス封体１と適宜
の手法によって気密封止される。

電極支持棒４の他端には電極３が固定支持される。電
極支持棒４は、シール部７と電極支持端との間の支持領
域５において、ガラス封体１を加熱して絞ることによ
り、外側のガラス封体１によって滑動可能に支持され
る。

その際、本発明にしたがい、電極支持棒４の外周面と
ガラス封体１の内周面との間には炭化ケイ素層９が介在
させられる。炭化ケイ素層９は、ガラス封体１内に電極
支持棒４を挿入するのに先立って、電極支持棒４の外周
面かガラス封体１の内周面の、少なくとも一方に予め形
成される。前記炭化ケイ素層の厚みは0.001μｍ以上で
あるのが望ましい。

（発明の効果） 以上に述べたように、本発明によれば、電極支持棒４
の外周面とガラス封体１の内周面との間に炭化ケイ素層
が介在させられるので、次のような効果が達成される。

（１）ガラス封体１を加熱して絞る際にガラスが軟化し
ても、ガラスは炭化ケイ素層に対して濡れないので、炭
化ケイ素層や電極支持棒４の外周面にガラスが溶着する
ことは事実上完全に防止される。その結果、絞り工程の
終了後に冷却されて温度が低下しても、金属とガラスと
の熱膨張係数の差による、ガラスの割れを生ずることが
なく、製造歩留りが低下したり、製品の信頼性や寿命が
損なわれたりすることもなくなる。

（２）使用中に電極３で発生する熱が支持領域５の方へ
伝導されるが、炭化ケイ素層４の熱輻射能率が高いので
冷却効果が高く、この部分の温度上昇が緩和されるとと
もに、シール部７への熱伝導およびシール部分の温度上
昇も防止される。

（３）電極支持棒４の外周面やガラス封体１の内周面へ
の炭化ケイ素層の形成は、低圧隔離環境中でのグロー放
電やCVD法などによる蒸着、沈積によって行なうことが
できるので、環境汚損などの恐れがなくなる。

（４）炭化ケイ素自体は極めて廉価であるので、製品の
コスト低減が可能になる。

（５）炭化ケイ素は、高温（放電灯の動作時の約1100℃
程度以下）での蒸気圧が低く、蒸気圧が低く、蒸散しに
くいので経年劣化が少ない。

なお、以上においては、本発明を放電灯に適用した場
合について説明したが、本発明は、その他にも、ガラス
筒体内に微少間隙を介して金属棒を貫通支持するガラス
筒体による金属棒支持構造一般に適用できることは明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す断面図である。 １……ガラス封体、３……電極、４……電極支持棒、５
……支持領域、７……シール部、９……炭化ケイ素、

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス筒体内に金属棒を貫通させた状態
   で、微少間隙を介して支持するガラス筒体による金属棒
   支持構造であって、前記ガラス筒体の内面と金属棒の外
   面との間に炭化ケイ素層を介在させたことを特徴とする
   ガラス筒体による金属棒支持構造。
2. 【請求項２】ガラス筒体は石英ガラス製であり、金属棒
   はタングステン、モリブデン、タンタルなどの耐熱性金
   属製であることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項
   記載のガラス筒体による金属棒支持構造。
3. 【請求項３】炭化ケイ素層の厚みは0.001μｍ以上であ
   ることを特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載のガラス筒体による金属棒支持構造。