セラミック放電容器
【課題】セラミック放電ランプに使用するセラミック放電容器の製造工程において、放電容器の強度不足による破損などの不具合の発生を抑え、放電容器の歩留りの向上を目的とする。
【解決手段】光散乱率が５０％以上のセラミック放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１０％から４５％にする。光散乱率が５０％以上である放電容器は十分な強度を有するため、製造工程での破損などの不具合が発生しにくく、製造工程における放電容器の歩留りを向上させることが可能となる。
【解決手段】光散乱率が５０％以上のセラミック放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１０％から４５％にする。光散乱率が５０％以上である放電容器は十分な強度を有するため、製造工程での破損などの不具合が発生しにくく、製造工程における放電容器の歩留りを向上させることが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナトリウムランプやメタルハライドランプに用いるセラミック放電容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは水銀ランプや高圧ナトリウムランプに比べ演色性に優れており、屋内及び屋外用の一般照明として、広く利用されている。特にセラミック製放電容器を使用したセラミックメタルハライドランプは、石英製の発光管に比べ、金属ハロゲン化物による侵食が少なく、長寿命、高効率という特長を有する。
【０００３】
これらのセラミックメタルハライドランプに使用されるセラミック放電容器の製造方法は特許文献１などに開示されている。
原料粉末として、平均粒子径０．５μｍ以下であり純度９９．９９％以上の高純度のアルミナ粉末を用意し、このアルミナ粉末の泥漿（スラリー）を製作した後、泥漿を樹脂または金属からなる型内に充填して圧力を加えることにより
所定の形状に成形する。
得られた成形体を大気雰囲気中に１２００〜１３００℃程度の温度で仮焼して緻密化させ、さらに１５００〜１８００℃の水素雰囲気または真空雰囲気下で本焼成を行い、放電容器を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２０５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放電容器の強度は本焼成後の放電ランプとしての特性（耐圧力）にも影響を及ぼすが、放電容器の製造工程においても、破損などの不具合が発生する確率が高くなり、歩留りが低下する。
【０００６】
そこで本発明は、製造工程における放電容器の強度不足による破損などの不具合の発生を抑え、放電容器の製造工程における歩留りの向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明のセラミック放電容器は、光散乱率が５０％以上の放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１０％から４５％にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、焼成前の光散乱率が５０％以上であるため、放電容器の強度が高く、製造工程における破損などの不具合を抑制し、歩留りを向上させることができる。
また、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間の焼成工程により、５０％以上の光散乱率であった仮焼体の光散乱率を１０〜４５％にすることができ、放電ランプとして十分な透過率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る光散乱率の測定方法を示す図。
【図２】本発明に係るセラミック放電ランプの断面図。
【図３】本発明に係る放電容器の光散乱率とセラミック放電ランプの光束値との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るセラミック放電容器を製造する最も好適なプロセスについて述べる。
使用する原料は純度９９．９９％のアルミナ粉末である。このアルミナ粉末に、焼結助剤、有機バインダーを加え混合する。混合した原料は脱泡後、成形される。成形方法としては、鋳込み成形などの方法がある。
成形した放電容器に対して、大気中にて８００℃の温度にて３０分間保持する１次仮焼を行う。１次仮焼後、含水させた後、乾燥させ、大気中にて８００℃の温度にて１０時間保持する２次仮焼を行う。
２次仮焼後の放電容器は、真空または水素雰囲気中で、１５００℃の温度にて３時間処理する１次本焼成工程を行う。
１次本焼成後の放電容器の光散乱率は５０％以上であり、光散乱率が５０％以上である放電容器は強度が高く、製造工程において外力が加わった場合の破損、変形などの不具合が少なく、２次本焼成前まででの高い歩留りを実現できる。
【００１１】
図１は光散乱率の測定方法を示す図である。
図１において、光源１（ハロゲン電球）からの光は導光部２を通り、放電容器３に入射される。放電容器３に入射した光は、放電容器により散乱され、直線的に透過する光を測定する光度計Ａ４と散乱された光を測定する光度計Ｂ５にそれぞれ入射する。
光度計Ｂ５は光度計Ａ４と放電容器３とを結ぶ線から４５°の角度をなす位置に配置されており、光度計Ａ４に入射する光量に対する光度計Ｂ５に入射する光量の比を散乱率とする。
【００１２】
このようにして得られた１次本焼成体に対して、１８００℃の温度にて４時間保持する２次本焼成を行う。２次本焼成後の放電容器の光散乱率は２０％である。
放電容器の光散乱率は２次本焼成工程の時間と温度を調節することにより変化する。
【００１３】
表１は、２次本焼成の条件と２次本焼成後の放電容器の光散乱率の測定結果である。
【００１４】
【表１】
【００１５】
また、表１の放電容器を使用したセラミックメタルハライドランプを作製し、その特性を測定した。
図２は表１の放電容器を使用したセラミックメタルハライドランプ１１を示す断面図である。
図２に示すように、セラミックメタルハライドランプ１１は、発光部１２と両端に細管部１３を備えている。細管部１３には、タングステン製の電極１４、モリブデン製のロッドにモリブデン製のコイルを巻き回した中間材１５、導電性サーメットロッド１６、モリブデン製の外部リード１７、ニオブ製のストッパー１８からなる電極マウントが固着されている。ストッパー１８は、細管部の端部に電極マウントを係止するためのもので、導電性サーメットロッド１６に溶接されている。また導電性サーメットロッド１６と外部リード１７の周囲には、この部分が折損しないための補強部材としてアルミナ製の補強リング１９が固着されている。
【００１６】
作製したセラミックメタルハライドランプを点灯し、その明るさを測定し、散乱率との関係を求めた（図３）。
図３は、最も光散乱率が低い１９００℃、１０時間の条件で２次本焼成工程を実施したセラミック放電ランプの光束値を１００％とした場合の、各セラミック放電ランプの光束値を相対値で表したグラフである。
１７００〜１９００℃で２次本焼成を行った、光散乱率１０〜４５％のセラミック放電ランプは透過率が本焼成前よりも向上しているので、セラミック放電ランプとして高い光束値を得ることができたが、１６００℃で２次本焼成を行った光散乱率４６％以上のセラミック放電ランプの光束値は、２次本焼成で透過率があまり向上しなかたので、低い光束値であった。
【００１７】
以上のように、２次本焼成の温度を高く、時間を長くした場合は、光散乱率は低下し、透過率は向上するが、２次本焼成工程に使用するエネルギー量が増大するため、コストの増加を招く。また、放電容器の結晶成長が続伸され、放電容器の強度が低下してしまうため、２次本焼成後の放電容器の光散乱率は１０％以上にする必要があり、好ましくは１５％以上である。
一方、２次本焼成の温度を低く、時間を短くした場合は、光散乱率は余り低下せず、透過率が余り向上しないため、この放電容器を使用したセラミック放電ランプの明るさは低下する。このため、光散乱率は４５％以下にする必要があり、好ましくは２５％以下である。
【００１８】
なお、２次本焼成の温度が１９００℃を超える場合、仮焼体の機械的強度が低下し、放電容器の強度が低下するために、使用できない。
以上のように、光散乱率５０％以上の仮焼体を使用することにより、強度の高い放電容器を製作することが可能になり、放電容器の製造工程における歩留りが向上した。
また、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間の本焼成を行うことにより、５０％以上の光散乱率であった放電容器の光散乱率を１０〜４５％にし、放電容器の透過率を高め、放電ランプとして十分な明るさを得ることができた。
【符号の説明】
【００１９】
１ 光源
２ 導光部
３ 放電容器
４ 光度計Ａ
５ 光度計Ｂ
１１ セラミック放電ランプ
１２ 発光部
１３ 細管部
１４ 電極
１５ 中間材
１６ 導電性サーメットロッド
１７ 外部リード
１８ ストッパー
１９ 補強リング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナトリウムランプやメタルハライドランプに用いるセラミック放電容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは水銀ランプや高圧ナトリウムランプに比べ演色性に優れており、屋内及び屋外用の一般照明として、広く利用されている。特にセラミック製放電容器を使用したセラミックメタルハライドランプは、石英製の発光管に比べ、金属ハロゲン化物による侵食が少なく、長寿命、高効率という特長を有する。
【０００３】
これらのセラミックメタルハライドランプに使用されるセラミック放電容器の製造方法は特許文献１などに開示されている。
原料粉末として、平均粒子径０．５μｍ以下であり純度９９．９９％以上の高純度のアルミナ粉末を用意し、このアルミナ粉末の泥漿（スラリー）を製作した後、泥漿を樹脂または金属からなる型内に充填して圧力を加えることにより
所定の形状に成形する。
得られた成形体を大気雰囲気中に１２００〜１３００℃程度の温度で仮焼して緻密化させ、さらに１５００〜１８００℃の水素雰囲気または真空雰囲気下で本焼成を行い、放電容器を得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２０５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放電容器の強度は本焼成後の放電ランプとしての特性（耐圧力）にも影響を及ぼすが、放電容器の製造工程においても、破損などの不具合が発生する確率が高くなり、歩留りが低下する。
【０００６】
そこで本発明は、製造工程における放電容器の強度不足による破損などの不具合の発生を抑え、放電容器の製造工程における歩留りの向上を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明のセラミック放電容器は、光散乱率が５０％以上の放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１０％から４５％にしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、焼成前の光散乱率が５０％以上であるため、放電容器の強度が高く、製造工程における破損などの不具合を抑制し、歩留りを向上させることができる。
また、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間の焼成工程により、５０％以上の光散乱率であった仮焼体の光散乱率を１０〜４５％にすることができ、放電ランプとして十分な透過率を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る光散乱率の測定方法を示す図。
【図２】本発明に係るセラミック放電ランプの断面図。
【図３】本発明に係る放電容器の光散乱率とセラミック放電ランプの光束値との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係るセラミック放電容器を製造する最も好適なプロセスについて述べる。
使用する原料は純度９９．９９％のアルミナ粉末である。このアルミナ粉末に、焼結助剤、有機バインダーを加え混合する。混合した原料は脱泡後、成形される。成形方法としては、鋳込み成形などの方法がある。
成形した放電容器に対して、大気中にて８００℃の温度にて３０分間保持する１次仮焼を行う。１次仮焼後、含水させた後、乾燥させ、大気中にて８００℃の温度にて１０時間保持する２次仮焼を行う。
２次仮焼後の放電容器は、真空または水素雰囲気中で、１５００℃の温度にて３時間処理する１次本焼成工程を行う。
１次本焼成後の放電容器の光散乱率は５０％以上であり、光散乱率が５０％以上である放電容器は強度が高く、製造工程において外力が加わった場合の破損、変形などの不具合が少なく、２次本焼成前まででの高い歩留りを実現できる。
【００１１】
図１は光散乱率の測定方法を示す図である。
図１において、光源１（ハロゲン電球）からの光は導光部２を通り、放電容器３に入射される。放電容器３に入射した光は、放電容器により散乱され、直線的に透過する光を測定する光度計Ａ４と散乱された光を測定する光度計Ｂ５にそれぞれ入射する。
光度計Ｂ５は光度計Ａ４と放電容器３とを結ぶ線から４５°の角度をなす位置に配置されており、光度計Ａ４に入射する光量に対する光度計Ｂ５に入射する光量の比を散乱率とする。
【００１２】
このようにして得られた１次本焼成体に対して、１８００℃の温度にて４時間保持する２次本焼成を行う。２次本焼成後の放電容器の光散乱率は２０％である。
放電容器の光散乱率は２次本焼成工程の時間と温度を調節することにより変化する。
【００１３】
表１は、２次本焼成の条件と２次本焼成後の放電容器の光散乱率の測定結果である。
【００１４】
【表１】
【００１５】
また、表１の放電容器を使用したセラミックメタルハライドランプを作製し、その特性を測定した。
図２は表１の放電容器を使用したセラミックメタルハライドランプ１１を示す断面図である。
図２に示すように、セラミックメタルハライドランプ１１は、発光部１２と両端に細管部１３を備えている。細管部１３には、タングステン製の電極１４、モリブデン製のロッドにモリブデン製のコイルを巻き回した中間材１５、導電性サーメットロッド１６、モリブデン製の外部リード１７、ニオブ製のストッパー１８からなる電極マウントが固着されている。ストッパー１８は、細管部の端部に電極マウントを係止するためのもので、導電性サーメットロッド１６に溶接されている。また導電性サーメットロッド１６と外部リード１７の周囲には、この部分が折損しないための補強部材としてアルミナ製の補強リング１９が固着されている。
【００１６】
作製したセラミックメタルハライドランプを点灯し、その明るさを測定し、散乱率との関係を求めた（図３）。
図３は、最も光散乱率が低い１９００℃、１０時間の条件で２次本焼成工程を実施したセラミック放電ランプの光束値を１００％とした場合の、各セラミック放電ランプの光束値を相対値で表したグラフである。
１７００〜１９００℃で２次本焼成を行った、光散乱率１０〜４５％のセラミック放電ランプは透過率が本焼成前よりも向上しているので、セラミック放電ランプとして高い光束値を得ることができたが、１６００℃で２次本焼成を行った光散乱率４６％以上のセラミック放電ランプの光束値は、２次本焼成で透過率があまり向上しなかたので、低い光束値であった。
【００１７】
以上のように、２次本焼成の温度を高く、時間を長くした場合は、光散乱率は低下し、透過率は向上するが、２次本焼成工程に使用するエネルギー量が増大するため、コストの増加を招く。また、放電容器の結晶成長が続伸され、放電容器の強度が低下してしまうため、２次本焼成後の放電容器の光散乱率は１０％以上にする必要があり、好ましくは１５％以上である。
一方、２次本焼成の温度を低く、時間を短くした場合は、光散乱率は余り低下せず、透過率が余り向上しないため、この放電容器を使用したセラミック放電ランプの明るさは低下する。このため、光散乱率は４５％以下にする必要があり、好ましくは２５％以下である。
【００１８】
なお、２次本焼成の温度が１９００℃を超える場合、仮焼体の機械的強度が低下し、放電容器の強度が低下するために、使用できない。
以上のように、光散乱率５０％以上の仮焼体を使用することにより、強度の高い放電容器を製作することが可能になり、放電容器の製造工程における歩留りが向上した。
また、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間の本焼成を行うことにより、５０％以上の光散乱率であった放電容器の光散乱率を１０〜４５％にし、放電容器の透過率を高め、放電ランプとして十分な明るさを得ることができた。
【符号の説明】
【００１９】
１ 光源
２ 導光部
３ 放電容器
４ 光度計Ａ
５ 光度計Ｂ
１１ セラミック放電ランプ
１２ 発光部
１３ 細管部
１４ 電極
１５ 中間材
１６ 導電性サーメットロッド
１７ 外部リード
１８ ストッパー
１９ 補強リング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光散乱率が５０％以上の放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１０％から４５％にしたことを特徴とする、セラミック放電容器。
【請求項２】
光散乱率が５０％以上の放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１５〜２５％にしたことを特徴とする、請求項１項記載のセラミック放電容器。
【請求項３】
光散乱率が５０％以上の放電容器を、１８００〜１９００℃の温度で２〜４時間保持する焼成工程により、光散乱率を１５〜２５％にしたことを特徴とする、請求項２項または２項記載のセラミック放電容器。
【請求項４】
請求項１項ないし３項記載の放電容器を用いた、セラミック放電ランプ。
【請求項１】
光散乱率が５０％以上の放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１０％から４５％にしたことを特徴とする、セラミック放電容器。
【請求項２】
光散乱率が５０％以上の放電容器を、１７００〜１９００℃の温度で２〜１０時間保持する焼成工程により、光散乱率を１５〜２５％にしたことを特徴とする、請求項１項記載のセラミック放電容器。
【請求項３】
光散乱率が５０％以上の放電容器を、１８００〜１９００℃の温度で２〜４時間保持する焼成工程により、光散乱率を１５〜２５％にしたことを特徴とする、請求項２項または２項記載のセラミック放電容器。
【請求項４】
請求項１項ないし３項記載の放電容器を用いた、セラミック放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−１２３０４（Ｐ２０１３−１２３０４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４２４５２（Ｐ２０１１−１４２４５２）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（００００００１９２）岩崎電気株式会社 (533)
【Ｆターム（参考）】
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