JPH1064481A - 放電灯用セラミック管及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】優れた直線透過率をもった放電灯用セラミック
管を提供する。 【解決手段】放電灯用セラミック管を接合構造体とし、
その接合部の断面に存在する最大径が２μｍ以上の気孔
の数を５００μｍ当たり３０個以下となるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた直線透過率
を有する放電灯用セラミック管とその製造方法に関する
ものであり、具体的にはキセノンランプ、ナトリウムラ
ンプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ等の放電
灯用発光管に使用するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路やトンネルなどの照明等には
高圧ナトリウムランプが、自動車などのライト類には高
い発光効率を有するキセノンランプやハロゲンランプ
が、屋内外などの照明や店舗などの一般照明、さらには
ＯＨＰ用や液晶プロジェクタ用のバックライトなどには
演色性に優れたメタルハライドランプなどの放電灯用発
光管が使用されている。

【０００３】例えば、メタルハライドランプに使用され
ている放電灯用発光管は、図３に示すように、中央に球
面状の放電発光部１２ａを有する略円筒状をしたセラミ
ック管１２の内部に、発光材料として金属ハロゲン化物
と希ガスを封入し、上記セラミック管１２の両端開口部
１２ｂを電極心棒１５とリード心棒１６をそれぞれ具備
する閉塞体１３でもって封止したものがあった。

【０００４】ところで、中央に球面状の放電発光部１２
ａを有するセラミック管１２を製造する方法としては、
次のような方法が提案されている。

【０００５】まず、セラミック原料に粘結剤、溶媒を添
加してセラミック坏土を製作し、該セラミック坏土を押
し出し形成法により円筒状の成形体としたあと、内面形
状が球面状をした成形型のキャビティー内に上記成形体
を配置し、該成形体の一方端を閉塞するとともに、他方
端に圧縮気体を供給して成形型の内面形状に対応させる
ことにより、中央に球面状の放電発光部を有する略円筒
状の成形体とし、該成形体を焼成したあと、外表面を研
磨することにより中央に球面状の放電発光部１２ａを有
する放電灯用セラミック管１２を製造することが提案さ
れている（特公昭６４−６００８号公報参照）。

【０００６】また、他の製造方法としては、内面形状が
球面状をした成形型のキャビティーに、セラミック管２
の内面形状に対応する外面形状を有する水溶性樹脂を含
んだ中子を配設し、上記成形型と中子とで形成される空
間にセラミック原料、粘結剤、溶媒からなるセラミック
坏土を充填して固化させたのち、中子と一体をなす成形
体を成形型から取り出し、次に、上記中子を水と接触さ
せて水溶性樹脂を溶解させることにより中子を除去し、
得られた成形体を焼成したのち外表面を研磨することに
より、中央に球面状の放電発光部１２ａを有する放電灯
用セラミック管１２を製造することが提案されている
（特開平７−４７５１８号公報参照）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な方法により製造された放電灯用セラミック管１２は、
つなぎ目のない一体品であり、また、これらのセラミッ
ク管１２の両端に開口する開口部１２ｂの断面積は３ｍ
ｍ² 程度と非常に小さいことから、セラミック管１２の
内壁面、特に発光特性に大きな影響を与える放電発光部
１２ａの内壁面に研摩加工を施すことができなかった。
しかも、一体品のセラミック管１２では均一な肉厚をも
った放電発光部１２ａを構成することは難しいものであ
った。その為、放電発光部１２ａの内壁面における光の
乱反射等によりセラミック管１２の直線透過率を向上さ
せることができないといった課題があった。

【０００８】また、少しでもセラミック管１２の直線透
過率を向上させるために、腐食性液による化学研磨を施
すことも行われているが、この研磨方法では内壁面の鋭
利な凹凸を丸みをもった凹凸にする程度であり、放電発
光部１２ａ内の変形や数百ミクロン程度の凹凸を除去す
ることができないために、セラミック管１２の直線透過
率を大幅に向上させるには至っていなかった。

【０００９】

【発明の目的】本発明の目的は、従来一体品が一般的で
あるセラミック管を少なくとも２つ以上に分割したセラ
ミック分割体を接合した接合構造体とすることで、放電
発光部の内壁面に研磨加工を施し、優れた直線透過率を
有する放電灯用セラミック管とその製造方法を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、内径が開口部よりも大きい放電発光部を有す
るセラミック管において、該セラミック管は少なくとも
２つ以上のセラミック分割体を接合してなる接合部を有
するとともに、該接合部の断面に存在する最大径が２μ
ｍ以上の気孔の数を５００μｍ当たり３０個以下となる
ようにしたものである。

【００１１】また、本発明は上記放電灯用セラミック管
を製造するために、 Ａ．セラミック原料を成形・焼成して上記セラミック管
の放電発光部を２つ以上に分割してなるセラミック分割
体を製作する工程と、 Ｂ．上記セラミック分割体の放電発光部を構成する内外
壁面に研磨加工を施すとともに、接合面にも研磨加工を
施してその中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下と
する工程と、 Ｃ．前記セラミック分割体と同材質のセラミック原料と
硬化性樹脂からなるセラミックペーストをセラミック分
割体の接合面に塗布して真空脱泡処理を施したのち接合
体を形成するか、あるいはセラミックペーストを前記セ
ラミック分割体の接合面に塗布して接合体を形成したの
ち真空脱泡処理を施す工程と、 Ｄ．上記接合体を焼成したのち、外表面に研摩加工を施
す工程とから製造したものである。

【００１２】さらに、本発明は、前記放電灯用セラミッ
ク管を、Ａｌ、Ｙ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙｂのうち１種
以上の化合物からなる焼結体で構成したものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】即ち、本発明の放電灯用セラミッ
ク管は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すような中央を球面状
に構成した放電発光部２ａを有する略円筒状をしたもの
や、図１（ｄ）に示すような先端に球面状の放電発光部
２ａを有するフラスコ状をしたものなど、内径が開口部
２ｂよりも大きい放電発光部２ａを有してなり、上記放
電発光部２ａの内壁面に研磨加工を施すために、少なく
とも２つ以上のセラミック分割体を接合した接合部７を
有する接合構造体からなるものである。

【００１４】具体的には図１（ａ）、（ｄ）に示すよう
に、放電発光部２ａを横割りに分割したセラミック分割
体同士を接合して構成したものや、図１（ｂ）に示すよ
うに、放電発光部２ａを縦割りに分割したセラミック分
割体同士を接合して構成したもの、さらには図１（ｃ）
に示すように、放電発光部２ａの上下部で３つのパーツ
に分割したセラミック分割体同士をそれぞれ接合して構
成したものなど、上記放電発光部２ａの内壁面に研磨加
工を施すことができるように分割したセラミック分割体
同士を接合して構成すれば良い。なお、図１（ａ）〜
（ｃ）に示すセラミック管２を用いて放電灯用発光管を
構成する場合、図２（ａ）に示すように内部に発光材料
等を充填したセラミック管２の両端開口部２ｂを電極心
棒５とリード心棒６をそれぞれ具備する閉塞体３でもっ
て封止すれば良く、図１（ｄ）に示すセラミック管２を
用いて放電灯用発光管を構成する場合、図２（ｂ）に示
すように内部に発光材料等を充填したセラミック管２の
開口部２ｂに、電極心棒５とリード心棒６をそれぞれ具
備してなり、各電極心棒５間を絶縁層４により絶縁した
円筒状の閉塞体３でもって封止すれば良い。

【００１５】このように、本発明の放電灯用セラミック
管２は接合構造体としてあることから、従来では不可能
であった放電発光部２ａの内壁面に研磨加工を施すこと
ができ、放電発光部２ａの厚みを均一に仕上げることが
できるとともに、内壁面において凹凸のない滑らかな面
とすることができるため、セラミック管２の直線透過率
を大幅に向上させることができる。

【００１６】ただし、上記放電灯用セラミック管２の接
合部７にはできるだけで大きな気孔が存在しないように
することが必要である。

【００１７】即ち、放電灯用発光管を発光させる場合、
発光材料を放電により気化させ、その時に発する発光材
料特有の光により発光させるようになっているのである
が、発光材料が気化することに伴ってセラミック管２の
内圧が上昇するとともに、発光時にはセラミック管２の
内部が１１００〜１３００℃程度にまで達するというよ
うに、セラミック管２は過酷な条件に曝されることか
ら、セラミック管２の接合部７に大きな気孔が多数存在
すると強度不足のために、接合部７にクラックが発生し
て封入物である発光材料や希ガスなどがリークしたりあ
るいはセラミック管２が破損する恐れがあるからであ
る。

【００１８】その為、セラミック管２の接合部７の強度
はセラミックス本来の強度と同等または近似したレベル
にまで高める必要があり、そのためには接合部７の断面
に存在する最大径が２μｍ以上の気孔の数を５００μｍ
当たり３０個以下となるようにすることが重要である。

【００１９】一方、このような放電灯用セラミック管２
を製造するには、まず、セラミック原料に分散剤、バイ
ンダーを加えて泥漿を作製する。上記セラミック原料と
してはＢａ₃ Ａｌ₂ Ｏ₆ 、ＢａＺｒＯ₃ 、Ｃａ₃ Ａｌ₂
Ｏ₆ 、ＣａＺｒＯ₃ 、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄ 、ＺｒＯ₂ 、Ｙ₂
Ｏ₃ 、Ｙｂ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＡｌ₂ Ｏ₄ 、Ｙ₃ Ａｌ₅ Ｏ₁₂、
ＡｌＮなどを用いることができ、このうち特にＹ₃ Ａｌ
₅ Ｏ₁₂などの立方晶の結晶構造を有するセラミックスは
粒界面における光の複屈折が少ないためにより高い直線
透過率が得られ、セラミック管２を構成するのに好適で
ある。

【００２０】次に、得られた泥漿を成形型内に充填して
鋳込成形法や射出成形法などの通常のセラミック成形法
にてセラミック管２の放電発光部２ａを２つ以上に分割
したセラミック分割体をなす成形体を形成し、該成形体
を各セラミック原料を焼結させることができる温度にて
焼成することでセラミック分割体を製作する。

【００２１】得られたセラミック分割体は、放電発光部
２ａを構成する内外壁面をダイヤモンド砥粒やバフ研磨
により鏡面状に加工するとともに、接合面を中心線平均
粗さ（Ｒａ）で０．２μｍ以下に研磨加工する。ここ
で、接合面の面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．２
μｍ以下とするのは、これより接合面が粗くなると後述
するセラミックペーストを塗布した時に接合面の窪みに
気泡が入り込み易くなり、該気泡を除去するため処理を
施したとしても十分に除去することができず、そのまま
焼成して接合させると、上記気泡が接合部７において気
孔として存在することから接合部７の強度を大幅に低下
させてしまうからである。

【００２２】一方、上記セラミック分割体を接合して放
電灯用セラミック管２を形成するために、セラミック分
割体と同材質のセラミック原料と硬化性樹脂からなるセ
ラミックペーストを用意する。ここで使用する硬化性樹
脂としては熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、嫌気性樹脂な
ど接着効果を有するものを使用する必要があり、これら
の樹脂は一液性や二液性のいずれであっても構わない。

【００２３】具体的には熱硬化性樹脂としてエポキシ、
フェノール、ウレタン、メラミン、ユリア、不飽和樹脂
等を使用することができ、光硬化性樹脂としてはウレタ
ンアクリレート、嫌気性樹脂としてはジアクリレートな
どを使用することができる。

【００２４】さらに上記硬化性樹脂に可塑性樹脂として
ポリスチレン、アクリル、ポリビニルアルコール、セル
ロース及び共重合体を混ぜて使用しても良い。

【００２５】そして、上記セラミックペーストを各セラ
ミック分割体の接合面に塗布し、各セラミック分割体の
接合面同士を当接させることにより少なくとも１つの開
口部２ｂを備え、放電発光部２ａの内径が上記開口部２
ｂの内径より大きい接合体を形成する。この時、塗布す
るペーストの厚みは接合部７の強度を高める観点からも
できるだけで薄い方が好ましく、５〜２００μｍの範囲
で設けることが好ましい。

【００２６】また、得られた接合体の接合層には大きな
気泡が多数存在し、このままの状態で焼結・接合させる
と接合部７に多数の気孔が形成され、接合部７の強度が
大きく低下する。

【００２７】その為、上記接合体を真空度を適宜調整し
た真空雰囲気中に配置して真空脱泡処理を施すことで、
接合層に存在する気泡を除去したあと、セラミックペー
スト中の樹脂成分を硬化させる。なお、セラミックペー
ストをセラミック分割体の接合面に塗布した段階で真空
脱泡処理を施し、その後気泡が入らないように接合して
接合体を形成しても良い。

【００２８】次に、真空脱泡処理を終えた接合体に予備
焼成を施して接合層を構成するセラミックペース中の樹
脂成分を加熱分解させるとともに、さらに本焼成を施す
ことによりセラミック分割体の接合面同士を焼結させて
接合する。ただし、本焼成はセラミック分割体を製作し
た時の焼成温度より５０℃程度低い温度で焼成すること
が好ましい。

【００２９】そして、得られたセラミック管２の外表面
は焼成により若干粗れているため、バフ研摩などの研磨
加工を施して鏡面状とすることにより本発明に係る放電
灯用セラミック管２を得ることができる。

【００３０】このように、本発明の製造方法では、放電
発光部を２つ以上に分割してなるセラミック分割体を作
製し、その放電発光部の内外壁面を研磨するとともに、
接合面を中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．２μｍ以下と
し、この接合面にセラミック分割体と同材質のセラミッ
ク原料と硬化性樹脂からなるセラミックペーストを塗布
して接合体を形成し、該接合体に真空脱泡処理を施した
のち焼成し、しかるのち外壁面を研磨するようにしたこ
とから、セラミック管２の接合部７には殆ど気孔がな
く、接合部７の強度を一体品のセラミック管と同等レベ
ルとすることができる。しかも、本発明ではセラミック
管２の放電発光部２ａの内壁面にも研磨加工を施すこと
ができるため、優れた直線透過率を有する放電灯用セラ
ミック管２を得ることができる。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）Ｙ₃ Ａｌ₅ Ｏ₁₂（以下、ＹＡＧと略称す
る）焼結体からなる図１（ａ）に示す放電灯用セラミッ
ク管２の製造方法について説明する。

【００３２】ポットミルにイオン交換水と分散剤を投入
し、これらに高純度アルミナボールを加えて分散剤を均
一に分散させたあと、平均粒子径が０．８μｍのＹＡＧ
原料を投入してさらに６時間程度混合粉砕する。その
後、アルミナボールを取り除いた泥漿を成形型に充填し
て鋳込成形法により成形したあと成形型から取り出して
放電発光部２ａで横割りに２分割した漏斗状の成形体を
形成し、該成形体を真空雰囲気中にて１８００〜２００
０℃の温度で６時間焼成することにより漏斗状をした２
つのセラミック分割体を製作した。

【００３３】得られたセラミック分割体はダイヤモンド
砥粒により放電発光部２ａを構成する内壁面に研磨加工
を施すとともに、放電発光部２ａを構成する外壁面をバ
フ研磨により鏡面状に加工し、さらに接合面を中心線平
均粗さ（Ｒａ）で０．０８μｍに研磨加工した。

【００３４】一方、接合層として上記セラミック分割体
と同材質のＹＡＧ原料をエポキシ系樹脂と混合してセラ
ミックペーストを製作し、該ペーストを前記セラミック
分割体の接合面に塗布したあと、他方のセラミック分割
体の接合面を貼り合わせて接合体を形成した。

【００３５】この時、セラミック分割体の開口部には中
心軸のずれが生じないようにするために、開口部とほぼ
同径の支持棒を挿通させて置く。

【００３６】この状態で接合体をデシケータ内に配置し
て真空脱泡処理を施すことにより接合層中の気泡を除去
したのち、熱風乾燥機にて８０℃に加熱することで接合
層をなすセラミックペースト中の樹脂成分を硬化させて
仮接合した。

【００３７】次に、上記接合体を９００〜１２００℃の
温度で２時間予備焼成を施して接合層中の樹脂成分を加
熱分解させるとともに、さらにセラミック分割体を焼成
した時の焼成温度より５０℃低い１７５０〜１９５０℃
で６時間本焼成することにより接合面同士が完全に焼結
したセラミック管２を形成し、しかるのち、該セラミッ
ク管２の外壁面にバフ研摩を施すことにより、ＹＡＧ焼
結体からなる中央に球面状の放電発光部２ａを有する略
円筒状の放電灯用セラミック管２を製作した。

【００３８】また、このセラミック管２を切断し、接合
部７の断面を２００倍に拡大したＳＥＭ写真を撮影し、
５００μｍ当たりにおける最大径が２μｍ以上の気孔の
数を測定したところ４個であった。

【００３９】（実施例２）ＡｌＮ焼結体からなる図１
（ｄ）に示す放電灯用セラミック管２の製造方法につい
て説明する。

【００４０】ポットミルにアルコールと分散剤を投入
し、これらに樹脂ボールを加えて分散剤を均一に分散さ
せたあと、平均粒子径が０．８μｍのＡｌＮ原料を投入
してさらに６時間程度混合粉砕する。その後、樹脂ボー
ルを取り除いた泥漿を成形型に充填して鋳込成形したあ
と成形型から取り外してセラミック管２の放電発光部２
ａで横割りに２分割した漏斗状の成形体と、半球状の成
形体をそれぞれ形成し、各成形体を窒素雰囲気中にて１
６００〜２１００℃の温度で６時間焼成することにより
漏斗状のセラミック分割体と半球状のセラミック分割体
を製作した。

【００４１】得られたセラミック分割体はダイヤモンド
砥粒により放電発光部２ａを構成する内壁面に研磨加工
を施すとともに、放電発光部２ａを構成する外壁面をバ
フ研磨により鏡面状に加工し、さらに接合面を中心線平
均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍに研磨加工した。

【００４２】一方、接合層として上記セラミック分割体
と同材質のＡｌＮ原料をエポキシ系樹脂と混合してセラ
ミックペーストを製作し、該ペーストを前記セラミック
分割体の接合面に塗布したあと、他方のセラミック分割
体の接合面を貼り合わせて接合体を形成した。

【００４３】この状態で接合体をデシケータ内に配置し
て真空脱泡処理を施すことにより接合層中の気泡を除去
したのち、熱風乾燥機にて８０℃に加熱することで接合
層をなすセラミックペースト中の樹脂成分を硬化させて
仮接合した。

【００４４】次に、上記接合体を６００〜１０００℃の
温度で１０時間予備焼成することにより接合層中の樹脂
成分を加熱分解させるとともに、さらにセラミック分割
体の焼成温度より５０℃低い１５５０〜２０５０℃程度
で６時間本焼成することにより接合面同士が完全に焼結
したセラミック管２を形成し、しかるのち、該セラミッ
ク管２の外壁面にバフ研磨を施すことにより、ＡｌＮ焼
結体からなる先端に球面状の放電発光部２ａを有するフ
ラスコ状をした放電灯用セラミック管２を製作した。

【００４５】また、上記セラミック管２を切断し、接合
部７の断面を２００倍に拡大したＳＥＭ写真を撮影し、
５００μｍ当たりにおける最大径が２μｍ以上の気孔の
数を測定したところ８個であった。

【００４６】（実施例３）Ｙ₂ Ｏ₃ 焼結体からなる図１
（ａ）に示す放電灯用セラミック管２の製造方法につい
て説明する。

【００４７】ポットミルにイオン交換水と分散剤を投入
し、これらに高純度アルミナボールを加えて分散剤を均
一に分散させたあと、平均粒子径が０．９μｍのＹ₂ Ｏ
₃ 原料とＴｈＯ₂ を助剤として１０モル％投入して混合
する。その後、アルミナボールを取り除いた泥漿を成形
型に充填して鋳込成形したあと成形型から取り出してセ
ラミック管２の放電発光部２ａで横割りに２分割した漏
斗状の成形体を形成し、該成形体を水素雰囲気中にて２
０００〜２３００℃の温度で１．５時間焼成することに
より漏斗状の２つのセラミック分割体を得た。

【００４８】得られたセラミック分割体はダイヤモンド
砥粒により放電発光部２ａを構成する内壁面に研磨加工
を施すとともに、放電発光部２ａを構成する外壁面をバ
フ研磨により鏡面状に加工し、さらに接合面を中心線平
均粗さ（Ｒａ）で０．１μｍ以下に研磨加工した。

【００４９】一方、接合層として上記セラミック分割体
と同材質のＹ₂ Ｏ₃ 原料とＴｈＯ₂をエポキシ系樹脂と
混合してセラミックペーストを製作し、該ペーストを前
記セラミック分割体の接合面に塗布したあと、デシケー
タ内に配置して真空脱泡処理を施すことにより接合層中
の気泡を除去したあと、他方のセラミック分割体を接合
面同士で貼り合わせて接合体とし、該接合体を熱風乾燥
機にて８０℃に加熱することで接合層中の樹脂成分を硬
化させて仮接合した。

【００５０】次に、上記接合体を大気雰囲気中にて１２
００℃前後の温度で２時間予備焼成することにより接合
層中の樹脂成分を加熱分解させるとともに、さらに水素
雰囲気中でセラミック分割体の焼成温度より５０℃低い
１９５０〜２２５０℃で１．５時間本焼成することによ
り接合面同士が完全に焼結したセラミック管２を形成
し、しかるのち、該セラミック管２の外壁面にバフ研磨
を施すことにより、Ｙ₂Ｏ₃ 焼結体からなる中央に球面
状の放電発光部２ａを有する略円筒状をした放電灯用セ
ラミック管２を得た。

【００５１】また、上記セラミック管２を切断し、接合
部７の断面を２００倍に拡大したＳＥＭ写真を撮影し、
５００μｍ当たりにおける最大径が２μｍ以上の気孔の
数を測定したところ５個であった。

【００５２】（実施例４）ＭｇＡｌ₂ ０₄ 焼結体からな
る図１（ｃ）に示す放電灯用セラミック管２の製造方法
について説明する。

【００５３】ポットミルにイオン交換水と分散剤を投入
し、これらに高純度アルミナボールを加えて分散剤を均
一に分散させたあと、平均粒子径が０．８μｍのＭｇＡ
ｌ₂０₄ 原料を投入してさらに６時間程度混合粉砕す
る。その後、アルミナボールを取り除いた泥漿を成形型
に充填して鋳込成形したあと成形型から取り出して漏斗
状の２つの成形体と外壁面が曲面状をした略円筒状の成
形体をそれぞれ形成し、各成形体を真空雰囲気中にて１
９００℃の温度で８時間焼成することにより漏斗状をし
た２つのセラミック分割体と外壁面が曲面状をした略円
筒状のセラミック分割体をそれぞれ作製した。そして、
これらセラミック分割体の放電発光部２ａを構成する内
壁面をダイヤモンド砥粒にて研磨加工を施すとともに、
放電発光部２ａを構成する外壁面をバフ研磨により鏡面
に加工し、さらに接合面を中心線平均粗さ（Ｒａ）で
０．２μｍに研磨加工した。

【００５４】一方、接合層として上記セラミック分割体
と同材質のＭｇＡｌ₂ ０₄ 原料をエポキシ樹脂と混合し
てセラミックペーストを製作し、該ペーストを前記略円
筒状をしたセラミック分割体の両端の接合面にそれぞれ
塗布したあと、漏斗状をしたセラミック分割体の接合面
を貼り合わせて接合体を形成した。

【００５５】この状態で接合体をデシケータ内に配置し
て真空脱泡処理を施すことにより接合層中の気泡を除去
したあと、熱風乾燥機にて８０℃に加熱することで接合
層中の樹脂成分を硬化させて仮接合した。

【００５６】次に、上記接合体を大気雰囲気中にて１２
００℃前後の温度で３０分間予備焼成することにより接
合層中の樹脂成分を加熱分解させるとともに、真空雰囲
気中でセラミック分割体の焼成温度より５０℃低い１８
５０℃で８時間焼成することにより接合面同士が完全に
焼結したセラミック管２を形成し、しかるのち、該セラ
ミック管２の外壁面にバフ研磨を施すことにより、Ｍｇ
Ａｌ₂ ０₄ 焼結体からなる中央に球面状の放電発光部２
ａを有する略円筒状をした放電灯用セラミック管２を得
た。

【００５７】また、上記セラミック管２を切断し、接合
部７の断面を２００倍に拡大したＳＥＭ写真を撮影し、
５００μｍ当たりにおける最大径が２μｍ以上の気孔の
数を測定したところ７個であった。

【００５８】（実験例）そこで、実施例１の製造方法に
おいて、セラミック分割体の接合時における真空脱泡処
理の真空度を適宜調整して接合部７に存在する気孔の数
を異ならせたＹＡＧ焼結体からなる放電灯用セラミック
管２を用意し、これらのセラミック管２の破壊強度につ
いて測定を行った。

【００５９】本実験では中央の曲面状をした放電発光部
２ａの内径が５ｍｍ、肉厚が１ｍｍのセラミック管２を
用い、簡易的に測定するために、セラミック管２の一方
の開口部２ｂを気密に閉塞し、他方の開口部２ｂより水
圧をかけた時に破損する水圧を破壊強度として測定し
た。

【００６０】そして、この種のセラミック管２において
要求されている破壊強度は約５０ｋｇ／ｃｍ² 程度であ
るが、実際には使用時における温度条件によって強度が
約１／３程度にまで低下するとともに、温度分布に伴う
熱応力による影響もあることから本実験では安全率を３
倍に設定し、破壊強度が４５０ｋｇ／ｃｍ² 以上である
ものを優れたものとした。

【００６１】各セラミック管２の接合部７における気孔
の数およびそれぞれの結果は表１に示す通りである。

【００６２】

【表１】

【００６３】この結果、接合部７の断面において５００
μｍ当たりにおける最大長さ２μｍ以上の気孔の数が少
なくなるにつれて破壊強度が向上することが判る。そし
て、最大長さ２μｍ以上の気孔の数が３０個より多くな
ると、接合部７における十分な強度が得られず、破壊強
度４５０ｋｇ／ｃｍ² 以上を満足することができなかっ
た。

【００６４】これに対し、接合部７の断面において５０
０μｍ当たりにおける最大長さ２μｍ以上の気孔の数を
３０個以下とすれば、接合部７における破壊強度を４５
０ｋｇ／ｃｍ² 以上とすることができ、基準値を満足す
ることができた。

【００６５】このことから、接合部７の断面において最
大２μｍ以上の気孔の数を５００μｍ当たり３０個以下
とすれば、充分な接合強度を有する放電灯用セラミック
管２が得られることが判る。

【００６６】なお、本実験では放電灯用セラミック管２
をＹＡＧ焼結体により形成した例を示したが、他のセラ
ミックスにより形成したものでも同様の傾向が見られ
た。

【００６７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、内径が
開口部よりも大きい放電発光部を有するセラミック管に
おいて、該セラミック管は少なくとも２つ以上のセラミ
ック分割体を接合してなる接合部を有するとともに、該
接合部の断面に存在する最大径が２μｍ以上の気孔の数
を５００μｍ当たり３０個以下としたことにより、接合
構造体であるにもかかわらず、充分な接合強度を有する
とともに、優れた直線透過率をもったセラミック管とす
ることができる。その為、本発明の放電灯用セラミック
管を用いて放電灯用発光管を構成すれば、優れた発光効
率を有するとともに高い耐久性を兼ね備えた長寿命の発
光管を提供することができる。

【００６８】また、本発明は、上記セラミック管を放電
発光部で２つ以上に分割してなるセラミック分割体を作
製し、その放電発光部を構成する内外壁面に研磨加工を
施すとともに、接合面を中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．
２μｍ以下とし、この接合面にセラミック分割体と同材
質のセラミック原料と硬化性樹脂からなるセラミックペ
ーストを塗布して各セラミック分割体を接合することに
より接合体を形成し、該接合体に真空脱泡処理を施した
のち焼成し、しかるのち外壁面に研磨加工を施して製造
するようにしたことから、セラミック管の接合部には殆
ど気孔がなく、接合部の強度を一体品のセラミック管と
同等レベルとすることができる。しかも、本発明ではセ
ラミック管の放電発光部の内面にも研磨加工を施すこと
ができるため、優れた直線透過率を有する放電灯用セラ
ミック管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る放電灯用セラミ
ック管を示す斜視図である。

【図２】（ａ）は図１（ａ）の放電灯用セラミック管を
用いて構成した放電灯用発光管を示す縦断面図であり、
（ｂ）は図１（ｄ）の放電灯用セラミック管を用いて構
成した放電灯用発光管を示す縦断面図である。

【図３】一般的な放電灯用発光管を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

２ ・・・放電灯用セラミック管 ２ａ・・・放電発光部 ２ｂ・・・開口部 ７ ・・・接合部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内径が開口部よりも大きい放電発光部を有
   するセラミック管において、該セラミック管は少なくと
   も２つ以上のセラミック分割体を接合してなる接合部を
   有するとともに、該接合部の断面に存在する最大径が２
   μｍ以上の気孔の数を５００μｍ当たり３０個以下とし
   たことを特徴とする放電灯用セラミック管。
2. 【請求項２】内径が開口部よりも大きい放電発光部を有
   する放電灯用セラミック管の製造方法において、 Ａ．セラミック原料を成形・焼成して上記セラミック管
   の放電発光部を２つ以上に分割してなるセラミック分割
   体を製作する工程と、 Ｂ．上記セラミック分割体の放電発光部を構成する内外
   壁面に研磨加工を施すとともに、接合面にも研磨加工を
   施してその中心線平均粗さ（Ｒａ）を０．２μｍ以下と
   する工程と、 Ｃ．前記セラミック分割体と同材質のセラミック原料と
   硬化性樹脂からなるセラミックペーストをセラミック分
   割体の接合面に塗布して真空脱泡処理を施したのち接合
   体を形成するか、あるいはセラミックペーストを前記セ
   ラミック分割体の接合面に塗布して接合体を形成したの
   ち真空脱泡処理を施す工程と、 Ｄ．上記接合体を焼成したのち、研磨加工を施す工程と
   からなる放電灯用セラミック管の製造方法。
3. 【請求項３】前記放電灯用セラミック管を構成する材質
   が、Ａｌ、Ｙ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｃａ、Ｙｂのうち１種以上
   の化合物からなる請求項１及び請求項２に記載の放電灯
   用セラミック管及びその製造方法。