JP2609530B2 - ショートアーク放電灯 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電流が大きく，かつ裸で点灯されるショート
アーク放電灯，特にはその封止部の改良に関する。

（従来の技術） 一般にキセノンランプや超高圧水銀ランプ等のショー
トアーク放電灯は，一般照明用の高圧放電灯とは異な
り，裸つまり外管を持たずに発光管のみでなるコンパク
トな光源として各種用途に使用されている。

例えばキセノンランプの場合，その電極の封止構造と
しては約1kw以上の級ではステムを用いるステムタイプ
が，また500W以下の級ではモリブデン等の高融点金属か
らなる封着用金属箔を用いる箔封止タイプがとられてい
る。しかしながらステムタイプの場合，通常タングステ
ンからなる電極と熱膨張率の異なる石英ガラス容器との
封着が困難なため，熱膨張が徐々に異なるグレーデット
チューブ（段継ガラス管）を用いて封着を行うが，グレ
ーデットチューブは石英に較べ融点や歪点等が低くな
り，温度を下げる必要から相当に封着部を長くする必要
があり，このためランプは大形とならざるを得なかっ
た。

ところで近年，点灯回路の小形化に合わせて映写装置
等の小形化が強く要請されており，これ等装置の光源と
して使用される上記ランプもまた小形化するためステム
タイプから箔封止タイプに換えていくことが必要となつ
てきている。

一方，超高圧水銀ランプやキセノンと水銀とを封入し
たキセノン水銀ランプ等は，キセノンランプに比較して
同じワットでもランプ電圧が高いためランプ電流を低く
することが可能であり，したがってキセノンランプより
は大ワットでも箔封止タイプとすることが容易である。

また，たとえばキセノンランプのように直流で点灯さ
れるランプの場合，その陽極は消費電力が大きく，か
つ，ランプ電圧が他のランプに較べ低いため大電流とな
るので大形に設計されている。

すなわち,350W級のキセノンランプの陽極には16A〜1
7.5A程度の電流が流れるため，たとえば径5mmのタング
ステン棒で形成され，この陽極の基端部つまり石英ガラ
ス容器の封止部に封着される部分の特には先端側はその
厚さが薄くなるように扁平に形成される。これは陽極の
封着部の肉厚を薄くすることによって，封止部の強度を
向上してその信頼性を高めるためである。

さらに，上記陽極の基端側は上記封止部に気密に封着
される金属箔を介して外部導入体に接続されるが，電流
が大きいため金属箔は複数使用される。これ等金属箔
は，上記陽極の扁平部に見合う扁平形状に形成されたセ
パレータガラスの各扁平面にそれぞれ付設され，金属箔
の一端側は陽極の扁平部に，また他端側は外部導入体に
接続される。第３図は、本願発明者が開発した公知では
ない技術であるが、上記石英ガラス容器の封止部に封着
される陽極マウントの構成説明図を示し，（６）は封着
部を扁平（6a）にした陽極，（８）はセパレータガラ
ス，（10），（10）はセパレータガラス（８）の扁平な
両面（8a），（8a）にそれぞれ付設された金属箔，（1
2）は外部導入体である。上記金属箔（10），（10）は
中央部の厚さ約20〜30μ，幅Ｌはセパレータガラス
（８）の幅Ｌと同一に形成され，一端側は陽極の扁平部
（6a）に，他端側は外部導入体（12）に溶接して接続さ
れ，かつ，要すれば上記金属箔（10），（10）の溶接部
は溶接強度を増すために折り曲げて二重にされている。

このような構成の陽極マウントは，図示しないが石英
ガラス容器の開口端部に配置され，上記容器端部を加熱
溶融した後，中心に向って圧縮して封止部を形成すれ
ば，陽極マウントの金属箔（10），（10）は封止部に気
密に封着される。しかしながら，このようにして形成さ
れたランプの封止部にはリークを発生するものが見られ
た。この原因について本発明者等は詳細に検討した結
果，上記石英ガラス容器の封止工程において，金属箔
（10），（10）とセパレータガラス（８）との（８）位
置関係が第４図に示すようにずれて，セパレータガラス
の扁平面（8a），（8a）からはみ出した金属箔（10），
（10）の特に肉薄のエッジ部分（10a）が折れ曲がり，
この折れ曲がった部分に封止部形成時の溶融石英ガラス
が充分に流れ込まず，このためいわゆる巣が生じてリー
ク発生の原因となることをつきとめた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のように従来のショートアーク放電灯は，その封
止部からリークを発生するものがあつた。そこで本発明
は上記従来の欠点を解消するもので，封止部におけるリ
ーク発生のない長寿命のショートアーク放電灯を提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明のショートアーク放電灯は，陽極および陰極を
石英ガラス容器の封止部に気密に封着した金属箔を介し
てそれぞれ外部導入体に接続してなり、上記金属箔は石
英ガラス製セパレータガラスの扁平面に配設され、少な
くとも陽極側の封着部については、陽極の根元部および
金属箔の幅をＬ（mm），セパレータガラス扁平面の幅を
Ｌ（mm）としたとき， 1.1≦L/L＜1.5 となるようにしたことを特徴とする。

（作用） 上記構成によれば，石英ガラス容器の開口端部を封止
する工程で，セパレータガラスと金属箔との位置関係に
ずれを生じても，金属箔がセパレータガラスからはみ出
すことは無いので，金属箔のはみ出し部に生じる封止部
の巣（空胴）の発生は防止でき，気密性に優れた封止部
を形成することができる。また、陽極根元部とセパレー
タガラスとの幅の関係も所定に規制したから、陽極根元
部とセパレータガラスの段差に封着部材が入り込みにく
くなるという問題もなく、巣が生じてリーク発生の原因
となるのを抑えることができる。

（実施例） 以下，図面に示した一実施例を参照して本発明を詳細
に説明する。第１図は本発明の一実施例である350W級の
キセノンランプを示し，（１）は内部に点灯時数10気圧
にもなるキセノンガスを封入した石英ガラス容器で，放
電空間を囲む楕円球形状の本体（２）とその両側に延び
る封止部（３），（４）とからなる。（５）は径約2.0m
mのタングステン製陰極，（６）は陰極（５）よりもは
るかに大径の約5.0mmのタングステン製陽極で，両電極
（５），（６）はそれぞれの基端部を上記封止部
（３），（４）に封着し，セパレータガラスの（７），
（８）の表面に付設されたモリブデン製の気密金属箔
（９），（10）を介して外部導入体（11），（12）に接
続されている。

さらに，第２図に本発明の要部である電極（陽極側）
マウントの構造を示す。陽極（６）の基端部の根元部に
は幅5mmの扁平部（6a）が形成され，これに隣接して同
じく扁平形状に形成された石英ガラス製のセパレートガ
ラス（８）が配置される。セパレートガラス（８）の両
扁平部（8a），（8a）にはそれぞれ厚さ20〜30μ程度の
金属箔（10），（10）が付設され，これら各金属箔（1
0），（10）は幅Ｌ＝5mmで，セパレートガラス扁平面
（8a）の幅Ｌ＝6mmよりも小さく形成したものが使用さ
れ，かつ，要すれば溶接強度を増すために金属箔（10）
の両端は折曲して二重とし，一端側は陽極（６）に，他
端側は外部導入体（12）に溶着され電極マウントを形成
する。すなわち、金属箔と陽極根元部の幅は同一にして
ある。

この電極マウントは，石英ガラス容器（１）の封止予
定部で，かつ，その内径が上記電極マウントの封着部の
最大外径に見合うように形成された開口端部に配置さ
れ，開口端部を加熱溶融した後，電極マウントに向つて
圧縮すれば，溶融石英ガラスは金属箔（10），（10）お
よびセパレートガラス（８）と融着して気密な封止部
（４）が形成される。

このような封止工程において、本発明ランプは，金属
箔（10），（10）の幅Ｌがセパレートガラス（８）の幅
Ｌよりも小さく形成されているので，両者の位置関係に
若干のずれを生じるようなことがあっても，金属箔のエ
ッジ部分（10a）がセパレートガラスの扁平面（8a）か
らはみ出て折れ曲がるようなことはなく，したがつて，
従来見られたような封止部（４）内の巣の発生は防止さ
れて気密な封止部（４）を得ることができる。

次に上記実施例と同じ350W級のキセノンランプで，陽
極扁平部の幅5mm,金属箔の幅L5mmで一定とし，セパレー
トガラスの幅Ｌを種々変化させた場合の封止部における
リーク発生状況をリークテスターであたつた結果を下表
に示す。

リークの原因はいずれも金属箔のエッジ部の変形に基
づく，エッジ部に沿った巣により発生しており，これは
またセパレートガラスからはみ出た部分でもある。表の
結果より，金属箔の幅Ｌに対し，セパレートガラスの幅
Ｌは少なくとも10％の余裕を持たせる，つまりL/L≧1.1
にすればリーク防止に有効であることが判る。

ただし,1/L≧1.5となるようにセパレートガラスの幅
の余裕を持たせ過ぎると，これに相応して石英ガラス容
器はその封止予定部である開口端部の内径を大きくしな
ければならず，したがって，封止工程に要する時間が長
くなるばかりでなく，電極の不純ガスに接する時間も長
くなるから，コストおよび品質の点からも好ましくな
い。

また，金属箔の幅の異なるものについても上記同様の
試験を行なったが,1.1≦L/L＜1.5とすれば同様の結果が
得られることが判った。

なお，上記実施例は直流点灯される陽極の大きなキセ
ノンランプについて述べたが，交流点灯されるキセノン
ランプで陽極と陰極が同形で，かつ，上記直流点灯のも
のほどではないにしても，他のランプよりも両電極が共
に大きいものを使用する場合には，両端封止部を上記実
施例の陽極側封止部と同じ構成にすれば良いし，さら
に，キセノンランプに限らず，大きい電極を使用する超
高圧水銀ランプ等の他のショートアーク放電灯にも本発
明の適用は有効である。

〔発明の効果〕

上記構成によれば，石英ガラス容器の開口端部を封止
する工程で，セパレータガラスと金属箔との位置関係に
ずれを生じても，金属箔がセパレータガラスからはみ出
すことは無いので，金属箔のはみ出し部に生じる封止部
の巣（空胴）の発生は防止でき，気密性に優れた封止部
を形成することができる。また、陽極根元部とセパレー
タガラスとの幅の関係も所定に規制したから、陽極根元
部とセパレータガラスの段差に封着部材が入り込みにく
くなるという問題もなく、巣が生じてリーク発生の原因
となるのを抑えることができる。

したがって、長寿命のショートアーク放電灯を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるキセノンランプの縦断
面図，第２図は同ランプの陽極マウントの説明図，第３
図は従来のキセノンランプの陽極マウントの説明図，第
４図は同従来の陽極マウントの封止工程後の状態図を示
す。 （１）……石英ガラス容器， （３），（４）……封止部，（５）……陽極， （６）……陽極，（８）……セパレータガラス， （8a）……セパレータガラスの扁平面， （10）……金属箔，（12）……外部導入体， （Ｌ）……金属箔および陽極根元部の幅， （Ｌ）……セパレータガラス扁平面の幅。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陽極および陰極を石英ガラス容器の封止部
   に気密に封着した金属箔を介してそれぞれ外部導入体に
   接続してなり、上記金属箔は石英ガラス製セパレータガ
   ラスの扁平面に配設され、少なくとも陽極側の封着部に
   ついては、陽極の根元部および金属箔の幅をＬ（mm），
   セパレータガラス扁平面の幅をＬ（mm）としたとき， 1.1≦L//L＜1.5 となるように構成していることを特徴とするショートア
   ーク放電灯。