JPH0350609Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は高圧水銀灯に関するものであり、さら
に詳しくは特に大電流用の高圧水銀灯であつて、
その気密封止構造に特徴を有する高圧水銀灯に関
するものである。

〔従来の技術〕

一般に水銀灯は、これより放射される紫外線を
利用する分野、例えば光化学産業分野、半導体デ
バイスの製造分野、その他の分野で広く用いられ
ている。

例えば大電流用の高圧または超高圧水銀灯にお
いては、発光ガスの主成分である水銀の封入量が
大きくて点灯時の封体内ガス圧が非常に高く、し
かも発熱量が大きく、したがつて特に気密封止部
のガラスにおいては耐熱性および耐圧性が大きい
ことが必要とされる。そして、点灯中においては
封体内の水銀が完全に蒸発していることが必要で
あり、このため点灯中の封体内においては水銀の
凝縮が生ずるような低い温度部分がないことが必
要である。

このようなことから、従来の高圧または超高圧
水銀灯においては、電球の封体を形成するガラス
を給電用のリード棒に直接溶着して気密封止する
いわゆるロツドシール構造は採用せずに、封着用
の金属箔を用いたいわゆる箔シール構造が採用さ
れている。

具体的には第５図及び第６図に示すようなガラ
ス製の有底筒体１Ａの周壁１６Ａにおいて、第７
図〜第９図に示すように周方向に互いに離間して
該有底筒体１Ａの軸方向に伸びるよう帯状の金属
箔２Ａを例えば４枚配置し、これらの金属箔２Ａ
の各々の一端側２１Ａを有底筒体１Ａの底壁端縁
１１Ａにおいて屈曲せしめてこれを底壁１５Ａの
外側から突出して伸びるよう配置した内部リード
棒３Ａの基端部に形成した保持板３１Ａに接続
し、金属箔２Ａの各々の他端側２２Ａを有底筒体
１Ａの開口端部縁１３Ａにおいて屈曲せしめてこ
れを有底筒体１Ａの筒孔内に挿入した外部リード
棒４Ａの外周に接続して封着用導電部５Ａを構成
する。１０Ａは有底筒体１Ａ内に挿入される外部
リード棒４Ａ保持用のガラス製筒体、６Ａは内部
リード棒３Ａの先端に固定して設けた電極、７Ａ
は内部リード棒３Ａ保持用のガラス製筒体であ
る。

次いで、このような封着用導電部５Ａを、第１
０図に示すように、ガラス製の封体８の封じ管部
８１Ａ内に電極６Ａが封体８の発光空間囲繞部８
２内に位置するよう挿入配置する。そして封じ管
部８１Ａの外部から加熱処理して該封じ管部８１
Ａの内周と有底筒体１Ａの外周とを金属箔２Ａを
介して気密に溶着させる。そして内部リード棒３
Ａの基端部側においては、封じ管部８１Ａにおけ
るガラス製筒体７Ａと対向する部分のガラスを加
熱押圧するかあるいは封じ管部８１Ａ内に負圧を
作用せしめてこの負圧によりガラス製筒体７Ａと
溶着させ、第１１図に示すように狭窄部９１Ａを
形成し、また、封じ管部８１Ａの外端部において
は、該外端部のガラスを加熱溶融することによ
り、金属箔２Ａの露出部分をガラスにより被覆す
る。他方の封じ管部８１Ａにおいても、封着用導
電部５Ａと同様に構成した封着用導電部５Ｂを上
述と同様にして接続し、第１１図に示すような高
圧水銀灯を構成する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、以上のような構成の高圧水銀灯
においては、次のような問題を生じやすい。

(1) 封着用導電部５Ａ，５Ｂの接続工程において
は、封じ管部８１Ａ，８１Ｂの内周と有底筒体
１Ａ，１Ｂの外周とを金属箔２Ａ，２Ｂを介し
て溶着する際に、封じ管部８１Ａ，８１Ｂのガ
ラスを外部から加熱しながら比較的強い力で外
部から押圧したり、あるいは封じ管部８１Ａ，
８１Ｂ内に負圧を作用せしめてこの負圧により
いわば有底筒体１Ａ，１Ｂの底壁外端面１２
Ａ，１２Ｂと対向する空間を押し潰すようにし
て行うことが必要である。このため、第４図に
拡大して示すように（一方の封じ管部８１Ａの
み図示する）。有底筒体１Ａの底壁外端面１２
Ａの外側において封じ管部８１Ａが急激に曲げ
られて曲率半径の小さい屈曲部８３ａが形成さ
れ、この部分において歪が生じやすい。そし
て、点灯中においては、有底筒体１Ａの底壁１
５Ａが発光空間に連通していて相当に高温にな
るうえ封体８内が非常に高い圧力例えば20気圧
以上となるため、封じ管部８１Ａの屈曲部８３
ａに発生した歪に起因してクラツクが生じやす
く、最悪の場合には高圧水銀灯が爆発するとい
う危険な事故を招来する問題点がある。

(2) 有底筒体１Ａの底壁１５Ａ側において、封じ
管部８１Ａを当該有底筒体１Ａの周壁１６Ａか
ら底壁１５Ａにわたる外形に応じて曲率半径の
小さい状態で急激に屈曲させることは困難であ
り、有底筒体１Ａの外周面と封じ管部８１Ａの
内壁面とを十分密着した状態で封着することが
できず、両者の間に大きな空隙Ｓを生じやす
い。そのため、有底筒体１Ａの底壁外端面１２
Ａと封体８内の封入ガスとの接触面積が大きく
なつて当該底壁外端面１２Ａに作用する圧力が
大きくなり、封じ管部８１Ａの封着部の内圧に
対する機械的強度が不十分となることがある。
また、この空隙Ｓ内において封体８内の水銀が
凝縮しやすいという問題も有する。

〔考案の目的〕

本考案は以上のような背景に基いてなされたも
のであつて、その目的は、封じ管部のガラス部分
における歪の発生を抑制することができ、耐熱性
および耐圧性に優れていて爆発事故の発生を防止
することができ、長時間安全に点灯することがで
きる高圧水銀灯を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の高圧水銀灯は、発光空間囲繞部および
これに続く封じ管部よりなるガラス製の封体、 この封体の封じ管部の内部において、その開口
端部が該封じ管部の外端側に向かうよう配置され
たガラス製の有底筒体、 この有底筒体の筒孔内に挿入された外部リード
棒、 前記有底筒体の底壁の外側から前記発光空間囲
繞部内に伸びるよう配置された内部リード棒、 この内部リード棒の先端に設けられた電極、 この内部リード棒の先端に設けられた電極もし
くはフイラメント、 前記内部リード棒の基端に鍔状に固定され、前
記有底筒体の底壁外端面に面して配置された、導
電性の保持板、および 前記有底筒体の外周に沿つて伸び、その一端側
が前記保持板に電気的に接続され、その他端側が
前記外部リード棒に電気的に接続された複数の帯
状の金属箔とを有し、 前記有底筒体が、その底壁の外端面に続く周壁
部分にテーパ状の外周面を有し、かつ、 前記金属箔が、保持板に接続される側の先端に
おいて内部リード棒の外周に適合する円弧状凹部
を有し、この円弧状凹部が内部リード棒の外周面
に当接された状態で金属箔が保持板に接続され、
隣接する金属箔の先端は相互に重なりあわずにそ
の外縁の一部において互いに密接していることを
特徴とする。

かかる構成によれば 有底筒体の底壁の外端面
に続く周壁部分の外周面をテーパ状に形成して底
部を錐台体状たとえば円錐台体状に構成している
ことから、封体の封じ管部を有底筒体の周壁に沿
つて無理な変形を与えることなく歪の少ない状態
で確実に封着させることができ、しかも、封体の
封じ管部と有底筒体の底壁との間に大きな空隙を
生ずることがなく、したがつて封着部における機
械的強度が優れたものとなる。

また、金属箔における保持板に接続される側の
先端において内部リード棒の外周の形態に適合す
る円弧状凹部を形成し、この円弧状凹部が内部リ
ード棒の外周面に当接された状態で金属箔を保持
板に溶接などの手段によつて接続し、隣接する金
属箔の先端は相互に重なりあわずに当該先端の外
縁の一部において互に密接した状態とすることに
より、板に溶接などの手段によつて接続し、しか
も隣接する金属箔が相互に重なりあわずに密接し
た状態とすることにより、金属箔と保持板との接
触面積を大きくすることができ、したがつて保持
板が小径なものであつても両者の接続を十分なも
のとすることができる。

〔実施例〕

以下 図面を参照しながら本考案の実施例につ
いて詳細に説明する。

本考案の一実施例においては、第１図および第
２図に示すように、石英ガラス製の有底筒体１Ａ
はその底壁外端面１２Ａに続く部分の周壁１６Ａ
にテーパ状の外周面（以下、「テーパ部」という）
Ｔを有し、底部がいわゆるすり鉢型に構成されて
いる。この有底筒体１Ａの底壁外端面１２Ａに
は、この底壁外端面１２Ａの径とほぼ同一の径を
有するデイスク型の保持板３１Ａが配置され、こ
の保持板３１Ａの中央には、内部リード棒３Ａが
発光空間囲繞部８２に向けて封体８の軸方向に伸
びるよう固定して設けられ、さらに内部リード棒
３Ａの先端には、円柱状の電極６Ａが設けられて
いる。

また、有底筒体１Ａの外周においては、その周
方向に互いに離間して該有底筒体１Ａの軸方向に
伸びるよう帯状のモリブデン製金属箔２Ａが例え
ば４枚配置され、これらの金属箔２Ａの各々の一
端側２１Ａは有底筒体１Ａの周壁１６Ａのテーパ
部Ｔに沿つて伸び、さらに内部リード棒３Ａの基
端部に形成された保持板３１Ａにスポツト溶接な
どの手段によつて接続されている。金属箔２Ａの
各々の一端側２１Ａの先端には、第３図に示すよ
うに、内部リード棒３Ａの外周面の曲率半径とほ
ぼ同一の曲率半径を有する切り欠き状の円弧状凹
部Ｃが形成され、この円弧状凹部Ｃを内部リード
棒３Ａの外周面に当接させた状態で金属箔２Ａを
保持板３１Ａにおける内部リード棒３Ａとは反対
側の表面に溶接する。こうすることにより、金属
箔２Ａの先端が第３図において一点鎖線で示すよ
うな直線状をなしている場合に比して、金属箔２
Ａと保持板３１Ａとの接触面積を大きくすること
ができ、したがつて保持板３１Ａを有底筒体１Ａ
の底壁外端面１２Ａに対応させて比較的小径なも
のとして、金属箔２Ａと保持板３１Ａとの溶接面
積を大きくすることが可能であるので、溶接部分
の機械的強度を十分大きくすることができる。そ
して、金属箔２Ａの一端側２１Ａの先端において
は、円弧状凹部Ｃの両側を切り落として肩部Ｓを
形成し、隣接する金属箔２Ａの先端が相互に重な
りあわずに先端の肩部Ｓの外縁の一部において互
に密接した状態とされる。

また、金属箔２Ａの各々の他端側２２Ａは、有
底筒体１Ａの開口端部縁１３Ａにおいて屈曲さ
れ、さらに有底筒体１Ａの筒孔内に挿入されたガ
ラス製筒体１０Ａに保持された外部リード棒４Ａ
の外周に接続され、封着用導電部５Ａが構成され
る。

そして、この封着用導電部５Ａを構成する有底
筒体１Ａを、例えば封体８の封じ管部８１Ａの外
部から加熱処理することにより、有底筒体１Ａの
外周と封じ管部８１Ａの内周とが金属箔２Ａを介
して気密に溶着され、さらに内部リード棒３Ａの
基端部側においては、封じ管部８１Ａにおけるガ
ラス製筒体７Ａと対向する部分のガラスを加熱押
圧するかあるいは封じ管部８１Ａ内に負圧を作用
せしめてこの負圧によりガラス製筒体７Ａと溶着
させることにより、狭窄部９Ａが形成される。他
方の封じ管部８１Ｂにおいても、図示はしない
が、封着用導電部５Ａと同様に構成した封着用導
電部を上述と同様にして接続し、封体８が構成さ
れる。

前記有底筒体１Ａの周壁１６Ａのテーパ部Ｔの
斜面の角度は、第１図に示すように、円錐台の稜
線のなす開き角度αが15〜120度となる程度であ
ればよい。また、有底筒体１Ａの周壁１６Ａのテ
ーパ部Ｔの軸方向における投影長さｌは、有底筒
体１Ａの全長Ｌの1/2〜1/15程度であればよい。
さらにまた、有底筒体１Ａの底壁外端面１２Ａの
径は、封体８の封じ管部８１Ａの外径などによつ
て適宜選択されるが、通常、８〜15mm程度であれ
ばよい。

前記保持板３１Ａは、有底筒体１Ａの底壁外端
面１２Ａの形状とほぼ適合する形態を有し、その
径ｄは有底筒体１Ａの底壁外端面１２Ａの径Ｄの
±２mmであることが好ましく、また、径ｄは金属
箔２Ａとの溶接面積（溶接代）が十分確保される
よう、内部リード棒３Ａの径より少なくとも１mm
程度大きく設定されることが好ましく、通常、
0.5〜20mmとされる。

また、保持板３１Ａと内部リード棒３Ａとの接
続方法は特に限定されないが、保持板３１Ａと内
部リード棒３Ａとを付き合わせ溶接したり、ある
いは保持板３１Ａの中央に穴を形成し、この穴に
内部リード棒３Ａの基端を挿入して両者を溶接す
る方法などを用いることができる。前記保持板３
１Ａを構成するための材料としては、タンタル、
ニオブ、タングステン、モリブデンなどの高融点
金属を用いることができる。

なお、その他の点においては前述した従来の高
圧水銀灯の構成とほぼ同様であるので、同一部材
には同一符号を付してその詳細な説明は省略す
る。

以上の実施例によれば、有底筒体１Ａの底壁１
５Ａに続く周壁１６Ａ部分をテーパ状に構成して
いることから、封体８の封着時において、封じ管
部８１Ａを有底筒体１Ａの周壁１６Ａに沿つて無
理な変形を与えることなく確実に封着させること
が可能であり、そのため、該封じ管部８１Ａの封
着に基く変形ガラス部において、クラツクの原因
となるような歪の発生を抑制することができ、し
たがつて封体の爆発という極めて危険な事故を招
来せずに安全に点灯することができる。

また、封じ管部８１Ａを有底筒体１Ａの周壁１
６Ａに沿つて無理な変形を与えることなく、両者
を密着した状態で封着させることができるので、
有底筒体１Ａの外周、金属箔２Ａおよび封体８の
封じ管部８１Ａの相互間にほとんど空隙を生ずる
ことがなく、三者を密着した状態で封着すること
ができ、したがつて封着部における機械的強度が
優れたものとなり、封体８の内圧に対する耐圧性
を十分なものとすることができる。

また、金属箔２Ａにおける保持板３１Ａに接続
される側の先端には内部リード棒３Ａの外周の形
態に適合する円弧状凹部Ｃを形成し、この円弧状
凹部Ｃが内部リード棒３Ａの外周面に当接された
状態で金属箔２Ａが保持板３１Ａに接続されると
共に、隣接する金属箔２Ａの先端が相互に重なり
あわずに当該先端の外縁の一部において互に密接
した状態とされるので、金属箔２Ａと保持板３１
Ａとの接触面積を大きくすることができ、従つて
保持板３１Ａが小径なものであつても両者の接続
を十分なものとすることができ、その結果、有底
筒体１Ａにテーパ部Ｔを形成しながら十分に大き
な電気的容量を容易に実現することができる。

更に、上述のように、隣接する金属箔２Ａの先
端が相互に重なりあわずに密接することも理由と
なつて、封着部における有底筒体１Ａの外周、金
属箔２Ａおよび封体８の封じ管部８１Ａの相互間
に大きな空隙を有しないので、点灯時に金属箔２
Ａにおいて発生する熱が効率よく周囲のガラス部
材に伝達され、そのため、金属箔２Ａが局部的に
加熱されることがなく、金属箔２Ａの溶断を防止
することができる。

また、保持板３１Ａの表面においては、隣接す
る金属箔の先端が相互に重なりあうことがなくて
しかも先端の外縁の一部において互に密接した状
態とされるために、大きな空隙が形成されること
がなく、従つて封体８内の水銀が進入してきて凝
縮することがない。

以上、本考案の一実施例を説明したが、本考案
においては種々変更が可能である。すなわち、 (1) 有底筒体１Ａとしてその内径が外部リード棒
４Ａの径より少し大きいものを用いることによ
り、ガラス製筒体１０Ａを使用しなくともよ
い。

(2) 金属箔２Ａおよび２Ｂの数は、４枚に限定さ
れず、２枚、３枚あるいは５枚以上としてもよ
い。

(3) 有底筒体１Ａ，１Ｂの外形は円柱状に限定さ
れず、用いる金属箔２Ａおよび２Ｂの枚数など
に応じて適宜選択され、例えば八角柱状、四角
柱状、六角柱状、その他としてもよい。

〔考案の効果〕

本考案によれば、有底筒体としてテーパ状の外
周面を有するものを用いることにより、封じ管部
のガラス部分における歪の発生を抑制することが
でき、耐熱性および耐圧性に優れていて爆発事故
の発生を防止することができ、従つて長時間安全
に点灯することができ、しかも金属箔と内部リー
ド棒との間に大きな容量の電気的接続が容易に達
成される高圧水銀灯を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例における有底筒体
を示す説明用縦断正面図、第２図は、本考案の一
実施例における金属箔と保持板の接続状態を示す
説明図、第３図は、本考案の要部を拡大して示す
説明用縦断正面図、第４図は従来の高圧水銀灯の
要部を拡大して示す説明用縦断正面図、第５図お
よび第６図は、それぞれ従来の有底筒体を示す側
面図および正面図、第７図，第８図および第９図
はそれぞれ従来の高圧水銀灯の封着用導電部を示
す説明用正面図，説明用縦断右側面図および説明
用縦断左側面図、第１０図は従来の高圧水銀灯の
封着用導電部が封じ管部内に配置された状態を示
す説明用縦断正面図、第１１図は従来の高圧水銀
灯を示す説明用縦断正面図である。 １Ａ，１Ｂ……有底筒体、１５Ａ……底壁、１
６Ａ……周壁、Ｔ……テーパ部、１２Ａ……底壁
外端面、２Ａ，２Ｂ……金属箔、Ｃ……弧状凹
部、３Ａ，３Ｂ……内部リード棒、３１Ａ……保
持板、４Ａ，４Ｂ……外部リード棒、５Ａ，５Ｂ
……封着用導電部、６Ａ，６Ｂ……電極、７Ａ，
７Ｂ……ガラス製筒体、８……封体、８１Ａ，８
１Ｂ……封じ管部、８２……発光空間囲繞部、９
Ａ，９Ｂ……狭窄部、１０Ａ，１０Ｂ……ガラス
製筒体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 発光空間囲繞部およびこれに続く封じ管部より
   なるガラス製の封体、 この封体の封じ管部の内部において、その開口
   端部が該封じ管部の外端側に向かうよう配置され
   たガラス製の有底筒体、 この有底筒体の筒孔内に挿入された外部リード
   棒、 前記有底筒体の底壁の外側から前記発光空間囲
   繞部内に伸びるよう配置された内部リード棒、 この内部リード棒の先端に設けられた電極、 前記内部リード棒の基端に鍔状に固定され、前
   記有底筒体の底壁外端面に面して配置された、導
   電性の保持板、および 前記有底筒体の外周に沿つて伸び、その一端側
   が前記保持板に電気的に接続され、その他端側が
   前記外部リード棒に電気的に接続された複数の帯
   状の金属箔とを有し、 前記有底筒体が、その底壁の外端面に続く周壁
   部分にテーパ状の外周面を有し、かつ、 前記金属箔が、保持板に接続される側の先端に
   おいて内部リード棒の外周に適合する円弧状凹部
   を有し、この円弧状凹部が内部リード棒の外周面
   に当接された状態で金属箔が保持板に接続され、
   隣接する金属箔の先端は相互に重なりあわずにそ
   の外縁の一部において互いに密接していることを
   特徴とする高圧水銀灯。