JPH08315780A - 放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 封止管部内に配置されたガラス部材または内
部リード棒保持用筒体にクラックが発生することを防止
し、ひいては、ガスリークや封止管部の破損を防止で
き、長い使用寿命を得ることができる放電ランプを提供
することにある。 【構成】 封体８の封止管部８１の内部に配置された柱
状のガラス部材１と、このガラス部材１の前記発光空間
囲繞部８２側に面する一側に配置された金属板３と、基
端が金属板３に固定され、先端が発光管囲繞部８２内に
伸びるように配置された内部リード棒４と、この内部リ
ード棒４の先端に設けられた電極９と、内部リード棒４
の外周と封止管部８１の内周面との間に配置されたガラ
ス製の内部リード棒保持用筒体６と、ガラス部材１の封
止管部８１の外端側に面する他側に配置された外部リー
ド棒５と、ガラス部材１の外周に沿って伸び、その一端
部が金属板３に接続され、その他端部が外部リード棒５
に電気的に接続された金属箔２と、ガラス部材１と金属
板３との間に配置された金属箔Ｍよりなることを特徴と
する放電ランプ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放電ランプに関するも
のであり、さらに詳しくは、特に大電流用に適した気密
封止構造を有する放電ランプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放電ランプ例えば水銀灯は、一般にこれ
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。

【０００３】例えば、大電流用の高圧水銀灯または超高
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発光管内ガス圧が非常に高く、
しかも、発熱量が大きく、従って、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、点灯中においては発光管内の水銀が
完全に蒸発していることが必要であり、このため点灯中
の発光管内においては水銀の凝縮が生じるような低い温
度部分がないことが必要である。

【０００４】このようなことから、従来の高圧水銀灯ま
たは超高圧水銀灯においては、発光管を形成するガラス
を給電用のリード棒に直接溶着することにより、発光管
の気密封止を達成するいわゆるロッドシール構造ではな
く、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。

【０００５】図７は、箔シール構造を有する高圧水銀灯
の一例を示す説明図である。８は、発光空間囲繞部８２
とこれに続く封止管部８１とからなる封体である。この
封体８の発光空間囲繞部８２内に電極９が配置され、こ
の電極９は内部リード棒４によって支持されている。内
部リード棒４は内部リード棒保持用筒体６によって封止
管部８１内に保持されている。そして、内部リード棒４
の基端部には、モリブデン等の高融点金属からなる金属
板３が溶接されており、この金属板３の発光空間囲繞部
８２側の面に給電用金属箔２が溶接されている。給電用
金属箔２は円柱状のガラス部材１の外周において、その
周方向に離間して、当該ガラス部材１の軸方向に帯状に
例えば５枚配置されている。そして、給電用金属箔２
は、金属板３に溶接された方向と反対側の他端部におい
て、皿状の金属部材５１に溶接されており、この金属部
材５１を介して外部リード棒５と電気的に接続されてい
る。なお、他方の封止管部も、同様の構造なので説明を
省略する。

【０００６】上記のように構成された封体８の発光空間
囲繞部８２内に電極９を位置するように挿入配置する。
そして、この封体８を、ガラス旋盤などにより例えば１
００ｒ．ｐ．ｍ程度の速度で周方向に回転させながら、
封止管部８１の外部からバーナー等を用いて加熱処理し
て、この封止管部８１の内周とガラス部材１の外周とを
給電用金属箔２を介して気密に溶着させる。内部リード
棒４の基端部側においては、封止管部８１における内部
リード棒保持用筒体６と対向する部分のガラスを加熱押
圧するかあるいは封止管部８１内に負圧を作用させて、
この負圧により内部リード棒保持用筒体６と溶着させる
ことにより、狭窄部Ｋを形成する。なお、他方の封止管
部も、同様の構造なので説明を省略する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような構成の放電ランプでは、封止管部８１の加熱処理
工程において、次のような問題が生じる。

【０００８】ガラス部材１の金属板３と接している一端
面またはその近傍（図７中、ａ領域）、あるいは内部リ
ード棒保持用筒体６の金属板３と接している一端面また
はその近傍（図７中、ｂ領域）において、封止管部８１
の加熱処理工程中に微細なクラックが生じることがあ
る。このクラックの発生原因は、金属板３はモリブデン
等の高融点金属であるのに対し、ガラス部材１および内
部リード棒保持用筒体６はガラス製であり、膨張係数が
異なる。しかも、金属板３が内部リード棒４及び電極９
を支えるため硬性でなければならず、ある程度の大きな
厚みが必要である。その結果、ガラス部材１と内部リー
ド棒保持用筒体６が溶融し金属板３と接触したとに、ガ
ラス部材１と内部リード棒保持用筒体６が金属板３の伸
びようとする大きな力を受け、更に、その状態で冷却さ
れるときには、逆にガラス部材１と内部リード棒保持用
筒体６が金属板３の収縮しようとする大きな力を受ける
ことになり、その結果、ガラス部材１あるいは内部リー
ド棒保持用筒体６の金属板３と接している一端面または
その近傍で微細なクラックが生じるものである。さら
に、このような微細のクラックが発生している放電ラン
プを点灯すると、発光管囲繞部８２内のガス圧が非常に
高くなるので、クラックが成長（クラックが大きくな
る）し、ひいては、ガスリークまたは封止管部８１が破
壊するということになる。

【０００９】本発明は以上のような事情に基づいてなさ
れたものであって、その目的は、封止管部内に配置され
たガラス部材または内部リード棒保持用筒体にクラック
が発生することを防止し、ひいては、ガスリークや封止
管部の破損を防止でき、長い使用寿命を得ることができ
る放電ランプを提供することになる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の放電ランプは、ガラス製の封体の封止管部の内部に配
置された柱状のガラス部材と、このガラス部材の発光空
間囲繞部側に面する一側に配置された金属板と、基端が
前記金属板に固定され、先端が前記発光空間囲繞部内に
伸びて、その先端に電極が設けられた内部リード棒と、
この内部リード棒の外周と前記封体の封止管部の内周と
の間に配置されたガラス製の内部リード棒保持用筒体
と、前記ガラス部材の外周に沿って伸び、その一端部が
前記金属板に接続され、その他端部が外部リード棒に電
気的に接続された給電用金属箔とよりなり、前記ガラス
部材と前記金属板との間にこの金属板より厚みが小さい
金属箔を配置したことを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の本発明の放電ランプは、
請求項１に記載の放電ランプにおいて、特に、前記ガラ
ス製の内部リード棒保持用筒体と前記金属板との間に前
記金属板より厚みが小さい金属箔を配置したことを特徴
とする。

【００１２】請求項３に記載の本発明の放電ランプは、
請求項１または請求項２に記載の放電ランプにおいて、
特に、前記金属箔は、一方の側から他方の側に押圧形成
された突起部を有していることを特徴とする。

【００１３】

【作用】封体の封止管部において、ガラス部材と金属板
との間、及び、ガラス製の内部リード棒保持用筒体と金
属板との間に、高融点金属、例えばモリブデン製の金属
箔を配置することにより、封止管部の加熱処理工程中、
ガラス部材と金属板及びガラス製の内部リード棒保持用
筒体と金属板が溶着することを防止できる。さらに、こ
の金属箔は、内部リード棒及び電極を支えるための大き
な厚みがある金属板と比べて厚みが極めて小さいため、
封体の封止管部の加熱工程中及び冷却工程中に、ガラス
部材及び内部リード棒保持用筒体が溶融して金属箔と接
触した場合でも、金属箔がガラス部材及び内部リード棒
保持用筒体に与える金属箔自体の膨張力及び収縮力が極
めて小く、ガラス部材または内部リード棒保持用筒体に
クラックが発生することがない。

【００１４】更には、その金属箔は一方の側から他方の
側に押圧形成された突起部を有しているので、ガラス部
材及び内部リード棒保持用筒体が溶融して金属箔と接触
した状態及びその後の冷却状態において、その突起部に
よって金属箔の膨張力及び収縮力を金属箔自身で吸収す
ることができるので、なお一層、ガラス部材または内部
リード棒保持用筒体にクラックが発生することがない。
なお、金属箔の突起部をガラス部材側及び内部リード棒
保持用筒体側に向けても金属板側に向けても作用効果は
同じである。

【実施例】

【００１５】図１は、箔シール構造を有する高圧水銀灯
の一例を示す説明図である。１は円筒状のガラス部材、
２は帯状の給電用金属箔、３はディスク状の金属板、４
は内部リード棒、５は外部リード棒、５１は皿状の金属
部材、６は内部リード棒保持用筒体、７は外部リード棒
保持用筒体、Ｍは金属箔であり、これにより封着用導電
部Ｓが構成されている。また、９は電極、８は発光空間
囲繞部８２とこれに続く封止管部８１とからなる封体で
ある。

【００１６】円柱状のガラス部材１は、発光空間囲繞部
８２側の一端面１１に続く部分の周壁１６に先細りのテ
ーパ状の外周面を有し、一端面１１側の部分が円錐台状
に構成されている。また、封止管部８１の外端側の他側
面１２には、外部リード棒５を設置するための孔１３が
形成されている。

【００１７】金属板３と内部リード棒４との接続方法は
特に限定されないが、例えば金属板３と内部リード棒４
とを付き合わせ溶接したり、あるいは、金属板３の中央
に穴を形成し、この穴に内部リード棒４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。金属
板３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が挙げ
られる。そして、電極９と内部リード棒４を支えるため
硬性が必要であり、その厚みは０．５ｍｍ程度である。

【００１８】内部リード棒４の外周と封体８の封止管部
８１の内周との間には、ガラス製の内部リード棒保持用
筒体６が配置されている。

【００１９】ガラス部材１と金属板３との間には、その
厚みが約１５μｍのモリブデン箔を１〜３枚重ねた金属
箔Ｍが配置されている。本実施例においては、モリブデ
ン箔を２枚重ねて金属箔Ｍの厚みを３０μｍとした。こ
の金属箔を図２に示す。この金属箔は、モリブデン製で
あるが、高融点金属であればよく、特に限定されるもの
ではない。また、図３は、金属箔に突起部が形成された
ものを示す。この突起部は、例えばプレスにより直径３
ｍｍ程度のエンボス加工を施すことによって形成するこ
とができる。なお、この金属箔Ｍの直径は、金属板３と
ほぼ同一である。

【００２０】図４は、内部リード棒保持用筒体６の一例
を示す説明図である。この内部リード棒保持用筒体６
は、金属板３側の一端面６１に続く一端部６５が次第に
大径となるテーパ状に形成され、これに続いて形成され
た円柱状の胴部６２が当該内部リード棒保持用筒体６の
発光空間囲繞部８２側端まで伸びている。そして、胴部
６２の外径Ｄは、封体８の封止管部８１の内径に適合す
るものとされ、好ましくは、封体８の封止管部８１の内
径より０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ小さい径とされる。ま
た、内部リード棒保持用筒体６の金属板３側の一端面６
１の外径ｄが金属板３の径と実質上同一か、或いは、金
属板３の径の概略９０％のものとされる。

【００２１】また、内部リード棒保持用筒体６は、その
発光空間囲繞部８２側の他端面６３にすりばち状の凹所
６４を有し、特に、他端面６３の外周縁６６はナイフエ
ッジ状に形成されていることが好ましい。

【００２２】内部リード棒保持用筒体６の筒孔の発光空
間囲繞部８２側端部には、内部リード棒４の外周に巻き
付けられた、モリブデン線よりなるストッパー４１が設
けられており、これにより、内部リード棒保持用筒体６
の位置ずれを防止することができる。

【００２３】ガラス部材１の孔１３の内部には、これに
適合する外径の外部リード棒５が挿入され、ガラス部材
１の他端面１２には、外部リード棒５に接続されるよう
底部に穴が形成された皿状の金属部材５１が配置され、
この金属部材５１を介して、ガラス製の外部リード棒保
持用筒体７が配置されている。金属部材５１を構成する
ための材料としては、モリブデンなどが挙げられる。

【００２４】ガラス部材１の外周においては、その周方
向に互いに離間して、当該ガラス部材１の軸方向に伸び
る帯状のモリブデン製の給電用金属箔２が例えば５枚配
置され、これらの給電用金属箔２の各々の一端部２１
は、ガラス部材１の周壁１６のテーパ状の部分に沿って
伸び、さらに内部リード棒４の基端部に配置された金属
板３にスポット溶接などの手段によって接続されてい
る。また、給電用金属箔２の各々の他端部２２は金属部
材５１と接続されている。

【００２５】図５は、金属板３とガラス製の内部リード
棒保持用筒体６との間に金属箔Ｍ１も配置したものであ
り、この金属Ｍ１は、図６に示すように、その中心に内
部リード棒４が通るだけの孔が開いており、リング状で
ある。その他は、金属箔Ｍと同様である。なお、この金
属箔Ｍ１は突起部を有していないが、図３のように突起
部を設けても良い。図５中、図１と同一符号が同一部分
を示す。

【００２６】そして、封着用導電部Ｓが配置された封体
８を例えばガラス旋盤により回転させながら封止管部８
１の外部から加熱処理することにより、ガラス部材１の
外周と封止管部８１の内周とが給電用金属箔２を介して
気密に溶着され、更に、内部リード棒保持用筒体６の外
周と封止管部８１の内周とが溶着され、狭窄部Ｋが形成
される。他方に封止管部においても、図示はしないが、
封着用導電部Ｓと同様に構成した封着用導電部を上述と
同様に接続される。

【００２７】以上の実施例によれば、封体８の封止管部
８１を加熱処理する工程において、膨張係数の異なるガ
ラス部材１と金属板３が、金属箔Ｍによって隔離されて
いるので、ガラス部材１と金属板３が溶着することがな
い。さらに、この金属箔Ｍはその厚みが３０μｍであ
り、金属板３は内部リード棒４及び電極９を支えるため
に０．５ｍｍの厚みがあり、金属箔Ｍは金属板３と比較
してその厚みが極めて小さいため、封体の封止管部の加
熱工程中及び冷却工程中に、ガラス部材１が溶融して金
属箔Ｍと接触した場合でも、金属箔Ｍがガラス部材１に
与える膨張力及び収縮力が極めて小く、ガラス部材１に
クラックが発生することを防止できる。

【００２８】また、封体８の封止管部８１を加熱処理す
る工程において、膨張係数の異なる内部リード棒保持用
筒体６と金属板３が、金属箔Ｍ１によって隔離されてい
るので、内部リード棒保持用筒体６と金属板３が溶着す
ることがない。さらに、この金属箔Ｍ１はその厚みが３
０μｍであり、金属板３は内部リード棒４及び電極９を
支えるために０．５ｍｍの厚みがあり、金属箔Ｍ１は金
属板３と比較してその厚みが極めて小さいため、封体の
封止管部の加熱工程中及び冷却工程中に、内部リード棒
保持用筒体６が溶融して金属箔Ｍ１と接触した場合で
も、金属箔Ｍ１が内部リード棒保持用筒体６がに与える
膨張力及び収縮力が極めて小く、内部リード棒保持用筒
体６にクラックが発生することを防止できる。

【００２９】さらに、金属箔Ｍ，Ｍ１に突起部が形成さ
れている場合は、ガラス部材及び内部リード棒保持用筒
体が溶融して金属箔と接触した状態及びその後の冷却状
態において、その突起部によって金属箔の膨張力及び収
縮力を金属箔自身で吸収することができるので、なお一
層、ガラス部材または内部リード棒保持用筒体にクラッ
クが発生することを防止できる。

【００３０】また、ガラス部材１の外径は円柱状に限定
されず、用いる給電用金属箔２の枚数などに応じて適時
選択され、例えば八角柱状、六角柱状、その他としても
よい。また、金属部材５１を用いずに、給電用金属箔２
の他端部２２を外部リード棒５の外周に直接接続しても
良い。

【００３１】また、上記に説明した気密封止構造は、大
電流を必要とする他のランプにも利用することができ
る。

【００３２】

【発明の効果】封体の封止管部において、ガラス部材と
金属板との間、及び、ガラス製の内部リード棒保持用筒
体と金属板との間に、高融点金属、例えばモリブデン製
の金属箔を配置することにより、封止管部の加熱処理工
程中、ガラス部材と金属板及びガラス製の内部リード棒
保持用筒体と金属板が溶着することを防止できる。さら
に、この金属箔は、内部リード棒及び電極を支えるため
の大きな厚みがある金属板と比べて厚みが極めて小さい
ため、封体の封止管部の加熱工程中及び冷却工程中に、
ガラス部材及び内部リード棒保持用筒体が溶融して金属
箔と接触した場合でも、金属箔がガラス部材及び内部リ
ード棒保持用筒体に与える金属箔自体の膨張力及び収縮
力が極めて小く、ガラス部材または内部リード棒保持用
筒体にクラックが発生することがない。

【００３３】更には、その金属箔は突起部を有している
ので、ガラス部材及び内部リード棒保持用筒体が溶融し
て金属箔と接触した状態及びその後の冷却状態におい
て、その突起部によって金属箔の膨張力及び収縮力を金
属箔自身で吸収することができるので、なお一層、ガラ
ス部材または内部リード棒保持用筒体にクラックが発生
することがない。なお、金属箔の突起部をガラス部材側
及び内部リード棒保持用筒体側に向けても金属板側に向
けても作用効果は同じである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の放電ランプの一実施例の要部を示す説
明用縦断正面図である。

【図２】本発明の放電ランプに用いられる金属箔の説明
図である。

【図３】本発明の放電ランプに用いられる金属箔の説明
図である。

【図４】内部リード棒保持用筒体の一例を示す説明図で
ある。

【図５】本発明の放電ランプの一実施例の要部を示す説
明用縦断正面図である。

【図６】本発明の放電ランプに用いられる金属箔の説明
図である。

【図７】箔シール構造を有する従来の放電ランプの構成
を示す説明用縦断正面図である。

【符号の説明】

１ ガラス部材 ２ 給電用金属箔 ３ 金属板 ４ 内部リード棒 ５ 外部リード棒 ６ 内部リード棒保持用筒体 ７ 外部リード棒保持用筒体 ８ 封体 ８１ 封止管部 ８２ 発光空間囲繞部 ９ 電極 Ｍ 金属箔 Ｍ１ 金属箔 Ｓ 封着用導電部 Ｋ 狭窄部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス製の封体の封止管部の内部に配置
   された柱状のガラス部材と、 このガラス部材の発光空間囲繞部側に面する一側に配置
   された金属板と、 基端が前記金属板に固定され、先端が前記発光空間囲繞
   部内に伸びて、その先端に電極が設けられた内部リード
   棒と、 この内部リード棒の外周と前記封体の封止管部の内周と
   の間に配置されたガラス製の内部リード棒保持用筒体
   と、 前記ガラス部材の外周に沿って伸び、その一端部が前記
   金属板に接続され、その他端部が外部リード棒に電気的
   に接続された給電用金属箔とよりなる放電ランプにおい
   て、 前記ガラス部材と前記金属板との間にこの金属板より厚
   みが小さい金属箔を配置したことを特徴とする放電ラン
   プ。
2. 【請求項２】 前記ガラス製の内部リード棒保持用筒体
   と前記金属板との間に前記金属板より厚みが小さい金属
   箔を配置したことを特徴とする請求項１に記載の放電ラ
   ンプ。
3. 【請求項３】 前記金属箔は、一方の側から他方の側に
   押圧形成された突起部を有していることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載の放電ランプ。