JP3298466B2 - ショートアーク型放電ランプ、およびその製造方法 - Google Patents
ショートアーク型放電ランプ、およびその製造方法Info
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- Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、発光管内に一対の電
極を具えた放電ランプに関する。
極を具えた放電ランプに関する。
【０００２】
【従来技術】一般照明、工業用内視鏡、オーバーヘッド
プロジェクター、液晶バックライトの光源として、放電
ランプの一種であるメタルハライドランプが使われてい
る。
プロジェクター、液晶バックライトの光源として、放電
ランプの一種であるメタルハライドランプが使われてい
る。
【０００３】図５を用いて、従来の箔シールを用いたダ
ブルエンド型メタルハライドランプの製造方法について
説明する。 〔電極加工工程〕純タングステン、或いは、トリウム入
りタングステンよりなる定格寸法の電極２本を旋盤に
て、電極先端加工、及び、モリブデン箔溶接部平面加工
を行う。図中、１は電極、１００は電極１の先端を円錐
状に加工した電極先端部、１１０は電極１の他端の平面
加工部をそれぞれ示す。
ブルエンド型メタルハライドランプの製造方法について
説明する。 〔電極加工工程〕純タングステン、或いは、トリウム入
りタングステンよりなる定格寸法の電極２本を旋盤に
て、電極先端加工、及び、モリブデン箔溶接部平面加工
を行う。図中、１は電極、１００は電極１の先端を円錐
状に加工した電極先端部、１１０は電極１の他端の平面
加工部をそれぞれ示す。
【０００４】〔電極処理工程〕その後、電極加工された
２本の電極１は、電解研磨、洗浄を施され、さらに、真
空加熱炉にてガス出しを行う。
２本の電極１は、電解研磨、洗浄を施され、さらに、真
空加熱炉にてガス出しを行う。
【０００５】〔マウント組立工程〕定格寸法に切断した
モリブデン箔２の一端にモリブデン棒、又は、タングス
テン棒よりなる外部リード３を溶接し、他端に、電極処
理を施した電極１を溶接する。なお、電極１、モリブデ
ン箔２、外部リード３よりなる組立体をマウントと呼
ぶ。図中、Ｃはマウントを示す。
モリブデン箔２の一端にモリブデン棒、又は、タングス
テン棒よりなる外部リード３を溶接し、他端に、電極処
理を施した電極１を溶接する。なお、電極１、モリブデ
ン箔２、外部リード３よりなる組立体をマウントと呼
ぶ。図中、Ｃはマウントを示す。
【０００６】〔発光管形成工程〕石英からなる発光管４
は、そのほぼ中央に発光空間となるべき膨出部を有し、
この膨出部の内容積が一定になるように、発光管の肉厚
測定を行い、発光管外径の形状はローラ成形で形成す
る。
は、そのほぼ中央に発光空間となるべき膨出部を有し、
この膨出部の内容積が一定になるように、発光管の肉厚
測定を行い、発光管外径の形状はローラ成形で形成す
る。
【０００７】〔マウント挿入工程〕発光管４にマウント
Ｃを挿入して、所望の電極間距離を出す。
Ｃを挿入して、所望の電極間距離を出す。
【０００８】〔シール工程〕 (１).（ピンチシール方法） 排気管５から不活性ガス（Ｎ2 ）を発光管４に封入しな
がら、発光管４の両端部を機械的にピンチシールする。 (２).（旋盤を用いた手作業シール方法） 発光管４の両端部を封止する。次に、排気管５から発光
管４内を真空排気して、排気管５を封止する。さらに、
発光管４を回転させながら、発光管４内のモリブデン箔
２が存在する部分を、発光管４の外部から熱を加えてシ
ールする。この時、拡大鏡、又は、ＣＣＤカメラにて電
極間距離と電極の偏心調節を行う。最後に、ピンチシー
ル方法、旋盤を用いた手作業シール方法の各々でシール
された各ランプの仕上がり電極間寸法を記録しておく。
がら、発光管４の両端部を機械的にピンチシールする。 (２).（旋盤を用いた手作業シール方法） 発光管４の両端部を封止する。次に、排気管５から発光
管４内を真空排気して、排気管５を封止する。さらに、
発光管４を回転させながら、発光管４内のモリブデン箔
２が存在する部分を、発光管４の外部から熱を加えてシ
ールする。この時、拡大鏡、又は、ＣＣＤカメラにて電
極間距離と電極の偏心調節を行う。最後に、ピンチシー
ル方法、旋盤を用いた手作業シール方法の各々でシール
された各ランプの仕上がり電極間寸法を記録しておく。
【０００９】〔封入封止工程〕手作業シール方法では排
気管５がシール工程にて封止されているため、再び、排
気管５の先端を開く。一方、ピンチシール方法では排気
管５が封止されていないためそのまま排気管５を用い
る。排気管５の先端より発光管内にペレット状のハロゲ
ン化合物７、例えば、ＳｎＩ2 を封入する。そして、電
気特性が各ランプ同一となるように、電極間寸法に合っ
た定量の水銀８を発光管内に挿入する。さらに、排気管
５の先端を排気台に接続して排気を行う。そして、最後
に、希ガスとしてアルゴン、キセノン等を数十Ｔｏｒｒ
から数百Ｔｏｒｒ封入して、排気管５を封止する。この
ようにして、ダブルエンド型メタルハライドランプを製
造する。
気管５がシール工程にて封止されているため、再び、排
気管５の先端を開く。一方、ピンチシール方法では排気
管５が封止されていないためそのまま排気管５を用い
る。排気管５の先端より発光管内にペレット状のハロゲ
ン化合物７、例えば、ＳｎＩ2 を封入する。そして、電
気特性が各ランプ同一となるように、電極間寸法に合っ
た定量の水銀８を発光管内に挿入する。さらに、排気管
５の先端を排気台に接続して排気を行う。そして、最後
に、希ガスとしてアルゴン、キセノン等を数十Ｔｏｒｒ
から数百Ｔｏｒｒ封入して、排気管５を封止する。この
ようにして、ダブルエンド型メタルハライドランプを製
造する。
【００１０】しかし、この製造方法では以下の問題があ
る。すなわち、シール工程は、電極間距離を出すために
旋盤などを使った手作業で行なわれるが、この作業は、
拡大鏡、ＣＣＤカメラにて目視で距離を合わせながらシ
ールするものであり、正確に距離を出すことは困難であ
る。さらに、電極の偏心調整も合わせて行なう必要があ
る。このため、電極間距離が一定にならず、また、ラン
プごとに電極間距離がバラツイたときは、ランプごとに
電極間距離を測定した上で、それに応じた水銀の封入量
を調整して封入していた。特に、最近は電極間距離が
３．０ｍｍ以下と極めて短くなってきているのでこの問
題は顕著に発生する。また、この製造方法では量産化、
自動化ができないという問題がある。
る。すなわち、シール工程は、電極間距離を出すために
旋盤などを使った手作業で行なわれるが、この作業は、
拡大鏡、ＣＣＤカメラにて目視で距離を合わせながらシ
ールするものであり、正確に距離を出すことは困難であ
る。さらに、電極の偏心調整も合わせて行なう必要があ
る。このため、電極間距離が一定にならず、また、ラン
プごとに電極間距離がバラツイたときは、ランプごとに
電極間距離を測定した上で、それに応じた水銀の封入量
を調整して封入していた。特に、最近は電極間距離が
３．０ｍｍ以下と極めて短くなってきているのでこの問
題は顕著に発生する。また、この製造方法では量産化、
自動化ができないという問題がある。
【００１１】この問題を解決するために本発明者は先に
特開平６−３１００３０号を発明している。この技術に
よれば上記問題が良好に解決できる。
特開平６−３１００３０号を発明している。この技術に
よれば上記問題が良好に解決できる。
【００１２】しかし、この方法で製造したメタルハライ
ドランプは発光管の外表面に必ず排気管の残部（一般に
「チップ」という）が残ってしまう。最近では発光空間
の小型化が進み、チップが及ぼす影響を無視できなくな
りつつある。具体的には、チップがあるとその分だけラ
ンプの外表面における有効放射面積が減少すること、お
よびチップによって生じる散乱光が不所望な放射となっ
てスクリーン等に照射されることである。
ドランプは発光管の外表面に必ず排気管の残部（一般に
「チップ」という）が残ってしまう。最近では発光空間
の小型化が進み、チップが及ぼす影響を無視できなくな
りつつある。具体的には、チップがあるとその分だけラ
ンプの外表面における有効放射面積が減少すること、お
よびチップによって生じる散乱光が不所望な放射となっ
てスクリーン等に照射されることである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明が解
決しようとする課題は、発光管の外表面にチップを持た
ない、いわゆるチップレスのショートアーク型放電ラン
プであって、電極間距離を正確にすることのできるもの
を提供することにある。
決しようとする課題は、発光管の外表面にチップを持た
ない、いわゆるチップレスのショートアーク型放電ラン
プであって、電極間距離を正確にすることのできるもの
を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明にかかるショー
トアーク型放電ランプは、発光管内に一対の電極が設け
られ、この電極の先端面の一部には、当該電極を構成す
る材料そのものが膨張収縮することにより自然的に切断
して形成され、かつ切削、研磨等の機械加工を行わない
破断痕を有しており、かつ、この発光管の外表面に排気
管の残部を有さないことを特徴とするショートアーク型
放電ランプ。
トアーク型放電ランプは、発光管内に一対の電極が設け
られ、この電極の先端面の一部には、当該電極を構成す
る材料そのものが膨張収縮することにより自然的に切断
して形成され、かつ切削、研磨等の機械加工を行わない
破断痕を有しており、かつ、この発光管の外表面に排気
管の残部を有さないことを特徴とするショートアーク型
放電ランプ。
【００１５】さらに、この発明にかかるショートアーク
型放電ランプは、発光管内に一対の電極が設けられ、こ
の発光管における少なくとも一方の電極根元付近の封止
部には、封止工程の終了後に引っ張ることで形成された
不所望な小径部を有しており、かつ、この発光管の外表
面に排気管の残部を有さないことを特徴とするショート
アーク型放電ランプ。
型放電ランプは、発光管内に一対の電極が設けられ、こ
の発光管における少なくとも一方の電極根元付近の封止
部には、封止工程の終了後に引っ張ることで形成された
不所望な小径部を有しており、かつ、この発光管の外表
面に排気管の残部を有さないことを特徴とするショート
アーク型放電ランプ。
【００１６】さらに、この発明にかかるショートアーク
型放電ランプの製造方法は、以下の工程で行なうことを
特徴とする。 (１)．ほぼ中間部に切断部を有する１本の電極部材を、
その中央に発光空間となるべき膨出部が形成された石英
ガラス管の中に配設して、いずれか一方の端部を封止す
る工程。 (２)．次に、他方の端部から前記発光空間となるべき膨
出部に所定の発光物質を封入する工程。 (３)．次に、当該他方の端部を加熱により封止すること
で気密な発光空間を形成する工程。 (４)．次に、前記他方の端部を加熱したときに電極部材
と石英ガラスとが異なる係数で各々膨張して、その後の
冷却により、当該電極部材が前記切り込みにおいて亀裂
を生じて切断し、その状態から少なくとも一方の封止部
分を再加熱して、当該封止部分を加熱させながら、この
封止部分の石英ガラスとその内部に埋設する電極を合わ
せて外方に引っ張り、所望の電極間距離を作る工程。
型放電ランプの製造方法は、以下の工程で行なうことを
特徴とする。 (１)．ほぼ中間部に切断部を有する１本の電極部材を、
その中央に発光空間となるべき膨出部が形成された石英
ガラス管の中に配設して、いずれか一方の端部を封止す
る工程。 (２)．次に、他方の端部から前記発光空間となるべき膨
出部に所定の発光物質を封入する工程。 (３)．次に、当該他方の端部を加熱により封止すること
で気密な発光空間を形成する工程。 (４)．次に、前記他方の端部を加熱したときに電極部材
と石英ガラスとが異なる係数で各々膨張して、その後の
冷却により、当該電極部材が前記切り込みにおいて亀裂
を生じて切断し、その状態から少なくとも一方の封止部
分を再加熱して、当該封止部分を加熱させながら、この
封止部分の石英ガラスとその内部に埋設する電極を合わ
せて外方に引っ張り、所望の電極間距離を作る工程。
【００１７】さらに、この発明にかかるショートアーク
型放電ランプは、前記工程(４).において、中央に切断
部を有する電極部材が切断しなかった場合に、この膨
張、冷却により脆弱した切断部に対して、石英ガラスの
外部からレーザを照射することで連結した電極部材を切
断することを特徴とする。
型放電ランプは、前記工程(４).において、中央に切断
部を有する電極部材が切断しなかった場合に、この膨
張、冷却により脆弱した切断部に対して、石英ガラスの
外部からレーザを照射することで連結した電極部材を切
断することを特徴とする。
【００１８】
【作用】この発明のショートアーク型放電ランプは、従
来の製造方法が２つの電極をそれぞれ別々に発光管とシ
ールするのに対して、電極部材が１本に連結した状態で
発光管とシールを行なう。具体的には、発光管の一方の
端部をシールして、水銀等の発光金属を封入した後に他
方の端部をシールする。これにより内部に気密な発光空
間が形成される。そして、他方の端部のシール時におい
て、発光管を構成する石英ガラスと電極部材を構成する
タングステンの熱膨張係数が大きく異なることから、シ
ールが終了して、冷却されるときに電極部材の切り込み
に亀裂が生じて、この部分より自然的に切断が行われ
る。そして、この状態から少なくとも一方の封止部を再
加熱して電極をその周囲の石英ガラスとともに引っ張る
ことで所望の電極間距離を形成することができる。
来の製造方法が２つの電極をそれぞれ別々に発光管とシ
ールするのに対して、電極部材が１本に連結した状態で
発光管とシールを行なう。具体的には、発光管の一方の
端部をシールして、水銀等の発光金属を封入した後に他
方の端部をシールする。これにより内部に気密な発光空
間が形成される。そして、他方の端部のシール時におい
て、発光管を構成する石英ガラスと電極部材を構成する
タングステンの熱膨張係数が大きく異なることから、シ
ールが終了して、冷却されるときに電極部材の切り込み
に亀裂が生じて、この部分より自然的に切断が行われ
る。そして、この状態から少なくとも一方の封止部を再
加熱して電極をその周囲の石英ガラスとともに引っ張る
ことで所望の電極間距離を形成することができる。
【００１９】このような新規な製造方法により、発光管
の外表面にチップを持たない、いわゆるチップレスなラ
ンプであって、正確な電極間距離にすることができる。
また、このようなランプの量産化、自動化も可能とな
る。また、本発明のショートアーク型放電ランプは、電
極の切断を電極部材の膨張、冷却という自然現象によっ
て行なっているので、その先端面は切削、研磨等の機械
加工を行わない破断痕を有している。また、本発明で
は、電極部材が切断された後に所望の電極間距離を出す
ために、少なくとも一方の電極をその周囲の石英ガラス
とともに引っ張る。このため、電極の根元部分は封止工
程の後で外方に引っ張ることで形成された不所望な小径
部を有している。
の外表面にチップを持たない、いわゆるチップレスなラ
ンプであって、正確な電極間距離にすることができる。
また、このようなランプの量産化、自動化も可能とな
る。また、本発明のショートアーク型放電ランプは、電
極の切断を電極部材の膨張、冷却という自然現象によっ
て行なっているので、その先端面は切削、研磨等の機械
加工を行わない破断痕を有している。また、本発明で
は、電極部材が切断された後に所望の電極間距離を出す
ために、少なくとも一方の電極をその周囲の石英ガラス
とともに引っ張る。このため、電極の根元部分は封止工
程の後で外方に引っ張ることで形成された不所望な小径
部を有している。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明のかかるショート
アーク型放電ランプを示す。発光管４は石英ガラスから
なり発光空間膨出部４１と封止部４２より構成される。
発光空間膨出部４１内部の発光空間は、例えば、内容積
０．０５ｃｃであり、略球形をしている。発光空間には
一対の電極１(１ａ、１ｂ)が対向配置する。その間隔
は、例えば１．４ｍｍである。電極１はタングステンよ
りなり、その太さは外径Φ０．４ｍｍである。両電極１
はそれぞれ他端においてモリブデン箔２(２ａ、２ｂ)と
接合される。また、モリブデン箔２には外部リード３
(３ａ、３ｂ)が接合される。
アーク型放電ランプを示す。発光管４は石英ガラスから
なり発光空間膨出部４１と封止部４２より構成される。
発光空間膨出部４１内部の発光空間は、例えば、内容積
０．０５ｃｃであり、略球形をしている。発光空間には
一対の電極１(１ａ、１ｂ)が対向配置する。その間隔
は、例えば１．４ｍｍである。電極１はタングステンよ
りなり、その太さは外径Φ０．４ｍｍである。両電極１
はそれぞれ他端においてモリブデン箔２(２ａ、２ｂ)と
接合される。また、モリブデン箔２には外部リード３
(３ａ、３ｂ)が接合される。
【００２１】発光空間には、発光物質として水銀とハロ
ゲン化物が封入され、さらに始動用にアルゴン等の希ガ
スが封入される。ハロゲン化物は具体的にはジスプロシ
ウム、インジウム、ネオジウム、スズ、セシウム、セリ
ウム等が臭化物、沃素物の形で封入される。
ゲン化物が封入され、さらに始動用にアルゴン等の希ガ
スが封入される。ハロゲン化物は具体的にはジスプロシ
ウム、インジウム、ネオジウム、スズ、セシウム、セリ
ウム等が臭化物、沃素物の形で封入される。
【００２２】一対の電極１（１ａ、１ｂ）は、図２に示
すように先端の一部に切削、研磨等の機械加工を行なわ
ない破断痕１ｃを有している。これは、後の製造方法で
詳述するが、連結した電極部材を発光管の中に配置し
て、両端封止部をシールした後に電極の切断を行なうか
らである。すなわち、従来の方法で説明したような電極
先端部を予め研磨等する処理は行なわないからである。
ただし、この破断痕１ｃの形状、程度はさまざまであ
り、後述する自然切断の状態、条件によって異なる。ま
た、破断痕が微少の場合もあり、数時間の点灯によって
消滅する場合もありうる。
すように先端の一部に切削、研磨等の機械加工を行なわ
ない破断痕１ｃを有している。これは、後の製造方法で
詳述するが、連結した電極部材を発光管の中に配置し
て、両端封止部をシールした後に電極の切断を行なうか
らである。すなわち、従来の方法で説明したような電極
先端部を予め研磨等する処理は行なわないからである。
ただし、この破断痕１ｃの形状、程度はさまざまであ
り、後述する自然切断の状態、条件によって異なる。ま
た、破断痕が微少の場合もあり、数時間の点灯によって
消滅する場合もありうる。
【００２３】また、本発明のショートアーク型放電ラン
プは、図１に示すように、少なくとも一方の封止部にお
いて不所望な小径部２０を有する。これは、後述する製
造方法に詳述するが、封止部を再加熱して電極１ｂとそ
の周囲の石英ガラスをともに外方に引っ張ることによ
る。この小径部２０は、好ましくは、発光空間とモリブ
デン箔２ｂの間に存在する。これは、小径部２０を作る
際に当該部分をバーナにより再加熱するが、モリブデン
箔を加熱することが酸化等の理由で好ましくないからで
ある。小径部２０の一例を上げれば、封止部の外径より
Φ５〜６ｍｍ程度小さいものである。
プは、図１に示すように、少なくとも一方の封止部にお
いて不所望な小径部２０を有する。これは、後述する製
造方法に詳述するが、封止部を再加熱して電極１ｂとそ
の周囲の石英ガラスをともに外方に引っ張ることによ
る。この小径部２０は、好ましくは、発光空間とモリブ
デン箔２ｂの間に存在する。これは、小径部２０を作る
際に当該部分をバーナにより再加熱するが、モリブデン
箔を加熱することが酸化等の理由で好ましくないからで
ある。小径部２０の一例を上げれば、封止部の外径より
Φ５〜６ｍｍ程度小さいものである。
【００２４】図３に本発明のショートアーク型放電ラン
プの製造方法を示す。 〔工程１ 電極加工工程〕連結する１本の純タングステ
ン、或いは、トリウム入りタングステンよりなる電極部
材１０にグラインダ１ａ等で切断部１１を形成する。切
断部の大きさは、電極部材１０が折れない程度にしてお
く。グラインダ１ａの代わりに放電加工（ワイヤカッ
ト）や旋盤加工を使うこともできる。そして、電極部材
１０の両端には、モリブデン箔を溶接するための平面部
１１０を形成する。ここで、本発明で、「電極部材」と
いうときは、１本に連結した状態をいい、後述する「電
極」とは、この電極部材が切断された後の状態をいう。
プの製造方法を示す。 〔工程１ 電極加工工程〕連結する１本の純タングステ
ン、或いは、トリウム入りタングステンよりなる電極部
材１０にグラインダ１ａ等で切断部１１を形成する。切
断部の大きさは、電極部材１０が折れない程度にしてお
く。グラインダ１ａの代わりに放電加工（ワイヤカッ
ト）や旋盤加工を使うこともできる。そして、電極部材
１０の両端には、モリブデン箔を溶接するための平面部
１１０を形成する。ここで、本発明で、「電極部材」と
いうときは、１本に連結した状態をいい、後述する「電
極」とは、この電極部材が切断された後の状態をいう。
【００２５】〔工程２ 電極処理工程〕その後、電極部
材１０を電解研磨、洗浄に施す。さらに、この電極部材
１０を真空加熱炉に置いて不純ガスのガス出しを行う。
この時、先に加工した切削部が弱い再結晶を起こす程度
の温度と時間、例えば、１５００度で５分間、真空加熱
炉でガス出しを行うと都合がよい。これは、弱い再結晶
をおこした切断部は、後述する電極部材の切断を容易に
するためである。再結晶には、真空加熱炉に代えて、切
断部にレーザ光を照射することでも可能である。レーザ
光としては、炭酸ガスレーザ光，ＹＡＧレーザ光等を適
用できる。
材１０を電解研磨、洗浄に施す。さらに、この電極部材
１０を真空加熱炉に置いて不純ガスのガス出しを行う。
この時、先に加工した切削部が弱い再結晶を起こす程度
の温度と時間、例えば、１５００度で５分間、真空加熱
炉でガス出しを行うと都合がよい。これは、弱い再結晶
をおこした切断部は、後述する電極部材の切断を容易に
するためである。再結晶には、真空加熱炉に代えて、切
断部にレーザ光を照射することでも可能である。レーザ
光としては、炭酸ガスレーザ光，ＹＡＧレーザ光等を適
用できる。
【００２６】〔工程３ マウント組立工程〕定格寸法に
切断したモリブデン箔２の一端にモリブデン棒、又は、
タングステン棒よりなる外部リード３を溶接し、他端
に、電極処理を施した電極部材１０を溶接する。なお、
電極部材１０、モリブデン箔２、外部リード３よりなる
組立体をマウントと呼ぶ。図中、Ａはマウントを示す。
切断したモリブデン箔２の一端にモリブデン棒、又は、
タングステン棒よりなる外部リード３を溶接し、他端
に、電極処理を施した電極部材１０を溶接する。なお、
電極部材１０、モリブデン箔２、外部リード３よりなる
組立体をマウントと呼ぶ。図中、Ａはマウントを示す。
【００２７】〔工程４ 発光管形成工程〕石英ガラスか
らなる発光管４は、発光空間の内容積が一定になるよう
に、石英ガラスの肉厚測定を行いながら形成する。全体
の外形形状は割型成型で形成する。このようにして、発
光空間を含む膨出部４１とその両端の封止部４２を作
る。このとき、両端封止部４２の内径は、できるかぎ
り、モリブデン箔２の幅に近い寸法に仕上げる。
らなる発光管４は、発光空間の内容積が一定になるよう
に、石英ガラスの肉厚測定を行いながら形成する。全体
の外形形状は割型成型で形成する。このようにして、発
光空間を含む膨出部４１とその両端の封止部４２を作
る。このとき、両端封止部４２の内径は、できるかぎ
り、モリブデン箔２の幅に近い寸法に仕上げる。
【００２８】〔工程５ マウント挿入工程〕発光管４に
工程３で組み立てたマウントＡを挿入する。電極部材１
０の切断部１１は発光空間のほぼ中央、もしくは、後述
するが電極を引っ張ることを考慮してほぼ中央に配置さ
せる。
工程３で組み立てたマウントＡを挿入する。電極部材１
０の切断部１１は発光空間のほぼ中央、もしくは、後述
するが電極を引っ張ることを考慮してほぼ中央に配置さ
せる。
【００２９】〔工程６ 第１のシール工程〕本発明で
は、まず一方の封止部４２ａをシールする。具体的に
は、発光管４の両端開口から不活性ガス（Ｎ2 ）を封入
しながら、発光管４の一方の封止部４２ａを機械的にピ
ンチシールする。
は、まず一方の封止部４２ａをシールする。具体的に
は、発光管４の両端開口から不活性ガス（Ｎ2 ）を封入
しながら、発光管４の一方の封止部４２ａを機械的にピ
ンチシールする。
【００３０】〔工程７ 発光物質等の封入工程〕片側封
止部がピンチシールされた発光管の他方の封止部開口か
ら、水銀、ハロゲン化金属等の発光物質、および希ガス
等を封入する。この場合、発光物質はペレットにして、
ペレットドウザーによって封入する。ハロゲン化金属と
して、例えば、沃化すずが封入される。
止部がピンチシールされた発光管の他方の封止部開口か
ら、水銀、ハロゲン化金属等の発光物質、および希ガス
等を封入する。この場合、発光物質はペレットにして、
ペレットドウザーによって封入する。ハロゲン化金属と
して、例えば、沃化すずが封入される。
【００３１】〔工程８ 第２のシール工程〕次に、開口
して他方の封止部４２ｂをシールする。このとき、まず
発光空間に封入した上記発光物質を液体窒素や水で冷却
させる。その理由は、これら発光物質が高温化すること
で蒸発しないようにするためである。この状態から第１
のシール工程と同様にピンチシールを行う。シール温度
は例えば、２２００℃〜２３００℃程度である。このと
き、電極部材１０を構成するタングステンと発光管４を
形成する石英ガラスは熱膨張係数が大きく異なる。この
ため、電極部材１０は図に示す方向に伸びる。このよう
にして両封止部がシールされる。その後、冷却されるこ
とで電極部材１０は収縮しようとする。そして切断部１
１において亀裂を生じ自然に切断を起こす。これは、前
記したようにタングステンと石英ガラスの熱膨張係数が
大きく異なることに基づく。具体的には、１２００℃〜
２３００℃において、タングステンの膨張係数が７０×
１０-7 ｃｍ／℃であるのに対して、石英ガラスの膨張
係数は７×１０-7 ｃｍ／℃で１桁の違いがある。
して他方の封止部４２ｂをシールする。このとき、まず
発光空間に封入した上記発光物質を液体窒素や水で冷却
させる。その理由は、これら発光物質が高温化すること
で蒸発しないようにするためである。この状態から第１
のシール工程と同様にピンチシールを行う。シール温度
は例えば、２２００℃〜２３００℃程度である。このと
き、電極部材１０を構成するタングステンと発光管４を
形成する石英ガラスは熱膨張係数が大きく異なる。この
ため、電極部材１０は図に示す方向に伸びる。このよう
にして両封止部がシールされる。その後、冷却されるこ
とで電極部材１０は収縮しようとする。そして切断部１
１において亀裂を生じ自然に切断を起こす。これは、前
記したようにタングステンと石英ガラスの熱膨張係数が
大きく異なることに基づく。具体的には、１２００℃〜
２３００℃において、タングステンの膨張係数が７０×
１０-7 ｃｍ／℃であるのに対して、石英ガラスの膨張
係数は７×１０-7 ｃｍ／℃で１桁の違いがある。
【００３２】上記のような膨張係数の違いにより、電極
部材１０は第２シール工程の終了後に切断部１１から見
事に自然切断を起こす。しかしながら、万一自然切断を
起こさない場合には、第２シール工程の終了後に発光管
４の外面からレーザを照射することで切断を可能にす
る。ここで、補足説明をすると、本発明のように電極部
材が脆弱状態になっている場合は、このようなレーザに
よる切断を可能にする。しかしながら、タングステンと
石英ガラスの膨張係数の違いを利用せず、すなわち脆弱
部を形成しないような場合にあっては、レーザによる切
断は、理論的には可能であるかもしれないが、現実には
不可能である。これは、レーザ光の温度の高さから石英
ガラスの黒化を導いてしまうからであり、このことは本
発明者の実験により確認されている。
部材１０は第２シール工程の終了後に切断部１１から見
事に自然切断を起こす。しかしながら、万一自然切断を
起こさない場合には、第２シール工程の終了後に発光管
４の外面からレーザを照射することで切断を可能にす
る。ここで、補足説明をすると、本発明のように電極部
材が脆弱状態になっている場合は、このようなレーザに
よる切断を可能にする。しかしながら、タングステンと
石英ガラスの膨張係数の違いを利用せず、すなわち脆弱
部を形成しないような場合にあっては、レーザによる切
断は、理論的には可能であるかもしれないが、現実には
不可能である。これは、レーザ光の温度の高さから石英
ガラスの黒化を導いてしまうからであり、このことは本
発明者の実験により確認されている。
【００３３】〔工程９ 電極間距離の寸法出し工程〕次
に、いずれか一方の封止部４２ｂを再加熱する。加熱
は、炎の比較的細いバーナＢを使い、封止部のうち、モ
リブデン箔の埋設された部分と発光空間の間の領域に対
して行う。このようにして、被加熱部分の石英ガラスが
溶融したら、当該石英ガラスごと電極１ｂを引っ張り、
所望の電極間距離を設ける。このときの加熱温度は、例
えば、２０００℃であり、ピンチシールのときより低い
のは、電極を移動できる程度に石英ガラスが溶融すれば
十分だからである。
に、いずれか一方の封止部４２ｂを再加熱する。加熱
は、炎の比較的細いバーナＢを使い、封止部のうち、モ
リブデン箔の埋設された部分と発光空間の間の領域に対
して行う。このようにして、被加熱部分の石英ガラスが
溶融したら、当該石英ガラスごと電極１ｂを引っ張り、
所望の電極間距離を設ける。このときの加熱温度は、例
えば、２０００℃であり、ピンチシールのときより低い
のは、電極を移動できる程度に石英ガラスが溶融すれば
十分だからである。
【００３４】〔工程１０ 仕上げ工程〕最後に、両封止
部を所望形状に仕上げることで完成する。
部を所望形状に仕上げることで完成する。
【００３５】なお、以上の実施例では、両電極が同一の
形状、大きさである交流点灯型の放電ランプを用いて説
明したが、本発明は直流点灯型の放電ランプにも適用で
きる。この場合、連結した電極部材１０は、例えば、図
４に示すようなものになる。陽極となる部分１０ａと陰
極となる部分１０ｂが切断部１１で１本に連結されてい
る。
形状、大きさである交流点灯型の放電ランプを用いて説
明したが、本発明は直流点灯型の放電ランプにも適用で
きる。この場合、連結した電極部材１０は、例えば、図
４に示すようなものになる。陽極となる部分１０ａと陰
極となる部分１０ｂが切断部１１で１本に連結されてい
る。
【００３６】
【発明の効果】この発明のショートアーク型放電ランプ
は、従来の製造方法が２つの電極をそれぞれ別々に発光
管とシールするのに対して、電極部材が１本に連結した
状態で発光管とシールを行なう。具体的には、発光管の
一方の端部をシールして、水銀等の発光金属を封入した
後に他方の端部をシールする。これにより内部に気密な
発光空間が形成される。そして、他方の端部のシール時
において、発光管を構成する石英ガラスと電極部材を構
成するタングステンの熱膨張係数が大きく異なることか
ら、シールが終了して、冷却されるときに電極部材の切
り込みに亀裂が生じて、この部分より自然的に切断が行
われる。そして、この状態から少なくとも一方の封止部
を再加熱して電極をその周囲の石英ガラスとともに引っ
張ることで所望の電極間距離を形成することができる。
は、従来の製造方法が２つの電極をそれぞれ別々に発光
管とシールするのに対して、電極部材が１本に連結した
状態で発光管とシールを行なう。具体的には、発光管の
一方の端部をシールして、水銀等の発光金属を封入した
後に他方の端部をシールする。これにより内部に気密な
発光空間が形成される。そして、他方の端部のシール時
において、発光管を構成する石英ガラスと電極部材を構
成するタングステンの熱膨張係数が大きく異なることか
ら、シールが終了して、冷却されるときに電極部材の切
り込みに亀裂が生じて、この部分より自然的に切断が行
われる。そして、この状態から少なくとも一方の封止部
を再加熱して電極をその周囲の石英ガラスとともに引っ
張ることで所望の電極間距離を形成することができる。
【００３７】このような新規な製造方法により、発光管
の外表面にチップを持たない、いわゆるチップレスなラ
ンプであって、正確な電極間距離にすることができる。
また、このようなランプの量産化、自動化も可能とな
る。また、本発明のショートアーク型放電ランプは、電
極の切断を電極部材の膨張、冷却という自然現象によっ
て行なっているので、その先端面は切削、研磨等の機械
加工を行わない破断痕を有している。また、本発明で
は、電極部材が切断された後に所望の電極間距離を出す
ために、少なくとも一方の電極をその周囲の石英ガラス
とともに引っ張る。このため、電極の根元部分は封止工
程の後で外方に引っ張ることで形成された不所望な小径
部を有している。
の外表面にチップを持たない、いわゆるチップレスなラ
ンプであって、正確な電極間距離にすることができる。
また、このようなランプの量産化、自動化も可能とな
る。また、本発明のショートアーク型放電ランプは、電
極の切断を電極部材の膨張、冷却という自然現象によっ
て行なっているので、その先端面は切削、研磨等の機械
加工を行わない破断痕を有している。また、本発明で
は、電極部材が切断された後に所望の電極間距離を出す
ために、少なくとも一方の電極をその周囲の石英ガラス
とともに引っ張る。このため、電極の根元部分は封止工
程の後で外方に引っ張ることで形成された不所望な小径
部を有している。
【図１】この発明のショートアーク型メタルハライドラ
ンプを示す。
ンプを示す。
【図２】この発明のショートアーク型メタルハライドラ
ンプの電極拡大図を示す。
ンプの電極拡大図を示す。
【図３】この発明のショートアーク型メタルハライドラ
ンプの製造方法を示す。
ンプの製造方法を示す。
【図４】この発明のショートアーク型メタルハライドラ
ンプの直流タイプを示す。
ンプの直流タイプを示す。
【図５】従来のショートアーク型メタルハライドランプ
の製造方法を示す。
の製造方法を示す。
１ 電極 １ａ、１ｂ 電極 １０ 電極部材 １１ 切断部 １１０平面加工部 ２ モリブテン箔 ２ａ、２ｂ モリブテン箔 ３ 外部リード ３ａ、３ｂ 外部リード ４ 発光管 ４１ 発光空間膨出部 ４２ 封止部 ２０ 破断痕
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 61/86 H01J 61/88 H01J 9/32 H01J 9/40 H01J 9/385 H01J 9/02
Claims (4)
- 【請求項１】発光管内に一対の電極が設けられ、この電
極の先端面の一部には、当該電極を構成する材料そのも
のが膨張収縮することにより自然的に切断して形成さ
れ、かつ、切削、研磨等の機械加工を行わない破断痕を
有しており、かつ、この発光管の外表面に排気管の残部
を有さないことを特徴とするショートアーク型放電ラン
プ。 - 【請求項２】発光管内に一対の電極が設けられ、この発
光管における少なくとも一方の電極の根元付近の封止部
には封止工程の終了後に引っ張ることで形成された不所
望な小径部を有しており、かつ、この発光管の外表面に
排気管の残部を有さないことを特徴とするショートアー
ク型放電ランプ。 - 【請求項３】ショートアーク型放電ランプの製造方法で
あって、以下の工程で行なうことを特徴とする。 (１)．ほぼ中間部に切断部を有する１本の電極部材を、
その中央に発光空間となるべき膨出部が形成された石英
ガラス管の中に配設して、いずれか一方の端部を封止す
る工程。 (２)．次に、他方の端部から前記発光空間となるべき膨
出部に所定の発光物質を封入する工程。 (３)．次に、当該他方の端部を加熱により封止すること
で気密な発光空間を形成する工程。 (４)．次に、前記他方の端部を加熱したときに電極部材
と石英ガラスとが異なる係数で各々膨張して、その後の
冷却により、当該電極部材が前記切り込みにおいて亀裂
を生じて切断し、その状態から少なくとも一方の封止部
分を再加熱して、当該封止部分を加熱させながら、この
封止部分の石英ガラスとその内部に埋設する電極を合わ
せて外方に引っ張り、所望の電極間距離を作る工程。 - 【請求項４】前記工程(４).において、中央に切断部を
有する電極部材が切断しなかった場合に、この膨張、冷
却により脆弱した切断部に対して、石英ガラスの外部か
らレーザを照射することで連結した電極部材を切断する
ことを特徴とする請求項３に記載するショートアーク型
放電ランプの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20742797A JP3298466B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | ショートアーク型放電ランプ、およびその製造方法 |
| US09/112,376 US6135840A (en) | 1997-07-17 | 1998-07-09 | Discharge lamp of the short arc type and process for production thereof |
| DE69839292T DE69839292T2 (de) | 1997-07-17 | 1998-07-14 | Kurzbogen Entladungslampe und Herstellungsverfahren derselben |
| EP98113082A EP0892423B1 (en) | 1997-07-17 | 1998-07-14 | Discharge lamp of the short arc type and process for production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20742797A JP3298466B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | ショートアーク型放電ランプ、およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140058A JPH1140058A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3298466B2 true JP3298466B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=16539584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20742797A Expired - Fee Related JP3298466B2 (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | ショートアーク型放電ランプ、およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6135840A (ja) |
| EP (1) | EP0892423B1 (ja) |
| JP (1) | JP3298466B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3665510B2 (ja) * | 1999-06-28 | 2005-06-29 | 株式会社小糸製作所 | 放電ランプ装置用アークチューブ |
| US6316867B1 (en) * | 1999-10-26 | 2001-11-13 | Eg&G Ilc Technology, Inc. | Xenon arc lamp |
| US6876151B2 (en) | 2000-04-03 | 2005-04-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Discharge lamp and lamp unit |
| CN1217372C (zh) | 2000-06-26 | 2005-08-31 | 松下电器产业株式会社 | 放电灯的制造方法 |
| US6669521B2 (en) * | 2001-09-26 | 2003-12-30 | Osram Sylvania Inc. | Method of removing contaminants from a double-ended arc discharge tube |
| JP3613239B2 (ja) * | 2001-12-04 | 2005-01-26 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型超高圧放電ランプ |
| JP2003178714A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-06-27 | Ushio Inc | ショートアーク型超高圧放電ランプ |
| DE10242049A1 (de) * | 2002-09-11 | 2004-03-25 | Philips Intellectual Property & Standards Gmbh | Niederdruckgasentladungslampe mit zinnhaltiger Gasfüllung |
| JP3927136B2 (ja) * | 2003-03-10 | 2007-06-06 | 松下電器産業株式会社 | 放電ランプの製造方法 |
| JP4027252B2 (ja) * | 2003-03-26 | 2007-12-26 | 松下電器産業株式会社 | 放電ランプの製造方法 |
| DE102004028562A1 (de) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Elektrode für eine Entladungslampe und Entladungslampe |
| ATE416476T1 (de) * | 2004-12-27 | 2008-12-15 | Ceravision Ltd | Verfahren zur herstellung einer elektrodenlosen glühlampe |
| WO2007067654A2 (en) * | 2005-12-07 | 2007-06-14 | Lightstream Technologies | Method and apparatus for cooling high power flash lamps |
| WO2007122535A2 (en) * | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A method of manufacturing tungsten electrode rods |
| GB2475536B (en) * | 2009-11-23 | 2016-05-18 | Heraeus Noblelight Ltd | A flash lamp, a corresponding method of manufacture and apparatus for the same |
| CN109243967A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-18 | 梅州市凯明电光源有限公司 | 一种用于短弧汞氙灯的支撑结构 |
| CN110854004B (zh) * | 2019-10-12 | 2022-07-29 | 梅州市凯明电光源有限公司 | 一种短弧汞灯及短弧汞灯分段收缩封接方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4508514A (en) * | 1983-09-19 | 1985-04-02 | Gte Products Corporation | Single-ended metal halide discharge lamp arc gap fabricating process |
| DE3842769A1 (de) * | 1988-12-19 | 1990-06-21 | Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh | Verfahren zur herstellung einer zweiseitigen hochdruckentladungslampe |
| US4997400A (en) * | 1989-11-06 | 1991-03-05 | Gte Products Corporation | Method of aligning and gapping arc lamp electrodes |
| JPH05174785A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-13 | Koito Mfg Co Ltd | アークチューブおよびその製造方法 |
| JPH06310030A (ja) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Ushio Inc | 放電ランプの製造方法 |
-
1997
- 1997-07-17 JP JP20742797A patent/JP3298466B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-09 US US09/112,376 patent/US6135840A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-14 DE DE69839292T patent/DE69839292T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-14 EP EP98113082A patent/EP0892423B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0892423A3 (en) | 1999-09-22 |
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