CN103021791B - 放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放电灯。该放电灯具有防止密封管在点亮时破裂的、可靠性较高的密封结构。在放电灯的密封管（20）内，使与金属箔（36）相熔接的内侧金属环（26）以被电极支承棒（22）贯穿的状态与该电极支承棒（22）接合，在内侧金属环（26）的周围卷有外侧卷箔（46）。外侧卷箔（46）超出内侧金属环（26）延伸至电极侧玻璃管（24），外侧卷箔（46）的电极侧端部（46T）沿着电极轴线（E）位于比内侧金属环（26）靠电极侧的位置。

Description

放电灯

技术领域

本发明涉及一种在连接设置于发光管两端的密封管内设有电极保持结构的放电灯，特别是涉及一种放电灯的密封结构。

背景技术

在短弧型等放电灯中，在封闭电极的发光管的两端一体地形成有玻璃制的密封管，在密封管内，用于支承电极的电极支承棒由筒状玻璃管保持。在采用金属箔的密封结构中，利用热量使密封管缩径，将密封管与玻璃管熔接起来。由此，金属箔被密封，发光管内成为气密状态。

在半导体、液晶制造领域中，为了提高生产效率，正在推进短弧型放电灯的大功率化。因此，在额定功率较大的放电灯中，在电极支承棒上固定金属环等环状构件，将多个金属箔熔接于环状构件。于是，经由金属箔、环状构件、电极支承棒向电极供给电力（例如参照专利文献1）。

金属环等的热膨胀率与玻璃管不同。因此，在密封工序中将密封管熔接在玻璃管上时，会在环状构件与玻璃管的接触面附近产生应变，该应变会导致灯破裂。为了防止产生这样的应变，例如在环状构件的两面配置相同尺寸相同规格的金属制圆板箔，从而防止玻璃构件与环状构件的熔接（参照专利文献2、3）。

而且，由玻璃形成的密封管与金属环接触时，会在密封工序中因径向热膨胀率的差异而对密封管施加应力。因此，以遮盖金属环的方式设置卷箔，从而防止金属环与密封管相接触（参照专利文献4）。卷箔仅遮盖金属环周围的部分，卷箔的电极侧端部没有超出金属环，未延伸至电极侧玻璃管。

专利文献1：日本特开2007－115414号公报

专利文献2：日本特开平8－315780号公报

专利文献3：日本特开2000－58000号公报

专利文献4：日本特开2010－198947号公报

由于玻璃管、金属环等在加工作业过程中进行倒角作业等，因此，其周缘部分略微带有圆角。因此，在密封工序后，会在金属环、电极侧玻璃管、密封管之间产生微小的间隙。该间隙是通过加热玻璃使玻璃软化而成形的，因此其形状不稳定，容易在电极侧玻璃管与密封管之间产生楔形的间隙。

由于在电极支承棒、金属环与玻璃管、密封管之间不能呈完全密合的状态，因此该间隙的压力与放电空间内压力相等。因此，若在点亮灯时因金属环与电极侧玻璃管的径向热膨胀率的差异而产生应力，则会从楔形的间隙部分产生裂纹，有可能导致密封管破裂。

发明内容

因而，需要防止由因热膨胀率的差异而产生的应力所引起的密封管破裂。

本发明的放电灯包括：电极支承棒，其用于支承发光管内电极；玻璃管，其被电极支承棒贯穿，且与由石英玻璃等形成的密封管相熔接；以及导电性圆板构件，其连接有电极支承棒，且将沿着轴线方向配置的金属箔与电极支承棒电连接起来。

例如，放电灯构成为短弧型放电灯。导电性圆板构件在此能够构成为无孔的板状构件或有孔的环状构件，例如使金属环等被电极支承棒贯穿。

也可以在导电性圆板构件与玻璃管之间与导电性圆板构件和玻璃管接触地配置圆板箔，使电极支承棒贯穿圆板箔。例如，圆板箔能够由较薄的金属箔构成。

本发明的放电灯包括遮盖导电性圆板构件外周面的金属箔等的卷箔。而且，卷箔的电极侧端部沿着轴线方向位于比金属箔端部及导电性圆板构件靠电极侧的位置。

在本发明中，卷箔超出金属箔甚至超出导电性圆板构件而延伸至玻璃管，卷箔的电极侧端部（周缘部）未收纳在导电性圆板构件的外周面的轴线方向范围内。由此，即使因玻璃管与导电性圆板构件的热膨胀率的差异而产生应力，在玻璃管与导电性圆板构件的边界部分发生的应力也会由具有挠性且具有柔软性的卷箔吸收。

特别是进行了倒角加工等时，会在导电性圆板构件、密封管、还有玻璃管之间沿着周向形成间隙、空隙。但是，只要是卷箔暴露出来的结构，即使放电空间内的压力通往空隙，也能够防止应力直接施加于密封管。而且，不管是否进行倒角加工，在设有圆板箔的情况下都会形成较大的空隙、间隙，但能够利用卷箔防止应力集中于密封管。

而且，能够构成为卷箔的电极侧端部沿着径向位于比导电性圆板构件外周面靠轴线侧的位置，即构成为卷箔的电极侧端部靠近轴线侧。由此，会防止在密封工序中卷箔的电极侧端部朝向密封管外周侧进入，从而会可靠地防止因应力向密封管集中而产生裂纹。

另一方面，本发明另一技术方案的放电灯以密封管端部侧的密封结构为特征，其特征在于，包括：棒（在此称作导棒），其与外部电源电连接；玻璃管，其被上述导棒贯穿，且与密封管相熔接；导电性圆板构件，其连接有上述导棒，且将沿着轴线方向配置的金属箔与上述导棒电连接起来；以及卷箔，其遮盖上述导电性圆板构件外周面，上述卷箔的电极相反侧端部沿着轴线方向位于比上述金属箔的端部及上述导电性圆板构件靠电极相反侧的位置。

采用本发明，能够获得具有防止点亮时在密封管中产生裂纹的、可靠性较高的密封结构的放电灯。

附图说明

图1是本实施方式的短弧型放电灯的示意性剖视图。

图2是阳极侧密封管的示意性剖视图。

图3是放大表示图2的内侧金属环附近的剖视图。

图4是放大表示图3的外侧卷箔附近的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是本实施方式的短弧型放电灯的示意性剖视图。图2是阳极侧密封管的示意性剖视图。

短弧型放电灯10是在由石英玻璃形成的球状发光管12内相对配置阳极14、阴极16而成的，石英玻璃的密封管20、60相对地连接设置在发光管12的两端。密封管20、60的两端由灯头80A、80B堵塞。

在密封管20、60的内部分别封入有支承阳极14、阴极16并且密封发光管12内的放电空间11的部件（parts）（以下称作安装（mount）部件）18A、18B。另外，在放电空间11中封入有水银及稀有气体。

如图2所示，在密封管20的内部设有用于支承阳极14的电极支承棒22，其沿着电极轴线E（密封管轴线）的方向配置。电极支承棒22贯穿形成在圆筒状的厚壁玻璃管（以下称作电极侧玻璃管）24中的轴线孔24A，由电极侧玻璃管24保持。为了可靠地与密封管20相熔接，在电极侧玻璃管24的发光管侧端部形成有圆筒状的凹部24B。

电极支承棒22没有延伸至密封管20的端部，与电极支承棒22隔开规定间隔且同轴线地相对配置有金属制的导棒28。电极支承棒22、导棒28同轴线插入到设置在圆筒状的玻璃管（以下称作密封管端部侧玻璃管）34两端的插入孔中，密封管端部侧玻璃管34保持电极支承棒22、导棒28。导棒28连接于与电源部（未图示）相连接的外部导线（未图示）。

在密封管端部侧玻璃管34的两端分别配置有金属环26、32，电极支承棒22、导棒28熔接于金属环26、32的轴线孔26A、32A。接近发光管12的金属环（以下称作内侧金属环）26被夹在盘状的圆板箔42、44中，另一个金属环（以下称作外侧金属环）32也同样地由盘状的圆板箔（未图示）夹着。

在内侧金属环26与外侧金属环32之间，多个带状金属箔36沿着密封管端部侧玻璃管34的外表面向轴线方向延伸，其两端熔接于内侧金属环26、外侧金属环32的外周面。外侧金属环32将导棒28与金属箔36电连接起来，内侧金属环26将带状金属箔36与电极支承棒22电连接起来。由此，从与电源部相连接的导棒28向阳极14供给电力。

配置于内侧金属环26两面的圆板箔42、44被电极支承棒22贯穿，分别与密封管端部侧玻璃管34、电极侧玻璃管24密接。圆板箔42贴紧于内侧金属环26的密封管端部侧，圆板箔44贴紧于内侧金属环26的发光管侧。

在内侧金属环26的外周面上设有卷成筒状的外侧卷箔46，其与内侧金属环26一同遮盖金属箔36的电极侧端部。另一方面，在电极侧玻璃管24的轴线孔24A与电极支承棒22之间卷有内侧卷箔（在此未图示）。

密封管20在密封工序时通过用煤气燃烧器等进行加热而发生缩径，与电极侧玻璃管24、密封管端部侧玻璃管34、固定玻璃管29相熔接。由此，密封密封管20的内部，固定包含电极侧玻璃管24、内侧金属环26、外侧金属环32、密封管端部侧玻璃管34、还有固定玻璃管29在内的安装部件18A，而使该安装部件18A不会沿轴线方向运动。另外，阴极侧密封管60也同样地构成。

图3是放大表示图2的内侧金属环附近的剖视图。图4是放大表示图3的外侧卷箔附近的图。利用图3、图4对外侧卷箔的配置结构进行说明。

金属箔36沿着轴线方向仅延伸至内侧金属环26的外周面的轴线方向范围T。外侧卷箔46以与金属箔36及内侧金属环26相密合的方式绕内侧金属环26卷绕。由此，内侧金属环26及金属箔36的电极侧端部未与密封管20直接接触。

并且，外侧卷箔46超出内侧金属环26的外周面的轴线方向范围T，延伸至电极侧玻璃管24。因而，外侧卷箔46的电极侧端部（周缘部）46T沿着电极轴线E位于比金属箔36还有内侧金属环26靠电极侧、发光管侧的位置。

这样一来，外侧卷箔46具有从电极侧端部46T到另一个端部46S的宽度，足够长于内侧金属环26的轴线方向范围T、即环的厚度。利用这样的结构，能够防止密封管产生裂纹。

若详细说明，则与内侧金属环26的电极侧侧面相接触的圆板箔44的直径小于电极侧玻璃管24的直径。因此，在圆板箔44的周围略微形成有空隙、间隙。此外，由于对内侧金属环26、电极侧玻璃管24进行的倒角等加工作业，截面沿着周向形成有楔形的大空隙、间隙S。

在图4中图示了形成在内侧金属环26、电极侧玻璃管24、密封管20之间的间隙S。通过倒角加工，内侧金属环26、电极侧玻璃管24的周缘部带有圆角，不呈棱角状。

而且，该间隙S的压力等于放电空间内的压力。其原因在于，在电极支承棒22与电极侧玻璃管24之间设有内侧卷箔48（参照图3），由此，材质、热膨胀率等不同的电极侧玻璃管24、电极支承棒22、圆板箔44、还有内侧卷箔48之间没有完全密合而产生间隙，其结果，间隙S与放电空间11相连通。

虽然如此形成具有较大的压力的间隙S，但是由于外侧卷箔46在间隙S处暴露出来，密封管20并未面向间隙S，因此间隙的形状较为稳定，不会产生楔形的间隙，压力不会直接施加于密封管。而且，外侧卷箔46以其电极侧端部46T夹设在密封管20与电极侧玻璃管24之间的方式卷绕，电极侧端部46T距电极轴线E的距离R1短于内侧金属环外周面20M距电极轴线E的距离R0。即，电极侧端部46T沿着径向位于比内侧金属环外周面20M接近电极轴线的位置。

通过使电极侧玻璃管24的外径小于内侧金属环26的外径地用作安装部件，能够形成上述结构。此外，通过使内侧金属环26与电极侧玻璃管24的外径大致相同，在密封工序中缩小电极侧玻璃管的外径，也能够形成上述结构。通过形成上述结构，能够在密封工序中防止电极侧端部46T朝向密封管的外周面侧进入，从而能够防止以电极侧端部46T为起点产生裂纹。

因而，在密封工序中使密封管原材料缩径时不会产生楔形的间隙，即使因点亮·熄灭灯时等的径向的热膨胀率差异而在内侧金属环26与密封管20之间产生应力，由于具有挠性的外侧卷箔46会利用变形吸收该应力，因此，也能够防止以间隙S为起点产生裂纹。而且，在内侧金属环26附近，外侧卷箔46与电极侧玻璃管24、内侧金属环26、还有金属箔36全部密接地将它们遮盖，因此，能够抑制自内侧金属环26及其周边向密封管侧施加的应力集中。

如上所述，采用本实施方式，在放电灯10的密封管20内，与金属箔36相熔接的内侧金属环26以被电极支承棒22贯穿的状态与该电极支承棒22接合，在内侧金属环26的周围卷绕有外侧卷箔46。外侧卷箔46超出内侧金属环26延伸至电极侧玻璃管24，外侧卷箔46的电极侧端部46T沿着电极轴线E位于比内侧金属环26靠电极侧的位置。

另外，也可以不在内侧金属环26的侧面设置圆板箔42、44。此外，也可以将除内侧金属环以外的导电性圆板构件夹设在金属箔和电极支承棒之间。外侧卷箔也可以由除金属以外的导电性或绝缘性物质等任意材料形成。

此外，也可以在外侧金属环32构成相同的外侧卷箔。在该情况下，外侧卷箔的电极相反侧端部构成为超出金属箔36的电极相反侧端部还有外侧金属环32，延伸至环状的固定玻璃管29、灯头80A侧。

附图标记说明

10、放电灯；11、放电空间；12、发光管；20、密封管；22、电极支承棒；24、电极侧玻璃管（玻璃管）；26、内侧金属环（导电性圆板构件）；29、固定玻璃管（玻璃管）；32、外侧金属环（导电性圆板构件）；34、密封管端部侧玻璃管；36、金属箔；42、44、圆板箔；46、外侧卷箔（卷箔）；48、内侧卷箔。

Claims (3)

1.一种放电灯，其特征在于，包括：

电极支承棒，其用于支承发光管内的电极；

玻璃管，其被上述电极支承棒贯穿，与密封管相熔接；

导电性圆板构件，其连接有上述电极支承棒，将沿着轴线方向配置的金属箔与上述电极支承棒电连接起来；以及

圆板箔，其被上述电极支承棒贯穿，与上述导电性圆板构件和上述玻璃管接触地配置在上述导电性圆板构件与上述玻璃管之间，该圆板箔的直径小于上述玻璃管的直径，

卷箔，其具有挠性且具有柔软性，遮盖上述导电性圆板构件的外周面，

上述卷箔沿着轴线方向超出上述金属箔的端部及上述导电性圆板构件地延伸至上述玻璃管，

上述卷箔的电极侧端部介于上述密封管和上述玻璃管之间，

上述卷箔在形成在上述导电性圆板构件、上述密封管、上述玻璃管之间的间隙处暴露出来，从而上述密封管不与上述间隙相面对。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

上述卷箔的电极侧端部沿着径向位于比上述导电性圆板构件外周面靠轴线侧的位置。

3.一种放电灯，其特征在于，包括：

导棒，其与外部的电源电连接；

玻璃管，其被上述导棒贯穿，与密封管相熔接；

导电性圆板构件，其连接有上述导棒，将沿着轴线方向配置的金属箔与上述导棒电连接起来；以及

圆板箔，其被上述导棒贯穿，与上述导电性圆板构件和上述玻璃管接触地配置在上述导电性圆板构件与上述玻璃管之间，该圆板箔的直径小于上述玻璃管的直径，

卷箔，其具有挠性且具有柔软性，遮盖上述导电性圆板构件的外周面，

上述卷箔沿着轴线方向超出上述金属箔的端部及上述导电性圆板构件地延伸至上述玻璃管，

上述卷箔的电极相反侧端部介于上述密封管和上述玻璃管之间，

上述卷箔在形成在上述导电性圆板构件、上述密封管、上述玻璃管之间的间隙处暴露出来，从而上述密封管不与上述间隙相面对。