CN105261548A - 高压放电灯的制造方法、及高压放电灯的密封部构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压放电灯的制造方法，将支架(22)插入外径比封体容器(12)的端部(34)的内径小的玻璃管(24)的内部，在从金属箔(28)向电极(26)的前端侧远离的第一位置F将玻璃管(24)减径，将与从第一位置F至少到金属箔(28)的另一端为止相对应的玻璃管(24)与支架(22)封接，从第一位置F起使电极(26)的头部从玻璃管(24)突出，形成已玻璃管封接的支架(14)，在封体容器(12)的端部(34)插入已玻璃管封接的支架(14)，将封体容器(12)的端部(34)减径，与已玻璃管封接的支架(14)的玻璃管(24)封接，由此可制造提高了耐压性能的高压放电灯。

Description

高压放电灯的制造方法、及高压放电灯的密封部构造

技术领域

本发明涉及可提高高压放电灯的耐压性能的高压放电灯的制造方法及高压放电灯的密封部构造。

背景技术

高压放电灯具有由一个灯获得的光量非常多的这种特性，被广泛应用于投影仪等。高压放电灯通常由石英玻璃制的封体容器和一对支架构成。该支架由电极、金属箔和外部引导棒构成。在金属箔的一端焊接电极，在该金属箔的另一端焊接外部引导棒，由此形成支架。

在以电极彼此相向的方式将一对支架插入封体容器内后，将该封体容器的两端部分别与支架封接。由此，在封体容器的两端部形成的一对密封部、和在这些密封部之间具有对置配置一对电极的内部空间的发光管部便形成。

在该内部空间封入有水银，通过在一对支架间施加高电压产生电弧放电，激励蒸发的水银而产生光。

高压放电灯通过提高点亮时的内部空间的压力，发光效率(向高压放电灯供给的平均电力的发光量)提高。因此，提高高压放电灯的封体容器中的密封部的耐压性能是重要的课题，目前，开发了提高密封部的耐压性能的技术(例如专利文献1)。

专利文献1所公开的技术中，以提高密封部的耐压性能为目的，使用预先由玻璃管覆盖金属箔的支架。通过使用这样的支架，在玻璃彼此的封体容器的端部和玻璃管之间进行封体容器中的支架的密封。因此，与在作为异种材质的玻璃和金属之间进行密封的情况相比，可以实现气密性高的熔敷。由此，可以提高密封部的耐压性能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－23570号公报

发明所要解决的课题

近年来，寻求高压放电灯的发光效率的进一步提高，需要点亮时的发光管部的内部空间的更高压化。这样，已知如果要实现更高压化，专利文献1所公开的技术(下面简称为“现有技术”)也存在阻碍高压化的问题点。

即，现有技术中，在制造带玻璃管的支架4时，如图12所示，在将支架1插入玻璃管2内之后，从外部对与玻璃管2的金属箔3一致的部位进行加热封接。然后，进行耐压性能测试，去掉玻璃管2的不需要部分。

如图13所示，将这样形成的带玻璃管的支架4插入封体容器5的端部，将该封体容器5与带玻璃管的支架4的玻璃管2封接(参照图14)。此时，如图15所示，由于玻璃管2的电极侧端的直径D1和电极P的轴径D2之差大，所以在玻璃管2的前端面和封体容器5的内表面之间形成端缘6(内角部)。如果发光管部7的内部空间8成为高压，则该端缘6成为构造上的起点，可能破坏密封部9的气密。即，端缘6可能成为高压放电灯中的耐压缺陷部。

发明内容

本发明是鉴于这种现有技术的问题点而开发的。因此，本发明的主要课题在于，提供一种高压放电灯，在使用带玻璃管的支架形成高压放电灯时，不易形成端缘(内角部)，可以进一步提高耐压性能。

用于解决课题的技术方案

根据本发明的一方面，提供一种高压放电灯的制造方法，其中，

在金属箔的一端焊接电极，并且在金属箔的另一端焊接外部引导棒，来形成具备金属箔、电极、及外部引导棒的支架，

在外径比封体容器的端部的内径小的玻璃管的内部插入支架，

在从金属箔向电极的前端侧远离的第一位置将玻璃管减径，

将与从第一位置至少到金属箔的另一端相对应的玻璃管与支架封接，

从玻璃管中的比第一位置更靠近电极的前端侧的位置起，使电极从该玻璃管突出，形成已玻璃管封接的支架，

将已玻璃管封接的支架从电极的前端插入到封体容器的端部，

将端部减径，与已玻璃管封接的支架的玻璃管封接。

优选的是，通过将玻璃管减径，将与已玻璃管封接的支架封接的玻璃管的电极侧端部形成平滑的锥面。

优选的是，在将玻璃管减径时，在第一位置对玻璃管进行加热，同时以第一位置为中心拉伸玻璃管。

优选的是，封体容器使用如下封体容器，即具有一对端部、和在端部彼此之间外形形成得比端部更粗的中间部，使封体容器的端部和中间部之间的边界部的外形缩颈成比端部更细。

另外优选的是，使用边界部的壁厚形成得比其它部分的壁厚更薄的封体容器。

另外优选的是，通过对边界部进行加热，并且以边界部为界拉伸封体容器，由此，使封体容器中的边界部的壁厚比其它部分的壁厚更薄。

另外优选的是，在将封体容器的端部减径而与已玻璃管封接的支架中的玻璃管封接时，越过边界部减径至中间部。

本发明其它方面提供一种高压放电灯的密封部构造，在具有发光管部和密封部的高压放电灯的密封部内埋设有内部含有金属箔的玻璃管，

将安装于金属箔的一端的电极的前端导入发光管部内，

将安装于所述金属箔的另一端的外部引导棒导出至密封部外，其特征在于，

玻璃管，在埋设于密封部内之前、且在从金属箔向电极的前端侧远离的第一位置减径之后，与所述金属箔封接。

发明效果

根据本发明，在形成已玻璃管封接的支架时，在预先使玻璃管减径后，将该玻璃管与支架封接。由此，已玻璃管封接的支架的玻璃管的电极侧端的直径更接近电极的轴径，且露出的电极的表面和玻璃管的电极侧端之间的阶差变小。于是，在将已玻璃管封接的支架插入封体容器，将封体容器与已玻璃管封接的支架封接时，在玻璃管的电极侧端的端面和封体容器的内面之间不易形成端缘(内角部)。因此，可降低产生可能成为耐压缺陷部的端缘的可能性，可以得到能够以更高压点亮的高压放电灯。

附图说明

图1是表示应用了本发明的高压放电灯的一例的剖面图。

图2是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的图。

图3是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的图。

图4是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的图。

图5是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的图。

图6是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的图。

图7是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的剖面图。

图8是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的剖面图。

图9是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的剖面图。

图10是说明应用了本发明的高压放电灯的制造方法的一例的剖面图。

图11是表示应用了本发明的高压放电灯的一例的局部放大剖面图。

图12是说明现有技术的高压放电灯的制造方法的图。

图13是说明现有技术的高压放电灯的制造方法的剖面图。

图14是说明现有技术的高压放电灯的制造方法的剖面图。

图15是表示现有技术的高压放电灯的一例的局部放大剖面图。

符号说明

10…高压放电灯、12…封体容器、14…已玻璃管封接的支架、16…发光管部、18…密封部、20…内部空间、22…支架、24…玻璃管、26…电极、28…金属箔、30…外部引导棒、32…中间部、34…端部、36…连通孔、38…边界部、50…水银、52…卤、F…第一位置、S…第二位置、T…锥部、E…端缘、P…电极

具体实施方式

(高压放电灯10的构造)

以下，对通过本发明的方法制造的高压放电灯10的实施方式进行说明。如图1所示，高压放电灯10具备封体容器12和一对已玻璃管封接的支架14。

封体容器12具有发光管部16、和从该发光管部16向外方延伸的一对密封部18。这些发光管部16及密封部18由石英玻璃一体形成。在发光管部16内形成有由密封部18密闭的内部空间20。另外，在密封部18内埋设有已玻璃管封接的支架14。而且，在内部空间20封入有规定量的水银50、及卤52(例如溴)。

各已玻璃管封接的支架14分别具备支架22和玻璃管24。支架22具备电极26、金属箔28、和外部引导棒30。玻璃管24以覆盖支架22的金属箔28整体和电极26的一部分及外部引导棒30的一部分的方式与支架22封接。

电极26为由钨形成的细棒状部件，其一端通过焊接等手段物理/电连接于金属箔28的一端，另一端向封体容器12的发光管部16的内部空间20突出。另外，一对电极26的另一端彼此以在内部空间20内相互对置的方式配置。此外，本实施方式的电极26在其前端部卷绕钨丝而形成粗径。本说明书中，将该粗径部称为电极部26a，将其以外的部分称为轴部26b。

金属箔28为由钼形成的短片状的薄板部件，如上述，在其一端连接电极26的一端，在另一端物理/电连接外部引导棒30的一端。

外部引导棒30为由导电性材料形成的细棒状部件，其一端如上述那样与金属箔28连接，另一端朝向外部突出。

当对设于高压放电灯10的一对外部引导棒30之间施加规定的高电压时，在配置于发光管部16的内部空间20的一对电极26之间(更正确地说是电极部26a之间)开始的辉光放电接着过渡到电弧放电，由通过该电弧蒸发/激励的水银50放射光。

(高压放电灯10的制造方法)

其次，对本实施方式的高压放电灯10的制造方法进行说明。首先，如图2所示，在金属箔28的一端焊接电极26的一端，同时在该金属箔28的另一端焊接外部引导棒30的一端。由此，形成支架22。

然后，如图3所示，将支架22插入外径比封体容器12的端部的内径小的玻璃管24内。此外，玻璃管24的壁厚形成为比封体容器12的端部(成为密封部18的部分)的壁厚薄。

在将支架22插入玻璃管24，使玻璃管24内成为负压后，如图4所示，在从金属箔28向电极26的前端(电极部26a)侧离开的第一位置F将玻璃管24减径。具体而言，用燃烧器或加热器等对玻璃管24上的第一位置F进行加热，使该位置的玻璃管24软化。在使玻璃管24软化后，以第一位置F为界(为中心)将玻璃管24向(图中上下方向)拉伸，由此，在第一位置F将玻璃管24减径。此外，玻璃管24的减径不限于该方法，也可以在将玻璃管24上的第一位置F加热后，用从外部施加的力夹住(挤压)第一位置F来进行。另外，考虑在对玻璃管24进行了加热后，用形成为减径后的形状的成型框夹住来进行减径、将辊压向第一位置F进行减径、通过加热使其收缩而将玻璃管24减径、或切削玻璃管24使其减径。

在使玻璃管24减径后，如图5所示，将从第一位置F到外部引导棒30为止(更正确地说是从金属箔28到向外部引导棒30的前端(另一端)侧离开的第二位置S为止)的玻璃管24与支架22封接。作为封接的具体例，考虑通过对封接的部分进行加热而使玻璃管24收缩的“收缩密封”、对封接的部分一边进行加热一边捏合，使该部分成为扁平的“捏合密封”等封接手段。此外，为提高封接时的玻璃管24和金属箔28的粘接性，也可以在金属箔28的表面预先形成氧化皮膜。

在支架22上封接了玻璃管24后，如图6所示，在第一位置F切断玻璃管24，由此，从第一位置F起，使电极26的头部从玻璃管24突出。另外，在比第二位置S更靠近外部引导棒30的前端(另一端)侧的适当的位置将玻璃管24用金刚石切割器(diamondcutter)等切断，以使外部引导棒30从玻璃管24突出。如上，完成已玻璃管封接的支架14。此外，根据本实施方式的制造方法，由于在使玻璃管24减径之后将该减径部分切断，所以应切断的面积比以往小，因此，在切断部分不易产生裂纹或玻璃缺损。另外，由于切断面积比以往小，所以切割时的振动、冲击减小，几乎能够消除现有技术中以10～20％的比率产生的电极的折弯的不良情况。进而言之，不仅能够采用如切割器之类的接触式的切断方法，而且还可以采用非接触式的激光切割等。如果要对如目前那样未减径的状态的玻璃管进行激光切割，则由于该玻璃管的直径大，所以存在需要非常大的能量，并且不易形成圆锥切割形状的问题。但是，如果是预先被减径了的玻璃管，则能够容易用较少的能量来进行切断。另外，由于也不存在切断时的冲击，所以还不易产生裂纹。

其次，准备将所完成的已玻璃管封接的支架14插入的封体容器12。如图7所示，封体容器12具有在完成高压放电灯10时成为发光管部16的中间部32、和成为密封部18的一对端部34。端部34为比中间部32直径更细的圆筒形状。使一对端部34从中间部32突出，从而彼此形成一体。另外，中间部32是指两端部34之间外形形成得比端部34更粗的部分。此外，中间部32的外形可以使用包含本实施方式的大致球状的所有形状。

在封体容器12中形成有从一个端部34的外端穿过中间部32的内部到达另一个端部34的外端的连通孔36。另外，中间部32的连通孔36的直径形成为在与中间部32的中心相对应的位置变得最大(最大部Max)。进而，中间部32中的连通孔36的直径形成为随着远离中间部32的中心而顺畅地减小。因此，在中间部32和端部34相互接合的部分(以下将该部分称作“边界部38”。)，连通孔36的直径形成得最细(最细部Min)。换言之，封体容器12的壁厚在该边界部38形成得最厚。

基本上，各端部34的连通孔36的直径形成为比该已玻璃管封接的支架14的外径更大，使得能够插入已玻璃管封接的支架14，但如上述，封体容器12的边界部38的连通孔36的最细部Min不限于此，最细部Min的直径只要是能够让电极26(特别是电极部26a)通过的大小即可。另外，从该最细部Min朝向端部34的外端形成有连通孔36的直径顺畅地增大的锥部T。

其次，如图8所示，在边界部38使封体容器12减径。例如，使用燃烧器或加热器等对这样的封体容器12的边界部38进行加热，使边界部38的石英玻璃软化，在使边界部38软化之后，以该边界部38为界拉伸封体容器12，从而在边界部38使封体容器12减径。

由此，封体容器12成为中间部32和端部34之间的边界部38的外形形成得比端部34更细的“缩颈的形状”。这样，通过使封体容器12在该边界部38缩颈，从而该边界部38中的封体容器12的厚度变得比减径前薄。

此外，代替图8所示的封体容器12，优选使用使边界部38的壁厚比中间部32及端部34的壁厚形成得更薄的封体容器。不限于该方法，也可以在将封体容器12中的边界部38加热后，用从外部施加的力夹住(挤压)边界部38使其减径。另外，考虑在对边界部38进行了加热后，用形成为减径后的形状的成型框夹住来进行减径、将辊压向边界部38的外侧进行减径、通过加热使其收缩而将边界部38减径、或切削边界部38的外侧使其减径。

如图9所示，在这样形成的封体容器12上，以电极26为前端向封体容器12的连通孔36插入已玻璃管封接的支架14。在调节了封体容器12和已玻璃管封接的支架14之间的位置以使电极26的前端到达规定的位置后，将插入了已玻璃管封接的支架14的一方的端部34与已玻璃管封接的支架14封接。作为封接手段，考虑上述的“收缩密封”或“挤压密封”等。

另外，如图10所示，优选用于封接的加热不仅在与已玻璃管封接的支架14的玻璃管24相对应的位置实施，还在越过边界部38至中间部32中的更接近电极26的前端的位置实施。由此，可以将封体容器12紧固至更接近从玻璃管24突出的电极26的前端的位置，可以减小高压放电灯10的发光管部16中的内部空间20的容积。

在将一已玻璃管封接的支架14与一个端部34封接之后，经由另一连通孔36向内部空间20充填规定量的水银50、卤52、其它物质，然后，将另一已玻璃管封接的支架14与另一端部34封接。如上，完成本实施方式的高压放电灯10。

根据本实施方式的高压放电灯10的制造方法，在形成已玻璃管封接的支架14时，在预先使玻璃管24减径后，将该玻璃管24与支架22封接。因此，如图11所示，玻璃管24的电极26侧端的直径D5更接近电极26的轴部26b的直径D6，且所露出的电极26(轴部26b)的表面和玻璃管24的电极26侧端之间的阶差变得更小。此外，根据现有技术，从电极P的轴表面到玻璃管2的电极侧端的周端的距离K1(参照图15)减小至0.4mm左右为极限，但根据本实施方式的制造方法，可以使从电极26的轴部26b的表面至玻璃管24的电极26侧端的周端的距离K2(参照图11)为0.1mm以下。

由此，在将已玻璃管封接的支架14插入封体容器12，将封体容器12的端部34至中间部32为止的一部分与已玻璃管封接的支架14封接时，不易在玻璃管24的电极26侧端的端面和连通孔36的表面之间产生端缘E(内角部)。在假如产生了端缘E的情况下，该端缘E成为构造上的起点，可能会破坏密封部18的密封。即，端缘E可能成为高压放电灯10的发光管部16中的内部空间20的耐压缺陷部。

而且，如本实施方式，在对玻璃管24进行了加热后，以第一位置F为界拉伸该玻璃管24，由此使玻璃管24减径的情况下，玻璃管24的电极26侧端部相较于现有情况，锥部分变长，表面光滑，且为更尖锐的形状。

由此，在封接时，可以使封体容器12中的同样圆滑的连通孔36的表面和玻璃管24的电极26侧端部的表面之间的配合良好，进一步提高两个表面的贴合性。

因此，根据本实施方式的高压放电灯10的制造方法，不但产生有可能成为耐压缺陷部的端缘E的可能性降低，并且封体容器12的连通孔36的表面和玻璃管24的电极26侧端部的表面之间的贴合性提高。因此，可以提高发光管部16的内部空间20的气密性，可以制造能够以更高压点亮的高压放电灯10。

另外，本实施方式中，将封体容器12的边界部38预先减径，减薄该边界部38中的封体容器12的厚度。由此，在将已玻璃管封接的支架14插入封体容器12的连通孔36，将封体容器12与该已玻璃管封接的支架14封接时，可以缩短加热封体容器12的时间(特别是加热与玻璃管24的电极26侧端附近相对应的封体容器12的时间)。而且，通过使减径后的边界部38的壁厚形成得比中间部32或端部34的壁厚薄，可以进一步缩短加热的时间。

这样，通过在封接时，缩短封体容器12的加热时间，可以进一步降低热影响导致的封接部分产生裂纹的可能性。而且，如果设为与以往相同的加热时间，则可以使封体容器12的密封达到更接近电极26的前端的位置，可以减小内部空间20的容积。由此，在内部空间20点亮中的温度为最低的、距一对电极间(电弧点)最远的“电极的根部”部分的容积减小，因此，可以提高点亮中的内部空间20的平均温度，并且可以进一步提高内部空间20的最冷点的温度。由此，可以在内部空间20蒸发更多的水银50，得到更大的发光量。

应当认为本次公开的实施方式的所有方面都是示例，而不是限制。本发明的范围意图包含由权利要求书示出的与权利要求书同等的意思及范围内的所有变更，而非仅上述说明。

Claims (8)

1.一种高压放电灯的制造方法，其特征在于，

在金属箔的一端焊接电极，并且在所述金属箔的另一端焊接外部引导棒，来形成具备所述金属箔、所述电极、及所述外部引导棒的支架，

在外径比封体容器的端部的内径小的玻璃管的内部插入所述支架，

在从所述金属箔向所述电极的前端侧远离的第一位置将所述玻璃管减径，

将与从所述第一位置至少到所述金属箔的另一端为止相对应的所述玻璃管与所述支架封接，

从所述玻璃管中的比所述第一位置更靠近所述电极的前端侧的位置起，使所述电极从所述玻璃管突出，形成已玻璃管封接的支架，

将所述已玻璃管封接的支架从所述电极的前端插入至所述封体容器的端部，

将所述端部减径，来与所述已玻璃管封接的支架的所述玻璃管封接。

2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

通过将所述玻璃管减径，从而将与所述已玻璃管封接的支架封接的所述玻璃管的电极侧端部形成平滑的锥面。

3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

在将所述玻璃管减径时，在所述第一位置对所述玻璃管进行加热，并且以所述第一位置为中心拉伸所述玻璃管。

4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，

所述封体容器具有：一对所述端部、和在所述端部彼此之间外形形成得比所述端部更粗的中间部，使所述端部和所述中间部之间的边界部的外形缩颈成比所述端部更细。

5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，

所述边界部的壁厚比其它部分的壁厚更薄。

6.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，

通过对所述边界部进行加热，并且以所述边界部为界拉伸所述封体容器，从而使所述封体容器中的所述边界部的壁厚比其它部分的壁厚更薄。

7.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，

在将所述封体容器的所述端部减径而与所述已玻璃管封接的支架中的所述玻璃管封接时，越过所述边界部减径至所述中间部。

8.一种高压放电灯的密封部构造，在具有发光管部和密封部的高压放电灯的所述密封部内埋设有内部含有金属箔的玻璃管，

将安装于所述金属箔的一端的电极的前端导入所述发光管部内，

将安装于所述金属箔的另一端的外部引导棒导出至所述密封部外，所述密封部构造的特征在于，

所述玻璃管，在埋设于所述密封部内之前、且在从所述金属箔向所述电极的前端侧远离的第一位置减径之后，与所述金属箔封接。