CN110828288B - 放电灯的密封结构及具备该结构的放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够进一步提高密封部内的气密性的放电灯的密封结构及具备该结构的放电灯。由玻璃部件(152)、电极(120、150)和金属箔(154)构成放电灯(100)的密封结构，玻璃部件(152)插入到密封部(114)内，并与密封部(114)的内壁之间熔接，电极(120、150)的一端安装于玻璃部件(152)的前端面(174)，另一端延伸到发光部(112)内，金属箔(154)的一端与电极(120、150)的一端部连接，并且金属箔(154)从玻璃部件(152)的前端面(174)沿着玻璃部件侧面(176)安装。并且，将金属箔(154)在前端面(174)与玻璃部件侧面(176)之前的边界产生的前端边缘(178)的直线部(180)处弯折，使其从前端面(174)沿着玻璃部件侧面(176)。

Description

放电灯的密封结构及具备该结构的放电灯

技术领域

本发明涉及比较大型且需要大电流的放电灯的密封结构及具有该结构的放电灯。

背景技术

目前，发光量较多的放电灯在工厂等中的照明用途、光化学产业领域等各种领域中被广泛使用。

特别是在为了使发光量更多而需要大电流的放电灯中，作为发光气体的主成分的汞等的封入量较多，并且点亮时的发光管内的气体压力非常高，而且随之发热量也较多，因此要求密封部处的高耐热性及高耐压性。

为了实现这种高耐热性和高耐压性，以往提出了如专利文献1所示的密封结构。

根据专利文献1所公开的密封结构，由于供电用的多张金属箔在圆柱状的玻璃部件的外周以相互分离的状态在该玻璃部件的轴向上呈带状配置，因此通过玻璃制的密封管的内壁与玻璃部件的表面相互熔接，从而能够使密封部内气密。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-186121号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，对于基于专利文献1所公开的密封结构的密封部内的气密性而言，有可能无法耐受近年来的光量增大的需求所伴随的高压化，可能不能适用于比较大型且需要大电流的放电灯。

原因在于，根据专利文献1所公开的密封结构，如图12所示，玻璃部件1由圆柱状的主体部2和从该主体部2的一端延伸的圆锥台状的前端部3一体地构成。并且，从该前端部3的前端面5到前端部3的侧面(前端部侧面)6以及主体部2的侧面(主体部侧面)7沿着各面安装有形成为条状的多个金属箔4。

此时，若着眼于从前端部3的前端面5到前端部侧面6使金属箔4弯折的部分，则如图13所示，在前端面5与前端部侧面6之间的边界产生的边缘8为圆弧状，与此相对金属箔4为平面状。由此，在将金属箔4从前端面5沿着前端部侧面6安装时，虽然金属箔4的宽度方向中央部与边缘8相接，但是金属箔4的宽度方向两端部会从边缘8浮起(图中上侧的箭头)。若产生这样的“浮起”，则在使玻璃制的密封管的内壁与玻璃部件的表面相互熔接以使密封部内气密时，由于熔融的玻璃粘度较高，因此熔融的玻璃无法浸入到该“浮起”的部分，有可能在金属箔4与边缘8之间产生“空间”。

若产生这样的“空间”，则例如在放电灯点亮时发光管内变为高温高压之际，由于应力集中，有可能以该部分为基点在发光管产生龟裂，导致发光管破裂。此外，若产生上述的“空间”，则未蒸发的发光物质(例如，汞)会积存在该空间中，有利于发光的发光物质的量会发生变化，由此还有可能导致发光特性不合期望地变化。

这样的问题在前端部侧面6与主体部侧面7之间的边界产生的边缘9处也是同样的，由于在边缘9与金属箔4的宽度方向两端部之间产生的“浮起”(图中下侧的箭头)，有可能在金属箔4与边缘9之间产生“空间”，而这有可能引起发光管的破裂、发光特性的变化。

本发明鉴于上述问题而作，其目的在于，提供一种能够进一步提高密封部内的气密性的放电灯的密封结构及具备该结构的放电灯。

用于解决问题的手段

根据本发明的一个方面，提供一种放电灯的密封结构，其具备：

发光管，其具有发光部和与所述发光部连续的密封部；

玻璃部件，其插入到所述密封部内，并与所述密封部的内壁之间熔接；

电极，其一端安装于所述玻璃部件的前端面，另一端延伸到所述发光部内；以及

金属箔，其一端连接于所述电极的一端部，并从所述玻璃部件的所述前端面沿着玻璃部件侧面安装，

在所述玻璃部件中的所述前端面与所述玻璃部件侧面之间的边界产生的前端边缘包含直线部，

所述金属箔在所述前端边缘的所述直线部处弯折，并从所述前端面沿着所述玻璃部件侧面。

优选地，所述玻璃部件具有柱状的主体部和从所述主体部的前端延伸的前端部，所述前端部成为截面积朝向所述前端面逐渐减小的形状，与所述直线部连续的所述前端部的所述玻璃部件侧面成为平面，在平面状的所述前端部的所述玻璃部件侧面与所述主体部的所述玻璃部件侧面之间的边界形成有中间边缘。

优选地，所述玻璃部件的主体部为圆柱状。

根据本发明的另一个方面，提供一种放电灯，其具备上述密封结构。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够进一步提高密封部内的气密性的放电灯的密封结构及具备该结构的放电灯。

附图说明

图1为表示实施方式1所涉及的放电灯100的结构的图。

图2为表示在使密封部114内气密前的实施方式1所涉及的放电灯100的结构的图。

图3为作为阳极使用的安装件150的分解图。

图4为作为阳极使用的安装件150的分解立体图。

图5为玻璃部件152的立体图。

图6为从前端面174的正面观察玻璃部件152的图。

图7为安装有金属箔156的状态下的玻璃部件152的立体图。

图8为从前端面174的正面观察安装有金属箔156的状态下的玻璃部件152的图。

图9为作为阴极使用的安装件120的分解图。

图10为表示玻璃部件152的前端边缘178处的金属箔156的安装状态的放大图。

图11为表示用包含图10中的假想线IS和玻璃部件152的中心轴的平面切断了玻璃部件152的状态的截面的示意图。

图12为表示专利文献1所公开的密封结构中的金属箔4相对于玻璃部件1的安装状态的立体图。

图13为表示专利文献1所公开的密封结构中的在边缘8和边缘9处的金属箔4相对于玻璃部件1的安装状态的放大图。

具体实施方式

(实施方式1所涉及的放电灯100的结构)

使用附图对应用了本发明的实施方式1所涉及的放电灯100的密封结构进行说明。图1为表示实施方式1所涉及的放电灯100的结构的图。图2为表示在使密封部内气密前的实施方式1所涉及的放电灯100的结构的图。

实施方式1所涉及的放电灯100大致具备发光管110和一对安装件120、150。

发光管110是由石英玻璃形成的管状部件，具有：形成于中央部的大致球状的发光部112；以及与该发光部112连续地从两侧突出设置的一对密封部114。另外，密封部114也可以是1个。

发光部112的内部经过后述的密封工序而成为由两个密封部114气密密封的内部空间116。

一对安装件120、150为基本上相同的结构，由于实施方式1所涉及的放电灯100为直流点亮用，因此不同点在于，与作为阴极使用的安装件120相比，作为阳极使用的安装件150较大。以下，对作为阳极使用的安装件150的结构进行详细说明，之后，对于作为阴极使用的安装件120，以与安装件150的差异为中心进行说明。

如图3及图4所示，作为阳极使用的安装件150大致由玻璃部件152、电极154、金属箔156、辅助玻璃部件158、外部引线160、帽玻璃部件161、和线圈162构成。

玻璃部件152是插入到发光管110的密封部114内并与该密封部114的内壁之间熔接的大致圆柱状的部件。如图5及图6所示，实施方式1的玻璃部件152具有：圆柱状的主体部170和从该主体部170的前端延伸的前端部172。前端部172形成为截面积随着趋向玻璃部件152的前端面174而逐渐减小的形状，即，形成为前端逐渐变细的锥形形状。主体部170和前端部172相互形成为一体。

另外，在玻璃部件152的前端面174与作为玻璃部件152的侧面的玻璃部件侧面176之间的边界，形成有前端边缘178。在实施例1中，前端边缘178包含5个直线部180。

而且，与各直线部180连续的前端部172的玻璃部件侧面176(以下，称为“前端部侧面181”)形成为平面。以下，将该平面的部分称为“平面部182”。另外，在玻璃部件侧面176的该平面部182与主体部170的玻璃部件侧面176(以下称为“主体部侧面184”)之间的边界形成有中间边缘186。

另外，在玻璃部件152的前端面174的中央部形成有安装电极154的电极安装用孔188，在后端面190形成有安装外部引线160的外部引线安装用孔192。

返回到图3和图4，电极154包括头194、电极轴196和集电板198。头194例如是钨制的大致柱状部件，在实施方式1的放电灯100中，如上所述，阳极安装件150的头194形成为比阴极安装件120的头194大。另外，在头194形成有供电极轴196的前端部插入的电极轴插入孔199。

电极轴196例如是钨制的棒状部件，其一端插入到玻璃部件152的电极安装用孔188(图5)中，另一端插入到形成于头194的电极轴插入孔199。电极轴196通过粘接、熔敷、钎焊或其他方式与头194电连接。

集电板198例如是钼制的圆板状部件，其外径被设定为不会从玻璃部件152的前端面174突出的程度的尺寸。另外，在集电板198的中央部形成有供电极轴196插通的电极轴贯通孔201，在电极轴196插通于该电极轴贯通孔201的状态下，集电板198通过粘接、熔敷、钎焊或其他方式与电极轴196电连接。

在实施方式1中，如上所述，通过将头194、电极轴196和集电板198相互组合而形成电极154，但是当然也可以将它们一体地形成为电极154。此外，由于头194、集电板198不是本发明所必需的结构，因而也可以省略它们来构成电极154。

金属箔156是钼制的大致条状薄板部件，其一端与电极154的一端部(在实施方式1中，为电极154中的安装于电极轴196的一端部的集电板198)电连接，另外，金属箔156从玻璃部件152的前端面174沿着玻璃部件侧面176安装。而且，金属箔156的另一端与外部引线160(在实施方式1中，为外部引线160中的安装于外部引线轴206的外部引线集电板208)电连接。

如图7及图8所示，金属箔156准备与在玻璃部件152的前端面174与作为玻璃部件152的侧面的玻璃部件侧面176之间的边界形成的前端缘178处的直线部180的数量(实施方式1中为5个)相同的数量，通过在该直线部180处弯折，从而成为从前端面174沿着玻璃部件侧面176(更准确而言，为前端部侧面181)。另外，金属箔156从玻璃部件侧面176的前端部侧面181到主体部侧面184，以在中间边缘186处稍微弯折的方式，沿着玻璃部件侧面176安装。

另外，就金属箔156中的从与中间边缘186接触的部分到与电极154连接的一端而言，随着趋向金属箔156的一端，两侧边接近金属箔156的长度方向中心，由此形成为该金属箔156的宽度方向尺寸逐渐减小的锥形。

返回到图3和图4，辅助玻璃部件158是配置在电极154的头194与玻璃部件152之间的石英玻璃制成的大致圆筒状部件。

另外，辅助玻璃部件158具有：圆柱状的辅助玻璃主体部202；以及辅助玻璃后端部204，从该辅助玻璃主体部202的朝向玻璃部件152的端部朝向玻璃部件152逐渐减小截面的直径并延伸。

另外，在辅助玻璃部件158的轴向中央部形成有供电极154的电极轴196插通的电极轴插通孔200，电极轴插通孔200的直径形成为在朝向头194的前端部急剧变大，电极轴插通孔200的直径急剧变大的部分形成为凹部205。

外部引线160具备外部引线轴206和外部引线集电板208。外部引线轴206例如为钼制的棒状部件，其一端插入到玻璃部件152的外部引线安装用孔192(图5)，另一端从发光管110的密封部114向外部突出设置。

外部引线集电板208例如是钼制的圆板状部件，其外径被设定为不会从玻璃部件152的后端面190突出的程度的尺寸。另外，外部引线集电板208在其中央部具有用于嵌插外部引线轴206的外部引线嵌插孔210。

在将外部引线轴206嵌插到外部引线集电板208的外部引线嵌插孔210之后，外部引线集电板208通过粘接、熔敷、钎焊或其他方式与外部引线轴206电连接。

在实施方式1中，如上所述，通过将外部引线轴206和外部引线集电板208相互组合而形成外部引线160，但是当然也可以将它们一体地形成为外部引线160。另外，由于外部引线集电板208不是本发明所必需的结构，因此也可以将其省略来构成外部引线160。

帽玻璃部件161是配设为与外部引线160(外部引线集电板208)的后端面212相接的石英玻璃制成的大致圆筒状部件。

另外，在帽玻璃部件161的轴向中央部形成有供外部引线160的外部引线轴206插通的外部引线插通孔214。

线圈162例如是通过将钽制的极细棒卷绕成线圈状而形成的线圈，其被电极154中的电极轴196插通而配置在电极154的头194与辅助玻璃部件158之间。

该线圈162具有吸收残留在发光部112的内部空间116内的杂质(例如，氢或氧)的“吸气剂”的作用。另外，线圈162不是本发明所必须的结构，因此也可以将其省略来构成放电灯100。

如图9所示，作为阴极使用的安装件120为与作为阳极使用的安装件150基本相同的结构，但如上所述，不同点在于，与作为阴极使用的安装件120相比，作为阳极使用的安装件150形成为较大。另外，在安装件120未设置线圈162。

(实施方式1所涉及的放电灯100的制造顺序)

接着，对上述实施方式1所涉及的放电灯100的制造顺序进行简单说明。首先，组装两个安装件120、150。

具体而言，将电极轴196插通于电极轴贯通孔201，并将集电板198固定于该电极轴196。之后，通过将电极轴196的另一端插入到形成于玻璃部件152的前端面174的电极安装用孔188，从而相对于玻璃部件152安装电极轴196和集电板198。

另外，将外部引线轴206插通于外部引线嵌插孔210，并将外部引线集电板208固定于该外部引线轴206。之后，通过将外部引线轴206的一端插入到形成于玻璃部件152的后端面190的外部引线安装用孔192，从而相对于玻璃部件152安装外部引线轴206及外部引线集电板208。

接着，从玻璃部件152的前端面174沿着玻璃部件侧面176以及后端面190，粘贴各金属箔156。此时，各金属箔156的一端与电极154(更具体而言，为集电板198)电连接，另一端与外部引线160(更具体而言，为外部引线集电板208)电连接。

接着，通过将电极轴196的前端插入于电极轴插通孔200而将辅助玻璃部件158安装于电极轴196，并利用该辅助玻璃部件158将金属箔156的一端和电极154(集电板198)按压于玻璃部件152的前端面174。然后，通过将电极轴196插通于线圈162而将线圈162安装于电极轴196。进而，将电极轴196的前端部插入固定于电极轴插入孔199，由此将头194安装于该电极轴196。

另外，通过将外部引线轴206的前端插入于外部引线插通孔214而将帽玻璃部件161安装于外部引线轴206，并利用该帽玻璃部件161将金属箔156的另一端和外部引线160(外部引线集电板208)按压于玻璃部件152的后端面190。

通过以上，完成安装件150。另外，安装件120的组装顺序也基本与此相同，因此援用安装件150的组装顺序而省略说明。

在完成安装件120、150之后，将两个安装件120、150插入到发光管110的密封部114。此时，两个安装件120、150中的两个电极154在发光管110的发光部112的内部空间116相互对置。在发光管110的内部空间116放入所需的发光物质(例如汞、氩)后，通过加热发光管110的密封部114而使其收缩，并且，使该密封部114的内壁与两个安装件120、150中的玻璃部件152、辅助玻璃部件158以及帽玻璃部件161的表面相互熔接，由此完成发光部112的内部空间116的密封。由此，放电灯100的组装完成。当然，发光部112的内部空间116的密封顺序并不限定于此，例如，也可以先密封两个密封部114，然后，经由与发光部112连接的排气管将发光物质等放入内部空间116。

(实施方式1所涉及的放电灯100的特征)

根据上述实施方式1所涉及的放电灯100的密封结构，如图10所示，金属箔156在前端边缘178的直线部180处弯折，并沿着前端面174及前端部侧面181，前端边缘178是在玻璃部件152的前端面174与作为玻璃部件侧面176的一部分的前端部侧面181的平面部182之间的边界产生的。

由此，金属箔156的整个宽度方向能够与前端边缘178接触，因此能够避免该金属箔156从前端边缘178不合期望地浮起。因此，能够避免在使石英玻璃制的发光管110中的密封部114的内壁与玻璃部件152的表面相互熔接而使发光管110的内部空间116气密时在金属箔156与前端边缘178之间产生“空间”。

通过以上，能够降低在点亮时发光管110发生破裂的可能性，并且能够降低由于未蒸发的发光物质(例如汞)积存、有助于发光的发光物质的量变化而导致发光特性不合期望地变化的可能性。

另外，在前端部侧面181与主体部侧面184之间产生的中间边缘186处也具有同样的特征，由于金属箔156安装于玻璃部件侧面176的面(前端部侧面181中的平面部182)成为“平面”，因此如图11所示，与如现有的密封结构那样相当于前端部侧面181的面为“曲面”的情况相比，在基于包含通过金属箔156的宽度方向中心的假想线IS以及玻璃部件152的中心轴线的平面的截面中，平面部182与曲面状的主体部侧面184形成的角度(内角)变大(实施方式1中的内角θ1>现有技术中的内角θ2)。

由此，金属箔156的宽度方向整体变得容易与中间边缘186接触，所以容易避免该金属箔156从中间边缘186不合期望地浮起。因此，能够降低在使石英玻璃制的发光管110中的密封部114的内壁与玻璃部件152的表面相互熔接而使发光管110的内部空间116气密时在金属箔156与中间边缘186之间产生“空间”的可能性。

通过以上，能够降低在点亮时发光管110发生破裂的可能性，并且能够进一步降低由于未蒸发的发光物质(例如，汞)积存、有助于发光的发光物质的量变化而导致放电灯的发光特性不合期望地变化的可能性。

(变形例1)

在上述的实施方式1中，玻璃部件152形成为大致圆柱状，但也可以取而代之，将玻璃部件152形成为棱柱状。在这种情况下，玻璃部件侧面176由给定个数的平面构成。

(变形例2)

在上述的实施方式1中，对成为阳极的安装件150中的电极154的头194比成为阴极的安装件120的头194大的直流用的放电灯100进行了说明，但也可以使两个头194的大小大致相同而形成为交流用的放电灯100。

应当理解的是，本次公开的实施方式在所有方面均为例示而并非限制性的描述。本发明的范围并不是由上述的说明而是由权利要求书示出，旨在包含与权利要求书均等的含义及范围内的所有变更。

符号说明

100…放电灯

110…发光管、112…发光部、114…密封部、116…内部空间

120…安装件(阴极)

150…安装件(阳极)、152…玻璃部件、154…电极、156…金属箔、158…辅助玻璃部件、160…外部引线、161…帽玻璃部件、162…线圈

170…(玻璃部件152的)主体部、172…(玻璃部件152的)前端部、174…(玻璃部件152的)前端面、176…玻璃部件侧面、178…前端边缘、180…直线部、181…前端部侧面、182…平面部、184…主体部侧面、186…中间边缘、188…电极安装用孔、190…(玻璃部件152的)后端面、192…外部引线安装用孔、194…头、196…电极轴、198…集电板、199…电极轴插入孔、200…电极轴插通孔、201…电极轴贯通孔、202…辅助玻璃主体部、204…辅助玻璃后端部、205…(辅助玻璃部件158的)凹部、206…外部引线轴、208…外部引线集电板、210…外部引线嵌插孔、212…(外部引线160的)后端面、214…外部引线插通孔。

Claims (2)

1.一种放电灯的密封结构，具备：

发光管，其具有发光部和与所述发光部连续的密封部；

玻璃部件，其插入到所述密封部内，并与所述密封部的内壁之间熔接；

电极，其一端安装于所述玻璃部件的前端面，另一端延伸到所述发光部内；以及

金属箔，其一端连接于所述电极的一端，并从所述玻璃部件的所述前端面沿着玻璃部件侧面安装，

在所述玻璃部件中的所述前端面与所述玻璃部件侧面之间的边界产生的前端边缘包含直线部，

所述金属箔在所述前端边缘的所述直线部处弯折，并从所述前端面沿着所述玻璃部件侧面，

所述玻璃部件具有柱状的主体部和从所述主体部的前端延伸的前端部，

所述前端部呈截面积朝向所述前端面逐渐减小的形状，

与所述直线部连续的所述前端部的所述玻璃部件侧面呈平面，

在平面状的所述前端部的所述玻璃部件侧面与所述主体部的所述玻璃部件侧面之间的边界形成有中间边缘，

所述玻璃部件的主体部为圆柱状。

2.一种放电灯，其具备权利要求1所述的密封结构。