JP2004220883A - Method for manufacturing discharge tube and discharge tube - Google Patents

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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a discharge tube where electrodes can be sealed without generating cracks in a bulb made of quartz glass where protrusions are not formed, and to provide the discharge tube manufactured by the method. <P>SOLUTION: End bulbs 15 made of hard glass are coaxially integrated with both edges of a main bulb 13 made of quartz glass, via an intermediate bulb 14 where the melting point becomes low gradually and the coefficient of thermal expansion becomes high gradually to manufacture a glass bulb 16. Then, a cathode electrode 17 is sealed in one end bulb 15. Then, a bead glass 22 made of hard glass where an anode electrode 20 penetrates is temporarily fastened so that a gap 23 is formed in the other end bulb 15. Then, after having exhausted air in the glass bulb 16 from the gap 23, a discharge gas is sealed in the glass bulb 16. Subsequently, the bead glass 22 is welded to the end bulb 15, and the gap 23 is closed, and the anode electrode 20 is sealed in the other end bulb 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英ガラス製のガラスバルブの両端部に棒状の電極を封止する放電管の製造方法に関し、詳しくは、ガラスバルブに突起部が形成されないようにした放電管の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ストロボの棒状光源などには、硬質の石英ガラス製のガラスバルブを備えた放電管が使用されている。この放電管は図2に示すように、石英ガラス製のガラスバルブ1の両端部に、ビードガラス2,2を介して棒状の電極3,4が封止され、密閉されたガラスバルブ1内に放電ガスが封入されている。石英ガラスは、主に二酸化ケイ素からなるガラスで、紫外から赤外までの光波長領域において高い透過性を示し、熱衝撃に強く、耐熱性に優れている。
【0003】
電極3,4は、電子を放出するカソード電極3と、電子を受け取るアノード電極4とによって構成されている。カソード電極3は、ビードガラス2を貫通している棒状の端子部5と、該端子部5の内端部に取り付けられ、電子が放出する電極部6とから構成されている。アノード電極4は、ビードガラス2を貫通している棒状の端子部7と、該端子部7の内端部付近に取り付けられたゲッター8とから構成されている。
【0004】
このような電極3,4は、ガラスバルブ1の両端部を封止するときに加熱されても、溶融しないようなタングステンによって形成されている。すなわち、ガラスバルブ1の材質である石英ガラスは、融点が約2,000℃と高いため、電極3,4は融点が約3,400℃のタングステンによって形成されている。しかし、石英ガラスの熱膨張係数は約0.55×10−6/℃、タングステンの熱膨張係数は約4.5×10−6/℃と著しく異なるため、ガラスバルブ1を加熱溶融することによって電極3,4を直接、溶着しようとすると、ガラスバルブ1にクラックが生じてしまう。そこで、電極3,4はビードガラス2を介してガラスバルブ1の両端部に封止される。
【0005】
ビードガラス2は、中心に電極3,4を貫通する貫通孔が形成され、外径がガラスバルブ1の内径よりもわずかに小さくされ、径方向に熱膨張係数の異なるガラスを多層に積層した構成となっている。すなわち、多層のガラスの熱膨張係数は、中心側が約4.5×10−6/℃、外側が約0.55×10−6/℃、中間が中心側から外側へ次第に大きくなるようにされている。そして、ビードガラス2の外側の層の融点は石英ガラスの融点とほぼ同じであり、電極3,4をガラスバルブ1の両端部に封止するときに、ビードガラス2が電極3,4とガラスバルブ1の熱膨張係数の差を吸収し、両者2,1にクラックが生じることなく、ビードガラス2とガラスバルブ1とが溶着されるようにされている。
【0006】
ここで、このような放電管の製造方法について、図3を参照しながら説明する。放電管は、直線状の本体管9と、該本体管9の中間に接続された分岐管10とからなる石英ガラス製のT字管から製造される。
【0007】
まず図3(a)に示すように、直線状の本体管9の両端部に、電極3,4を貫通した多層のビードガラス2,2を挿入する。そして図3(b)に示すように、該本体管9の両端部を加熱し、該両端部とビードガラス2とを溶融することによって、両者9,2を溶着する。石英ガラスの融点とビードガラス2のガラスの融点とは、ほぼ同じであるから確実に溶着することができ、しかも、ビードガラス2の熱膨張係数は中心側で電極3,4を構成しているタングステンと同じとなるように形成されているため、石英ガラスとタングステンとの熱膨張係数の相違によって本体管9およびビードガラス2にクラックが生じることがない。
【0008】
その後、図3(c)に示すように、分岐管10を使用して、本体管9内の空気を排出し、続いて、本体管9内にキセノンガスのような放電ガスを封入する。その後、図3(d)に示すように、分岐管10と本体管9との接続部分をバーナー11によって加熱することにより、分岐管10を本体管9から切断するとともに、切断されて形成される小孔が切断される部分の分岐管10のガラスによって塞がれ、突起部12が形成された放電管が完成する。
【0009】
なお、石英ガラス製の管体部の両端部にペースト状の封着材を塗布し、電極を貫通した軟質ガラス製の一対の封止部に突設した管状突部内に前記管体部の各端部を挿入し、管体部の両端開口と封止部の管状突部とを加熱溶融することにより両者を結合した放電管が特許文献1に開示されている。軟質ガラスの熱膨張係数は、約5.6×10−6/℃と石英ガラスの約10倍と大きいが、軟質ガラスと石英ガラスのほぼ中間の熱膨張係数の封着材が管体部の両端部と封止部の管状突部との間に介在することにより、両者はクラックが生じることなく結合することができるようにされている。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−190275号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電管は、石英ガラス製のT字管の分岐管10が切断され、この切断によって形成される小孔が分岐管10のガラスによって塞がれるものの、突起部12が形成された形状となっている。しかし、小孔が完全に塞がれないことがあり、そうすると突起部12からガラスバルブ1内の放電ガスがリークし、放電管が当初から発光しないか、あるいは次第に発光しなくなる。
【0012】
また、小孔が完全に塞がれていても、突起部12は、放電管を輸送する時において振動や衝撃などを受けやすく、ガラスバルブ1を破損させる原因となる。さらに、放電管の発光耐久試験において、突起部12から破損や破壊が発生することがある。そして、放電管を所定位置に取り付けるときは、突起部12の向きを考慮しなければならず、作業効率が悪いだけでなく、取り付けられた放電管は、突起部12で他の部分と異なった状態に発光するため、いわゆる配光斑(むら)が生じてしまう。
【0013】
一方、特許文献1に開示された放電管は、封止部を構成する軟質ガラスと管体部を構成する石英ガラスとの熱膨張係数の差を、両者間に介在する封着材によって吸収し、両者にクラックが生じることなく接合するようにされている。したがって、軟質ガラスと石英ガラスとの熱膨張係数の差を確実に吸収するためには、封着材を厚くしなければならない。しかし、封着材が厚くなると、封止部の外径が大きくなり、放電管を小型化したいという要請に応えることができない。
【0014】
そこで、本発明は、突起部が形成されていない石英ガラス製のガラスバルブにクラックが生じることなく電極を封止することができ、さらに細径化を図ることを可能にした放電管の製造方法と、それを用いた放電管を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る放電管の製造方法は、石英ガラス製のガラスバルブの両端部に棒状の電極を封止する放電管の製造方法であって、硬質または軟質ガラス製の端部バルブを、中継ぎバルブを介して石英ガラス製のメインバルブの両端縁または一端縁に溶着することによりガラスバルブを製造する工程と、一方の端部バルブまたは端部バルブを溶着していないメインバルブの端部に、棒状の電極を封止する工程と、該電極を封止していない端部バルブ内に、棒状の電極を貫通させた硬質または軟質ガラス製のビードガラスを仮止めする工程と、該ビードガラスを仮止めした端部バルブ側から前記ガラスバルブ内の空気を排出した後、該端部バルブ側からガラスバルブ内に放電ガスを封入する工程と、前記ビードガラスを端部バルブに溶着し、該ビードガラスを貫通した棒状の電極を、該端部バルブに封止する工程とを含んでいることを特徴としている。
【0016】
この放電管の製造方法によれば、まず、中継ぎバルブによって、熱膨張係数が小さく、かつ融点が高い石英ガラス製のメインバルブの両端縁または一方の端縁に、熱膨張係数が大きく、かつ融点が低い硬質または軟質ガラス製の端部バルブを同軸に溶着する。
【0017】
そして、メインバルブの両端縁に端部バルブを溶着する場合は、例えば、一方の端部バルブを椀形状に溶融することにより、あるいは一方の端部バルブ内にあらかじめ電極を貫通したビードガラスを挿入し、該端部バルブおよびビードガラスを溶融することにより、棒状の電極を片側の該端部バルブに封止する。
【0018】
一方、メインバルブの一方の端縁にのみ端部バルブを溶着する場合は、例えば、端部バルブを溶着していないメインバルブの端部に、従来と同様、径方向に熱膨張係数の異なるガラスを多層に積層し、かつ中心に電極を貫通したビードガラスを溶着することにより、該電極を封止する。
【0019】
そして、電極を封止していない端部バルブ側には、電極を貫通したビードガラスを挿入し、しかる後、端部バルブの内面とビードガラスの外面との間に隙間を残してビードガラスを仮止めする。そこで次に、隙間からガラスバルブ内の空気を排出し、そして放電ガスを封入した後、該端部バルブとビードガラスとを溶融することにより、両者を溶着する。このようにすれば、端部バルブとビードガラスの融点および熱膨張係数が同じであることから、端部バルブとビードガラスとはクラックが生じることなく、電極を封止することができるのである。
【0020】
また、前記各放電管の製造方法にあっては、電子が放出されるカソード電極の電極部はメインバルブ内に配置されることが好ましい。メインバルブを形成している石英ガラスは、耐衝撃性に優れているため、カソード電極の電極部から放出される電子がメインバルブ内に衝突してもガラスバルブが損傷することがないからであり、この方法によって製造された放電管は、初期の特性で発光し続けることができる。
【0021】
また、前記放電管の製造方法において、前記中継ぎバルブは、一方端が石英ガラスよりも融点が低く、かつ熱膨張係数が高いガラスで、他方端は硬質または軟質ガラスよりも融点が高く、かつ熱膨張係数が低いガラスからなり、この両端間に、融点及び熱膨張係数が順に僅かずつ異なる継ぎガラスが、複数層溶着することによって形成されることが好ましい。
【0022】
この放電管の製造方法によれば、前記中継ぎバルブにより、石英ガラスよりも融点がわずかに低く、かつ熱膨張係数がわずかに高いガラスをメインバルブの端縁に溶着し、該ガラスよりも融点がわずかに低く、かつ熱膨張係数がわずかに高いガラスを次々と溶着し、最後に硬質または軟質ガラスよりも融点がわずかに高く、かつ熱膨張係数がわずかに低いガラスを硬質または軟質ガラスに溶着する構成となるため、融点および熱膨張係数の異なる石英ガラス製のメインバルブと硬質または軟質ガラス製の端部ガラスとを同軸に一体化したガラスバルブを製造することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放電管の製造方法の第1の実施形態について図1を参照しながら説明する。第1の実施形態の放電管の製造方法は、従来のようなT字管を使用せず、図1(a)に示すように、石英ガラス製のメインバルブ13の両端縁に中継ぎバルブ14を介して硬質ガラス製の端部バルブ15を同軸に一体化したガラスバルブ16から製造する。
【0024】
石英ガラスは、融点が約2,000℃、熱膨張係数が約0.55×10−6/℃であり、硬質ガラスは、融点が約600℃、熱膨張係数が約5.6×10−6/℃であるため、この融点と熱膨張係数の差を吸収するための中継ぎバルブ14がメインバルブ13の端縁と端部バルブ15の端縁との間に溶着される。中継ぎバルブ14は、融点および熱膨張係数が石英ガラスと硬質または軟質ガラスとの間で、段階的に異なって順次溶着される複数層の継ぎガラスによって構成されている。
【0025】
例えば、メインバルブ13の両端縁に融点が1,800℃、熱膨張係数が約1×10−6/℃の継ぎガラスを溶着する。そして、該継ぎガラスの他端縁には例えば融点が1,600℃、熱膨張係数が約1.5×10−6/℃の継ぎガラスを溶着する。このように、性質の異なる継ぎガラスを順次溶着し、最後は例えば融点が800℃、熱膨張係数が約5×10−6/℃の継ぎガラスを溶着し、この継ぎガラスに端部バルブ15を溶着する。
【0026】
このように複数の継ぎガラスを溶着した中継ぎバルブ14によって、融点および熱膨張係数が大きく異なるメインバルブ13および端部バルブ15は、クラックが生じることなく一体化される。また、メインバルブ13、中継ぎバルブ14および端部バルブ15の各内径および外径は同一とされ、これらが溶着されることにより、メインバルブ13と端部バルブ15とを同軸に一体化したガラスバルブ16が製造される。
【0027】
なお、後工程において、一方の端部バルブ15を切除しなくてもよいようにするため、一方の端部バルブ15は他方の端部バルブ15よりも短くすることが好ましい。
【0028】
次に図1(b)に示すように、一方の端部バルブ15にカソード電極17の端子部18を封止する。例えば、一方の端部バルブ15を加熱溶融することにより、該端部バルブ15が椀形状に変形し、該端子部18を封止することができる。一方の端部バルブ15はカソード電極17の端子部18を封止するのに必要十分な長さとすることにより、余分な部分を切除する作業が不要となる。
【0029】
ただし、カソード電極17の端子部18を貫通した硬質ガラス製のビードガラス22を端部バルブ15内に挿入し、端部バルブ15とビードガラス22とを加熱溶融することにより、カソード電極17の端子部18を一方の端部バルブ15に封止することもできる。
【0030】
しかし、いずれにしてもカソード電極17の電極部19は、メインバルブ13内に配置され、ガラスバルブ16内が該電極部19から放出される電子によって損傷しにくいようにされるのが好ましい。
【0031】
次に、他方の端部バルブ15内に、図1(b)に示すようにアノード電極20の端子部21を貫通したビードガラス22を配置する。ビードガラス22は端部バルブ15と同じく硬質ガラスでのみ形成され、端部バルブ15の内径よりもわずかに小さな外径とされている。
【0032】
そして、ビードガラス22を配置する端部バルブ15の外周を、複数のバーナー24によって加熱することにより、当該部分の端部バルブ15を部分的に狭窄し、隙間23が残るようにして、ビードガラス22が当該位置に仮止めされた状態とする。また、ビードガラス22を貫通したアノード電極20の端子部21の内端部は、メインバルブ13内に位置し、端子部21の内端側に備えられたゲッター25が中継ぎバルブ14内に位置するようにされている。
【0033】
次に図1(c)に示すように、前記隙間23からガラスバルブ16内の空気を排出し、続いて該隙間23からガラスバルブ16内にキセノンガスのような放電ガスを封入する。その後、図1(d)に示すようにビードガラス22の周囲の端部バルブ15を再びバーナー(図示せず)によって加熱することにより、端部バルブ15およびビードガラス22を溶融し、隙間23を塞ぐ。端部バルブ15とビードガラス22は同じ硬質ガラスで形成されているため、両者にクラックが生じることなく隙間23が塞がれ、アノード電極20の端子部21が端部バルブ15の部分に封止されるのである。
【0034】
そして最後に、ビードガラス22を溶着した位置から突出している端部バルブ15をカッター26によって切除すると、図1(e)に示すような放電管が完成する。
【0035】
次に、本発明に係る放電管の製造方法の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態の放電管の製造方法は、中継ぎバルブ14をメインバルブ13の両端縁ではなく、一方の端縁に溶着し、該一方の端縁にのみ端部バルブ15を溶着するものである。端部バルブ15を溶着しない石英ガラス製のメインバルブ13の他端部には、従来と同様、径方向に熱膨張係数の異なるガラスを多層に積層したビードガラス2(図3参照)によってカソード電極17の端子部18を封止する。
【0036】
ただし、メインバルブ13の一端側に溶着された端部バルブ15に、アノード電極20の端子部21を貫通したビードガラス22を配置するなどの後工程は、前記第1の実施形態と同じであるので、その説明は省略する。
【0037】
なお、本発明は前記実施の形態に限定することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、端部バルブ15は硬質ガラスに替えて軟質ガラスを使用することができる。また、実施形態で説明した中継ぎバルブ14の融点や熱膨張係数は一例であって、任意に変更することができることはいうまでもない。
【0038】
さらに、中継ぎバルブ14は、端部バルブ15に溶着し、それをメインバルブ13に溶着することによって製造することもできる。また、カソード電極17とアノード電極20とは、前記とは逆の端部バルブ15またはメインバルブ13の他方の端部に封止してもよい。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、中継ぎバルブによって石英ガラス製のメインバルブと硬質または軟質ガラス製の端部バルブとを溶着することにより、ガラスバルブが製造され、端部バルブ内に隙間が形成されるようにビードガラスを仮止めし、メインバルブ内の空気を排出し、またメインバルブ内に放電ガスを封入することができるため、従来のようなT字管を使用しないで、放電管を製造することができる。
【0040】
したがって、本発明によって製造された放電管は、ガラスバルブに小孔が形成されることがなく、小孔から放電ガスがリークすることがないため、放電ガスのリークが原因で発光しなくなるという不具合を解消することができる。また、ガラスバルブに突起部が形成されないことにより、放電管を輸送する時において振動や衝撃などを受けにくくなり、ガラスバルブが破損しにくいようにすることができる。また、放電管の発光耐久試験において突起部から破損や破壊が発生することがないようにすることができるため、歩留まりを向上させることができる。さらに、放電管を所定位置に取り付けるときは、突起部の向きを考慮する必要がなく、組立て作業の効率を向上させることができる。そして、放電管は全長に亘って均一に発光するため、品質を向上させることができる。
【0041】
また、ガラスバルブは石英ガラス製のメインバルブと硬質または軟質ガラス製の端部バルブとが、融点および熱膨張係数が徐々に変化する中継ぎバルブによって溶着されることにより、外径の細い放電管を提供することができ、小型化された各種装置に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放電管の製造方法の一実施形態であり、(a)から(e)は各工程を示す断面図
【図2】従来の放電管の断面図
【図3】従来の放電管の製造方法であり、(a)から(d)は各工程を示す断面図
【符号の説明】
13 メインバルブ
14 中継ぎバルブ
15 端部バルブ
16 ガラスバルブ
17 カソード電極
19 電極部
20 アノード電極
22 ビードガラス
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a discharge tube in which rod-shaped electrodes are sealed at both ends of a glass bulb made of quartz glass, and more particularly to a method for manufacturing a discharge tube in which a projection is not formed on a glass bulb.
[0002]
[Prior art]
A discharge tube provided with a glass bulb made of hard quartz glass is used for a rod-shaped light source of a strobe or the like. As shown in FIG. 2, the discharge tube has rod-shaped electrodes 3 and 4 sealed at both ends of a glass bulb 1 made of quartz glass via bead glasses 2 and 2, and the inside of the glass bulb 1 is sealed. Discharge gas is sealed. Quartz glass is a glass mainly composed of silicon dioxide, exhibits high transmittance in a light wavelength region from ultraviolet to infrared, is strong against thermal shock, and is excellent in heat resistance.
[0003]
The electrodes 3 and 4 are constituted by a cathode electrode 3 for emitting electrons and an anode electrode 4 for receiving electrons. The cathode electrode 3 includes a rod-shaped terminal portion 5 penetrating the bead glass 2 and an electrode portion 6 attached to an inner end of the terminal portion 5 and emitting electrons. The anode electrode 4 includes a rod-shaped terminal portion 7 penetrating the bead glass 2 and a getter 8 attached near the inner end of the terminal portion 7.
[0004]
The electrodes 3 and 4 are formed of tungsten so as not to melt even when heated when sealing both ends of the glass bulb 1. That is, since quartz glass, which is the material of the glass bulb 1, has a high melting point of about 2,000 ° C., the electrodes 3 and 4 are formed of tungsten having a melting point of about 3,400 ° C. However, since the thermal expansion coefficient of quartz glass is about 0.55 × 10 −6 / ° C. and the thermal expansion coefficient of tungsten is about 4.5 × 10 −6 / ° C., the glass bulb 1 is heated and melted. If the electrodes 3 and 4 are directly welded, cracks occur in the glass bulb 1. Therefore, the electrodes 3 and 4 are sealed at both ends of the glass bulb 1 via the bead glass 2.
[0005]
The bead glass 2 has a structure in which through-holes are formed in the center of the electrodes 3 and 4, the outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the glass bulb 1, and glasses having different thermal expansion coefficients in the radial direction are laminated in multiple layers. It has become. That is, the coefficient of thermal expansion of the multi-layer glass is about 4.5 × 10 −6 / ° C. on the center side, about 0.55 × 10 −6 / ° C. on the outside, and gradually increases from the center to the outside at the middle. ing. The melting point of the outer layer of the bead glass 2 is almost the same as the melting point of the quartz glass, and when the electrodes 3 and 4 are sealed at both ends of the glass bulb 1, the bead glass 2 The difference between the coefficients of thermal expansion of the bulb 1 is absorbed, and the bead glass 2 and the glass bulb 1 are welded together without cracks occurring in the two 2 and 1.
[0006]
Here, a method for manufacturing such a discharge tube will be described with reference to FIG. The discharge tube is manufactured from a quartz glass T-tube consisting of a straight main tube 9 and a branch tube 10 connected to the middle of the main tube 9.
[0007]
First, as shown in FIG. 3A, multilayer bead glasses 2, 2 penetrating the electrodes 3, 4 are inserted into both ends of a straight main body tube 9. Then, as shown in FIG. 3B, both ends of the main tube 9 are heated and the both ends 9 and 2 are welded by melting the both ends and the bead glass 2. Since the melting point of the quartz glass and the melting point of the glass of the bead glass 2 are almost the same, they can be reliably welded, and the coefficient of thermal expansion of the bead glass 2 forms the electrodes 3 and 4 on the center side. Since it is formed so as to be the same as tungsten, cracks do not occur in the main body tube 9 and the bead glass 2 due to the difference in the thermal expansion coefficient between quartz glass and tungsten.
[0008]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the air in the main pipe 9 is exhausted by using the branch pipe 10, and subsequently, a discharge gas such as xenon gas is sealed in the main pipe 9. Thereafter, as shown in FIG. 3D, the connecting portion between the branch pipe 10 and the main pipe 9 is heated by the burner 11 to cut the branch pipe 10 from the main pipe 9 and cut and formed. The discharge tube in which the projection 12 is formed is completed by closing the glass of the branch tube 10 where the small hole is cut.
[0009]
Note that a paste-like sealing material is applied to both ends of the quartz glass tube portion, and each of the tube members is placed in a tubular protrusion projecting from a pair of soft glass sealing portions penetrating the electrodes. Patent Literature 1 discloses a discharge tube in which ends are inserted and both ends of a tube body portion and a tubular projection of a sealing portion are heated and melted to connect the two. The thermal expansion coefficient of the soft glass is about 5.6 × 10 −6 / ° C., which is about 10 times as large as that of quartz glass. By being interposed between the both ends and the tubular projection of the sealing portion, the two can be connected without cracks.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-190275
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the discharge tube has a shape in which the protruding portion 12 is formed although the branch tube 10 of the T-tube made of quartz glass is cut and the small hole formed by this cut is closed by the glass of the branch tube 10. Has become. However, the small holes may not be completely closed, so that the discharge gas in the glass bulb 1 leaks from the projections 12, and the discharge tube does not emit light from the beginning or gradually stops emitting light.
[0012]
Further, even when the small holes are completely closed, the projections 12 are susceptible to vibration, impact, and the like when transporting the discharge tube, and cause the glass bulb 1 to be damaged. Further, in the light emission durability test of the discharge tube, breakage or destruction may occur from the protrusion 12. When mounting the discharge tube at a predetermined position, the orientation of the projection 12 must be taken into consideration. Not only is the work efficiency inferior, but the mounted discharge tube differs from the other portions at the projection 12. Since the light is emitted in the state, so-called light distribution unevenness (unevenness) occurs.
[0013]
On the other hand, the discharge tube disclosed in Patent Document 1 absorbs a difference in thermal expansion coefficient between the soft glass forming the sealing portion and the quartz glass forming the tube portion by a sealing material interposed therebetween. , So that the two are joined without generating cracks. Therefore, in order to reliably absorb the difference in thermal expansion coefficient between the soft glass and the quartz glass, the sealing material must be thick. However, when the sealing material becomes thicker, the outer diameter of the sealing portion becomes larger, and it is not possible to meet the demand for downsizing the discharge tube.
[0014]
Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a discharge tube that can seal an electrode without causing cracks in a glass bulb made of quartz glass on which a projection is not formed, and can further reduce the diameter. And to provide a discharge tube using the same.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The method for manufacturing a discharge tube according to the present invention is a method for manufacturing a discharge tube that seals rod-shaped electrodes at both ends of a glass bulb made of quartz glass. A step of manufacturing a glass bulb by welding to both end edges or one end edge of a quartz glass main valve through a, and a rod-shaped at one end valve or an end of the main valve not welding the end valve. A step of temporarily fixing a hard or soft glass bead glass having a rod-shaped electrode penetrated in an end valve not sealing the electrode, and temporarily fixing the bead glass. Discharging the air in the glass bulb from the stopped end bulb side, filling a discharge gas into the glass bulb from the end bulb side, welding the bead glass to the end bulb, The rod-shaped electrode through the glass, is characterized in that it contains a step of sealing the end portion the valve.
[0016]
According to this method of manufacturing a discharge tube, first, the relay valve has a small thermal expansion coefficient and a large thermal expansion coefficient at both ends or one end of a quartz glass main bulb having a high melting point and a high melting point. Weld the end valve made of hard or soft glass with low coaxial.
[0017]
Then, when welding the end valves to both edges of the main valve, for example, by melting one end valve into a bowl shape, or inserting a bead glass that has previously penetrated the electrode into one end valve. Then, by melting the end bulb and the bead glass, the rod-shaped electrode is sealed in the one end bulb.
[0018]
On the other hand, when the end valve is welded only to one edge of the main valve, for example, a glass having a different thermal expansion coefficient in the radial direction as in the related art is attached to the end of the main valve where the end valve is not welded. Are laminated in layers, and a bead glass penetrating the electrode at the center is welded to seal the electrode.
[0019]
Then, bead glass penetrating the electrode is inserted into the end bulb side where the electrode is not sealed, and thereafter, the bead glass is left while leaving a gap between the inner surface of the end bulb and the outer surface of the bead glass. Temporarily stop. Then, next, after the air in the glass bulb is discharged from the gap and the discharge gas is sealed, the end bulb and the bead glass are fused to fuse them together. In this case, since the melting point and the coefficient of thermal expansion of the end bulb and the bead glass are the same, the electrode can be sealed without cracking between the end bulb and the bead glass.
[0020]
In the method of manufacturing each of the discharge tubes, it is preferable that the electrode portion of the cathode electrode from which electrons are emitted is disposed in the main bulb. This is because the quartz glass that forms the main bulb has excellent impact resistance, so that even if electrons emitted from the electrode portion of the cathode electrode collide with the inside of the main bulb, the glass bulb will not be damaged. The discharge tube manufactured by this method can continue to emit light with initial characteristics.
[0021]
Further, in the method for manufacturing a discharge tube, the relay bulb has a melting point lower than that of quartz glass and a higher thermal expansion coefficient at one end, and a melting point higher than that of hard or soft glass at the other end, and It is preferable that a joint glass made of glass having a low expansion coefficient and having a melting point and a thermal expansion coefficient slightly different from each other in order is formed by welding a plurality of layers.
[0022]
According to this method for manufacturing a discharge tube, the relay valve fuses glass having a slightly lower melting point than quartz glass and a slightly higher thermal expansion coefficient to the edge of the main bulb, and has a melting point higher than that of the glass. Deposits glass with slightly lower and slightly higher coefficient of thermal expansion one after another, and finally welds glass with slightly higher melting point and slightly lower coefficient of thermal expansion to hard or soft glass than hard or soft glass. With this configuration, it is possible to manufacture a glass bulb in which a quartz glass main bulb and a hard or soft glass end glass having different melting points and thermal expansion coefficients are coaxially integrated.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A first embodiment of a method for manufacturing a discharge tube according to the present invention will be described with reference to FIG. In the method for manufacturing a discharge tube according to the first embodiment, as shown in FIG. 1A, a relay valve 14 is provided at both ends of a quartz glass main bulb 13 without using a conventional T-tube. It is manufactured from a glass bulb 16 in which a hard glass end bulb 15 is coaxially integrated.
[0024]
Quartz glass has a melting point of about 2,000 ° C., the thermal expansion coefficient is about 0.55 × 10 -6 / ℃, hard glass has a melting point of about 600 ° C., a coefficient of thermal expansion of about 5.6 × 10 - Since the temperature is 6 / ° C., the relay valve 14 for absorbing the difference between the melting point and the coefficient of thermal expansion is welded between the edge of the main valve 13 and the edge of the end valve 15. The relay valve 14 is composed of a plurality of layers of a spliced glass which are sequentially and differently fused in a melting point and a coefficient of thermal expansion between quartz glass and hard or soft glass.
[0025]
For example, joint glass having a melting point of 1,800 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 1 × 10 −6 / ° C. is welded to both end edges of the main valve 13. Then, a joining glass having, for example, a melting point of 1,600 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 1.5 × 10 −6 / ° C. is welded to the other end of the joining glass. In this manner, the spliced glass having different properties is sequentially welded, and finally, the spliced glass having a melting point of 800 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 5 × 10 −6 / ° C. is welded. Weld.
[0026]
Thus, the main valve 13 and the end valve 15 having greatly different melting points and coefficients of thermal expansion are integrated without cracking by the intermediate valve 14 in which a plurality of joint glasses are welded. Further, the inner and outer diameters of the main valve 13, the relay valve 14, and the end valve 15 are the same, and the main valve 13 and the end valve 15 are coaxially integrated by welding. 16 are manufactured.
[0027]
It is preferable that one end valve 15 be shorter than the other end valve 15 so that the one end valve 15 does not need to be cut off in a later step.
[0028]
Next, as shown in FIG. 1B, the terminal portion 18 of the cathode electrode 17 is sealed in one end valve 15. For example, by heating and melting one end valve 15, the end valve 15 is deformed into a bowl shape, and the terminal portion 18 can be sealed. By making the one end valve 15 long enough to seal the terminal portion 18 of the cathode electrode 17, an operation of cutting off an unnecessary portion is not required.
[0029]
However, by inserting a hard glass bead glass 22 penetrating the terminal portion 18 of the cathode electrode 17 into the end bulb 15 and heating and melting the end bulb 15 and the bead glass 22, the terminal of the cathode electrode 17 is heated. The part 18 can be sealed to one end valve 15.
[0030]
However, in any case, it is preferable that the electrode portion 19 of the cathode electrode 17 is disposed in the main bulb 13 so that the inside of the glass bulb 16 is hardly damaged by electrons emitted from the electrode portion 19.
[0031]
Next, a bead glass 22 penetrating the terminal portion 21 of the anode electrode 20 is arranged in the other end valve 15 as shown in FIG. The bead glass 22 is formed only of hard glass like the end bulb 15 and has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the end bulb 15.
[0032]
By heating the outer periphery of the end bulb 15 on which the bead glass 22 is disposed by a plurality of burners 24, the end bulb 15 of the portion is partially constricted and the gap 23 remains, and the bead glass is heated. 22 is temporarily fixed at the position. The inner end of the terminal portion 21 of the anode electrode 20 penetrating the bead glass 22 is located in the main valve 13, and the getter 25 provided on the inner end side of the terminal portion 21 is located in the relay valve 14. It has been like that.
[0033]
Next, as shown in FIG. 1C, the air in the glass bulb 16 is exhausted from the gap 23, and then a discharge gas such as xenon gas is sealed in the glass bulb 16 from the gap 23. After that, as shown in FIG. 1D, the end bulb 15 around the bead glass 22 is heated again by a burner (not shown), thereby melting the end bulb 15 and the bead glass 22 and forming the gap 23. Close up. Since the end bulb 15 and the bead glass 22 are formed of the same hard glass, the gap 23 is closed without cracking between them, and the terminal 21 of the anode electrode 20 is sealed to the end bulb 15. It is done.
[0034]
Finally, when the end bulb 15 protruding from the position where the bead glass 22 is welded is cut off by the cutter 26, a discharge tube as shown in FIG. 1E is completed.
[0035]
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a discharge tube according to the present invention will be described. The method of manufacturing the discharge tube according to the second embodiment is such that the relay valve 14 is welded to one end of the main bulb 13 instead of the both ends, and the end bulb 15 is welded only to the one end. is there. On the other end of the quartz glass main valve 13 to which the end valve 15 is not welded, a cathode electrode is formed by a bead glass 2 (see FIG. 3) in which glasses having different thermal expansion coefficients are laminated in multiple layers in the same manner as in the related art. The 17 terminal portions 18 are sealed.
[0036]
However, the subsequent steps such as disposing the bead glass 22 penetrating the terminal portion 21 of the anode electrode 20 on the end valve 15 welded to one end of the main valve 13 are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[0037]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified within the scope of the technical matters described in the claims. For example, the end bulb 15 can use soft glass instead of hard glass. Further, the melting point and the coefficient of thermal expansion of the relay valve 14 described in the embodiment are merely examples, and it goes without saying that they can be arbitrarily changed.
[0038]
Further, the relay valve 14 can be manufactured by welding the end valve 15 and welding it to the main valve 13. Further, the cathode electrode 17 and the anode electrode 20 may be sealed at the other end of the end valve 15 or the main valve 13 opposite to the above.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, a glass bulb is manufactured by welding a main valve made of quartz glass and an end valve made of hard or soft glass by a relay valve so that a gap is formed in the end valve. Since the bead glass can be temporarily fixed, the air in the main bulb can be exhausted, and the discharge gas can be sealed in the main bulb, the discharge tube can be manufactured without using a conventional T-tube. it can.
[0040]
Therefore, in the discharge tube manufactured according to the present invention, a small hole is not formed in the glass bulb, and the discharge gas does not leak from the small hole. Can be eliminated. In addition, since the projection is not formed on the glass bulb, the glass bulb is less susceptible to vibration and impact when transporting the discharge tube, and the glass bulb can be hardly damaged. Further, in the light emission durability test of the discharge tube, breakage or destruction can be prevented from occurring from the projection, so that the yield can be improved. Furthermore, when the discharge tube is mounted at a predetermined position, it is not necessary to consider the direction of the projection, and the efficiency of the assembling operation can be improved. Since the discharge tube emits light uniformly over the entire length, the quality can be improved.
[0041]
In addition, the glass bulb is formed by welding a main bulb made of quartz glass and an end bulb made of hard or soft glass by a relay bulb whose melting point and thermal expansion coefficient gradually change, so that a discharge tube having a small outer diameter can be formed. It can be provided and mounted on various miniaturized devices.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment of a method for manufacturing a discharge tube according to the present invention, in which (a) to (e) are cross-sectional views showing respective steps. FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional discharge tube. (A) to (d) are cross-sectional views showing respective steps.
13 Main Valve 14 Relay Valve 15 End Valve 16 Glass Valve 17 Cathode Electrode 19 Electrode 20 Anode Electrode 22 Bead Glass

Claims (3)

石英ガラス製のガラスバルブの両端部に棒状の電極を封止する放電管の製造方法であって、
硬質または軟質ガラス製の端部バルブを、中継ぎバルブを介して石英ガラス製のメインバルブの両端縁または一端縁に溶着することによりガラスバルブを製造する工程と、
一方の端部バルブまたは端部バルブを溶着していないメインバルブの端部に、棒状の電極を封止する工程と、
該電極を封止していない端部バルブ内に、棒状の電極を貫通させた硬質または軟質ガラス製のビードガラスを仮止めする工程と、
該ビードガラスを仮止めした端部バルブ側から前記ガラスバルブ内の空気を排出した後、該端部バルブ側からガラスバルブ内に放電ガスを封入する工程と、
前記ビードガラスを端部バルブに溶着し、該ビードガラスを貫通した棒状の電極を、該端部バルブに封止する工程とを含んでいることを特徴とする放電管の製造方法。
A method for manufacturing a discharge tube for sealing rod-shaped electrodes at both ends of a glass bulb made of quartz glass,
A step of manufacturing a glass bulb by welding a hard or soft glass end bulb to both end edges or one end edge of a quartz glass main valve via a relay valve;
A step of sealing a rod-shaped electrode at one end valve or at an end of the main valve not having the end valve welded thereto,
A step of temporarily fixing a hard or soft glass bead glass having a rod-shaped electrode penetrated thereinto in the end valve not sealing the electrode,
After exhausting the air in the glass bulb from the end bulb side where the bead glass is temporarily fixed, sealing the discharge gas into the glass bulb from the end bulb side,
Welding the bead glass to an end bulb and sealing a rod-shaped electrode penetrating the bead glass to the end bulb.
前記中継ぎバルブは、石英ガラス側は石英ガラスよりも融点が低く、かつ熱膨張係数が高いガラスで、他端側は硬質または軟質ガラスよりも融点が高く、かつ熱膨張係数が低いガラスであって、融点及び熱膨張係数が順になる複数のガラスを溶着することによって形成されることを特徴とする請求項1に記載の放電管の製造方法。In the relay valve, the quartz glass side has a lower melting point than quartz glass and a glass having a higher thermal expansion coefficient, and the other end side has a higher melting point than hard or soft glass and a glass having a lower thermal expansion coefficient. The method for manufacturing a discharge tube according to claim 1, wherein the discharge tube is formed by welding a plurality of glasses having a melting point and a thermal expansion coefficient in order. 請求項1または2に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする放電管。A discharge tube manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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