JP2009532840A - 亀裂開始手段を備える電極ロッドを備える高圧ガス放電ランプ - Google Patents

Abstract

石英ガラスの電球（１）と２つの電極ロッド（８，９）とを有し、各電極ロッドの一端部は、石英ガラス材料内に埋設されるモリブデン箔部材（６，７）に接続されるのに対し、各電極ロッドの他端部は、電球（１）内部のガス放電空間（２）内に突出する、高圧ガス放電ランプ。電極ロッド（８，９）の一部が、電球（１）の石英ガラス材料中に埋設される。電極ロッドの前記埋設部分の表面は、ランプの製造中に電極ロッド（８，９）を取り囲む石英ガラス材料内の所定場所で亀裂（１８）を開始するための手段（１４）を備える。

Description

本発明は、石英ガラスの電球と２つの電極ロッドとを有し、各電極ロッドの一端部は、石英材料内に埋設される各モリブデン箔部材に接続されるのに対し、各電極ロッドの他端部は、電球内部のガス放電空間内に突出し、電極ロッドの一部が、電球の石英ガラス材料内に埋設される高圧ガス放電ランプに関する。

この種類のランプは、ＧＢ−Ａ−２３５１６０３に開示されている。この刊行物は、ランプの放電空間を取り囲む石英ガラス電球を含むガス放電ランプを記載している。ランプは、石英ガラス電球の各端部に１つずつ、２つのピンチ封止(pinch-sealed)部分を備える。２つのタングステンロッドの両端部は、放電空間内に突出し、各電極ロッドの一部は、２つの電極ロッドが互いに対して同軸に位置付けられるよう、電球のピンチ封止部分内に埋設されている。２つの電極ロッドの他端部は、電流を電極ロッドに供給するために伝導性モリブデン箔部材の端部に接続され、モリブデン箔部材も、ランプの石英ガラス電球のピンチ封止部分内に埋設されている。モリブデン箔部材の他端部は、ランプの石英ガラス電球の外側に延びる電線に接続されている。

そのようなランプ、例えば、高圧水銀放電ランプは、通常動作中に最大で約２００までのガス圧力を有し得るし、５０Ｗ〜５００Ｗの範囲の電力、或いは、最大で１５００Ｗまでの電力を消費し得る。２つの電極ロッドは、電球の両端部で同軸に位置付けられ得るが、それらは互いに少し離れて平行にも配置され得ると同時に、それらはランプの石英ガラス電球の同一のピンチ封止部分内に埋設される。ランプは、ランプ及び反射器を含むユニットの一体的な一部である。

そのようなランプでは、電極ロッドの材料と電球の石英ガラス材料との間に熱膨張の相違があり、その材料は、ランプ電球のピンチ封止部分内の電極ロッドの一部を取り囲む。そのような熱膨張の相違は、使用中に、特に試運転段階に、ランプの材料に高い応力を引き起こし、高い応力はランプ電球の亀裂又は爆発に起因する早期のランプ破損を招く。熱膨張中の前記相違の結果としての石英ガラス内の亀裂を避けるために、電極ロッドの周りへのコイルの適用或いは電極ロッドの周りに巻かれる箔等のような幾つかの手段が知られている。これらの手段の不利点は、比較的高い追加的な費用であり、これらの手段の殆どはランプ内に追加的な部分を必要とする。

刊行物ＧＢ−Ａ−２３５１６０３は、所謂残留圧縮応力層が電極ロッドの周りに形成され且つ接着されるよう、ランプの製造中に電球の石英ガラス材料中に特定の亀裂を引き起こすことを提案している。塗膜としても表示され、以降ビード(bead)と呼ぶ、そのような層は、電極ロッドの一部を取り囲み、石英ガラス材料中の径方向のさらなる亀裂を回避する。そのようなさらなる亀裂は、石英ガラス電球の外表面に延び得ることによって、ランプが適切に機能することを終了させる。

しかしながら、ビードの長さは、特定の原価以内に維持されなければならない。ＧＢ−Ａ−２３５１６０３中に記載されているように、ビードの長さは、モリブデン箔部材とのその接続部から測定されるときに、電極ロッドの埋設部分の長さの少なくとも３０％でなければならない。電極ロッドと周囲の石英ガラスとの間の接着を生み出すよう、ランプは比較的低温で製造され、それは膨張の相違に起因する亀裂を招き、その亀裂は電極ロッドの前記埋設部分を取り巻くビードを輪郭付ける。ランプの製造後、ビードの長さが測定され、もしビードの長さが短すぎるならば、ランプは不合格とされる。しかしながら、ビードの長さは長すぎてはならないようであった。特に、もし電極が埋設される場所での石英ガラス材料の横断寸法が比較的小さいならば、並びに／或いは、もし電極が比較的長い直径、例えば、２５０μｍよりも長い直径を有するならば、ビードの長さは、電極ロッドの埋設部分の長さよりもかなり小さくなければならない。さもなければ、ビードの直径は大きくなり過ぎ、それは径方向亀裂に至り得る。

上述のようなビードの創成の追加的な利点は、電極ロッドと石英ガラスとの間に空間がないことである。ガス放電空間の塩充填がそのような空間に移動するとき、そのような空間はランプの機能に否定的な影響を及ぼす。

石英ガラスの電球と２つの電極ロッドとを有し、電極ロッドの一部が電球の石英ガラス材料中に埋設され、適切な長さを有するビードがランプの製造中に創成される、高圧ガス放電ランプを提供することが本発明の目的である。

この目的は、電極ロッドの埋設部分の表面が、ランプの製造中に電極ロッドを取り囲む石英ガラス材料中の所定場所で亀裂を開始するための手段を有し、それによって、前記手段は、電極ロッドの埋設部分の長さの９０％未満の、モリブデン箔部材からの所定距離に位置付けられる点で達成される。亀裂開始手段を使用することによって、電極ロッドの周りのビードは、電極ロッドがモリブデン箔部材に接続される場所から亀裂開始手段の場所まで延びることを、実施が証明した。よって、ビードは所定の長さを有し、その結果、ランプの品質の向上がもたらされる。

好適な実施態様において、前記亀裂を開始するための手段は、モリブデン箔部材から所定距離で電極ロッドの円周上に分布される多数の陥凹（例えば、窪み又は圧痕（及び／又は突起）を含み、且つ／或いは、前記亀裂開始手段は、モリブデン箔部材から所定距離で電極ロッドの表面内にある１つ又はそれよりも多くの接線溝及び／又は隆線を含み、且つ／或いは、前記亀裂開始手段は、モリブデン箔部材から所定距離で電極ロッドの表面上にある追加的な材料の点を含む。電極ロッドの表面上のこれらの手段の全ては（個々に或いは組み合わせにおいて）、電極ロッドの周りで適切な長さを有するビードを形成するために、電極ロッド付近の石英ガラス材料内で小さな亀裂を開始するのに有効であるように思われた。そのような手段は、当該技術分野で既知であるようなレーザビーム操作によって創成され得る。

他の実施態様において、前記亀裂を開始するための手段は、モリブデン箔部材から所定距離で電極ロッドの周りに短い長さを有するワイヤコイルを含む。電極ロッドの周りに１回又は２回だけの巻きを有するそのようなワイヤコイルも、所定場所で亀裂を開始するための有効な手段である。

好適な実施態様において、前記亀裂を開始するための手段は、電極ロッドの前記埋設部分の長さの８０％未満、より好ましくは７０％未満の、モリブデン箔部材からの距離に位置付けられる。電極ロッドの埋設部分の前記長さは、電極ロッドがモリブデン箔部材に接続される場所と電極ロッドが電球のガス放電空間に進入する場所との間の長さである。さらに、前記亀裂を開始するための手段は、好ましくは、電極ロッドの前記埋設部分の長さの２０％よりも多く、より好ましくは、３０％よりも多くの、モリブデン箔部材からの距離で位置付けられる。よって、所定寸法を有する適切なビードが、電極ロッドの周りに創成され得る。

本発明は、さらに、石英ガラスの電球と２つの電極ロッドとを有し、各電極ロッドの一端部は、石英ガラス材料中に埋設されるモリブデン箔部材に接続されるのに対し、各電極ロッドの他端部は、電球内部のガス放電空間内に突出し、電極ロッドの一部は、電球の石英ガラス材料内に埋設され、亀裂は、モリブデン箔部材から所定距離で電極ロッドの表面にある亀裂開始手段によって、ランプの製造中に電極ロッドを取り囲む石英ガラス材料内で開始され、それによって、前記手段は、電極ロッドの埋設部分の長さの９０％未満の、モリブデン箔部材からの所定距離に位置付けられる、高圧ガス放電ランプを製造する方法に関する。

本発明は、３つの概略図を含む図面を参照して、今やさらに解明される。

図面は概略的な表示であって、発明の解明に関連する部分だけを示している。

図１は、石英ガラス材料の電球１を有するガス放電ランプを示している。電球１は、例えば、水銀、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウム、キセノン、及び／又は、他の気体で充填されたガス放電空間２を収容している。電球１は、透明な外被３によって取り囲まれている。

ランプの電球１は、電球１の両端部に、２つのピンチ封止(pinch-sealed)部分４，５を備える。各ピンチ封止部分４，５は、電球１の石英ガラス材料中に埋設されたモリブデン箔部材６，７を含む。各モリブデン箔部材６，７は、電極ロッド８，９の端部に接続されているのに対し、各電極ロッド８，９の他端部は、ガス放電空間２内に突出している。電極ロッド８，９は、少なくともそれらの表面上に添加剤、例えば、ＴｈｕＯ_２を含み得るタングステンから成る。

モリブデン箔部材６，７は、それぞれの電線１０，１１にも接続され、電線は、それらが電力供給手段に接続され得るよう、電球１の石英ガラス材料の外側に突出している。電力は、モリブデン箔部材６，７を通じて電極ロッド８，９に供給される。

ランプは、ランプをランプホルダに接続するためのキャップ１２を備える。ランプキャップ１２は、ランプホルダ内の対応する接点部材に接続されるべき接触素子（図示せず）を有するので、電力がこれらの接触部材を通じてランプホルダからランプに供給され得る。電線１０は、前記接点素子の一方に接続され、他の接触素子は、電力を電線１１に供給するための電流案内ロッド１３に接続されている。

図１中の円１７は、電極ロッド８，９の一方、ここでは、電極ロッド８を示しており、それは図２の斜視図中に概略的に示されている。電極ロッド８の円筒形外表面は、実質的に滑らかである。円筒形外周面は、追加的なタングステン材料の多数の点１４を備え、それらの点１４は、電極ロッド８の表面上の円（破線１５）に配置されている。追加的な材料の点１４の代わりに、陥凹又は他の手段が電極ロッドの表面上に作成され得る。

図３は、図１中に円１７によって表示されたランプの一部の概略的な断面図である。ランプ電球１の石英ガラス材料のピンチ封止部分４は、電極ロッド８の端部に接続されたモリブデン箔部材６を含む。電極ロッド８の他端部は、ランプ電球１のガス放電空間２内に突出している。

石英ガラス材料とタングステン電極ロッド８との間の良好な接着の場合には、ランプ電球１が封止され且つ材料が冷却された後、材料中に高い引っ張り応力があり、それは電極ロッドと石英ガラス材料の膨張係数の相違に起因する。そのような応力は、ランプの製造中又は使用中に石英ガラス材料中に亀裂を引き起こす。もし封止動作中に特定温度が適用されるならば、ＧＢ−Ａ−２３５１６０３中に記載されるように、石英ガラス材料中の亀裂は、ランプの製造中に創成される。

実際には、石英ガラス材料中のそのような亀裂１８は、電極ロッド８の一部の周りに所謂ビード１６の境界を形成するように思われる。ビード１６は、亀裂１８によって石英ガラス材料の残余部分から分離される石英ガラス材料の片であり、それは電極ロッド８を取り囲む。ビード１６は、ランプの動作中、石英ガラス材料がさらに（無制御に）亀裂する、例えば、径方向亀裂することを防止する。

ピンチ封止部分４の寸法並びに電極ロッド８の直径及び長さに依存して、ビード１６は、ランプの所望の改良を得るために、所定の寸法を有さなければならない。特に、もしビードが長すぎるならば、その直径は長くなり得る結果、ランプの動作中に石英ガラス材料のさらなる亀裂を招く。従って、所定の長さを有するビード１６を創成することが望ましい。

実際には、ビード１６の一端部は、モリブデン箔部材６と電極ロッド８との間の接続部付近に配置される。もし他端部が所定場所に創成されるならば、よって、ビード１６の長さは定められる。従って、電極ロッド８は、電極ロッド８の前記所定場所に亀裂開始手段１４を備える。

図３中、ビード１６の長さは、Ｌ１によって表示され、石英ガラス材料中に内接される電極ロッド８の部分は、Ｌ２によって表示されている。亀裂開始手段を電極ロッド８の表面上の所定位置に配置することによって、ビード１６の長さＬ１は、電極ロッド８の埋設部分Ｌ２の長さの所定割合である。ランプのこの実施例では、割合は約６０％である。

上述のランプの実施態様は、本発明に従ったガス放電ランプの実施例であるに過ぎず、多くの他の実施態様が可能である。

ガス放電ランプを示す概略図である。 ランプの電極ロッドを示す斜視図である。 ランプの一部を示す断面図である。

Claims (9)

1. 石英ガラスの電球と２つの電極ロッドとを有し、各電極ロッドの一端部は、前記石英ガラス材料内に埋設されるモリブデン箔部材に接続されるのに対し、各電極ロッドの他端部は、前記電球内部のガス放電空間内に突出し、前記電極ロッドの一部は、前記電球の前記石英ガラス材料中に埋設される高圧ガス放電ランプであって、前記電極ロッドの前記埋設部分の表面は、当該ガス放電ランプの製造中に前記電極ロッドを取り囲む前記石英ガラス材料内の所定場所で亀裂を開始するための手段を有することを特徴とするガス放電ランプ。
2. 前記亀裂を開始するための手段は、前記モリブデン箔部材から所定距離で前記電極ロッドの円周上に分布される多数の陥凹を含むことを特徴とする、請求項１に記載のガス放電ランプ。
3. 前記亀裂を開始するための手段は、前記モリブデン箔部材から所定距離で前記電極ロッドの円周上に分布される多数の突起を含むことを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプ。
4. 前記亀裂を開始するための手段は、前記モリブデン箔部材から所定距離で前記電極ロッドの表面にある１つ又はそれよりも多くのタングステン溝及び／又は隆起を含むことを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプ。
5. 前記亀裂を開始するための手段は、前記モリブデン箔部材から所定距離で前記電極ロッドの表面上にある追加的材料の点を含むことを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプ。
6. 前記亀裂を開始するための手段は、前記モリブデン箔部材から所定距離で前記電極ロッドの周りに短い長さを有するワイヤコイルを含むことを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプ。
7. 前記亀裂を開始するための手段は、前記電極ロッドの前記埋設部分の長さの９０％未満、好ましくは８０％未満、より好ましくは７０％未満の、前記モリブデン箔部材からのある距離に位置付けられることを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプ。
8. 前記亀裂を開始するための手段は、前記電極ロッドの前記埋設部分の長さの２０％よりも多く、好ましくは３０％よりも多い、前記モリブデン箔部材からのある距離に位置付けられることを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか１項に記載のガス放電ランプ。
9. 石英ガラスの電球と２つの電極ロッドとを有し、各電極ロッドの一端部は、前記石英ガラス材料中に埋設されるモリブデン箔部材に接続されるのに対し、各電極ロッドの他端部は、前記電球内部のガス放電空間内に突出し、前記電極ロッドの一部は、前記電球の前記石英ガラス材料内に埋設される高圧ガス放電ランプを製造する方法であって、亀裂は、前記モリブデン箔部材から所定距離で前記電極ロッドの表面にある亀裂開始手段によって、前記ランプの製造中に前記電極ロッドを取り囲む前記石英ガラス材料内で開始されることを特徴とする方法。

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