JP2010135158A - 放電ランプ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ガラス部材11の端面に続いて配置される金属板61、62と、ガラス部材11の外周面に配設され、前記金属板に接続される金属箔と、放電容器1の外方または発光管2に向かってのびるリード棒5、8と、を備える放電ランプにおいて、
金属板61、62はテーパ穴の貫通孔63を有し、テーパ穴の貫通孔63に、テーパ部53、83が形成されたリード棒5、8が挿入され、テーパ穴の貫通孔63とテーパ部53、83とが嵌合して、溶加材9により接合されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
特開2007−115498号公報にも示されるように、放電ランプは、発光管2に封止管3が連設された放電容器1を備え、発光管3の内部に電極4が配置される。封止部3の内部にガラス部材11および金属箔7、金属板61、62、電極リード棒5、外部リード棒8、保持用筒体12が配置され、発光管2の内部に配置される電極4を保持するとともに、放電ランプの外部と電極4とを電気的に導通させている。
電極リード棒5の材料であるタングステン(W)と金属板61の材料であるモリブデン(Mo)は難切削材料であるため、電極リード棒5の軸径と金属板61の貫通孔63の径とはある程度公差が取ってあり、嵌め合いに余裕がある。そのため、電極リード棒5と金属板61の間に溶加材9が不均一に流れ込んで凝固してしまうと、金属板61がずれて、金属板61の中心が電極リード棒5の軸中心に一致しなくなってしまう。
前記金属板はテーパ穴の貫通孔を有し、前記テーパ穴の貫通孔に、テーパ部が形成されたリード棒が挿入され、前記テーパ穴の貫通孔と前記テーパ部とが嵌合して、溶加材により接合されていることを特徴とする。
また、本願第3の発明は、本願第1の発明において、前記リード棒に窪みを設けることによって凹部が形成されて溶加材溜まりとなっていることを特徴とする。
また、本願第5の発明は、本願第1の発明において、前記リード棒のテーパ部のテーパ角の角度が1°以上30°以下であることを特徴とする。
金属板の中心軸とリード棒の中心軸とを合わせることができるので、ガラス部材の外周面と金属板の外輪とが滑らかにつながり、段差が生じない。ガラス部材の外周面を軸方向に伸び、金属板の外輪に接続される金属箔に、段差により余計な力がかからず、金属箔が切れることを防止できる。
放電ランプは、例えば石英ガラスなどの光透過性材料よりなり、概略球状の発光管2とその両端に連続して外方に伸びる封止管3とを有する放電容器1を備え、放電容器1の内部には、各々例えばタングステン(W)からなる電極4が放電容器1の管軸方向において対向配置されている。放電容器1の内部空間には、発光物質または始動補助用のガスとしての水銀およびバッファガスがそれぞれ所定の封入量で封入されている。バッファガスとしては、例えばキセノンガスが封入される。水銀の封入量は、例えば1〜70mg/cm3の範囲内、例えば22mg/cm3とされ、キセノンガスの封入量は、例えば0.05〜0.5MPaの範囲内、例えば0.1MPaとされる。
ガラス部材11の一端に配置された金属板61は、その中央に貫通孔63を有する円盤形状をしている。金属板61には、中央に形成された貫通孔63に電極リード棒5の基端が挿入され、ガラス部材11の一端に設けられた有底孔15に挿入されている。
範囲に設けなければならず、旋盤加工によって棒状部材を削り取って細径部を形成するときには、加工作業上の手間となりうる。
電極リード棒5と金属板61とは溶加材9により接合され、電極リード棒5と溶加材9とが密着し、金属板61と溶加材9とが密着するため、溶加材9を介して接触面積を確保して金属板61に供給された電力を効率よく電極リード棒5に伝達できるようにしている。また、外部リード棒8と金属板62とも、同様に溶加材9により接続される。溶加材9には、ガラス加工温度の約1600℃に耐え、リード棒5、8を形成するタングステン(W)と金属板61、62を形成するモリブデン(Mo)との濡れ性がよく、蒸気圧が低く、他の封入物と反応しないことが求められる。これらの要求項目を満たす材料である、ジルコニウム(Zr)、白金(Pt)、ロジウム(Rh)が溶加材9として用いられる。
金属板61、62の貫通孔63にリード棒5、8を挿通して予め嵌合させておく。この状態の金属板61、62とリード棒5、8において、白金(Pt)よりなる金属ワイヤを、リード棒5、8の凹部64に対応する位置に巻きつける。そして、真空もしくは不活性ガスで満たした炉に入れ、1800℃まで昇温して5分間維持する。リード棒5、8を構成するタングステン(W)や金属板61、62を構成するモリブデン(Mo)の融点は1800℃より高いので溶融しないが、白金(Pt)の融点は約1800℃なので溶融する。溶融した白金(Pt)が貫通孔63とリード棒5、8との間に流入する。
さらに、電極リード棒5の中心軸と金属板61の中心軸が一致し、金属板61の中心軸が封止管3の中心軸が一致することによって、電極リード棒5の先端に形成される電極4の軸と、放電容器1の軸とを合わせることができる。対向配置される電極4の軸がずれないので、点灯時の照度ムラが出にくく、アークが安定しやすくなり、放電ランプの寿命を延ばすことができる。
図3は、溶加材溜まりの形状を説明するための断面図である。
ここに示す溶加材溜まりを有する放電ランプは、溶加材溜まりの形状を除いて、図1、2に示す放電ランプの形状と同様であり、溶加材溜まり以外の説明及び図示を省略する。
〔実験例1〕
テーパ穴となっている貫通孔を有する金属板と、外周にテーパ面となっているテーパ部を有するリード棒とを嵌合させ、金属板の傾きとリード棒の中心軸からのズレを測定した。
実験対象とした金属板とリード棒の構成は下記の通りである。
<仕様>
金属板 材質:モリブデン、外径:26.5mm、軸方向の厚さ:4mm
貫通孔:最大径7.88mm、最小径7.72mm、テーパ角度2.3°
リード棒 材質:タングステン、
大径部:軸方向長さ137mm、外径8mm、細径部:軸方向長さ13mm、外径7.6mm
テーパ部:軸方向長さ10mm、テーパ角度2.3°
金属板のテーパ角度は、図3(b)に示すように、テーパ穴の内表面を延長して形成される仮想平面が形成する円錐について、当該円錐の回転軸を含む平面で切断した切断面における円錐頂点の角度をいう。
金属板の傾きは、軸を中心にして回転させたときの、金属板円盤面の振れをダイヤルゲージで測定し、中心軸と測定点までの距離から金属板の傾きを求めて偏角とした。リード棒先端のズレは、金属板の中心軸の延長線に対して、リード棒の先端が径方向に離間する長さを測定した。
比較対象として、円筒状の貫通孔に円柱状のリード棒を挿通し、嵌合させずに溶加材で接合した連結体も3つ作成し、偏角とリード棒先端のズレを測定した。
測定結果を表1に示す。
テーパ穴となっている貫通孔を有する金属板と、外周にテーパ面となっているテーパ部を有するリード棒とを嵌合させ、リード棒の軸方向の取り付け位置精度を測定した。
テーパ角の角度を0.5°、1.0°、1.5°、2.0°、2.5°とする5つの場合を測定対象とした。
テーパ角の角度を除いた仕様は、実験例1で用いた金属板とリード棒と同様である。
取り付け位置精度は、リード棒細径部先端と金属板の細径部側の面との距離について、リード棒と金属板の規格中心値で組み合わせた場合の距離を基準として軸方向のずれ量とした。
測定結果を表2に示す。
テーパ穴となっている貫通孔を有する金属板と、外周にテーパ面となっているテーパ部を有するリード棒とを嵌合させ、金属板が固定できるかどうか確かめた。
テーパ角の角度を28°、29°、30°、31°、32°とする5つの場合を測定対象とした。
テーパ角の角度を除いた仕様は、実験例1で用いた金属板とリード棒と同様である。
金属板が固定できるかどうかは、金属板とリード棒とを嵌合させ、溶加材によって接合させる前の状態の連結体について、上下逆さまにしてリード棒を保持し、金属板が抜け落ちるかどうかにより判断した。金属板が抜け落ちなかった場合を「○」とし、金属板が抜け落ちた場合を「×」とした。
測定結果を表3に示す。
実験例2、3の結果より、テーパ角の角度は1°以上30°以下が好ましいことがわかった。
2 発光管
3 封止管
4 電極
5 電極リード棒
61、62 金属板
7 金属箔
8 外部リード棒
9 溶加材
51、81 細径部
52、82 太径部
53、83 テーパ部
54、84 凹部
63 貫通孔
64 凹部
Claims (5)
- 発光管とその両端に連続して外方に伸びる封止管とを有する放電容器と、
前記封止管の内部に配置されるガラス部材と、
前記ガラス部材の端面に続いて配置される金属板と、
前記ガラス部材の外周面に配設され、前記金属板に接続される金属箔と、
前記放電容器の外方または前記発光管に向かってのびるリード棒と、
前記発光管に向かってのびるリード棒の先端に形成され、前記発光管の内部に互いに対向して配置される電極と、を備える放電ランプにおいて、
前記金属板はテーパ穴の貫通孔を有し、
前記テーパ穴の貫通孔に、テーパ部が形成されたリード棒が挿入され、
前記テーパ穴の貫通孔と前記テーパ部とが嵌合して、溶加材により接合されていることを特徴とする放電ランプ。 - 前記金属板の貫通孔は、一端面が拡開して設けられた凹部が形成され、貫通孔とリード棒との隙間が広がる溶加材溜まりとなっていることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。
- 前記リード棒に窪みを設けることによって凹部が形成されて溶加材溜まりとなっていることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。
- 前記金属板の貫通孔のテーパ角の角度が1°以上30°以下であることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。
- 前記リード棒のテーパ部のテーパ角の角度が1°以上30°以下であることを特徴とする請求項1に記載の放電ランプ。
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