JP2010541143A - 放電ランプの放電容器と管状部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

本発明は管状部材（６，８）を備えた放電ランプ（１）の放電容器（２）の接合のための方法に関している。ここでは放電容器（２）が管状部材（６，８）との接合箇所（１２）において加熱され、この接合箇所（１２）において軟化した放電容器材料がまくれ上がって管状部材（６，８）の内側に当接し、それによって当該放電容器（２）内において貫通孔部（１８）が形成される。

Description

本発明は、放電ランプの放電容器と管状部材、特にポンプ管との接合方法に関している。

従来技術
ＤＥ１０ ２００４ ０１８ １０４Ａ１からは少なくとも領域毎に螺旋形状に構成された放電容器を有する放電ランプが公知である。この放電容器にはポンプ管として管状部材が設けられている。この種のポンプ管は一方では水銀源の収容のために用いられている。この水銀源は例えばアマルガム球体であってもよい。

ポンプ管のもう一つの役割は、放電容器の真空排気と、ランプ製造の際にこのポンプ管を介して相応の充填ガスを充填できることである。ポンプ管が実行できるさらなる機能は、放電容器のパージング手段を提供していることである。さらにこの管状部材の十分に大きな断面により、例えば水銀源挿入のための良好なアクセス手段を提供している。

さらにＥＰ １ ２８２ １５３Ａ２からは次のような放電ランプのための放電容器が公知である。すなわち、放電容器内側が保護膜と蛍光膜でコーティングされている放電ランプである。この保護膜は放電容器内側に直接設けられ、例えばＡｌｏｎＣ膜であってもよい。

このような管状部材ないしポンプ管を放電容器に設置する際には、接合箇所において放電容器内側を浄化するための払拭除去過程（Freiwischen）を行う必要がある。その結果そこでは保護膜がもはや存在しなくなる。といのも管状部材と放電容器の間の接合箇所において、そのような保護膜材料の存在は、ポンプ管と放電容器の間のガラス融着の際の突発的な変化に寄与する可能性があるからである。

また放電容器の幾何学的な構造ないし構成のために、前記払拭除去過程はアクセス可能な箇所でしかできないために、ごく僅かな特定箇所でしか管状部材と放電容器間の接合を行うことができない。そのうえさらに設定された箇所における前記払拭過程には時間がかかり、余分な製造ステップにも結び付く。このことは製造過程に費やす時間を長引かせ、製造コストの増加にもつながる。

発明の開示
それ故に本発明の課題は、放電ランプの放電容器の多岐に亘る箇所において放電容器と管状部材の接合が容易にかつ低コストで行える方法を提供することである。このことは、例えばそのバックグランドにおいて様々な接合箇所における材料の突発的な変化の発生を回避することにもつながる。

前記課題は請求項１の特徴部分に記載されている本発明による方法によって解決される。

本発明の方法によれば、放電ランプの放電容器が別個の管状部材と接合される。この放電容器は、管状部材を備えた接合箇所において加熱される。その際に前記接合箇所において軟化した放電容器の材料がまくれ上がり、当該管状部材の内側に当接する。それによって当該放電容器において貫通孔部が形成される。その際接合箇所における軟化された放電容器材料の外側は、管状部材の内側に接触すると共に接合される。この放電容器と管状部材の間の接合領域は、放電容器の多岐に亘る箇所において形成することが可能となる。そのうえさらに当該接合領域における材料の突発的な変化も阻止することができる。

特に前記接合箇所において放電容器内側に保護膜が被着されている場合には、放電容器と管状部材の接合前の当該箇所における保護膜材料の払拭除去はもはや必要なくなる。本発明の方法によれば、放電容器の接合箇所の領域においてこのような保護膜がまだ存在していたとしても（これは特に管状部材との接合箇所には残すべきではない）、このような保護膜によってこれまで引き起こされていた接合領域における突発的な変化の発生が回避できるようになる。

管状部材と放電容器は有利には少なくとも領域毎にガラスから形成される。特に接合箇所には、ガラスからなる構成部が設けられる。

それにより、保護膜のない管状部材内側と、保護膜のない放電容器外側との間だけで直接的な接触接続を形成することが可能となる。

有利には、前記管状部材は放電容器との接合の前に、当該放電容器から離間されて位置付けされてから、前記管状部材の放電容器側の端部の加熱が開始される。この離間は、次のように選定される。すなわち当該箇所での管状部材の十分な加熱の前でも既にそこでは前記両部材の不所望な接触接続が起きないように選定される。但しこの離間は次のように近接される。すなわち当該方法ステップにおいて放電容器外側が、管状部材との設定された接合箇所において少なくとも有利に加熱されるように近接される。

当該方法ステップにおいて設定される管状部材と放電容器の間の離間距離は、特に管状部材の直径と、及び／又は管状部材ないし放電容器の加熱を生ぜしめる熱源の出力と、及び／又は設置箇所ないし接合箇所における放電容器の直径と、及び／又は接合箇所における放電容器の壁厚とに依存している。

そのうえさらに本発明の方法ステップによれば、既に放電容器も相応に不所望な温度負荷にさらされることなく管状部材端部の所定の加熱を行うことが可能となる。

有利にはこの管状部材の、放電容器の外側の方に向いている側の端部は、当該放電容器との接触接続前に、管状部材内部に挿入されている熱源によって加熱される。

まさにこの手法によって管状部材先端の非常に正確に定められた加熱が可能となる。その上さらにこの手法によれば、管状部材端部に対する温度負荷も、所望の長さに亘って非常に正確に行うことが可能となる。

有利には、前記管状部材端部を加熱するための熱源は、放電容器とは反対側の端部から当該管状部材の第１の部分長さ分だけ管状部材内に挿入されている。これにより、管状部材の、放電容器に向いている端部の加熱に対して、管状部材内への熱源の第１の挿入位置が設定され、これは管状部材端部領域の所定の正確な加熱を可能にする。

有利には前記接合箇所における放電容器外側は、前記管状部材の、放電容器に向いている端部の加熱の後で、所定の量だけさらに加熱される。これに関連して場合によって特に有利には、管状部材端部の加熱中に既に行われた放電容器外側の加熱を越えるさらなる加熱が行われてもよい。これに関連して特に放電容器の外側は次のように加熱される。すなわち接合箇所における管状部材と放電容器の確かな設置とそれらの間の接合が保証されるように加熱される。

有利には前記管状部材は、前記放電容器に向いている端部の加熱と放電容器外側のさらなる加熱の後で、接合箇所において放電容器と接触接続される。

特に加熱によって軟化される放電容器の材料には、ガス流が供給される。この供給は次のように行われる。すなわち接合箇所において当該軟化材料がまくれ上がり、前記管状部材の内側に当接するように行われる。これにより、特に放電容器外側の軟化材料の管状部材内側への所定の当接を可能にする方向と位置で、軟化材料のまくれ上がりが、高い信頼性のもとで正確に達成されるものとなる。

放電容器の軟化材料へのガス流の印加は有利には、放電容器を越えて相応のガス流が吹き込まれるように行われてもよい。しかしながらポンプ管を介して次のような吸引ガス流が生じるように行うことも可能である。すなわちその吸引ガス流によって、放電容器の軟化材料の管状部材内部方向へのまくれ上がりが生じるようなガス流である。

この手法によれば、前述したような接触接続の経過と、相応に加熱される放電容器外側への管状部材の設置と、一方では貫通孔部を形成し他方では良好な当接を実行するための軟化材料への吹き込みが非常に迅速に行えるようになる。これらのことは特に非常に迅速に、相互に調整しながら行うことが可能である。なぜならそれらは製造過程中に、同じ箇所において行うことができるからである。

有利には放電容器の内側は管状部材との接合前に保護膜と蛍光膜でコーティング可能である。

特に有利には、放電容器の軟化された材料は隆起した形状で管状部材端部の内側に当接される。これにより、可及的に大きな表面積に亘って効果的な接合が得られる。有利には放電容器に向いた管状部材先端部の加熱の際に、内方へ向けて膨らんだ隆起状部が形成され、当該隆起状部の内側に、前記まくれ上がった放電容器材料外側が当接する。この接合領域においては有利にはその幾何学的構造によって引っかかりの形態が形成される。管状部材内側へ当接した後の放電容器接合箇所における隆起状構造部は、特に漏斗状の形態となり得る。管状部材の先端に形成される隆起状部は有利にはその断面がほぼ円形の内側を有し、この内側に、前述のまくれ上がった放電容器材料が当接して成形されるものとなる。これにより管状部材と放電容器との間において、相互に係合する引っかかり構造が形成される。

特に前記管状部材はポンプ管として構成される。ここではポンプ管としても使用されるし、該ポンプ管を使って放電容器への充填ガスの充填や真空排気も行うことが可能である。しかしながら前記ポンプ管は放電容器と永続的に接合させて専ら水銀源の収容のために用いることも可能である。

有利には、複数の構成要素とそれに対応する箇所の全ての加熱に対して唯一つの熱源のみを使用するようにしてもよい。その場合この熱源は、後続の製造手法に依存してそれぞれ特定の有利な位置に設置される。

また少なくとも２つの熱源を設けることによって、異なる箇所の加熱が行えるようにしてもよい。それに関連してさらにこれらの熱源による対応箇所のその都度の加熱を同時に行ってもよいし、前後にずらして行ってもよい。また異なる箇所の加熱を少なくとも一時的に同時に行うようにしてもよい。

有利には、熱源として、開口形状の炎を有するバーナー、例えばガスバーナーが使用されてもよい。しかしながら前記熱源は電極として構成されていてもよいしプラズマノズルとして構成されていてもよい。またレーザーが熱源として設けられていてもよい。そこでは管状部材内方へのガイドによる熱源が可能である。またこれに関連してレーザー光の発光を相応の光学系を介して拡張し、それによって管状部材の先端部における縁部全体の均一な加熱が生じるように拡散してもよい。

さらにまた熱源としてレーザーを用いる場合において、放電容器に向いた管状部材の先端縁部の加熱及び／又は設定された接合箇所における放電容器外側の加熱が外部から行われるようにしてもよい。

それにより特に有利には管状部材と放電容器の間の接合が当該放電容器の任意の箇所において実施可能になる。なぜなら内側に被着される放電容器保護膜を事前に除去することがもはや不要になるからである。それにより製造時間が短縮され、製造コストも低減する。そのうえさらに比較的低コストな構成のもとで全ての工程が達成できる。なぜならそれに関しては前述したように膜の除去が不要となったので結果として水銀の消費も抑えられるからである。

本発明の方法によって製造された放電ランプの第１実施例の側面図 管部分に接続された放電ランプの放電容器の別の実施例の側面図 幹部分と放電容器の間の接続箇所の概略的断面図

実施例
以下では本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する
なお前記図中において同じ構成要素若しくは機能が同じ構成要素には同じ参照符号が用いられている。

図１の概略的側面図には、放電ランプＩの例示的な１つの実施例が示されている。このランプは小型蛍光灯ランプとして構成されている。放電ランプＩは外包バルブ１を有しており、この外包バルブ１は螺旋状または渦巻き状に曲げられた放電容器２を取り囲んでいる。放電容器２の内側には保護膜、特にＡｌｏｎＣ膜がコーティングされている。この保護膜には蛍光層が被着される。

放電容器２の気密に封止された端部２ａ及び２ｂはケーシング３の内部に延在している。

放電ランプＩの１つの実施形態によれば、ケーシング３の内部に当該放電ランプＩ用の電子作動器（図示せず）が配設されている。外包バルブ１も放電容器２もこのケーシング３と固定的に接合されており、この接合に関しては例えば発泡性の接着剤などが使用されてもよい。

ケーシング３には口金４が固定されており、この口金４は例えばねじ込み口金であってもよい。

特に放電容器２は、それぞれが螺旋状に曲げられた２つの部材からなっており、そのためほぼ二重の螺旋構造となっている。これらの部材の螺旋状の巻回は軸線Ａを中心に形成されている。放電容器２の２つの部材は箇所５において相互に接合している。

放電ランプＩの例示的な１つの実施例によれば、放電容器２の端部２ａに管状部材として第１のポンプ管６があてられている。このポンプ管６には水銀源７が組み込まれる。

さらに図中には例示的に第２の管状部材が第２のポンプ管８として示されており、この第２のポンプ管８も前記箇所５において放電容器２に接合され、放電容器２の巻回部分の内方でほぼ軸方向に沿って垂直方向に延在している。

この第２のポンプ管８にも水銀源が組み込み可能である。しかしながら次のようにすることも可能である。すなわちこの第２のポンプ管８を放電容器２の充填ガスの充填と真空排気に利用し、放電容器の充填と真空排気が終わった後で再び放電容器から分離させることも可能である。

図１中に示されている第２のポンプ管８の設置箇所と放電容器２の幾何学構造はあくまでも例示的なものである。

本発明によれば、第２のポンプ管８は、放電容器２の保護膜が既に被着されている場合であっても放電容器２のほぼ任意の箇所に接合させることができる。つまりこの接合は保護膜の剥離または除去なしで任意の接合箇所において実施することが可能である。

図１に示されている放電容器２の螺旋状の構造の他にも、これに関連して、放電容器２の少なくとも一部の領域をＵ字状に形成してもよい。また多角形的な螺旋形状の形態を放電容器２の幾何学的構造に使用してもよい。

以下では図２に例示的に示されている実施形態に基づいて、ガラスから形成されているポンプ管８とガラスから形成されている放電容器２の間の接合を詳細に説明する。図２には放電容器２が示されており、この放電容器も二重の螺旋構造による形態を有している。この場合当該実施例では２つの端部２ａ、２ｂが垂直方向で下方に向けて配向されているのではなく、外側に向けて斜めに延在している。さらに図２の実施形態によれば、電極９が端部２ｂを越えて放電容器２の内方へ延在しており、この場合はさらに別の電極１０も放電容器２の端部２ａを越えて放電容器２内方の放電空間に延在している。これらの電極は図１では描写されていないが、図１の実施形態においても相応に存在している。

ポンプ管８と放電容器２の接合に対しては、これらの２つの構成要素がまずは別個に完成されて供給される。ポンプ管８は、所望の接合箇所１２において、放電容器２の外側１１から間隔距離ａ分だけ間隔をあけて位置付けされる。当該実施例では、その後で熱源、例えばガスバーナーが、ポンプ管８の内部１５へ挿入される。この場合の挿入は、ポンプ管８の、放電容器２とは反対側の端部１４を越えて、さらに第１の部分長さ分だけ行われる。そして当該熱源１６を用いてポンプ管８の放電容器２側の端部１３が加熱される。場合によっては、当該方法ステップにおいて、前記接合箇所１２の外側１１も僅かに加熱される。前記放電容器側端部１３の縁部に所望の温度が加えられると、熱源１６はポンプ管８内部１５においてさらに放電容器側端部１３の方向に移動される。その結果所望の接合箇所１２における外側１１がさらに加熱され、これによってポンプ管８の当該外側１１への載置と確かな接合が保証されるようになる。

前記放電容器２の外側１１とポンプ管８の放電容器側端部１３が相応に加熱されると、ポンプ管８は所望の接合箇所１２において当該外側１１に載置される。

当該実施例ではこの接触接続の直後に放電容器２の内方においてガス流が生成され、ここのガス流により接合箇所１２において放電容器２の軟らかくなった材料がポンプ管８の内部１５方向へまくれ上げる。これに関連するガス流発生は、例えば端部２ａ、２ｂの開口部の１つを介して行われてもよい。但しこの製造ステップにおいては、図２に例示的に示されているような電極９と１０はまだ挿入されていない。これは端部２ａ，２ｂを介してアクセス可能な開口部を確保するためである。ガス流の生成によって、放電容器２の軟化された壁部材料が次のようにしてポンプ管８の内側１７方向にまくれ上がる。すなわち放電容器２の軟化した材料が放電容器外側１１と共にポンプ管の内側１７に当接するようにである。このような手法によって、ポンプ管８と放電容器２の間の接合領域に保護膜材料が存在することが回避される。これにより、従来技法においてそのような保護膜材料によって引き起こされていた接合領域内の突然の変化が回避される。

また放電容器２の壁部材料の前述したようなまくれ上がりやガスの吹き抜けが、熱源１６の非活動化の後で初めて行われるようにしてもよいし、あるいはこの熱源１６は、接合箇所１２における軟化材料の破断のためにガス流の吹き抜けを起させるべき場合に限って、少なくとも一時的に活動化させるようにしてもよい。

さらに図２に示されている接合箇所１２の位置についてもこれは一例にすぎず、放電容器２のその他の箇所に接合箇所を設けることももちろん可能である。

図３には、放電容器２に接合された状態のポンプ管８が概略的な断面図で示されている。前方側端部１３の加熱によって内方へ向けて膨らんだ隆起１９が生じる。その内側１７には放電容器２の軟化されてまくれ上がった材料２０が形状結合的に当接する。この放電容器２の壁部材料のまくれ上がりにより、さらに貫通孔部１８が生成される。図３の断面図に示されているように、接合箇所１２には放電容器２のまくれ上がった材料２０の襟状の形態が形成される。この形態はこのケースの関連性の中でじょうろないしは漏斗状のものと理解されてもよい。その場合には隆起１９領域においてまくれ上がった材料２０の内側１７への当接によって当該隆起１９後方の係合が形成される。このような構成により、ポンプ管８と放電容器２の間の固着が形成される。またここでは矢印Ｐによって、放電容器２内へガス流の例示的な通流方向が描写されている。このガス流の放電容器２壁部の軟化した材料に対する作用によってまくれ上がりが生じ、それに伴って前述したような貫通孔部１８の形成が可能となる。

前記接合領域の全体においてポンプ管８内側１７と放電容器２外側１１の間の直接的なコンタクト接続が形成される。それにより、この直接的な接合領域においては放電容器２内側２１に形成されている保護膜は存在しなくなる。

Claims (11)

1. 放電ランプ（１）の放電容器（２）と管状部材（６，８）との接合のための方法において、
   管状部材（６，８）を備えた接合箇所（１２）における放電容器（２）を加熱し、
   前記接合箇所（１２）において軟化した放電容器（２）材料がまくれ上がって管状部材（６，８）の内側（１７）に当接し、それによって当該放電容器（２）にて貫通孔部（１８）が形成されるようにしたことを特徴とする方法。
2. 前記管状部材（６，８）は放電容器（２）との接合の前に、当該放電容器（２）から離間されて位置付けされてから、前記管状部材（６，８）の放電容器（２）側の端部（１３）が加熱される、請求項１記載の方法。
3. 前記管状部材（６．８）の、放電容器（２）外側（１１）に向いている端部（１３）は、放電容器（２）との接触接続の前に、前記管状部材（６，８）の内部（１５）に挿入されている熱源（１６）によって加熱される、請求項１または２記載の方法。
4. 管状部材（６，８）の端部（１３）を加熱するための熱源（１６）は、管状部材の第１の部分長さ分だけ放電容器（２）とは反対側の端部（１４）から当該管状部材（６，８）内に挿入される、請求項３記載の方法。
5. 前記接合箇所（１２）における放電容器（２）の外側（１１）は、前記管状部材（６，８）の、放電容器（２）側端部（１３）の加熱の後で、さらに加熱される、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
6. 前記熱源（１６）は、管状部材（６，８）の端部（１３）の加熱の後で、放電容器（２）の外側（１１）の加熱のために、第１の部分長さよりも長い第２の部分長さ分だけ管状部材（６，８）内へ挿入される、請求項３及び５記載の方法。
7. 前記管状部材（６，８）は、前記放電容器（２）側端部（１３）の加熱と放電容器（２）の外側（１１）のさらなる加熱の後で、接合箇所（１２）において放電容器（２）と接触接続される、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
8. 加熱によって軟化される放電容器（２）の材料には、接合箇所（１２）において当該軟化材料がまくれ上がって前記管状部材（６，８）の内側（１７）に当接するように、ガス流が供給される、請求項７記載の方法。
9. 前記放電容器（２）の内側（２１）には、管状部材（６，８）との接合前に保護膜がコーティングされる、請求項１から８いずれか１項記載の方法。
10. 前記放電容器（２）の軟化された材料は膨らみを持った隆起部分として、前記管状部材（６，８）端部（１３）の内側に当接している、請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
11. 前記管状部材（６，８）は、ポンプ管として構成されている、請求項１から１１いずれか１項記載の方法。

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