JP2804134B2 - ダブルエンド形高圧放電ランプの製造方法 - Google Patents

ダブルエンド形高圧放電ランプの製造方法

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JP2804134B2 JP1327508A JP32750889A JP2804134B2 JP 2804134 B2 JP2804134 B2 JP 2804134B2 JP 1327508 A JP1327508 A JP 1327508A JP 32750889 A JP32750889 A JP 32750889A JP 2804134 B2 JP2804134 B2 JP 2804134B2
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    • H01J9/24Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases
    • H01J9/245Manufacture or joining of vessels, leading-in conductors or bases specially adapted for gas discharge tubes or lamps
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ランプが放電容器を有し、該放電容器は対
向した側に配置された2つの圧潰封止部を有し、該圧潰
封止部中にそれぞれ1つの電極系が気密に封着されてお
り、該電極系は放電容器内に配設された電極と、圧潰封
止部によって埋め込まれたパッキンホイルと、圧潰封止
部からランプ長軸方向に突出しているリード線とから成
るダブルエンド形高圧放電ランプを製造する方法に関す
る。本発明は特に最高50Wの出力の金属ハロゲン化物高
圧放電ランプの製造方法に関する。
[従来の技術] 50W出力の金属ハロゲン化物高圧放電ランプといえ
ば、一般照明や自動車の前照灯などに多く用いられてい
るが、これらのランプは従来以下のようにして製造され
た。まず、両端の開いた石英管の一端を閉じて、次に完
成時の放電容器の位置で石英ガラスの集結によりオリー
ブの実の形状を形成し、そのあと次の作業工程で初めに
閉じていた管端をふたたび開き、またポンプ管を放電容
器の中央壁に取り付ける。開いている管端内へそれぞれ
電極系を挿入し、溶融した後、充填物質と充填ガスをポ
ンプ管を使って放電容器の中へ入れ、最後にポンプ管を
溶断する。
このように費用がかかり、作業に集中力のいる従来の
製造方法には、さらに次のような重大な欠点がある。そ
れは程度の差こそあれごく小さな放電容器(その長さが
わずか約7.5mm、その直径がわずか約5.5mmしかないよう
なもの)にポンプ管の取付けかつ溶断封止を行うことに
より材質配分の不均一性が発生することであり、これは
コールド・スポット温度に、ひいてはまたランプの光色
悪影響を及ぼすし、他方ではまたランプから発せられる
光を再現不能なほどに散乱させ、このことはこのランプ
の光学系における所定の導入の際の欠点として認識され
る。
[発明が解決しようとする課題] この発明の課題は、前記欠点を排除するために、不均
一な材質配分が放電容器に生じない、当該のランプを簡
単な製造方法を提供することであった。
[課題を解決するための手段] 前記課題は、本発明により、冒頭に記載した形式のダ
ブルエンド形高圧放電ランプを製造する方法において、 a)所定の長さの石英からなる同一径を有する円筒状管
を所定の2箇所で加熱しかつ回転狭窄成形して小径部を
形成し、 b)予め製造した第1電極系を管の一方端部に挿入しか
つ管の軸線に対して方向を調整し、 c)管を第1電極系のパッキンホイルの部分で加熱しか
つ第1圧潰封止部の形の封止部を製造し、 d)充填物質と充填ガスとを管のまだ開いている第2端
部を経て導入し、 e)予め製造した第2電極系を管のまだ開いている第2
端部を通して挿入しかつ管の軸線に対して方向を調整
し、 f)管を第2電極系のパッキンホイルの部分で加熱しか
つ第2圧潰封止部の形の封止部を製造し、この工程中、
放電容器の領域を冷却窒素によって冷却することによっ
り100℃未満に保持する ことにより解決される。
請求項2以降には、本発明による有利な実施態様が列
記されている。
本発明の有利な1実施態様によれば、作業工程c)の
間中、第1の電極系を封止する際に変形を回避するため
に放電容器の領域を約1000℃未満に冷却する。放電容器
の充填および封止の作業工程はグローブボックスのハイ
クリーン雰囲気内で行われるため、異種ガス例えばH2,O
2およびH2Oによる汚染が極力抑えられる。まだ開いてい
る管をグローブボックス内で加熱することにより、この
領域の気体分子密度が低下せしめられる。このことか
ら、グローブボックス内でのプラズマバーナによる封止
後および放電容器の冷却後に、この放電容器の内部にあ
る程度の減圧が生じ、この減圧は、約100℃未満への温
度降下と結びつき、グローブボックス外での第2圧潰部
を製造することを可能にする。前記の製造方法により、
製造時間の著しい短縮および全製造方法の簡略化が達成
される。放電容器にもはやポンプ管が存在しないことに
基づき、そこには異なる壁厚も不均一性もなくなる。こ
のことによりランプの光線放射は、従来のポンプ管付き
ランプと比べて非常に均一となる。それゆえ、このラン
プは、明暗境界の著しく精確な調整および配置が重要で
ある光学系、たとえば自転車の前照灯で使用するために
特に好適である。
[実施例] この発明を、以下5つの図面を用いてより詳しく説明
する。
第1a図は約150mmの長さで切断された石英ガラスから
なる管1を示している。この管1の外径は約4.5mm、内
径は約2mmである。
炎2を用いて、まず回転状態におかれた管1を加熱
し、次いで変形温度に達したら成形ローラ3を用いて同
時に2つの狭窄部4,5を中央にかつ互いに所定の間隔を
おいて設ける(第1b図)。加熱および成形中には一方の
側から窒素N2を101/hの量で管1の中を通過させる。狭
窄部4,5を設けることによって、完成時の放電容器6
(第1c図)を約7.5mmの長さに正確に制限する、狭窄部
4は狭窄部5と比べて小さな内径となっている。このこ
とによって両狭窄部4,5の間で完成時の放電容器6の加
熱領域において窒素流N2のガスせき止め部Pが発生し、
その結果この加熱領域は多少膨らみオリーブの実の形状
の楕円形となる。そのオリーブの実の形状は約5.5mmの
外径をとるようになる。
次の作業工程では、予め製造した電極系(第2図)
を、小さい方の直径をもつ狭窄部4を有する管1の端部
内に圧潰封止する。この電極系はタングステンからなる
電極7、モリブデンからなるパッキンホイル8並びにモ
リブデンからなるリード線9から構成されている。電極
7はその放電容器6内にある端部に球10を備えている、
リード線9はy−z面でジグザグ状に曲げられており、
その際曲げられたリード線9をx−z面から変位させる
角度αは、45゜より小さく、特に約20゜〜30゜である。
曲げられたリード線9の折り返し点11のx−z面から変
位する高さhは、管1の内径dの半分より大きい。実際
には、h≒0.55dに対応した関係が適切であることが判
明した。パッキンホイル8はx−z面内に整列されてい
る、したがって曲げられたリード線9のy−z面に対し
て垂直である。このように成形された電極系は、管自体
がリード線9の折り目または折り返し点11を締め付けて
管内壁に当接させることにより、管内に支持される。い
ったん管の所定の位置に調節されると、この電極系はそ
の位置を最終的に固定されるまで保持する。リード線9
を管1の内壁へ確実に支持するために、少なくとも3つ
の折り返し点11が各リード線9に設けられている。この
ように構成されたリード線9は、自体から管1の軸線に
心合わせされる。このことにより放電容器6の中におけ
るパッキンホイル8のx座標での電極7のセンタリング
も自動的に達成される。場合によってはパッキンホイル
8の面に対して垂直方向へのすなわちy座標内でのセン
タリングのズレが例えばパッキンホイル8の反りによっ
て起こりうるが、これは圧潰工程時に修正される。
第3図から解るように、引き続き第1圧潰部12に作
る。このためには、管1をパッキンホイル8の領域にお
いて成形に適した約2200℃以上の温度にまで加熱する。
同時に、アルゴン流を成形管1の中を通過させる。圧搾
温度に達したならば第1圧潰部12を作る。まず第1にこ
の小さい方の直径の狭窄部4に隣接する圧潰部を封止す
る。この圧潰部の製造それ自体はランプの製造分野の当
業者には周知の工程であるので、図には特に示していな
い。
この第1圧潰部12を備えた管1を次いで浄化のために
グローブボックスに入れて400℃により高い温度でかつ
5×10-5ミリバールより低い圧力で高真空焼きなましを
行う。このグローブボックス13にはアルゴンが充填され
ている。充填圧は周囲の大気圧と比べて数10ミリバール
以上も違わない。グローブボックス13の充填ガスアルゴ
ンは金属ハロゲン化物高圧放電ランプの完成後の充填ガ
スに一致している。グローブボックス13内の作業工程
は、第4図に示されている。
第4a図はグローブボックス13内にある第3図の一方側
が圧潰されたランプを示す。つぎに、ふたたび冷たくな
った放電容器6の中へまず金属ハロゲン化物ピル14を水
銀玉15からなる充填物質とさらに第2の電極系を挿入す
る(第4b図)。これらの充填物質は、大きい方の直径を
もつまだ開いている狭窄部を経て放電容器6の中へ挿入
する。この電極系は、既に第1圧潰部12の準備段階にお
けると同様に、この電極系に予め決められた位置で自己
支持して位置が調整されているので、電極7は放電容器
6の内側に配設されかつ両電極7の球10の間隔はその所
定の値を正確に保っている。その後、石英管1の開放端
部をグローブボックス13の内部においてプラズマバーナ
16またはレーザを使って溶融密封する(第4c図)、それ
によりなお溶融先端部17(第4d図)だけがなお残ってい
る。このようにして予め製造したランプを冷却すると、
放電容器の内部の低下した気体分子密度に基づき周囲大
気圧より約300ミリバール低い充填圧が生じる。つぎ
に、前製造したランプを再びグローブボックス13から取
り出す。その後、すでに第1圧潰部12において説明した
ように、第2の電極系のパッキンホイル8の周囲の領域
を約2200℃の圧潰温度にまで加熱して、第2の電極系を
封止することによって第2圧潰部18(第5図)を形成す
る。この加熱および圧潰工程中、放電容器6の領域を冷
却した窒素を用いて100℃未満に冷却し、金属ハロゲン
化物14および水銀15の蒸発を防止する。
ついで、ランプを圧潰装置から取り出し、圧潰部12,1
8から突出している管端部1を切除する。同じくリード
線9のジグザグ形成部も除去することができる。このよ
うにして出来上がった金属ハロゲン化物高圧放電ランプ
19が第5図に示されている。
【図面の簡単な説明】
第1a図〜第1c図は放電容器の予備製造工程の略示図、第
2図は電極系の略示図、第3図は第1の圧潰部が形成さ
れた放電容器の部分断面図、第4a図〜第4d図はグローブ
ボックス内での加工工程の略示図、第5図は完成した金
属ハロゲン化物高圧放電容器の断面図である。 1……管、2……炎、3……成形ローラ、4,5……狭窄
部、6……放電容器、7……タングステン電極、8……
パッキンホイル、9……リード線、10……球、11……折
り返し点、12……第1圧潰部、13……グローブボック
ス、14……ハロゲンピル、15……水銀玉、16……プラズ
マバーナ、17……溶融先端部、18……第2圧潰部、19…
…金属ハロゲン化物高圧放電ランプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハルトムート・バスチアン ドイツ連邦共和国フオイヒトヴアンゲ ン・ヴアルクミユールヴエーク 35 (56)参考文献 特開 昭60−127633(JP,A) 特開 昭51−128179(JP,A) 特開 平2−220328(JP,A) 特許2723638(JP,B2) 特公 昭47−8436(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 9/32 H01J 9/395

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ランプが放電容器(6)を有し、該放電容
    器は対向した側に配置された2つの圧潰封止部(12,1
    8)を有し、該圧潰封止部中にそれぞれ1つの電極系
    (7,8,9)が気密に封着されており、該電極系は放電容
    器(6)内に配設された電極(7)と、圧潰封止部(1
    2,18)によって埋め込まれたパッキンホイル(8)と、
    圧潰封止部(12,18)からランプ長軸方向に突出してい
    るリード線(9)とから成るダブルエンド形高圧放電ラ
    ンプを製造する方法において、 a)所定の長さの石英からなる同一径を有する円筒状管
    (1)を所定の2箇所で加熱しかつ回転狭窄成形して小
    径部を形成し、 b)予め製造した第1電極系を管(1)の一方端部に挿
    入しかつ管の軸線に対して方向を調整し、 c)管(1)を第1電極系(7,8,9)のパッキンホイル
    (8)の部分で加熱しかつ第1圧潰封止部(12)の形の
    封止部を製造し、 d)充填物質(14,15)と充填ガスとを管(1)のまだ
    開いている第2端部を経て導入し、 e)予め製造した第2電極系(7,8,9)を管(1)のま
    だ開いている第2端部を通して挿入しかつ管の軸線に対
    して方向を調整し、 f)管(1)を第2電極系(7,8,9)のパッキンホイル
    (8)の部分で加熱しかつ第2圧潰封止部(18)の形の
    封止部を製造し、この工程中、放電容器(6)の領域を
    冷却窒素によって冷却することにより100℃未満に保持
    する ことを特徴とする、ダブルエンド形高圧放電ランプの製
    造方法。
  2. 【請求項2】作業工程a)〜c)の間中、不活性ガス流
    を開いた管(1)を貫流させる請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】作業工程c)の間中、放電容器(6)の領
    域を約1000℃未満に冷却する請求項1または2記載の方
    法。
  4. 【請求項4】作業工程d)およびe)をグローブボック
    ス(13)内で実施する請求項1から3までのいずれか1
    項記載の方法。
  5. 【請求項5】作業工程e)の後で、管(1)のまだ開い
    ている第2端部をグローブボックス(13)内で加熱装置
    を使って加熱する請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】グローブボックス(13)内で加熱の後で、
    管(1)のまだ開いている端部をプラズマバーナ(16)
    またはレーザにより溶融密封する、請求項4または5項
    記載の方法。
  7. 【請求項7】作業工程b)およびe)を実施するために
    リード線(9)が管(1)の内部にて自己支持する形状
    を有する請求項1から6までのいずれか1項記載の方
    法。
  8. 【請求項8】リード線(9)が少なくとも3つの支持点
    で管(1)の内壁に支持されている請求項7記載の方
    法。
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