JP2831404B2

JP2831404B2 - ダブルエンド形高圧放電ランプの製造方法

Info

Publication number: JP2831404B2
Application number: JP1327510A
Authority: JP
Inventors: ユルゲン・ハイダー; デイーター・ラング; リヒヤルト・コツチエンロイター
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1989-12-19
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: EP0374677B1; EP0374677A3; JPH02220328A; HUT52895A; DD290506A5; HU202674B; DE58909144D1; HU896662D0; DE3842772A1; EP0374677A2

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、ダブルエンド形高圧放電ランプであっ
て、該ランプが放電容器の向い合う面に配置された２つ
の溶融シール部もしくは圧潰部を備えた放電容器を有し
ており、前記溶融シール部もしくは圧潰部の中へそれぞ
れ電極系が気密に封入されており、該電極系が放電容器
内に配設された電極と、溶融シール部もしくは圧潰部に
よって封入されたシール箔と、該溶融シール部もしくは
圧潰部からランプ長軸方向に突出している電流供給導体
とから成る前記高圧放電ランプを製造する方法に関す
る。とくにこの発明は、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、最近公共施設の照明や自動車の前照灯などに多く用
いられているが、これらのランプはこれまで両端の開い
た石英管をまず一端を閉じて、つぎに将来の放電容器の
位置に石英ガラスの集結によりオリーブの実の形状に
し、そのあと次の作業工程で初めに閉じていた管端を再
び開き、またポンプ管を放電容器の中心部に取りつけ、
開いている管端内へそれぞれ電極系を挿入し、溶融シー
ルしたあと、充填材と充填ガスをポンプ管を使って放電
容器の中へ入れ、最後にポンプ管を熔かし切るようにし
て製造されていた。

従来のような方法は費用がかかり、作業に集中力を必
要としている。そしてさらにつぎのような欠点がある。
それはどっちみち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）にポンプ管の取りつけ・熔断封止を行うことにより
物質配分の不均一性が発生することであり、これは一方
ではコールド・スポット温度に、ひいてはまたランプの
光色に、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
のランプを光学系に所定の導入をする際の欠点となる。
前記“物質配分の不均一性”は、放電容器の石英壁がポ
ンプ管の封じ込め領域で強度に変動する厚さ、変動する
密度ならびに亀裂のある内部および外部表面を有するこ
とにより生じる。

［発明が解決しようとする課題］この発明の課題は、前記の欠点を排除するために、放
電容器に不均一な材料分布が生じない、当該ランプを簡
単に製造する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、この発明により、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）所定の長さの連続した円筒状石英管を、放電容器を
制限するために所定の箇所で加熱しかつ回転狭窄成形
し、ｂ）予め製造した第１電極系を管の一方端部内へ挿入し
かつ管の軸線に合わせて方向を調整し、ｃ）管を第１電極系のシール箔の部分で加熱しかつ第１
圧潰部を形成し、ｄ）充填物質を管の開いている端部から入れ、ｅ）予め製造した第２電極系を管の開いている端部を通
して挿入しかつ管の軸線に合わせて方向を調整し、ｆ）管の開いている端部を通して充填ガスを導入し、ｇ）管を第２電極系のシール箔の部分で加熱しかつ第２
溶融シール部もしくは圧潰部を形成することにより解決される。

以下合に本発明による方法の有利な実施態様を列記す
る： 1.回転狭窄成形によって生じる２つの狭窄部の一方が他
方に比べてわずかに小さい内径を有している。

2.作業工程ａ）とｃ）の間に不活性ガスを、他方に比べ
て小さくない内径を有する狭窄部よりも他方に比べてわ
ずかに小さい内径を有する狭窄部から更に離れている管
の側から管の中へ導入し、その場合管の内側に不活性ガ
スのせき止部が生じ、これによって狭窄部の間の加熱さ
れた領域がオリーブの実の形状になるようにする。

3.不活性ガスがアルゴンまたは窒素である。

4.作業工程ｃ）の間将来の放電容器の領域を1000℃以下
に保つ。

5.作業工程ｃ）とｄ）の間に放電容器を洗浄ポンプ法を
用いて洗浄する。

6.作業工程ｄ）からｇ）までの間に、圧潰されるべき管
の開いている端部をポンヘッドの中に配設しかつ該端部
をポンプヘッドから離さない。

7.作業工程ｇ）の間に、放電容器の領域を100℃以下に
保つ。

8.放電容器を作業工程ｃ）で1000℃以下におよび作業工
程ｇ）で100℃以下に保つ操作を冷却媒体を使って吹き
つけることにより行う 9.該冷却媒体が空気、窒素またはアルゴンである。

10.作業工程ｃ）とｄ）の間に、放電容器および管をシ
ール箔の領域で少なくとも400℃まで加熱し、かつ同時
にまず真空にしかつこれに続いて不活性ガスを充満させ
る。

11.洗浄ポンプ工程を少なくとも３回実施する。

12.作業工程ｄ）およびｅ）を不活性ガス向流中で実施
する。

13.作業工程ｄ）およびｅ）を実施するためにポンプヘ
ッドが開閉可能な配量弁を備えている。

14.作業工程ｆ）の前に放電容器を真空にする。

15.作業工程ｂ）およびｅ）を実施するために電流供給
導体が管の内側で自己支持する形状を有する。

16.電流供給導体が管の内壁に設けられた少なくとも３
つの折り返し点で支えられている。

17.作業工程ｇ）に続いて、溶融シール部もしくは圧潰
部を越えて突出しており、かつ電流供給導体の、折り返
し点を有する部分が配置されたそれぞれの管端部を全部
あるいは一部切り離す。

［作用］ポンプ工程、充填工程、圧潰工程の全工程の間、管は
ポンプヘッド内に接続されたままになっているので、や
やこしい管の差し込み・取りはずしを省略することがで
きる。この発明による製造方法を用いると製造方法の時
間がかなり短縮される。この放電容器にはもはやポンプ
管がないので、そこには壁厚の違いも、他の種類の不均
一性も生じない。したがってランプの光線放射が従来の
ポンプ管つきランプの場合よりも多く均一化する。それ
ゆえこのランプは光学系への導入に適することとなり、
例えば自動車の前照灯などにおいて明・暗境界のかなり
正確な調節及び配置が重要となるものに用いられる。

［実施例］以下この発明を４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製の
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を保って、まず回転状態に置いた管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を所定の間隔を置いてたがいに設ける
（第1b図）。加熱および成形中は、一方の側から窒素N₂
を１時間に約10の量で管１の中を通過させる。圧潰部
4,5を設けることによって、将来の放電容器６（第1c
図）を、約7.5mmの長さで正確に制限する。狭窄部４は
圧潰部５と比べて小さな内径を有する。このことによっ
て両狭窄部4,5の間で将来の放電容器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の外径を取
るようになる。

つぎの作業工程では、第2a図にみられるように、あら
かじめ形成した管１が保管装置７の中に取りつけられて
いる。この作業工程では、いま下方から開放管端部を通
してあらかじめ製造した電極形（第2b図）を挿入する。
この電極形はタングステン電極からなる電極８、モリブ
デンからなるシール箔９ならびにそれにモリブデンから
なる電流供給導体10から構成されている。電極８はその
放電容器６内にある端部に球11を備えている。電流供給
導体10はｙ−ｚ面でジグザグ状に曲げられており、その
際角度αは、曲げられた電流供給導体10だけｘ−ｚ面か
らずれて45゜より小さく、とりわけ約20゜〜30゜となっ
ている。高さｈ（この高さの値だけ曲げられた電流供給
導体10の折り返し点12はｘ−ｚ面からずれている）は、
管１の内径ｄの半分より大きくなっている。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。
シール箔９はｘ−ｚ面内、したがって曲げられた電流供
給導体10のｙ−ｚ面に対して垂直に方向が調整されてい
る。この種の成形された電極装置は、電流供給導体10の
折り返し点12が管内壁に締め付けられて当接することに
よって、管１の内部に自体で支持される。いったん管の
所定の位置に調節されると、この電極装置はその位置を
管内壁の最終の固定まで維持し続ける。電流供給導体10
を管１の内壁へ確実に支持するために、少なくとも３カ
所の折り返し点12が各供給導体10に設けられている。こ
のように形成した供給導体10は自ら管１の軸線に中心を
合わせされる。このことにより放電容器６の中における
シール箔９のｘ座標での電極８のセンタリングも自動的
に達成される。場合によってはシール箔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
がシール箔９の反りによって起こりうるが、これは圧潰
工程時に補償される。

シール箔９の領域において管１を約2200℃以上の成形
に適した温度にまで加熱する、同時にアルゴン流体Arを
成形された管１の中を通過させる。圧潰温度に達したな
らば、圧潰ジョー13を衝突させて、第１の圧潰部14を形
成させる。まず第１に、その小さな直径の狭窄部４に隣
接する圧潰部を封止する。この片方の圧潰された管１を
いまや支持装置から取りはずし、約1200℃で約６時間高
真空焼きなましを行う。ランプのこの製造工程は第2c図
に描かれている。

つぎにその片方が圧潰された管１のまで開いている端
部の片をパッキンゴム16を有するポンプヘッド15に差し
込む。管１はもはや第２の圧潰部17の形成が終了するま
でこのポンプヘッドから離さない。圧潰ジョー13はすで
に第２圧潰部17を形成する準備ができている。洗浄ポン
プ方法を使って、放電容器６をこの作業位置で洗浄す
る。このために放電容易６ならびにシール箔９の領域を
少なくとも400℃まで加熱し、そしてこの加熱された放
電容器６をまず真空にした後にアルゴンを充満させる。
この洗浄ポンプ工程は加熱された放電容器６の場合だと
４回くり返す。これに続いて、再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18および水銀玉
19からなる充填物質（第3b図）とさらに第２の電極形を
挿入する（第2b図）。こ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５を通して放電容器６中に入
れる。この電極系は、さきほどの第１圧潰部14の下準備
のところで述べたように、この電極装置にあらかじめ決
められた位置に自己支持して調整されているので、電極
８は放電容器６の内側に配設されかつ両電極８の球11の
間隔はその所定の値を正確に保っている。この工程はポ
ンプヘッド15を貫通して不活性ガスの向流中で行う。ポ
ンプヘッド15にはこのために開閉できる配量弁（図示な
し）が設けられている。これによって放電容器６の中へ
新たな不純物が入らなくなる。そのあとこの配量弁を再
び閉じ、放電容器６を真空にし、最終な充填ガスである
アルゴンを充満させる。その際冷却充満圧は約500ミリ
バールに達し、放電容器６を取り囲む気圧よりも小さく
なっている。

このあとすでに第１圧潰部14で説明したように、第２
の電極装置のシール箔９の周囲の領域を約2200℃の圧潰
温度にまで加熱して、第２の電極系を封じ込めることに
よってランプ封止する。該加熱構成および第２圧潰部17
の形成工程中、放電容器６の領域を約−50℃に冷却した
窒素を使って100℃まで冷やし続けて金属ハロゲン化物1
8と水銀19の蒸発を防止する。

続いて、ランプをポンプヘッド15から取りはずし、圧
潰部14,17を越えて延びている管端部１を切除する。こ
のようにして完成した金属ハロゲン化物高圧放電ランプ
20が第４図に示されている。

【図面の簡単な説明】

第1a図〜第1c図はあらかじめ成形された放電容器の製造
工程の略示図、第2a〜2c図は圧潰装置内の放電容器の第
１圧潰部の製造工程の略示図、第3aおよび3b図はポンプ
・圧潰装置内の放電容器の第２圧潰部の製造工程の略示
図、および第４図は完成した金属ハロゲン化物高圧放電
管の略示断面図である。１……管、２……炎、３……成形ローラ、4,5……狭窄
部、６……放電容器、７……支持装置、８……タングス
テン電極、９……シール箔、10……電流供給導体、11…
…球、12……折り返し点、13……圧搾ジョー、14……第
１圧潰部、５……ポンプヘッド、16……パッキンゴム、
17……第２圧潰部、18……金属ハロゲン化物ピル、19…
…水銀玉、20……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)発明者リヒヤルト・コツチエンロイタードイツ連邦共和国ミユンヘン81・ヨハネスキルヒナーシユトラーセ 149 (56)参考文献特開昭49−43474（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−157131（ＪＰ，Ａ) 特開昭50−22479（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 9/32

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】放電容器の向い合う側に配置された２つの
溶融シール部もしくは圧潰部（14,17）を備えた放電容
器（６）を有しており、前記溶融シール部もしくは圧潰
部の中へそれぞれ電極系が気密に封入されており、該電
極系が放電容器（６）内に配設された電極（８）と、溶
融シール部もしくは圧潰部（14,17）によって封入され
たシール箔（９）と、該溶融シール部もしくは圧潰部
（14,17）からランプ長軸方向に突出している電流供給
導体（10）とからなるダブルエンド形高圧放電ランプ
（20）を製造する方法において、ａ）所定の長さの連続した円筒状石英管（１）を、放電
容器（６）を制限するために所定の２箇所で加熱しかつ
回転狭窄成形し、ｂ）予め製造した第１電極系を管（１）の一方端部内へ
挿入しかつ該電極系の位置を調整し、ｃ）管（１）を第１電極系のシール箔（９）の部分で加
熱しかつ第１溶融シール部もしくは圧潰部（14）を形成
し、ｄ）充填物質（18,19）を管（１）の開いている端部か
ら入れ、ｅ）予め製造した第２電極系（8,9,10）を管（１）の開
いている端部を通して挿入しかつ該電極系の位置を調整
し、ｆ）管（１）の開いている端部を通して充填ガスを導入
し、ｇ）管（１）を第２電極系のシール箔（９）の部分で加
熱しかつ第２溶融シール部もしくは圧潰部（17）を形成
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。
【請求項２】回転狭窄成形によって生じる２つの狭窄部
（4,5）の一方が他方に比べてわずかに小さい内径を有
している、請求項１記載の方法。
【請求項３】作業工程ａ）とｃ）の間に不活性ガスを、
他方に比べて小さくない内径を有する狭窄部（５）より
も他方に比べてわずかに小さい内径を有する狭窄部
（４）から更に離れている管の側から管（１）の中へ導
入し、その場合管（１）の内側に不活性ガスのせき止部
が生じ、これによって狭窄部（4,5）の間に加熱された
領域がオリーブの実の形状になるようにする、請求項２
記載の方法。
【請求項４】不活性ガスがアルゴンまたは窒素である、
請求項３記載の方法。
【請求項５】作業工程ｃ）の間将来の放電容器（６）の
領域を1000℃以下に保つ、請求項１から４までのいずれ
か１項記載の方法。
【請求項６】作業工程ｃ）とｄ）の間に放電容器（６）
を洗浄ポンプ法を用いて洗浄する、請求項１から５まで
のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】作業工程ｄ）からｇ）までの間に、圧潰さ
れるべき管（１）の開いている端部をポンプヘッド（1
5）の中に配設しかつ該端部をポンプヘッドから離さな
い、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】作業工程ｇ）の間に、放電容器（６）の領
域を100℃以下に保つ、請求項１から７までのいずれか
１項記載の方法。
【請求項９】放電容器（６）を作業工程ｃ）で1000℃以
下におよび作業工程ｇ）で100℃以下に保つ操作を冷却
媒体を使って吹きつけることにより行う、請求項５また
は８記載の方法。
【請求項１０】該冷却媒体が空気、窒素またはアルゴン
である、請求項９記載の方法。
【請求項１１】作業工程ｃ）とｄ）の間に、放電容器
（６）および管（１）をシール箔（９）の領域で少なく
とも400℃にまで加熱し、かつ同時にまず真空にしかつ
これに続いて不活性ガスを充満させる、請求項６記載の
方法。
【請求項１２】洗浄ポンプ工程を少なくとも３回実施す
る、請求項６記載の方法。
【請求項１３】作業工程ｄ）およびｅ）を不活性ガス向
流中で実施する、請求項１から12までのいずれか１項記
載の方法。
【請求項１４】作業工程ｄ）およびｅ）を実施するため
にポンプヘッド（15）が開閉可能な配量弁を備えてい
る、請求項７記載の方法。
【請求項１５】作業工程ｆ）の前に放電容器（６）を真
空にする、請求項１から14までのいずれか１項記載の方
法。
【請求項１６】作業工程ｄ）およびｅ）を実施するため
に電流供給導体（10）が管（１）の内側で自己支持する
形状を有する、請求項１から15までのいずれか１項記載
の方法。
【請求項１７】電流供給導体（10）が管（１）の内壁に
設けられた少なくとも３つの折り返し点（12）で支えら
れている、請求項16記載の方法。
【請求項１８】作業工程ｇ）に続いて、溶融シール部も
しくは圧潰部（14,17）を越えて突出しており、かつ電
流供給導体（10）の折り返し点（12）を有する部分が配
置されたそれぞれの管端部（１）を全部あるいは一部切
り離す、請求項１から17までのいずれか１項記載の方
法。