JP3458756B2 - 放電ランプ - Google Patents

放電ランプ

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JP3458756B2 JP08532399A JP8532399A JP3458756B2 JP 3458756 B2 JP3458756 B2 JP 3458756B2 JP 08532399 A JP08532399 A JP 08532399A JP 8532399 A JP8532399 A JP 8532399A JP 3458756 B2 JP3458756 B2 JP 3458756B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光化学産業分野、
半導体デバイスの製造分野などで使用されるショートア
ーク型放電ランプの封じ管内の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】ショートアーク型放電ランプは、図1に
示すように、石英ガラス製の発光管1の中に陽極2と陰
極3が対向配置されており、前記陽極2と陰極3へは金
属ベース6から外部リード線部8、電極支持棒4を通し
て給電される。気密封止は、電極支持棒4であるタング
ステン(W)の膨張率と封じ管10の材料である石英ガ
ラス(SiO2)の膨張率の中間の膨張率を有する複数
の断継ぎシールガラスを膨張率の順に継ぎ合わせて段継
ぎ部5を形成してなされている。そして電極支持棒4の
先端に取り付けられた重い電極は、保持部材としての肉
厚の中空石英ガラス製の管状部材20に支えられ、封じ
管10の該管状部材20の外側から加熱溶融して確実に
保持された構造になる。
【0003】そして発光管1内には適量の水銀および/
またはガスが封入され、金属ベース6から電流供給され
ると共に陽極2と陰極3の間でアーク放電を生じさせる
構造となっている。封じ管外方部11から突出した電極
支持棒4はその外端部で外部リード部8と突き合わせ溶
接等で接合され、外部リード部8は金属ベース6とロウ
付け部9で接合される。なお、記号7は接着剤である。
【0004】図1に示す従来型放電ランプの場合、保持
部材である肉厚の中空石英ガラス製の管状部材20の外
周面と封じ管10内周面とを溶着することにより電極支
持棒4は管状部材20に支えられているが、この場合に
図1中の記号20Aの部分および記号20Bの部分に加
熱溶融して後、冷却された際に、熱歪みが残留し、放電
ランプが長時間、高圧力で動作するときに記号20Aま
たは記号20Bの位置に亀裂が発生したり、また、亀裂
が発生することにより破裂を生じる恐れがあった。すな
わち、製品としての品質、信頼性に若干の問題を抱えて
いた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、本発明の目的
は、長い時間に亘り高圧力で動作した場合でも、電極支
持棒を保持するための保持部材と封じ管との溶着部分に
おいて亀裂が発生したり、その亀裂が発生することによ
り破裂を生じたりということのない、安全な信頼性の高
い放電ランプを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、発光管に連設された封じ
管内で、その先端に電極を有する電極支持棒を、その中
央に該電極支持棒の挿通孔のある保持部材で保持した構
造を有する放電ランプであって、該保持部材が石英ガラ
ス製の管状部材であって、該管状部材の一端側である発
光管側端部域の外径を、他端側の端部域の外径より大き
くし、一端側端部域の外周にMo製箔部材を配置したこ
とを特徴とする放電ランプとする。
【0007】また、請求項2に記載の発明は、前記管状
部材の発光管側である一端側をラッパ状に拡開して、該
ラッパ状に拡開した管状部材の端部の外径を陽極の直径
に略等しくしたことを特徴とする放電ランプとする。
【0008】
【0009】
【作用】保持部材が石英ガラス製の管状部材であって、
該管状部材の一端側である発光管側端部域の外径を、他
端側の端部域の外径より大きくし、一端側端部域の外周
にMo製箔部材を配置することにより、封じ管の発光管
側端部が加熱工程で収縮した場合に、Mo製箔部材が間
に存在することによって、封じ管の発光管側端部と保持
部材が直接接することがなく、したがって管状部材と封
じ管とが溶着することがないので熱歪みが残留しない。
【0010】とくに、保持部材が石英ガラス製の管状部
材であって、その発光管側端部域をラッパ状に拡開し
て、当該ラッパ状に拡開した管状部材の端部の外径を陽
極の直径に略等しくすると、封じ管に発光管側端部の加
熱工程時に縮径させる量を少なくすることができる。
【0011】
【0012】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態として、
本発明に係る放電ランプの構造について説明する。図2
に実施例として、ショートアーク型放電ランプの断面図
を示す。石英ガラス製の発光管1の中に陽極2と陰極3
が対向配置されており、前記陽極2と陰極3にはランプ
外部から給電される。そして、先端に陽極2、陰極3を
取り付けられたそれぞれの電極支持棒4、4は、保持部
材である、発光管側端部域をラッパ状に拡開した管状部
材30、30に支えられている。
【0013】該管状部材30の発光管側端部域の外周部
31はMo箔部材40で被覆されている。図4(a)に
は、封じ管10内に置かれた状態の、Mo製箔部材40
を被覆した該管状部材30の拡大断面図を示す。なお、
Mo製箔部材40は薄い厚みであるが、便宜上厚めに示
してある。図5には、管状部材30の斜視図を示してお
り、図6にはMo製箔部材40の斜視図を示す。
【0014】図6に示すように、Mo製箔部材40は中
央に電極支持棒4が挿通する孔41を有しており、箔の
厚みは例えば10〜15μmであって、該管状部材30
の発光管側端部域の外周部31に被覆される。そして、
Mo製箔部材40は該管状部材30の発光管側端部域を
包むように折り曲げられて該管状部材30に保持されて
いる。図4(b)には、封じ管内方部12を加熱縮径さ
せて管状部材30を固定した様子を示すが、図4(a)
の状態で、封じ管10内を減圧状態にして、封じ管内方
部12を加熱縮径させる。すなわち、封じ管内方部12
の内面が管状部材30と、Mo製箔部材40をその間に
挟んだ形で当接するまで加熱縮径させる。そして、電極
支持棒4は管状部材30に挿通された形で保持される。
【0015】ここで、Mo製箔部材40を管状部材30
の発光管側端部域を包むように折り曲げるのは、封じ管
内方部12を加熱縮径させる際に、Mo製箔部材40を
保持するためであって、本発明においては管状部材30
の発光管側端部の外周部31をMo製箔部材40が覆っ
てさえいれば良い。
【0016】本発明に係る放電ランプの、他の実施例と
して、気密封止のために段継ぎガラスによるシール構造
を採用せずに、傾斜機能材料を用いたシール構造を採用
した放電ランプについて図3を用いて説明する。封じ管
10を傾斜機能材料製の閉塞体50で閉塞している。傾
斜機能材料製の閉塞体50は、略柱状であって、例えば
シリカとモリブデンからなり、一端部51から他端部5
2にかけてシリカとモリブデン両者の割合を徐々にある
いは段階的に変化させ、一端部51をシリカに富む組成
にして絶縁性とし、他端部52をモリブデンに富む導電
性とした焼結体であり、電極支持棒4は閉塞体50を貫
通して該閉塞体50と一体に焼結されている。
【0017】なお、この例では、ランプの気密性をより
確実なものとするために、閉塞体50の他端部51の端
面にロウ付け部53を設けたものを示している。そして
シリカ成分が多く石英ガラスの膨張係数に近い膨張係数
を有する一端部51に封じ管外方部11を被せて加熱し
て溶着封止させている。そして、気密封止のために段継
ぎガラスによるシール構造を採用した場合である図1の
例と同じように、図4(a)の状態にして、封じ管10
内を減圧状態にして、封じ管内方部12を加熱縮径させ
る。すなわち、封じ管内方部12の内面が、Mo製箔部
材40をその間に挟んだ形で、管状部材30と当接する
まで加熱縮径させる。そして、電極支持棒4は管状部材
30に挿通された形で保持される。
【0018】[耐圧力試験]次に本発明の放電ランプの特
性を確認するために行った、耐圧力試験の結果に付いて
示す。本願において行った耐圧力試験とは、放電ランプ
の発光管にあるチップ管部から窒素ガスを加圧封入して
一定の圧力に保って1時間保持したとき、破裂するか否
かを確認する試験である。図9の表にその試験結果を示
す。
【0019】従来の段継ぎシール方式であって、均一厚
みの肉厚ガラス製の管状部材を封じ管と溶着した図1に
示したような放電ランプ(No.1)と、従来の段継ぎ
方式であって発光管側端部域をラッパ状に拡開した管状
部材にMo製箔部材を被せて封じ管と固定した図2に示
したような放電ランプ(No.2)と、傾斜機能材料製
の閉塞体を使用した放電ランプであって、発光管側端部
域をラッパ状に拡開した管状部材にMo製箔部材を被せ
て封じ管と固定した図3に示した放電ランプ(No.
3)をそれぞれ20本準備した。消費電力等のランプ仕
様は全て同じで、4000W、電流100A、電圧40
Vである。
【0020】No.1のランプは50Kg/cm2の圧
力で1時間保持した結果、1本の破裂を確認した。N
o.2およびNo.3のランプでは50Kg/cm2
圧力で1時間保持しても1本の破裂もなく、65Kg/
cm2にして初めてそれぞれ1本づつ破裂したに過ぎな
い。
【0021】[連続動作試験]次に連続動作試験について
その結果を示す。本願において行った連続動作試験と
は、放電ランプの2000時間の連続点灯を行い、封じ
管の亀裂あるいは、亀裂に起因する破裂の有無を確認す
るために試験である。図10の表にその試験結果を示
す。
【0022】上記耐圧力試験のときと同じ仕様でNo.
1、No.2およびNo.3のランプをそれぞれ20本
づつランプを準備し、2000時間の連続点灯を実施し
た。その結果、No.1のランプにだけ2本亀裂が発生
した。
【0023】以上の実験結果から明らかなように、N
o.2やNo.3に示したように、ラッパ状に拡開した
管状部材にMo製箔部材を被せて封じ管と固定した構成
にすることによって、封じ管内方部が加熱工程で収縮し
た場合に、このMo製箔部材により管状部材外面と封じ
管内面が溶着することなく歪みの発生も皆無となり、重
い電極を取り付けた電極支持棒を確実に保持した。
【0024】本発明においては、石英ガラス製の保持部
材の替りに、Mo製のリング状部材を使用してもよい。
この場合は、図7に示すように、電極支持棒4には、保
持部材として、陽極2と略同一径のMo製のリング状部
材60が、Mo製あるいはTa(タンタル)製の留め具
70で溶接固定され、さらにMo製箔部材40がMo製
のリング状部材60の外周を覆うように取り付けられて
いる。具体的にはMo製のリング状部材60は外径が陽
極径と略同一で厚みは0.5〜4.0mmである。Mo
製のリング状部材60の外周部はMo箔部材40で被覆
されている。図8(a)に封じ管10内に置かれた、M
o製箔部材40を被覆した該リング状部材60の拡大断
面図を示す。
【0025】Mo製箔部材は厚み10〜15μmであっ
て、該リング状部材60の外周部61に被覆され、、該
リング状部材60の外周部61を包むように折り曲げら
れて該リング状部材60に保持される。そして、この状
態で封じ管10内に挿入されて、封じ管10内を減圧状
態にして、封じ管10の発光管側端部を加熱縮径させて
図8(b)に示すように電極支持棒4を保持する。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、重い電極を取り付けた
電極支持棒が保持部材に確実に保持されて、長い時間に
亘り高圧力で動作した場合でも、電極支持棒を保持する
ための保持部材と封じ管との接合部分において亀裂が発
生したりせず、ランプ内の封入物が漏れたりしない、安
全な信頼性の高い放電ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の放電ランプの断面図を示す。
【図2】 本発明の放電ランプの断面図を示す。
【図3】 本発明の放電ランプであって、傾斜機能材料
製の閉塞体を使用した例を示す。
【図4】 本発明の放電ランプの封じ管内におけるMo
製箔部材を被覆した管状部材の様子を表した拡大断面図
を示す。
【図5】 管状部材を模式的に表した斜視図を示す。
【図6】 Mo製箔部材を模式的に表した斜視図を示
す。
【図7】 本発明の別の実施例の放電ランプの断面図を
示す。
【図8】 本発明の放電ランプの封じ管内におけるMo
製箔部材を被覆したMo製リング状部材の様子を表した
拡大断面図を示す。
【図9】 耐圧力試験結果を示す。
【図10】 連続動作試験結果を示す。
【符号の説明】
1 発光管 2 陽極 3 陰極 4 電極支持棒 5 段継ぎ部 6 金属ベース 7 接着剤 8 外部リード部 9 ロウ付け部 10 封じ管 11 封じ管外方部 12 封じ管内方部 20 管状部材 30 ラッパ状に拡開した管状部材 31 外周部 40 Mo製箔部材 41 孔 50 閉塞体 51 一端部 52 他端部 53 ロウ封着部 60 Mo製リング状部材 61 外周部 70 留め具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/36

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光管に連設された封じ管内で、その先
    端に電極を有する電極支持棒を、その中央に該電極支持
    棒用の挿通孔のある保持部材で保持した構造を有する放
    電ランプにおいて、該保持部材が石英ガラス製の管状部
    材であって、該管状部材の一端側である発光管側端部域
    の外径を、他端側の端部域の外径より大きくし、一端側
    端部域の外周にMo製箔部材を配置したことを特徴とす
    る放電ランプ。
  2. 【請求項2】 前記管状部材の一端側をラッパ状に拡開
    して、該ラッパ状に拡開した管状部材の端部の外径を陽
    極の直径に略等しくした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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CN106783522A (zh) * 2016-12-15 2017-05-31 张念祖 一种高使用寿命的短弧汞氙灯

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