JP4903262B2 - 電極用の保持装置を備えた放電ランプ - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、放電ランプ、殊に高圧放電ランプに関する。これは放電容器を有しており、この放電容器は２つの正反対に対向するネック部分を有している。このネック部分内には、それぞれ１つの保持棒が少なくとも領域的に溶着されており、各保持棒には放電容器内に延在している電極が配置されている。各保持棒にはそれぞれ少なくとも１つの環状のプレートが、少なくとも部分的に取り囲むように配置されている。

従来技術
高圧放電ランプ、殊に水銀蒸発ランプ（ＨＢＯランプ）はその大きさおよび構造のためにショック負荷に対して敏感である。このようなショック負荷は、比較的強く、短時間に力が作用する時に生じ得る。殊に、搬送時には、この種のランプはこのようなショック負荷に晒される恐れがある。特に、２ｋＷよりも大きい出力を有するランプの場合には、このような力作用が生じる場合には、電極が大きいので、ランプが壊れるリスクが大きい。この結果、損傷によってランプが使用できなくなってしまうことがある。特に、これによって回避可能である傷物ランプが生じてしまい、さらに顧客満足度も低下する。

幾つかランプタイプでは比較的小さい力作用時に既に、例えば比較的低い高さからの床との衝突時にこのようなことが生じてしまうことが観察されている。ランプでの比較的コストのかかる構造的な変化によって、耐破壊性を高めることができる。しかしながら、これも制限され、ランプ破壊がこのような短時間の力作用時に生じてしまう。

ランプ作動中に、例えばＨＢＯランプの場合には水銀である放電キャリヤの蒸発の後に、数１０ｂａｒの高い圧力が生じる。ランプの構造はこの圧力に耐えなければならない。

図１に示されている断面図には、既知の高圧放電ランプの部分領域が示されている。ランプＩは放電容器１を含んでおり、ここでこの放電容器は石英ガラスバルブとして構成されており、この放電容器には正反対に（diametral）対向する２つのネック部分２および３が配置されている。放電容器１内にはアノード４が配置されている。ここでこのアノードは保持棒５に固定されている。保持棒５はバルブネック部分２内に延在しており、ここでは保持棒は少なくとも領域的に保持部分内に配置されている。この保持部分は円錐状の小さい支持ロール６と、この支持ロールに接続された環状プレート７と、この環状プレートに接続された石英ブロック８を含んでいる。コンポーネント６、７および８は中央穿孔部を有している。この中央穿孔部内に保持棒５が挿入されている。支持ロール６は同じように石英ガラスから構成されている。上述したコンポーネント５〜８はバルブネック部分２内に溶着されている。

さらに高圧放電ランプＩはカソード９を有している。カソードも同じように放電容器１内に配置されており保持棒１０に固定されている。この保持棒１０もバルブネック部分３内に延在しており、ここで石英ガラスから成る支持ロール１１の中央穿孔部内に配置されている。この支持ロール１１には同じように環状プレート１２が続いており、このプレート内には保持棒１０が同じように延在している。次に、この保持棒１０およびプレート１２には同じように石英ブロック１３が続いている。プレート７および１２は保持棒５ないし１０上にはんだ付けされており、保持棒５ないし１０がランプシャフトないしバルブネック部分２および３内に係止されるように構成されている。ここでプレート７および１２は固定的にランプシャフトの石英材料内に埋設されている。これによってショック負荷時に生じるねじりモーメントが受容される。保持棒は比較的長く構成されており、殊にプレートと電極との間の間隔は比較的大きい。これによって比較的大きいてこの作用が力印加時に生じる。

高圧ランプの類似の構成は、ＤＥ１０２０９４２６Ａ１号およびＤＥ１０２０９４２４Ａ１号に記載されている。

プレート７および１２がバルブネック部分内に係止されている、この剛性の構造の欠点は、保持棒５および１０およびプレート７および１２にショック負荷時に生じるねじりモーメントが実質的に緩衝されずに放電容器１のガラスに伝達されてしまい、高いガラス圧が生じてしまう、ということである。これによって破壊の危険または機能を損なわせる亀裂の発生が比較的大きくなる。

本発明の説明
従って本発明の課題は、短時間の力作用時の損傷が少なくとも低減される構造を有している放電ランプを提供することである。

上述の課題は、請求項１に記載された特徴部分の構成を有する放電ランプによって解決される。

本発明の放電ランプ、殊に高圧放電ランプは放電容器を有しており、この放電容器は２つの、有利には正反対に対向しているネック部分を有している。このネック部分内にはそれぞれ１つの保持棒が少なくとも領域的に溶着されている。さらに各保持棒には、放電容器内に延在する電極が配置されている。少なくとも１つの、有利には２つの保持棒には、それぞれ少なくとも１つの環状プレートが少なくとも部分的に取り囲むように配置されている。これらの環状プレートの少なくとも１つは、放電容器内に位置付けされる。このような構造によって、例えば搬送中に生じるような比較的強いショック負荷も受容される放電ランプが実現される。しかもこのランプは損傷を受けるまたは破壊されることはない。殊に環状プレートを放電容器内に配置することによって、力作用時に、この装置が少なくとも、放電容器内にひび割れまたは亀裂形成が生じないように振動できるような自由度を提供する構造が得られる。このようなショック負荷時に生じるねじりトルクは、これによってもはや、実質的に緩衝されずにネック部分および殊に放電容器に伝達されることはない。実験ではこの放電ランプが、８０ｇの重力加速度を伴う短時間のショック負荷に、損傷を受けずに耐えることが示されている。

このプレートは有利には次のように配置されている。すなわち、従来技術に比べて格段に短い保持棒が使用されるように配置されている。殊に、プレートと、保持棒の方を向いている電極終端部との間隔は、例えば図１に示されているランプの構成に対するそれよりも格段に短い。これによって、力作用時のてこの作用は実質的に低減される。この間隔は、殊に図１に示された従来技術と比べて、約２５％、殊に５０％、殊に７５％である。

有利には、放電容器内に配置されているこの少なくとも１つの環状プレートは、担体によって少なくとも、保持棒の軸方向で固定されている。有利にはこのプレートは少なくとも領域的にこの担体内に配置されている。ここでこの担体はプレートを有利には完全に取り囲んでいる。

この修正された構造によって、環状プレートの少なくとも１つは放電容器内に移し入れられて配置されている。しかも対応する保持棒に配置された電極の位置を変える必要はない。この電極の位置はさらに正確に定義されている。しかしショック負荷時にはこの環状プレートは少なくとも次のように振動する。すなわち、力が緩衝されずに、完全に放電容器および／またはネック部分に伝達されることがないように振動する。

このプレートは有利には担体内に溶着されている。従って担体も少なくとも領域的に放電容器の内部空間内に延在する。これによって一方では機械的に安定した構造が実現され、他方では、プレートの振動に対する充分な自由度可能を可能にする。

有利には、担体は管状に構成されており、放電ランプの別のコンポーネントを収容するように構想されている。構造的に担体は有利には次のように構成されている。すなわち、担体が環状プレートの他に、石英ブロックを取り囲むように構成されている。ここでこの石英ブロックの外側には少なくともモリブデン薄膜が取り付けられている。ここではこの石英ブロックも次のように配置されている。すなわち、石英ブロックが部分的に放電容器内に延在するように配置されている。有利には保持棒もこの石英ブロック内に延在している。構造的に有利な構成では、放電容器内に配置されている環状プレートは石英ブロックの前方端部に接しており、保持棒は、このプレートの中央開口部並びに石英ブロック内の中央穿孔部を通って延在している。このような配置によって、個々のコンポーネントの相互の全体的な固定がさらに改善され、ランプの全体的な安定性が高められる。

担体は有利にはネック部分の内側に接して配置されている。このネック部分内には有利には、対応する電極の保持棒も延在している。担体および有利には石英ブロックも有利にはプレートと間隔をあけて、放電容器の方を向いていないプレートの側に密閉して相応するネック部分内に溶着されている。殊に放電容器の軸方向（これは保持棒の軸方向に相当する）においてプレートを固定するために、電極システムは有利には二度溶着される。ここでは有利には担体は、石英ブロックに外側に取り付けられている全体的な薄膜システムおよび放電容器内の環状プレートを包む。元来のシャフト管ないし元来のネック部分は有利にはプレート後方領域に、ひいては電極の方を向いていないプレートの側の領域内に溶着される。

石英ブロック内まで保持棒が延在することによって、ランプ軸に対して垂直な回転、ひいては保持棒の軸を中心とした回転運動も回避される。

担体は有利には、電極の方を向いている終端部で丸めて構成されている。有利には各担体は、この丸められた前側に中央穿孔部を有しており、この中央穿孔部を通って保持棒が延在している。担体は有利には次のように配置されている。すなわち担体が、保持棒を、放電容器内に配置されている環状プレートと、自由に放電容器内に配置されている電極との間で包むように配置されている。有利にはこのプレートは直接的にこの前側の丸められた担体終端部に位置付けされており、担体の前側終端部の先細りしたこの構成によって環状プレートが軸方向に保持され、対向する側では有利には直接的に接している石英ブロックによって保持される。

担体は有利な構成ではガラスまたはガラスと類似した材料から構成される。有利にはこの担体はこの種の材料から構想されている。これは放電容器のネック部分内にコンポーネントを収容すること、殊に溶着することに関するさらなる処理を可能にする。

特に有利な構成では少なくとも環状プレート、殊に主にアノードが取り付けられている保持棒を取り囲んでいる環状プレートは、放電容器内に位置付けされている。まさにアノードはその形状および重量に関して主に、ショック負荷時に生じるランプの損傷に対して責任を有しており、従って殊にアノードの保持棒が溶着されているネック部分内で場合によっては放電容器上に延在する損傷が生じるので、特に有利には、アノードに割り当てられた環状プレートは正確に、放電容器内にコンセプト通り正確に内部に位置付けられる。この代わりにまたはこれに対して付加的に、カソードの環状プレートを放電容器内に配置することもできる。

放電ランプは有利な構成では水銀蒸発ランプ（ＨＢＯランプ）として構成されている。

提案した放電ランプによって、耐破壊性の他にバースト電圧耐性も高められる。殊に溶着設計によって、バースト電圧耐性を高めることができる。

図面の簡単な説明
本発明を以下で概略的な図面に基づいてより詳細に説明する。

従来技術から公知の高圧放電ランプの断面図 本発明による放電ランプの部分領域の断面図

発明の有利な実施形態
図では同じまたは機能の等しい部材には同じ参照番号が付与されている。

図２に示された概略的な図には、本発明を理解するために重要な、水銀蒸発ランプＩとして構成された放電ランプのコンポーネントが示されている。水銀蒸発ランプＩは、石英ガラスから成る放電容器１を有しており、これは楕円形に形成されている。この放電容器には、２つの対向する側に２つの終端部が続いており、これらはネック部分２および３として構成されている。ネック部分２および３は、実施例では、その長さにわたって実質的に一定の直径で構成されている。しかし、ネック部分をその長さにわたって変化する直径で構成し、殊にネック部分が放電容器１に移行する領域において先細り、殊に円錐形に構成することも可能である。

実施例では、ネック部分３内に、図１に従って公知の配置構成が示されている。ここでは、図１に示された既知の放電ランプと同様の構成がこの領域内に設けられている。さらにカソード９が放電容器１内に位置付けされており、支持棒１０に固定されている。ここでこの支持棒は支持ロール１１内に延在しており、このためにこの支持ロール１１は中央穿孔部を有している。次に、支持ロール１１には環状プレート１２が設けられている。ここでこの環状プレートは同じように中央穿孔部を有しており、この中央穿孔部内に保持棒が延在している。次にこの環状プレート１２には石英ブロック１３が設けられている。ここでこれらのコンポーネントはネック部分３内に密閉して溶着されている。カソード９の領域、ひいてはネック部分３の領域には単に保持棒１０が部分的に放電空間内に、ひいては放電容器１内に延在している。

実施例では対向する側にアノード４が同じように放電容器１内に配置されている。このアノード４は保持棒５に固定されており、保持棒は石英ブロック８´内に延在している。石英ブロック８´はこのために、アノード４の方を向いている側に中央穿孔部を有している。図２に示されているように、保持棒５は環状プレート７によって取り囲まれている。この環状プレートは放電容器７内部に存在している。環状プレート７はここでは、石英ブロック８´の前側に配置されており、開口部を有している。この開口部を通って、保持棒５が延在している。図２から分かるように、石英ブロック８´は次のように配置されている。すなわち、これが部分的に放電容器１内にも延在するように配置されている。

石英ブロック８´の外側にはモリブデン薄膜１５が取り付けられており、殊に溶着されている。このモリブデン薄膜１５は、円筒状の石英ブロック８´の全長にわたって沿って案内されており、電気的な接触接続のために設けられている。

環状プレート７並びに石英ブロック８´およびそれに続いている薄膜１５は管状担体１４内に溶着されている。この担体は実施例では石英ガラスから構成されている。ここで分かるように担体１４は、アノード４の方を向いているその前面に先細りして構成されており、丸められた領域１４１を有している。担体１４は同じように部分的に放電容器内に延在しており、少なくとも部分的に保持棒５も取り囲んでいる。ここでこの保持棒５は担体１４の開口部１４２を通って延在している。ここから分かるように、環状プレート７はこの担体１４の前側領域に配置されており、直接的にこの丸められた領域１４１に接して位置付けされている。従って環状プレート７は軸方向において、ひいては保持棒５の長手軸方向に、担体１４および直接的に接している石英ブロック８´によって固定されている。ここから分かるように、担体１４は次のように配置されている。すなわち、担体が保持棒５を環状プレート７とアノード４との間で取り囲むように配置されている。

この担体１４およびその内部に配置され、固定されている上述のコンポーネントをさらに固定し、位置を正確に配置するために、ネック部分２は単に、アノード４の方を向いていない、環状プレート７の面においてのみ溶着されている。従ってアノード４の電極システムは殊に、環状プレート７の固定のために二重に溶着されている。従って担体１４は、その外側で直接的にネック部分２の内側に少なくとも部分的に接している。

環状プレート７のこの配置によって一方ではこのプレートの機械的に正確な位置付けが保証され、それにもかかわらず他方では少なくともこの環状プレート７は、水銀蒸発ランプＩのショック負荷時に少なくとも、振動が可能であり、ひいては作用する力が緩衝され、ほぼ導出されるように露出している。しかも、力が実質的に完全に、ネック部分２および放電容器１に伝達されることはない。この構造によって耐破壊性が格段に高められ、放電容器の耐圧力性ひいては動作安全性が高まることが見込まれる。

Claims (8)

1. 放電ランプであって、
   放電容器（１）を有しており、当該放電容器は正反対に対向する２つのネック部分（２、３）を有しており、
   当該ネック部分（２、３）内にはそれぞれ１つの保持棒（５、１０）が少なくとも領域的に溶着されており、各保持棒（５、１０）には放電容器（１）内に延在する電極（４、９）が配置されており、
   それぞれ１つの環状プレート（７、１２）が前記保持棒（５、１０）を少なくとも部分的に取り囲んでいる形式のものにおいて、
   管状に構成された担体（１４）が、前記ネック部分（２、３）の少なくとも一方の内部に接しており、且つ、前記放電容器（１）の内部空間内に延在しており、
   前記環状プレート（７，１２）は、放電容器（１）内で前記担体（１４）に固定されている
   ことを特徴とする放電ランプ。
2. 前記環状プレート（７、１２）は前記担体（１４）内に溶着されている、請求項１記載の放電容器。
3. 前記担体（１４）は環状プレート（７、１２）および石英ブロック（８´）を取り囲んでおり、当該石英ブロックの外側にはモリブデン薄膜（１５）が取り付けられている、請求項１または２記載の放電ランプ。
4. 前記保持棒（５）は石英ブロック（８´）内に延在している、請求項３記載の放電ランプ。
5. 前記放電容器（１）内に配置された環状プレート（７、１２）は石英ブロック（８´）に接している、請求項３または４記載の放電ランプ。
6. 前記担体（１４）は、前記電極（４、１０）の方を向いている終端部（１４１）で丸められて構成されており、前記保持棒（５、１０）は担体（１４）内の開口部（１４２）を通って案内されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の放電ランプ。
7. 前記担体（１４）はガラスから構成されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の放電ランプ。
8. 水銀蒸発ランプとして構成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の放電ランプ。

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