JPH02220327A - ダブルエンド形高圧放電ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、放！容器の向い合う面に取りつけられた２
つの熔融一体部または圧搾部を備えた放電容器含有して
おり、核部の中へ電極系統が気缶に熔融−本化されてお
り、該電極系統が、該放電容器内に配設された電極と、
熔融−本化または圧搾部によって埋設されたパツキンホ
イルと、該熔融−本化または圧搾部の中からランプ長軸
方向に突出している電流供給導体とから成９、かつ、放
電容器が動作を保持する充填物を含んでいる形式のダブ
ルエンド形高圧放電うンプヲ夷造する方法に関する。と
ぐにこの発明は、最高５０Ｗの出力の金礒−・ロデン化
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トラック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ｔ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ジ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ふた
たび開き、またポンプ管全放電容器の中央壁に覗りつけ
る。開いている菅端内へそｎぞれｔ＄ｉ系統を挿入し、
熔融したあと、充填材と充填ガス全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。

従来のようなこのように費用がかかり、作業に集中力の
いる製造方法には、さらにっ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７．５ｖ＋ｍ、その直径がわずか約５．５ｆｌＬかな
いようなもの）にポンプ管の敗シつけ・溶断封止を行な
うことにょシ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、しだがってまたラ
ンプの光色に、悪影＃を及ぼすし、他方ではまたランプ
から発せられる光を再生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ざいの欠点
となる。

もう１つ別のものは、この種のランプの場合点火と最終
′電灯電流の到来との間のスタート時間がまだまだ不満
足なものである。このスタート時間は従来のように運転
されるランプの場合だと約４０秒にも達する。そこで西
ドイツ実用新案公報第８６２６９０８号ではつぎの提案
がなされた。すなわち、ランプをスイッチオン状態で無
関係に加熱して、充填物質を蒸発したままに維持しかつ
このようにして比較的高い温度レベル、したがってまた
高い圧力レベルからスタートしてスタート時間を約８秒
にまで縮める提案である。しかしながらこの無関係加熱
に必要な補助的電気エネルギと、これに関係する装置費
用とがかかることに目をつむっても、まだこのように短
縮されたスタート時間は多くの用途に用いるにはまだま
だ不満足なものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明の課題は、金属ハロゲン化物ランプのスタート
時間をさらに短縮することである。

それには、ランプの無関係加熱を、補助的なエネルイの
消費対策およびエネルギ供給の方策とともに、放棄する
ことであった。さらに、このような問題となっているラ
ンプを簡単に製造することであり、その際不拘−な材質
配分が放電容器に生じないようにして、これらの欠点全
排除することであった。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題は、本発明によう、冒頭に記載した形式のダブ
ルエンド形高圧放電ランプ１に製造する方法に２いて、 ａ）将来の放電容器を区切るべき所定の長さの連続した
円筒状石英管を加熱しかつ回転させ、ｂ）予め製造され
た第１電極系統を管の端部内へ挿入しかつ調整し、 Ｃ）管を第１電極系統のパツキンホイールの部分で加熱
しかつ圧搾部の形で第１熔融一体部を製造し、 ｄ）充填物質を管のまだ開いている第２端部から入れ、 ｅ）放電容器に管のまだ開いている第２端部を通して希
ガスを充満し、 ｆ）予め製造された第２電極系統を管のまだ開いている
第２端部を通して挿入しかつｔＡ整し、ｇ）まだ開いて
いる管の、放電容器から離れた端部を熔融一体化し、 ｈ）管を第２電極系統のパツキンホイールの部分で加熱
しかつ圧３部の形で第２熔融−本化を製造する により解決される。

請求項２以下ではさらに金属へ〇）ｆン化物高圧放電ラ
ンプの製造のための細かなことが述べられている。

〔作用〕

放電容器の充填と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なわれるため、水素、酸素や
水蒸気などの異物ガスによる汚れが極力抑えられる。閉
じられた放電容器内に封入されているキセノンを少なく
とも、−１１２℃にまで氷結させることによって、第２
圧搾部をグローブボックスの外側で能率よく製造するこ
とができる。放電容器にもはやポンプパイプが存在しな
いことに基づき、そこには厚い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
パイプつきランプと比べて非常に均一となる。放電容器
内のキャノンは高い即時発光に寄与して点火に直接つな
がシ、その結果すでに金属ノ・ロデン（ヒ物の蒸気化の
まえに十分に高い光線が自由に使えるようになる。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、
たとえばトラックの前照灯などかなシ正確な調節と明・
暗境界の配置が重要となるものに用いられる。

〔実施例〕

この発明を、以下６つの図面を用いてよシ詳しく説明す
る。

第１ａ図は約１５（Ｍｍの長さで切断された石英ガラス
製の管１’＆示している。この管１の外径は約４．５４
冨、内径は約２脂である。

炎２を保って、まず回転状態に置かれた管１を加熱し、
ついで変形温度に達したら成形ローラ３金用いて同時に
２つの縮締部４，５を中央にかつ所定の間隔を置いてた
がいに設ける（第１ｂ図）。加熱および成形中には一方
の側から窒素Ｎ２を１時間に１０−ｅの蛍で管１の中を
通過させる。縮締部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７．５１の長さで正確に
切断する。縮締部４は縮締部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縮締部４．５の間で将来
の放電容器６の加熱領域に訃いて窒素流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小膨らみ
オリーブの英の形状の楕円形となる。そのオリーブの実
の形状は約５．５ｍｉ＋の外径を取るようになる。

つぎの作業工程では、あらかじめ製造した電極系統（第
２図）を、比較的小さな直径をもつ縮端部４を有する管
１の端部の中へ圧搾する。

この′電極系統はタングステン電極７、モリブデンパツ
キンホイール８、それにモリブデン電流供給導体９から
構成されている。電極７は放電容器６内にある°端部に
球１０を備えている。電流供給導体９はｙｌ・２面でジ
グデグ状に曲げられてお９、その際角度αは、曲げられ
た°戒流供給導体９だけｘ−ｚ面からずれて４５°より
小さく、とりわけ約２０°〜６０°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９の折り
返し点１１はｘ−ｚ面からずれている）は、管１の内径
ｄの半分より犬きくなっている。実際にはｈ　中０．５
５　ｄに対応した関係が適切であることが判明した。パ
ツキンホイール８はｘ−ｚ面内に、したがって曲げられ
、ＩＣ電流供給導体のｙ−ｚ面に対して垂直に配列され
ている。この種の成形された電極系統を管１内体中での
支持は、電流供給導体９の折り目または折り返し点１１
を抑えつつ管内壁に轟接することによって行なわれる。

いったん管の所定の位置にｙ４ｗＪされると、この′Ｐ
１１極系統全系統壁は最終の固定まで支持しつづける。

電流供給導体９を管１の内壁へ確実に支持するために、
少なぐとも６か所のｆｒ９返し点１１が各供給溝＄９に
設けられている。このように形成した供給導体９を管１
内体の軸に中心を合わせる。このことにより放電容器６
の中におけるパツキンホイール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
ツキンホイール８の面に対して垂直方向へのすなわちｙ
座襟内でのセンタリングのズレがパツキンホイール８の
反りによって起こシうるが、こｎは絞９工程時に補整す
る。

第６図かられかるように、つづいて第１の圧搾部１２を
作る。このために管１をパッギンホイール８の領域にお
いて約２２００℃以上の成形に適した温度にまで加熱す
る。同時にアルイン流体を成形し管１の中を通過させる
。圧搾温度に達したならば第１の圧搾部１２を作る。ま
ず第１にその小さな直径の縮締部４に隣接する圧搾部を
封止する。この圧搾部の製造それ自体はランプの調造分
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。

第１の圧搾部１２を備えたこの管１七ついでゆ化のため
にグローブボックスの中へ持ち込み、４００℃以上でか
り５Ｘ１０−’ミｌＪバール以下の高真空焼きなましの
もとに置く。このグローブボックス１３にはアルゴンが
満たさｎている。

光調圧はまわシの大気圧と比べてほとんど数１０ミリバ
ール以上も違わない。グローブボックス１３のアルゴン
ガス充満圧は金ＪｆＡハロゲン高圧放電ランプの所定の
充満圧に一致している。

グローブざツクス１３内の作業工程は、ｇ４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６図の一側
面圧搾のランプを示している。つぎに、ふたたび冷たく
なった放電容器６の中へまず充満物質（これは金属ハロ
ゲンピル１４と水銀玉１５から成っている。）とさらに
第２の電極系統を挿入する（第４ｂ図）。これらの充填
物質は比較的大きな直径をもつまだ開いている縮締部５
を通って放電容器６の中へ挿入するこの電極系統は、さ
きほどの第１圧搾部１２の下備のところで述べたように
、この電極系統にわらかしめ決められた取りつけ位置に
自己支持調督されているので、その結果電極γは放電容
器６の内側に配設されかつ両電啄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
端部金グローブボックス１３の内側においてプラズマバ
ーナ１６またはレーザと使ってそ封熔融させる（第４０
図）、その結果熔融先端部１７（第４ｄ図）だけがなお
残っている。

前述の方法に対する１つの選択的方法では、グローブボ
ックス１３にアルゴンを充満させておき、キセノンはラ
ンプの最終的な所望の充填材としてグローブボックス１
３の内側で別に充填する。このことは、洗浄套管を通っ
てきたキセノンをまだ開いている管１の端部全通して放
電容器６の中へ吹き込むことにより、行なわれる。充填
物質１４．１５と第２の電極系統７〜１０を挿入した後
、もう−度キセノンで洗浄する。キセノンを使った２回
にわたる洗浄のかわりに、第２の電極系統７−１０の取
りこみののちグローブボックス１３の中に配設しｔポン
プヘッドを使ってガス交２Ｉ！８を行なってもよい。つ
いで管のまだ開いている第２端部金プラズマバーナで閉
じる。これはすでに前述したのと同じである。このよう
にして閉じたランプ容器の場合ハクローブボックス１３
のアルゴン雰囲気とキセノン充填ガスとの混合が生じる
。ランプ答器内のキセノン割合は、ガス交換と熔融切断
との間の管の滞−ＩＩｉ時間に応じてそれぞれ約５０〜
９５％になっている。充調圧およびこの充（両ガスの調
合によって、あとで放電容器６の中に結果として生じる
キセノン冷間充満圧（Ｋａｌ　Ｌｆｉｕ：１ｌ−ｄｒｕ
ｃｋ）はあらかじめ決めることができる。この閉じたラ
ンプ容器は約８００ミリバールの冷間充満圧を有してい
る。

選択的方法で述べたようなアルゴンのグローブボックス
雰囲気のかわりに、窒素やヘリウムも考えられる。その
場合もキセノンをふたたび洗浄套管かあるいはポンプヘ
ッドを使って前述したように充満しなければならない。

このような工程の長所は、グローブボックス１３の充満
用には安いガスが用いられるし、しかも高１−なキセノ
ン自体はもっばらランプ容器の充満用にしか用いられな
い、ということにるる。つぎにあらかじめ製造されたこ
のランプ金ふたたびグローブボックス１３から収り出し
、すでに第１圧搾部１２のさいに説明したように、第２
の電１ｉ系統のパツキンホイール８の周囲の領域を約２
２００　’（：！の圧搾温度にまで加熱して、第２の電
極系統をかしめることによって第２圧搾部１８（第５図
）を形成する。この加熱・圧搾工程中、放電容器６の領
域は冷却した窒素を使って一１１２°Ｃ以下にまで冷や
しつづけて金属ノ・ロデン化物１４と水銀１５の蒸発を
防止する。

この低温は圧搾が行なわれるまで維持されねばならない
。約６　ｔｔｒｍ　Ｌかない長さにおいての約２４００
°にの高い温度差は、炎をシールド板によって支持する
一方で、同時に放ＫＷ器の下部領域を液体窒素の吹きつ
けにより冷却することによって実現される。加熱すべき
圧搾部１８の質量はわずかであるために、圧搾領域は圧
搾部１８の仕上げまでわずか５〜６秒間しか加熱すれば
よい。続いて、この圧搾部１８自体は吹きつけ空気を使
って冷却することができる。放電容器６の中に結果とし
て残るキセノン冷却充満圧は１〜６０バールの範囲内に
ある。この圧力はキセノンの完全冷却の場合、密封管１
（第４ｄ図）のキセノン部分圧および管１の体積と放電
容器６との比から明らかとなる。管容ｆＪ　Ｏ，６０Ｃ
ｍ３、放！容器容積ｏ、ｏ　２５　ｃｍ”および６００
〜８００ミリバールの管１の中の典型的なキセノン部分
圧の場合は、放電容器６の中のキセノン冷間充満圧は７
〜１０バールになる。

さらに水銀玉１５の充填もしなくてよい。その際放電容
器内での水銀の役割シはキセノンによって受は継がれる
。従来のキセノン高圧ランプと比べて金属ハロゲン化物
充填（たとえばＮａＳｃ　）を用いると光色の制御が可
能となシかつ回路プロセスによって耐命を長くすること
ができる。

続いて、ランプを圧搾装置から取り出し、圧搾部１２．
１８から突出している管端部１を全部または一部切除す
る。同じく電流供給導体９のゾグデグ形成部も除去され
る。このようにして完成した金属ノ・ロデン化物高圧放
電ランプ１９が第５図に示されている。このランプとこ
の発明による充填を用いると採光の増加は１５チ以上に
達する。

この種のランプの電灯電流のスタートが第６図に示され
ている。ランプ１９自体は電子的スイッチで電灯電流を
制御することによって作動させた。放電容器６内のキセ
ノン冷却充満圧は約６バールになる。スタート電流は約
６．６アンペアとなり、これはランプ１９の定格電流の
約８．５倍にもひってきする。ここからはつきシとわか
るように、キセノン充填によっていわば動作開始直後で
も６０％の電灯電流φ、そして約１秒後には９０％の電
灯電流が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図〜第１Ｃ図はあらかじめ形成された放電容器の
製造工程をの略示図、第２図は’ｌｃｌ基極の略示図、
第６図はすでに設けられている第１の圧搾部つき放電容
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
ゲン化物高圧放電管の略示断面図および第６図は、この
発明によるランプの放電゛電流の始動曲ｄを示す図であ
る。 １・・・管、２・・炎、３・・・成形ローラ、４・・・
縮締部、５・・・縮締部、６・・・放電容器、７・・・
タングステン電極、８・・・パツキンホイール、９・・
・電流供給導体、１０・・・球、１１・・・折り返し点
、１２・・・圧搾部、１３・・・グローブボックス、１
４・・・ハロゲンビル、１５・・・水銀玉、１６・・・
プラズマバーナ、１７・・・熔融先端部、１８・・・圧
搾部、１９・・・金属ハロゲン化物高圧放電ランプ。 ＦＩＧ、１ａ ＦＩＧ、１ｂ １　管、６　放電容器、１−タングステン電極、８　パ
ツキンホイール、１２．１８　　圧搾部、１４１５　水
銀玉、１９　金属ハロデフ化物放電う／シバロケｅノビ
ル ＦＩＧ、１ｃ １　管 ６　放電容器 ＦＩＧ、５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放電容器の向い合う面に取りつけられた２つの熔融
   一体部または圧搾部（１２、１８）を備えた放電容器（
   ６）を有しており、該部の中へ電極系統が気密に熔融一
   体化されており、該電極系統が、該放電容器（６）内に
   配設された電極（７）と、熔融一体化または圧搾部（１
   ２、１８）によつて埋設されたパッキンホィール（８）
   と、該熔融一体化または圧搾部（１２、１８）の中から
   ランプ長軸方向に突出している電流供給導体（９）とか
   ら成り、かつ、放電容器（６）が動作を保持する充填物
   を含んでいる形式のダブルエンド形高圧放電ランプ（１
   ９）を製造する方法において、 ａ）将来の放電容器（６）を区切るべき所定の長さの連
   続した円筒状石英管（１）を加 熱しかつ回転させ、 ｂ）予め製造した第１電極系統（７−１０）を管（１）
   の端部内へ挿入しかつ調整し、 ｃ）管（１）を第１電極系統のパッキンホィール（８）
   の部分で加熱しかつ圧搾部（１２）の形で第１熔融一体
   部を製造し、 ｄ）充填物質（１４、１５）を管（１）のまだ開いてい
   る第２端部から入れ、 ｅ）放電容器（６）に管（１）のまだ開いている第２端
   部を通して希ガスを充満し、 ｆ）予め製造された第２電極系統（７−１０）を管（１
   ）のまだ開いている第２端部を通 して挿入しかつ調整し、 ｇ）まだ開いている管（１）の、放電容器 （６）から離れた端部を熔融一体化し、 ｈ）管（１）を第２電極系統（７−１０）のパッキンホ
   ィール（８）の部分で加熱しか つ圧搾部１８の形で第２熔融一体化を製造 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、作業工程ａ）〜ｃ）の間だ中、不活性ガス流を開管
   （１）を貫流させる請求項１記載の方法。 ３、作業工程ｃ）の間中放電容器（６）を高真空中で赤
   熱する請求項１および２記載の方法。 ４、作業工程ｄ）からｇ）までをハーメチックシール装
   置（１３）の内側で行ない、その際当該装置（１３）は
   将来の放電容器（６）と同じように同一希ガスを充填ガ
   スとして含有している請求項１から３までのいずれか１
   項記載の方法。 ５、希ガスがキセノンである請求項４記載の方法。 ６、作業工程ｄ）〜ｇ）をハーメチックシール装置（１
   ３）の内側で行い、その際当該装置 （１３）は放電容器（６）の充填ガスとは異なる不活性
   ガスを含有している請求項１から３までのいずれか１項
   記載の方法。 ７、作業工程ｄ）およびｇ）の前に、将来の放電容器（
   ６）が最終的な充填ガスで満たす請求項６記載の方法。 ８、作業工程ｇ）の実施のためにプラズマバーナ（１６
   ）かあるいはレーザを使用する請求項１から７までのい
   ずれか１項記載の方法。 ９、作業工程ｈ）の実施のために放電容器（６）の一部
   を少なくとも−１１２℃まで冷却する請求項１から８ま
   でのいずれか１項記載の方法。 １０、作業工程ｂ）とｆ）の実施のために電流供給導体
   （９）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９までのいずれか１項記載の方法。 １１、電流供給導体（９）が管（１）の内壁に少なくと
   も３つの折り返し点（１１）で支えられている請求項１
   ０記載の方法。 １２、作業工程ｈ）に続いて、圧搾部（１２、１８）の
   熔融部上へ突出している管（１）であつてその中に支点
   （１１）を有する放電供給導体（９）の部分が配設され
   ているものを全部あるいは一部切断することを特徴とす
   る請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。