JPH04249060A - 高圧放電ランプ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つのガラス球頚部を
有して希ガスを充填された石英ガラス製ガラス球から構
成され、そのガラス球内においては棒状電流供給線即ち
電極棒に据付けられた２つの電極が直径方向に対向して
位置し、電極棒は各ガラス球頚部のガラス球とは反対側
端部に気密に封止されて外部へ案内され、ガラス球への
各ガラス球頚部の移行部の近傍では電極棒に遊嵌された
支持部材によって支持され、支持部材はこの支持部材と
封止体との間で電極棒に遊嵌された圧縮コイルバネの力
によって各ガラス球頚部の収縮部に対して弾性的に押圧
される高圧放電ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】希ガス充填物を備えたかかる高圧放電ラ
ンプは比較的高い運転電流を有している。このことは比
較的大きい従って重い電極（一般に高溶融タングステン
製）と、中電力（数１００Ｗ）形ランプの場合には数ｍ
ｍの直径の棒状電流供給線即ち“電極棒”とを必要とす
る。同様にタングステンから成る電極棒は、熱膨張係数
がタングステンの熱膨張係数と石英ガラスの非常に小さ
い熱膨張係数との間に位置している中間ガラスを使用し
て、労力を掛けて特に手作業により気密に封止されてガ
ラス球壁を貫通案内される。

【０００３】封止体または貫通案内部は機械的に非常に
敏感である。この封止体または貫通案内部には電極棒に
よって力が伝導されてはならない。というのは、この封
止体または貫通案内部はひびによって容易に傷付き易く
、従って気密性が損なわれ得るからである。

【０００４】ドイツ連邦共和国実用新案第１９３９２０
４号明細書には、ガラス球頚部がガラス球への移行部か
ら封止体近傍に至るまで毛細管状に収縮されている希ガ
ス高圧ランプが記載されている。

【０００５】収縮は、例えば約２０００゜Ｃの爆鳴ガス
の吹付けによって加熱されそれにより軟化したガラス球
頚部の成形によって行われる。ガラス球内の負圧は電極
棒上への石英ガラスの付着を容易にする。その後室温に
冷却されると、電極棒と支持毛細管との間にコンマ数ｍ
ｍの環状隙間が生じる。

【０００６】毛細管によって電極棒の確実な支持が得ら
れ、取扱いおよび搬送の際に重い電極の振動によって発
生する力が封止体へ伝導されるのが実質上排除される。

【０００７】ドイツ連邦共和国実用新案第７８３５２７
９号明細書により、ガラス球頚部のガラス球近傍部分に
短い支持毛細管を備えた高圧放電ランプが公知である。

【０００８】毛細管の短縮はランプの機械的安定性を高
める。何故ならば、短縮によって毛細管破壊の危険が少
なくなるからである。毛細管の短縮はランプの排気を容
易にする。何故ならば、ポンプ抵抗は現在の短い環状隙
間によって小さくされるからである。さらに毛細管の短
縮は、特殊技能者が手作業にてガラス球頚部のところで
行う労力の掛かる成形作業の一部を省略することができ
るためにコスト上重要な利点をもたらす。

【０００９】ドイツ連邦共和国特許第３０２９８２４号
明細書により、各ガラス球頚部がガラス球への移行部の
近傍に僅かな収縮部を有し、この収縮部に対して、電極
棒に遊嵌された例えば数ｍｍの長さの石英ガラス製円筒
体の形状の支持部材が、この支持部材と封止体との間で
同様に電極棒に遊嵌されたタングステン製コイルバネに
よって弾性的に押圧されるようにした高圧放電ランプお
よびその製造方法が公知である。この種の電極棒支持の
場合には短い毛細管に関して既に述べた利点が認められ
る。

【００１０】即ち、ガラス球頚部を僅かに収縮させるだ
けで、この収縮部領域での破壊の危険が実質上なくなり
、支持部材に沿うポンプ路は数ｍｍに短縮し、労力の掛
かる成形作業は最小に即ちガラス球を僅かに丸く窪ませ
る作業だけに低減する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、電極棒
支持を行うためのドイツ連邦共和国特許第３０２９８２
４号明細書およびドイツ連邦共和国実用新案第７８３５
２７９号明細書の実施例における欠点は、封止体と電極
棒支持部との間でガラス球頚部のガラス球とは反対側の
空間内に、希ガスを充填すべき比較的大きい容積が生成
される点である。この容積内の希ガスはランプの作動時
に比較的冷たく保たれ（というのはこの希ガスは放電に
よって直接加熱されないからである）、対流によって温
度が低下し、従って本来の放電管内の希ガスの作動圧力
が低下する。

【００１２】短くされていない毛細管を備えたランプの
作動値を得るためには、ドイツ連邦共和国特許第３０２
９８２４号明細書およびドイツ連邦共和国実用新案第７
８３５２７９号明細書の実施例におけるランプの場合、
希ガスの常温充填圧力をはっきり高めることが必要であ
る。しかしながらそれによって、ランプ点弧のために重
要である破壊電圧が不所望に増大し、さらに高価な希ガ
ス（例えばキセノン）の大量充填に起因する付加的なコ
スト増を余儀なくされる。

【００１３】ドイツ連邦共和国特許第３０２９８２４号
明細書の実施例におけるランプの場合、特に搬送中の共
振効果による好ましくない事例では、支持部材とガラス
球内壁との間に大きな力が一時的に発生し、この力が良
好なランプ作動に対する一連の欠点を伴って石英ガラス
表面を磨滅かつ損傷させる。

【００１４】電極棒支持を行うためのドイツ連邦共和国
特許第３０２９８２４号明細書およびドイツ連邦共和国
実用新案第７８３５２７９号の明細書実施例の他の欠点
は、対流の流れの発生が放電アークの安定性を低下させ
るおそれがある点である。

【００１５】ヨーロッパ特許第００８６４７９号明細書
により、ガラス球頚部のガラス球とは反対側部分に希ガ
スを充填すべき比較的大きな容積が形成されるという欠
点を回避した電極棒支持に関する実施例が公知である。 支持部材としてはこの実施例においては例えば石英ガラ
スから成る長い円筒体が使用され、この円筒体は電極棒
に遊嵌されて封止体と本来のガラス球との間の全ガラス
球頚部に亘って延在している。円筒体の位置決めのため
に電極と円筒体との間に同様に遊嵌されたタングステン
製コイルばねが使われている。

【００１６】ヨーロッパ特許第００８６４７９号明細書
によるこの解決方法は、しかしなから実際上は適切なも
のではない。というのは、比較的重い支持部材を確実に
位置決めするために、発生した長さ公差とばね力とを調
和させることは、充分な信頼性をもって保証され得ず、
それによって電極棒の軸線方向へ移動可能な支持部材に
よって封止体がしばしば損傷を受けるからである。

【００１７】そこで本発明は、ガラス球頚部での労力の
掛かる成形作業を必要とせず、しかもガラス球頚部にお
いて希ガスを充填すべき容積を出来る限り小さくすると
共に、電極棒の確実な支持を行い得るようにすることを
課題とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、各支持部材とコイルばねとの間に
特にセラミックスから成る１個または複数個の円板が電
極棒に遊嵌されることを特徴とする。

【００１９】本発明の特に有利な実施態様は請求項２以
降に記載されている。

【００２０】

【作用効果】ドイツ連邦共和国特許第３０２９８２４号
明細書に基づく電極支持の実際上は適切ではない実施例
から出発して、ガラス球頚部において希ガスを充填すべ
き容積は、ガラス球頚部の内径よりも僅かに小さい直径
を有する特にセラミックスから成る１個または複数個の
円板が特に石英ガラス製の支持部材とタングステン製コ
イルばねとの間で電極棒に遊嵌されることによって縮小
化される。なお、コイルばねは封止体の一部分によって
支えられる。本発明による構成によれば、支持部材の位
置決めのために必要である収縮部を製作するためにガラ
ス球頚部において僅かな成形作業が必要とされるだけで
あり、しかも手作業により行われていた製造工程により
生じていた長さ公差とコイルばねの圧縮により発生する
力とを調和させることは簡単であり、それゆえ電極棒上
に支持部材と円板とを弾性的に強固に着座させることは
問題なく行われ得る。

【００２１】円板の中心孔は電極棒の直径よりも僅かに
大きく選定され、それにより電極棒の中心軸線に対する
円板の任意の半径方向へのずれはガラス球頚部の内壁に
片側接触するまで可能である。従って円板は支持機能を
有することになり（というのは円板は相互摩擦によって
もしくは支持部材との摩擦によって電極棒の振動を減衰
させるのに寄与するからである）、それによって本来の
支持部材の負担を有利に軽減させ、それゆえ本発明によ
る実施例においては搬送応力に起因する支持部材および
／またはガラス球頚部内壁での摩耗現象は発生しない。

【００２２】さらに円板は、電極棒の冷却のために電極
棒からガラス球頚部の石英ガラス壁への熱伝導により熱
排出を有利に行う。電極棒の温度はこの電極棒に遊嵌さ
れた円板によって明白に低下し、それにより電極棒の封
止体と基台領域とは熱的負担が軽減され、それによって
ランプの信頼性が高められる。付加的に加熱されたガラ
ス球頚部の熱排出を改善するために、かつ放射を高める
ために、ガラス球への移行部から基台スリーブの下の領
域に至るまでのガラス球頚部の外表面には赤外線および
／または可視光の波長領域において高放射率を有する膜
が設けられる。

【００２３】本発明の他の利点は、円板用に特に使用さ
れる酸化アルミニウムの熱膨張係数７．５×１０−６／
Ｋは石英ガラスの熱膨張係数０．５６×１０−６／Ｋよ
りも１０倍以上大きい点である。従ってランプの作動時
には円板とガラス球頚部との間の環状隙間は室温時の環
状隙間よりも相当小さくなり、それによりアーク安定性
を妨害する対流の流れが阻止され、一方製造工程時には
大きな環状隙間は放電管の排気を容易にする。

【００２４】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２５】図１は一部分を断面で示した本発明の一実
施例を示す側面図である。

【００２６】石英ガラス製の２つのガラス球頚部２、２
´を備えた石英ガラス製ガラス球１内では２つの電極３
、３´が直径方向に対向して位置している。電極３、３
´はタングステン製の棒状電流供給線即ち電極棒４、４
´上に据付けられている。電極棒４、４´はガラス球頚
部２、２´のガラス球１とは反対側端部に気密に封止さ
れて外部へ案内され、ガラス球頚部２、２´上に固定さ
れた基台スリーブ５、５´に素線を介して電気的に接続
されている。各電極棒４、４´はこの電極棒４、４´に
遊嵌された石英ガラス製の支持部材６、６´によって支
持されている。この支持部材６、６´は当該封止体７と
の間でそれぞれの電極棒４、４´に遊嵌されたタングス
テン製の圧縮コイルばね８によって同様にそれぞれの電
極棒４、４´に遊嵌された酸化アルミニウムセラミック
ス製の円板９、９´を介してガラス球１への移行部にお
けるガラス球頚部２、２´の収縮部１０、１０´に対し
て弾性的に押圧される。

【００２７】ガラス球頚部２、２´の内径は１９．０±
０．４ｍｍ、円板９、９´の外径は１８．８±０．０５
ｍｍ、その厚みは５．０±０．１ｍｍである。

【００２８】円板９、９´の内孔の直径は４．３±０．
０５ｍｍ、電極棒４、４´の直径は４．０±０．０２ｍ
ｍである。

【００２９】放電管には約８バールのキセノンが充填さ
れ、ランプの定格消費電力は２ｋＷである。

【００３０】各ガラス球頚部２、２´の外表面上には、
ガラス球１への移行部から基台スリーブ５、５´の下の
領域に至るまで高温度に耐える黒い被膜１１´が設けら
れている。

【００３１】高温度に耐える被膜１１´はＦｅ２　Ｏ３
　顔料を含み、水平の燃焼位置にて定格電力でランプを
作動する際２５０゜Ｃから２２０゜Ｃへの温度低下をガ
ラス球頚部２、２´の外端に生ぜしめる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部分を断面で示した本発明の一実施例を示す
側面図。

【符号の説明】

１　　ガラス球 ２、２´　　ガラス球頚部 ３、３´　　電極 ４、４´　　電極棒 ５、５´　　基台スリーブ ６、６´　　支持部材 ７　　封止体 ８　　コイルばね ９、９´　　円板 １０、１０´　　収縮部 １１　　被膜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２つのガラス球頚部（２、２´）を有
   して希ガスを充填された石英ガラス製ガラス球（１）か
   ら構成され、前記ガラス球（１）内においては棒状電流
   供給線即ち電極棒（４、４´）に据付けられた２つの電
   極（３、３´）が直径方向に対向して位置し、前記電極
   棒（４、４´）は各ガラス球頚部（２、２´）のガラス
   球（１、１´）とは反対側端部に気密に封止されて外部
   へ案内されかつ前記ガラス球（１）への各ガラス球頚部
   （２、２´）の移行部の近傍では前記電極棒（４、４´
   ）に遊嵌された支持部材（６、６´）によって支持され
   、前記支持部材（６、６´）はこの支持部材（６、６´
   ）と封止体（７）との間で前記電極棒（４、４´）に遊
   嵌された圧縮コイルばね（８）の力によって各ガラス球
   頚部（２、２´）の収縮部（１０、１０´）に対して弾
   性的に押圧される高圧放電ランプにおいて、各支持部材
   （６、６´）とコイルばね（８）との間に特にセラミッ
   クスから成る１個または複数個の円板（９、９´）が前
   記電極棒（４、４´）に遊嵌されることを特徴とする高
   圧放電ランプ。
2. 【請求項２】　　前記ガラス球頚部（２、２´）はその
   外側に、赤外線および／または可視光スペクトル範囲に
   おいて高放射率を有して高温度に耐える被膜（１１´）
   が設けられることを特徴とする請求項１記載の高圧放電
   ランプ。
3. 【請求項３】　　前記支持部材（６、６´）とコイルば
   ね（８）との間で前記電極棒（４、４´）に遊嵌された
   円板（９、９´）は１〜５ｍｍの厚みと前記ガラス球頚
   部（２、２´）の内径以下で０．２〜０．８ｍｍの直径
   とを有することを特徴とする請求項１記載の高圧放電ラ
   ンプ。
4. 【請求項４】　　前記円板（９、９´）は酸化アルミニ
   ウムセラミックスから構成されることを特徴とする請求
   項１記載の高圧放電ランプ。
5. 【請求項５】　　前記高温度に耐える被膜（１１´）は
   高温度に耐える黒いワニスから構成されることを特徴と
   する請求項２記載の高圧放電ランプ。