JPH0471291B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水銀灯などの低圧放電灯特に放電電流
が1A以下で点灯される低圧放電灯の製造方法に
関するものである。

〔従来技術〕

放電灯例えば水銀灯は、一般にこれにより放射
される紫外線を利用する分野、例えば光化学産業
分野、半導体製造分野、その他の分野で広く用い
られている。

従来の水銀灯の一例においては第２図に示すよ
うに、石英ガラス管１の端部１１に気密に接続さ
れた端部ステム２は、例えばタングステン製のリ
ード棒２１Ａ，２１Ｂと、このリード棒２１Ａ，
２１Ｂの各中央部が埋設固定されるように気密に
溶着された柱状の封着ガラス部２２と、この封着
ガラス部２２に順次気密に溶着して段継ぎされた
円管状の第１のガラス部２３、円管状の第２のガ
ラス部２４、円管状の第３のガラス部２５、円管
の端部が鍔状に拡開された第４のガラス部２６と
により構成され、この第４のガラス部２６の鍔状
の端部外縁を石英ガラス管１の端部１１に気密に
溶着することにより端部ステム２が石英ガラス管
１に接続されている。３Ａ，３Ｂはそれぞれリー
ド棒２１Ａ，２１Ｂの一端に溶接された内部リー
ドであり、この内部リード３Ａ，３Ｂの先端部間
には電子放射用のフイラメント４が固設されてい
る。５Ａ，５Ｂはそれぞれリード棒２１Ａ，２１
Ｂの他端に溶接された外部リードである。

前記封着ガラス部２２は、リード棒２１Ａ，２
１Ｂの熱膨張率にほぼ一致したガラス材料により
形成され、第１のガラス部２３、第２のガラス部
２４、第３のガラス部２５、第４のガラス部２６
は、各々の熱膨張率が順次石英ガラス管の熱膨張
率に近くなるよう各々の材質が選択される。

このように端部ステム２においてガラス部を多
段に亘つて段継ぎするのは、互に接続された材質
間の熱膨張率の急激な変化を回避するためであ
り、このように熱膨張率の変化を緩やかなものと
することにより、点灯時の熱応力に起因するクラ
ツクの発生が防止される。

しかしながら、このような構成の端部ステム２
の製造においては、第１のガラス部２３から第４
のガラス部２６に至るまで数度に亘る接続工程を
必要とし、しかもこのような段継ぎは機械的に行
なうことが困難であることから、通常は手作業に
よつて行なわれており、このため接続工程におい
て相当に熟練された技能を必要とし、結局、放電
灯の製造に相当の手間を要し、製造コストが高く
なる問題点がある。そのうえ、段継ぎ構造の端部
ステムを用いる場合においては、石英ガラス管１
の端面から石英ガラス管１内に突出する部分の長
さＬが不可避的に大きくなるため、放電灯全体の
長さを小さくして小型化を図ることに限界がある
問題点がある。

特に、放電電流が1A以下で点灯される低圧放
電灯においては、消費電力が小さいという特長を
有しているが、端部ステムを上記のような方法に
より製造する場合には、上述の問題点が著しく大
きなものとなり、結局製造コストが著しく高くな
り、しかも消費電力が小さい割に十分な小型化が
困難である。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の如き事情に基いてなされたも
のであつて、その目的は、製造が簡単であつて製
造コストの低減化を達成することができ、しかも
小型化を達成することができる新規な低圧放電灯
の製造方法を提供することにある。

〔発明の構成〕

以上の目的は、放電電流が1A以下で点灯され
る低圧放電灯の製造方法であつて、リード棒を保
持し、当該リード棒の方向に沿つて互に接近する
プレス成形具の押圧部間に配置されたガラス材料
を加熱しながら前記プレス成形具により加圧する
ことにより、板状に成形されたガラス板部及びこ
のガラス板部を気密に貫通して伸びるリード棒を
有する端部ステムを形成し、この端部ステムにお
けるガラス板部を石英ガラス管の端部に気密に溶
着して当該端部ステムを石英ガラス管に接続する
工程を含み、前記端部ステムにおけるガラス板部
はその熱膨張率が石英ガラスの熱膨張率と前記リ
ード棒の熱膨張率との中間の値であることを特徴
とする低圧放電灯の製造方法によつて達成され
る。

以下図面を参照しながら本発明方法を詳細に説
明する。

本発明の一実施例においては、第１図に示すよ
うに、例えば外径が約0.5〜2.0mmのタングステン
製のリード棒６１Ａ，６１Ｂの各々を、プレス成
形具７の下部押圧部７１に設けた保持孔７２Ａ，
７２Ｂ内に垂立せしめしかもほぼその中央から上
方部分が露出する状態で保持せしめる。

前記下部押圧部７１の上部に設け、内径が後述
する石英ガラス管９の管径に適合する円筒形のガ
ラス材料受容部７３内に、石英ガラス管の熱膨張
率（約５×10^-7〜６×10^-7）と前記リード棒６１
Ａ，６１この熱膨張率（約40×10^-7）との中間の
熱膨張率を有するガラス材料８例えばGE社製ガ
ラスNo.１（熱膨張率：約13×10^-7）を収容する。

そして、プレス成形具７の外匣７４の外周に巻
回して設けた高周波加熱コイル７５によりガラス
材料８を高周波加熱して溶融せしめると共に外匣
７４の下方のガス導入口７６から不活性ガスを外
匣７４内に充填しながら、上部押圧部７７の受容
孔７８Ａ，７８Ｂ内にそれぞれリード棒６１Ａ，
６１Ｂの露出部分が受容されながら下部押圧部７
１に接近するよう上部押圧部７７を下方に移動せ
しめ、これら上部押圧部７７と下部押圧部７１と
の間で溶融状態のガラス材料８を加圧しその後冷
却することにより、第３図に示すように、円形板
状に成形されたガラス板部６２と、このガラス板
部６２を気密に貫通して伸びるリード棒６１Ａ，
６１Ｂとを有する端部ステム６を形成する。

この端部ステム６の形成において、上部押圧部
７７の受容孔７８Ａ，７８Ｂの下端及び下部押圧
部７１の保持孔７２Ａ，７２Ｂの上端に穴径が若
干大きくなる拡開部７９を設けておくことによ
り、第３図に示したように、ガラス板部６２にお
けるリード棒６１Ａ，６１Ｂとの溶着部分が若干
膨出した形状となり、ガラス板部６２とリード棒
６１Ａ，６１Ｂとの接触面積が増大して溶着強度
が大きくなる。

前記端部ステム６においては、例えばニツケル
製の内部リード６３Ａ，６３Ｂをそれぞれリード
棒６１Ａ，６１Ｂの一端側に接続すると共に、リ
ード棒６１Ａ，６１Ｂの他端側にはそれぞれ例え
ばニツケル製の外部リード６４Ａ，６４Ｂを接続
する。内部リード６３Ａ，６３Ｂの先端部間には
フイラメント６５を接続する。

このようにして得られる端部ステム６を、第４
図に示すように、フイラメント６５が石英ガラス
管９内に位置されるよう石英ガラス管９の一方の
端部９１Ａに気密に接続する。即ち端部ステム６
のガラス板部６２の例えば縁部６２１を石英ガラ
ス管９の一方の端部６１Ａの例えば開口縁部９１
１Ａに、加熱しながら気密に溶着する。石英ガラ
ス管９の他方の端部９１Ｂにおいても既述と同様
にして製造した端部ステム６′を用い、上述と同
様にして端部ステム６′を端部９１Ｂに接続して、
封体１０を形成する。

封体１０内には、例えば水銀、不活性ガスなど
を封入する。これらの封入量は、点灯時（温度約
40〜60℃）において封体１０内の圧力が約20トー
ル以下となるような量とする。

〔発明の作用効果〕

以上の実施例の説明から理解されるように本発
明方法によれば、次のような作用効果が奏され
る。

(1) プレス成形具の押圧部間、即ち上部押圧部と
下部押圧部との間に、リード棒を保持すると共
にガラス材料を配置して、当該ガラス材料を加
熱しながら上部押圧部と下部押圧部とをリード
棒の方向に沿つて互に接近するよう移動せしめ
て加圧することにより、板状に成形されたガラ
ス板部とこのガラス板部を気密に貫通して伸び
るリード棒とを有する端部ステムを形成するた
め、換言すればリード棒及びガラス材料をプレ
ス成形具にセツトし、ガラス材料を加熱しなが
ら加圧するという極めて簡単な方法でありなが
ら端部ステムの形成を確実に行なうことができ
る。

しかもプレス成形具という機械的手段により
自動的に作業を行なうことができるため、作業
者に特に熟練された技能が要求されず、そのう
え寸法精度の高い規格化された端部ステムを迅
速に形成することができ、この結果製造コスト
の低減化、生産ラインの高速化を容易に達成す
ることができる。

(2) そして、端部ステムにおけるガラス板部の
材質として、その熱膨張率が石英ガラス管とリ
ード棒との中間の値となるガラス材料を用いる
こと、放電電流が1A以下で点灯される低圧
放電灯であるため、リード棒の外径を非常に小
さくすることができ、しかも点灯時において
は、リード棒、ガラス板部、石英ガラス管の温
度上昇が小さいこと、の理由から低圧放電灯の
点灯時においては、リード棒とガラス板部間及
びガラス板部と石英ガラス管間に発生する熱応
力が極めて小さく、このため、従来の段継ぎ構
造のものに比べればリード棒からガラス板部、
石英ガラス管に至るまでの熱膨張率の段差が大
きくはなるもののこのことに起因してクラツク
が発生することがなく、結局温度耐久性が何ら
減少することのない低圧放電灯を製造すること
ができる。

(3) そして、端部ステムは平坦なガラス板部にリ
ード棒が気密に貫通した形状であり、しかもガ
ラス板部を石英ガラス管の端部開口を塞ぐよう
接続するので、端部ステムの石英ガラス管内に
突出する長さはガラス板部からフイラメントに
至る部分までの長さとなつて従来の段継ぎ構造
の場合に比して大幅に短くなり、この結果発光
長即ち１対のフイラメント間の距離を固定した
ときに、放電灯の全長を従来の段継ぎ構造を採
用した場合に比べて相当に短くすることがで
き、結局放電灯の小型化を十分に達成すること
が可能となる。

本発明においては、以上の実施例に限定され
ず、種々変更が可能である。即ち、 (イ) プレス成形具の具体的形状は、製造すべき端
部ステムの大きさに基いて適宜定めればよい。

(ロ) プレス成形具において加熱手段は高周波加熱
以外の他の手段を用いてもよい。

(ハ) 端部ステムのガラス板部の熱膨張率は石英ガ
ラス管の熱膨張率とリード棒の熱膨張率との中
間の値であればよく、この条件を満足するガラ
ス材料を適宜選択すればよい。

(ニ) そして本発明は蛍光灯を製造する場合にも適
用することができ、この場合は石英ガラス管の
内面に蛍光膜を形成すればよい。

以上詳細に説明したように、本発明によれば、
製造が簡単であつて製造コストの低減化を達成す
ることができ、しかも小型化を達成することがで
きる新規な低圧放電灯の製造方法を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部を説明するた
めの説明図、第２図は従来の方法により形成され
た水銀灯の端部ステムの一例を示す説明図、第３
図は本発明方法を用いて形成された端部ステムの
一例を示す説明図、第４図は本発明方法を用いて
製造された低圧放電灯の一例の概略を示す説明図
である。 １……石英ガラス管、１１……端部、２……端
部ステム、２１Ａ，２１Ｂ……リード棒、２２…
…封着ガラス部、２３，２４，２５，２６……ガ
ラス部、３Ａ，３Ｂ……内部リード、４……フイ
ラメント、５Ａ，５Ｂ……外部リード、６１Ａ，
６１Ｂ……リード棒、７……プレス成形具、７１
……下部押圧部、７２Ａ，７２Ｂ……保持孔、９
……石英ガラス管、７３……受容部、８……ガラ
ス材料、７４……外匣、７５……高周波加熱コイ
ル、７６……ガス導入口、７７……上部押圧部、
７８Ａ，７８Ｂ……受容孔、６２……ガラス板
部、６……端部ステム、６３Ａ，６３Ｂ……内部
リード、６４Ａ，６４Ｂ……外部リード、６５…
…フイラメント、９１Ａ……端部、６２１……縁
部、９１１Ａ……開口縁部、９１Ｂ……端部、
６′……端部ステム、１０……封体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 放電電流が1A以下で点灯される低圧放電灯
   の製造方法であつて、 リード棒を保持し、当該リード棒の方向に沿つ
   て互に接近するプレス成形具の押圧部間に配置さ
   れたガラス材料を加熱しながら前記プレス成形具
   により加圧することにより、板状に成形されたガ
   ラス板部及びこのガラス板部を気密に貫通して伸
   びるリード棒を有する端部ステムを形成し、この
   端部ステムにおけるガラス板部を石英ガラス管の
   端部に気密に溶着して当該端部ステムを石英ガラ
   ス管に接続する工程を含み、 前記端部ステムにおけるガラス板部はその熱膨
   張率が石英ガラスの熱膨張率と前記リード棒の熱
   膨張率との中間の値であることを特徴とする低圧
   放電灯の製造方法。