JPH0537400Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本考案は高圧放電灯に関するものであり、さら
に詳しくは特に大電流用の高圧放電灯であつて、
その気密封止構造に特徴を有する高圧放電灯に関
するものである。 〔従来の技術〕 高圧放電灯、例えば水銀灯は、一般にこれより
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、半導体デバイスの製造分野、その他の
分野で広く用いられている。 例えば大電流用の高圧または超高圧水銀灯にお
いては、発光ガスの主成分である水銀の封入量が
大きくて点灯時の封体内ガス圧が非常に高く、し
かも発熱量が大きく、したがつて特に気密封止部
のガラスにおいては耐熱性および耐圧性が大きい
ことが必要とされる。そして点灯中においては封
体内の水銀が完全に蒸発していることが必要であ
り、このため点灯中の封体内においては水銀の凝
縮が生ずるような低い温度部分がないことが必要
である。 このようなことから、従来の高圧または超高圧
水銀灯においては、電球の封体を形成するガラス
を給電用のリード棒に直接溶着して気密封止する
いわゆるロツドシール構造は採用せずに、封着用
の金属箔を用いたいわゆる箔シール構造が採用さ
れている。 具体的には第４図および第５図に示すようなガ
ラス製の有底筒体１Ａの外周において、第６図〜
第８図に示すように周方向に互いに離間して該有
底筒体１Ａの軸方向に伸びるよう帯状の金属箔２
Ａを例えば４枚配置し、これらの金属箔２Ａの
各々の一端側２１Ａを有底筒体１Ａの底壁端縁１
１Ａにおいて屈曲せしめてこれを底壁１５Ａの外
側から突出して伸びるよう配置した内部リード棒
３Ａの基端部に形成した保持板３１Ａに接続し、
金属箔２Ａの各々の他端側２２Ａを有底筒体１Ａ
の開口端部縁１３Ａにおいて屈曲せしめてこれを
有底筒体１Ａの筒孔内に挿入した外部リード棒４
Ａの外周に接続して封着用導電部５Ａを構成す
る。１０Ａは有底筒体１Ａ内に挿入される外部リ
ード棒４Ａ保持用のガラス製筒体、６Ａは内部リ
ード棒３Ａの先端に固定して設けた電極、７Ａは
内部リード棒３Ａ保持用のガラス製筒体である。 次いで、このような封着用導電部５Ａを、第９
図に示すように、ガラス製の封体８の封じ管部８
１Ａ内に電極６Ａが封体８の発光空間囲繞部８２
内に位置するよう挿入配置する。そして封じ管部
８１Ａの外部から加熱処理して該封じ管部８１Ａ
の内周と有底筒体１Ａの外周とを金属箔２Ａを介
して気密に溶着させる。内部リード棒３Ａの基端
部側においては、封じ管部８１Ａにおけるガラス
製筒体７Ａと対向する部分のガラスを加熱押圧す
るかあるいは封じ管部８１Ａ内に負圧を作用せし
めてこの負圧によりガラス製筒体７Ａと溶着さ
せ、第１０図に示すように狭窄部９Ａを形成し、
また、封じ管部８１Ａの外端部においては、該外
端部のガラスを加熱溶着することにより、金属箔
２Ａの露出部分をガラスにより被覆する。他方の
封じ管部８１Ｂにおいても、封着用導電部５Ａと
同様に構成した封着用導電部５Ｂを上述と同様に
して接続し、第１０図に示すような高圧水銀灯を
構成する。 〔考案が解決しようとする問題点〕 しかしながら、以上のような構成の高圧水銀灯
においては、次のような問題を生じやすい。 (1) 封着用導電部５Ａ，５Ｂの接続工程において
は、封じ管部８１Ａ，８１Ｂの内周と有底筒体
１Ａ，１Ｂの外周とを金属箔２Ａ，２Ｂを介し
て溶着する際に、封じ管部８１Ａ，８１Ｂのガ
ラスを外周から加熱しながら比較的強い力で外
部から押圧したり、あるいは封じ管部８１Ａ，
８１Ｂ内に負圧を作用せしめてこの負圧により
いわば有底筒体１Ａ，１Ｂの底壁外端面１２
Ａ，１２Ｂと対向する空間を押し潰すようにし
て行うことが必要である。このため、第３図に
拡大して示すように（一方の封じ管部８１Ａの
み図示する）、有底筒体１Ａの底壁外端面１２
Ａの外側において封じ管部８１Ａが急激に曲げ
られて曲率半径の小さい屈曲部８３ａが形成さ
れ、この部分において歪が生じやすい。そし
て、点灯中においては、有底筒体１Ａの底壁１
５Ａが発光空間に連通していて相当に高温にな
るうえ封体８内が非常に高い圧力例えば20気圧
以上となるため、封じ管部８１Ａの屈曲部８３
ａに発生した歪に起因してクラツクが生じやす
く、最悪の場合には高圧水銀灯が爆発するとい
う危険な事故を招来する問題点がある。 (2) また、有底筒体１Ａの底壁１５Ａ側におい
て、封じ管部８１Ａを当該有底筒体１Ａの周壁
１６Ａから底壁１５Ａにわたる外形に応じて曲
率半径の小さい状態で急激に屈曲させることは
困難であり、有底筒体１Ａの外周面と封じ管部
８１Ａの内壁面とを十分密着した状態で封着す
ることができず、両者の間に大きな空隙Ｓを生
じやすい。そのため、有底筒体１Ａの底壁外端
面１２Ａと封体８内の封入ガスとの接触面積が
大きくなつて当該底壁外端面１２Ａに作用する
圧力が大きくなり、封じ管部８１Ａの封着部の
内圧に対する機械的強度が不十分となることが
ある。また、この空隙Ｓ内において封体８内の
水銀が凝縮しやすいという問題も有する。 〔考案の目的〕 本考案は以上のような背景に基いてなされたも
のであつて、その目的は、封じ管部のガラス部分
における歪の発生を抑制することができ、耐熱性
および耐圧性に優れていて爆発事故の発生を防止
することができ、長時間安全に点灯することがで
きる高圧放電灯を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本考案の高圧放電灯は、発光空間囲繞部、およ
び、これに続く狭窄部、封じ管部よりなるガラス
製の封体と、 該封体の封じ管部内周面に外周面を溶着せしめ
た該封じ管部の外端部側に開口端部を有し、か
つ、内端部に底壁及び該底壁の外端面につづく周
壁部分に封じ管部の内周面に沿つたテーパー状の
外周面を有するガラス製の有底筒体と、 この有底筒体の筒孔内に挿入された外部リード
棒と、 前記有底筒体の底壁の外側から、該狭窄部を支
持するガラス製筒体を貫通して、前記発光空間囲
繞部内に伸びるよう配置された内部リード棒と、 このリード棒の先端に設けられた電極、および 前記有底筒体の外周において軸方向に伸び、そ
の一端側が前記内部リード棒に電気的に接続さ
れ、その他端側が前記外部リード棒に電気的に接
続された帯状の金属箔とを有することを特徴とす
る。 さらに、前記有底筒体の周壁に形成されたテー
パー状の外周面に溶着されるテーパ部被覆部分の
封体肉厚が２〜６mmであることを特徴とする。 かかる構成によれば、有底筒体の底壁の外端面
に続く周壁部分に封じ管部の内周面に沿つたテー
パ状の外周面を形成して、底部をたとえば円錐台
などの錐台体状に構成していることから、封体の
封じ管部を有底筒体の周壁に沿つて無理な変形を
与えることなく歪の少ない状態でかつ両者の間に
大きな空隙を生ずることなく確実に封着させるこ
とができ、かつ有底筒体の周壁の外周において溶
着される封じ管部のテーパ部被覆部分の肉厚が２
〜６mmとされていることから、封着部における機
械的強度を十分なものとすることができる。 〔実施例〕 以下、図面を参照しながら本考案の実施例を高
圧水銀灯を構成する場合について詳細に説明す
る。 本考案の一実施例においては、第１図および第
２図に示すように、石英ガラス製の有底筒体１Ａ
は、その底壁外端面１２Ａに続く部分の周壁１６
Ａにテーパ状の外周面（以下、「テーパ部」とい
う）Ｔを有し、底部がいわゆるすり鉢型に構成さ
れている。そして、有底筒体１Ａの外周において
は、その周方向に互いに離間して該有底筒体１Ａ
の軸方向に伸びるよう帯状のモリブデン製金属箔
２Ａが例えば４枚配置され、これらの金属箔２Ａ
の各々の一端側２１Ａは有底筒体１Ａの周壁１６
Ａのテーパ部Ｔに沿つて伸び、さらに有底筒体１
Ａの底壁外端面１２Ａの近傍から突出して伸びる
よう配置した内部リード棒３Ａの基端部に形成さ
れた保持板３１Ａにスポツト溶接などの手段によ
つて接続されている。また、金属箔２Ａの各々の
他端側２２Ａは、有底筒体１Ａの開口端部縁１３
Ａにおいて屈曲され、さらに有底筒体１Ａの筒孔
内に挿入されたガラス製筒体１０Ａに保持された
外部リード棒４Ａの外周に接続され、封着用導電
部５Ａが構成される。 そして、この封着用導電部５Ａを構成する有底
筒体１Ａを、例えば封体８の封じ管部８１Ａの外
部から加熱処理することにより、有底筒体１Ａの
外周と封じ管部８１Ａの内周とが金属箔２Ａを介
して気密に溶着され、さらに内部リード棒３Ａの
基端部側においては、封じ管部８１Ａにおけるガ
ラス製筒体７Ａと対向する部分のガラスを加熱押
圧するかあるいは封じ管部８１Ａ内に負圧を作用
せしめてこの負圧によりガラス製筒体７Ａと溶着
させることにより、狭窄部９Ａが形成され、封体
８が構成される。 ここにおいて、有底筒体１Ａの周壁１６Ａを構
成するテーパ部Ｔに溶着される封じ管部８１Ａの
テーパ部被覆部分における肉厚ｔは、２〜６mmで
あることが必要とされる。この肉厚が２mmより小
さいと、封じ管部８１Ａの機械的強度が不十分と
なり、一方この肉厚が６mmを越えると、溶着時に
おけるガラスの加熱を均一に行うことが困難とな
つて歪が生じやすく、気密封着が不完全となりや
すい問題を有する。 なお、封体８を構成する他のガラス部分の肉厚
は、封体８の内圧に耐えうるとともに封着のため
の加熱溶融操作を行ううえで支障がない限りにお
いて特に限定されず、例えば３〜５mm程度とされ
る。 前記有底筒体１Ａの周壁１６Ａのテーパ部Ｔの
角度は、第１図に示すように、円錐台の稜線のな
す開き角度αが15〜120度となる程度であればよ
い。また、有底筒体１Ａの周壁１６Ａのテーパ部
Ｔの軸方向における投影長さｌは、有底筒体１Ａ
の全長Ｌの1/2〜1/15程度であればよい。 なお、その他の点においては前述した従来の高
圧水銀灯の構成とほぼ同様であるので、同一部材
には同一符号を付してその詳細な説明は省略す
る。 以上の実施例によれば、有底筒体１Ａの底壁１
５Ａに続く周壁１６Ａ部分にテーパ部Ｔを形成
し、かつ、このテーパ部Ｔに溶着される封じ管部
８１Ａテーパ部被覆部分の肉厚が２〜６mmとされ
ることから、封体８の封着時において、封じ管部
８１Ａを有底筒体１Ａの周壁１６Ａに沿つて無理
な変形を与えることなく十分な機械的強度で確実
に封着させることが可能であり、そのため、該封
じ管部８１Ａの封着に基く変形ガラス部におい
て、クラツクの原因となるような歪の発生を抑制
することができ、したがつて封体の爆発という極
めて危険な事故を招来せずに安全に点灯すること
ができる。 また、封じ管部８１Ａを有底筒体１Ａの周壁１
６Ａに沿つて無理な変形を与えることなく、両者
を密着した状態で封着させることができるので、
有底筒体１Ａの外周、金属箔２Ａおよび封体８の
封じ管部８１Ａの相互間にほとんど空隙を生ずる
ことがなく、三者を密着した状態で封着すること
ができ、したがつて封着部における機械的強度が
優れたものとなり、封体８の内圧に対する耐圧性
を十分なものとすることができる。 さらに、上述のように、封着部における有底筒
体１Ａの外周、金属箔２Ａおよび封体８の封じ管
部８１Ａの相互間に大きな空隙を有しないので、
点灯時に金属箔２Ａにおいて発生する熱が効率よ
く周囲のガラス部材に伝達され、そのため、金属
箔２Ａが局部的に過熱されることがなく、金属箔
２Ａの溶断を防止することができる。また、この
空隙内において封体８内の水銀が進入してきて凝
縮することがない。 実施例 第１図および第２図に示す構成に基づいて、封
じ管部８１Ａにおける前記肉厚ｔを第１表のよう
に設定し、本考案の実施例にかかる高圧水銀灯を
３種、本考案の範囲外にある比較例としての高圧
水銀灯を２種作製し、これらの点灯実験を行つ
た。具体的には、高圧水銀灯を、各種類ごとに
100本作製し、これらのうち、1000時間内に破裂
した高圧水銀灯の本数を調べた。なお、これらの
高圧水銀灯は、電流値75Aで作動され、そして作
動時における封体の内圧は約30気圧となる。 以上の結果を第１表に示す。

〔考案の効果〕

本考案によれば、封じ管部のガラス部材におけ
る歪の発生を抑制することができ、耐熱性および
耐圧性に優れていて爆発事故の発生を防止するこ
とができ、長時間安全に点灯することができる高
圧放電灯を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の高圧放電灯の一実施例にお
ける有底筒体を示す説明用縦断正面図、第２図
は、本考案の要部を拡大して示す説明用縦断正面
図、第３図は従来の高圧放電灯の要部を拡大して
示す説明用縦断正面図、第４図および第５図は、
それぞれ従来の有底筒体を示す側面図および正面
図、第６図、第７図および第８図はそれぞれ従来
の高圧放電灯の封着用導電部を示す説明用正面
図、説明用縦断右側面図および説明用縦断左側面
図、第９図は従来の高圧放電灯の封着用導電部が
封じ管部内に配置された状態を示す説明用縦断正
面図、第１０図は従来の高圧放電灯を示す説明用
縦断正面図である。 １Ａ，１Ｂ……有底筒体、１５Ａ……底壁、１
６Ａ……周壁、Ｔ……テーパ部、２Ａ，２Ｂ……
金属箔、３Ａ，３Ｂ……内部リード棒、３１Ａ…
…保持板、４Ａ，４Ｂ……外部リード棒、５Ａ，
５Ｂ……封着用導電部、６Ａ，６Ｂ……電極、７
Ａ，７Ｂ……ガラス製筒体、８……封体、８１
Ａ，８１Ｂ……封じ管部、８２……発光空間囲繞
部、９Ａ，９Ｂ……狭窄部、１０Ａ，１０Ｂ……
ガラス製筒体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 発光空間囲繞部、および、これに続く狭窄
   部、封じ管部よりなるガラス製の封体と、 該封体の封じ管部内周面に外周面を溶着せし
   めた該封じ管部の外端部側に開口端部を有し、
   かつ、内端部に底壁及び該底壁の外端面につづ
   く周壁部分に封じ管部の内周面に沿つたテーパ
   ー状の外周面を有するガラス製の有底筒体と、 この有底筒体の筒孔内に挿入された外部リー
   ド棒と、 前記有底筒体の底壁の外側から、該狭窄部を
   支持するガラス製筒体を貫通して、前記発光空
   間囲繞部内に伸びるよう配置された内部リード
   棒と、 このリード棒の先端に設けられた電極、およ
   び 前記有底筒体の外周において軸方向に伸び、
   その一端側が前記内部リード棒に電気的に接続
   され、その他端側が前記外部リード棒に電気的
   に接続された帯状の金属箔とを有することを特
   徴とする高圧放電灯。 ２ 前記有底筒体の周壁に形成されたテーパー状
   の外周面に溶着されるテーパ部被覆部分の封体
   肉厚が２〜６mmであることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の高圧放電灯。