JPH10312774A - 中央配置の電極または引き込み導線を有する気密封止ランプ内管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ランプの電極をアーク管の中軸上に配置し、
ランプの性能を高める方法を提供すること。 【解決手段】 気密封止のアーク管１４は縦軸６０を有
し、アークを発生し、維持する媒体を有する。アーク管
１４の両端部はプレス封止４３で封止されている。各プ
レス封止部は対向する扁平面５６と５８を有し、この中
央にモリブデンホイル５０が配置され封止されている。
引き込み導線５２が溶接によってホイル５０の端部に固
定されており、電源との接続のためアーク管外部へと伸
びている。電極４６がホイル５０の他の一端部に取り付
けられており、アーク室へと突き出している。 突起部
６４の形態の第１のロッド逃がし部材６２が扁平面５８
上に、またくぼみ６８の形態の第２のロッド逃がし部材
６６が扁平面５６上に形成されている。ロッド逃がし部
材は協働し電極を縦軸に対して１゜未満の変位角で中央
に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はランプ、特に電極領
域に現れる管壁温度が実質的に一様になるように中央に
配置された、改良型の電極を有するランプとその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属ハロゲン種のランプを含む高輝度放
電ランプは、電気アークを発生することによって光を発
するが、この電気アークは真空化されたアーク室で発生
する。アーク室はナトリウムやスカンジウムハロゲンな
どの光放射物質を有している。このアーク室つまりアー
ク管は石英ガラスで形成されており、電極は通常はタン
グステンである。このアーク管は、プレス封止によって
電極を取り囲むように封止しており、電極を所望の位置
に配置してアーク管の端部を可塑条件まで熱し、円筒の
両端を文字どおりにプレス接合して成形される。タング
ステンの電極と石英ガラスの熱膨張は異なるため、チュ
ーブのプレス封止領域に薄いモリブデンホイルを使用
し、動作の間にアーク管の封止領域にかかる応力を変
え、アーク管内の環境を維持することが従来から行われ
ている。石英ガラスは、タングステン電極と、アーク管
の外部に伸びている引き込み線ピンとを取り囲んでいる
が、気密封止そのものはモリブデンホイルの位置になさ
れる。真に効率的なアーク動作を得るためには、電極を
アーク管の縦軸の近傍に配置することが望ましい。しか
し構成要素の形状は種々異なるため、これを実行するこ
とは困難である。例えばモリブデンホイルは薄く、扁平
なリボン、電極および引き込み線は一般的に円筒状であ
る。

【０００３】先行技術ではこの問題を緩和する試みがな
されている。米国特許5525863号の記載されている方法
では、電極を中央からずらしている。米国特許4254356
号に記載されている方法では、ホイルと電極の組み合わ
せを変更している。米国特許3170081号および米国特許5
527199号に記載されている方法では、電極のステムの一
部を扁平化している。またホイルを差し込むために円筒
状の構成部品の端部に溝を付ける方法がある。また図３
に示したように封止の一終端部にロッド逃がし(rod-rel
ief)隆起部を形成する方法がある。電極または電極の支
持部を変更することはコストが高く、時間もかかる。中
央をずらした電極は、このアーク管を使用するランプの
動作の範囲を制限する。さらに電極が縦軸と０゜よりも
大きい角度をなす（先行技術では３゜〜５゜は珍しくな
い）と、アーク管の管壁を不均一に熱することになる。
この結果、電極にもっとも近い管壁では過熱し、もっと
も遠い管壁では温度が低下する。過熱は石英ガラスが変
形する点にまで軟化させるか、アーク管の化学物質と反
応するかのいずれかによって、アーク管の寿命を縮める
というマイナスの結果を引き起こす。温度低下はアーク
管の化学物質の不所望の凝結を引き起こす、アーク管内
の冷点温度の減少というマイナスの結果を引き起こす。
プラズマ流による化学物質の凝結が発生すると、光の質
と効率が劣化する。ロッド逃がしを導入することによっ
て少しの改善が見られるが、わずかな改善では今日の競
争市場では不十分であることが判明している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、先行
技術の欠点を回避することである。また別の課題は、ア
ーク放電ランプの動作を強化することである。さらに別
の課題は、既存の電極またはこの電極の支持構造を変更
する必要のない、経済的な手法で中央配置された電極を
提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、気密封止の放電室とモリブデンホイルと引き込み導
線と電極と突起部とくぼみとを有するアーク管であっ
て、該放電室は、縦軸を有し、アークを発生し維持する
媒体と、対向して設けられた封止端部とを含み、該封止
端部は、実質的に平行六面体構造を有し、該平六面体構
造は、対向した２つの扁平面を有し、前記モリブデンホ
イルは、各前記封止端部にあり、前記２つの扁平面の中
央に配置され、前記引き込み導線は、前記モリブデンホ
イルに接続され、前記封止の外部へと伸び、前記電極
は、前記モリブデンホイルに接続され、前記放電室へと
伸び、前記突起部は、前記２つの扁平面の一つに形成さ
れ、前記くぼみは、前記２つの扁平面の他の一つの扁平
面に形成され、前記突起部および前記くぼみを協働さ
せ、前記電極を前記放電室の前記縦軸上に実質的に中央
に配置することを特徴とするアーク管を提供することに
よって解決される。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明による気密封止の放電室
は、対向して設けられた封止端部を有する。各封止端部
は、実質的に平行六面体構造を有し、２つの対向する扁
平面を有する。モリブデンホイルがそれぞれの端部に封
入され、２つの扁平面の中央に位置される。引き込み導
線がこのホイルに接続され、封止の外部へ引き出され
る。電極がこのホイルに接続され放電室へと引き出され
る。扁平面の一つに突起部が形成され、他の一つの扁平
面にくぼみが形成される。この突起部とくぼみを協働さ
せ、放電室の縦軸に＋１゜，−１゜未満で、電極を中央
に配置する。

【０００７】本発明によるアーク管は、縦軸を有するア
ーク管の封止法により、つぎのようなステップで製造さ
れる。アーク管素材の一端部を封止装置に配置する。電
極と、封入するホイルと、引き込み導線とからなる電極
アセンブリを、この素材内の所望の位置に配置する。ア
ーク管の端部を熱して可塑状態に至らしめる。可塑状態
になった端部に、対向して設けられた一対のプレス型底
部(press-mold feet)をかみ合わせ、この素材の端部に
プレス封止を形成する。第１のプレス型底部は、縦軸に
沿ってくぼみを有しており、第２のプレス型底部は、隆
起部を縦軸に直交し前記のくぼみに対向して有してい
る。プレス型底部を互いに接近させ、端部の可塑材を圧
潰し封止を形成する。

【０００８】これにより本発明の目的を、追加の製造工
程なしに容易に達することが可能であり、しかも付加的
なコストなしに改善されたアーク管を得ることができ
る。

【０００９】

【実施例】本発明を以下図を用いて詳しく説明する。

【００１０】図１には典型的な金属ハライドアーク放電
ランプ１０が示されている。このランプは、ランプ外管
１２と、取付フレーム１６によりこのランプ外管１２内
に取り付けられたアーク管１４とを有している。アーク
管は、囲い２０内に配置されることもあり、この囲いは
同様に取付フレーム１６によって支持される。電気エネ
ルギーは口金２２，ランプステム線２４，および導線２
６および２８を介してアーク管１４に給電される。アー
ク管内でアークが始動されると光を放射するたに、公知
のようにアーク管には化学物質が充填されていたり、ま
たは少量含まれている。囲い２０は光透過性で、耐熱性
の材質、例えば石英ガラス製の円筒状の管から構成され
ている。

【００１１】上記のように、この実施例ではランプ外管
１２内で、取付フレーム１６がアーク管１４と囲い２０
を支持している。この取付フレーム１６は、ストラップ
３１でランプステム線２４に接続された金属支持ロッド
３０を有している。この支持ロッドは、ランプ外管２０
の上端で内側突起３２にはめられている。支持ロッド３
０の中心位置はアーク管１４と囲い２０の中心軸と平行
になっている。取付手段１６はさらに上部クリップ４０
と下部クリップ４２を有しており、このクリップは、ア
ーク管１４と囲い２０とが支持ロッド３０を確実に支持
するようにしている。クリップ４０と４２は支持ロッド
３０に有利には溶接で接合されている。

【００１２】アーク管１４のプレス封止端４３には封止
法によって電極アセンブリ４４が配置されてる。各電極
アセンブリ４４は、適当な材質例えばタングステン製の
電極４６と、コイル４８と、モリブデン封止ホイル５０
と引き込み導線５２とを有する。コイル４８は電極４４
の一終端部に接続され、アーク管内にある。モリブデン
封止ホイル５０は電極４４の一終端部に接続されてい
る。引き込み導線５２は、モリブデン封止ホイルの他の
一終端部に接続されており、電気接続のためにアーク管
の外部に引き出されている。電極アセンブリは図２〜図
８で、より明瞭に示されている。引き込み導線５２のう
ちの一本は電気導線２６に接続されており、他の一本は
電気導線２８に接続されている。

【００１３】図２に示したように、先行技術のアーク管
１４は、実質的に平行六面体構造のプレス封止４３を有
する。この平行六面体構造には、扁平面５６および５８
が対向して設けられている。封止後には電極４６は縦軸
６０から約５゜の角度αだけずれて配置されている。

【００１４】図３および図５は改善が示されている。こ
の図ではプレス封止４３には突起部６４の形態のロッド
逃がし機構６２が設けられている。このロッド逃がし機
構６２により縦軸からは約３゜の角度βのずれとなり、
わずかな改善がみられる。

【００１５】本発明による実施例を図４に示す。この図
では気密封止アーク管１４には縦軸６０が有り、公知の
ように内部にアークを発生し維持する媒体が含まれてい
る。アーク管１４の両端部はプレス封止法で封止されて
いる（図２〜図８にはその一端部のみが示されてい
る）。この封止は実質的に平行六面体構造を成してお
り、対向して設けられた扁平面５６と５８とを有してい
る。モリブデン封止ホイル５０が各々のプレス封止に封
止されており、実質的に扁平面５６および５８の中央に
配置されている。引き込み導線５２は例えば溶接によっ
てホイル５０の一終端部に確実に固定されており、アー
ク管の外部に、電源との電気接続のために引き出されて
いる。ホイル５０の他の一終端部には電極４６が取り付
けられており、この電極４６はアーク室に突き出してい
る。 突起部６４の形態の第１のロッド逃がし部材６２
が、扁平面の一つ例えば５８に形成されており、くぼみ
６８の形態の第２のロッド逃がし部材６６が、この例で
は５６の他の一つの扁平面に形成されている。ロッド逃
がし部材は協働し電極を縦軸からの変位角が１゜未満と
なるように中央に配置する。これは先行技術と比べると
大きな改善である。

【００１６】第１のロッド逃がし部材６２は、縦軸６０
に平行な、横長状の隆起部に形成されるが、第２のロッ
ド逃がし部材は、図６の７０に図示した円錐台状、図７
の７２に図示した半球状、または図８の７４に図示した
ように第１の部材に対して交差した横長状であってもよ
い。

【００１７】本発明の有利な実施例では、第１のロッド
逃がし部材６２は、長さ約0.165インチ（0.42cm），幅
約0.060インチ（0.15cm），深さ約0.015インチ（0.04c
m）である。第２のロッド逃がし部材６６は、半球状く
ぼみ７２の場合は直径約0.035インチ（0.09cm），深さ
約0.010インチ（0.025cm），円錐台状くぼみ７０の場合
は長径は0.035インチ、深さ0.010インチ、横長状部材７
４の場合は幅0.035インチ、深さ0.010インチ、長さはプ
レス封止の幅よりも小となる。最小では、長さは有利に
は約0.035インチである。

【００１８】アーク放電ランプでのプレス封止を形成す
るための、一対のプレス型底部７６および７８を図９に
示す。各底部は、実質的に扁平な封止表面８０，８２を
それぞれ有する。底部７６は扁平な表面に、その縦軸方
向に沿って配置されたくぼみ８４を有する。封止形成時
にはこのくぼみは第１のロッド逃がし部材６２を形成す
る。第２の底部７８は扁平な表面８２上に隆起部８６を
有する。この隆起部はくぼみに対向しており、封止操作
中に第２のロッド逃がしを形成する機能を有する。図示
した隆起部は横長状部材７４を形成するが、半球状くぼ
み７２と円錐台状くぼみ７０が適当に形成されることは
当業者には明白である。他の形態、例えば正方形やピラ
ミッド状も当然可能であり、アークランプのサイズによ
ってこのように指示されることもあり得る。

【００１９】封止は、アーク管素材が封止装置に配置さ
れ、その後このアーク管素材に電極アセンブリが挿入さ
れて形成される。この素材の端部は可塑状態になるまで
熱せられ、プレス型封止底部を始動させてプレス封止が
形成される。封止操作は、アーク管の両端部を同時に行
ってもよいし、また順々に行ってもよい。

【００２０】このように形成されたアーク管は縦軸方向
にそろった電極を有している。この電極はより効率的な
ランプの動作を提供する。本発明による解決法は経済的
で、堅実であり、また電極そのもの対して行う追加の形
成ステップを必要としない。

【００２１】本発明はまた、フィラメントを封止の外部
とカプセル内部に伸びる引き込み導線によって支持し、
このフィラメントを光源カプセルに含むような白熱ラン
プにも実施可能である。

【００２２】本発明の現時点での有利な実施例を図示し
記載したが、当業者にとっては請求項で定義した本発明
の範囲を逸脱することなく、種々の変更を行うことが可
能なことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能な高輝度放電ランプの斜視図
である。

【図２】先行技術のアーク管の一部の断面図である。

【図３】別の先行技術のアーク管の一部の断面図であ
る。

【図４】本発明の実施例のアーク管の一部の断面図であ
る。

【図５】図３の先行技術のアーク管の一部の正面図であ
る。

【図６】本発明の実施例のアーク管の一部の背面図であ
る。

【図７】本発明の別案の実施例のアーク管の一部の背面
図である。

【図８】本発明のまた別の実施例のアーク管の一部の背
面図である。

【図９】本発明のプレス型底部の斜視図である。

【図１０】本発明による製造方法を実施する場合に使用
するステップの流れ図である。

【符号の説明】

１０ 金属ハライドアーク放電ランプ １２ ランプ外管 １４ アーク管 １６ 取付フレーム ２０ 囲い ２４ ランプステム線 ３０ 支持ロッド ３２ 内側突起 ４０，４２ クリップ ５０ モリブデン封止ホイル ５２ 引き込み導線 ５６，５８ 扁平面 ６２，６６ ロッド逃がし部材 ６４ 突起部 ６８ くぼみ ７０ 円錐台状くぼみ ７２ 半球状くぼみ ７４ 横長状くぼみ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シモーネ ピー ベイジン アメリカ合衆国 ニュー ハンプシャー ベッドフォード ウィッポーアウィル レ ーン 33 (72)発明者 ピエール ジー プロヴォスト アメリカ合衆国 ニュー ハンプシャー マンチェスター ケンバーマ ストリート 111

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密封止の放電室と、モリブデンホイル
   と、引き込み導線と、電極と、突起部と、くぼみとを有
   するアーク管であって、 該放電室は、縦軸を有し、アークを発生し維持する媒体
   と、対向して設けられた封止端部とを含み、 該封止端部は、実質的に平行六面体構造を有し、 該平行六面体構造は、対向した２つの扁平面を有し、 前記モリブデンホイルは、各前記封止端部にあり、前記
   ２つの扁平面の中央に配置され、 前記引き込み導線は、前記モリブデンホイルに接続さ
   れ、前記封止の外部へと伸び、 前記電極は、前記モリブデンホイルに接続され、前記放
   電室内へと伸び、 前記突起部は、前記２つの扁平面の一つに形成され、 前記くぼみは、前記２つの扁平面の他一つの扁平面に形
   成され、 前記突起部および前記くぼみが協働し、前記電極を前記
   放電室の前記縦軸上に実質的に中央に配置されているこ
   とを特徴とするアーク管。
2. 【請求項２】 前記くぼみは円錐台状である請求項１に
   記載のアーク管。
3. 【請求項３】 前記くぼみは半球状である請求項１に記
   載のアーク管。
4. 【請求項４】 前記突起部は、前記縦軸に平行に横長状
   であり、前記くぼみは、前記縦軸と直角に横長状である
   請求項１に記載のアーク管。
5. 【請求項５】 前記電極は、前記縦軸に対して＋１゜ま
   たは−１゜未満で配置される請求項１に記載のアーク
   管。
6. 【請求項６】 縦軸を有するアーク管の封止方法であっ
   て、つぎのステップ、すなわちアーク管素材の一端部を
   封止装置に配置するステップと、 電極と、封入するホイル、引き込み導線とからなる電極
   アセンブリを前記アーク管素材内の所望の位置に配置す
   るステップと、 前記アーク管の前記端部を熱して可塑状態に至らしめる
   ステップと、 可塑状態になった前記端部に、対向して設けられた一対
   のプレス型底部をかみ合わせ、前記アーク管素材の前記
   端部にプレス封止を形成するステップと、 第１の前記プレス型底部は、前記縦軸に沿ってくぼみを
   有しており、第２の前記プレス型底部は、前記縦軸に沿
   って隆起部を前記のくぼみを対向して有しており、 前記プレス型底部を互いに接近させ、端部の可塑材を圧
   潰し、封止を成形するステップとを有するアーク管の封
   止方法。
7. 【請求項７】 前記アーク管素材は、請求項６のステッ
   プが前記アーク管素材の他の一端部に繰り返されること
   により形成される請求項６に記載の封止方法。
8. 【請求項８】 アーク放電ランプのプレス封止を成形す
   るための一対の協働するプレス型封止底部であって、 実質的に扁平な表面を有し、 第１の前記プレス型封止底部は、前記扁平な表面に、縦
   軸に沿って配置されたくぼみを有し、 第２の前記プレス型封止底部は、前記プレス型封止底部
   の扁平な表面に形成された隆起部を有し、 前記隆起部は前記くぼみに対向することを特徴とするプ
   レス型封止底部。
9. 【請求項９】 気密封止された室と、引き込み導線と、
   突起部と、くぼみとを有する光源カプセルであって、 前記気密封止された室は、縦軸を有し、光を発生するフ
   ィラメントと、対向して設けられた封止端部とを含み、 前記各封止端部は、実質的に平行六面体構造を有し、 該平行六面体構造は、対向する２つの扁平面を有し、 前記引き込み導線は、各前記封止の外部に伸び、前記光
   源カプセルの内部に伸び、 前記の内部に伸びた部分は、カプセル内部に終端部を有
   し、 該カプセル内部の終端部は、前記フィラメントを支持
   し、 前記突起部は、一つの扁平面上に形成され、 前記くぼみは、他の一つの前記扁平面上に形成され、 前記突起部と前記くぼみは協働して、前記引き込み導線
   を前記縦軸に実質的に中央に配置することを特徴とする
   光源カプセル。