JPH11354076A - Discharge lamp and its sealing method - Google Patents

Discharge lamp and its sealing method

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JPH11354076A
JPH11354076A JP17410898A JP17410898A JPH11354076A JP H11354076 A JPH11354076 A JP H11354076A JP 17410898 A JP17410898 A JP 17410898A JP 17410898 A JP17410898 A JP 17410898A JP H11354076 A JPH11354076 A JP H11354076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sealing
glass material
opening
discharge lamp
sealing glass
Prior art date
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Application number
JP17410898A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Hayashi
浩一 林
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toto Ltd filed Critical Toto Ltd
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Publication of JPH11354076A publication Critical patent/JPH11354076A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the effects of degradation of a sealing glass material to seal an opening part of an arc tube and thereby improve the durability by forming an amorphous part, that is transformed into an amorphous state through quenching after being melted into the sealing glass material, thus sealing the opening part. SOLUTION: A sealing glass material 16a is provided with an amorphous part 16b transformed into an amorphous state by being quenched in a sealing process on the boundary relative to the peripheral part of a sealing base part 15a and the boundary relative to the inside wall of a small diameter part 13, and other parts are brought into a crystallized state. That is, the sealing glass material 16a is heated from ordinary temperature to its melting point by irradiating an infrared-ray and being quenched to its glass transition temperature, after the heating in a sealing process. Thereby, at least the sealing part of the molten sealing glass material 16a becomes the amorphous part 16b transformed into an amorphous state without being recrystallized. Thereafter, it is gradually cooled from the glass transition temperature to ordinary temperature, and a part between the opening of an arc tube and an electrode member is sealed through the sealing glass material 16a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光物質を入れた
発光管内の開口部に電極部材を封着した放電灯及びその
封着方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp in which an electrode member is sealed at an opening in an arc tube containing a luminescent substance, and a method of sealing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の放電灯において、透光性
セラミックからなる発光管の開口部に1対の電極を有す
る電極部材を固着することにより、発光管内に水銀、不
活性ガス、金属ハロゲン化物等の発光物質を気密に封入
するものが知られている。こうした放電灯において、発
光管の開口を気密に封止する手段として、例えば、電極
部材と発光管の開口との間隙にガラスフリットなどの封
着ガラス材を溶融させた後に凝固させる手段がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a discharge lamp of this type, an electrode member having a pair of electrodes is fixed to an opening of an arc tube made of a translucent ceramic, so that mercury, an inert gas, metal It is known to hermetically enclose a luminescent substance such as a halide. In such a discharge lamp, as a means for hermetically sealing the opening of the arc tube, for example, there is a means of melting a sealing glass material such as a glass frit in a gap between the electrode member and the opening of the arc tube and then solidifying the material.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、放電灯を長時間使用した場合に、発光管内に封止さ
れている発光物質の一部が封着ガラス材と化学反応して
封着ガラス材が劣化し、発光管の発光特性に悪影響を与
えるという問題があった。
However, according to the prior art, when the discharge lamp is used for a long time, a part of the luminescent substance sealed in the arc tube chemically reacts with the sealing glass material to seal. There is a problem in that the glass material is deteriorated, which adversely affects the light emission characteristics of the arc tube.

【0004】本発明は、上記従来の技術の問題を解決す
るものであり、発光管の開口部を封止する封着ガラス材
の劣化による影響を低減して、耐久性に優れた放電灯及
びその封着方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and reduces the influence of deterioration of a sealing glass material for sealing an opening of an arc tube, thereby providing a discharge lamp having excellent durability. An object of the present invention is to provide a sealing method.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題を解決するためになされた第1の発明は、発光管
の開口部から発光物質を入れ、封着ガラス材を溶融する
ことで上記開口部を封止する放電灯において、上記封着
ガラス材は、溶融した後に急冷することによりアモルフ
ァス化されて開口部を封着しているアモルファス部を有
することを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Action / Effect of the Invention According to a first aspect of the present invention, a luminous substance is introduced through an opening of an arc tube and the sealing glass material is melted. In the discharge lamp that seals the opening, the sealing glass material has an amorphous portion that is melted and rapidly cooled to be amorphous to seal the opening.

【0006】第1の発明にかかる放電灯では、発光管の
開口部から発光物質を入れて、封着ガラス材で開口部を
封着している。封着ガラス材は、溶融した後に急冷され
ることによりアモルファス化されている。このようにア
モルファス化された封着ガラス材は、放電灯の点灯作動
時における高温の熱サイクルに晒されても熱的劣化が少
ない。よって、耐久性の優れた放電灯を得ることができ
る。
[0006] In the discharge lamp according to the first invention, a luminescent substance is put into the opening of the arc tube, and the opening is sealed with a sealing glass material. The sealing glass material is made amorphous by being rapidly cooled after being melted. The sealing glass material which has been made amorphous in this way has little thermal deterioration even when it is exposed to a high-temperature thermal cycle during the lighting operation of the discharge lamp. Therefore, a discharge lamp having excellent durability can be obtained.

【0007】第1の発明にかかる好適な態様として、発
光管の開口部から発光物質を入れ、上記開口部を封止す
る放電灯において、発光物質を入れた中空室を有する大
径部と、該大径部に延設されかつ上記中空室に連通した
細管室を形成する小径部とを有する発光管と、上記小径
部の開口部に挿入される封止基部と、該封止基部から上
記中空室に向けかつ上記小径部の内壁との間に間隙を有
するように配置されたリード部と、該リード部の他端部
に設けられた電極部と、を有する電極部材と、上記小径
部の内壁と上記封止基部の外面との間に介在して発光管
の外部と上記中空室とを密封する封着ガラス材と、を備
えた放電灯において実現することができる。
In a preferred aspect according to the first invention, a large-diameter portion having a hollow chamber containing a luminous substance is provided in a discharge lamp for charging a luminous substance through an opening of an arc tube and sealing the opening. A light-emitting tube having a small-diameter portion extending from the large-diameter portion and forming a small-diameter chamber communicating with the hollow chamber; a sealing base inserted into an opening of the small-diameter portion; An electrode member having a lead portion facing the hollow chamber and having a gap between the inner wall of the small-diameter portion and an electrode portion provided at the other end of the lead portion; And a sealing glass material interposed between the inner wall of the base and the outer surface of the sealing base to seal the outside of the arc tube and the hollow chamber.

【0008】なお、封着ガラス材は、全部をアモルファ
ス化してもよいが、放電灯の点灯時動作時における熱サ
イクルの影響を特に受けやすい部位が小径部の開口部と
接する部位であることから、少なくともこの部位に形成
することが好ましい。
The entire sealing glass material may be made amorphous. However, since a portion particularly susceptible to a thermal cycle during the operation of the discharge lamp during lighting is a portion in contact with the opening of the small diameter portion. Is preferably formed at least in this portion.

【0009】また、第2の発明は、発光管の開口部から
発光物質を入れ、封着ガラス材を溶融することで上記開
口部を封止する放電灯の封着方法において、上記開口部
の周辺部に封着ガラス材をセットするセット工程と、上
記封着ガラス材を溶融する溶融工程と、溶融した封着ガ
ラス材を急冷することでアモルファス化して開口部を封
着する急冷工程と、を備えたことを特徴とする。
In a second aspect of the present invention, there is provided a method for sealing a discharge lamp in which a luminescent substance is introduced through an opening of an arc tube and a sealing glass material is melted to seal the opening. A setting step of setting a sealing glass material in a peripheral portion, a melting step of melting the sealing glass material, and a quenching step of amorphously sealing the opening by rapidly cooling the melted sealing glass material, It is characterized by having.

【0010】第2の発明は、第1の放電灯を製造する方
法であり、封着ガラス材を溶融させた後に急冷すること
によりアモルファス化する方法である。
The second invention is a method of manufacturing the first discharge lamp, which is a method of melting a sealing glass material and then rapidly cooling the glass material to make it amorphous.

【0011】なお、封着ガラス材を溶融する工程として
は、封着ガラス材だけに集中して赤外線を照射すること
により封着ガラス材だけを溶融させる工程を用いること
が好ましく、このような赤外線の照射により、発光管を
加熱して発光物質を外部に飛散させるとともに、封着ガ
ラス材の急速な加熱及び急冷が容易であり、アモルファ
ス化も簡単にできる。
As a step of melting the sealing glass material, it is preferable to use a step of melting only the sealing glass material by irradiating infrared rays concentrated only on the sealing glass material. Irradiation, the arc tube is heated to scatter the luminescent substance to the outside, and the sealing glass material can be easily heated and cooled rapidly, and can be easily made amorphous.

【0012】ここで、封着ガラス材は、ガラスの種類に
より多少異なるが、少なくともその融点からガラス転移
温度まで急冷することが必要である。
Here, the sealing glass material slightly varies depending on the type of glass, but it is necessary to rapidly cool at least the melting point to the glass transition temperature.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以上説明した本発明の構成・作用
を一層明らかにするために、以下本発明の好適な実施例
について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of the present invention will be described below.

【0014】図1は本発明の一実施の形態にかかる放電
灯10を示す断面図である。図1において、放電灯10
は、発光管11と、発光管11内に充填された発光物質
と、電極部材15とを備えている。発光管11は、発光
物質を充填した中空室12aを有する大径部12と、大
径部12の両側からそれぞれ延設された小径部13とを
備えている。
FIG. 1 is a sectional view showing a discharge lamp 10 according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a discharge lamp 10
Includes an arc tube 11, a light emitting substance filled in the arc tube 11, and an electrode member 15. The arc tube 11 has a large-diameter portion 12 having a hollow chamber 12a filled with a luminescent substance, and small-diameter portions 13 extending from both sides of the large-diameter portion 12, respectively.

【0015】上記大径部12は、ほぼ楕円球状であり、
その管壁の厚さが一定に形成されている。小径部13
は、大径部12の両端部にそれぞれ細管として連続して
形成されており、その内側スペースが細管室13aにな
っている。また、小径部13の両端部には、細管室13
aを外部に開放する開口部13bが形成されている。
The large diameter portion 12 is substantially elliptical spherical.
The thickness of the tube wall is formed to be constant. Small diameter part 13
Are formed continuously at both ends of the large diameter portion 12 as thin tubes, respectively, and the inner space thereof is a thin tube chamber 13a. Further, at both ends of the small-diameter portion 13, the capillary chamber 13 is provided.
An opening 13b that opens a to the outside is formed.

【0016】上記発光管11の材料としては、アルミ
ナ、アルミナ−イットリアーガーネット、石英ガラス等
の透光性材料を用いることができる。なお、発光物質と
して、DyI3、CsI、TlI、NaIなどを用いる
場合には、その反応性の高いことを考慮して、アルミナ
を主原料として用いることが好ましい。こうした発光管
11を製造する方法として、例えば、アルミナを主原料
としたスラリを形成し、これを鋳込み成形により大径部
12及び小径部13とともに一体に形成することができ
る。このような鋳込み成形により、大径部12に連続し
た小径部13を長く形成することも容易である。
As a material of the arc tube 11, a translucent material such as alumina, alumina-yttria garnet, and quartz glass can be used. When DyI 3 , CsI, TlI, NaI, or the like is used as the light-emitting substance, it is preferable to use alumina as a main raw material in consideration of its high reactivity. As a method for manufacturing such an arc tube 11, for example, a slurry containing alumina as a main raw material is formed, and this can be integrally formed with the large-diameter portion 12 and the small-diameter portion 13 by casting. It is easy to form the small-diameter portion 13 continuous with the large-diameter portion 12 by such casting.

【0017】図2は図1の放電灯10の要部を拡大して
示す断面図である。図2に示すように、発光管11の開
口部13bは、電極部材15及び封着ガラス材16aで
封止されている。電極部材15は、開口部13bに挿入
される封止基部15aと、この封止基部15aの端部か
ら細管室13aを通り中空室12aまで設けられている
リード部15bと、このリード部15bの先端に設けら
れた電極部15cとを備えている。上記封止基部15a
は、外部リード線(図示省略)に接続される端子を兼用
しており、外部リード線に接続されることにより給電さ
れる。また、リード部15bは、小径部13の内壁面と
の間に所定間隙を隔てて、細管室13aの中心部を軸方
向に貫通している。また、電極部15cは、リード部1
5bの先端部にコイル状に巻回されており、対向する電
極部15cとの間で放電距離を隔てて放電する。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the discharge lamp 10 of FIG. As shown in FIG. 2, the opening 13b of the arc tube 11 is sealed with an electrode member 15 and a sealing glass material 16a. The electrode member 15 includes a sealing base 15a inserted into the opening 13b, a lead 15b provided from the end of the sealing base 15a to the hollow chamber 12a through the capillary chamber 13a, and a lead 15b. And an electrode portion 15c provided at the tip. The sealing base 15a
Is also used as a terminal connected to an external lead wire (not shown), and is supplied with power by being connected to the external lead wire. The lead portion 15b extends axially through the center of the capillary chamber 13a with a predetermined gap between the lead portion 15b and the inner wall surface of the small diameter portion 13. Further, the electrode portion 15c is connected to the lead portion 1
It is wound in a coil shape around the tip of 5b, and discharges at a discharge distance from the opposing electrode 15c.

【0018】電極部材15の各材料は、以下のものを用
いることができる。すなわち、封止基部15aとして、
Nb、Re等の金属、Nb−Zr等の合金、金属−B
系、金属−C(N)系、金属−Si系等のサーメット等
の発光管11の材料と熱膨張係数の近似する材料を用い
ることができる。また、リード部15b及び電極部15
cとして、高融点のW,Moなどを用いることができ
る。
The following materials can be used as the materials of the electrode member 15. That is, as the sealing base 15a,
Metals such as Nb and Re, alloys such as Nb-Zr, and metal-B
A material having a similar thermal expansion coefficient to that of the material of the arc tube 11, such as a cermet or a cermet such as a metal-C (N) -based metal or a metal-Si-based material can be used. The lead 15b and the electrode 15
As c, high melting point W, Mo or the like can be used.

【0019】また、電極部材15の封止基部15aは、
開口部13bの内壁面との間に封着ガラス材16aを封
入することにより、発光管11内と外部とを気密状態に
封着している。封着ガラス材16aの材料として、Si
2−Al23−MgO系、Al23−CaO−Y23
系、Al23−SiO2−Dy23系など種々のものが
発光管11の材料との熱膨張係数等の物性にあわせて利
用できる。図3は封着ガラス材16aの周辺部を示す拡
大断面図である。封着ガラス材16aは、封止基部15
aの外周部との境界、及び小径部13の内壁との境界
に、後述する封着工程の際に急冷されることによりアモ
ルファス化されたアモルファス部16bを備えており、
他の部分が結晶化した状態になっている。
The sealing base 15a of the electrode member 15 is
By sealing the sealing glass material 16a between the inner wall surface of the opening 13b and the inside, the inside of the arc tube 11 and the outside are sealed in an airtight state. As a material of the sealing glass material 16a, Si
O 2 —Al 2 O 3 —MgO system, Al 2 O 3 —CaO—Y 2 O 3
Various types, such as an Al 2 O 3 —SiO 2 —Dy 2 O 3 type, can be used in accordance with physical properties such as a coefficient of thermal expansion with the material of the arc tube 11. FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a peripheral portion of the sealing glass material 16a. The sealing glass material 16a is
a at the boundary with the outer peripheral portion, and at the boundary with the inner wall of the small-diameter portion 13, an amorphous portion 16b that has been made amorphous by being rapidly cooled during a sealing step described later;
Other parts are in a crystallized state.

【0020】次に、このような発光管11の端部を封着
するための工程は、図4に示す放電灯封着装置30によ
り行なわれる。図4は発光管11の端部を封着するため
の放電灯封着装置30を示す概略構成図、図5は図4の
放電灯封着装置30の要部を示す拡大断面図である。放
電灯封着装置30は、操作ボックス31と、パスボック
ス33と、加熱装置40と、導入機構50と、吸排気機
構80とを備えている。
Next, such a process for sealing the end of the arc tube 11 is performed by a discharge lamp sealing device 30 shown in FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a discharge lamp sealing device 30 for sealing the end of the arc tube 11, and FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a main part of the discharge lamp sealing device 30 of FIG. The discharge lamp sealing device 30 includes an operation box 31, a pass box 33, a heating device 40, an introduction mechanism 50, and a suction and exhaust mechanism 80.

【0021】操作ボックス31は、その正面に腕を差し
入れる操作グローブ32,32を備えており、操作グロ
ーブ32,32を通じてその室内で気密状態にて作業が
できるようになっている。この操作ボックス31に隣接
してパスボックス33が設置されている。パスボックス
33と操作ボックス31とは、扉31aを介して連通し
ており、操作グローブ32,32に手を入れてパスボッ
クス33内に搬入されている各種部材を搬入などができ
るようになっている。また、パスボックス33には、外
部に連通する扉33aが設けられており、この扉33a
を開けば外部から各種部材や材料を搬入できるようにな
っている。
The operation box 31 is provided with operation gloves 32, 32 into which arms are inserted in front of the operation box 31. Through the operation gloves 32, 32, work can be performed in an airtight state in the room. A pass box 33 is provided adjacent to the operation box 31. The pass box 33 and the operation box 31 communicate with each other via a door 31a, and various members carried into the pass box 33 can be carried in by putting hands in the operation gloves 32, 32. I have. The pass box 33 is provided with a door 33a communicating with the outside.
When opened, various members and materials can be carried in from the outside.

【0022】操作ボックス31の上方には、図5に示す
ように、支持板52を介して加熱装置40が配置されて
いる。加熱装置40は、加熱室41を形成する筐体部4
2と、加熱室41に配置された赤外線ランプ43とを備
えており、加熱室41に面して赤外線反射作用を有する
反射面41aが設けられている。反射面41aは、赤外
線ランプ43からの赤外線を反射して、集光領域に集光
させるように凹面鏡に形成されており、溶射法やスパッ
タリング法などの方法を用いて、白金、金、ニッケルの
金属を被覆することにより得られる。なお、反射面41
aは、図示しない冷却装置により冷却されるように構成
されている。
As shown in FIG. 5, the heating device 40 is disposed above the operation box 31 via a support plate 52. The heating device 40 includes a housing 4 that forms a heating chamber 41.
2 and an infrared lamp 43 arranged in the heating chamber 41, and a reflection surface 41 a having an infrared reflection function is provided facing the heating chamber 41. The reflecting surface 41a is formed as a concave mirror so as to reflect infrared rays from the infrared lamp 43 and collect the infrared rays from the infrared lamp 43 onto a focusing area, and use a method such as a thermal spraying method or a sputtering method to form platinum, gold, or nickel. Obtained by coating a metal. The reflection surface 41
a is configured to be cooled by a cooling device (not shown).

【0023】また、加熱装置40の下方には、導入機構
50が配置されている。導入機構50は、操作ボックス
31から加熱室41内の集光領域に、発光管11を気密
状態に晒すための機構である。導入機構50は、石英ガ
ラスなどから形成された導入管51と、操作ボックス3
1の上面に配置されかつ導入管51を支持した上取付金
具53と、上取付金具53に螺着することで操作ボック
ス31の上板31bを挟持する下取付金具54と、上取
付金具53と導入管51との間に介在するシール部材5
5と、このシール部材55により上取付金具53と導入
管51との間をシールするように締結されるナット58
とを備えている。
An introduction mechanism 50 is disposed below the heating device 40. The introduction mechanism 50 is a mechanism for exposing the arc tube 11 to the light-collecting region in the heating chamber 41 from the operation box 31 in an airtight state. The introduction mechanism 50 includes an introduction tube 51 formed of quartz glass or the like, and the operation box 3.
An upper mounting bracket 53 disposed on the upper surface of the mounting box 1 and supporting the introduction pipe 51; a lower mounting bracket 54 that screws the upper mounting bracket 53 to clamp the upper plate 31b of the operation box 31; Seal member 5 interposed between introduction pipe 51
5 and a nut 58 which is fastened by the sealing member 55 so as to seal between the upper mounting member 53 and the introduction pipe 51.
And

【0024】また、下取付金具54及び上取付金具53
には、導入孔56が貫通形成されており、この導入孔5
6に支持治具57が挿脱可能になっている。すなわち、
支持治具57は、下取付金具54の下面にOリング59
を介して当接するフランジ部57aと、このフランジ部
57aから立設された支持部57bとを備えている。支
持部57bの上端部には、支持穴57cが形成されてお
り、この支持穴57cにより発光管11の一端部を支持
する。この支持治具57は、導入管51内に進退自在に
昇降するように形成されている。なお、支持治具57を
昇降させる機構は、手動式、電動式、空気圧式などの各
種の構成をとることができる。
The lower mounting bracket 54 and the upper mounting bracket 53
Is formed with a through hole 56.
A support jig 57 can be inserted into and removed from 6. That is,
The support jig 57 has an O-ring 59 on the lower surface of the lower mounting member 54.
And a supporting portion 57b standing upright from the flange portion 57a. A support hole 57c is formed at the upper end of the support portion 57b, and one end of the arc tube 11 is supported by the support hole 57c. The support jig 57 is formed so as to be able to move up and down into the introduction pipe 51 so as to be able to move forward and backward. The mechanism for raising and lowering the support jig 57 can have various configurations such as a manual type, an electric type, and a pneumatic type.

【0025】また、導入管51の外周側には、赤外線遮
蔽部材61が配設されている。この赤外線遮蔽部材61
は、赤外線を反射して発光管11の上部以外に赤外線を
入射させないためにPtから形成された筒体であり、発
光管11の電極部材15の高さよりやや低い位置まで設
けられている。
An infrared shielding member 61 is provided on the outer peripheral side of the introduction pipe 51. This infrared shielding member 61
Is a cylindrical body made of Pt so as to reflect infrared light and prevent infrared light from entering the upper part of the arc tube 11, and is provided to a position slightly lower than the height of the electrode member 15 of the arc tube 11.

【0026】さらに、図4に戻り、放電灯封着装置30
には、吸排気機構80として、ターボポンプP1、ロー
タリポンプP2,P3,P4を備えている。ターボポン
プP1は、高真空度(10-5〜10-7Torr)を得る
ためのポンプであり、ロータリポンプP2は、ターボポ
ンプP1に直列に接続され、ターボポンプP1の始動時
の運転をスムーズに行なうためのものである。また、ロ
ータリポンプP3,P4は、低真空度(10-1Torr
程度)を得るためのポンプである。
Returning again to FIG. 4, the discharge lamp sealing device 30
Is provided with a turbo pump P1 and rotary pumps P2, P3, P4 as an intake / exhaust mechanism 80. The turbo pump P1 is a pump for obtaining a high degree of vacuum (10 -5 to 10 -7 Torr), and the rotary pump P2 is connected in series with the turbo pump P1 to smoothly operate the turbo pump P1 at the time of starting. To do it. Further, the rotary pumps P3 and P4 are provided with a low vacuum (10 -1 Torr).
Degree) to obtain a pump.

【0027】そして、ターボポンプP1は、バルブV1
を備えた配管L1を介して上記導入管51内に連通して
いる。配管L1には、バルブV2を備えた配管L2を介
して上記ロータリポンプP3が接続されている。また、
ロータリポンプP4は、バルブV3を備えた配管L3を
介して操作ボックス31に接続され、さらにバルブV4
を備えた配管L4を介してパスボックス33に接続され
ている。
The turbo pump P1 is connected to the valve V1
Is communicated with the inside of the introduction pipe 51 via a pipe L1 provided with The rotary pump P3 is connected to the pipe L1 via a pipe L2 provided with a valve V2. Also,
The rotary pump P4 is connected to the operation box 31 via a pipe L3 provided with a valve V3.
Is connected to the pass box 33 via a pipe L4 provided with

【0028】なお、操作ボックス31内の圧力は圧力計
G1で、パスボックス33内の圧力は圧力計G2で、さ
らに導入管51内の圧力は配管L1に取り付けた圧力計
G3,G4で測定される。ここで、導入管51内の圧力
を2つの圧力計G3,G4で測定するのは、導入管51
内の圧力は、大きく変動するので、測定レンジを広げる
ためである。さらに、操作ボックス31には、酸素濃度
分析計37及び水分計38が付設されている。
The pressure in the operation box 31 is measured by a pressure gauge G1, the pressure in the pass box 33 is measured by a pressure gauge G2, and the pressure in the introduction pipe 51 is measured by pressure gauges G3 and G4 attached to the pipe L1. You. Here, the reason why the pressure inside the introduction pipe 51 is measured by the two pressure gauges G3 and G4 is as follows.
The pressure in the chamber fluctuates greatly, so that the measurement range is widened. Further, the operation box 31 is provided with an oxygen concentration analyzer 37 and a moisture meter 38.

【0029】一方、操作ボックス31に隣接してガス循
環精製装置36が設けられている。このガス循環精製装
置36には、冷却装置39が付設されている。ガス循環
精製装置36と操作ボックス31とは、バルブV7a,
V7bを備えた供給配管L7とバルブV8a,V8bを
備えた戻り配管L8とにより接続されている。供給配管
L7には、その途中から分岐したバルブV9を備えた配
管L9が上記導入管51につながる配管L1に接続され
ている。
On the other hand, a gas circulation purification device 36 is provided adjacent to the operation box 31. The gas circulation purification device 36 is provided with a cooling device 39. The gas circulation purification device 36 and the operation box 31 are connected to the valve V7a,
It is connected by a supply pipe L7 provided with V7b and a return pipe L8 provided with valves V8a and V8b. In the supply pipe L7, a pipe L9 provided with a valve V9 branched from the middle thereof is connected to a pipe L1 connected to the introduction pipe 51.

【0030】そして、ガス循環精製装置36は、供給配
管L7を介して操作ボックス31内にArガスを供給す
るとともに、供給されたArガスを戻り配管L8を介し
てガス循環精製装置36内に取り入れ、取り入れたAr
ガスから触媒反応にて酸素を除去し、操作ボックス31
内にて露点が−70℃以下及び残留酸素が0.01pp
m以下になるようにして、ランプ特性の低下を招かない
ようにしている。
The gas circulation purifier 36 supplies the Ar gas into the operation box 31 via the supply pipe L7, and takes in the supplied Ar gas into the gas circulation purifier 36 via the return pipe L8. , Incorporated Ar
The oxygen is removed from the gas by a catalytic reaction, and the operation box 31 is removed.
Dew point is -70 ° C or less and residual oxygen is 0.01pp
m so as not to cause a decrease in lamp characteristics.

【0031】なお、ガス循環精製装置36には、バルブ
V1を備えた配管L10及びバルブV11を備えた配管
L11が接続され、配管L10を介してガス循環精製装
置36内にアルコールを数滴供給することでガス循環精
製装置36内の残留酸素を低減し、また配管L11を介
してArボンベ35からモレキュラーチューブへ冷却媒
体としてのArを供給する。
A pipe L10 provided with a valve V1 and a pipe L11 provided with a valve V11 are connected to the gas circulation purifier 36, and several drops of alcohol are supplied into the gas circulation purifier 36 via the pipe L10. This reduces the residual oxygen in the gas circulation purification device 36, and supplies Ar as a cooling medium from the Ar cylinder 35 to the molecular tube via the pipe L11.

【0032】次に、発光管11の封着工程について説明
する。まず、図4に示すパスボックス33と操作ボック
ス31との間の扉31aを閉じて、パスボックス33の
外部に通じる扉33aを開く。そして、扉33aの開口
を通じて、外部からパスボックス33に、各種の部材及
び材料、つまり、水銀、ヨウ化物などの発光物質、発光
管11を搬入する。ここで、発光管11は、一端開口に
電極を取り付けた電極部材15で封止し、他端を開状態
にしておく。
Next, the sealing step of the arc tube 11 will be described. First, the door 31a between the pass box 33 and the operation box 31 shown in FIG. 4 is closed, and the door 33a communicating with the outside of the pass box 33 is opened. Then, various members and materials, that is, luminescent substances such as mercury and iodide, and the luminous tube 11 are carried into the pass box 33 from the outside through the opening of the door 33a. Here, the arc tube 11 is sealed with an electrode member 15 having an electrode attached to one end opening, and the other end is kept open.

【0033】続いて、パスボックス33と外部との間の
扉33aを閉じて、バルブV4を開き、ロータリポンプ
P4にてパスボックス33内を減圧し、さらにバルブV
6を開けてパスボックス33内をArガスで置換する。
続いて、パスボックス33と操作ボックス31との間の
扉31aを開け、操作グローブ32,32でパスボック
ス33に搬入した各種部材を操作ボックス31内に取り
入れる。このとき、操作ボックス31内をArであらか
じめ約1気圧に設定する。そして、パスボックス33と
操作ボックス31との間の扉31aを閉じた状態にす
る。
Subsequently, the door 33a between the pass box 33 and the outside is closed, the valve V4 is opened, and the inside of the pass box 33 is depressurized by the rotary pump P4.
6 is opened, and the inside of the pass box 33 is replaced with Ar gas.
Subsequently, the door 31a between the pass box 33 and the operation box 31 is opened, and the various members carried into the pass box 33 by the operation gloves 32 are taken into the operation box 31. At this time, the inside of the operation box 31 is set to about 1 atm in advance with Ar. Then, the door 31a between the pass box 33 and the operation box 31 is closed.

【0034】次に、図5に示す導入機構50の支持治具
57を下降させた状態にて、支持治具57の支持穴57
cに、発光管11の下端部でありかつ電極部材15で既
に封止してある下部を差し込み、発光管11を支持治具
57の上部に起立状態にて支持する。その後、発光管1
1の上方の端部開口から発光物質を秤量して発光管11
内に注入する。さらに図6に示すように、発光管11の
他端開口に電極付きの電極部材15を差し込み、この状
態にて、発光管11の他端開口と電極部材15との間
に、リング状のガラス環16cをセットする。続いて、
図5に示す支持治具57を上昇させて、支持治具57の
上部に支持された発光管11を導入管51内に挿入する
とともに、ガラス環16cを赤外線の集光領域に合わせ
る。
Next, with the support jig 57 of the introduction mechanism 50 shown in FIG.
The lower end, which is the lower end of the arc tube 11 and is already sealed with the electrode member 15, is inserted into c, and the arc tube 11 is supported on the support jig 57 in an upright state. After that, the arc tube 1
The luminous substance is weighed from the upper end opening of the luminous tube 1 and the
Inject into. Further, as shown in FIG. 6, an electrode member 15 with an electrode is inserted into the other end opening of the arc tube 11, and in this state, a ring-shaped glass is inserted between the other end opening of the arc tube 11 and the electrode member 15. Set the ring 16c. continue,
The support jig 57 shown in FIG. 5 is raised, the luminous tube 11 supported on the support jig 57 is inserted into the introduction tube 51, and the glass ring 16c is adjusted to the infrared light collecting region.

【0035】この状態にて、図4に示すバルブV2及び
バルブV9を閉じた状態にて、バルブV1を開けて、タ
ーボポンプP1にて導入管51内からArガスを排気
し、10-1〜10-7Torrまで脱気し、そしてバルブ
V1及びバルブV2を閉じてバルブV9を開けて、導入
管51内が30〜300Torr程度になるまでArガ
スを供給する。
[0035] In this state, in the closed state of the valve V2 and valve V9 4, by opening the valve V1, to exhaust the Ar gas from the inlet pipe inside 51 in the turbo pump P1, 10 -1 ~ Degas to 10 -7 Torr, close the valves V1 and V2 and open the valve V9, and supply Ar gas until the inside of the introduction pipe 51 reaches about 30 to 300 Torr.

【0036】続いて、赤外線ランプ43を点灯して、反
射面41aで赤外線を反射させることにより、リング状
のガラス環16cに集光してガラス環16cを溶融した
後、冷却凝固する封着工程を行なう(図7の状態)。封
着工程は、図8に示すタイミングチャートに基づいて行
なわれる。図8の実線は本実施の形態にかかる加熱工程
を示し、破線は比較例として従来の加熱工程を示す。常
温から赤外線を照射して封着ガラス材16aの融点(M
p)まで加熱し、この融点(Mp)にて25秒間維持す
る。これにより、溶融したガラス環16cは、開口部1
3bの壁面と封止基部15aとの間に進入する。このと
き、発光管11の内部は、未だ30〜300Torrに
設定されており、導入管51の外部が500Torr程
度になるまでArガスを供給すると、両者の間に圧力差
が生じ、圧力差に起因して、ガラス環16cが溶融して
電極部材15と発光管11との間隙に進入する。
Subsequently, the infrared lamp 43 is turned on to reflect infrared rays on the reflecting surface 41a, thereby condensing the light on the ring-shaped glass ring 16c, melting the glass ring 16c, and cooling and solidifying the sealing step. (The state shown in FIG. 7). The sealing step is performed based on the timing chart shown in FIG. The solid line in FIG. 8 shows a heating step according to the present embodiment, and the broken line shows a conventional heating step as a comparative example. Irradiation is performed from room temperature by infrared rays to obtain the melting point (M
Heat to p) and maintain at this melting point (Mp) for 25 seconds. As a result, the molten glass ring 16c is placed in the opening 1
3b and between the sealing base 15a. At this time, the inside of the arc tube 11 is still set at 30 to 300 Torr, and when Ar gas is supplied until the outside of the introduction tube 51 reaches about 500 Torr, a pressure difference is generated between the two, and the pressure difference is caused by the pressure difference. Then, the glass ring 16 c melts and enters the gap between the electrode member 15 and the arc tube 11.

【0037】この融点(Mp)における加熱の後に、ガ
ラス転移温度Tgまで5秒間にて急冷する。これによ
り、図3に示すように溶融した封着ガラス材16aの少
なくともシールする部分が、再結晶化することなく、ア
モルファス化したアモルファス部16bとなる。このと
き、急冷するための手段としては、赤外線ランプ43を
消灯するとともに、封着ガラス材16aの周辺部に冷却
ガスを吹き付けるなどの手段をとることができる。続い
て、ガラス転移温度Tgから常温まで徐冷する。これに
より、発光管11の開口と電極部材15との間が封着ガ
ラス材16aを介して封止される。
After heating at this melting point (Mp), the glass is rapidly cooled to a glass transition temperature Tg in 5 seconds. As a result, as shown in FIG. 3, at least the sealed portion of the molten sealing glass material 16a becomes an amorphous portion 16b that has been made amorphous without recrystallization. At this time, as a means for rapid cooling, a means such as turning off the infrared lamp 43 and spraying a cooling gas on the peripheral portion of the sealing glass material 16a can be used. Subsequently, the temperature is gradually cooled from the glass transition temperature Tg to room temperature. Thereby, the space between the opening of the arc tube 11 and the electrode member 15 is sealed via the sealing glass material 16a.

【0038】上記実施の形態によれば、封着ガラス材1
6aは、赤外線を照射することにより加熱溶融させ、電
極部材15の封止基部15aと小径部13とを封着する
に際して、ガラス環16cを加熱溶融した後に急冷し
て、封着ガラス材16aの少なくともシール部をアモル
ファス化することにより、発光管11に点灯時における
熱サイクルが加えられても、封着ガラス材16aの接着
強度が低下せず、封止力を維持できる。
According to the above embodiment, the sealing glass material 1
6a is heated and melted by irradiating infrared rays, and when sealing the sealing base 15a and the small diameter portion 13 of the electrode member 15, the glass ring 16c is heated and melted, then rapidly cooled, and the sealing glass material 16a is cooled. By making at least the seal portion amorphous, even if a heat cycle is applied to the arc tube 11 at the time of lighting, the adhesive strength of the sealing glass member 16a does not decrease and the sealing force can be maintained.

【0039】なお、この発明は上記実施例に限られるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の
態様において実施することが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented in various modes without departing from the gist of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態にかかる放電灯10を示
す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a discharge lamp 10 according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の放電灯10の要部を拡大して示す断面図
である。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing a main part of the discharge lamp 10 of FIG.

【図3】封着ガラス材16aの周辺部を示す拡大断面図
である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a peripheral portion of a sealing glass material 16a.

【図4】発光管11の端部を封着するための放電灯封着
装置30を示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a discharge lamp sealing device 30 for sealing an end portion of an arc tube 11;

【図5】図4の放電灯封着装置30の要部を示す拡大断
面図である。
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a main part of the discharge lamp sealing device 30 of FIG.

【図6】発光管11の封着工程を説明する説明図であ
る。
FIG. 6 is an explanatory view illustrating a sealing step of the arc tube 11;

【図7】発光管11を封着した後の状態を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a sectional view showing a state after the arc tube 11 is sealed.

【図8】封着ガラス材16aの加熱工程を示すタイミン
グチャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing a heating step of the sealing glass material 16a.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…放電灯 11…発光管 12a…中空室 12…大径部 13…小径部 13a…細管室 13b…開口部 15…電極部材 15a…封止基部 15b…リード部 15c…電極部 16a…封着ガラス材 16b…アモルファス部 16c…ガラス環 30…放電灯封着装置 31…操作ボックス 31a…扉 31b…上板 32…操作グローブ 33…パスボックス 33a…扉 36…ガス循環精製装置 37…酸素濃度分析計 38…水分計 39…冷却装置 40…加熱装置 41…加熱室 41a…反射面 42…筐体部 43…赤外線ランプ 50…導入機構 51…導入管 52…支持板 53…上取付金具 54…下取付金具 55…シール部材 56…導入孔 57…支持治具 57a…フランジ部 57b…支持部 57c…支持穴 58…ナット 61…赤外線遮蔽部材 80…吸排気機構 P1…ターボポンプ P2,P3,P4…ロータリポンプ V1〜V6…バルブ V9,V11…バルブ V7a,V7b…バルブ V8a,V8b…バルブ L1〜L11…配管 G1〜G4…圧力計 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Discharge lamp 11 ... Arc tube 12a ... Hollow chamber 12 ... Large diameter part 13 ... Small diameter part 13a ... Narrow tube chamber 13b ... Opening part 15 ... Electrode member 15a ... Sealing base 15b ... Lead part 15c ... Electrode part 16a ... Sealing Glass material 16b ... Amorphous part 16c ... Glass ring 30 ... Discharge lamp sealing device 31 ... Operation box 31a ... Door 31b ... Top plate 32 ... Operation glove 33 ... Pass box 33a ... Door 36 ... Gas circulation purification device 37 ... Oxygen concentration analysis Total 38 38 Moisture meter 39 Cooling device 40 Heating device 41 Heating chamber 41 a Reflective surface 42 Housing 43 43 Infrared lamp 50 Introduction mechanism 51 Introduction pipe 52 Support plate 53 Upper mounting bracket 54 Lower Mounting bracket 55 ... Seal member 56 ... Introduction hole 57 ... Support jig 57a ... Flange 57b ... Support 57c ... Support hole 58 ... Nut 61 ... Infrared shielding Wood 80 ... intake and exhaust mechanism P1 ... turbo pump P2, P3, P4 ... rotary pump V1~V6 ... valve V9, V11 ... valve V7a, V7b ... valve V8a, V8b ... valve L1~L11 ... piping G1~G4 ... pressure gauge

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光管の開口部から発光物質を入れ、封
着ガラス材を溶融することで上記開口部を封止する放電
灯において、 上記封着ガラス材は、溶融した後に急冷することにより
アモルファス化されて開口部を封着しているアモルファ
ス部を有することを特徴とする放電灯。
1. A discharge lamp in which a luminescent substance is introduced through an opening of an arc tube and a sealing glass material is melted to seal the opening, wherein the sealing glass material is rapidly cooled after being melted. A discharge lamp having an amorphous portion which is made amorphous and seals an opening.
【請求項2】 発光管の開口部から発光物質を入れ、上
記開口部を封止する放電灯において、 発光物質を入れた中空室を有する大径部と、該大径部に
延設されかつ上記中空室に連通した細管室を形成する小
径部とを有する発光管と、 上記小径部の開口部に挿入される封止基部と、該封止基
部から上記中空室に向けかつ上記小径部の内壁との間に
間隙を有するように配置されたリード部と、該リード部
の他端部に設けられた電極部と、を有する電極部材と、 上記小径部の内壁と上記封止基部の外面との間に介在し
て発光管の外部と上記中空室とを密封する封着ガラス材
と、 を備えた放電灯において、 上記封着ガラス材は、溶融した後に急冷することにより
アモルファス化されて開口部を封着しているアモルファ
ス部を有することを特徴とする放電灯。
2. A discharge lamp in which a luminous substance is inserted through an opening of an arc tube and the opening is sealed, wherein a large-diameter portion having a hollow chamber containing the luminous substance; An arc tube having a small-diameter portion forming a small-diameter chamber communicating with the hollow chamber; a sealing base inserted into an opening of the small-diameter portion; and a sealing base extending from the sealing base toward the hollow chamber and including the small-diameter portion. An electrode member having a lead portion disposed so as to have a gap between the inner wall and an electrode portion provided at the other end of the lead portion; an inner wall of the small diameter portion and an outer surface of the sealing base portion A sealing glass material interposed between and sealing the outside of the arc tube and the hollow chamber, wherein the sealing glass material is amorphous by being cooled rapidly after being melted. Characterized by having an amorphous part sealing the opening Electric light.
【請求項3】 請求項1または請求項2の放電灯におい
て、 上記アモルファス部は、少なくとも上記放電灯の上記開
口部の内壁面に接する部分に形成されている放電灯。
3. The discharge lamp according to claim 1, wherein the amorphous portion is formed at least in a portion in contact with an inner wall surface of the opening of the discharge lamp.
【請求項4】 発光管の開口部から発光物質を入れ、封
着ガラス材を溶融することで上記開口部を封止する放電
灯の封着方法において、 上記開口部の周辺部に封着ガラス材をセットするセット
工程と、 上記封着ガラス材を溶融する溶融工程と、 溶融した封着ガラス材を急冷することでアモルファス化
して上記開口部を封着する急冷工程と、 を備えた放電灯の封着方法。
4. A method for sealing a discharge lamp in which a luminescent substance is introduced through an opening of an arc tube and a sealing glass material is melted to seal the opening, wherein a sealing glass is provided around the opening. A discharge lamp comprising: a setting step of setting a material; a melting step of melting the sealing glass material; and a quenching step of rapidly cooling the molten sealing glass material to form an amorphous state and seal the opening. Sealing method.
【請求項5】 請求項4において、 上記溶融工程は、封着ガラス材に赤外線を照射すること
により封着ガラス材を溶融する工程である放電灯の封着
方法。
5. The discharge lamp sealing method according to claim 4, wherein the melting step is a step of melting the sealing glass material by irradiating infrared rays to the sealing glass material.
【請求項6】 請求項4または請求項5において、 上記冷却工程は、封着ガラス材の融点からガラス転移温
度までの間を少なくとも急冷する工程である放電灯の封
着方法。
6. The method for sealing a discharge lamp according to claim 4, wherein the cooling step is a step of rapidly cooling at least between a melting point and a glass transition temperature of the sealing glass material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004186155A (en) * 2002-12-02 2004-07-02 Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh Metal halide lamp having ceramic discharge envelope, container system for the lamp and manufacturing method for the electrode system
JP2009274935A (en) * 2008-05-16 2009-11-26 Nippon Electric Glass Co Ltd Method for heating glass, method for manufacturing crystallized glass using the same and method for sealing optical component

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