JPS58137951A - 超高圧放電灯 - 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】 本発明は、翅アーク形キセノンラング、超＾圧水銀ラン
グ、および超高圧メタルノ・ライドラング等の超高圧放
電灯に関する拳 陽極および陰極の先端部が収納される球状部の両側に、
ピンチシール部を設けた透明石英ガラス製パルプを備え
る従来の短アーク形キセノンラングに代えて、小形でか
つ耐衝撃性に優れるとともに、製造容易で、しかも、よ
り高輝度な特性を得ることも必要によシ可能とした高輝
度放電灯を、本出願人は開発し、既に特願昭５６−１８
０６２１号として出願済である。この高輝度放電灯は封
入ガスが封じ込められるパルプを単結晶サファイヤ等の
透光性アルミナにより直管形に形成して、このパルプの
両鴫に電極を支持した口金を夫々継手管を介して封着し
、一方の口金には排気管を城付けたことを特徴とし友も
のである。この特徴により電極対パルプの接触をなくし
て、これらの熱膨張差による影譬を除去し、かつ・９ル
プの物理的特性および排気構造により、パルプから球状
部を除去できる。

この高輝度放電灯は、その特徴として小形化されること
により、結果的にパルプと継手管とのろう付は部が高温
となる電極に接近されるとともに１パルプ内の封入ガス
圧が頗る高い九めに１ろう付は部の信頼性をよシ高める
ことが、より長寿命化を図る上でも、又ろう付は部の冷
却設備の能力を小さくする上でも好ましい。

本発明は上記の事情のもとに提案されたもので、その目
的は、／曹ルプと継手管とのろう付は部の信頼性を高め
ることができるとともに、電極間隔の設定をパルプ長さ
に依存することなく行え、かつ低コスト化も図れるよう
にした超高圧放電灯を提供することＫある。

すなわち、本発明は、透光性アルミナにょ夛直管形に形
成され九パルプの両端部に、夫々継手管をろう付けする
とともに、これら継手管には夫々口金をろう付けまたは
熔接し、一方の口金にはパルプ内においてこの／電ルプ
の軸方向に沿って配置される陽極を支持し、他方の口金
にはパルプ内においてこのパルプの軸方向に沿って配置
されて陽極に対向する陰極を支持し、が排気管を取付け
、パルプ内には封入ガスを封じ込めてなるものにおいて
、少なくとも陽極を支持し九口金とこれに対向するパル
プ熾とで、パルプと継手管とのろう付は部を内側から被
う運熱部を有したセラミ、り製積体を挾み込んだことを
特徴とする超高圧放電灯である。

以下、本発明を第１図および第２図に示す一実施例を参
照して説明する。

図中１は両端を開口し走置管形のパルプである。パルプ
１はアルきす、単結晶サファイア、多結晶す７アイヤ等
の透光性アルミナにより形成されている０本実施例は外
径８ＩＥ１φ、長さ３０．５１ｍ、肉厚０．８５　ａｌ
ｌ単結晶サファイアの場合である。単結晶サファイアの
特性は従来の透明石英ガラスと較べて次のように優れて
いる。

なお、（）内は透明石英ガラスの値である。

常温での密度３．９８　ＩＦ／（’ＩＩ’　（２，２０
ｇｒ／ｃｓ’　）、常温でのモース硬度９　（６）、常
温での圧Ｉ／ｌｌｌ１強度２１０００１１／１２（１１
５００に１？／ｆｉ’　）、常ｍ　テｏ　−ｒフグ率（
３５〜４２）ＸＩＯ’ゆ、乙”（７，４Ｘ１０へ／ａｍ
２　）、２０℃、５００℃および１０００℃での引張強
度４０６０に９／ａｍ’（１１３０に９／ｃｌＩ２）、
２８００に９／ｍ’（１１６０ゆ、−２）および３６４
０所’ｃｓ’（１ａｘ。

ｋｇ／１２）、常温での剛性率２１　ｘ　ｔ　ｏ’ｌｑ
Ａ冨２（３，４ｘ　ｔ　Ｏ”Ｑ／１２）、’１１１１１
ｆｏ／７７ン比０．２５４（０，１４）ｉ！である・こ
の／臂ルプ１のメタライズ加工を施された両端部には夫
々円筒状の継手管２がろう付けされている・継手管２．
２はチタン又はコ・臂−ル（商品名）等の鉄基合金等の
金属材料で形成されている。そして、継手管２゜２には
夫々口金３又は４が各別にろう付けまたは熔接されてい
る０口金３．４はいずれも純鉄を九は鉄基合金等の金属
材料で形成されているとともに、口金４は・臂ルブ１側
にこの／４ルブ１の内周面に接することがないようにし
て電極支持部４ａｔ−有している。一方の口金３には圧
入後ろう付けされて、／臂ル２１内においてこの１４ル
ｆ１の軸方向に沿って配置される陽極５が支持されてい
る。他方の口金４にはその電極支持部４ａに圧入後ろう
付けされて、パルプ１内においてこのパルプ１の軸方向
に沿って配電されかつ陽極５に対向する陰極６が支持さ
れている。

陽極５および陰極６は、それぞれタングステン、トリ、
−テアトタンゲステン等の耐熱性金属で形成されている
。そして、これら陽極５と陰極６間の電極間隙ｇは適当
に定められ、本実施例では例えば２３１以下の短アーク
用電極間隙ｇとしである。陽極５の先端部にはｒ、夕１
が装着されている。なお、３ｂ、４ｂは夫々ろう付は時
の空気抜き用の通路である。ｔた、いずれか一方の口金
例えば口金４にはパルプ１の内外を連通する連通路８が
形成され、この通路８に接続して二、ケル又は銅等から
なる排気管９が口金４にろう付けにより取付けられてい
る。また、上記１造により両端を封止された・ｆルプ１
内には、所定の圧力をもって封入ガスが封じ込められて
いる。封入ガスには、キセノン、アルゴン又はクリプト
ン等の不活性ガス、或いは選択され九不活性ガスに水銀
、セシウム、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジ
ウム等の金属蒸気を含ませた封入ガスが用いられる。な
お本実施例はキセノンゴスｔ−１０〜２０気圧で封入し
た場合である。また、パルプ１の両端とこれらに対向す
る口金３，４との間には、これらに挾み込まれて環体１
０．１１が各別に設けられている。環体１０．１１はセ
ラば、り製で、かつノ童ルプ１と継手管２とのろう付は
部を内側から被う筒状の迩熱部１１を有している。そし
て、本実施例では、より好ましい例として環体１０゜１
１の内周面線陽極５又は陰極−から離間され、かつ迩熱
部ＩＳは・童ルゾ１の熾部から離間されてこれらの間に
空隙１４を形成する構成としである。なお、１ｓはろう
材を収納し丸環状溝である。ま九、第２図中１−は口金
３，４に刻設したろう材収納溝を示す。

上記構造の高輝度放電灯によれば、排気管９を一方の口
金４に取付けたから、パルプ１には排気管ＩＩ管設ける
ための球状部上、従来の短アーク形キセノンラン！のよ
うに要しない、加えて、パルプ１は単結晶サファイヤで
形成したから、その物理的性質特に強度が石英ガラスに
較べて優れており、したがって、球状部を要することな
く点灯時の・９ルブ内圧（数十気圧以上）にも十分耐え
て破壊されることがない、すなわち、これらの理由によ
りパルプ１は球状部を必゛要とせず直管に構成できる。

ま九、電極（陽極５および陰極６）を口金３．４に支持
したから、電極とパルプ１とが接触しない、このため、
電極と・櫂ルブ１との熱膨張差による對止部への影醤が
殆どなくなり、従来必要とされていたピンチシール部を
必要としない、したがって、以上述べ九ように上記放電
灯は球状部およびピンチクール部を必要としないから、
その大きさが従来に比して著しく小形化されるとともに
、パルプＩＫ残留応力が発生することもなく製造が著し
く容易となる。

そして、上述のよ□うに排気管９を口金４に取付は九か
ら、パルプ１には従来の短アーク形キセノンランｌのよ
うに排気チア１部がなく、そしてピンチシール部を備え
ないことから、従来に較べて耐衝撃性が著しく向上され
る・さらに、パルプ１が単結晶サファイヤ製であり、そ
の強度が大で、かつ残留応力を生じない４のであるから
、封入ガスの圧力を高めることができ、本実施例のよう
に高庄で封入がスを封じ込めた場合には、その圧力に比
例して輝度を向上させることができる。

また、／４ルｆ１と口金３．４とで夫々セラミ、・り製
の環体１０．１１を各別に挾み込んで設けたから、以下
のように優れた作用効果を得ることができる。第１に、
パルプ１の長さを短かくでき低コスｈ化を図れる。第２
に、電極間隙ｇの設定をパルプ１の長さに依存されるこ
となく行うことができるものであり、この丸めに、種々
長さの異なる環体１０．１１を用意することにより、パ
ルプ１の長さを一定とし九場合等において電極間ｉＩｇ
を任意の大きさに調節することが可能である・第３に、
セラミ、り製環体１０．１１の耐熱性および低熱伝導性
により１高温となる電極を支持した口金３，４と・１ル
プ１との熱絶縁を図れるとともに、環体Ｊ（＋、ＪＪＯ
迩熱部１３によって、高温の電極からパルプ１と継手管
２．２とのろう付は部に向けて放射される輻射熱を迩ぎ
ることかできるから、上配ろう付は部の信頼性をより高
めることが°できる。

ちなみに、本実施例の超高圧放電灯の点灯中、最も高温
となる陽極５の温度は、その先端部が約３０００℃で、
熱伝導、熱対流および熱輻射により口金３に同って降温
する温度勾配となる。

しかし、この陽極５からの伝導熱および輻射熱を、パル
プ１と継手管２とのろう付は部に対してセラし、り製環
体１０で速断したから、上配ろう付は部の温度をろう材
の融点（通常的８００℃）以下に確実に抑えることがで
きる。そして、この上うなろう付は部の高信頼性を確保
できることにより、この超高圧放電灯を空冷する冷却設
備の能力を小さくすることも必要によりなし得る。なお
、本実施例の場合、鐘熱部ＩＳとろう付は部との間に空
１！１１４を形成しているので、ろう付は部の高信頼性
を確保する上でより好ましいとともに、組立て時におけ
る・ぐルツ１と継手管２との嵌合作業を困難にすること
がない。

第４に、パルプ１と継手管２とのろう付けを確実に行わ
せることができる。つまり、環体１０゜１−１には環状
のろう材収納溝１５がパルプ１側外局く形成しであるが
、金属（つｔｐ継手管２）対セラｉ、りの接合面よりも
、金属対金属（つまシ継手管内周面とパルｆ１の端部外
局面にメタライズ加工を施した部分）の接合面の方が濡
れ性が良く、シ九がって上記溝１５に収納したろうはパ
ルプ１と継手管２との接合部に円滑に流れるからである
。

なお、本発明は第３図のようにして実施してもよい、こ
の実施例線セラミック製項体１０を複数例えば第１環体
１０ａと第２１１体１０ｂとに分割し、その一方Ｋｌｌ
熱部１３を設けた以外の構成は、上記一実施例と同じで
ある。この実施例によれば環体１０が複数の環体１０魯
、Ｉｅｂを重ねて形成されることから、口金からパルプ
１への熱伝導をより効果的に達ぎることができる。した
がって、パルプ１と継手管２とのろう付は部の信頼性を
より一層高め得る。なお、この実施例において、第２１
１体１０ｂはセラミ。

り材料以外の耐熱性でかつ断熱性の材料で形成してもよ
く、第２１１体１０ｂに遮熱１部を設けてもよい。

ｉ九、本発明において遮熱部１３はパルプ１の端部内周
に接するように形成してもよい、さらに、陰極６側のろ
う付は部は陽極５側程高温とならないので、環体１１の
辿熱部１３は省略して実施しても差支えない。

その他、本発明の実施に当っては、パルプ、継手管、口
金、陽極、陰極、排気管および環体等の具体的な構造、
形状、位置、材質等、および封入ガスの成分等社、上記
一実施例に制約されるものではなく、発明の要旨に反し
ない限り、種々の態様に構成して実施し得ることは勿論
であるφ 以上説明した本発明は、上記特許請求の範囲に記載の構
成を要旨とする。したがって、本発明によれば、透光性
アルミナ製の／４ルツの両端と、陽極、陰極を各別に支
持して／電ルプの両端部に継手管を介して夫々取付けら
れた一対の口金とで、セラミ、り製環体を挾み込んだ構
成により、高価格な／４ルプを短寸化してコストダウン
を図れるとともに、陽極と陰極との間の電極間隔の設定
を・寸ルツ長さに依存することなく行うことができる。

さらに、本発明によれば、少なくとも陽極を支持した口
金とこれに対向するパルプ端とに挾み込まれた環体には
、・電ルプと継手管とのろう付は部を内側から被う達熱
部を設は九構成により、この環体による上配ろう付は部
への伝導熱と電極からの輻射熱とを迩ぎって、ろう付は
部の信頼性をより高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る短アーク形キセノンラ
ンプの側面図、第２図は回倒の拡大縦Ｗｒ面図、ｔｓ３
図社本社本発明の実施例の一部を示した縦断面図である
。 １・・・パルプ、２・・・継手管、３，４・・・口金、
５・・・陽極、６・・・陰極、９・・・排気管、１０．
１１・・・環体、１０ａ・・・第１環体、１０ｂ・・・
第２環体、１３・・・遮熱部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透光性アルミナにより直管形に形成されたパルプの両端
   部に、夫々継手管をろう付けするとともに、これら継手
   管には夫々口金をろう付けまたは熔接し、一方の口金に
   はパルプ内においてこのパルプの軸方向に沿って配置さ
   れる陽極を支持し、他方の口金にはバルブ内においてこ
   のパルプの軸方向に沿って配置されて陽極に対向する陰
   極を支持し、かついずれか一方の口金にはパルプ内と連
   通する排気管を取付け、少なくとも陽極を支持した口金
   とこれに対向するパルプ端とで、パルプと継手管とのろ
   う付は部を内側から被う迩熱部を有し九セラ１．り製積
   体を挾み込み、パルプ内には封入ガスを封じ込めてなる
   ことを特徴とする超高圧放電灯。