JPS5882454A - 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、短アーク形キセノンランプ、超高圧水銀ラン
プ、および超高圧メタルノ１ライドランゾ等の超高圧放
電灯に関する。

例えに短アーク形キセノンランプは第１図に示される。

同図中１はバルブ、２はピンチシール部１ｍ、１＊の先
端に設けた口金、３は陽極、４は陰極、５，６は６極と
口金２とを電気的に接続する金属箔、７は排気チップ部
である。そして、バルブ１抹透明石英ガラス製で、その
シール部１ｈ、Ｉｈ間の部分は球状をなしている。

この短アーク形キセノンラングに代表して示される上記
球状部は、点灯時に数十気圧以上に達するバルブ内圧に
耐える必要および排気の必要から、従来の超高圧放電灯
では必要不可欠であった。また、石英ガラスと陽極３お
よび陰極４の材料との熱膨張の差に拘らず封止状態を維
持するために、金属箔５，６を埋込んだピンチシール部
Ｊａ、ＩＩを必要とし、これらの部分は可成シの長さを
必要とするものであった。このように、従来の短アーク
形キセノンランプ等では、バルブが球状部およびピンチ
シール部を必要とするために、形状が大きいという不具
合があった。

そして、バルブが球状部およびピンテシール部を有する
ため、これらの部分の境界部分に応力が残シ易く、製造
が面倒な不具合がある。

さらに、上記の残留応力と相まってバルブと電極との熱
膨張差によシ、上記境界部分からバルブが破損に至シ易
いとともに、ピンチシール部を有しこれが可成ル長いた
めに耐衝撃性も悪い不具合がある。

しかも、バルブのデ状部は排気チッグ部を有することか
ら、この部分近傍にも応力が残シ易いことと摺着って、
上記境界部分から破損に至シ易いことにより、封入ガス
の封入圧力をよシ高くすることが困難である。よって、
よシ高い輝度を得るのに不適当であった。

本発明は上記の事情にもとづいて提案されたもので、そ
の目的は、小形でかつ耐衝撃性に優れるとともに、製造
が容易で、しかも、より高輝度な特性を得ることも必要
によシ可能な超高圧放電灯を提供することにある。

すなわち、本発明は、封入ガスが封じ込められるバルブ
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、このバルブの両端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取付
けたことを特徴とし、そして、電極対バルブの接触をな
くすことによシ、これらの熱膨張差による影替を除去し
、かつバルブの物理的特性および排気構造によシ、バル
ブに従来必要とされていた球状部を除去し、このことに
よって上記本発明の目的を達成できるようにした超高圧
放電灯である。

以下、本発明を第２図および第３図に示す＝実施例を参
照して説明する。

図中１１は両端を開口した直管形のバルブである。バル
ブ１１はアルミナ、単結晶サファイア、多結晶サファイ
ヤ等の透光性アルミナにより形成されている。本実施例
は外径８ｍ＋φ、長さ３０．５箇、肉厚０．８５■単結
晶サフアイアの場合である。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　ｇｒ　／ｃ＋＋＋”　（２，２
０ｇｒ　／ｅａｒ”　）、常温でのモース硬度９　＜　
６　）、常温での圧縮強度２１０００Ｋｆ／ｚ”　（１
１５００〜／−３）、常温でのヤング率（３５〜４２）
ＸＩＯ５初／ｍｔ”　（７，４Ｘ　１０’　Ｋｆ／ｃｍ
”　）、２０℃、５００℃および１０００℃での引張強
度４０６０　Ｋｆ／ｃａｒ”　（１１３０縁／ｅｒｇ”
　）　、２８００　ｈ／儒”（１１６０ｉ（ｆ／譚３）
および３６４０Ｋｒ／個１（１３１０Ｋｆ／♂）、常温
での剛性率２１　Ｘ　１０５Ｋｆ／ｃｙｒ”　（３，４
Ｘ　１０　Ｋｇ／備３）、常温でのポアソン比０．２５
４（０，１４）等である。このバルブ１１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１２がろ
う付けされている。継手管１２．１２はチタン又はコパ
ール（商品名）勢の鉄基金金叫の金属材料で形成されて
いる。そして、継手管１２．１２には夫々口金１３又は
１４が各別にろう付けまたは爆接されている。

口金１３．１４はいずれも純鉄または鉄基合金等の金属
材料で形成されているとともに、バルブ１１側に、この
バルブ１１の内周面に接することがないようにして電極
支持部１３ｍ、１４＊を有している。一方の口金１３に
はその電極支持部７３　ｍに圧入後ろう付けされて、バ
ルブ１ノ内においてこのバルブ１１の軸方向に沿って配
置される陽極１５が支持さ”れていする。他方の口金１
４にはその電極支持部１４＆に圧入後ろう付けされて、
バルブ１１内においてこのバルブ！ １１の軸方向に沿って配置されかつ陽極１５に対向する
陰極１６が支持されている。陽極１５および陰極１６は
、それぞれタングステン、ト１Ｊ−−テッドタングステ
ン等の耐熱性金属で形成されている。そして、これら陽
極１５と陰極１６間の電極間隙Ｉは適当に定められ、本
実施例では例えば２３以下の短アーク用電極間隙ｙとし
である。陽極１５の先端部にはｒツタ１１が装着されて
いる。なお、１３ｂ、１４ｂは夫夫ろう付は時の空気抜
き用の通路でおる。また、いずれか一方の口金例えば口
金１４にはバルブ１１の内外管連通する連通路１８が形
成され、この通路１８に接続してニッケル又は銅等から
なる排気管１９が口金１４にろう付けによシ取付けられ
ている。また、上記構造によ部両端を封止されたパルプ
１１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、アルコ０ン又はク
リゾトン郷の不活性ガス、或いは選択された不活性ガス
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ガスを１０〜２０気圧で
封入した場合である。また第３図中２０は必要に応じて
バルブ１１の端面と口金１３．１４の上記パルプ端面の
対向部分とに挟設されるリングで、例えばセラミック材
料で形成されている。このリングｓｏ、ｓｏｔ用いるこ
とは以下の諸理由によシ好ましい。第１に、バルブ１１
の長さを短かくでき低コスト化を図れる。第２に、種々
長さの異なるリング２０を用意することによシ、バルブ
１１の長さを一定とした場合等において電極間！Ｉ９を
任意の大きさに調節できる。第３に、リング２０の耐熱
性および低熱伝導性により、口金１３．１４とバルブ１
１との熱絶縁を図れる。第４に、・々シブ１１と継手管
１２とのろう付けの信頼性が高まる。つまり、リング２
０には環状のろう材収納溝２０ａが／譬ルブ１１側外周
に形成しておるが、金属（つｔシ継手管１２）対セラミ
ックの接合面よりも、金属対金属（つまシ継手管内周面
とバルブ１１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、シたがって上記溝２
０１に収納したろうはノ櫂ルプ１１と継手管１ｚとの接
合部に円滑に流れるからである。

−なお、第３図中２１．２１は口金１３．１４に刻設し
た環状のろう材収納溝を示す。

このような構造の□ラングＡは例えば第４図に示したよ
うにして使用されるる同図中２２は例え１ば口金１４の
大径部に施したねじ溝加工部に螺着し九反射鏡、２３は
口金′ｉｓに一端を半田付けした端子、ｚ４は口金１４
の小径部に施した取付ねじ溝でおる。そして、この照明
器具は、取付ねじ溝２４を器具支持部材２５に螺着して
取付けられ、この状態で端子２３と口金１４とに電力を
供給することにより使用される。なお、この使用態様の
場合には下側の口金ＩＳは第４図中２点鎖締で示すよう
に先細形状となるように加工して陰の発生をよシ減少さ
せることが望ましい。

上記ランプＡ・の構造によれば、排気管１９を一方の口
金１４に取付けたから、バルブ１１には排気管１９を設
ける良めの球状部を要しない。

加えて、バルブ１１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パ
ルプ内圧（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、これらの理由によシパルブ１ノは球状部を必
要とせず直管に構成できる。また、電極（ＩＩＩ極１５
および陰極１６）を口金１３．１４に支持し・たから、
電極とバルブ１１とが接触しない。このため、電極とバ
ルブ１１との熱膨張差による封止部への影譬が殆どなく
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、以上述べたように上記ランフ”Ａは球状部
およびピンチシール部を必要とし遅いから、そめ大き゛
さが従来に比して著しく小形化されるとと鴫に、バルブ
１１に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。

また、上述のように排気管１９を口金１４に敗付けた永
ら、バルブ１１には従来のように排、気チップ部がなく
、そして−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５る。

さらに、ノ櫂ルプ１１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ものであるから
、封入ガスの圧力を高めることができ°、本゛爽施例の
ように高圧で封入ガ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。

なお、上記一実施例は以上のように構成したが、本発明
の実施に当−っては、バルブ、継手管、口金、陽極、陰
極、排気管等の具体的な構造、形状、位置、材質等、お
よび封入ガスの成分等は、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。

以上説明した本発明は、上記特許請求の範囲に記載の構
成を要旨とするものでアシ、バルブを透光性アルミナ製
として、この両端に継手管を介して取付けた口金に陽極
、陰極を各別に支持させたことによシ、バルブが球状部
を要せず直管形をなし、そして電極とバルブが接するピ
ンチシール部を備えない超高圧放電灯を実現できる。し
たがって、本発明に係る超高圧放電灯は、従来に較べて
小形に構成できるとともに、耐衝撃性に優れ、かつ製造
も容易と々る効果を奏し得、しかもよシ高い輝度を得る
ために封入ガスの封入圧力を高めることも必要に応じて
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の短アーク形キセノンランプを示す断面図
、第２図は本発明の一実施例に係る短アーク形キセノン
ラングの側面図、第３図は同例の断面図、第４図は同例
に係るランプの使用態様の一例を示す一部断面した側面
図である。 １１・・・バルブ、１２・・・継手管、ＩＢ、１４・・
・口金、１５・・・陽極、１６・・・陰極、１９・・・
排気管。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦手続補正書 ５６．Ｉ２．１Ｂ 昭和　年　月　　日 特許庁長官　　　島　１）春　樹　　殿１、事件の表示 特願昭５６−１８０６２１号 ２、発明の名称 超高圧放電灯 ３、補正をする者 ・江件との関係　特許出願人 京立電機株式会社 ４、代理人 ５自発補正 ７、補正の内容 （１）明細書第１０頁１８行目に「向上させることがで
きる。」とある次に行を改めて下記の文章を加入する。 記 また、本発明はより品質を高めるために第５図から第７
図に示した他の実施例のようにしてもよい。 第５図に示した実施例は、継手管１２のパルプ１１との
ろう付は側端部Ｊｊａを、先細テーノ９状に形成した以
外の構成は上記一実施例と同じである。 第６図に示した実施例は、継手管１２を、長くて薄い内
側管Ｊｊｂと、この外側に嵌合される短かぐ耐圧用の外
側管１２ｃとから形成する等、節状の多層管構造とした
以外の構成は上記一実施例と同じである。この場合、内
側管ＪＪｂの外側管１２ｃより突出する部分がパルプ１
１にろう付けされたろう付は側端部１２ｂ′となってお
り、かつ外側管１２ｃの上記端部１２ｂ′側の端はパル
プ１１の端位置に対応して配置されているとともに、内
外管１２ｂ、１２ｃ相互はろう付けされている。 第７図に示した実施例は、継手管１２を、パルプ１１の
端位置に対応して薄肉部１２ｄを設けて形成した以外の
構成は上記一実施例と同じである。 そして、これら各地の実施例は点灯、消灯ににより繰返
されるパルプ１１と継手管１２との熱膨張特性の違いに
起因する諸問題を解決するのに有効である。すなわち、
熱膨張特性による伸び変化はパルプ１１の方が継手管１
２より大であり１点灯中においてパルｆｌｌは電極間隙
対向部分から両端に向けて降温される温度分布を有する
から、伸び変化によるパルプ１１の変形を強調して描く
と第５図中２点鎖線で示すようになる。このようなパル
プ１１の変形に拘らず、第５図に示した実施例では、先
細チーＩＩ状のろう付は側端部１２ｍがパルプ１１の変
形に容易に追従して変形され、第６図に示した実施例で
は薄肉のろう付は側端部１２ｂ′がパルプ１１の変形に
容易に追従して変形され、かつ第７図に示した実施例で
は薄肉部１２１がパルプ１１の変形に容易に追従して変
形される。つまり、いずれの実施例においてもパルプ１
１とろう付は側端部１２　ｇ　、　１２　ｂ’（なお、
第７図に示した実施例では薄肉部１２ｍより先端側部分
）との相対的関係が一定に保持されるため、パルプ１１
は第５図〜第７図中Ｂ点において集中荷重を受けること
がない。したがって、パルプ１１の上記Ｂ点でのクラッ
クや破損発生のおそれをなくすことができる。さらに、
上記のように相対的関係を一定に保持できることにより
、点灯中は上記Ｂ点を支心とするろう付は部剥離力を減
殺できると、ともに、消灯後にパルプ１１が縮まる方向
に変形する際において、＄５図〜第７図中Ｃ点を支点と
するろう付は部の剥離力を減殺できる。つまり、これら
の作用によりろう付は部の信頼性を高め得るものである
。 （２）同第１０頁１９行目および第１１頁３行目に夫々
「上記一実施例」とあるな「上記各実施例」と訂、正す
る。 （３）同＠１２頁４行目に「側面図」とある次に「、＄
５図から＠７図は夫々異なる本発明の他の実施例を示し
た一部断面図」を加入する。 （４）図面中に別紙に示した第５図、＠６図および第７
図を加入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透光性アルミナによシ直管形に形成されたバルブの両端
   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
   はバルブ内においてこのバルブ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
   のバルブ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バルブ内と連
   通ずる排気管を取付け、バルブ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。