JPS6023466B2 - 放電灯及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は放電灯の電極用内部導入線及び放電灯及びその
製造法に関する。

之等は電極間間隙の長さ及び位置の正確さが最も重要で
ある小型の金属蒸気放電ランプに用いるに特に適してい
る。タングステン又はモリブデンのような耐火金属の薄
箔部分を有する内部導入線は通常石英外管に封止するの
に用いられて両電極に電流を流している。之等の金属は
石英に密封するに要する極めて高温度に抗することがで
きる。箔部又はＩＪボン部が充分に薄いと、之等の部分
は電球が冷却するが封止部を破壊したり、ひびわれしな
い時には単に張力を受ける。内部導入線は両端に溶着さ
れた電線を具えた或る長さの箔を具えた複合体であり、
又は例えば米国特許第２６６７５９５号の教える所によ
り圧力−ル間で展圧した一片の金属から作られる。高圧
放電ランプに用いられる電極内部導入線の組立片は一般
に一端に鞄部の周りにタングステン線を巻いて作られた
電極構造を有する上記の種類の内部導入線を具えている
。

亀弧管は石英管の両端に封入された上記の組立片を具え
ている。密封を行なう普通の方法はスピンドル上に電極
内部導入線組立片を立て、その周りに石英管の一端を置
き、石英を軟化温度に加熱し、石英管の一端を−対の両
側固定動作の挟み片で挟み又は圧迫して納付ける。それ
は挟み密封について更に詳しく記載してある米国特許第
３９６５６９８号を参照するとよい。内部導入線の箔状
部分はゆすぶられないように、石英にハーメチック密封
が続けられるように極めて薄くなければならぬ。

０．００１５″（０．０３８柵）より厚いと漏りで面倒
であり、箔の最も厚い所で０．０００９″（０．０２２
９脚）だと典型的である。

その結果内部導入線は剛ごがなくて、直ぐに曲つて水平
的封止が実用的でない。垂直の挟み封止が標準であった
。然し乍ら電極内部導入線組立片が例えば米国特許第３
９６５６９８号の第２図６で示すように密封に先立ちス
ピンドルに取付けられると、組立片はかろうじて垂直に
立ち、電極部分は屡々曲つて一方又は他方にだらりとす
る。通例の垂直挟み封止では内部導入線の剛さがないこ
とは余り重要ではない。電極が曲がるのであれば、圧迫
挟みで粘性ある石英を強制的に動かすことで、圧迫する
場所に実質的に電極がすばやく動く。更に一般に１００
ワットを超える定格の従来公知の高圧蒸気ランプでは電
極端間の亀弧間隙又は距離は数センチメートルである。
この種のランプで一端における一対の電極を数ミリメー
トル位だけ配置を謀つも、ランプの電気的特性及び性能
に感知される程影響はない。電球製造に当り、竜弧電圧
の降下は重要な媒介因子で「このものは一定に保たれな
ければならず、電極間間隙の長さに比例して変るもので
ある。従ってランプの大さと前記間隙が小さくなると、
間隙決定に要する正確度に対する要求度が重要である。
又軍孤室両端の加熱は電極が差込まれて亀弧室に突出し
ている程度によって大に影響される。このような加熱は
充填物、特に冷却両端で凝縮せんとするハロゲン化金属
の蒸発度を決定する。それで、電極間の長さと位置の両
方とも重要であり、その決定について正確性を必要とす
ることは、ランプの大さが小さくなるにつれて増大する
のである。「改良された効率の高圧金属蒸気放電ランプ
」という名称の１９７母王１月５日付ベルギー特許第８
細７６４号では末端損失を減らすため、４・型の様部密
封を伴って作られた外管を用いて新らしいランプの設計
が開示されている。

之等の新規のランプ、殊に１肋３ より小さし、電弧室
容積を有する４・型のものでは、球体内で電極間間隙の
長さとその位置の両方とも正確にすることを絶対必要と
している。本発明の目的はガラス質物質、殊に石英に密
封々止用の箔型の内部導入線を供することで、このもの
は電弧室で両電極の位置を正確にし易すくする改良され
た硬さと自己中心位置決め特性を持っているものである
。

ランプ製造の方法は水平支持外管において両電極を適正
に中心合せし軸万向に揃え易くすることを得ようとする
ものである。外管の首部はランプの電極内部導入線組立
片の何れもが通過するに足る均一直径の大さのもの‐乙
あって、内部導入線はこの首部にそれ自体適合しなけれ
ばならない。電極内部導入線組立片が挿入されて正慣さ
れた後、内部導入線は封止が行なわれるまで適当位置に
確実に導かれなければならぬ。本発明によれば薄い箔部
分が封止される首部の内径より中広の箔部内部導入線が
提供される。箔の両側端は反対に折曲げられる。即ち中
央面から反対向に、一方は上に他方は下に折曲げられて
補強する。その寸法は、箔の両縁が折曲げられ、内部導
入線が管状首部に差込まれる時断面積がＺ状になるよう
な寸法となっている。このようにして電極−内部導入線
組立片が首部に集り、外管の球体部に入って軸方向に揃
うようになる。更に首部に箔が摩擦係合することで、石
英が加熱され電極の周りで収縮し、ハーメチック封止を
するよう最後に箔の周りに石英自体が崩れてしまう間に
、電極内部導入線組立片すなわち電極内部導入線アセン
ブリィを適正位置に保つのである。第１図と第２図にお
いて本発明を具体化した電極内部導入線組立片１は当初
全長にわたって均一断面の一片のモリブデン線部分２，
３を有し、この部分は例えば円形で０．０１６″（０．
０４１脚）の直径を具えている。

中央部分４は中央で約０．００９″（０．０２２９側）
の厚みに縦長の圧延で箔にされている。

線の大さは線が封止されて、管状石英の首部の内径より
も適当に大きく箔部分に圧延する石英の首都に関して選
ばれる。箔部の両縁は中間面を外れて反対側に逆向に折
られ又は曲げられ、即ち緑５は丁度直角ではなく図示の
ように約７５０上に曲げられ、緑６は逆に下向に曲げら
れる。折曲げは内部導入線の次第に薄くなりつつある区
域７ａの７の部分から始まる。この部分は箔の厚みが最
終的には最も薄くなった場所ではない。これは、折曲げ
開始と折曲げの補強の影響が始まる箔の中間の厚さの区
域の間で重なり合うのである。７の所の先、即ち、中央
部４から離れた所では、内部導入線は曲がらずに電極の
重量を支持するに足る厚さがある。

本発明による折曲げは電極組立片が反対側の端からトも
っぱら水平方向に支持されている間でさえ電極の目方で
曲らない点に内部導電線の補強を増加させるのである。
両側緑が折曲げられた後は箔の機中全体の寸法、即ち第
２図に示す先端間の対角的寸法ｄは石英首部２３に開け
た孔２３ａの内蓬より僅かに大きく、この孔に第３図図
示のように箔が封止される。一例として、中０．０７０
′′（１．７８側）の箔は両縁を曲げた後０．０６４″
（１．６３風）の直径を有し、内径０．０５〆（１．３
２乃至１．４２凧）の石英首都又は石英管に封止するに
適している。この寸法にして形成した結果、箔の両側縁
に沿って折曲げることは首部の内壁の曲線に近い形に曲
げられ、箔は首部に押込められるとＺの形をとる。この
ことは電極の内部導入線組立片を首部に心合せさせ、組
立片が電球の端に入る所に鞠方向に揃うようになる。折
曲げが互に逆向でないと「導入線は剛〈なるが、心合せ
されなくなる。更に箔の両緑が首都の壁と摩擦係合して
いることは内部導入線組立片が首部に正直された時と「
首部が箔の周りに収縮される時の間の中間時間の間該組
立片を正しく支持することになる。このことは各種の製
造作業が行なわれている間にランプ外管が比較的高速度
で一部処から他の部処に割出しされるという自動化した
製造において特に重要である。第１図図示の電極内部導
入線１は陽極とされていて、モリブデン線の部分２の総
９に取付けられ、球１０で先端に終っているタングステ
ンピン又はタングステン線８を具えている。

モリブデンとタングステンの間の薮合点９はしーザによ
る突合せ落着で行なわれ、この落着は同軸上両方で保持
し、米国特許第４１３６２斑号で教える対称的構造をな
している。球１０Ｇま必要より長いタングステン線８で
始め、タングステン線を上向に支持し乍らプラズマ・ト
ーチを先端に向けて線を後向きに融かして直ぐに作られ
る。この種の陽極は上記のキャップ、としークの米国特
許出願に記載した例えば３５ワットのランプのような直
流で用いる小形のハロゲン化金属ランプに用いるのに適
している。直流ランプでは、陽極は単に集電子に過ぎな
いが、操業中先端が急速に侵食しないよう、充分な熱分
散容量を持っていなければならない。球１０はこの機能
を行ない、一例として約２５ミル（０．６３５肌）の直
径を有している。本発明によるＺ形断面の箔は首部への
心合せを保ち、製造中水平に支持されているランプにお
いてさえ比較的重い陽極の球や鋤状に取付けた陰極を実
質的に麹上に保持するのである。第１図の内部導入線組
立片の箔にした、又は平にした部分４は線を縦方向に圧
延して作られる。

この部分は亦最初の線を十字圧延したり、据込み又は槌
打しても作られる。一方では複合の箔を用いることもで
きる。一例としては第４図図示のようにモリブデン箔１
１の長い切片の一方にモリブデン線１２が溶着され他端
にタングステン線１３が熔着されたものである。モリブ
デン線亀２の端は箔と溶接しやすくするため亀母の所を
若干平に又は鍬形にされる。溶接し易すくするために箔
ＴＩとタングステン線１３の間にタングステン１５が間
袋され「 このタブは溶接され、又は半田付される箔を
補強する役をする。この複合組立片では箔１審の両側緑
は前記したように中間面で両方向に折曲げられ、即ち縁
５が全く直角ではなく上向に曲げられ緑６が対応して下
向に曲げられる。第亀図に示す縦方向の圧延の箔では、
線の全体の厚みから始まり中央の箔部分亀の厚みに続く
部分７ａにわたって徐々に厚みが薄くなっている。図示
せざる十字圧延箔では徐々に厚みが薄くなった区域は適
当なロールで型造される。何れの場合でも逆に折曲げた
縁５と６は箔の厚みが最も薄くなる前に始めなければな
らない。これは、折曲げ緑が補強されている区域と箔厚
が補強なしで電極の重量を支持するに足る厚みである区
域との間で重視するのは確実である。第４図の複合箔の
具体例では、折曲げ側緑５′？ ６′は鋤状端子亀４又
はプラチナタブー５に平行した補強された溶接又は半田
付区域と重複するように充分長くなっており、したがっ
て〜全体にわたって充分な剛ごを得ることができる。広
く用いられている複合箔の変形例では、外側の導入線部
分がモリブデンで、内端が縦圧延で次第に薄くされ箔に
なっている。第４図で１３で示すようにタングステン導
電線は溶接又は半田付けで箔の端に取付けられる。この
場合折曲げ縁は少くとも一部は一端で徐々に薄くなった
部と重なり、池端で溶接部と重ならなければならない。
或る応用例では、全体の内部導入線電極絹立片が剛〈て
箔部分に剛さが始まって先端の電極に向け剛さを充分持
つことは必要でない。

この場合折曲げ縁は外側でより補強された区域と重なり
合うよう伸びている必要はない。本発明の導入線は一般
的に役立つもので、前記米国特許第３９６５６９８号の
ように通常の圧迫封止に用いられて都合がよい。本発明
による電極内部導入線組立片が圧迫封止のためスピンド
ルに直立すると、垂直に真直ぐに立ち、これが電極がよ
り正しく位置ずけられるという改良されたランプを確保
するのである。本発明の内部導入線の実益及び融通性は
、第５図乃至第９図に示すランプを水平に支持する装置
で自動的に放電灯を製造する場合に優れている。放電灯
は高圧放電を行なう放電室を形成する中空の球状中間部
２２を有する一片の溶融シリカ又は石英管からなる竜弧
管又は竜弧ランプ体２１からなっている。この特定の例
では雷狐室は一般に球形で１立方種未満の容量を有して
いるが「楕円体又は円筒体のような各種の形状で、大さ
が大いに変る。中間部２２に接続され、中間部から正反
対の両側に延びて二本の管状首都２３，２４がある。夫
々の首部はその長さ全体にわたり一般に円形で断面均一
であり、球状中間部よりも断面が勿論小さい。当該製造
作業中はランプ体は第８図と第９図に示すガラス用旋盤
に水平に支持される。旋盤は主軸台２５と心受け台２６
を具え、何れもコレット２８を収容するチャック２７を
藤支していてその中に首部２３，２４が受入れられ把持
される。駆動滋２９は一部だけ示されているが、公知の
方法で主軸台と心受け台とを結合して之等を一斉に回転
させる。ランプ体は曲線矢印２０で示すように回転され
、その間に加熱され封止される。ランプ製造に当り、陰
極組立片３０は右首部２４から左官部２３内に差込具３
１と押具３２によって差込まれ、神具は第５図に示すよ
うに差込具が引出されるまで前記組立片を正位置に保持
する。陰極組立片は前記したように折曲げた緑の内部導
入線４をその先端に有し、先端が円い端３４に終ってい
るタングステン線のコイル３３を有する陰極構造の鋤状
片となっている。自動化されたランプ製造装置において
、ランプ体を支持するガラス用旋盤は第６図で示すよう
に他の都処に割出しされ、そこで球体内にハロゲン化金
属のべレット３５が挿入ミれる。

この作業は右首部２４から管状針３６を挿入してその先
端３７が球体の中央近くになった時に針を止めて行なわ
れる。管状針３６は乾燥した低圧の不活性ガス源に葵適
していて、このガス流が針の端近〈の下向の開孔を通し
てべレットを押出すのである。ハロゲン化物べレット３
５を放出してこれに続いて針３６が引出され、ガラス用
旋盤が他の部処に割出され、水銀球３９が前記した針３
６と似た他の針で球体内に排出される。ガラス用旋盤が
第７図に示す他の部処に割出しされ、其処で第１図に示
したのに対応する陽極組立片１が右首部２４に陰極組立
片３０の挿入に用いられたものにほぼ対応する差込具４
１と図示しない押棒によって位置決めされる。次いで両
方の首部が開かれている球体に乾燥したアルゴンが流込
まれる。ここで心受け台２６は開かれていて、右側に引
出され、右首部２４が加熱されて第８図に示すように４
０の所で完全に封止される。ガラス用旋盤は更に割出し
され、右首部２４は新たに心受け台２６のコレット２８
に把持される。球体がガラス用旋盤で回転している間、
陰極内部導入線組立片３０は石英の加熱と内部圧力を低
くしながら首部２３にハーメチック封止がなされて石英
をして内部導入線の箔部分４の周りをつぶしてしまう。
これは４２で略示するように例えばレーザで行なわれる
。レーザは首部の適当な長さにわたって横動して第８図
に示すように石英を崩壊させる。同時に球体部２２はそ
の一部を取囲く遮壁４３を進めて冷却される。遮壁はス
ポンジを収容し、このスポンジは球体に接して、管４４
で供給した水で湿気が保たれ、その間吸気管４５が過剰
の水を排除する。その後に陽極組立片１が同じようにし
て首都２４でハーメチツク封止される。最後に旋盤は第
９図に示す部処に割出しされ、其処で一対の切刻具４７
を具えたヘッド４６が、ランプ体に近接した作業位置に
進む。切刻具４７は内部導入線箔の封止区域の先の首部
の両端部２３，２４を切刻するように置かれ、次いで前
記両端部が切落されて内部導入線を露呈させる。本発明
による折曲げ緑の内部導入線を用いると、電極内部導入
線組立片をランプ体の首部に差込み一たん位置決めされ
た後その位置に確実に保持するのである。内部導入線は
当初正確に位置決めすることのできる自己心合せのもの
である。かくしてなされる正確な間隙の決定がガラス用
旋盤と一部処から他の部処へのランプ体の逐次行なわれ
る割出しを通して維持される。加熱中で箔に対し首部が
収縮する間ランプ体の回転にも拘らず、この摩擦係合は
動きがないということである。かくして本発明は電極間
間隙の決定を正確にし、充分なランプ性能に対して必要
な電極位置の精密さを伴い小形金属蒸気放電ランプの高
速量産を可能にさせるものである。なお、本発明の実施
態様は次の通りである。

○’厚手の導体が箔部分の厚みに対し厚みが次第に薄く
なり前記折曲げた両緑は薄くなった部分の一部と重合つ
てなる特許請求の範囲第１項に記載の電極内部導入線ア
センブリィ。【２１ 厚手の導体が箔部分に溶着され、
追加金属が溶着区域の周りの箔部分に取付けられ、且つ
折曲げ両緑が前記落着区域と重合つてなる特許請求の範
囲第１項に記載の電極内部導入線アセンプリイ。

‘３｝ 箔部分が厚手の導体にその両端で接合され前記
折曲げ両緑がその両端で剛ごの強い区域と重合つてなる
特許請求の範囲第１項に記載の電極内部導入線アセンプ
リィ。

‘４ー 中央部が自己支持し得ない厚みに薄く圧延され
た一片の耐火金属線で作られ、その厚みが電極支持に適
する所まで折曲げ両緑が延びてなる特許請求の範囲第１
項に記載の電極内部導入線アセンブリイ。

■ 前記外管は球状部分から正反対の方向に延びた一対
の管状首部を有し、且つ各首部部分内で前記電極−内部
導入線の一方は箔部分が逆向に折曲げられた両側緑で補
強された所で封止されてなる特許請求の範囲第２項に記
載の放電灯。

■ 前記内部導入線は線部分が両端で中央の箔状部分の
厚さに薄くなった一片の導体を具え、逆向に折曲げた両
緑が箔状部分に沿って走り、薄くなった端区域の部分と
重合つてなる特許請求の範囲第２項に記載の放電灯。｛
７） 前記内部導入線が線部分に溶接された薄箔部分を
具え且つ溶接区域で剛さを増す追加金属を有し、且つ箔
部分に沿って延びている逆向折曲り両緑が少くとも剛さ
が増した前記溶接区域の部分に重合つてなる特許請求の
範囲第２項に記載の放電灯。

｛８｝ 前記外管は球状部分から正反対方向に延出した
２個の首部を有し、電極内部導入線ァセンフリィは各首
部に差込まれて封止されてなる特許請求の範囲第３項に
記載の方法。

｛９｝ 前記両首部は正反対に延出し、一方の電極内部
導入線アセンブリィは電極を後にして一方の首部から他
方の首都に差込まれ、他の電極内部導入線ァセンブリィ
は電極を先にして一方の首部に差込まれてなる特許請求
の範囲第４項に記載の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図と第ｌａ図は本発明を具体化した圧延内部導入線
と電極アセンブリィの夫々平面図及び側面図、第２図は
第１図の２−２線に沿った内部導入線の断面図、第３図
は電極内部導入線アセンブリィの正層状態を示す石英首
部の断面図「第４図は本発明を具体化した複合内部導入
線電極アセンブリィを示す図、第５図は電球を通して左
官部に電極内部導入線アセンブリィが挿入されつつある
ランプ外管の拡大被断図〜第６図は右首部から電球にハ
ロゲン化金属べレットが挿入されつつある第５図に類似
の図、第７図は電極内部導入線アセンブリィが右首部に
挿入されつつある第５，６図に類似の図ト第８図は本発
明を具体化して正檀された電極内部導入線を具えたラン
プ外管を示す図で、その間両首部は収縮封止されており
、第９図はガラス用旋盤の主軸台と心受け台に支持され
た首部破片から切落されつつある完成ランプを示す図で
ある。 １・・・電極内部導入線「 ２，３…モリブデン線、４
…中央部分「 ５，６…側縁、８・・・タングステン線
、９…接合点、１０…球Ｌ ＩＩ…モリブデン箔、亀２
…タングステン線、１３…タングステン線、１４・・・
鋤状端子、１５…プラチナタブ、２１…ランプ体、２２
・・・中間部、２３，２４・・・管状首部、２５・・・
主軸台、２６・・・′○受け台、２７・・・チャック、
２８・・・コレットｔ ２９・・・駆動軸、３３・・・
コイル、３４・・・円端、３５・・・ベレット、３６・
・・管状針、３９…水銀球。 万枚／ 〃９２ 打９３ 付９４ 〃９６ 〃９／ｏ 〆汝６ Ｆ′夕．７ 〃夕．８ ‘汝９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電極を支持する厚手の導体に、その先端で接続した
   長手方向に伸張する薄い耐火金属箔部分を具え、この箔
   部分は折曲げられた両側縁で補強される、高温度のガラ
   ス質物質の外管に封止する電極内部導入線アセンブリイ
   であつて、該両側縁５，６は逆向きに折曲げられ、かつ
   前記厚手の導体２が箔部分４と接続する剛さのある区域
   と重なることを特徴とする電極内部導入線アセンブリイ
   。 ２ 球状部分と首部分を有し、かつ電離可能な充填物を
   含む封止されたガラス質外管と、前記球状部分に突入し
   た電極を具えて前記外管に封止された一対の電極内部導
   入線アセンブリイと、少くとも前記アセンブリイの一方
   の内部導入線は電極が取付けられている先端で厚手の導
   体に接合された縦長の薄い耐火金属箔の部分を具えた導
   体で、前記箔部分は厚手の導体が箔部分と接合する一層
   強い剛さのある区域と重なり合う逆向きに折曲げられた
   側縁によつて補強され、更に前記首部のガラス質物質が
   前記箔部分の周りで崩れてハーメチツク的封止されてな
   る放電灯。 ３ 延出した管状首部付の球状部分を有するガラス質外
   管を準備し、 一端で電極に取付けられ、反対に折曲げ
   られた両側縁で補強され全体の巾が前記首部の内径より
   僅かに大きく釣合のとれた縦長の薄箔部のある内部導入
   線を具える電極内部導入線アセンブリイを準備し、 前
   記電極内部導入線アセンブリイを前記首部に挿入して前
   記箔部分を前記首部の壁と摩擦係合させて前記アセンブ
   リイを心合せし、 前記首部を箔部分の上で加熱崩壊せ
   しめて電極を適正に封止することからなる球体内に電極
   を心合せして放電灯を製造する方法。 ４ 内径がほぼ均一な管状の両首部分を延出して具えて
   いる球状部分を有するガラス質外管を準備し、 一端で
   電極に取付けられ、反対に折曲げられた両側縁で補強さ
   れ全体の巾が所望する前記首部の内径より僅かに大きく
   釣合のとれた縦長の薄箔部のある各内部導入線を具える
   複数の電極内部導入線アセンブリイを準備し、 前記電
   極内部導入線アセンブリイを夫々の首部に差込んで電極
   の端が球状部分に侵入し所望の電極間間隙を形成すると
   共に首部の壁と箔部分との摩擦係合をして前記アセンブ
   リイの心合せ並びに前記アセンブリイ位置決め後に正置
   に保持せしめ、 前記両首部を箔部分の上で加熱崩壊せ
   しめて電極を適正に封止することからなる球体内に電極
   間隙を正しく決定させて放電灯を製造する方法。