JPS62143358A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電極の封着部を改良した高圧放電灯に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

一般に高圧放電灯は高融点金属たとえばタングステンか
らなる太くて大形の電極を使用し、一般照明用に用いら
れる高圧水銀ランプ等のランプやキセノンランプおよび
超高圧水銀ランプ等の特殊用途に用いられるショートア
ークランプでは、上記電極はその基端部な石英ガラスか
らなる気密容器の端部に形成した封止部に封着し、モリ
ブデン等の高融点金属からなる気密封層相の金属箔に接
続される。

特に直流点灯用ランプの陽極側や交流点灯量大ワットの
電極はその消費電力やｔ流に合わせ大型に設計されるが
、これに接続される封着用金属箔はその幅は大きくする
ものの厚さは石英ガラスとの封着性を良くするため、最
大でも２０〜３５　μｍ程度の極めて薄いものを使用せ
ざるを得ない。

このような従来構造のランプでは、特に点滅使用頻度の
高い使用、状態をされる場合、電極の膨張。

収縮の繰り返えしにより、これに接続される封着用金属
箔も同様に膨張、収縮を繰り返えす結果。

極め′て薄い金属箔は使用途中で切断し、不点灯となる
場合があった。

このような不都合な現象を図示の具体例を引用して説明
する。第４図は直流点灯のキセノンランプの陽極側の封
止部構造を示す。（１）は石英ガラス製の気密容器、　
　（３Ａ）はその封止部、（４）はタングステン製の陽
極、（７）は陽極（４）と外部導入体（８）との中間に
配置されたセパレーターガラスと呼ばれる石英体で、こ
の石英体（力を挾むようにして２枚のモリブデン裂封着
用金属箔（６）　、　（６）が配置され、これら金属箔
（６）　、　（６１の一端はＢの位置で白金（図示しな
い。）を介して［ｊ（４）に、また他端は同じく白金を
介して外部導入体（８）にそれぞれ抵抗溶接で接続され
ている。一般に封止部（３Ａ）の石英ガラスと封着用金
属箔（６）との封着で完全に気密に封着されるのは、陽
極（４）から金属箔（６）に移る所から少し離れたＡの
位置より右側つまり外部導入体（８）側である。これは
陽極（４）の軸径が太くて、その部分では完全に気密に
は石英ガラスと密着できず、そこより少し離れたＡの位
置までは僅かながら隙間が生じてしまうからである。し
たがって、封着用金属箔（６）はＡ点から陽極（４）側
へかけて僅かに石英ガラスとの間に図示できない程度の
微少な隙間があるため、引つ帳られたり、収縮したりす
る宥度がある。また、上記Ｂ点で陽極（４）と封着用金
属箔（６）は接続されているので、封着用金属箔（６）
は陽極（４）が膨張、収縮すると、それにつれてＡとＢ
との間の金属箔部分にも伸縮力が加わることになる。そ
の結果１機械的疲労によって主としてＡ点を中心に封着
用金属箔（６）に亀裂を生じ、これが次第に進行し、や
がて切断されてランプは不点となっていた。

このような過程は１本発明者等が点滅試験な繰返えし、
ランプを綿密に観察し続けた結果、見い出したものであ
る。

さらに、別の箔切わの原因として陽極（４）の支持が、
その径大部（４ｂ）でなされずに薄肉部（４ｃ）と勾配
部（４ｄ）とだけで行なわれている場合、大形の陽極（
４）の重量や振動の力が全て支持部に伝わり、それに接
続されている封着用金属箔（６１ＶＣ機械的力が加わり
、全部あるいは一部分の箔切れを生じ、前述の点滅時の
伸縮が加わることにより、より短時間に箔切れ→溶断に
至ることがあった。

この対策の一つとして、陽極（４）の封止部（３Ａ）へ
の喰込み部すなわち基端の径大部（４ｂ）を封止部石英
ガラスと密着させ、支持強度を高めると共に陽極（４）
の温度上昇の一部を封止部石英ガラスで奪って温度を下
げたり、封止部石英ガラスと陽極（４）との隙間を埋め
ることによって、１１極（４）の膨張の移動距離を縮め
ること等により、封着用金属箔（６）に加わる伸縮力を
軽減させることが考えられる。

しかしながら、上記従来構造ではこのような対策をとる
と次のような不都合を生じる。すなわち。

陽極（４）の厚さが減少する勾配（４ｄ）との境界の鋭
利な角部αυが石英ガラスに接触したり、または点滅時
の陽極（４）の膨張、収縮の際に石英ガラスに接触する
ことにより石英ガラスにクラックが発生し。

それが次第に成長して遂にはランプ破損につながる場合
があった。また、喰え込み部の径方向及び軸方向・の膨
張、収縮によりクラックが発生、さらに破損に到る場合
があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記従来の欠点に対処してなされたもので、気
密容器の封止部にクラックを発生することなく、気密封
着用金属箔の切断にもとづく不点を防止できる高圧放電
灯を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

石英ガラス製気密容器の封止部に封着する電極の基端部
に径大部からその先端側の薄肉部にかけて勾配を形成し
、上記先端側薄肉部は封着用金属箔に接続されると共に
、径大部は凹凸を設けた電極支持用金属箔を介して封止
部の石英ガラスに弾接するようにした高圧放電灯である
。

〔発明の実施例〕

以下９本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は３５０Ｗ級キセノンランプの縦断面図。

第２図はその陽極側封止部の縦断面図、第３図は同封止
部の横断面図を示す、　（１）は内部にキセノンガスを
封入した石英ガラス製の気密容器で、放電空間を囲む楕
円球形状の本体（２）とその両側に延びる封止部（３Ａ
）、　（３Ｂ）とからなる。（４）は径約５龍のタング
ステン棒からなる陽極で、その基端部（４ａ）を一方の
封止部（３Ａ）に封着し、第２図および第３図に拡大し
て示すように、上記基端部（４ａ）にはその径大部（４
ｂ）から先端側の偏平状の薄肉部（４Ｃ）にかけて、勾
配（４ｄ）が形成され。

上記径大部（４ｂ）は勾配（４ｄ）との境界にかけて高
さ約１ｎの凹凸を設げた厚さ約２６μｍ１幅約４朋のた
とえばモリブデンのような難融点金属からなる電極支持
用金属箔（５）を介して封止部（３Ａ）の石英ガラスに
弾性的に接触している。（６）　、　（６）はそれぞれ
たとえばモリブデンからなる封着用金属箔で、セパレー
ターガラスと呼ばれる石英体（力を挟着して配置され、
それぞれの一端側はＢの位置で白金（図示しない）を介
して上記陽極基端部（４ａ）の先端側薄肉部（４Ｃ）に
接続され、他端側は白金を介して外部導入体（８）に接
続されている。この封着用金属箔（６）　、　（６）が
封止部（３Ａ）の石英ガラスと完全に気密に封着される
のは陽極（４）から封着用金属箔（６１、（６）に移る
所から少し離れたＡの位置より右９つまり外部導入体（
８）側へかけての部分である。

これは先にも述べた通り、陽極（４）の軸径が太くてそ
の部分では完全に気密には石英ガラスと密着できず、そ
こより少し離れたＡの位置までは僅かながら隙間が生じ
てしまうからである。したがって。

封着用金属箔（６）　、　（６）はＡ点から陽極（４）
側へかけて僅かに石英ガラスとの間に隙間があるため、
ＡとＢの間の封着用金属箔部分は伸縮する宥度な生じる
。

また、（９）は径約２朋のタングステン棒からなる陰極
で、上記陽極（４）側と同様にその基端部（９ａ）を凹
凸を設けた電極支持用金属箔（５）を介して他方の封止
部（３Ｂ）に封着し９石英体（７）を挟着して配置され
た封着用金属箔（６）　、　（６１を介して他方の外部
導入体（８）に接続されている。

このような構成のキセノンランプは、その封止部特に大
形の陽極（４）を封着する封止部（３Ａ）側は。

陽極基端部（４ａ）の径大部（４ｂ）が凹凸を設けた電
極支持用金属箔（５）を介して封止部（３Ａ）の石英ガ
ラスに弾性的圧接触することにより支持されているから
１点灯時の昇温による陽極（４）の熱膨張による移動距
離は従来のものより少なめに押え込まれ、Ａ−８間の封
着用金属箔（６１、（６１部分に加わる力は弱くなり、
しかも陽極（４）は上記のようにその径大部（４ｂ）が
封止部（３Ａ）に支持されているから、大形の陽極（４
）の重量や振動の力が全て封着用金属箔（６）　、　（
６）に影響を与えることもなく、シたがって箔切れ防止
に顕著な効果をあげることができる。また、封着部（３
Ａ）の石英ガラスと陽極４とは直接接触せすに、中間に
は凹凸を設けた電極支持用金属箔（５）が介在するので
、陽極（４）の熱膨張による力は上記金属箔（５）の凹
凸部の緩衝作用によって吸収され、直接封止部石英ガラ
スに影響を与えることが少なくなるので、封止部（３Ａ
）のクラック発生防止効果もある。さらに、封止部（３
Ａ）の石英ガラスは電極支持用金属箔（５）の凸部に接
触するだけであるから、ｌａ極極端端部４ａ）との間に
は金属箔（５）の凹凸の藁さ分に相当する間隙があり。

したがって上記従来例にて述べた陽極基端部（４ａ）の
径大部（４ｂ）と勾配（４ｄ）との境界の角部ａ１の周
囲にも当然空隙を生じるから、上記鋭利な角部α１が封
止部（３Ａ）の石英ガラスに直接接触してクラックを発
生するよ５た事態も回避できる。

なお、これまでの説明は陽極（４）側についてなされた
が、これは一般的に本実施例のような直流点灯形のラン
プにあっては、上記構造は特に大形で。

かつ、温度が陰極（９）側より高くなる陽極（４）側に
おいて効果的であるからであり、陰極（９）側では封着
用金属箔（６Ｂ）の箔切れを生じるおそれは少ないので
、必ずしも電極支持用金属箔（５）を使用する必要はな
いが０図示のように陰極基端部（９ａ）にも。

勾配（９ｄ）を形成したような場合には、陽極（４）側
の場合と同様に勾配（９ｄ）との境界の鋭利な角部ａＯ
が、封止部（３Ｂ）の石英ガラスに接触してクラックを
発生することもあるので、上記実施例の場合には電極支
持用金属箔（５）を使用してクラック発生に対処した。

次に上記実施例ランプと、電極支持用金属箔を使用しな
い従来例２７１６５個について、ランプ電流１７．５Ａ
で５分点灯−５分消灯のサイクルで点滅試験を行った結
果、実施例ランプは点滅回数３．０００回経過しても何
等の異常も認められなかったのに対し、従来ランプでは
ｉ、ｏｏｏ回程度ですでに微小な箔切れが認められ、ａ
、ｏｏｏ回までには２個１５個の不点を生じ０本発明の
効果は顕著なものがあった。

また、ついで本発明と同様に陽極基端部の径大部に電極
支持用金属箔を使用するものの、この金属箔には凹凸を
設けなかったランプについて試験した結果、封着用金属
箔の箔切れ防止には有効であったが、凹凸を設けない金
属箔の緩衝作用は弱＜、シたがって、この電極支持用金
属箔を介する封止部石英ガラスと陽極基端部の径大部と
の接触、圧がかなり強いものを生じる場合があり、この
ようなものは昇温時の陽極の径方向への膨張で封止部石
英ガラスを強く圧迫し、ランプ寿命中に歪が増大してや
がてクラック発生に至ることがあった。

なお１本発明における上記電極支持用金属箔（５）は凹
凸を設けることにより、消灯時はもちろんのこと点灯時
においても熱膨張した陽極が直接的にもまた間接的にも
封止部石英ガラスに全面的に接触するのを防止する役目
を果すものであるから。

凹凸の高さは上記役目を充分果たせる程度に設定するこ
とが必要で、笑験によれば０．５ｎ〜２酎程度にした場
合が特に好結果が得られた。また、電極支持用金属箔（
５）の材料としては上記モリブデンに限らず、たとえば
タンタル、タングステン、チタン等の他の難融点金属を
使用することもできるし、さらに凹凸の形成も上記実施
例のように陽極（４）の軸に沿う長溝状に設けるばかり
でなく、陽極基端部の径大部（４ｂ）の局面に沿う長溝
状にするとか、あるいは難融点金属箔（５）の全表面に
凹凸部を点在させるように設けるなど種々の変形例が考
えられる。なお、直流点灯形ランプにあっても。

その容量が大きくなるにつれ、陰極側にあっても電流が
大きくなってより高温となるので、封着用金属箔の箔切
れを生じるおそれを生じ、また容量の大きな交流点灯形
ランプにあっても、牛サイクル毎に各電極はそれぞれ陽
極としての働きをして相当な高温となるので９両電極は
共に上記実施例における陽極側と同じ構成にすることが
好ましい。

さらにまた、上記実施例では封着用金属箔（６）をセパ
レータガラスと呼ばれる石英体（７）を挟着するように
して配置したが、上記セパレータガラスを使用しないタ
イプでも本発明は効果が得られるし。

キセノンランプ以外の高圧水銀ランプや超高圧水銀ラン
プ等の他の高圧放電灯においても同様の効果を得ること
ができる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように本発明によれば、高圧放電灯の点滅
時に生じる電極、特には高温となる電極側に接続する封
着用金属箔の伸縮に基づく箔切れ不点を、封止部にクラ
ックを発生させることなく防止して長寿命のランプを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例であるキセノンラン
プを示し、第１図はランプ全体の縦断面図、第２図はそ
の要部である陽極側封止部の縦断面図、第３図は第２図
のＡ−Ａ′線における横断面図、第４図は従来のキセノ
ンランプの陽極側封止部の縦断面図をそれぞれ示す。 （１）・・・・・・気密容器、　　　（３Ａ）、（３Ｂ
）・・曲射止部。 （４）・・・・・・陽極、　　　　　（４ａ）・・・・
・・陽極の基端部。 （４ｂ）・・・・・・陽極基端部の径大部。 （４Ｃ）・・・・・・陽極基端部の薄肉部。 （４ｄ）・・・・・・陽極基端部の勾配。 （５）・・・・・・凹凸を設けた電極支持用金属箔。 （６）・・・・・・封着用金属箔。 （９）・・・・・・陰極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石英ガラス製気密容器の両端封止部にそれぞれ基端部を
   封着して一対の電極を対設し、少なくとも一方の電極の
   基端部には径大部からその先端側の薄肉部にかけて勾配
   が形成され、上記電極基端部の先端側が封着用金属箔に
   接続されてなる高圧放電灯において、上記電極基端部の
   径大部は凹凸を設けた電極支持用金属箔を介して封止部
   の石英ガラスに弾接するように構成されていることを特
   徴とする高圧放電灯。