KR980011670A

KR980011670A - 방전램프

Info

Publication number: KR980011670A
Application number: KR1019970034781A
Authority: KR
Inventors: 미츠루 이케우치; 히로미츠 마츠노; 유키히로 모리모토
Original assignee: 다나카 아키히로; 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1996-07-25
Filing date: 1997-07-24
Publication date: 1998-04-30
Also published as: JPH1040868A; DE19730137A1; US5932969A

Abstract

본 발명은 방전용기(10)의 폐색관(12)을 방전용기(10)와 같은 재질의 비도전성 분말과 도전성 분말로 성형된 경사기능재료로 이루어지는 폐색체(50)로 폐색한 방전램프에 있어서, 전극의 코어 바아(21),(31)의 고정부가 부식되지 않고, 또한, 전극(20),(30)의 위치도 정확하게 정하기 쉽게하는 것으로써, 폐색체(50)에 형성된 축방향의 관통공(53)에 전극(20),(30)의 코어 바이(21)(31)을 삽입 연통하고, 폐색체(50)와 전극의 코어 바아(21),(31)를 폐색체(50)의 외측단면(52)에서 금속납(60)등으로 기밀하게 고정한다.

Description

방전램프

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음

본 발명은 방전용기의 단부가 경사기능재료로 폐색된 방전램프에 관한 것이다. 방전램프는 석영 유리제의 방전 용기 중앙의 구형상이나 타원구형상을 한 발광관내에 한쌍의 전극이 대향 배치되고, 수은 등의 발광금속, 방전용 가스등이 봉입된다. 그리고, 발광관의 양단에 통형상의 폐색관이 연설되며, 전극봉과 외부 리드봉이 이 폐색관에 전기적으로 접속된 상태에서 페쇄되는데, 몰리브덴으로 이루어지는 전극봉과 석영 유리제의 폐색관은 열 팽창율이 크게 다르기 때문에 폐색관을 전극봉과 석영 유리제의 폐색관은 열 팽창율이 크게 다르기 때문에 페색관을 전극봉에 직접 융착하여 폐쇄할 수 없다. 이 때문에 종래는 폐색관은 단 이음법이나 박 시일법등으로 폐색되어 있었다.

단 이음법은 열팽창율이 석영 유리의 열 팽창율에서 텅스텐의 열 팽창율에 순차 근접하는 수치류의 중간 유리관을 준비하고, 이들 중간 유리관을 방전용기의 폐색관의 단부에서 순차 융착하여 폐색관을 연장하고, 텅스텐의 열 팽창율에 가장 가까운 단부의 유리관을 전극봉에 융착하는 것이다. 이 중간 유리관의 수를 적게하면, 인접하는 중간 유리관의 열 팽창율의 차가 커지고, 접합부분의 기계적 강도가 약하고, 또한 열 쇼크에도 약해 신뢰서이 저하하므로, 중간 유리관의 수를 많게할 필요가 있다. 또한, 텅스텐봉과 유리 단부는 공기에 접촉하고 있으므로, 점등시에 400℃이상의 고온으로 되면 텅스텐이 산화하고, 리크나 파손의 염려가 있다. 따라서, 폐색관의 길이가 길어지고, 또한, 접합부가 많아져, 그 만큼 신뢰성이 저하된다.

박 시일법은 두께가 수십㎛의 몰비브덴박의 양단에 전극봉과 외부 리드봉의 단부를 용접하고, 이 몰리브덴박을 석영 유리의 사이에 끼우고, 몰리브덴박의 중앙부분에 석영 유리제의 폐쇄관을 용착하는 것이다. 이 박 시일법은 외부 리드봉이 용접된 몰리브덴박의 단부는 공기에 접촉하고 있으므로, 점등시에 350℃ 이상의 고온이 되면 몰리브덴박이 산화하고, 산화에 의한 팽창에 의해 시일부가 박리하여 리크되거나, 파손된다. 즉, 폐색관 단부의 시일부는 온도상승을 억제할 필요가 있으므로, 폐색관을 길게하여 점등시에 고온이 되는 발광관과 시일부의 거리를 길게할 필요가 있다.

또한, 수은증기를 이용하여 방전 램프의 경우는, 발광관과 시일부의 거리를 길게하면, 전극봉 근원의 관벽온도가 낮아지므로, 즉 발광관내의 최냉점 온도가 너무 낮아져 수은이 충분히 증발하지 않는다. 이 때문에, 전극봉 근원의 관벽의 외부에 보온막을 형성하여 보온하는 것이 필요해지는데, 광이 이 보온막에 의해 차단되어 광의 이용효율이 저하하는 문제점이 있다.

이와같이, 단 이음법이나 박 시일법에 의하면, 방전 램프의 폐색관은 축방향으로 길게되는데, 숏 아크 타입의 방전램프의 한쪽의 폐색관을 오목면 반사경의 중앙개구에 부착, 다른쪽의 오목면 반사경의 광축방향으로 연장하도록 한 광 조사장치에 있어서는, 오목면 반사경의 광축방향으로 연장하는 폐색관이 길고, 오목면 반사경의 일부가 이 폐색부에 입사하여 차단되기 때문에, 광의 효율이 저하하는 문제점이 있다.

그래서 최근에는 방전용기 단부의 폐색관이 실리커 등의 비전도성 분말과 몰리브덴 등의 도전성 분말로 성형된 경사기능재료로 형성된 폐색체로 폐색된 방전램가 주목받고 있다. 이러한 경사기능재료로 형성된 폐색체는 한쪽 단부는 실리커 등의 비전도성 성분이 많고, 다른쪽 단부에 향함에 따라 몰리브덴 등의 도전성 성분의 비율이 연속적으로 또는 단계적으로 증가한다. 따라서, 폐색체의 한쪽의 단부근방은 비도전성임과 동시에 열팽창율이 석영 유리의 열팽창율에 가깝고, 다른쪽 단부근방은 도전성임과 동시에 열팽창율이 몰리브덴의 열팽창율에 가까운 특성을 가진다.

이러한 경사기능재료는 비도전성 성분과 도전성분의 비율이 변화하는 균배를 크게할 수 있으므로, 경사기능재료로 형성된 폐색체는 축선방향의 길이가 짧아도 한쪽 단면의 비도전성 성분을 많게 함과 동시에 다른쪽 단면의 도전성 성분을 많게 할 수 있다. 또한, 경사기능재료는 그 구성성분의 조성이 크게 변하는 경계면을 가지지 않으므로 열쇼크나 기계적 강도가 강하다. 따라서, 폐색관에 폐색체를 용착하는 시일부분을 점등시에 고온이 되는 발광관에 근접시킬 수 있고, 폐색체의 축선방향의 길이가 짧음과 더불어 폐색관을 짧게할 수 있는 이점을 가진다. 따라서, 상기의 박 시일법이나 단 이음법의 문제점을 해결할 수 있다.

그런데, 종래는 도 2에 도시한 바와같이, 방전용기(10)의 발광관(10)의 양단에 연설된 폐색관(12)을 경사기능재료로 형성된 폐색체(50)로 폐색할 때, 폐색체(50)의 실리커 등의 비도전성 성분이 많은 단면(51)을 발광관(11)측으로하여 폐색체(50)를 폐색관(12)에 감입, 단면(51)근방을 가열하여 폐색체(50)를 폐색관(12)에 용착하는데, 폐색체(50)의 양단면(51),(52)에서 각각 전기전도성을 가지는 부분까지 구멍을 뚫고 각각의 구멍에 양극(20)의 심봉(21) 및 음극(30)의 코어 바아(31)와 양극단자(22) 및 음극단자(32)를 삽입하여 고정하고, 이에따라 코어 바아(21)와 양극단자(22) 및 코어 바아(31)의 음극단자(32)를 전기적으로 접속한다. 그리고, 금속납(60)에 의해 코어 바아(21) 및 코어 바아(31)를 폐색체(50)에 고정하는 것이 많다.

이때, 상기대로, 폐색관(12)을 짧게하여 폐색체(50)를 점등시에 고온으로 되는 발광관(11)에 근접해 있으므로, 방전시에 발생하는 플라즈마나 고온으로 된 방전시에 발생하는 플라즈마나 고온으로 된 방전 가스에 의해 금속납(60)에 의한 고정부분이 부식되기 쉽고, 이 고정부분에서 불순물가스 등이 발생하여 램프특성에 악영향을 미치거나 램프수명이 짧아진다.

또한, 방전 램프, 특히 숏 아크 타입의 방전램프는 전극의 위치를 정확하게 정하여 전극간 거리를 정밀하게 제어할 필요가 있는데, 전극의 코어바아가 고정된 폐색체를 폐색관에 융착할 때, 폐색체의 위치를 정확하게 정하는 것이 곤란하고, 따라서, 전극의 위치가 부정확하게 되기 쉬운 문제점이 있다. 또한, 고압 나트륨램프는 투명 알루미나로 이루어지는 발광관에 알루미나의 폐색체를 꽃고, 이 폐색체에 니오비움으로 이루어지는 전류공급선을 통전시켜, 폐색체의 외측단면에 있어서 봉착 유리로 기밀하게 고정하는데, 이러한 램프는 불꽃을 사용하여 유리를 용착하는 공정이 없으므로, 상기한 바와같이 전극의 위치가 부정확하게 되기 쉬운 결점은 없다. 그래서, 본 발명은 전극의 코어 바아가 고정부가 부식되지 않고, 또한, 전극의 위치도 정확하게 쉬운 방전램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명의 실시예의 설명도이다.

제2도는 종래예의 설명도이다.

제3도는 본 발명의 방전 램프를 오목면 반사경에 조합한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 방전 용기 11 : 발광관

12 : 폐색관 20 : 양극

21 : 양극의 코어 바아 30 : 음극

31 : 음극의 코어 바아 50 : 폐색체

51 : 비도전성 성분이 많은 단면 52 : 도전성 성분이 많은 단면

53 : 관통공 60 : 금속납

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 비도전성의 재료로 이루어지는 방전용기의 발광관내의 한쌍의 전극이 대향 배치됨과 동시에 방전용 가스가 봉입되며, 발광관의 단부에 형성된 통형상의 폐색관의 방전용깅와 동재질의 비도전성 분말과 도전성 분말을 길이방향으로 연속적 또는 단계적으로 다른 비율로 혼합하여 성형하고, 일단측을 비도전성으로 하고, 타단측을 도전성으로 한 경사기능재료로 이루어지는 폐색체로 폐색된 방전램프에 있어서, 폐색체에 축방향의 관통공을 형성함과 동시에 이 관통공에 전극의 코어 바아을 삽통하고, 폐색체와 전극의 심봉을 폐색체의 외측단면에 기밀하게 고정한다.

이하에, 도면에 의거하여 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명한다. 도 1은 정격전력이 3kW이고 직류점등되는 키세논 숏 아크 램프인데, 본 발명의 방전램프는 이에 한정되지 않고, 수은 램프는 메탈 히라이드 램프 등의 방전램프라도 된다. 또한, 롱 아크 타입의 방전등이나 교류점등되는 것이어도 된다.

도 1에 있어서, 석영 유리제의 방전용기(10)의 발광관(11)은 구형상이나 타원구형상을 하고 있고, 그 내부에는 텅스텐으로 이루어지는 양극(20)과 음극(30)이, 예를 들면 5mm간격으로 대향 배치되어 있다. 또한, 방전용 가스로써 키세논 가스가 소정압력으로 봉입되어 있다. 그리고, 발광관(11)의 양단에 폐색관(12),(13)이 연설되어 있는데, 폐색관(12), (12)의 단부는 경사기능재료로 이루어지는 폐색체(50)로 폐색되어 있다. 여기서 사용하는 경사기능재료로 이루어지는 폐색체(50)로 폐색되어 있다. 여기서 사용하는 경사기능재료는 방전용기와 같은 재질의 분말과 도전성분말과의 혼합체, 예를들면, 방전용기가 석영 유리인 경우는 실리커분말과 몰리브덴 분말을 소결한 것이고, 그 혼합비율을 길이방향으로 연속적으로 또는 단계적으로 다르게 할 수 있고, 일단측을 비도전성으로 하고, 타단측을 도전성으로 한것이다. 그 일예로써, 폐색체(50)의 비도전성의 단면(51)은 대략 100%의 실리커로 이루어지고, 도전측의 단면(52)은 Sio₂50% + Mo 50%의 조성으로 이루어지는데, 그 조성비율을 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 폐색체(50)은 비도전성의 단면(51)이 발광관(11)방향이 되도록 폐색관(12)내에 감입되고, 이 단면(5!)의 부분에서 석영유리제의 폐색관(12)에 용착된다. 양극(20)의 코어 바아(21) 및 음극(30)의 코아바아(31)도 몰리브덴봉으로 이루어지고, 폐색체(50)에 형성된 축방향의 관통공(53)에 삽입되며, 폐색체(50)로부터 돌출되어 있다. 이 상태에서 폐색체(50)의 외측단부에서 전기적 접속을 얻을 수 있다. 그리고, 폐색체(50)의 도전성의 단면(52)에 있어서 금속납(60)에 의해 기밀하게 고정되어 있다. 폐색체(50)의 도전성의 단면(52)의 열팽창율은 몰리브덴제의 코어 바아(21)고어 바아(31)의 열팽창율에 가깝고, 코어 바아(21), 코어 바아(31) 및 폐색체(50)는 확실하게 고정할 수 있다.

혹은 금속납에 대신하여 열팽창율이 몰리브덴에 가까운 봉착 유리에 의해 고정해도 된다. 혹은 또 금속납에 의해 고정한 상부로부터 봉착 유리에 의해 고정한 상부로부터 봉착 유리에 의해 봉지해도 된다. 봉지 유리보다도 금속납쪽이 강고하게 고정할 수 있는데, 봉착유리는 봉지성능이 뛰어나므로, 금속납과 봉착유리를 겸용함으로써, 보다 확실하고 기밀하게 고정할 수 있다. 또한, 이상 실시예에서는 발광관의 양단의 폐색관의 양쪽 모두 경사기능재료로 이루어지는 폐색체를 폐색한 것에대해 설명했는데, 어느 한쪽읠 폐색관에만 경사기능재료로 이루어지는 폐색체를 폐색한 구조라도 된다.

이 경우, 방전 램프가 숏 아크 램프이고, 도 3에 도시하는 바와같이 오목면 반사경(2)과 조합한 경우에 특히 유효하다. 즉 음극측의 폐색관(12)을 오목면 반사경(2)의 중앙개구부(3)에 감입하여 고정하고, 숏 아크 램프(1)의 아크 휘점을 오목면 반사경(2)의 초점위치에 배치함과 동시에 오목면 반사경(2)의 개구단측에 양극측의 폐색관(13)을 연장하도록 배치한다. 이 경우에, 양극측에 폐색관(13)에는 본 발명에 대한 경사기능재료로 이루어지는 폐색관에 의해 폐색되어 있는데, 음극측의 폐색관(12)에 있어서는 예를들면, 종래의 단 이음법으로 시일되어 있다. 그리고, 음극측의 폐색관(12)은 그 길이가 매우 짧으므로, 오목경 반사경(2)으로 반사한 광이 폐색관(12)으로 차단되는 비율이 매우 작아지고, 광의 이용율을 현저하게 향상시킬 수 있다. 또한, 폐색체(50)는 도 1에 도시한 바와같이, 비도전성의 단면(51)이 발광관방향으로 향해 끝이 가는 형상을 이룬다. 이와같은 형상으로 함으로써, 폐색체(50)를 석영 유리제의 폐색관(12)에 완전히 또는 양호하게 용착시킬 수 있다. 또한, 이상의 실시예에서는 발광관의 양단에 폐색관이 연설된 방전램프(소위 더블 엔드 타입)에 대해 설명했는데, 발광관의 일단측에만 폐색관이 연설된 일단 봉지형의 방전램프(소위 싱글 앤드 타입)여도 된다. 또한, 경사기능재료의 비도전성 분말로써는, 상술한 실리커 분말 이외에 방전용기가 세라믹제인 경우는 상기 세라믹 분말을 이용하는 등, 방전용기와 같은 물질이면 되고, 또한, 도전성분말로써도 몰리브덴 분말 이외에 니켈, 텅스텐 등 적당한 금속 도전물질 분말을 사용할 수 있는 것은 물론이다.

이와같이, 코어 바아(21), 코어 바아(31)과 폐색체(50)는 단면(52)에 고정되어 있으므로, 즉 폐색체(50)의 외측 단면에 있어서 고정되어 있으므로, 방전시에 발생하는 플라즈마는 고온으로 된 방전가스에 의해 고정부분이 영향을 받지 않고, 따라서, 고정부분이 부식되어 불순가스 등이 발생하여 램프특성에 악영향을 미치거나, 램프수명이 짧아지지 않는다. 또한, 전극(20), (30)의 위치를 정하고나서 코어 바아(21), 코어 바아(31)를 폐색체(50)에 고정하므로, 전극위치를 정확하게 정할 수 있다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명의 방전램프는 방전용기의 폐색관을, 방전용기와 같은 재질의 비도전성 분말과 도전성 분말로 성형된 경사기능재료로 이루어지는 폐색체로 폐색함과 도시에, 폐색체에 형성된 축방향의 관통공에 전극의 코어 바아를 삽통하고, 폐색체와 전극의 코어 바아를 폐색체의 외측단면에서 기밀하게 고정하였으므로, 전극의 코아 바아의 고정부가 부식되지 않고, 또한, 전극의 위치도 정확하게 정하기 수운 방전램프로 할 수 있다.

Claims

비도전성의 재료로 이루어지는 방전용기의 발광관내에 한쌍의 전극이 대향 배치됨과 동시에 반전용 가스가 봉입되며, 발광관의 단부에 형성된 통형상의 폐색관이 방전용기와 같은 재질의 비도전성 분말과 도전성 분말을 길이방향으로 연속적 또는 단계적으로 다른 비율로 혼합하여 성형하고, 일단측을 비도전성으로 하고, 타단측을 도전성으로 한 경사기능재료로 이루어지는 폐색체로 폐색된 방전램프에 있어서, 상기 폐색체에 축방향의 관통공을 형성함과 동시에 상기 관통공에 전극의 코아 바아를 삽통하고, 폐색체와 전극의 코어 바아를 폐색체의 외측단면에서 기밀하게 고정한 것을 특징으로 하는 방전램프.
제1항에 있어서, 상기 폐색체와 전극의 코어 바아를 금속납에 의해 기밀하게 고정한 것을 특징으로 하는 방전램프.
제1항에 있어서, 상기 폐색체와 전극의 코어 바아를 봉착유리에 의해 기밀하게 고정한 것을 특징으로 하는 방전램프.
제1항에 있어서, 상기 폐색체와 전극의 코어 바아를 급속납에 의해 기밀하게 고정하고, 또한 이 고정부분을 봉착 유리로 기밀하게 피복한 것을 특징으로 하는 방전램프.

※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.