TWI798425B - 放電燈及放電燈的製造方法 - Google Patents

Abstract

[課題]在短弧型放電燈等，將組裝構件密封成在金屬箔不會發生皺紋等。 [解決手段]在將複數片金屬箔36沿著燈軸方向配置於柱狀之玻璃構件34的外表面，並將金屬箔36焊接於與電極支撐棒22連接之內側金屬環26之外周面26S的放電燈10，環狀的壓接構件50在內側金屬環26之外周面26S上及其附近，朝向內側金屬環(玻璃構件)的中心側壓住並鎖緊金屬箔36。

Description

放電燈及放電燈的製造方法

本發明係有關於一種短弧型放電燈等之放電燈，尤其係有關於一種放電燈之密封構造。

在短弧型放電燈等，係在封入電極之發光管的兩端一體地形成玻璃製的密封管，並將組裝構件封入密封管內。在組裝構件，係將電極支撐棒插入筒狀玻璃管，並藉玻璃管固持。又，沿著柱狀之玻璃構件(玻璃棒)之表面配置金屬箔，經由金屬箔向電極側供給電力。在電力大之放電燈，係將金屬環等之環狀構件固定於電極支撐棒，並將複數片金屬箔焊接於環狀構件之外周面(參照專利文獻1)。

[先行專利文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 特開2009-238671號公報

金屬箔係硬而具有在寬度方向難彎曲的性質。因此，在將金屬箔焊接於環狀構件時，沿著軸向之箔的兩緣附近未沿著玻璃構件之外表面，而從 表面浮起。在這種狀態密封組裝構件。即，將玻璃製之密封管與玻璃構件焊接時，在金屬箔發生皺紋、折皺。此皺紋、折皺係可能使密封部產生龜裂。

因此，在短弧型放電燈等，要求將組裝構件密封成在金屬箔不會發生皺紋等。

本發明之放電燈，係包括：柱狀玻璃構件，係被設置於與發光管一體地形成的密封管內，並與密封管焊接；複數片金屬箔，係在密封管與玻璃構件之間在燈軸方向延伸；導電性環狀構件，係與複數片金屬箔在外周面接觸，並與沿著燈軸所配置之電極支撐棒連接；以及環狀之壓接構件，係在環狀構件之外周面將複數片金屬箔至少在環狀構件的附近壓住成沿著玻璃構件之表面。

壓接構件係可由在環狀構件之外周面上壓住金屬箔的構件構成。例如，壓接構件係可由鎖緊、捆緊金屬箔。或強力地捲繞成在圓周方向整體壓住金屬箔的構件構成。又，壓接構件係可具備在金屬箔之至少兩緣的附近接觸的凹凸部。例如，壓接構件由金屬構成，並與金屬箔焊接。

若考慮適當地壓接，在壓接構件，在玻璃構件之表面壓在金屬箔之區域的軸向長度係作成位於環狀構件的軸向長度之0.5~2.0倍的範圍即可。又，亦可壓接構件係構成為在與既定金屬箔相對向之處設置重疊部分。

另一方面，若考慮作成使金屬箔沿著玻璃構件之表面，金屬箔之沿著圓周方向的寬度係可決定成滿足以下的數學式。

L/2×sin(90L/πD)≦1.2。

其中，D(mm)係表示玻璃構件之直徑，L(mm)係表示金屬箔的寬度。尤其，可作成1.0mm以下、0.8mm以下等。

本發明的一形態之放電燈的製造方法，係沿著柱狀之玻璃構件的表面在圓周方向配置複數片金屬箔；將金屬箔焊接於與電極支撐棒連接之導電性環狀構件的外周面；以複數片金屬箔至少在環狀構件的附近沿著玻璃構件之表面的方式，在環狀構件的外周面將環狀之金屬製壓接構件焊接於複數片金屬箔。壓接構件係朝向環狀構件的外周面壓住金屬箔，金屬箔係在組裝構件與密封管之焊接前的階段，至少在環狀構件的附近，變形成沿著玻璃構件之表面。

本發明的一形態之放電燈的製造方法，係準備複數片金屬箔，而該複數片金屬箔係對組裝構件之柱狀玻璃構件接觸時的浮起高度成為1.2mm以下；將金屬箔焊接於組裝構件之導電性環狀構件的外周面；在環狀構件的外周面將環狀之金屬製壓接構件焊接於複數片金屬箔。此處，「浮起高度」係表示平坦狀之金屬箔之寬度方向的中心與玻璃構件接觸時之金屬箔緣與玻璃構件之表面之在垂直方向的距離。藉由浮起高度成為1.2mm以下，金屬箔之緣係在組裝構件與密封管之焊接前的階段，接近玻璃構件之表面或與其接觸。

若依據本發明，在短弧型放電燈等，可將組裝構件密封成在金屬箔不會發生皺紋等。

10:放電燈

11:放電空間

12:發光管

14:陽極

16:陰極

18A、18B:組裝構件

20:密封管

22:電極支撐棒

24:玻璃管

24A:軸孔26內側金屬環(環狀構件)

26A、32A:軸孔

26S、32S:外周面

28:導線棒

32:外側金屬環

34:玻璃構件

34:玻璃構件

34A、34B:孔

36:金屬箔

36K1、36K2:兩緣

36T:端部

42、44:圓板箔

50:壓接構件

50E1、50E2:兩緣

50T:重疊部分

60:密封管

80A、80B:金屬蓋

E:電極軸

J:軸向長度/壓接長度

L:寬度

RT:厚度/軸向長度

△T:浮起高度

[圖1]係表示本實施形態之短弧型放電燈的示意剖面圖。

[圖2]係表示金屬箔及壓接構件之配置之組裝構件的平面圖。

[圖3]係表示壓接構件之焊接前之一片金屬箔的圖。

[圖4]係表示圖1之金屬箔的端部附近之一部分的剖面圖。

[圖5]係表示金屬箔的寬度、浮起高度以及玻璃構件之直徑的關係的圖。

[圖6]係在將壓接構件焊接於金屬箔之前之沿著內側金屬環的剖面圖。

在以下，係參照圖面，說明本發明之實施形態。

圖1係表示本實施形態之短弧型放電燈的示意剖面圖。

短弧型放電燈10係在由石英玻璃所構成發光管12內相對向地配置陽極14、陰極16的放電燈，在發光管12的兩端，係以相對向之方式成一體地形成石英玻璃之密封管20、60。密封管20、60的兩端係被金屬蓋80A、80B塞住。

在密封管20、60之內部，分別封入元件(以下稱為組裝構件)18A、18B，該組裝構件18A、18B係支撐陽極14、陰極16，且密封發光管12內之放電空間11。組裝構件18A係包括圓筒形之厚度厚的玻璃管(以下稱為玻璃管)24、柱狀之玻璃構件34以及複數片金屬箔36。組裝構件18B亦成為相同的構成。在放電空間11，係封入水銀及稀有氣體。

在密封管20內，係沿著電極軸E(密封管軸)配置支撐陽極14之導電性的電極支撐棒22。電極支撐棒22係被插入在玻璃管24所形成的軸孔24A，並藉玻璃管24固持。

另一方面，在密封管之端部側，係將導電性之導線棒28配置成與電極支撐棒22相對向。電極支撐棒22及導線棒28係被插入在玻璃構件34之兩端所設置的孔(凹下部分)34A、34B，玻璃構件34係固持電極支撐棒22及導線棒28。導線棒28係與外部的導線(未圖示)連接，而該導線係與電源部(未圖示)連接。

在玻璃構件34的兩端，係分別配置於金屬環(環狀構件)26、32，電極支撐棒22、導線棒28係被焊接於金屬環26、32的軸孔26A、32A。接近發光管12之金屬環(以下稱為內側金屬環)26係被碟片狀之圓板箔42、44夾住，另一方之金屬環(以下稱為外側金屬環)32亦一樣，被碟片狀之圓板箔(此處係未圖示)夾住。

在內側金屬環26與外側金屬環32之間，係複數片帶狀金屬箔(例如鉬箔)36沿著玻璃構件34之外表面在燈軸E的方向延伸，其兩端係被焊接於內側金屬環26、外側金屬環32之外周面26S、32S。外側金屬環32係使導線棒28與金屬箔36以電性連接，內側金屬環26係使金屬箔36與電極支撐棒22以電性連接。藉此，從與電源部連接之導線棒28向陽極14供給電力。

在內側金屬環26之外周面26S上，係設置金屬之環狀壓接構件50。環狀壓接構件50係朝向玻璃構件34將金屬箔36壓住成使金屬箔36沿著玻璃構件34之外表面，並將金屬箔36的端部鎖緊於玻璃構件34(內側金屬環26)。即，壓接構件50係不是覆蓋玻璃構件34、內側金屬環26之周圍的構件，而構成為朝向玻璃構件34之外表面側對金屬箔36偏壓的構件。

圖2係表示金屬箔36及壓接構件50的配置之組裝構件18A的平面圖。此處，係表示從軸向觀察將密封管20密封之前之組裝構件18A的圖。但，誇張地描繪金屬箔36及壓接構件50的厚度。又，金屬箔36之軸向兩緣36K1、36K2係實際上尖細成刀刃狀。

金屬箔36係由6片具有相同之寬度的金屬箔所構成，並沿著玻璃構件34之圓周方向被配置成彼此隔著既定間隔。此處，因為6片金屬箔36係對軸E是對稱性配置，所以金屬箔36係在圓周方向以等間隔所配置。

壓接構件50係具有玻璃構件34(內側金屬環26)之約一圈份量的周長，並由設置重疊部分50T之環狀的金屬構件所構成。此處，壓接構件50係由金屬箔所構成。壓接構件50係在內側金屬環26的外周面26S上與金屬箔36焊接。

圖3係表示壓接構件50之焊接前之一片金屬箔36的圖。金屬箔36係平坦之帶狀金屬，硬而在寬度方向難彎曲。將這種金屬箔36放置於玻璃構件34之外表面時，愈遠離接觸部分，在玻璃構件34與金屬箔36之間產生愈大的間隙△T(在以下係稱為浮起高度)。又，金屬箔36的寬度L愈長，浮起高度△T亦愈大。

壓接構件50係在內側金屬環26的外周面26S及其附近，將金屬箔36彎曲成沿著玻璃構件34的圓周方向，使力作用成金屬箔36在其寬度L整體與玻璃構件34接觸。

圖4係表示圖1之金屬箔36的端部附近之一部分的剖面圖。

壓接構件50係具有軸向寬度T，沿著其圓周方向之兩緣50E1、50E2係分別位於玻璃構件34與玻璃管24之表面上。即，壓接構件50係跨在玻璃構件34、內側金屬環26以及玻璃管24，並在燈軸方向延伸。此外，在圖4，係誇張地描繪壓接構件50、圓板箔42、44以及金屬箔36的厚度，亦可將玻璃構件34、內側金屬環26以及玻璃管24的外徑作成大致相同。

金屬箔36在玻璃構件34之外表面被壓接構件50壓住之區域的軸向長度(以下稱為壓接長度)J係被決定成位於內側金屬環26的厚度(軸向長度)RT之0.5~2.0倍的範圍。若比0.5倍小，在玻璃構件34之表面上無法充分地壓住金屬箔36，另一方面，若超過2.0倍，玻璃構件34與密封管20之焊接面積減少，而影響密封構造之可靠性。

在壓接構件50之背面，係在與金屬箔36之端部36T，尤其兩緣36K1、36K2附近之接觸處形成凹凸部。此處，藉由施行壓花加工，在壓接構件50之背面(及表面)形成凹凸。此外，亦可在接觸處以外之背面(及表面)部分形成凹凸，凹凸係不限定為壓花加工。

金屬箔36係因為根據電力(電流值)，無法使其寬度L變成極短。另一方面，要求作成抑制金屬箔36之浮起高度△T的寬度L。金屬箔36的寬度L係可根據該浮起高度△T之容許範圍與玻璃構件34之直徑D的關係決定。

圖5係表示金屬箔的寬度L、浮起高度△T以及玻璃構件34的直徑D之關係的圖。若當作θ”≒θ/2、sin(θ/2)≒△T÷(L/2)，則浮起高度△T係可藉以下之數學式表達。其中，圖5之符號36’係表示虛擬之金屬箔36的位置。

△T=L/2×sin(90L/πD)...(1)

此浮起高度△T係在經驗上導出是1.2以下。因此，將對玻璃構件34的直徑D之金屬箔36的寬度L決定成滿足以下的數學式。但，玻璃構件34的直徑D係當作滿足15≦D≦35的範圍(mm)者。

L/2×sin(90L/πD)≦1.2...(2)

圖6係在將壓接構件50焊接於金屬箔36之前之沿著內側金屬環26的剖面圖。使用圖6，說明放電燈的製造方法。此外，在圖6，係跨張地描繪壓接構件50與金屬箔36之間隙。

沿著柱狀之玻璃構件34的表面在軸向配置複數片金屬箔36，並將金屬箔之端部36T焊接於電極支撐棒22所插入之內側金屬環26的外周面26S。然後，進行沿著內側金屬環26的外周面26S將壓接構件50焊接於金屬箔36的步驟。

在將壓接構件50焊接於金屬箔36時，對各金屬箔36進行至少一處 的點焊(參照箭號)。另一方面，對與壓接構件50之重疊部分50T相對向的金屬箔36，係在兩端進行1~2處以上的點焊。依此方式焊接而藉壓接構件50鎖緊金屬箔36。亦可在壓接構件50與內側金屬環26之間直接焊接，但是亦可為了製造高效率化而不進行。

完成壓接構件50與金屬箔36之焊接時，移往密封步驟。密封管20係在密封步驟時藉由以瓦斯燃燒器等加熱而縮徑，並與玻璃管24、玻璃構件34焊接。經由這種作業，製造放電燈。

依此方式，若依據本實施形態，在將複數片金屬箔36沿著燈軸方向配置於柱狀的玻璃構件34之外表面，並將金屬箔36焊接於與電極支撐棒22連接之內側金屬環26之外周面26S的放電燈10，環狀的壓接構件50在內側金屬環26之外周面26S上及其附近，朝向內側金屬環(玻璃構件)的中心側壓住並鎖緊金屬箔36。

藉這種壓接構件50之設置，可抑制金屬箔36之從玻璃構件34之外表面的浮起。結果，在密封時在金屬箔36之至少端部36T可防止發生皺紋、折皺。尤其，金屬箔36之軸向兩緣36K1、36K2(參照圖2)係實際上尖細成刀刃狀。因此，藉壓接構件50抑制浮起之發生，藉此，可實現刀刃狀部分沿著玻璃構件34之表面的密封。

又，金屬箔36之兩緣36K1、36K2係與在壓接構件50所形成之凹凸部接觸。藉此，可強力地壓住金屬箔36之兩緣36K1、36K2，而可確實地抑制金屬箔36之浮起。又，根據該數學式(2)，對玻璃構件34之直徑，金屬箔36的寬度L不會長至必要以上，而可降低浮起高度。

此外，金屬箔36之片數係不限定為6片，亦可作成6片以上或6片 以下。在此情況，只要考慮金屬箔36之熱容量與密封時之焊接面積，來調整金屬箔36的厚度與片數即可。又，將壓接構件50作成玻璃構件34(內側金屬環26)之約一圈份量的周長，但是亦可作成2圈份量或3圈份量的周長，亦可藉複數圈壓住。

[實施例]

為了顯示本實施形態之放電燈係有效，製造玻璃構件之直徑及金屬箔之寬度相異的短弧型放電燈(實施例1、實施例2)、與以往之短弧型放電燈(比較例)，並進行金屬箔(之端部)發生皺紋、折皺的比較實驗，關於皺紋、折皺之發生，係進行藉目視之確認實驗。表1係表示比較例1、與實施例1、實施例2的結果。

如表1所示，在比較例係在金屬箔之端部發生皺紋、折皺，而在實施例1、2係未發生。

10‧‧‧放電燈

11‧‧‧放電空間

12‧‧‧發光管

14‧‧‧陽極

16‧‧‧陰極

18A、18B‧‧‧組裝構件

20‧‧‧密封管

22‧‧‧電極支撐棒

24‧‧‧玻璃管

24A‧‧‧軸孔

26‧‧‧內側金屬環

28‧‧‧導線棒

32‧‧‧外側金屬環

26A、32A‧‧‧軸孔

26S、32S‧‧‧外周面

34‧‧‧玻璃構件

34A、34B‧‧‧孔

36‧‧‧金屬箔

42、44‧‧‧圓板箔

50‧‧‧壓接構件

60‧‧‧密封管

80A、80B‧‧‧金屬蓋

E‧‧‧電極軸

Claims (7)

1. 一種放電燈，包括組裝構件，被封入於與發光管一體地形成的密封管內，該組裝構件包括：柱狀玻璃構件；複數片金屬箔，係沿著該玻璃構件的表面延伸；導電性環狀構件，係與該複數片金屬箔在外周面接觸，並與電極支撐棒連接；以及環狀之壓接構件，係在該環狀構件之外周面將該複數片金屬箔至少在該環狀構件的附近壓住成沿著該玻璃構件之表面。
2. 一種放電燈，包括：柱狀玻璃構件；複數片金屬箔，係沿著該玻璃構件的表面延伸；導電性環狀構件，係與該複數片金屬箔在外周面接觸，並與電極支撐棒連接；以及環狀之壓接構件，具有在該複數片金屬箔之至少兩緣的附近接觸的凹凸部，以該複數片金屬箔至少在該環狀構件的附近以沿著該玻璃構件的表面的方式，在該環狀構件的外周面，將該複數片金屬箔朝向該玻璃構件的表面偏壓，其中藉由該壓接構件而將該複數片金屬箔朝向該玻璃構件的表面偏壓的該玻璃構件，在與發光管一體地形成的密封管內，與該密封管焊接。
3. 如申請專利範圍第1項之放電燈，其中在該壓接構件，在該玻璃構件之表面壓在該金屬箔之區域的軸向長度係位於該環狀構件的軸向長度之0.5~2.0倍的範圍。
4. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項之放電燈，其中該壓接構件係在與既定金屬箔相對向之處設置重疊部分。
5. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項之放電燈，其中該金屬箔之沿著圓周方向的寬度被決定成滿足以下的數學式L/2×sin(90L/πD)≦1.2其中，D(mm)係表示玻璃構件之直徑，L(mm)係表示金屬箔的寬度。
6. 如申請專利範圍第1至3項中之任一項之放電燈，其中該壓接構件係金屬；該壓接構件與該金屬箔焊接。
7. 一種放電燈的製造方法，其特徵為：沿著柱狀之玻璃構件的表面在圓周方向配置複數片金屬箔；將該金屬箔焊接於與電極支撐棒連接之導電性環狀構件的外周面；以該複數片金屬箔至少在該環狀構件的附近沿著該玻璃構件之表面的方式，在該環狀構件的外周面將環狀壓接構件相對於該複數片金屬箔偏壓，其中將經過該金屬箔的配置、該金屬箔的往該環狀構件外周面的焊接、該壓接構件的相對於該複數片金屬箔的偏壓而成形的組裝構件，封入於與發光管一體地形成的密封管內。

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