JP2000058000A - 箔シール構造をもつランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ランプの気密封止部における導電部材が酸化
されるのを防止し、大電流でも長い使用寿命を得ること
ができるランプを提供すること。 【構成】 発光空間囲繞部８２およびこれに続く封じ管
８１よりなるガラス製の発光管８と、前記封じ管８１の
内部に配置された柱状のガラス体１と、前記ガラス体１
の前端面および後端面にそれぞれ配置された第１の金属
板３１および第２の金属板４１と、基端が前記第１の金
属板３１に電気的に接続されて発光空間に伸びるよう配
置された内部リード棒３と、前記内部リード棒３の先端
に設けられた電極６と、前記第２の金属板４１に電気的
に接続された外部リード棒４と、前記ガラス体１の外周
に沿って伸び、その一端部２１が第１の金属板３１に、
その他端部２２が第２の金属板４１にそれぞれ電気的に
接続された金属箔２とを有してなり、前記金属箔２は、
前記一端部側を除いた他の部分の厚みが、前記一端部側
の厚みより厚いことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、箔シール構造をもつラ
ンプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、大電流用の高圧または超高圧水
銀灯においては、発光ガスの主成分である水銀の封入量
が多くて点灯時のガス圧が高く、気密封止部のガラスに
おいては耐圧性大きいことが必要である。そのため、高
圧水銀灯や超高圧水銀灯においては、封着用の金属箔を
用いたいわゆる箔シール構造が一般に採用されている。

【０００３】箔シール構造に関する技術として、例えば
実開平６−６０９６０号公報に記載されたものがある。
この考案にかかる高圧水銀灯を、図面を用いて説明す
る。図５は高圧水銀灯の気密封止部を横からみた断面図
を示す。また図６は、図５の破線部Ａにおいてこの高圧
水銀灯を切断したときの断面図を示す。発光空間囲繞部
８２に電極６が配置され、この電極６に続く内部リード
棒３が、封じ管８１の内部に配置されたガラス製の筒体
７に挿通されて、柱状のガラス体１の前端面に沿って配
置されたディスク状の第１の金属板３１に溶接されてい
る。また、前記ガラス体１はその後方側に穴１２を有
し、この穴１２内部に外部リード棒４が挿入されてい
る。外部リード棒４はガラス体１の後端面に配置された
ディスク状の第２の金属板４１に挿通された状態で溶接
され、その後方においてガラス製の筒体１０に挿通され
ている。前記ガラス体１の外周面には、第１の金属箔２
０が配置されており、その一端部２１において第１の金
属板３１に、他端部２２において第２の金属板４１にそ
れぞれ溶接され、第１の金属箔２０の両端部を除いた部
分の外周面上には第２の金属箔２５が配設されている。
前記第１および第２の金属箔は帯状で、図６に示すよう
にガラス体１の周方向に互いに離間して、長手方向に伸
びるように配置される。

【０００４】封じ管８１の内周とガラス体１の外周とが
金属箔２０、２５を介して溶着されて封じ管後端部の内
周とガラス製筒体１０の外周とが溶着されることによ
り、高圧水銀灯の気密封止部が形成される。

【０００５】しかし、以上のような構成の気密封止部を
有する高圧水銀灯は、金属箔２０、２５や、あるいは第
２の金属板４１など、封じ管８１の内部に配設された金
属製の導電部材が酸化して、長い使用寿命が得られない
ことがあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
ランプの気密封止部における導電部材が酸化されるのを
防止し、大電流でも長い使用寿命を得ることができるラ
ンプを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明にかかる
箔シール構造をもつランプは、発光空間囲繞部およびこ
れに続く封じ管よりなるガラス製の発光管と、前記封じ
管の内部に配置された柱状のガラス体と、前記ガラス体
の前端面および後端面にそれぞれ配置された第１の金属
板および第２の金属板と、基端が前記第１の金属板に電
気的に接続され、その先端が前記発光空間囲繞部内に伸
びるよう配置された内部リード棒と、前記内部リード棒
の先端に設けられた電極と、前記第２の金属板に電気的
に接続された外部リード棒と、前記ガラス体の外周に沿
って伸び、その一端部が第１の金属板に、その他端部が
第２の金属板にそれぞれ電気的に接続された金属箔とを
有してなり、前記金属箔は、前記一端部側を除いた他の
部分の厚みが、前記一端部側の厚みより厚いことを特徴
とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図２（ａ）、（ｂ）は、実施例に
かかる高圧水銀灯の気密封止部を示し、（ａ）は横から
みたときの断面図、（ｂ）は（ａ）の破線部Ａにおいて
切断したときの断面図をそれぞれ示す。図２（ａ）にお
いて示すように、石英ガラス製の発光管８の封じ管８１
の内部には、柱状で中実のガラス体１が配設される。こ
のガラス体１の前方の端面には、ディスク状の第１の金
属板３１が配置される。この第１の金属板３１は、例え
ばモリブデンよりなる。第１の金属板３１の中央には、
発光空間囲繞部８２に向かって伸びる内部リード棒３が
溶接されている。また、内部リード棒３の先端には電極
６が設けられる。内部リード棒３の外周と封じ管８１の
内周との間にはガラス製の筒体７が配設され、当該内部
リード棒３は、このガラス製筒体７に挿通されて保持さ
れている。

【０００９】ガラス体１の後方には穴１２が形成され、
この穴１２内部に適合する外部リード棒４が挿入され
る。外部リード棒４は、ガラス体１の後端面に配置され
た第２の金属板４１の穴に挿通されて、該穴の近傍にお
いて溶接により接続される。さらにその後方において
は、ガラス製筒体１０に挿通されて保持される。

【００１０】電極６およびこれに続く内部リード棒３、
あるいは外部リード棒４を構成するための材料として
は、例えば高融点金属のタングステンがあげられ、第１
の金属板３１あるいは第２の金属板４１としては、例え
ばモリブデンがあげられる。なお、電極６は、直流点灯
するランプの陰極の場合、内部リード棒３の先端を例え
ば削り出しにより錘状に成形することにより、内部リー
ド棒３と一体に設ける。

【００１１】第１の金属板３１および第２の金属板４１
は、概して、ガラス体１の端面と同じか、あるいは僅か
に小さい直径を有するディスク状の金属の板である。な
お、第１の金属板３１および第２の金属板４１の両面に
は、第１の金属板３１または第２の金属板４１と略同寸
法のディスク状の金属箔３２、４２が配設される。この
ディスク状金属箔３２、４２は、例えばモリブデン箔よ
りなる。これにより、第１の金属板３１あるいは第２の
金属板４１が、各々の前方あるいは後方に接触して配置
されるガラス部材と溶着するのを防止し、金属とガラス
との間に歪が生ずるのを防止している。

【００１２】ガラス体１の外周においては、図２（ａ）
に示すように、その周方向に互いに離間してガラス体１
の軸方向に伸びるように、モリブデン製の帯状の金属箔
２が例えば４枚配置される。前記金属箔２の各々の一端
部２１は第１の金属板３１に接続され、他端部２２は第
２の金属板４１に接続される。ここで、金属箔２は、図
３に示すように一端部側の先端から距離Ｌ１の部分にお
いて肉厚が薄く、これより後端側においては肉厚が厚く
構成される。

【００１３】図１は、本発明にかかるランプを示す。同
図において、本発明にかかる高圧水銀灯を横からみたと
きの断面図を示している。同図に示すように、ランプ両
端部から外方向に伸びる外部リード棒４を、リード線５
１を介して口金５２に接続する。そして、口金５２と封
じ管８１の間の隙間に接着剤５３を充填して固定する。

【００１４】本発明にかかるランプにおいては、金属箔
を一端部側の先端から距離Ｌ１の部分において肉厚が薄
く、これより後端側においては肉厚が厚くなるような構
成としたことにより、封じ管内部における金属箔の酸化
や第２の金属板の酸化を防止することが可能となった。
かかる理由を説明する。

【００１５】本発明者は、金属箔が酸化されてしまう原
因について鋭意研究を行った結果、従来の技術において
生じていた問題は以下の点にあることを見出した。従来
の技術によれば、第１の金属箔に第２の金属箔を重ねて
配置して、封じ管内部の金属箔における自己発熱を防止
することにより、金属とガラスとの熱膨張差に起因して
生ずる熱歪を防止していた。ところが、封じ管を気密溶
着するとき、当該封じ管とその内部に配置されるガラス
体との間に、第１および第２の金属箔を重ねた状態で介
装溶着するため、両金属箔の間に空気が残存することが
ある。また、ランプ点灯中には大電流が流れるために、
金属箔部分の自己発熱や電極先端からのアーク熱によ
り、非常に高温になる。このため、第１および第２の金
属箔が、高温の空気雰囲気に曝されて酸化されてしまう
ことが分かった。

【００１６】また、封じ管の内部においては、外部の空
気を完全に遮断することが必須である。従来の技術で
は、２枚の金属箔を重ねて封じることは密封の信頼性を
欠くので、第２の金属箔を第１の金属箔の端部に至るま
で重ねて配置されていなかった。これによって、第１の
金属箔の両端部において電気抵抗が大きくなって、温度
が高くなることが起きていた。金属箔の一端部側（発光
空間側）は水銀の未蒸発の防止という点から好ましい
が、一方の他端部側は当該金属箔やあるいは第２の金属
板などの金属部材の酸化が起きるので好ましくなく、そ
れが回避されていなかったのである。

【００１７】ところが、本発明によれば、金属箔を重ね
て用いることがないので、封じ管を気密に封止したとき
に内部に空気が残るようなこともない。したがって、ラ
ンプ点灯中に金属箔が酸化されるようなこともなくな
る。

【００１８】金属箔２の他端部近傍においても肉厚を厚
くして点灯中の電気抵抗を小さくしたので、金属箔のそ
の部分における自己発熱を抑制することができる。した
がって、第２の金属板近傍の封じ管の温度を低下させる
ことができ、外気に曝される確率の高い第２の金属板が
酸化されるようなこともない。ここで、金属箔を厚くし
たことにより金属箔と当該金属箔に接するガラスとの間
に熱膨張差に起因した歪が生じるが、封じ管外部の圧力
は大気圧で、封じ管の後方端におけるガラスには、発光
空間囲繞部側のガラスのような非常に高いガス圧が作用
しないので、ガラス部分にクラックなどが生じることも
ない。

【００１９】ところで、ランプ点灯中、封じ管の発光空
間囲繞部側においてはより高い耐圧性が必要とされる
が、本発明によれば、金属箔の一端部（発光空間側）の
近傍においては一端部における金属箔の肉厚が薄いので
歪を小さくすることができ、よって、封じ管のクラック
や破裂などのガラスの事故が生ずることがなく、ランプ
の使用寿命を長くすることができる。さらに、本発明に
よると、金属箔は一端部において薄いため電気抵抗が大
きく、その部分において当該金属箔は自己発熱する。し
かしながら、高圧水銀灯や超高圧水銀灯の場合、発光管
の内部に封入された水銀の蒸発が必須であり、金属箔の
発光空間囲繞部側における自己発熱は、水銀の蒸発に寄
与するので大変効果的である。そして、金属箔が一端部
において高温になったとしても、その部分の金属箔や第
１の金属板は発光空間囲繞部側に位置しているので外気
に曝されることがなく、これらの金属部材が酸化される
ようなこともない。

【００２０】〔実施例〕本発明の効果を実証するため
に、図３で示した本発明にかかる高圧水銀灯の気密封止
部を有する導電部構築体を製作して、通電したときの各
部の温度を測定した。図３に示すように、ガラス体１、
金属箔２、第１の金属板３１、第２の金属板４１、内部
リード棒３および外部リード棒４を用いて温度測定用の
導電部構築体を製作した。

【００２１】金属箔２はモリブデン製で、肉厚Ｄが６０
μｍ、全長Ｌは５０ｍｍで、一端部からの距離Ｌ１が１
５ｍｍの部分の肉厚ｄは、４０μｍである。この金属箔
２を３〜４枚用意して、ガラス体１の外周面に互いに離
間して略等間隔に配置した。内部リード棒３および外部
リード棒４は、φ６ｍｍのタングステンの棒材で、同じ
くタングステンよりなる電極６を内部リード棒３の先端
に取付けた。ガラス体１の外径はφ１６ｍｍで、全長は
５０ｍｍである。そして、ガラス体１の両底面部に、当
該ガラス体１の外径と略等しい外径を有する第１の金属
板３１および第２の金属板４１をそれぞれ配置した。前
記第１の金属板３１に内部リード棒３を、前記第２の金
属板４１に外部リード棒４をそれぞれ溶接した。

【００２２】なお、金属箔２の温度変化を比較するため
に、肉厚４０μｍの均一な厚さのモリブデン箔を用いて
上記の構築体と同様に導電部構築体を製作した。そし
て、この構築体を不活性ガス中におき、内部リード棒３
と外部リード棒４とをつないで１００Ａの電流を通電し
た。

【００２３】図４は、各部の温度を示すグラフである。
金属箔２を、３枚配設した場合、４枚配設した場合と
も、Ｌ１の部分が４０μｍ、それ以外の部分を６０μｍ
とした方が各部分において温度が低下し、金属箔の自己
発熱を低減させることができると分かった。そして、本
発明によって封じ管８１の内部の温度を低下させること
ができると分かった。

【００２４】このように、本発明によれば、一端部側を
除いた他の部分の厚みを、一端部側の厚みより厚くした
ことにより、他端部における金属箔の自己発熱を抑えて
温度を低下させることができるので、金属箔やあるいは
第２の金属板など、封じ管内に配設された金属部材の酸
化が生じ難くなった。また、金属箔を重ねることしない
ので、封止部内に空気が残る可能性が低く、箔酸化がお
き難くなった。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、気密封止部内に配
設される金属箔を、発光空間囲繞部側において肉厚を薄
く、発光空間囲繞部側を除くその他の部分の肉厚を厚く
したことにより、金属箔を２枚重ねて封じることをしな
くて済むので封じ管の内部を気密にすることができて金
属箔が酸化されるようなこともなく、かつ、一端部を除
くその他に部分において金属箔の自己発熱を防止するこ
とができて封じ管内部の金属製の給電部材が酸化される
ようなこともない。したがって、大電流であっても給電
不良の生じない、使用寿命の長いランプが提供できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるランプを横からみたと
きの断面図である。

【図２】（ａ）本発明の一実施例であるランプの気密封
止部を横からみたときの断面図である。 （ｂ）本発明の一実施例における金属箔の配置状態を示
す横断面図である。

【図３】本発明の一実施例の導電部を拡大して示す説明
図である。

【図４】金属箔上の点における温度を示すグラフであ
る。

【図５】従来のランプの気密封止部を横からみたときの
断面図である。

【図６】従来のランプの金属箔の配置状態を示す横断面
図である。

【符号の説明】

１ ガラス体 １２ 穴 ２ 金属箔 ２０ 第１の金属箔 ２１ 一端部 ２２ 他端部 ２５ 第２の金属箔 ３ 内部リード棒 ３１ 第１の金属板 ３２ ディスク状金属箔 ４ 外部リード棒 ４１ 第２の金属板 ４２ ディスク状金属箔 ５１ リード線 ５２ 口金 ５３ 接着剤 ６ 電極 ７ ガラス製筒体 ８ 発光管 ８１ 封じ管 ８２ 発光空間囲繞部 １０ ガラス製筒体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光空間囲繞部およびこれに続く封じ管
   よりなるガラス製の発光管と、 前記封じ管の内部に配置された柱状のガラス体と、 前記ガラス体の前端面および後端面にそれぞれ配置され
   た第１の金属板および第２の金属板と、基端が前記第１
   の金属板に電気的に接続されて発光空間に伸びるよう配
   置された内部リード棒と、 前記内部リード棒の先端に設けられた電極と、前記第２
   の金属板に電気的に接続された外部リード棒と、 前記ガラス体の外周に沿って伸び、その一端部が第１の
   金属板に、その他端部が第２の金属板にそれぞれ電気的
   に接続された金属箔とを有してなり、前記金属箔は、前
   記一端部側を除いた他の部分の厚みが、前記一端部側の
   厚みより厚いことを特徴とする箔シール構造をもつラン
   プ。