JP3150341B2 - セラミック製発光管を備えたメタルハライド放電ランプの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミック製発光管を備えたメタルハライド
放電ランプの製造方法に関する。

この種のランプは一般に石英ガラス製発光管を有して
いる。最近このランプにおいて演色性を改善する努力が
試みられた。このために必要な高い動作温度はセラミッ
ク性発光管を用いて実現することができる。代表的な出
力レベルは100〜250Wである。管状の発光管の端部は一
般に、中心に金属製リード線を挿入された円筒状のセラ
ミック製端部プラグを用いて閉塞される。

同様な技術が高圧ナトリウムランプにおいて使用され
ている。ガラスろう又は溶融セラミックによってセラミ
ック製端部プラグ内に封着された管状並びにピン状のニ
オブ製貫通リード部は公知である（英国特許第1465212
合明細書及びヨーロッパ特許第34113号明細書）。さら
に、ニオブ管のためのガラスろうを用いない直接の焼結
技術も示されている（ヨーロッパ特許第136505号明細
書）。高圧ナトリウム放電ランプの特殊性は、充填材が
貫通部として使用されるニオブ管の内部の貯蔵容器内に
しばしば入れられたナトリウムアマルガムを含む点であ
る。

発光管の充填及び排気を特に簡単に行う可能性は、両
ニオブ管の一方が発光管の内部においてニオブ管に接合
された電極軸の近傍に小さい開口部を有し、その結果こ
の開口部を通して排気及びアマルガム及び不活性ガスの
充填が可能となるようにすることにある（英国特許第20
72939号明細書）。充填工程の終了後、ニオブ管の外部
に突出した端部は先ず挟搾され続いて溶接が行われるこ
とによって気密に閉塞される。しかしながら、その場
合、動作中に発光管の内室と貫通部のコールド・スポッ
トとして作用する内部との間の連通を確実にするため
に、電極軸近傍の開口部は何時も通流できるように保た
れる。

高圧ナトリウムランプの他の開閉技術はドイツ連邦共
和国特許第2548732号明細書によって公知である。この
閉塞技術は管内部のセラミック円筒状成形材を使用しプ
ラグ内に溶融セラミックにより気密に封着されたタング
ステン、モリブデン又はレニウム製管状貫通部を使用す
る。充填工程の終了後に外側管端部を挟搾することはこ
の場合には断念しなければならない。何故ならば、公知
のようにこの金属はニオブに比べて非常に脆く、従って
加工が非常に困難であるからである。ニオブ管に対して
公知である閉塞技術は従って簡単に採用することができ
ない。その代わり、セラミック製成形材には、排気及び
充填の際に電極軸近傍の管の開口部と協働する軸線方向
孔が明けられる。充填後、成形材の軸線方向孔は溶融セ
ラミックによって閉塞され、その結果モリブデンのよう
な脆い金属を加工することが不要になる。しかしなが
ら、この技術は非常に面倒であり、従ってコストが掛か
り、時間も掛かる。

本発明の課題は、セラミック製発光管を備えたメタル
ハライド放電ランプの製造方法を提供することにある。
特に、本発明の課題は発光管の排気及び充填方法を提供
することにある。

この課題は、請求の範囲１による方法によって解決さ
れる。特に有利な構成は請求の範囲２以下に示されてい
る。

高圧ナトリウムランプにおいて知られている貫通リー
ド部技術を本発明によるランプに転用する際、ハロゲン
化物は溶融セラミック及び金属製貫通リード部に対して
腐食性を有することに注意しなければならない。

この理由から、ニオブ又はニオブのような金属（例え
ばタンタル）を使用する場合には、貫通リード部を攻撃
性充填材から適切に隠蔽することに注意しなければなら
ない。モリブデン又はモリブデンのよな金属（例えばタ
ングステン、レニウム）を使用する場合には、この問題
は存在しない。というのは、これらの材料は相当の対腐
食性を有するからであり、そのため貫通リード部の特定
の実施例においてはモリブデンが材料として優れてい
る。このことは種として管状貫通リード部にあてはま
り、一方ピン状貫通部の場合には主要な利点は得られな
い。

例えば、種としてセラミック製プラグによって、又は
金属性被覆キャップ（ドイツ連邦共和国特許出願公開第
3012322号明細書）によって、発光管の端部内の貫通リ
ード部を気密に密閉する具体的な形は、本発明にとって
はそれほど重要ではない。気密な密閉は例えばガラスろ
う若しくは溶融セラミック又は直接の焼結によって行う
ことができる。

本発明による方法はニオブ状の貫通部にもモリブデン
状の貫通リード部にも適するとは言え、複数の実施例で
はモリブデン状の材料のための特別な値を開示してい
る。というのは、本発明による方法は展延に対する材料
応力を回避するからである。従って、本発明は、どのよ
うにして脆い貫通部を加工することができるか、及びど
のようにしてモリブデンのような脆い材料をも使用する
ことができように発光管の排気及び充填を形成すること
ができるかという問題を特に取り扱う。

高圧ナトリウムランプに対して公知の密閉技術（ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第4037721号明細書、項54
（３））は、発光管の第１の端部を閉塞し、続いてグロ
ーブボックス内で放電容積をまだ開口している第２の端
部を通して排気し、そして充填材を設けることにある。
その後、第２の端部に電極系が実装され、そして加熱に
よって閉塞され、その際、充填材の漏出を防止するため
に第１の端部は冷却されなければならない。この方法は
しかしながら可成り面倒であり、時間及びコストが掛か
り過ぎる。何故ならば、両端部は異なった時点で密閉さ
れ、さらにグローブボックスが必要とされるからであ
る。

本発明による方法は、それに対して、セラミック製発
光管の両端部が電極系を実装され、続いてその両端部が
加熱によってつまり溶融セラミックの溶融によって又は
直接の焼結によって密閉されることを特徴とする。以下
において電極系とは貫通リード部に例えば突き合わせ溶
接によって固定される電極（軸及び先端部）から構成さ
れた予め組立てられた構成ユニットを意味し、その場
合、貫通リード部自身は密閉のための手段（一般にセラ
ミック製端部プラグ）内に挿入されている。貫通リード
部は必要に応じてプラグの片側又は両側に深く挿入する
ことができ、その場合さらに外部電気リード線を貫通リ
ード部に固定することができる。貫通リード部は自身で
密閉手段の役目を果たすこともできる。

加熱すると、盲端部として実施された一方の端部は完
全に密閉される。そこで使用された貫通リード部の様式
は本発明にとっては重要ではない。他方の端部も同様に
充分に密閉されるが、しかしながらこの他方の端部は放
電容積をグローブボックス内に配置された外室に連通さ
せる補助の充填孔を最初に明けておくことによってポン
プ端部として使うことができる。孔は必要に応じて直接
に連結器を介して排気及び／又は充填のための導管に結
合することができる。この方法の利点は、充填孔を密閉
する際に盲端部を冷却することが不溶となり、それゆえ
ランプの構成長さを相当短くすることができる点にあ
る。充填孔を閉塞するためのエネルギー量は電極系を密
閉するために必要である熱供給量のほんの一部分に過ぎ
ない。

その場合、孔は第１の実施例においては発光管自身の
側壁に設けられ、第２の実施例及び第３の実施例におい
ては電極系（密閉手段若しくは貫通部）内に設けられ得
る。

第１の実施例の利点は、ランプの動作中に側壁領域の
熱負荷が電極系の領域の熱負荷よりも明らかに少なく、
それゆえ密閉のために単純な溶融セラミック（又は同様
にガラスろう）を使用することができる点にある。この
端部における貫通リード部はピン状又は管状に形成する
ことができる。

第２の実施例の場合、孔は密閉手段内でランプ軸線以
外のところに設けられる。このことはピン状貫通リード
部並びにサーメット製プラグの場合に特に有利であり、
その場合密閉のために出来る限り高融点の溶融セラミッ
クを使用しなければならない。この溶融セラミックはし
かしながら管状貫通リード部の場合にも使用することが
できる。

特に有利な解決法は第３の実施例によって得られる。
その場合、貫通リード部は管状に形成され、充填孔は電
極軸近傍において放電室側の貫通リード部の部分に存在
する。孔は放電室を管状リード部の内部と連通してい
る。この孔は管の側壁又は管端部に存在する。

最後の配置は特に有利である。何故ならば、固体充填
成分は充填孔を含む垂直に向けられた管を重力作用によ
って特に簡単に通過することができ、後で行われる閉塞
が簡単になるからである。

全ての実施例において充填孔は放電容積を排気し充填
するために使われるが、その場合、不活性ガス並びに、
固体の形（プレス体としての金属ハロゲン化物、ワイヤ
又はシートとしての金属）で存在する金属ハロゲン化物
及び場合によってはその他の金属は孔を通って放電容積
内へもたらされる。その後、孔は間接的に又は直接的に
加熱によって閉塞される。その際、充填孔がセラミック
材料内、特に側壁又はセラミック製密閉手段内に設けら
れる場合、その充填孔はゆっくりかつ大面積に亘って例
えばガスバーナー又は拡大されたレーザ光線によって加
熱されなければならない。というのは、そうしないと、
セラミックに亀裂が形成されるからである。

この点について第３の実施例、即ち電極軸近傍に孔を
有する管状貫通リード部は特に有利である。孔がセラミ
ック材料の代わりに金属材料内に設けられる場合、孔は
相当速くかつ点状に加熱することができ、それゆえ盲端
部の冷却は完全に不要となり、ランプの長さを特に短く
選定することができる。

加熱及び閉塞に特に適するのは、管内へ通される焦点
調節されたレーザ光線であり、特に1.06μｍの波長を有
するNd−YAGレーザが適している。レーザによる加熱は
発光管の壁を通して行うこともできる。というのは、半
透明のセラミック材料は1.06μｍの光線を吸収しないか
らである。

このようにして製造は相当簡単にすることができる。
というのは、孔の密閉のために短い時間と少ないエネル
ギーとが必要とされるだけであるからである。密閉は予
め充填された高融点（1700℃以上の融点が有利である）
の金属ろう又は管材料の溶解によっても行うことができ
る。特に有利な実施例は、管の内径に整合しかつ長さが
管の長さにほぼ一致する充填棒を管内に挿入し、管の反
放電側端部に溶接するようにした間接加熱による閉塞で
ある。この配置の利点は特に信頼性の高い密閉と溶接個
所に容易に近付くことができる点である。それにより、
レーザ光線を管内に通ことが不要となり、得られた密閉
の品質をよりよく監視することができる。それに対し
て、中実の充填棒を使用することにより材料費が高ま
る。しかしながら、中実の充填棒を使用することは高圧
ナトリウムランプに比べてメタルハライドランプにおい
ては不所望な管デッドスペースを除去するために必要で
ある。充填孔自身を閉塞する方法の他の実施例において
は、このデッドスペースは自動的に除去されている。

電極系を製造する際、モリブデンのような貫通リード
部材料の脆さは特に厄介である。その際には特に貫通リ
ード部に電極を固定することが特に重要な工程と見做さ
なければならない。ニオブのような貫通リード部材料に
よって公知である技術、つまり、貫通リード部の端部に
電極軸を突き合わせ溶接する技術は、貫通リード部とし
て中実ピンが使用される場合には、モリブデンのような
材料においても有利である。しかしながら、管状貫通リ
ード部を使用する場合、モリブデンのような材料では両
端開口管した半完成品として利用できないという問題が
生ずる。材料が脆いために、ニオブを使用する場合には
一般的に行われているような、片側を閉塞された単一部
材の管を製造することは、従来は不可能である。

その代わりに本発明では複数のそれに代わる方法が提
案される。第１の例では、直径がモリブデン管の直径よ
りも相当小さい電極軸がジグによって心出しされて管の
端部内へ導入され、その後管又は少なくともその軸を包
囲する端部が約400℃に加熱され、次に加熱されて延性
になったモリブデン管が電極軸の周りから挟搾され、そ
して必要に応じて点溶接によって機械的に固定される。
密閉は溶接技術によって、特に熱源特にレーザ光線が挟
搾部に照射されることによって行われる。管をその固有
軸線を中心にして回転させながら、レーザ光線を焦点調
節して挟搾部の一点に照射することは特に有利である。
次に、電極軸近傍の管壁の側法に例えば単一のレーザパ
ルスを斜めに照射することによって充填孔が製作され
る。その場合、孔の大きさは標準的には0.6〜0.8mmであ
る。この技術は非常に簡単でありかつ信頼性が高い。何
れにしても充填孔の閉塞は比較的費用が掛かる。という
のは、この充填孔は軸端部の上方に位置し、それゆえ充
填孔に至るまで管の内容席を充填するために多量の金属
ろうを使用しなければならないからである。

この技術の変形は、電極軸と同時にジグによってこの
電極軸に平行に配置された孔用スペースホルダーをモリ
ブデン管の端部内に導入することである。管が400℃に
加熱されることによって延性にされた後、管端部が電極
軸及び孔用スペースホルダー（例えばピン又は短い管
片）の周りから挟搾され、軸が固定される。その後、ス
ペースホルダーが取除かれ、それにより孔が生成され
る。挟搾部を密閉する際この変形においては構成ユニッ
トを回転させることは不要であり、孔から離れたところ
に位置する挟搾部の一部分だけが溶かされる。この技術
の場合、（孔を独立して製造する）製造工程を減らすこ
とができる。孔はさらに軸近傍の管端部に存在し、それ
ゆえ充填工程の後に行われる閉塞作業が著しく簡単にな
る。第１に孔はレーザ光線の照射が一層簡単になり、第
２に密閉が一層確実になる。何故ならば、レーザ加熱に
よって溶解する金属ろうは重力の影響によって自動的に
充填孔内へ流れ込み、そして0.6〜0.8mmの大きさの孔の
毛細管作用によってそこに確実に保持されるからであ
る。さらに、金属ろうは側方に孔を設けた場合に比較し
て僅かな量しか必要とされない。

第３の変形では管端部自身が充填孔として使われる。
即ち、狭搾は不要である。この変形の第１の例では、電
極軸端部が溶かされ、それにより球形状にされることに
よって、電極軸の直径がモリブデン管の直径に整合させ
られる。軸の溶かされた区間の長さによって決定される
球形状の軸端部の直径は、管の内径にほぼ整合するよう
に選定される。その後初めて球形状にされた軸端部が管
内に導入されて、機械的に（点溶接によって）固定さ
れ、そして管端部が軸に溶接され、それにより密閉され
る。このことは、焦点調節されたレーザ光線が管端部に
照射されそして軸と管とから成るユニットがその軸線を
中心に回転させられることによって同様にレーザ溶接に
より行うこともできる。次に、例えば機械的に孔が明け
られるか又はレーザ光線が外部から管端部近傍の管壁に
照射されることによって、側部の充填孔が形成される。
このような解決策は、レーザ光線が管壁へ明白に垂直に
当たる、即ち管軸線に対して直角に当たりこの管壁を切
ると、貫通したレーザ光線によって後方の壁に同時に孔
が明けられれて貫通孔が形成されることが非常に多かっ
たので元々失敗すると考えられた。この種の二重孔を閉
塞することは経済的ではない。その代わりにレーザ光線
が管壁に斜めに照射され、それによって第２の孔が形成
されるのが回避される。

レーザ光線を管軸線に対して直角に、しかし管軸線に
対して側方へずらせて入射させることができ、それによ
り横方向スリットを形成することができる。

この変形の第２の例では、電極軸は先ず管内壁に固定
され、その際電極軸をランプ軸線から少しずらせること
が故意に行われる。管端部に残った開口部が充填孔とし
て使用され。次に、充填孔を含めてモリブデン管が電極
軸用の空所を有する充填棒によって閉塞される。この充
填棒は反放電側端部において既に述べたように管に結合
される。

この例は特に有利なやり方で従来技術の利点に結合さ
れる。何故ならば、独立した充填孔を製作すること並び
に電極軸を保持するために管端部を挟搾することは優れ
たやり方で回避されるからである。電極軸を球形状にす
ることも必要としない。

上述した方法はニオブ管にも適する。しかしながら、
狭搾する際に予め加熱することは不要である。

次に本発明を複数の実施例に基づいて説明する。

図１は一部分を断面で示したメタルハライド放電ラン
プの概略図、 図２はランプのポンプ端部領域を部分的に断面で示す
第２の実施例、 図３はランプのポンプ端部領域を部分的に断面で示す
第３の実施例、 第４及び図５は管状貫通部を閉塞するための実施例、 図６ないし図８は管状貫通部に電極軸を固定するため
の実施例、 図９はサーメットプラグを有するランプのポンプ端部
領域の一実施例 を示す。

図１には150Wの出力を有するメタルハライド放電ラン
プが概略的に示されている。このメタルハライド放電ラ
ンプは両側にそれぞれピンチ２及び口金３を有してラン
プ軸線を規定する石英ガラス製円筒状外管１から構成さ
れている。軸線方向に配置されたAl₂O₃セラミック製発
光管４は中央部５が膨らまされており、円筒状端部６を
有している。この発光管は箔８を介して口金３に接続さ
れた２つのリード線７によって外管１内に保持されてい
る。モリブデン製リード線７はピン状貫通リード部９に
溶接され、この貫通リード部はそれぞれ発光管のセラミ
ック製端部プラグ10内に直接に、つまりガラスろうを用
いることなく、焼結されている。

ニオブ（又はモリブデン）から成る両貫通リード部９
は放電側にそれぞれ電極11を保持し、この電極はタング
ステン製電極軸12と放電側端部に形成された球状先端部
13とから構成されている。発光管の充填材は不活性点弧
ガス、例えばアルゴンの他に、水銀及び金属ハロゲン化
物の添加物から構成されている。

この実施例においては、電極軸12は端部プラグ10の軸
方向孔内まで入っている。何故ならば、ピン状貫通リー
ド部９は放電側がその孔の内部に深く挿入されているか
らである。他方では、このピン状貫通リード部９は端部
プラグの外端部から突出し、リード線７に直接に接続さ
れている。

盲端部6bとは逆に、ポンプ端部6aの近傍には充填孔15
が設けられており、この充填孔15は充填後にガラスろう
又は溶融セラミック20によって閉塞される。溶融セラミ
ック材料を詰められる充填孔15を加熱することは、特殊
光学系内で拡大されるレーザ光線によって又はガスバー
ナーによって加熱することができる。その際に溶融セラ
ミック材料が溶解し、毛細管として作用する充填孔内に
しっかり保持され、そしてそこで冷たくなり、それによ
り密閉が完全に行われる。

図２には発光管のポンプ端部6aの領域の第２実施例の
要部が示されている。発光管はその両端部に1.2mmの肉
厚を有している。発光管の端部6a内へ挿入されたAl₂O₃
セラミック製円筒状プラグ10は3.3mmの外径と6mmの高さ
とを有している。このプラグの軸方向孔14内には貫通リ
ード部として12mmの長さと0.6mmの直径とを有するニオ
ブピン９が直接に焼結されている。電極軸（直径0.55m
m）12はニオブピン９に突き合わせ溶接されている。

ニオブピンの外側部分16はセラミックスリーブ18によ
ってぴったり取り囲まれている。良好な保持を行うため
に、孔14は端部プラグの反放電側端部17のところで拡大
されている。この拡大された孔部分19内にはスリーブ18
が挿入され、そしてこの個所にガラスろう20が与えられ
ることによって固定されている。スリーブはグレー化を
予防し、そして焼結によって脆くなったニオブピンを安
定化させる。

充填孔24はこの場合にはランプ軸線に対して平行に位
置しているが、ランプ軸線の側方へずらされ、プラグ10
を貫通案内されている。充填孔24は、既に詳細に説明し
たように排気及び充填過程が終了した場合には、高融点
セラミック20によって密閉される。スリーブ18を固定す
る際の溶解及び充填孔24の密閉は一工程で有利に行うこ
とができる。充填孔24内での溶融セラミック量を減少さ
せるために、Al₂O₃充填棒を充填孔24内に挿入すること
ができる。

特に有利な実施例が図３に示されている。この実施例
が図２に示された実施例と相違する点は、5mmの長さと
0.8mmの直径とを有するニオブピン21は両端が孔14内に
没するよに配置され、それによりスリーブが省略され得
る点である。タングステンワイヤ製電極軸0.75mmの直径
と7mmの長さとを有している。この電極軸は孔14内へ0.5
mmの深さまで突入している。端部プラグ10の反放電側端
面17側では同様にタングステンワイヤが外部リード線に
対する結合部材22としてピン21に突き合わせ溶接されて
いる。この結合部材は同様に0.75mmのワイヤ直径と11mm
の長さとを有している。結合部材と貫通リード部との間
の接合部23は同様に端部のプラの軸方向孔14の約0.5mm
の深さのところに位置している。タングステンワイヤ22
と充填孔24内のガラスろう20との接触は膨張係数が異な
るため回避しなければならないので（さもないとセラミ
ック内に亀裂が生じ得る。）、タングステンピン22を有
利に取り囲むスリーブ18はこの場合にも同様にニオブ
（又はセラミック）から構成される。というのは、この
両材料はタングステン又はモリブデンに比べて溶融セラ
ミック20に整合する膨張係数を有するからである。スリ
ーブの代わりに、又はそれに付加して、分離手段とし
て、プラグ10に一体成形されてタングステンピン22の周
囲に設けられたカラー25（破線で示されている）を使用
することもできる。

他の実施例が図4a及び図4bに示されている。ポンプ端
部6aではプラグ10内に薄肉厚のモリブデン管26が直接に
焼結導入されている。その放電側端部ではタングステン
ピンがフィラメント28を備えた電極軸27として狭搾導入
され、気密に溶接されている。電極軸27の近傍では管側
壁に充填孔29が設けらている。この充填孔29は充填工程
後、金属ろうプレス加工品42（例えばチタンろう又はTi
とMoとの混合又はZr/Mo）又は1700℃以上の融点を有す
るろう材料（例えばチタン、Zr）から成るワイヤ部材が
管26内に充填されることによって閉塞される。精密に焦
点調節されたレーザ光線（Nd−YAG）30が管軸線を通る
ように管内へ偏向され、金属ろう42を加熱する（図4a参
照）。この金属ろう42が溶解して、毛細管として作用す
る充填孔29′を密閉する（図4b参照）。この種の方法は
特に有利である。というのは、ろうの溶解が短時間の加
熱によって達成され、それゆえこの実施例においてはポ
ンプ端部6aを閉塞する間、近くに充填材成分が存在する
盲端部を冷却することを完全に不要にすることができ、
従ってこの種の発光管の長さを特に短く選定することが
できるからである。

別の実施例が図５に示されている。この実施例は図４
に示された実施例とほぼ相応しており、この場合もポン
プ端部6aのところで薄肉厚のモリブデン管33がプラグ10
内に直接に焼結され、タングステンピンが電極軸32とし
て管端部に固定されている。管側壁の充填孔29は、管26
の内径に整合する充填棒37が発光管の排気及び充填後に
管32内に導入され、それによって管内部のデットスペー
スが満たされ、その際に充填孔もおおうことによって機
械的に閉塞される。電極軸が球状に太くした端部34を有
する場合、良好に整合するために、電極軸側の端部は凹
状湾曲部38を有している。

モリブデン又はタングステンから成る充填棒37は管33
の外端部から突出し、そこで管端部に例えばレーザ溶接
46によって又はガスバーナーによって気密に溶接され
る。管端部に終わるか又は管端部内に若干沈む充填棒を
使用することもできる。

図6a乃至図6gには、電極をモリブデン管内に固定する
ための第１の例が示されている。モリブデン管26は例え
ば1.3mmの内径と0.1mmの肉厚とを有し、一方電極は直径
0.5mmのタングステン軸27を有している。先ず、電極軸2
7が心出しされてモリブデン管26の端部内へ約1mmの深さ
のところまで挿入される（図6a参照）。次に、管26が熱
を与えられて400℃に加熱され（図6b参照）、それによ
り自身脆い材料が伸ばされる。このことは、電圧43が印
加される２つの挟搾ジョー44が管端部45のところにもた
らされ（矢印参照）、それにより管端部45は挟搾ジョー
44が管端部に接続したとき（破線にて示されている）作
用する通電により加熱されることによって特に有利に行
われる。その後初めて加熱された管端部が挟搾ジョー44
によって電極軸27の周りに挟搾され（図6c参照）、それ
により管端部45の領域に細長の断面が生成される（図6d
参照）。電極軸27は点溶接によって管内に固定される
（固着している）。次に、レーザ光線46が狭搾された管
端部に照射される。管を矢印方向に連続的に回転させる
と、気密な密閉部を形成する溶接結合が得られる（図6f
参照）。最後に、レーザ光線46′が挟搾部近傍の管26に
斜めに照射され、その場合管軸線とレーザ光線とは一平
面内に位置し、そして単一パルスによって充填孔24が形
成される（図6g参照）。

少し異なった実施例では、電極軸（0.5mmの直径）と
同時にジグによってこの電極軸に平行に配置された0.6m
mの直径のピンが充填孔用のスペースホルダー30（図6b
に破線で示されている。）として管端部内へ導入され
る。管を加熱しそして挟搾した後（図6b、6c参照）、ス
ペースホルダー30が再び取除かれ、それにより、ここで
は管軸線以外のところに設けられている電極軸27と並ん
で、管26の端部45に充填孔31として使われる孔（図6e参
照）が形成される。挟搾部内には、充填孔31を閉塞する
ことなく、電極軸27が固着される。この固着はスペース
ホルダー30を取除く前に既に行うことができる。図6gの
製造過程はこの変形例では省略される。即座の溶接は断
念される。その代わり、最終的な密閉は充填後に金属ろ
うによって又は充填棒（図４又は図５参照）によって行
われる。

電極をモリブデン管内に固定する他の例を図7a乃至図
7cに基づいて説明する。先ず、図7aに示されているよう
に、直径がモリブデン管33の内径よりも相当小さい電極
軸32が端部に熱を与えられることによって溶解され、そ
れにより外径がモリブデン管33の内径に整合する球形状
にされた端部34が生成される。溶解される電極軸部分35
の長さが球形状にされた端部34の直径を決定する。その
後、球形状にされた端部34が管端部内へ導入され（矢印
参照）、そこに固着される（例えばレーザ溶接又は点溶
接によって）。管端部45は今や再び所望の場合には例え
ばレーザ溶接によって密閉することができ、その場合管
33をその軸線を中心にして矢印方向に回転させることは
有利である（図7b参照）。最後に、レーザ光線46′が管
軸線に対して直角に、しかしながら管軸線に対して側方
へずらせて、溶接個所から少し後ろの管端部45に向けら
れ、単一のレーザパルスを用いて約0.7mm幅の横スリッ
ト36′が管壁に作成される（図7c参照）。

電極をモリブデン管に固定する特に簡単な例が図8a及
び図8bに示されている。先ず、0.5mmの軸直径を有する
電極11が管26内へ約0.8mmの深さまで導入され、そして
図8aに破線で示されているように、管26の端部45の側部
に例えばレーザ光線46によって固着される。管26は約1.
2mmの内径と0.2mmの肉厚とを有している。盲端部を閉塞
すると共に、管26をプラグ10内に固定し、電極系全体を
発光管のポンプ端部6a内に焼結導入した後、充填が管端
部45に残存している充填開口部31′を通して行われる
（図8a参照）。

充填後、図５と同様に、電極軸27のための空所47を有
するモリブデン製充填棒37′が管26内へ挿入される。こ
の充填棒37′は管26よりも少し短く、それゆえ反放電側
管端部に例えば軸線方向のレーザ光線46″によって非常
に簡単に溶接することができる。

この実施例において、盲端部では電極をポンプ端部と
鏡面対照にずらせて貫通リード部に固定することは有利
である。

本発明は図示された実施例に限定されない。特に個々
の実施例の特徴は互いに組み合わせることができる。そ
れゆえ、充填棒は全ての実施例において使用することが
でき、即ち、挟搾部によって閉塞される管においても使
用することができる。この場合、挟搾された管端部にお
ける溶接過程は不要となり、さらに挟搾された管端部の
最終密閉は金属ろうによって行われる。このことは充填
の際充填孔だけが開口部として存在することを必要とし
ないので可能である。即ち、この時点における挟搾され
た管端部の不密閉性は寧ろ有利である。充填棒技術は溶
接が管端部の後方で行われるという主要な利点を有して
いる。この個所は一方では容易に取扱うことができ、他
方では放電側に位置する前側管端部よりも相当少ない熱
負荷しか受けない。その上、溶接結合はろう付け結合よ
りも信頼性が高い。

さらに、例えば、ポンプ端部は管状貫通リード部を備
えることができ、一方盲端部はピン状貫通リード部を有
する。金属を僅かに添加されたセラミックプラグである
サーメットプラグを盲端部に使用することもできる。

一般的に、本発明による製造方法はポンプ端部6aのサ
ーメットプラグ39に対しても適している。その場合、例
えばヨーロッパ特許第272930号明細書によって公知のよ
うに、独立形貫通リード部は断念される。というのは、
サーメット自身が導電性を有しているからである（図９
参照）。ランプ軸線上に置かれた電極軸40は貫通リード
部の役目を果たすサーメットプラグ39内に直接に固着さ
れ、一方外端部にはリード線41が固定されている。

充填孔24は、図２と同様に、ランプ軸線に対して平行
にサーメットプラグ39内に配置されている。この充填孔
24はガラスろう20で閉塞されている。製造方法は図２に
関連して説明した工程と同じである。

フロントページの続き (72)発明者 ユングスト、シユテフアン ドイツ連邦共和国 デー−8011 ツオル ネデイング ヘルツオーク−ルートヴイ ツヒ−シユトラーセ 44 (72)発明者 バスチアン、ハルトムート ドイツ連邦共和国 デー−8805 フオイ ヒトワンゲン ワルクミユールヴエーク 35 (72)発明者 コツター、シユテフアン ドイツ連邦共和国 デー−8000 ミユン ヘン ５ ホルツシユトラーセ 49 (72)発明者 ヒユツテインガー、ローラント ドイツ連邦共和国 デー−8081 イエゼ ンワング カペレンシユトラーセ 14 (56)参考文献 特開 昭63−143738（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/395 H01J 9/40

Claims (22)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つの端部（6a、6b）を備え放電容積を囲
   むセラミック製発光管（４）を有し、その両端部は密閉
   手段によって閉塞され、少なくとも第１の端部（6a）で
   はその密閉手段が放電容積内の電極（11）を外部リード
   線に接続する導電性貫通リード部を含むメタルハライド
   放電ランプの製造方法において、 ａ）電極と貫通リード部並びに必要に応じては外部リー
   ド線を含む密閉手段とから構成される電極系を製造する
   工程と、 ｂ）両端部（6a、6b）に電極系を実装する工程と、 ｃ）両端部を加熱によって密閉し、その際、第２の端部
   （6b）は盲端部として完全に密閉され、一方ポンプ端部
   として使われる第１の端部（6a）の近傍には放電容積を
   外室に連通させる充填孔（15;24;29;31;31′36）が開い
   たままにする工程と、 ｄ）充填孔（15;24;29;31;31′36）を通して放電容積を
   排気及び充填し、この際充填工程において特に金属ハロ
   ゲン化物を含む固体が放電容積内へ入れられる工程と、 ｅ）充填孔（15;24;29;31;31′;36）を閉塞し、放電容
   積を気密に密閉する工程と、 を有することを特徴とするメタルハライド放電ランプの
   製造方法。
2. 【請求項２】充填孔（15）はポンプ端部（6a）近傍の発
   光管（４）の側壁に設けられていることを特徴とする請
   求の範囲１記載の方法。
3. 【請求項３】充填孔（24;29;31;31′;36）は密閉手段内
   に設けられていることを特徴とする請求の範囲１記載の
   方法。
4. 【請求項４】密閉手段は貫通リード部の役目を同時に果
   たす導電性プラグ（39）であることを特徴とする請求の
   範囲３記載の方法。
5. 【請求項５】貫通リード部は、ニオブ又はモリブデンの
   ような金属から成り管（26;33）又はピン（9;21）とし
   て形成された独立部材であり、一方密閉手段は貫通リー
   ド部を囲むセラミック製プラグ（10）であることを特徴
   とする請求の範囲３記載の方法。
6. 【請求項６】充填孔はセラミック製プラグ（10）内に設
   けられていることを特徴とする請求の範囲５記載の方
   法。
7. 【請求項７】工程ｅ）において孔の領域が大面積に亘っ
   てかつゆっくり加熱されることを特徴とする請求の範囲
   ２又は４記載の方法。
8. 【請求項８】加熱は拡大されたレーザ光線によって行わ
   れることを特徴とする請求の範囲７記載の方法。
9. 【請求項９】充填孔（15;24）は最初は固体状態の高融
   点セラミック又はガラスろう材料（20）によって覆わ
   れ、この材料は加熱すると溶解し毛細管として作用する
   充填孔を密閉することを特徴とする請求の範囲２、４又
   は６の１つに記載の方法。
10. 【請求項１０】貫通リード部は管状（26;33）に形成さ
    れ、充填孔（31;31′;36）は貫通リード部の放電容積側
    部分に設けられることを特徴とする請求の範囲５記載の
    方法。
11. 【請求項１１】工程ｅ）は、 高融点の金属ろう（42）を管状貫通リード部（26;33）
    内に充填し、 ろう（42）を短時間局部的に加熱し、それによりろうが
    溶解して充填孔（31;36）を密閉する ようにして行われることを特徴とする請求の範囲10記載
    の方法。
12. 【請求項１２】工程ｅ）は、 充填孔の領域における管状貫通リード部（26;33）を短
    時間局部的に加熱し、それにより管材料自身が溶解して
    充填孔を密閉する ようにして行われることを特徴とする請求の範囲10記載
    の方法。
13. 【請求項１３】短時間の局部的な加熱は、まだ開口して
    いる外端部から管軸線に沿って管（26;33）内へ入射す
    る焦点調節されたレーザ光線（46）によって行われるこ
    とを特徴とする請求の範囲11又は12記載の方法。
14. 【請求項１４】充填孔（24;29;31;31′）は管端部（4
    5）の近傍の管側壁に設けられるか又は管端部（45）の
    まだ開口している部分（31;31′）に形成されることを
    特徴とする請求の範囲10記載の方法。
15. 【請求項１５】工程ｅ）は、 管状貫通リード部（26）の内径に整合する充填棒（37;3
    7′）を管（26）内に導入し、その充填棒（37;37′）が
    充填孔（29;31′）を覆い、 外側管端部を充填棒（37;31′）に結合することによっ
    て気密に密閉するようにして行われる ことを特徴とする請求の範囲10記載の方法。
16. 【請求項１６】工程ａ）において、電極（11）は、次の
    工程 ｉ）管（26;33）と、高融点金属から成り直径が管（26;
    33）の内径よりも十分小さい棒状電極軸（27;32）とを
    準備して位置決めする工程と、 ii）電極軸（27;32）を管（26;33）の開口している端部
    （45）内に導入する工程と、 iii）特に点溶接又はレーザ溶接によって電極軸（33）
    を管端部（45）に固着する工程と、 iv）必要な場合には充填孔（24;29;31;31′;36）を作る
    工程とによって管状貫通リード部（26;33）に固定され
    ることを特徴とする請求の範囲10記載の方法。
17. 【請求項１７】工程ｉ）において位置決めは電極軸（2
    7）が管軸線に対して側方へずらして配置されるように
    行われ、工程iii）において電極軸（27）は管（26）の
    内壁に直接に固着され、工程iv）において充填孔（31;3
    1′）は管（26）の開口している端部（45）の軸を導入
    した後に残存する部分によって形成されるように変えら
    れることを特徴とする請求の範囲16記載の方法。
18. 【請求項１８】工程ii）は、電極軸に対して予め平行に
    配置された充填孔（31）用スペースホルダー（30）が軸
    （27）と同時に管端部（45）内へ導入されて、軸（27）
    とスペースホルダー（30）との周りから管端部（45）が
    挟搾され、工程iv）は、スペースホルダー（30）が工程
    iii）の前又は後に管端部（45）から取除かれて充填孔
    （31）がそのままにされるように変更されることを特徴
    とする請求の範囲17記載の方法。
19. 【請求項１９】工程ｉ）において位置決めは電極軸（2
    7;32）が管軸線に対して心出しされて配置されるように
    行われ、工程iii）において固着の前に次の工程ｘ）、 ｘ）両固着パートナー即ち管端部と電極軸との間に緩い
    接触を得るために両固着パートナー内の一方を変形さ
    せ、固着後に必要に応じて管（45）が熱を与えられるこ
    とによって、特に溶接接合によって気密に閉塞される工
    程 が行われ、工程iv）において充填孔（24;29;36′）は管
    端部（45）近傍の管側壁内に形成されるように変えられ
    ることを特徴とする請求の範囲16記載の方法。
20. 【請求項２０】工程ｘ）において変形は溶解によって電
    極軸（32）の端部（35）を球状にすることによって行わ
    れ、それにより球状にされた端部（34）の直径が管（3
    3）の内径に整合し、その場合この工程ｘ）が工程ii）
    の前に行われるように変えられることを特徴とする請求
    の範囲19記載の方法。
21. 【請求項２１】工程ｘ）において変形は挟搾手段（44）
    によって電極軸（27）の周りから管端部（45）を挟搾す
    ることによって行われるように変えられることを特徴と
    する請求の範囲19記載の方法。
22. 【請求項２２】管状貫通リード部（26;33）はモリブデ
    ンのような金属から構成され、その場合管（26;33）の
    全ての変形工程（挟搾）の前にこの管が先ず400℃に加
    熱されることを特徴とする請求の範囲18、19又は21の１
    つに記載の方法。