JPS61168855A

JPS61168855A - 放電灯シ−ル装置

Info

Publication number: JPS61168855A
Application number: JP910885A
Authority: JP
Inventors: Masaki Kusuhara; 昌樹楠原
Original assignee: Wakomu KK
Current assignee: Wakomu KK
Priority date: 1985-01-23
Filing date: 1985-01-23
Publication date: 1986-07-30
Also published as: JPH0467297B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、放電灯シール装置に関するものであり、特に
、キセノンなどを、内部に封入したガラス封体を有する
放電灯（例えば、キセノンランプ等》において、支持用
導電棒を介して放電灯電極を保持している金属円柱と、
ガラスとう（堺）体を挾んでその後方に配置された集電
用ディスクとを電気的に接続する導電箔の断線を防止す
ることができる放電灯シール装置に関するものである。

《従来の技術》第３図は、従来の放電灯シール装置の一例を示す一部断
面図である。

同図において、ガラス封体１は、石英ガラスなどからな
り、その内部に放電灯電極２が収納され、また細径の筒
状ネック部１Ａを有している。′前記ネック部１Ａの内
部には、石英ガラスなどからなる柱状のガラスとう体６
が配設されている。

前記ガラスとう体６の前側には、モリブデンなどからな
る金属円柱４が配置されている。前記ガラスとう体６の
背後には、柱状の集電用ディスク８が配置されている。

前記ガラスとう体６の同面には、該周面に沿って長さ方
向に伸びた、複数枚のモリブデンなどからなる導電箔５
が配設されている。前記導電箔５の両端部は、図に示す
ように、金属円柱４および集電用ディスク８の局面に固
着され、導電接続されている。

また、図に明示したように、支持用導電棒３および外部
リード棒７は、金属円柱４および集電用ディスク８の中
心にそれぞれ設けられた孔に貫通され、かつ、溶接など
の手段によってそれぞれに固着されている。

第３図の放電灯シール装置は、例えば、つぎのような工
程によって組立てられる。

（１）前方端に電極２を固着された支持用導電棒３の後
端を、金属円柱４の中心孔に挿入し、溶接などによって
固着する。

（２）金属円柱４の後方へ延びるように、複数枚のスト
リップ状導電箔５を、金属円柱４の外側の予定位置に溶
接などによって固着する。

（３封体１と同種の石英ガラスなどからなるガラスとう
休６を前記金属円柱４の背面に当接し、前記導電箔５が
ガラスとう体６の局面に沿って延長するように整形配列
する。

（イ）その中心孔に外部リード棒７が挿入固着された集
電用ディスク８を、ガラスとう体６の背面に当接させ、
集電用ディスク８の周縁に導電箔５を、溶接などによっ
て固着する。

■前記の工程（１）〜（４）によって構成された電極２
一支持用導電棒３一金属円柱４一導電箔５−ガラスとう
体６ー東電電用ディスク８一外リード棒７の組立体を、
ガラス封体１のネック部１Ａに挿入し、位置決めする。

■前記組立体とネック部１Ａとを、外部より加熱加圧し
、ネック部ＩＡ，導電箔５およびガラスとう体６を溶着
一体化し、加熱加圧シールを完成する。

以上のようにして作製された放電灯シール装置では、熱
膨脹差によるガラス部《ネック部ＩＡ）の破損防止のた
めに、２金属円柱４の外周面とネック部１Ａの内面が当
接または圧接（溶着または固着されていない）状態とな
っている。

ところで、従来から放電灯においては、ランプハウスの
小形化を図るという要請がある。この為に、従来におい
ては、金属円柱４の厚み（軸方向の長さ）を小さくして
、前記小形化を図ることが行なわれていた。

なお、金属円柱４の直径は、キセノンランプなどの放電
灯の場合には、電流値でほぼ決定されている。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来の技術は、次のような問題点を有していた
。

前記したように、従来の放電灯シール装置では、ランプ
ハウスを小形化する為に、支持用導電棒３を介して電極
２を保持している金属円柱４の厚みを極力小さくする方
向で設計がなされていた。

しかしながら、前記したように、金属円柱４の外周面と
ネック部１Ａの内面とは当接または圧接状態である為に
、後述する理由から、金属円柱４が傾くこととなるが、
金属円柱４の厚みが小さい場合には、その最大の傾きが
大きくなる。

この為に、第４図に示すように、該傾きに伴う引っ張り
力により、または傾きの繰り返しに伴なう弾性疲労によ
り、導電箔５が断線する事故がしばしば発生した。

特に、このような状態は、電極２の重量が大きく、また
支持用導電棒３の長さが長い放電灯シール装置において
は顕著であった。

なお、第４図は、第３図の金属円柱４が最大に傾いた状
態を誇張して模式的に示した部分拡大図である。第４図
において、第３図下方にある導電箔５は省略されている
。

このように、前記金属円柱４が傾くのは、前記加熱加圧
シール時、す、なりち、例えば石英ガラスの軟化点１６
６０℃の状態では、ガラスとう体６の直径とモリブデン
製金属円柱４の直径はほぼ同径であるが、室温まで冷部
された時には、両者の膨張係数の相違（モリブデンの方
が膨張係数が大きい）から、金属円柱４の直径が小さく
なる為で・ある。すなわち、ネック部１Ａの内径に比べ
て金属円柱４の直径が小さくなって、がたつきが生ずる
からである。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用）前記の問題
点を解決するために、本発明は、導電箔が断線しないよ
うにする為に必要な、金属円柱４の最小厚みを算出する
手法を見出し、金属円柱の厚みを該算出値以上とするよ
うに構成した点に特徴がある。

本発明者は、導電箔の断線の原因が、前述したように、
金属円柱の厚みを小さくすることによって、金属円柱の
最大傾き角が大きくなり、この結果、導、電箔が延び限
界を越えて太き（引っ張られる為であることを発見し、
これに基づいて、前記延び限界を越えないで導電箔を引
っ張る程度の金属円柱の最大傾きに押えられるように、
金属円柱の厚みの最小値を規定したのである。

（実施例）以下に、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例の一部断面図である。

第２図は、第１図の金属円柱４が最大に傾いた状態を誇
張して模式的に示した部分拡大図である。

第２図において、第１図下方にある導電箔５は省略され
ている。なお、これらの図は、金属円柱４の厚みを算出
する為の式を導出する参照図でもある。

これらの図において、第３図および第４図と同一の符号
は、同一または同等部分をあられしている。

第１図および第２図における符号ａ、ｂ、ｙ。

ΔａおよびΔｂは、それぞれ次の寸法を示している。

ａ・・・加熱加圧シール後、室温における金属円柱４の
直径ｂ・・・前記金属円柱４の厚みｙ・・・ガラスとう体６の前面から、金属円柱４の周面
上予定位置における導電接続点までの、導電箔５の長さ
くなお、この長さ範囲においては、前述したように、導
電箔５はネック部１Ａの内面と溶着または固着されてい
ないので、伸縮可能である。したがって、以下において
は、このｙをフリー長と呼ぶ。） Δａ・・・ネック部１Ａの内径と前記直径ａとの差に起
因して、金属円柱４の最大傾き角θ（第２図）が生じた
時に、金属円柱４の背面の下端からネック部１Ａの内面
までの垂線の長さく以下、ギャップ幅と呼ぶ）なお、導電箔５は、厚みが４０ミクロン程度以下である
ので、前記直径ｉあるいはギャップ幅Δａの寸法に関し
ては無視できる。

Δｂ−・・金属円柱４の最大傾き角θにより、導電箔５
が引き延ばされる長さく以下、単に延びと呼ぶ）前述したように、加熱加圧シール処理を行ない、その後
、放電灯シール装置が室温まで冷却されると、ガラスと
う体６よりも金属円柱４の平均膨脹係数が大きい場合に
は、ネック部１Ａの内径よりも金属円柱４の直径ａの方
が小さくなる。

この為に、外部から振動等が与えられると、金属円柱４
は最大限、傾き角θとなり、ギャップ幅Δａが生ずる。

すなわち、金属円柱４は、ネック部１Ａの内部において
がたつくようになる。

第２図において、三角形Ｘと三角形Ｙとは相似関係にあ
る。したがって、次の（１）式および（２式が成立する
。

Δｂ／ａ−Δａ／ｂ・・・・・・（１）、°、　　Δｂ
−Δａ　ｘａ　／ｂ　＝（２）一方、導電箔５の許容さ
れる延び率をαとすると、導電箔５のフリー長ｙの部分
の延び限界はαｙとなる。したがって、延びΔｂが下記
の（ａ式を満足する値であれば、導電箔５の断線は生じ
ないことになる。

Δｂ≦αｙ・・・・・・（３また、前記（２）式および（３式から（４）式が導出さ
れる。

Δａ　Ｘａ　／ｂ≦αｙ、°、ｂ≧Δａ　Ｘａ　／αｙ・・・・・・（４）とこ
ろで、前記ギャップ幅Δａは、近似的に、室温における
ネック部１Ａの内径と、金属円柱４の直径との差、すな
わちつぎの０式で示される。

Δａ寺ａ×Δε×ΔＴ・・・・・・（５該■式を前記（
４）式に代入すると、（６）式が得られ゛る。

ｂ≧Δε×ΔＴｘａ２／αＶ・・・・・・（６）したが
って、金属円柱４の厚みを、（０式が満足されるように
規定すれば、導電箔５の断線は生じないことになる。前
記（０式から金属円柱４の直径ａが同一であればフリー
長ｙを大きくとる程、金属円柱４の厚みｂは小さくてよ
いことが解る。

ここで、前記したように、ガラス封体１およびガラスと
う体６の材質を石英゛ガラス、金属円柱４および導電箔
５の材質をモリブデンとした場合における、導電箔５の
断線が生じない厚みｂを求める。

石英ガラスの軟化点１６６０℃と室温との温度差ΔＴを
下記のｍ式に、またモリブデンの平均膨脹係数６５Ｘ１
０イと石英ガラスの平均膨脹係数５×１０−７との差Δ
εを下記の（８）式に、それぞれ示す。

Δ　Ｔ−１６６０−２０−１６４０℃・・・−１−（７
）Δε−６５ｘｌＯ−’　−５ｘ１０′″１−＝０゜６
　Ｘ　１０−”　　　　　・・−−−−＜８）前記０式
に（９式および（８）式を代入すると、９式が成立する
。

ｂ　≧０．６Ｘ１０→　Ｘｌ　６４０ｘａ　２　１０ｔ
Ｖ＊０．０１ｘａ”／ａｙ　　　　・・・−（９）故に
、モリブデン製導電箔５の延び限界を越えることのない
、−すなわちモリブデン製金属円柱４の前記がたつきに
よっても、該導電箔５が断線しないようにする為には、
前記金属円柱４の厚みｂを（９）式が成立するように規
定すればよいことになる。

ところで、加熱加圧シール処理（アニール処理）を施し
た前記モリブデン製導Ｎ箔５の延び率αは、本発明者の
実験結果によると、はぼ０．１であった。

したがって、α−０，１を用いて、（９）式より、直径
ａおよびフリー長ｙに応じたモリブデン製金属円柱４の
厚みｂの一例を求めると表１の通りとなる。

表１・（単位：ｏ＋ｍ）この表１から明らかなように、金属円柱４の直径ａが同
一であればフリー長ｙを大きくとる程、金属円柱４の厚
みｂは小さくてよいことが解る。

なお、延び率αは導電箔５の加工状態等によって決定さ
れる。

また、必要に応じては安全系数ｋ　（ただし、ｋは１よ
り大）を掛けて０式を（１０）式としてもよい。

ｂ≧Δε×ΔＴｘａ　！　／ａｙ　−−−−−−（１Ｇ
）（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本発明にょれば、つぎ
のような効果が達成される。

（１）前記（０式または（１０）式から、導電箔の断線
を防止するための、金属円柱の厚みの必要最小値を求め
ることができる。したがって、従来のようにランプハウ
スの小形化を図るあまり、金属円柱の厚みを必要最小値
よりもさらに小さくし、この結果、導電箔を断線させる
という欠点は防止することができる。

また、前記断線の危険を防止する為に金属円柱４の厚み
を必要以上に大きく取りすぎ、ランプハウスが過大化す
るという欠点も除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の一部断面図である。第２図は、第１図の金属円柱が最大に傾いた状態を誇張
して模式的に示した部分拡大図である。第３図は、従来
の放電灯シール装置の一例を示す一部断面図である。第
４図は、第３図の金属円柱が最大に傾いた状態を誇張し
て模式的に示した部分拡大図である。１・・・ガラス封体、１Ａ・・・ネック部、２・・・放
電灯電極、３・・・支持用導電棒、４・・・金属円柱、
５・・・導電箔、６・・・ガラスとう０３）体、８・・
・集電用ディスク代理人弁理士　　平木退入　外１名第１図第２図第　　３　　図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）筒状のネック部を有するガラス封体と、前記ネッ
ク部内に配置され、その中心軸上には電極支持用導電棒
が前方に向って延長するように固着された金属円柱と、
前記金属円柱の背後に配置されたガラスとう（■）体と
、前記ガラスとう体の背後に配置された集電用ディスク
と、前記ガラスとう体の周面にそって配設され、その両
端が前記金属円柱および集電用ディスクに導電接続され
た複数の導電箔とを有し、かつ前記ガラスとう体、導電
箔およびネック部が溶着された放電灯シール装置におい
て、ΔＴを前記ガラスとう体を形成する材質の軟化点と
室温との温度差、Δεを前記金属円柱を形成する材質の
平均膨脹係数と前記ガラスとう体を形成する材質の平均
膨脹係数との差、ａを前記金属円柱の直径、ｙを前記ガ
ラスとう体の前面から、前記金属円柱の周面上予定位置
における導電接続点までの前記導電箔のフリー長、αを
該導電箔の許容される延び率としたとき、前記金属円柱
の厚みｂが、ｂ≧Δε×ΔＴ×ａ＾２／αｙの式を満足するように選定されたことを特徴とする放電
灯シール装置。
（２）前記式に安全系数ｋ（ただし、ｋは１より大）を
掛けて、前記金属円柱の厚みｂが、ｂ≧Δε×ΔＴ×ｋ×ａ＾２／αｙの式を満足するように選定されたことを特徴とする前記
特許請求の範囲第１項記載の放電灯シール装置。
（３）前記導電箔がモリブデンで形成されていることを
特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第２項記載
の放電灯シール装置。
（４）前記金属円柱がモリブデンで形成されていること
を特徴とする前記特許請求の範囲第１項、第２項、また
は第３項記載の放電灯シール装置。
（５）前記ネック部およびガラスとう体が石英ガラスで
形成されていることを特徴とする前記特許請求の範囲第
１項、第２項、第３項または第４項記載の放電灯シール
装置。