JPS6220235A - 高圧ガス放電ランプ - Google Patents

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】 本発明は、真空気密封止され、イオン化ガスを充填され
、ランプ容器内に突出する電極をそなえた半透明のラン
プ容器を有し、前記の電極は、ランプ容器の壁を貫通し
て外部に延在する電流供給導体と接続され、前記の電極
は夫々主としてタングステンのロッドを有し、このロッ
ドは、ランプ容器内に突出した端近くにタングステンの
らせんコイルを有し、第１層のターンはロッドの周囲に
あり、第２層のターンは第１層のターンを取囲むように
配設され、らせんコイルは前記のロッドに固定され、こ
のらせんコイルの線は、端面を有する端をもった、高圧
ガス放電ランプに関するせのである。

このようなランプは米国特許明細舎弟３．１７０．０８
１号より知られている。

電極ロッドの周囲のコイルの目的は、電極全面に満足な
熱分布を得るだけかまたはこれに加えて電子放出物質を
保持することにある。

コイルは、例えば１つのターンを加熱状態で変形するか
またはターンをロッド周囲に確実にクランプするか或い
はまたコイルをロッドに溶接ずろかによってこれをロフ
トに固定することが殆どの場合必要である。

前記の米国特許明細書のランプでは、第１層のターンは
、ゆとりをもってロッド周囲を滑らされてこのロッドに
固定されたものであり、一方、他方の層のターンは前記
の第１層の周囲を滑らせた別体のものである。この第２
の層のターンを固定するために、第１層のターンは、電
極のロッドの先端と反対の端に突出した線部分を有し、
他方の層のターンは、それに対応した端に、ロッドに向
けて曲げられた線部分を有する。この電極構造は、電極
したがってランプの製造を面倒なものにする。

本発明の目的は、その電極が容易に製造できる簡単な構
造を有するにも拘らずコイルがロッドに強固に固定され
るようにした冒頭記載の種類の高圧ガス放電ランプを得
ることにある。

本発明は、冒頭に記載した種類の高圧ガス放電ランプに
おいて次のようにすることによって前記の目的を達成し
たものである。ずなわぢ、第１層のターンは第２層のタ
ーンと一体であり、この第２層のターンは線に捩れをも
って第１層の周囲に巻回され、この第１層も線に捩れを
もって巻回され、捩れを有する各ターンの線の捩れは、
関係のターンが電極の周囲に延在する方向と同じ方向を
有する。

別々につくられたものから組立てる前記の米国特許明細
書による電極にくらべて、本発明のランプの電極は、コ
イルが巻回軸としての電極ロッド自体」−につくられる
ことによって得られる。したがって、電極の製造時に組
立工程を省略することができるが、このことは、電極の
ロッドおよびコイルが小さくしたがって傷つきやすい場
合に特に有利である。更に、コイルを固定するだめの個
々の工程も省略することができる。それでもこの電極の
コイルは強固に固定されろ。

電極のロッド」二へのコイルの固定を次に説明する。線
をロッドの周りに巻く場合、この線のターンは大きな直
径となり易い。円形の心棒の場合には、この大きなター
ン径は、線が心棒に沿って切線方向に滑ることができる
ためにそうなる。このことは、前記の第２の層が第１の
層と同方向に巻かれた場合には、第１層のターン上に設
けられる第２層のターンにも嵩低る。この場合にも、「
心棒−１すなわちその」−に第１層が巻回されたロッド
は、この第１層と共に円形である。若し前記第２層のタ
ーンが逆方向に巻回されれば、第２層のターンはその都
度第１層のターンを跳び超えねばならないので、「心棒
」は完全に円形ではない。けれどもこの心棒の「円形よ
りの偏差」は極めて小さい。この円形よりの偏差は線径
の分数の値を有するに過ぎず、一方「心棒」の直径は比
較的大きい、すなわち、巻かれた線径の２倍が加算され
たロッドの直径に等しい。この小さな円形よりの偏差の
ために、線はこの場合でも切線方向に動くことができ、
この結果ターンは大きな直径となり、層はゆるくなる。

本発明は、第１層のターンで取囲まれたロッドの「円か
らの偏差」は、若し第２層を第１層の周囲に非常にぴん
と張って巻回すると、第１層の周囲に反対方向に巻かれ
た第２層が線の切線方向への動きをト目止するのに十分
であるという認識に基づいたものである。第１眉のター
ンが電極ロッドの周囲にぴんと張って巻回されそして第
２層のターンと一体ならば、電極ロッドの周囲のコイル
はこの電極ロッドに固定される。第２層で取囲まれた第
１層のターンはこの場合実際に切線方向に動くことによ
りゆるくなることはない。けれども、このような固定が
得られる程にぴんと張って巻回するためには線に非常に
大きな巻回力が必要とされる。このため巻回中に線が切
れ易い。

本発明は更に、線が巻回時に正しい方向に捩れを有する
ならば線の切断力よりも浪かに小さい張力で線を巻回す
ることが可能であり、それにも拘らずコイルは電極ロッ
ドに固定されるというＳ忍識に基づくものである。

線が捩られた場合には、線は、巻回後、捩れ応力が減少
するように変形する。捩れの方向が正しい場合には、タ
ーンが大きな相対間隔をとり、このためにターンは「巻
回心棒」の周囲により張られて位置するという結果とな
る。第１層のターンに対しては「巻回心棒」は電極ロッ
ドであり、第２屑のターンに対してはこの「巻回心棒」
はロットに第１層のターンが加わったものである。

線に対ずろ捩れの正しい方向は、２つのターンの線の捩
れが電極ロットの周囲に延在する関係のターンの方向と
同方向ならば、巻回中および巻回後にも得られる。これ
等の言葉を次に説明する。

ターンが電極ロットの周囲を延在する方向というのは、
その層の最初のターンから最後のターンの方に軸に沿っ
て見ることによって決められる。

この場合ターン（線）はロッドの周囲を時計方向く右向
き）かまたは反時計方向く左向き）に回わ巻回時（およ
び後）に線が捩られる方向は、ロットに向って線の軸に
沿って見ることにより決められる。この場合線は見る人
の側でその軸の周りに時計方向（右向き）かまたは反時
計方向（左向き）に捩られる。主にタングステンの線は
、太い線を引抜ダイスを通して引抜くことによって得ら
れるために、この種の線はその表面に線の軸方向に延在
する引抜溝（ｄｒａｗｉｎｇ　ｇｒｏｏｖｅｓ）を有す
る。

線が捩られた場合にはこの引抜溝は線の軸方向に成る角
度で延在する。したがって、線の時計方向の捩れの場合
には、引抜溝は、捩れを見る前記の人からは反時計方向
に回わる。

本発明のランプの電極は、最も傷つき易い部分より組立
る必要がなく、またその製造時に別個の固定工程を行う
必要がないという利点の外に、ロッドとそのコイル間に
極めて良好且つ再現性のある熱接触があるという利点を
有する。

線につくられる捩れの程度は、ロッドへのコイルの固定
に課せられる要求と関係ずろ。けれども、特定の場合に
は、この捩れの程度は僅かな実験によって簡単に決める
ことができる。第１層のターンに与えられる１クーン当
たりの捩れが小さな場合には、第２層は第１層よりも太
い「心棒」に巻かれるので、この第２層のターンに要す
る１クーン当たりの捩れは僅かに大きなものでよいとい
うことに留意され度い。

電極したがって高圧ガス放電ランプは、電極ロッドのコ
イルの線端が破断面を有すれば更に製造が容易である。

このような破断面は、らせん巻回二［程が終了してから
、らせんに巻回されない残りの線部分を引きちぎってコ
イルより切り離すことにより得られる。この場合線は、
接線と電極ロッドとの接触がなくなる部分で切れる。

破断面は特徴のある外観を有し、そのため当業者ならば
すぐに分る。この破断面は、粗面であるためつや消しで
ある。更に、例えば挟み切り（Ｃ１１ｐｐｉｎｇ）、摘
み切り（ｐｉｎＣｈｉｎｇ＞、切断（ｃｕｔｔｉｎｇ）
または研削軸口ｎｄｉｎｇ）工具のような工具によって
残される溝やまくれのような痕跡をもたない。

引きちぎられる時、力が線に加わり、この力は線に塑性
変形を生じる。線径の減少は殆ど破断面の近くで得られ
ろ。破断面における線径が他の場所の線径よりも小さく
なる程度は、線を伸ばすために巻回以前に線が例えば８
００℃と８５０℃の間の高温を有していた場合にはより
大きい。塑性変形のもう１つの結果は、線が、接線の巻
かれる「心棒口の表面に少なくとも実質的に破断面迄追
随し、線がコイルのシースを超えて突出または実質的に
突出することがないということである。

電極ロッド周囲にコイルをつくる時、線の初めの部分は
クランプで保持される。巻回が終了すると、前記の初め
の部分も同様にして引きちぎりによってコイルより切り
離ずことかできる。

少なくとも第２層のターンの線端に破断面を有するコイ
ルを備えた電極は、挟み切り、摘み切り、研削または切
断に必要な工具なして簡単につくれるという利点を有す
る。更に、このような工具では、特にコイルに傷をつけ
てはならない場合に電極の極く近く迄接近することがで
きないので、摘み切り、挟み切り、研削または切断の場
合には、コイルの端がコイルのシースを超えて突出する
。

このことは不利である。

本発明のランプは、例えば（多結晶）アルミナまたは（
単結晶）勺ファイヤのセラミックランプ容器を有する高
圧ナトリウムランプ、或いは金属ハロゲン化物を含み且
つセラミック材料または石英ガラスのランプ容器を有す
る高圧水銀放電ランプでもよい。

英国特許明細書箱２．０４３．３３１号に、電極ロッド
が単層のターンのらせんコイルを有ずろ放電ランプが開
示されていることは注目に値する。このターンは比較的
太いタングステン線よりつくられ、このタングステン線
の周りに比較的細いタングステン線が大きなピッチで巻
かれている。この細い線は、太い線相互および太い線と
ロッドの両方に対するスペーサとしての役をする。した
がって、非常にあきのあるコイルが得られる。この電極
では、コイルは別につくられ、次いで電極ロッドの周囲
にねじ込まれる。

前記の太い線のターンには捩れが生じることもある。け
れども、この捩れはコイルを電極ロッドに固定するのに
は役立たず、この目的に使用することはできない。実際
」ユこの捩れは本発明のランプの電極のそれとは反対の
方向を有している。この反対方向のために、（本発明の
ランプにおけるように）ターンが互いに離間するように
動き、心棒の周囲により張られて巻回される傾向はなく
、寧ろ側方に互いに押付けられ、心棒より離れる傾向が
あり、このため、巻回された線は、たとえ電極ロッドで
支持されなくても大きな剛直性を有する。本発明のラン
プでは、このような捩れがまさにコイルを電極ロットに
固定する結果を生じる。

以下に本発明を図面の実施例によって説明する。

第１図に示した高圧ナトリウム放電ランプは、主として
アルミナより成る半透明のランプ容器１を有し、このラ
ンプ容器は、真空気密封止され、ナトリウム、水銀およ
びキセノンのイオン化充填物を有する。電極２はランプ
容器１内に突出し、この容器の壁を貫通して外部に延在
する電流供給導体３と接続されている。前記の電極２は
主としてタングステンのロッド４を夫々有し、このロッ
ドの周囲の、ランプ容器１の内側に突出している端５に
は、主としてタングステンのらせんコイル６が巻かれて
いる。このらせんコイル６のうちの第１層のターンはロ
ッド４の周囲に設けられ、第１層と一体の第２層のター
ンは第１層を取巻くように配設されている。このらせん
コイル６はロッド４に固定される。ランプ容器１は外球
７内に配設され、この外球は、真空気密封止され、口金
８を有する。電極は第３図によって更に詳しく説明する
。

第２図に示した高圧水銀蒸気放電ランプは石英ガラスの
ランプ容器１１を有し、このランプ容器は、真空気密封
止され、アルゴン、水銀、沃化す）　ＩＪウム、沃化ス
カンジウムおよび沃化タリウムのイオン化充填物を有す
る。電極１２は、ランプ容器１１を超えてこのランプ容
器１１内に突出している電流供給導体１３ａ、　１３ｂ
と接続されている。電極は夫々主としてタングステンの
電極ロッドを有し、この電極ロットの前記ランプ容器内
に突出している端には、主としてタングステンのらせん
コイル１６を有する。このらせんコイル１６の第１層の
ターンはロッド１４の周囲に設けられ、他方の層のター
ンは、第１層のターンと一体になるようにこの第１層の
ターンの周囲に配設される。電極１２を第３図によって
更に詳しく説明する。

第３図において、主としてタングステンの電極ロッド２
４はその端２５近くに主としてタングステンのらせんコ
イル２６を有する。この実施例では、電極ロッド２４上
に第１層のターン２７．３７が配設され、このターンの
初めの部分は符号３０で示しである。

電極ロッド２４の軸方向にＡから見ると、ターン２７゜
３７はこのロッドの周囲に時計方向（右向き）に回って
いる。前記のターン２７と３７は線径に等しいピッチを
有するようにされている。ターン２７はしたがって側方
に互に接触している。時計方向の捩れはターン３７につ
くられる。電極の製造段階において、３７′で示したコ
イルの線は前面に沿ってロッド２４に延びている。コイ
ルの線３７′の軸に沿ってロッド２４の方向に見る人に
対して線３７′はこの見ろ人の近くで時計方向（右向き
）に捩られる。したがってターン３７の捩れは、ロッド
２４の周囲に延在ずろターン３７の方向と同じ方向を有
する。それ故線の引抜溝は見ろ人Ｂからは線３７′の周
囲に反時泪方向に回る。図面には見えないが、捩れをも
って巻回する工程は、第１居のターン２７．３７の１つ
を除いて終り迄続けられる。端２５近くの２つのターン
は捩らないで巻回される。図面は、ターン３７が側方に
互に離れていることを示している。これはターン３７の
捩れの結果である。

電極ロフトの端２５では、第１層のターン２７．３７の
最後のターンは第２層のターン２８．３８に移行し、こ
のためこれ等の２つの層は一体である。

第２層のターン２８．３８のはじめの２つのターン・２
８は捩らないで形成される。第１層のターン２７．３７
から第２層のターン２８．３８への移行部で巻回方向は
初めの巻回方向と逆になる。第２層のターン２８゜３８
の初めのターン２８からロッド２４の軸に沿って見る人
には、ターン２８．３８　はロッド２４の周囲に反時針
方向（左向き）に回る。ターン３８は線に捩れを与えて
巻回されるので、その結果、これ等のターンは互いに離
れる。電極の製造の一段階において、符号３８′で示し
たコイルの線は電極ロッド２４の前面に沿って延びてい
る。コイルの線３８′の軸に沿って電極ロッド方向をみ
る人りに対して線はその近くで反時計方向（左向き）の
捩れを有している。

したがって、ターン３８の捩れはロッド２４の周囲にタ
ーン３８が延在する方向と同じ方向を有する。

ターン３７の捩れのために、これ等のターンは締付嵌め
（ｃｌａｍｐｉｎｇ　ｆｉｔ）でロッド２４を取巻く。

反対方向に巻回されるターン２８．３８　に対し、「心
棒」（２４＋２７．３７＞は、その形成後は、円よりの
偏差の程度は僅かではあるが、円ではない。捩れを有す
るターン３８は締伺嵌めで前記の円でない「心棒」（２
４＋３７）を取囲むので、前記の円よりの偏差はターン
３８が切線方向に動くのを阻止するのに十分である。タ
ーン３８の下にあるターン３７もゆるむことはなく、締
付嵌めでロッド２４を取囲む。

ターン３８ができ」―ると、巻回されない残りの部分は
、引きちぎることによって切り離される。

最後のターンには、他の部分の線径よりも小さな線径を
有する端３１と破断面３３が形成される。巻回時、線の
初めの部分はクランプで保持される。コイル２６ができ
上ると、初めの部分は引きちぎられろ。この時コイルに
は、小さな直径を有する端３０と破断面３２が形成され
る。

第２図に示したまうな３０Ｗ金属ハロゲン化物ランプに
第３図に示したような電極が用いられた。

電極ロッドの直径は１４０μｍで、直径５０μｍの線が
このロッドに約１ｍｍの長さにわたって巻回された。何
れの部分も重量比で１．５％のＴｈｅ２を含有するタン
グステンより成るものであった。コイルは０．６Ｎの巻
回力の下でつくられた。巻回の前に、線は８５０℃で加
熱して伸ばされた。第１層のターンの捩られたターンは
１ターン当り時計方向に１８０゜の捩れを有し、一方策
２層のターンの捩られたターンは反時計方向に３６０°
の捩れを有した。コイルの初めの部分と巻回されない残
りの線部分とは５Ｎの力で引きちぎられた。したがって
、巻回力は、引きぢぎる力の分数であった。

電極ロッドの周囲の電極のコイルは極めて申分なく固定
されることがわかった。コイルをロッドより押し出すに
は少なくとも７Ｎの力を要するものとされているが、こ
の３０Ｗ　ランプでは、コイルは３ＯＮの力でも電極よ
り外すことができなかった。

この状態は、電極を掃除するために真空中で２５００℃
で加熱した後でも変わらなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は高圧ナトリウム放電ランプの一部断面側面図 第２図は高圧水銀放電ランプの縦断面略図第３図は電極
の側面図である。 ■、１１・・・ランプ容器　　２．１２・・・電極３、
１３ａ、　１３ｂ・・・電流供給導電体４、１４．２４
・・・電極ロッド ６、１６．２６・・・らせんコイル ７・・・外球　　　　　　２７．３７・・・第１層のタ
ーン２８、３８・・・第２層のターン ３２、３３・・・破断面 先？ 日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空気密封止され、イオン化ガスを充填され、ラン
   プ容器内に突出する電極を備えた半透明のランプ容器を
   有し、前記の電極は、ランプ容器の壁を貫通して外部に
   延在する電源供給導体と接続され、前記の電極は夫々主
   としてタングステンのロッドを有し、このロッドは、ラ
   ンプ容器内に突出した端近くにタングステンのらせんコ
   イルを有し、第１層のターンはロッドの周囲にあり、第
   ２層のターンは第１層のターンを取囲むように配設され
   、らせんコイルは前記のロッドに固定され、このらせん
   コイルの線は、端面を有する端をもった、高圧ガス放電
   ランプにおいて、第１層のターンは第２層のターンと一
   体であり、この第２層のターンは線に捩れをもって第１
   層の周囲に巻回され、この第１層も線に捩れをもって巻
   回され、捩れを有する各ターンの線の捩れは、関係のタ
   ーンが電極の周囲に延在する方向と同じ方向を有するこ
   とを特徴とする高圧ガス放電ランプ。 ２、少なくとも第２層のターンの線端は、端面として破
   断面を有する特許請求の範囲第１項記載の高圧ガス放電
   ランプ。