(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内の電極を支持する電極支持棒と、
前記電極支持棒が挿通され、封止管と溶着するガラス管と、
前記電極支持棒が接続され、軸方向に沿って配設された金属箔と前記電極支持棒と電気的に接続させる導電性円板部材と、
前記導電性円板部材の外周面を覆う巻き箔とを備え、
前記巻き箔が、軸方向に沿って前記金属箔の端部および前記導電性円板部材を超えて前記ガラス管まで延びており、
前記巻き箔の電極側端部が、前記封止管と前記ガラス管との間に介在することを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記導電性円板部材と、前記封止管と、前記ガラス管との間に形成された隙間に、前記巻き箔が露出していることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
発光管内の電極を支持する電極支持棒と、
前記電極支持棒が挿通され、封止管と溶着するガラス管と、
前記電極支持棒が接続され、軸方向に沿って配設された金属箔と前記電極支持棒とを電気的に接続させる導電性円板部材と、
前記導電性円板部材の外周面を覆う巻き箔とを備え、
前記巻き箔の電極側端部が、軸方向に沿って前記金属箔の端部および前記導電性円板部材よりも電極側に位置し、
前記巻き箔の電極側端部が、径方向に沿って前記導電性円板部材外周面よりも軸側に位置することを特徴とする放電ランプ。
【請求項４】
前記電極支持棒が挿通され、前記導電性円板部材と前記ガラス管との間に接触配置される円板箔とをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項５】
外部の電源と電気的に接続されたリード棒と、
前記リード棒が挿通され、封止管と溶着するガラス管と、
前記リード棒が接続され、軸方向に沿って配設された金属箔と前記リード棒とを電気的に接続させる導電性円板部材と、
前記導電性円板部材の外周面を覆う巻き箔とを備え、
前記巻き箔が、軸方向に沿って前記金属箔の端部および前記導電性円板部材を超えて前記ガラス管まで延びており、
前記巻き箔の電極反対側端部が、前記封止管と前記ガラス管との間に介在することを特徴とする放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管両端に連設される封止管内に電極保持構造を設けた放電ランプに関し、特に、放電ランプの封止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショートアーク型等の放電ランプでは、電極を封じた発光管の両端にガラス製の封止管が一体的に形成されており、封止管内では、電極を支持する電極支持棒が筒状ガラス管によって保持される。金属箔による封止構造では、封止管を熱によって縮径させ、封止管をガラス管と溶着させる。これにより、金属箔が封着され、発光管内が気密状態になる。
【０００３】
半導体、液晶製造分野では、生産効率を向上させるため、ショートアーク型放電ランプの大電力化が進んでいる。そのため、定格電力の大きな放電ランプでは、電極支持棒に金属リングなどの環状部材を固定させ、複数の金属箔を環状部材に溶着させる。そして、金属箔、環状部材、電極支持棒を介して電力が電極に供給される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
金属リングなどの熱膨張率は、ガラス管と異なる。そのため、封止工程でガラス管に封止管を溶着させると、環状部材とガラス管の接触面付近に歪みが生じ、この歪みがランプ破裂の原因となる。このような歪みの発生を防ぐため、例えば、環状部材の両面に同じ寸法同サイズの金属製円板箔を配置させ、ガラス部材と環状部材との溶着を防ぐ（特許文献２、３参照）。
【０００５】
また、ガラスから成る封止管と金属リングが接触すると、封止工程において径方向熱膨張率の違いから封止管に応力がかかる。そのため、金属リングを覆うように巻き箔を設け、金属リングが封止管と接触するのを防ぐ（特許文献４参照）。巻き箔は金属リング周りだけを覆い、巻き箔の電極側端部は金属リングを超えず、電極側ガラス管まで延びていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１１５４１４号公報
【特許文献２】特開平８−３１５７８０号公報
【特許文献３】特開２０００−５８０００号公報
【特許文献４】特開２０１０−１９８９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガラス管、金属リング等は、加工作業において面取り作業などを行なうため、その周縁部分は僅かに丸みを帯びている。そのため、封止工程後に、金属リング、電極側ガラス管、封止管との間には微小な隙間が生じる。この隙間は、ガラスを熱して軟化させることにより成形されるので、その形状は安定せず、電極側ガラス管と封止管との間にクサビ状の隙間が生じやすい。
【０００８】
この隙間の圧力は、電極支持棒、金属リングとガラス管、封止管との間で完全な密着状態にならないことから、放電空間内圧力と等しくなる。そのため、ランプ点灯時に、金属リングと電極側ガラス管との径方向熱膨張率の違いによって応力が生じると、クサビ状の隙間部分からクラックが発生し、封止管の破裂を招く恐れがある。
【０００９】
したがって、熱膨張率の差によって生じる応力に起因した封止管の破裂を防ぐことが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放電ランプは、発光管内の電極を支持する電極支持棒と、電極支持棒が挿通され、石英ガラスなどから成る封止管と溶着するガラス管と、電極支持棒が接続され、軸方向に沿って配設された金属箔と電極支持棒とを電気的に接続させる導電性円板部材とを備える。
【００１１】
例えば、放電ランプはショートアーク型放電ランプとして構成される。導電性円板部材としては、ここでは穴のない板上部材あるいは穴のある環状部材を構成することが可能であり、例えば金属リングなどを電極支持棒に挿通させる。
【００１２】
導電性円板部材とガラス管との間には、円板箔を接触配置させ、電極支持棒が円板箔に挿通するようにしてもよい。例えば、円板箔は、薄い金属箔によって構成することができる。
【００１３】
本発明の放電ランプは、導電性円板部材の外周面を覆う金属箔等の巻き箔を備える。そして、巻き箔の電極側端部は、軸方向に沿って金属箔端部および導電性円板部材よりも電極側に位置する。
【００１４】
本発明では、巻き箔が金属箔さらには導電性円板部材を超えてガラス管にまで延びており、巻き箔の電極側端部（周縁部）は、導電性円板部材の外周面の軸方向範囲に収まらない。これにより、ガラス管と導電性円板部材の熱膨張率の差によって応力が生じても、ガラス管と導電性円板部材との境界部分で発生する応力が、可撓性があって柔軟性のある巻き箔によって吸収される。
【００１５】
特に、面取り加工などを行なうと、導電性円板部材、封止管、そしてガラス管との間に隙間、空隙が周方向に沿って形成される。しかしながら、巻き箔が露出している構成であれば、放電空間内の圧力が空隙に通じていても、封止管に直接応力がかかるのを防ぐことができる。また、面取り加工に関係なく、円板箔を設けた場合にも大きな空隙、隙間が形成されるが、巻き箔によって封止管に応力が集中することを防ぐことができる。
【００１６】
また、巻き箔の電極側端部が、径方向に沿って導電性円板部材外周面よりも軸側に位置する、すなわち、巻き箔の電極側端部が軸側に近付くように構成することができる。これによって、封止工程において、巻き箔の電極側端部が封止管外周側に向かって入り込む構成となることを防ぎ、封止管へ応力が集中することによるクラック発生を確実に防ぐ。
【００１７】
一方、本発明の他の局面による放電ランプは、封止管端部側の封止構造を特徴とし、外部の電源と電気的に接続された棒（ここでは、リード棒という）と、前記リード棒が挿通され、封止管と溶着するガラス管と、前記リード棒が接続され、軸方向に沿って配設された金属箔と前記リード棒とを電気的に接続させる導電性円板部材と、前記導電性円板部材の外周面を覆う巻き箔とを備え、前記巻き箔の電極反対側端部が、軸方向に沿って前記金属箔の端部および前記導電性円板部材よりも電極反対側に位置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、点灯中、封止管においてクラックが発生するのを防ぎ、信頼性の高い封止構造をもった放電ランプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態であるショートアーク型放電ランプの概略的断面図である。
【図２】陽極側封止管の概略的断面図である。
【図３】図２の内側金属リング付近を拡大して示した断面図である。
【図４】図３の外側巻き箔付近を拡大して示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態であるショートアーク型放電ランプの概略的断面図である。図２は、陽極側封止管の概略的断面図である。
【００２２】
ショートアーク型放電ランプ１０は、石英ガラスから成る球状発光管１２内に陽極１４、陰極１６を対向配置させたランプであり、発光管１２の両端には、石英ガラスの封止管２０、６０が対向するように連設されている。封止管２０、６０の両端は、口金８０Ａ、８０Ｂで塞がれている。
【００２３】
封止管２０、６０の内部には、陽極１４、陰極１６を支持するとともに、発光管１２内の放電空間１１を封止するパーツ（以下、マウント部品という）１８Ａ、１８Ｂがそれぞれ封入されている。また、放電空間１１には、水銀および希ガスが封入されている。
【００２４】
図２に示すように、封止管２０内部には、陽極１４を支持する電極支持棒２２が設けられ、電極軸Ｅ（封止管軸）の方向に沿って配設されている。電極支持棒２２は、円筒状の肉厚ガラス管（以下、電極側ガラス管という）２４に形成された軸穴２４Ａに挿通され、電極側ガラス管２４によって保持される。電極側ガラス管２４の発光管側端部には、封止管２０との溶着を確実にするため、円筒状の凹部２４Ｂが形成されている。
【００２５】
電極支持棒２２は、封止管２０の端部まで延びておらず、所定間隔を置いて金属製のリード棒２８が同軸的に対向配置されている。電極支持棒２２、リード棒２８は、円筒状のガラス管（以下、封止管端部側ガラス管という）３４の両端に設けた挿入穴に軸挿され、封止管端部側ガラス管３４は、電極支持棒２２、リード棒２８を保持する。リード棒２８は、電源部（図示せず）と繋がった外部のリード線（図示せず）に接続されている。
【００２６】
封止管端部側ガラス管３４の両端には、金属リング２６、３２がそれぞれ配置され、電極支持棒２２、リード棒２８は金属リング２６、３２の軸穴２６Ａ、３２Ａに溶接されている。発光管１２に近い金属リング（以下、内側金属リングという）２６は、ディスク状の円板箔４２、４４に挟まれており、他方の金属リング（以下、外側金属リングという）３２も同様に、ディスク状の円板箔（図示せず）を介して挟まれている。
【００２７】
内側金属リング２６と外側金属リング３２の間には、複数の帯状金属箔３６が封止管端部側ガラス管３４の外表面に沿って軸方向に延び、その両端は、内側金属リング２６、外側金属リング３２の外周面に溶接されている。外側金属リング３２は、リード棒２８と金属箔３６とを電気的に接続させ、内側金属リング２６は、帯状金属箔３６と電極支持棒２２とを電気的に接続させる。これにより、電源部と接続するリード棒２８から陽極１４へ電力が供給される。
【００２８】
内側金属リング２６の両面に配置された円板箔４２、４４は電極支持棒２２に挿通されており、それぞれ封止管端部側ガラス管３４、電極側ガラス管２４と密接している。円板箔４２は内側金属リング２６の封止管端部側表面と圧接し、円板箔４４は内側金属リング２６の発光管側表面と圧接している。
【００２９】
内側金属リング２６の外周面上には、筒状に巻かれた外側巻き箔４６が設けられており、内側金属リング２６とともに金属箔３６の電極側端部を覆っている。一方、電極側ガラス管２４の軸穴２４Ａと電極支持棒２２との間には、内側巻き箔が巻かれている（ここでは図示せず）。
【００３０】
封止管２０は、封止工程時にガスバーナーなどで熱せられることによって縮径し、電極側ガラス管２４、封止管端部側ガラス管３４、固定ガラス管２９と溶着している。これにより、封止管２０内部が封止され、電極側ガラス管２４、内側金属リング２６、外側金属リング３２、封止管端部側ガラス管３４、そして固定ガラス管２９を含むマウント部品１８Ａが、軸方向に動かないように固定される。なお、陰極側封止管６０も同様に構成されている。
【００３１】
図３は、図２の内側金属リング付近を拡大して示した断面図である。図４は、図３の外側巻き箔付近を拡大して示した図である。図３、４を用いて、外側巻き箔の配置構成について説明する。
【００３２】
金属箔３６は、軸方向に沿って内側金属リング２６の外周面の軸方向範囲Ｔまでしか延びていない。外側巻き箔４６は、金属箔３６および内側金属リング２６と密着するように内側金属リング２６周りに巻き回されている。これにより、内側金属リング２６、および金属箔３６の電極側端部は、封止管２０と直接接触していない。
【００３３】
さらに外側巻き箔４６は、内側金属リング２６の外周面の軸方向範囲Ｔを超え、電極側ガラス管２４まで延びている。したがって、外側巻き箔４６の電極側端部（周縁部）４６Ｔは、電極軸Ｅに沿って金属箔３６さらには内側金属リング２６よりも電極側、発光管側に位置する。
【００３４】
このように、外側巻き箔４６は、電極側端部４６Ｔから他方の端部４６Ｓに渡る幅をもち、内側金属リング２６の軸方向範囲Ｔ、すなわちリングの厚さよりも十分に長い。このような構成により、封止管のクラック発生を防ぐことができる。
【００３５】
詳述すると、内側金属リング２６の電極側側面と接する円板箔４４は、電極側ガラス管２４よりも径が小さい。そのため、円板箔４４の周囲には、空隙、隙間が僅かに形成されている。それに加え、内側金属リング２６、電極側ガラス管２４の面取り等の加工作業により、断面が楔状の大空隙、隙間Ｓが周方向に沿って形成されている。
【００３６】
図４には、内側金属リング２６、電極側ガラス管２４、封止管２０との間に形成される隙間Ｓが図示されている。面取り加工によって内側金属リング２６、電極側ガラス管２４の周縁部は丸みを帯びており、エッジ状になっていない。
【００３７】
そして、この隙間Ｓの圧力は、放電空間内の圧力と等しい。これは、電極支持棒２２と電極側ガラス管２４との間に内側巻き箔４８が設けられていることにより（図３参照）、材質、熱膨張率等の異なる電極側ガラス管２４と電極支持棒２２、円板箔４４、そして内側巻き箔４８とは完全に密着せずに隙間が生じる結果、隙間Ｓは放電空間１１と連通するためである。
【００３８】
このように大きな圧力のある隙間Ｓが形成されながらも、外側巻き箔４６が隙間Ｓに露出することで封止管２０が隙間Ｓに面していないため、隙間の形状は安定し、クサビ状の隙間が生じることがなく、封止管に直接圧力がかからない。また、外側巻き箔４６は、その電極側端部４６Ｔが封止管２０と電極側ガラス管２４との間に介在するように巻き回されており、電極側端部４６Ｔの電極軸Ｅからの距離Ｒ１は、内側金属リング外周面２０Ｍの電極軸Ｅからの距離Ｒ０よりも短い。すなわち、電極側端部４６Ｔは、径方向に沿って内側金属リング外周面２０Ｍよりも電極軸に近い位置にある。
【００３９】
このような構成は、内側金属リング２６の外径よりも電極側ガラス管２４の外径を小さくマウント部材として用いることで形成することができる。また、内側金属リング２６と電極側ガラス管２４の外径を略同一として、封止工程において電極側ガラス管の外径を縮径することによっても形成することができる。このような構成とすることで、封止工程において、電極側端部４６Ｔが封止管の外周面側に向かって入り込むことを防ぎ、電極側端部４６Ｔを起点としたクラック発生を防ぐことができる。
【００４０】
したがって、封止工程において封止管素材を縮径したときにクサビ状の隙間が生じることがなく、ランプ点灯・消灯時などの径方向の熱膨張率の相違によって内側金属リング２６と封止管２０との間に応力が生じても、可撓性のある外側巻き箔４６が変形によって応力を吸収するため、隙間Ｓを起点としたクラック発生を防ぐことができる。また、内側金属リング２６付近では、電極側ガラス管２４、内側金属リング２６、そして金属箔３６すべてと密接しながらこれらをカバーしているため、内側金属リング２６およびその近辺から封止管側へかかる応力集中を抑えることができる。
【００４１】
このように本実施形態によれば、放電ランプ１０の封止管２０内において、金属箔３６と溶接する内側金属リング２６が電極支持棒２２と挿通させた状態で接合しており、内側金属リング２６の周囲には外側巻き箔４６が巻かれている。外側巻き箔４６は、内側金属リング２６を越えて電極側ガラス管２４まで延在し、外側巻き箔４６の電極側端部４６Ｔは、内側金属２６よりも電極軸Ｅに沿って電極側に位置する。
【００４２】
なお、内側金属リング２６の側面に円板箔４２、４４を設けない構成にしてもよい。また、内側金属リング以外の導電性円板部材を金属箔および電極支持棒との間に介在させてもよい。外側巻き箔は、金属以外の導電性、あるいは絶縁性物質など任意の材料で構成してもよい。
【００４３】
また、外側金属リング３２に同様の外側巻き箔を構成してもよい。この場合、外側巻き箔の電極反対側端部は、金属箔３６の電極反対側端部、そして外側金属リング３２を越えて、環状の固定ガラス管２９、口金８０Ａ側にまで延びるように構成される。
【符号の説明】
【００４４】
１０  放電ランプ
１１  放電空間
１２  発光管
２０  封止管
２２  電極支持棒
２４  電極側ガラス管（ガラス管）
２６  内側金属リング（導電性円板部材）
２９  固定ガラス管（ガラス管）
３２  外側金属リング（導電性円板部材）
３４  封止管端部側ガラス管
３６  金属箔
４２、４４  円板箔
４６  外側巻き箔（巻き箔）
４８  内側巻き箔
【図１】
0005840432.tif 000002
【図２】
0005840432.tif 000003
【図３】
0005840432.tif 000004
【図４】
0005840432.tif 000005