(57)【要約】ランプに気体および／または他の物質を充填する方法。ランプは、少なくとも１つの管状ネック部（３、４）を有する、石英ガラスの管球容器（１）を含んでいる。導電手段（７、８、９）を含む部材（５、６）が、管状ネック部（３、４）内に挿入および封止される。封止処理の間、管球容器（１）の内部空間を外部と繋ぐため、部材（６）の外側表面と管状ネック部（４）の内側表面との間に、開通部（１０）が維持される。開通部（１０）を通じて、管球容器（１）に気体および／または他の物質が充填された後、開通部（１０）が閉じられる。
2006513550.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの管状ネック部を有する石英ガラスの管球容器を含むランプに、気体および／または他の物質を充填する方法であって、前記管状ネック部内に導電手段を含む部材が挿入および封止され、該封止処理の間、前記管球容器の内部空間を外部と繋ぐために、前記部材の外側表面と前記管状ネック部の内側表面との間に、開通部が維持され、該開通部を通じて前記管球容器に気体および／または他の物質が充填された後、該開通部が閉じられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ランプが、高圧放電ランプであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記部材が、前記管状ネック部内に封止される石英ガラスの本体部分を含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記部材が、前記本体部分内に埋め込まれたモリブデン箔の導電体と、該モリブデン箔の導電体に接続され、前記本体部分の外の１つの方向に延在する外側導電要素と、前記モリブデン箔の導電体に接続され、前記本体部分の外の反対方向に延在する電極棒とを含んでいることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記管球容器に２つの管状ネック部が設けられており、該管状ネック部の各々の中に１つの部材が挿入および封止され、該管状ネック部の一方に前記開通部が存在することを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記部材が、前記開通部を形成する凹部を除いて、実質的な円柱形状を有する前記管状ネック部の内部に対応する、実質的な円柱形状を有する石英ガラスの本体部分を含むことを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記開通部が、前記部材の前記外側表面上に設けられた凹部によって形成されることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記開通部が、前記部材の前記外側表面上に設けられた溝によって形成されることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
気体および／または他の物質が充填されたランプであって、少なくとも１つの管状ネック部を有する石英ガラスの管球容器を含み、該管状ネック部内に導電手段を含む部材が挿入および封止されており、該封止処理の間、前記管球容器の内部空間を外部と繋ぐために、前記部材の外側表面と前記管状ネック部の内側表面との間に開通部が維持され、該開通部を通じて前記管球容器に気体および／または他の物質が充填された後において、該開通部が閉じられたことを特徴とするランプ。
【請求項１０】
請求項１から９いずれか１項の中に記載された導電手段を含む部材であって、石英ガラスの本体部分と、該本体部分内に埋め込まれたモリブデン箔の導電体と、該モリブデン箔の導電体に接続され、前記本体部分の外の一方の軸方向に延在する外側導電要素と、前記モリブデン箔の導電体に接続され、前記本体部分の外の他方の軸方向に延在する電極棒とを含み、当該部材が管状ネック部内に挿入および封止された後において開通部を形成するために、当該部材の外側表面に、凹部が設けられていることを特徴とする部材。
【請求項１１】
前記本体部分が実質的な円柱形状を有し、該本体部分の円柱表面上に、該本体部分の軸方向の長さ全体に亘って延在する凹部が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの管状ネック部を有する石英ガラスの管球容器を含み、その管状ネック部内に導電手段を含む部材が挿入および封止されているランプと、そのようなランプに気体および／または他の物質を充填する方法とに関するものである。かかる方法が、米国特許ＵＳ−Ａ−３２０５３９５号に開示されている。
【０００２】
本発明に係るランプは、フィラメントを用いたランプ（たとえば、ハロゲンランプ）であってもよいし、対向する電極対を用いたランプ（たとえば、メタルハライドランプまたは高圧水銀ランプ）であってもよい。かかるランプは、１種類以上のガス（たとえば、Ａｒならびに／もしくはＸｅ）および／または１種類以上の物質（たとえば、Ｈｇならびに／もしくはハロゲン化金属）が充填された、石英ガラスの管球容器を有し得る。
【背景技術】
【０００３】
必要な気体および／または必要な他の物質を、ランプの管球容器に充填する方法としては、種々の既知の方法がある。１つの方法は、管状ネック部内に上記の部材を挿入および封止することにより管球容器が閉じられた後において管球容器の内部と外部とを繋ぐ、チップ管（すなわち排気管）を用いるいわゆるチップ管方式である。かかるチップ管を通じて管球容器が充填された後、封止処理によって、そのチップ管が管球容器近くの位置で閉じられ、その後、チップ管の余分な部分が除去される。ランプの管球容器を充填する別の１つの既知の方法は、チップ管を用いない、いわゆるチップレス方式である。このチップレス方式によれば、上記の部材が管状ネック部に挿入および封止される前に、管状ネック部を通じてランプの管球容器が充填される。いずれの充填方法も、欧州特許出願公開ＥＰ−Ａ−１０６５６９８号に記載されている。
【０００４】
いわゆるチップ管方式を採用すれば、導電手段を含む部材の精確な位置決めが容易に実現されるように、導電手段を含む部材を管状ネック部内に挿入および封止することが可能である。かかる精確な位置決めは、ランプの最適な発光を得るために重要である。充填処理は、上記の部材の挿入、位置決め、および封止処理の後に行われるので、部材の精確な位置決めを妨げることはあり得ない。しかしながら、チップ管方式を採用すると、チップ管の一部が管球容器上に残留し、管球容器の壁面が凹凸を有することとなる。この凹凸は、光の放射を乱し、かつ壁面の強度を低下させるという結果をもたらす。このことは問題を生じさせるかもしれず、とりわけコンパクトな高圧ランプの場合に問題を生じさせるかもしれない。
【０００５】
いわゆるチップレス方式を採用すれば、ランプの管球容器は、チップ管の残留物によるいかなる乱れもない、最適な形状を有し得る。上記の部材を管球容器の管状ネック部内に挿入および封止することにより管球容器が閉じられる前に、必要な気体および／または他の物質が管球容器に充填される。しかしながら、気体および／または他の物質を管球容器内に保持するために封止処理中に亘って管球容器を冷却するといったような、複雑な状況下で封止処理を行わなくてはならなくなる。
【０００６】
２つの部材が２つの管状ネック部内に封止されなくてはならない場合には、通常、管球容器に気体が充填される前に、一方の部材が挿入および封止され、必要な気体および／または他の物質が管球容器内に入れられた後に、他方の部材が挿入および封止される。実際上、そのような状況下で両方の部材の精確な相対的位置決めを実現し、かつネック部近くのバルブ形状部の適切な内部形状を維持することは、これまで困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ランプに気体および／または他の物質を充填する方法であって、ランプの管球容器の管状ネック部内に上記の部材が挿入および封止された後に、充填処理が行われる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、封止処理の間、管球容器の内部空間を外部と繋ぐために、上記の部材の外側表面と管状ネック部の内側表面との間に、開通部が維持され、その開通部を通じて管球容器に必要な気体および／または他の物質が充填された後、その開通部が閉じられる。開通部は、上記の部材の長さ全体に亘って延在しているが、閉じる際には、石英ガラスの適切な個所を局所的に熱することにより、その開通部の、気体を包含する管球容器に近い小さな一部分のみを封止して、その開通部を閉じれば十分である。
【０００９】
この方法を用いてランプの管球容器の充填を行うことにより、チップ管の残留物を何ら有さない管球容器が、結果として得られる。さらに、管球容器に必要な気体および／または他の物質が充填されるのに先立って、上記の部材を、精確な位置において、管状ネック部内に挿入および封止することが可能となる。また、この方法により、管球容器の気体および／または他の物質を包含する空間の、内側表面の予め決められた形状を、精確に実現することが可能となる。この形状は、ランプの最適な動作を保障するために重要である。
【００１０】
好ましくは、本発明は高圧放電ランプを製造するのに用いられ、その際、管球容器は、高い気体圧力に耐え得るようにされなくてはならない。また、最適な光の放射を実現するためには、２つの電極の精確な位置決め（電極間の相対的な位置決めおよび管球容器に対する位置決め）が不可欠である。
【００１１】
好ましくは、上記の部材は、管状ネック部内に封止される石英ガラスの本体部分を含んでおり、それにより、上記の部材は、電力を印加するための適切な導電手段を含んでいる。１つの好ましい実施形態では、上記の部材は、上記の本体部分内に埋め込まれたモリブデン箔の導電体と、そのモリブデン箔の導電体に接続され、上記の本体部分の外の１つの方向に延在する外側導電要素と、モリブデン箔の導電体に接続され、上記の本体部分の外の反対方向に延在する電極棒とを含んでいる。管球容器の管状ネック部内にかかる部材が挿入および封止された後の段階では、電極棒は、管球容器内の予め決められた位置に配され、外側導電要素は、ランプに電流を供給する接触子に接続される。
【００１２】
封止処理は、管球容器の適切な部分を熱することによって行われ得る。これにより、管状ネック部の、上記部材の本体部分の周囲の部分が収縮し、両方の部分（本体部分、および管球容器の管状ネック部）の石英ガラス材料が、溶け合って融着する。
【００１３】
１つの好ましい実施形態では、管球容器に２つの管状ネック部が設けられ、それら管状ネック部の各々の中に１つの部材が挿入および封止され、それら管状ネック部の一方に上記の開通部が存在するようにされる。好ましくは、２つの管状ネック部は、管球容器の対向する側において反対方向に延在させられる。１回の処理中において、２つの部材を挿入しその後封止することにより、２つの部材の精確な位置決め（部材間の相対的な位置決めおよび管球容器に対する位置決め）が実現される。
【００１４】
１つの好ましい実施形態では、上記の部材は、上記の開通部を形成する凹部を除いて、実質的な円柱形状を有する管状ネック部の内部に対応する、実質的な円柱形状を有する石英ガラスの本体部分を含む。
【００１５】
上記の凹部は、管状ネック部の内側表面上に設けられてもよいが、好ましくは、上記の部材の外側表面上に設けられた凹部によって開通部が形成される。これは、かかる部材の外側表面に設けられる凹部は、作製が容易なためである。凹部は、上記の部材の本体部分の実質的な円柱形状を有する外側表面が、平坦にされた個所であってもよいが、好ましくは、かかる本体部分の外側表面上に設けられた溝によって、開通部が形成される。この溝は、研削処理によって機械加工され得る、軸方向に延在する直線状の溝であってもよい。また、この溝は、０．１ｍｍと１ｍｍとの間の幅を有していてもよく、０．１ｍｍと１ｍｍとの間の深さを有していてもよい。好ましくは、両方の寸法とも、０．２ｍｍと０．５ｍｍとの間の寸法とされる。かかる溝は、部材と管状ネック部との石英ガラス材料が溶け合って融着させられる封止処理の間は、開通したままに維持される。より後の段階で、管状ネック部を局所的にさらに熱することにより、管球容器に必要な気体および／または他の物質が充填された後に、石英ガラス材料のさらなる溶融により開通部を閉じることができる。
【００１６】
本発明はさらに、気体および／または他の物質が充填されたランプであって、少なくとも１つの管状ネック部を有する石英ガラスの管球容器を含み、その管状ネック部内に導電手段を含む部材が挿入および封止されており、その封止処理の間、管球容器の内部空間を外部と繋ぐために、上記の部材の外側表面と管状ネック部の内側表面との間に開通部が維持され、その開通部を通じて管球容器に気体および／または他の物質が充填された後において、その開通部が閉じられたランプにも関するものである。
【００１７】
本発明はまた、導電手段を含む部材であって、石英ガラスの本体部分と、その本体部分内に埋め込まれたモリブデン箔の導電体と、そのモリブデン箔の導電体に接続され、上記の本体部分の外の一方の軸方向に延在する外側導電要素と、モリブデン箔の導電体に接続され、本体部分の外の他方の軸方向に延在する電極棒とを含み、当該部材が管状ネック部内に挿入および封止された後において開通部を形成するために、当該部材の外側表面に、凹部が設けられている部材にも関するものである。
【００１８】
１つの好ましい実施形態では、上記の本体部分が実質的な円柱形状を有するものとされ、その本体部分の円柱表面上に、その本体部分の軸方向の長さ全体に亘って延在する凹部が設けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、ある高圧放電ランプの実施形態の説明によって、本発明を説明する。図面は、この実施形態を単に概略的に表したものであり、関連する詳細部分をよりよく表すために、いくつかの寸法は正しい縮尺とされてはいない。
【００２０】
図１は、石英ガラスで作られた透明な管球容器１を示している。この管球容器１には、中央のバルブ形状部２と、そのバルブ形状部２の対向する側において、反対方向に延在する２つの管状ネック部３、４とが設けられている。管状ネック部３、４の各々には、導電手段７、８、９を含む部材５、６が付与されている。
【００２１】
これらの部材５、６は、実質的な円柱形状を有する、石英ガラスの本体部分を含んでいる。この実質的な円柱形状を有する本体部分内に、モリブデン箔７が完全に埋め込まれている。モリブデン箔７は、上記の本体部分の外の一方の軸方向に延在する外側導電要素８に接続されており、さらに、部材５、６の本体部分の外の他方の軸方向に延在する電極９にも接続されている。２つの電極９は、管球容器１のバルブ形状部２内部に延在している。
【００２２】
図１に示されているように、２つの部材５、６は、管状ネック部３、４に挿入され、その後封止される。これら２つの部材５、６を封止するため、管状ネック部３、４は局所的に２０００°Ｃを超える温度まで熱せられ、それにより、管状ネック部３、４の、部材５、６の周囲の適切な部分が収縮し、管状ネック部３、４と部材５、６の本体部分との石英ガラスが、溶け合って融着する。
【００２３】
この封止処理の後の段階では、管球容器１のバルブ形状部２内の空間は、部材６の本体部分の外表面上の溝１０によって形成された開通部を除いては、閉じられている。開通部１０は、部材６の直径に応じて、０．１ｍｍと１ｍｍとの間の直径を有していてもよい。図２および３は、２つの異なる観察方向から見た、溝１０が付与された部材６を示している。
【００２４】
必要であれば、封止処理後において適当なガスを開通部１０を通じて送ることにより、管球容器１のバルブ形状部２の内部を清浄にすることも可能である。その後、開通部１０を通じて、バルブ形状部２内の空間に、必要な気体および／または他の物質をポンプ充填し、次いで、開通部１０を閉じることによりその空間を閉じることができる。閉じられなくてはならないのは開通部１０の上記の空間近くの部分のみであり、その処理は、たとえばレーザー光線により、石英ガラスを局所的に熱することによって行われ得る。閉鎖処理を容易にするため、上記の熱処理を行う前に、石英ガラスの小片が開通部内に挿入されてもよい。
【００２５】
管状ネック部４は、ポンプ充填装置への接続を容易にするために、管状ネック部３よりも長く作られてもよい。バルブ形状部２を充填した後、外側導電要素８が管球容器１の外に延在するように、管状ネック部３、４の余分な部分が除去されてもよい。これらの外側導電要素８は、ランプが配される取付具内の電気接触手段と協働する、接触子としての役割を果たし得る。あるいは、外側導電要素８は、かかる接触子に接続されるものであってもよい。
【００２６】
１つの好ましい実施形態では、管状ネック部３、４から除去される部分は、最終的なランプにおいて、上記の部材の一方または両方の一部が、ランプのバルブを形成する管球容器の外に延在するようになるような、上記の部材の周囲の部分を含む。これにより、ランプに用いる石英ガラスの量が最小限に抑えられる。
【００２７】
外側導電要素８は、たとえばモリブデンで作られたものであり、電極棒９は、タングステンで作られたものであってもよい。外側導電要素８と電極棒９との間のモリブデン箔７は、０．０２ｍｍと０．０５ｍｍとの間の厚さ、１．５ｍｍと５ｍｍとの間の幅、および７ｍｍと２０ｍｍとの間の長さを有するものであってもよい。石英ガラス内に埋め込まれたモリブデン箔７は、これら材料の膨張係数のかなりの差にもかかわらず、大きな温度変化に対して耐性を有する導電体である。
【００２８】
上記の実施形態は単なる一例に過ぎず、たとえばフィラメント型ランプ等の他の種類のランプを含めて、極めて多くの他の実施形態が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の１つの実施形態の斜視図
【図２】導電手段を含む部材の側面図
【図３】図２に示した部材の正面図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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