Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
QUARTZ VALVE FOR DOUBLE ENDED DISCHARGE LAMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/028243
Kind Code:
A1
Abstract:
A production cost of a double ended discharge lamp is reduced while keeping lamp characteristics and a lamp lifetime equivalent to those when a quartz bulb is made of high purity quartz. The quartz bulb (1) is constituted in such a way that a pair of straight tube portions (2A, 2B) formed by communicating sealing tubes (4A, 4B) for sealing an electrode mount (M) with supply/exhaust tubes (5A, 5B) that are cut off after sealing is formed on the opposite end sides of a chamber (3) that becomes a light emitting portion. In the quartz valve, quartz tube end portions (1A, 1B) including the whole or a part of the supply/exhaust tubes (5A, 5B) are formed continuously at the quartz tube central portion (1C) including a portion that forms the inner surface (3a) of the chamber entirely, and one or both of the quartz tube end portions (1A, 1B) are made of lower purity quartz compared with that of the quartz tube central portion (1C).

Inventors:
OHKAHARA, Makoto (LTD. Saitamaseisakusyo 1-1 Ichiriyamamachi Gyoda-sh, Saitama 05, 3618505, JP)
大河原 亮 (〒05 埼玉県行田市壱里山町1-1 岩崎電気株式会社 埼玉製作所内 Saitama, 3618505, JP)
Application Number:
JP2008/059656
Publication Date:
March 05, 2009
Filing Date:
May 26, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
IWASAKI ELECTRIC CO., LTD. (12-4, Shiba 3-chome Minato-k, Tokyo 14, 1050014, JP)
岩崎電気株式会社 (〒14 東京都港区芝三丁目12番4号 Tokyo, 1050014, JP)
OHKAHARA, Makoto (LTD. Saitamaseisakusyo 1-1 Ichiriyamamachi Gyoda-sh, Saitama 05, 3618505, JP)
International Classes:
H01J61/30; H01J61/86
Attorney, Agent or Firm:
SAWANO, Katsufumi et al. (SAWANO & ASSOCIATES, Co-op Olympia 21135-3, Jingumae 6-chom, Shibuya-ku Tokyo, 150-0001, JP)
Download PDF:
Claims:
 石英管の長手方向両端側に形成される一対の直管部の間に発光部となるチャンバが形成され、前記直管部は、チャンバ側の部分が電極マウントを挿入した状態でチャンバを気密封止する封止管に形成されると共に、先端側の部分が封止管の封止後に切断除去される給排気管に形成されたダブルエンド型放電ランプ用石英バルブにおいて、
 前記封止管を気密封止したときに少なくともチャンバ内面を形成する部分を全て含む石英管中央部と、前記給排気管の全部又は一部を含む石英管端部とが連続して形成されると共に、一方又は双方の石英管端部が、石英管中央部より低純度の石英で形成されたことを特徴とするダブルエンド型放電ランプ用石英バルブ。
 前記石英管は、一方の石英管端部と、石英管中央部及び他方の石英管端部を一体成形した部分の2ピースで形成され、一方の石英管端部が石英管中央部を含む部分より低純度の石英で形成された請求項1記載のダブルエンド型放電ランプ用石英バルブ。
 前記石英管が、石英管中央部と、その両側に形成される直管部先端側の石英管端部の3ピースで形成され、双方の石英管端部が、石英管中央部より低純度の石英で形成された請求項1記載のダブルエンド型放電ランプ用石英バルブ。
 
 
Description:
ダブルエンド型放電ランプ用石 バルブ

 本発明は、中間に発光部となるチャンバ 形成された石英管の両端側に、封止管と給 気管とを連通して成る直管部が形成された ブルエンド型放電ランプ用石英バルブに関 る。

 現在自動車用の前照灯やプロジェクタ用 バックライトなど一般的に使用されている ブルエンド型の高圧放電ランプは、放電管 肉厚分布が不均一であると、高温、高圧で 動作中に破裂に至るおそれが生ずるため、 光部に排気管残部(チップ)のない肉厚分布 均一な石英バルブを用いており、その石英 ルブにはチップが形成されないことからチ プレスランプとも称されている。

 このダブルエンド型放電ランプ用石英バル 51は、例えば図6(a)に示すように、一本の石 管の長手方向両端側に形成される一対の直 部52A、52Bの間に発光部となるチャンバ53が 成されている。
 前記直管部52A、52Bは、チャンバ53側の部分 電極マウントMを挿入した状態でチャンバ53 気密封止する封止管54A、54Bに形成され、開 端側の部分が封止管54A、54Bの封止後に切断 去される給排気管55A、55Bに形成されており 封止前はチャンバ53の余剰ガス及び封入ガス の給排気流路として機能する。

 そして、ランプ製造時は、石英バルブ51の 方の直管部52Bの先端を予め閉じておき、図6( b)に示すように、他方の直管部52Aの開口端を に向けた状態で、リード線56の先端側にモ ブデン箔57を介してタングステン電極58を溶 した前記電極マウントMを挿入した後、給排 気管55Aを真空ポンプ(図示せず)に接続して、 英バルブ51内部の空気を導出し、アルゴン スなどの不活性ガスを充填する。
 次いで、図6(c)に示すように給排気管55Aの上 端開口部をバーナ59により仮封止した後、図6 (d)に示すようにバーナ59を下から上へ移動さ ながら封止管54Aを加熱すると、図6(e)に示す ように一方の電極マウントMが気密封止され 。

 次いで、上下を反転させて、図6(f)に示す ように直管部52Bの先端を開口させ、上方から 他方の電極マウンド52を挿入して、図6(b)~(d) 同様の工程を繰り返し行うと、図6(g)に示す うにチャンバ53内に一対の電極58を対向配設 させた状態で石英バルブ51両端の各封止管54A, 54Bが気密封止される。

 そして最後に、図6(h)に示すように、各封止 管54A,54Bからリード線57を露出させるようにし て、これに連通する給排気管55A、55Bを切断除 去すれば、高圧放電ランプLが完成する。

特許第3653195号公報

 このように、石英バルブ51は、チャンバ53 の両側に封止管54A、54Bが形成されているだけ では足りず、さらに、電極マウントMを石英 ルブ内に支持させたり、チャンバ内部を真 にしたり不活性ガスを供給するために、封 管54A、54Bに連通する給排気管55A、55B部分が 要となり、その長さは、最終的に製品とな 放電ランプより非常に長い。

 一方、近年プロジェクタ用のバックライト して使用される高圧放電ランプは、例えば 容積80mm 3 に対し16.5mgの水銀を封入し(約0.205mg/mm 3 )、ランプ電力125Wで点灯しており、従来の一 照明用の水銀ランプと比較して極めて小さ ランプに高い密度の水銀を封入し、高い管 負荷にて点灯している。

特許第3216877号公報

 このように高い管壁負荷にて点灯すること より高い効率を得ているが、高温・高圧に 動作させているため、電極材や石英材に含 れる不純ガス及び不純物がランプ寿命に大 な影響を与える。
 このため、ランプの高効率化を達成すると に、長い寿命を得るために、高純度の電極 を使用するだけでなく、石英バルブに高純 の石英が使用されるようになってきている 、このような高純度の石英は、従来の石英 比して格段に高価になっている。

 特に、上述したようなチップレスランプ 製造する場合、その両端部を切断する関係 、石英バルブは実際のランプより十分に長 形成しておかなければ成らず、最終的には り取り捨てられてしまう部分にも極めて高 な純度の高い石英管を使用しなければなら いため材料費が嵩むという問題があった。

 そこで本発明は、高純度石英で石英バル を形成する場合に比して、同等のランプ特 及びランプ寿命を有し、且つ、材料費を低 できるようにすることを技術的課題として る。

 この課題を解決するために、本発明は、石 管の長手方向両端側に形成される一対の直 部の間に発光部となるチャンバが形成され 前記直管部は、チャンバ側の部分が電極マ ントを挿入した状態でチャンバを気密封止 る封止管に形成されると共に、先端側の部 が封止管の封止後に切断除去される給排気 に形成されたダブルエンド型放電ランプ用 英バルブにおいて、
 前記封止管を気密封止したときに少なくと チャンバ内面を形成する部分を全て含む石 管中央部と、前記給排気管の全部又は一部 含む石英管端部とが連続して形成されると に、一方又は双方の石英管端部が、石英管 央部より低純度の石英で形成されたことを 徴としている。

 本発明によれば、純度が異なる二種類の石 を用いて、チャンバ内面を形成する部分を て含む石英管中央部を高純度石英で形成さ 、その両側に連続される石英管端部が低純 石英で形成される。
 石英管端部は、切断除去される給排気管の 部または少なくともその一部を含み、その 分が材料費の安い低純度石英で形成される で、その分製造コストが低減される。
 この場合に、チャンバ内面を構成する石英 中央部は高純度の石英で形成されるので、 灯中の高温により石英に含まれる不純物が 光空間内に析出したり、早期に発光部内面 石英管に白濁(失透)が発生したりすること なく、高純度石英のみを用いて発光管を形 した場合と全く同様のランプ特性を有する けでなく、ランプ寿命に関しても同様に長 命化を満足することができる。

 本例では、高純度石英で石英バルブを形成 る場合に比して、同等のランプ特性やラン 寿命を維持したまま、製造コストを低減で るようにするという目的を達成するため、
 石英管の長手方向両端側に形成される一対 直管部の間に発光部となるチャンバが形成 れ、前記直管部は、チャンバ側の部分が電 マウントを挿入した状態でチャンバを気密 止する封止管に形成されると共に、先端側 部分が封止管の封止後に切断除去される給 気管に形成されたダブルエンド型放電ラン 用石英バルブにおいて、
 前記封止管を気密封止したときに少なくと チャンバ内面を形成する部分を全て含む石 管中央部と、前記給排気管の全部又は一部 含む石英管端部とが連続して形成されると に、一方又は双方の石英管端部を、石英管 央部より低純度の石英で形成した。

 以下、本発明を図面に示す実施例に基づい 説明する。
 図1は本発明に係るダブルエンド型放電用石 英バルブの一例を示す説明図である。
図2は電極マウントを封着した状態を示す説 図である。
図3は給排気管を切断した状態を示す説明図 ある。
図4~5は他の実施形態を示す説明図である。

 図1に示すダブルエンド型放電ランプ用石英 バルブ1は、石英管の長手方向両端側に形成 れる一対の直管部2A、2Bの間に発光部となる ャンバ3が形成されている。
 直管部2A、2Bは、チャンバ3側の部分が電極 ウントMを挿入した状態でチャンバを気密封 する封止管4A、4Bに形成されると共に、先端 側の部分が封止管4A、4Bの封止後に切断除去 れる給排気管5A、5Bに形成されている。
 なお、給排気管5A、5Bは、ランプ製造時にお いて真空ポンプなどの排気系(図示せず)及び 入ガス供給系(図示せず)に接続され、封止 にはチャンバ3の余剰ガスの排気流路及び封 ガスの給気流路として機能する。

 また、石英バルブ1は、封止管4A、4Bを気密 止したときに少なくともチャンバ内面3aを形 成する部分を全て含む石英管中央部1Cと、そ 両側に連続して形成される直管部先端側の 英管端部1A及び1Bの3ピース構造となってお 、双方の石英管端部1A及び1Bが石英管中央部1 Cより低純度の石英で形成されている。
 石英管中央部1Cの長さは、必要に応じて、 1(a)に示すようにチャンバ3及び封止管4A、4B 合わせた長さより短くしたり、図1(b)に示す うに等しくしたり、図1(c)に示すように長く したり、任意に選択可能である。
 石英管中央部1Cの長さがチャンバ3及び封止 4A、4Bを合わせた長さ以下であれば、給排気 管5A、5Bの全部が石英管端部1A及び1Bに含まれ チャンバ3及び封止管4A、4Bを合わせた長さ り長ければ、給排気管5A、5Bの一部が石英管 部1A及び1Bとなる。

 例えば、石英バルブ1の全長=280mm、チャン バ3及び封止管4A、4Bを合わせたランプ長さ=80m m、封止後に切断除去される給排気管5A、5Bの さが100mmに設計されている場合に、図1(a)に す石英バルブ1は、石英管中央部1Cの長さ=約 20mm、石英管端部1A及び1Bの長さ=130mm、図1(b)に 示す石英バルブ1は、石英管中央部1Cの長さ= 80mm、石英管端部1A及び1Bの長さ=100mm、図1(c) 示す石英バルブ1は、石英管中央部1Cの長さ= 160mm、石英管端部1A及び1Bの長さ=60mmである

 この石英バルブ1を製造する際は、石英管中 央部1Cとなる部分に内径2mm、外径6mm、所定長 の高純度石英管(例えばフィリップス社製PH3 70等)が用いられ、その両端の石英管端部1A及 1Bとなる部分には、石英純度が低く石英管 央部1Cと内外径が等しい所定長さの一般ラン プ用石英管(フィリップス社製PH300等)が用い れ、これらを融着して一本の石英管を形成 る。
 次いで、この石英管を成形用モールドにセ トし、チャンバ3となる部分を加熱しながら 内圧を加えることにより、この部分を外径10m m、内径4mmの概略回転楕円状に膨らませるこ で発光部となるチャンバ3が形成される。
 これにより、石英管中央部1Cの長さに応じ 、切断除去される給排気管5A,5Bの全部又は一 部が低純度石英で形成されることとなる。

 以上が本発明の一構成例であって、次にそ 作用について、ダブルエンド型放電ランプ 製造工程に基づき説明する。なお、図6と重 複する工程についてはその詳細説明を省略す る。
 まず、図1(a)~(c)に示すように石英バルブ1の 管部2Bの下端を熱加工などにより予め塞い おき、上方に向けられた他方の直間部2Aの開 口端から、リード線6の先端側にモリブデン 7を介してタングステン電極8が溶接された電 極マウントMを挿入し、図6(b)~(d)と同様の手順 で封止管5Aを封着した後、石英バルブ1を上下 反転させて図6(b)~(d)と同様の手順で反対側の 管部5Bに電極マウントMを封着する(図2(a)~(c) 照)。

 このように一対の電極マウントMの封着が完 了した後、図3(a)~(c)に示すように、各封止管4 A,4Bからリード線7の先端を露出させて、これ 連続する給排気管5A、5Bを切断除去すればダ ブルエンド型放電ランプLが完成する。
 切断された給排気管5A及び5Bは、その全部又 は一部が低純度石英で成形されているので、 当該部分全てを高純度石英で成形した場合に 比して製造コストが軽減される。

 図4はさらに他の実施例を示す。なお、図1 重複する部分は同一符号を付して詳細説明 省略する。
 本例のダブルエンド型放電ランプ用石英バ ブ11は、図4(a)~(c)に示すように、石英管中央 部11C及び一方の石英管端部11Bからなるメイン ピースP 1 と、他方の石英管端部11Aからなるサブピース P 2 の2ピース構造となっている点で実施例1と相 する。
 そして、メインピースP 1 が高純度石英で成形され、サブピースP 2 が低純度石英で成形されている。
 なお、メインピースP 1 の長さは、必要に応じて、図4(a)に示すよう チャンバ3及び一方の封止管4Bを合わせた長 より短くしたり、図4(b)に示すように等しく たり、図4(c)に示すように長くしたり、任意 に選択可能である。

 この石英バルブ11を用いて放電ランプを 造した場合、切断除去される給排気管5A及び 5Bのうち、一方の給排気管5Aの全部又は一部 低純度石英で形成することができるので、 該部分を全て高純度石英で成形する場合に して材料費が軽減され、ひいては、製造コ トを軽減することができる。

 図5はさらに他の実施例を示し、本例のダブ ルエンド型放電ランプ用石英バルブ21は、封 管4A及び4Bの封止後に切断除去される給排気 管5A,5Bの肉厚を薄く形成することにより、低 度石英の廃棄量をも減少させ、材料費の低 化を図ろうとするものである。
 図5(a)~(c)の上段は、石英管中央部21Cの長さ チャンバ3及び封止管4A、4Bを合わせた長さよ り短く形成され、石英管端部21A(21B)は、封止 4A(4B)部分の外径が太く、給排気管5A(25B)部分 が細く形成されている。
 図5(a)~(c)の下段は、石英管中央部21Cの長さ チャンバ3及び封止管4A、4Bを合わせた長さに 等しく形成され、給排気管5B(5A)となる石英管 端部21B(21A)は、石英管中央部21Cの封止管4B(4A) 分に比して細く形成されている。

 この石英バルブ21を用いて放電ランプを 造する場合、まず、図5(a)に示すように石英 ルブ21の直管部2Bの下端を熱加工などにより 予め塞いでおき、上方に向けられた他方の直 間部2Aの開口端から、リード線6の先端側にモ リブデン箔7を介してタングステン電極8が溶 された電極マウントMを挿入し、図6(b)~(d)と 様の手順で封止管5Aを封着した後、石英バ ブ1を上下反転させて図6(b)~(d)と同様の手順 反対側の封止管5Bに電極マウントMを封着す (図5(b)参照)。

 そして最後に、このように一対の電極マウ トMの封着が完了した後、図5(c)に示すよう 、各封止管4A,4Bからリード線7の先端を露出 せて、これに連続する給排気管5A、5Bを切断 去すればダブルエンド型放電ランプLが完成 する。
 切断される給排気管5A及び5Bは、その全部又 は一部が低純度石英で形成されているだけで なく、封止管4A及び4Bに比して細く形成され いるので、石英の使用量が少なくて済み、 た、産業廃棄物として廃棄する石英の量も 少させることができるので、したがって、 の分の材料費が軽減され、ひいては、製造 ストを軽減することができる。
 また、同様に図1において石英管端部1A及び1 Bの肉厚を薄くすることによっても同様以上 効果が得られる。

 さらに、上記実施例1~3のいずれの場合も チャンバ内面を構成する石英管中央部1Cは 純度石英で形成されるので、点灯中の高温 より石英に含まれる不純物が発光空間内に 出したり、早期に発光部内面の石英管に白 (失透)が発生したりすることがなく、高純度 石英のみを用いて発光管を形成した場合と全 く同様のランプ特性を有するだけでなく、ラ ンプ寿命に関しても同様に長寿命化を満足す ることができる。

 以上述べたように、本発明は、チップレ タイプのダブルエンド型放電ランプを製造 る際に用いる石英バルブの用途に適用する とができる。

本発明に係るダブルエンド型放電ラン 用石英バルブの一例を示す説明図。 電極マウントを封着した状態を示す説 図。 給排気管を切断した状態を示す説明図 他の実施形態を示す説明図。 他の実施形態を示す説明図。 従来の石英バルブ及びこれを用いた放 ランプの組立工程を示す説明図。

符号の説明

1、11、21    ダブルエンド型放電ランプ用 英バルブ
1A、11A、21A 石英管端部 
1B、11B、21B 石英管端部 
1C、11C、21C 石英管中央部
2A、2B      直管部
3          チャンバ
3a         チャンバ内面
M          電極マウント
4A、4B      封止管
5A、5B      給排気管
L          ダブルエンド型放電ランプ
 
 




 
Previous Patent: PLASMA DISPLAY PANEL

Next Patent: MULTIPURPOSE ALBUM