專利名稱：高壓放電燈的制造方法、高壓放電燈和燈組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓放電燈的制造方法、高壓放電燈與燈組件。特別涉及制造用作一般照明、和反射鏡組合起來用在投影機(jī)上、及作汽車前照燈用的高壓放電燈的方法。
背景技術(shù)：
近年來，液晶投影機(jī)和DMD投影機(jī)等圖像投影裝置，作為實(shí)現(xiàn)大畫面圖像的系統(tǒng)而得到了廣泛的應(yīng)用，在這樣的圖像投影裝置中一般都使用高亮度的高壓放電燈?，F(xiàn)有的高壓放電燈1000的結(jié)構(gòu)示意地示于圖12中。例如日本國公開特許公報(bào)特開平2-148561號(hào)中就公開了圖12所示的燈1000，即所謂的超高壓水銀燈。
燈1000，包括由石英玻璃構(gòu)成的發(fā)光管(bulb)101，一對(duì)順著發(fā)光管101的兩側(cè)延長(zhǎng)的密封(seal)部102。發(fā)光管101的內(nèi)部(放電空間)封入有發(fā)光物質(zhì)(水銀)106，還有一對(duì)以鎢為材料的鎢電極(W電極)103相隔一定的間隔而對(duì)向配置。W電極103的一端與密封部102內(nèi)的鉬箔(Mo箔)104焊接在一起，W電極103和鉬箔104電氣連接在一起。由鉬構(gòu)成的外部導(dǎo)線(Mo棒)105電氣連接在Mo箔104的一端。需提一下，發(fā)光管101內(nèi)，除封入有水銀106外，還封入有氬(Ar)及少量鹵族元素。
下面，簡(jiǎn)單說明一下燈1000的工作原理。即，始動(dòng)電壓通過外部引線105與Mo箔104施加到W電極103、103間以后，氬(Ar)就開始放電，發(fā)光管101的放電空間內(nèi)的溫度就在該放電的作用下上升，水銀106因此而被加熱并氣化。這之后，水銀原子就在W電極103、103之間的電弧中心部被激發(fā)而發(fā)光。因燈1000的水銀蒸氣壓越高，所放出的光就越多，故水銀蒸氣壓越高，就越適合作圖像投影裝置的光源，但是，出于對(duì)發(fā)光管110的物理耐壓強(qiáng)度的考慮，在15～20MPa(150～200個(gè)大氣壓)這一范圍的水銀蒸氣壓下使用燈1000。
所述現(xiàn)有的燈1000的耐壓強(qiáng)度在20MPa左右，為進(jìn)一步提高燈的這種特性，技術(shù)人員們?cè)趶氖逻M(jìn)一步提高耐壓強(qiáng)度的研究、開發(fā)工作(例如，參看日本國公開特許公報(bào)特開2001-23570號(hào)公報(bào)等)。這是因?yàn)榻裉欤瑸閷?shí)現(xiàn)性能更高的圖像投影裝置，需要的是高輸出、高功率的燈。而為滿足這一要求，又要求燈的耐壓強(qiáng)度更高之故。
更詳細(xì)地說明的話，為抑制在為高輸出、高功率的燈的情況下，電極的蒸發(fā)隨著電流的增大變?cè)?，就有必要封入比通常情況還多的水銀，以提高燈的電壓。因?yàn)椋粝鄬?duì)燈的功率而言，所封入的水銀量不足的話，就不能夠把燈的電壓提高到必要的水平上，而會(huì)造成燈的電流增大，其結(jié)果就是電極提前蒸發(fā)，而得不到可實(shí)用的燈。換句話說，從實(shí)現(xiàn)高輸出的燈的角度來看，是提高燈的功率，制作電極間距比現(xiàn)有的燈的電極間距還短的短弧型燈就行了，但是，實(shí)際制作高輸出、高功率的燈時(shí)，必須提高耐壓強(qiáng)度，增加所封入的水銀量。在當(dāng)今的技術(shù)下，還沒有實(shí)現(xiàn)耐壓強(qiáng)度極高(例如，30MPa左右以上)、又實(shí)用的高壓放電燈。
本案的發(fā)明者們?cè)陂_發(fā)耐壓強(qiáng)度極高(例如，30MPa左右以上)的高壓放電燈上取得了成功，并將其在特愿2002-351524號(hào)說明書中公開。但是，可以看出，盡管是如此優(yōu)良的高壓放電燈，通過改良制造方法還是可以謀求進(jìn)一步的改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述問題而研究出來的。其主要目的，在于提供一種更為有效地制造具有高耐壓強(qiáng)度的高壓放電燈的方法。
本發(fā)明的高壓放電燈的制造方法，為包括管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管、保持所述發(fā)光管內(nèi)的氣密性的密封部的高壓放電燈的制造方法，包括以下工序準(zhǔn)備具有將成為高壓放電燈的發(fā)光管的發(fā)光管部、順著所述發(fā)光管部延長(zhǎng)的側(cè)管部的放電燈用玻璃管的工序；在所述發(fā)光管部?jī)?nèi)，導(dǎo)入溴化汞(HgBr2)的工序；和從所述側(cè)管部形成所述密封部的工序，形成所述密封部的工序包含將由其軟化點(diǎn)比構(gòu)成所述側(cè)管部的第一玻璃的軟化點(diǎn)還低的第二玻璃構(gòu)成的玻璃部件插到所述側(cè)管部?jī)?nèi)，接著再對(duì)所述側(cè)管部加熱以讓所述玻璃部件和所述側(cè)管部貼緊的工序；及在所述貼緊工序后，在比所述第二玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度高的溫度下，對(duì)至少包括所述玻璃部件和所述側(cè)管部的部分加熱的工序。
優(yōu)選是，所述加熱過程在比所述第一玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度低的溫度下實(shí)施。
在一較佳的實(shí)施方式中，所述玻璃部件，為由重量百分比15％以下的Al2O3及重量百分比4％以下的B二者中至少一個(gè)和SiO2構(gòu)成的玻璃管或者玻璃板。
本發(fā)明的其他高壓放電燈的制造方法，為包括管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管、一對(duì)順著所述發(fā)光管的兩端延長(zhǎng)的密封部的高壓放電燈的制造方法，包括以下工序準(zhǔn)備具有將成為高壓放電燈的發(fā)光管的發(fā)光管部、一對(duì)順著所述發(fā)光管部的兩端延長(zhǎng)的側(cè)管部的放電燈用玻璃管的工序；將由其軟化點(diǎn)比構(gòu)成所述側(cè)管部的第一玻璃的軟化點(diǎn)還低的第二玻璃構(gòu)成的玻璃管和至少含有電極棒的電極構(gòu)件，插到所述一對(duì)側(cè)管部中的一個(gè)側(cè)管部，接著再對(duì)所述側(cè)管部加熱收縮來形成所述一對(duì)密封部中的一個(gè)密封部的工序；在形成所述一個(gè)密封部后，將發(fā)光物質(zhì)和溴化汞(HgBr2)導(dǎo)入到所述發(fā)光管部?jī)?nèi)的工序；將所述發(fā)光物質(zhì)導(dǎo)入后，再將由所述第二玻璃構(gòu)成的玻璃管、至少含有電極棒的電極構(gòu)件，插到與所述一側(cè)管部相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)管部中，接著再對(duì)所述側(cè)管部加熱讓它收縮，來形成與所述一密封部相對(duì)應(yīng)的另一密封部及已封入了所述發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管的工序；及在比所述第二玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度高且比所述第一玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度低的溫度下，對(duì)兩個(gè)密封部及發(fā)光管已形成的燈完成體中的至少包括所述玻璃管和所述側(cè)管部的部分加熱的工序。
優(yōu)選是，所述加熱工序進(jìn)行2個(gè)小時(shí)以上。
在一較佳的實(shí)施方式中，所述加熱工序進(jìn)行100個(gè)小時(shí)以上。
在一較佳的實(shí)施方式中，借助利用了光彈性效果的感光色板法來測(cè)定所述密封部時(shí)，對(duì)由所述第二玻璃構(gòu)成的區(qū)域?qū)嵤┧黾訜徇^程，以使所述側(cè)管部的長(zhǎng)邊方向上存在約10kgf/cm2以上、50kgf/cm2以下的壓縮應(yīng)力。
在一較佳的實(shí)施方式中，所述一對(duì)密封部中的每一個(gè)密封部都產(chǎn)生上述壓縮應(yīng)力。
在一較佳的實(shí)施方式中，將所述燈完成體放到比所述第二玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度高且比所述第一玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度低的爐中，這樣來進(jìn)行所述加熱。
在一較佳的實(shí)施方式中，所述爐的內(nèi)部為真空或者減壓狀態(tài)。
在一較佳的實(shí)施方式中，所述第一玻璃，含有重量百分比99％以上的SiO2；所述第二玻璃，含有重量百分比15％以下的Al2O3及重量百分比4％以下的B二者中至少一個(gè)和SiO2。
在一較佳的實(shí)施方式中，所述加熱溫度是1030℃±40℃。
在某一實(shí)施方式中，所述高壓放電燈為高壓水銀燈；以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入150mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
本發(fā)明的高壓放電燈具有管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管、和保持所述發(fā)光管的氣密性的密封部。所述密封部包括順著所述發(fā)光管延長(zhǎng)的第一玻璃部，和在所述第一玻璃部?jī)?nèi)側(cè)的至少一部分中設(shè)置的第二玻璃部。而且，所述密封部包含有被施加了壓縮應(yīng)力的部位，在所述發(fā)光管內(nèi)封入了溴化汞(HgBr2)。
本發(fā)明的其他高壓放電燈包括管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管、一對(duì)保持所述發(fā)光管的氣密性的密封部，所述一對(duì)密封部中的每一密封部，各自具有順著所述發(fā)光管延長(zhǎng)的第一玻璃部、設(shè)在所述第一玻璃部?jī)?nèi)側(cè)的至少一部分中的第二玻璃部；且所述一對(duì)密封部中的每一個(gè)密封部各自具有被施加了壓縮應(yīng)力的部位；在借助利用了光彈性效果的感光色板法測(cè)定密封部的情況下，在相當(dāng)于所述第二玻璃部的區(qū)域中，所述壓縮應(yīng)力是在10kgf/cm2以上、50kgf/cm2以下；所述發(fā)光管內(nèi)設(shè)了一對(duì)面對(duì)著面布置的電極棒；所述一對(duì)電極棒中的每一個(gè)電極棒各自接在金屬箔上；所述金屬箔設(shè)在所述密封部?jī)?nèi)，且至少該金屬箔和所述電極棒的連接部分位于所述第二玻璃部?jī)?nèi)。在所述發(fā)光管內(nèi)封入了溴化汞(HgBr2)來作為鹵族元素前驅(qū)體。
在某一實(shí)施方式中，所述高壓放電燈為高壓水銀燈；以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入150mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
在一較佳的實(shí)施方式中，以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入220mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
在一較佳的實(shí)施方式中，以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入300mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
在一較佳的實(shí)施方式中，所述發(fā)光管是無開口發(fā)光管。
本發(fā)明的燈組件包括所述高壓放電燈、反射來自所述高壓放電燈的光的反射鏡。
在某一實(shí)施方式中，所述電極構(gòu)件，由所述電極棒、接在所述電極棒上的金屬箔、及接在所述金屬箔上的外部導(dǎo)線構(gòu)成。
優(yōu)選是，所述電極棒的至少一部分上，形成有由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所組成的元素組中選出的至少一種金屬構(gòu)成的金屬膜。
在某一實(shí)施方式中，所述電極棒的至少有一部分上，纏繞了至少在其表面上有由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所組成的元素組中選出的至少一種金屬的線圈。
在某一實(shí)施方式中，在所述放電燈用玻璃管的所述側(cè)管部和所述發(fā)光管部的交界周圍，設(shè)了使所述側(cè)管部的內(nèi)徑比其它部分的內(nèi)徑還小的小徑部分。
在某一實(shí)施方式中的高壓放電燈，包括管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管、和保持所述發(fā)光管的氣密性的密封部。所述密封部包括順著所述發(fā)光管延長(zhǎng)的第一玻璃部，和在所述第一玻璃部的內(nèi)側(cè)的至少一部分中設(shè)置的第二玻璃部。如果借助利用了光彈性效果的感光色板法來實(shí)行應(yīng)變測(cè)定，是在所述密封部中相當(dāng)于所述第二玻璃部區(qū)域的至少一部分上觀察壓縮應(yīng)力。
所述應(yīng)變測(cè)定可以使用東芝制造的SVP-200應(yīng)變檢查器。
在本發(fā)明中，由于在發(fā)光管部?jī)?nèi)導(dǎo)入了溴化汞(HgBr2)，所以可以抑制第二玻璃的組成變化。因而，可以有效地向第二玻璃部施加壓縮應(yīng)力?；蛘?，防止在第二玻璃部和第一玻璃部之間產(chǎn)生裂縫。其結(jié)果是可以更加有效地制造出耐壓強(qiáng)度高的高壓放電燈。
本發(fā)明不僅適用于高壓水銀燈，也適用于鹵化金屬燈、氙氣燈等其他的高壓放電燈，而且還適用于不含水銀的無水銀金屬鹵化物燈。本發(fā)明所涉及的無水銀金屬鹵化物燈因?yàn)槟蛪簭?qiáng)度高，所以能夠高壓封入稀有氣體，其結(jié)果是效率能夠容易提高，此外還可以使點(diǎn)燈的始動(dòng)性提高。需提一下，本發(fā)明不僅適用于高壓水銀燈，也可以適用于白熾燈(例如，鹵素白熾燈)，由此，可以實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)有技術(shù)更能防止破裂。
根據(jù)本發(fā)明，由于在發(fā)光管內(nèi)封入了溴化汞(HgBr2)，因而能夠抑制第二玻璃的組成變化。其結(jié)果就可以確實(shí)地制造并提供具有高耐壓強(qiáng)度的高壓放電燈。


圖1(a)及圖1(b)為剖面圖，分別示意地示出了本發(fā)明的本實(shí)施方式所涉及的高壓放電燈100的結(jié)構(gòu)。
圖2(a)及圖2(b)為主要部分放大圖，分別示意地示出了壓縮應(yīng)變沿密封部2的長(zhǎng)邊方向(電極軸方向)的分布情況。
圖3(a)及圖3(b)是為說明燈100制造方法規(guī)定工序的工序剖面圖。
圖4是用于說明燈100制造方法的工序剖面圖。
圖5是用于說明燈100制造方法的工序剖面圖。
圖6是用于說明燈100制造方法的工序剖面圖。
圖7示意地顯示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的高壓放電燈200的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖8示意地顯示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的高壓放電燈300的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖9為示意地顯示帶鏡子的燈900的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖10為示意地顯示白熾燈500的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖11為示意地顯示白熾燈600的結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖12為示意地顯示現(xiàn)有的高壓水銀燈的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖13(a)及圖13(b)為用以說明用利用了光彈性效果的感光色板法測(cè)量應(yīng)變的原理的圖。
圖14(a)及圖14(b)為主要部分放大圖，用以說明由于在第二玻璃部施加了壓縮應(yīng)力而使燈100的耐壓強(qiáng)度提高了的理由。
圖15(a)及圖15(b)為用以說明第二玻璃部中施加壓縮應(yīng)變的原理的剖面圖。
圖16(a)到圖16(d)為用以說明通過退火產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的原理的剖面圖。
圖17示意地示出了加熱工序(退火工序)的輪廓的曲線。
圖18為一概略圖，用以說明在第二玻璃部中由于水銀蒸氣壓產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的原理。
圖19(a)為示意地表示存在于第二玻璃部的長(zhǎng)邊方向的壓縮應(yīng)力的圖，圖(b)是圖(a)的A-A線截面圖。
符號(hào)說明1發(fā)光管；1’發(fā)光管部；2密封部；2’側(cè)管部；3電極棒；4金屬箔；5外部導(dǎo)線；6發(fā)光物質(zhì)(水銀)；7第二玻璃部；8第一玻璃部；9燈絲；10放電空間(管內(nèi))；11支持部件；12線圈；50電極構(gòu)件；56燈頭；60反射鏡；62導(dǎo)線用開口部；65導(dǎo)線；70玻璃管；80放電燈用玻璃管；82卡盤；100、200、300高壓放電燈；500、600白熾燈(鹵素白熾燈)；900帶鏡子的燈(燈組件)；1000超高壓水銀燈。
具體實(shí)施例方式
首先，在說明本發(fā)明的實(shí)施方式之前，對(duì)工作壓力為30～40MPa或者該值以上(約300～400大氣壓或者該值以上)時(shí)顯示出極高耐壓的高壓水銀燈進(jìn)行說明。需提一下，這些高壓水銀燈的詳細(xì)內(nèi)容已在US-2003-0168980-A1號(hào)中公開。而且，有關(guān)這些公開了的高壓水銀燈的密封部里的應(yīng)變產(chǎn)生機(jī)理也在US-2003-0168980-A1號(hào)的說明書中公開。在此就援用這些專利申請(qǐng)內(nèi)容來作為本專利申請(qǐng)說明書的參考。
盡管工作壓力在約30MPa以上，但開發(fā)可實(shí)用的高壓水銀燈還是非常困難的，例如根據(jù)如圖1所示的結(jié)構(gòu)，可以成功地完成極高耐壓的水銀燈。需提一下，圖1(b)是沿圖1(a)中的b-b線切開的剖面圖。
圖1所示的高壓放電燈(例如，高壓水銀燈或者超高壓水銀燈)100是已在US-2003-0168980-A1中公開過了的。包含發(fā)光管1和一對(duì)保持發(fā)光管1氣密性的密封部2。密封部2至少一側(cè)具有從發(fā)光管1延長(zhǎng)的第一玻璃部8，以及在第一玻璃部8的內(nèi)側(cè)的至少一部分里設(shè)置的第二玻璃部7。而且，該側(cè)的密封部2里含有施加有壓縮應(yīng)力的部位(20)。
加在密封部2的一部分上的壓縮應(yīng)力只要實(shí)質(zhì)上超過0(也就是說，0kgf/cm2)就可以。由于該壓縮應(yīng)力的存在，可使耐壓強(qiáng)度比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)高。優(yōu)選是，該壓縮應(yīng)力約在10kgf/cm2以上(約9.8×105N/m2以上)，優(yōu)選約在50kgf/cm2以下(約4.9×105N/m2以下)。因?yàn)槿舨坏?0kgf/cm2，就有壓縮應(yīng)變小，而不能將燈的耐壓強(qiáng)度提高到足夠大。還有，若使其成為超過50kgf/cm2的結(jié)構(gòu)，就找不到能夠?qū)崿F(xiàn)該結(jié)構(gòu)的實(shí)用玻璃材料。然而，即使不到10kgf/cm2，而實(shí)質(zhì)上超過0，耐壓強(qiáng)度也比現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的高。再就是，若開發(fā)出了能夠?qū)崿F(xiàn)超過50kgf/cm2的結(jié)構(gòu)的實(shí)用材料，第二玻璃部7擁有超過50kgf/cm2的壓縮應(yīng)力也是可以的。
密封部2中的第一玻璃部8含有重量百分比在99％以上的SiO2，例如，由石英玻璃制成。另一方面，第二玻璃部7，含有重量百分比在15％以下的Al2O3及重量百分比在4％以下的B中至少之一和SiO2，例如由維科爾高硼硅酸耐熱玻璃制成。因在SiO2中添加Al2O3或B以后，玻璃的軟化點(diǎn)下降，故第二玻璃部7的軟化點(diǎn)比第一玻璃部8的軟化點(diǎn)溫度低。為使第二玻璃部7的軟化點(diǎn)下降，第二玻璃部7中所含Al2O3和B的總量?jī)?yōu)選是多于重量百分比1％。需提一下，維科爾高硼硅酸耐熱玻璃(Vycor Glass，商品名)為讓添加物混到石英玻璃中使軟化點(diǎn)下降，且加工性也比石英玻璃好的玻璃，例如對(duì)硼硅玻璃進(jìn)行熱/化學(xué)處理，讓它的特性接近石英玻璃的特性，即可制成這種玻璃。維科爾高硼硅酸耐熱玻璃的組成為例如，硅石(SiO2)重量百分比為96.5％、礬土(Al2O3)重量百分比為0.5％、硼元素(B)重量百分比為3％。在本實(shí)施方式中，第二玻璃部7由維科爾高硼硅酸耐熱玻璃制玻璃管制成。需提一下，第二玻璃部7也可用以SiO2重量百分比62％、Al2O3重量百分比13.8％、CuO重量百分比23.7％為成分的玻璃管制成，取代維科爾制的玻璃管。
其一端位于放電空間內(nèi)的電極棒3借助焊接與設(shè)在密封部2內(nèi)的金屬箔4相連接。金屬箔4的至少一部分位于第二玻璃部7內(nèi)。在圖1所示的結(jié)構(gòu)下，是讓第二玻璃部7覆蓋包括電極棒3和金屬箔4的連接部分的那一塊兒。在圖1(b)所示的密封部2的橫斷面(與密封部2長(zhǎng)邊方向正交的斷面)上，金屬箔4的周圍全部包在第二玻璃部7之中。這樣，至少金屬箔4的一部分，其短邊方向的周圍全部包在第二玻璃部7之中，這部分金屬箔4的邊緣部也被第二玻璃部7包圍。具體給出圖1所示的結(jié)構(gòu)下的第二玻璃部7的尺寸的話，密封部2在長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度約為2～20mm(例如，3mm、5mm、7mm)，夾在第一玻璃部8和金屬箔4之間的第二玻璃部7的厚度約為0.01～2mm(例如0.1mm)。從第二玻璃部7靠近發(fā)光管1一側(cè)的端面到發(fā)光管1的放電空間10的距離H，約為0mm～6mm(例如約為0mm～3mm或者1mm～6mm)。在不讓第二玻璃部7露出在放電空間10內(nèi)的情況下，距離H大于0mm，例如在1mm以上。例如，從金屬箔4靠近發(fā)光管1一側(cè)的端面到發(fā)光管1的放電空間10的距離B(換句話說，被埋在密封部2內(nèi)的那一部分電極棒3的長(zhǎng)度)例如約為3mm。
其次，對(duì)密封部2的壓縮應(yīng)變進(jìn)行說明。圖2(a)、圖2(b)示意地示出了壓縮應(yīng)變沿密封部2的長(zhǎng)邊方向(電極軸方向)的分布情況。圖2(a)示出的是設(shè)了第二玻璃部7的燈100的結(jié)構(gòu)；圖2(b)示出的是未設(shè)第二玻璃部7的燈100’的結(jié)構(gòu)(比較例)。
在圖2(a)所示的密封部2中，相當(dāng)于第二玻璃部7的區(qū)域(網(wǎng)狀線區(qū)域)存在壓縮應(yīng)力(壓縮應(yīng)變)，第一玻璃部8那里(斜線區(qū)域)的壓縮應(yīng)力的大小實(shí)質(zhì)上為0。另一方面，如圖2(b)所示，在密封部2中無第二玻璃部7的情況下，沒有局部存在壓縮應(yīng)變之處，第一玻璃部8的壓縮應(yīng)力的大小實(shí)質(zhì)上為0。
本案發(fā)明人，定量地實(shí)測(cè)了燈100的應(yīng)變，觀察到了在密封部2中的第二玻璃部7存在壓縮應(yīng)力。該應(yīng)變的定量化是通過利用了光彈性效果的感光色板法進(jìn)行的。為把應(yīng)變定量化而用的測(cè)量器為應(yīng)變檢查器(東芝制SVP-200)。若利用該應(yīng)變檢查器，就是把密封部2的壓縮應(yīng)變的大小作為加在密封部2上的應(yīng)力的平均值求出。
參看圖13，簡(jiǎn)單地說明借助利用了光彈性效果的感光色板法測(cè)量應(yīng)變的原理。圖13(a)及圖13(b)示意地示出了讓透過偏光板而形成的直線偏光入射到玻璃內(nèi)的狀態(tài)。若這里設(shè)直線偏光的振動(dòng)方向?yàn)閡，則可認(rèn)為u由u1和u2合成。
如圖13(a)所示，因玻璃中無應(yīng)變時(shí)，u1和u2以同一個(gè)速度通過玻璃，故透過光u1和u2之間沒有偏離。另一方面，如圖13(b)所示，玻璃中有應(yīng)變，應(yīng)力F起作用時(shí)，u1和u2就以不同的速度通過玻璃，故透過光u1和u2之間就有偏離。也就是說，u1和u2中之一個(gè)比另一個(gè)慢。這一慢造成的距離就叫光路差。光路差R與應(yīng)力F及在玻璃中的通過距離L成比例，故若設(shè)比例系數(shù)為C，則有下式成立。
R＝C·F·L這里，每一個(gè)符號(hào)的單位分別為R(nm)、F(kgf/cm2)、L(cm)、C({nm/cm}/{kgf/cm2})。C根據(jù)玻璃等的材質(zhì)而定，被稱作光彈性常數(shù)。由上式可知，若已知C，則通過測(cè)量L和R，就能求出F。
本案發(fā)明人，對(duì)光在密封部2中的透過距離、即密封部2的外徑L進(jìn)行了測(cè)量，并利用應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)器從測(cè)量時(shí)的密封部2的顏色讀出了光路差R。而且，讓光彈性常數(shù)C為石英玻璃的光彈性常數(shù)3.5。把這些數(shù)值代入上式，從算出的應(yīng)力值結(jié)果就定量算出金屬箔4的長(zhǎng)邊方向的壓縮應(yīng)力。
需提一下，進(jìn)行該測(cè)量時(shí)，觀察的是在密封部2的長(zhǎng)邊方向(電極軸3的延伸方向)上的應(yīng)力，但這并不意味著其它方向上不存在壓縮應(yīng)力。要測(cè)量在密封部2的徑向(由中心軸向外周方向、或其相反方向)、或者密封部2的周向(例如時(shí)鐘方向)上是否存在壓縮應(yīng)力，則必須將發(fā)光管1、密封部2切斷，而一旦這樣切斷，第二玻璃部7上的壓縮應(yīng)力馬上就消失了。因此，在不切斷燈100的狀態(tài)下所能測(cè)到的就是在密封部2的長(zhǎng)邊方向上的壓縮應(yīng)力。故本案發(fā)明人至少將那一方向上的壓縮應(yīng)力定量化了。
本實(shí)施方式中的燈100，因在設(shè)在第一玻璃部8內(nèi)側(cè)的至少一部分上的第二玻璃部7中存在壓縮應(yīng)變(至少是長(zhǎng)邊方向上的壓縮應(yīng)變)，故可提高高壓放電燈的耐壓強(qiáng)度。換句話說，與圖2(b)中所示的作為比較例的燈100’相比，圖1及圖2(a)所示的本實(shí)施方式中的燈100的耐壓強(qiáng)度提高了。圖1所示的本實(shí)施方式中的燈100可在超過現(xiàn)有的最高水平的工作壓力(20MPa左右)下工作，即可在30MPa以上的工作壓力下工作。
其次，參考圖14，說明由于第二玻璃部7中有了壓縮應(yīng)變而導(dǎo)致燈100的耐壓強(qiáng)度上升的理由。圖14(a)為燈100的密封部2的主要部分的放大圖；圖14(b)為作為比較例的燈100’的密封部2的主要部分的放大圖。
盡管對(duì)燈100的耐壓強(qiáng)度提高了的機(jī)構(gòu)還有不明白的地方，本案發(fā)明人卻做出了如下的推論。
首先，前提是，因密封部2內(nèi)的金屬箔4在燈工作時(shí)加熱、膨脹，故來自金屬箔4的應(yīng)力就加在了密封部2的玻璃部中。更具體地講，除了金屬的熱膨脹率比玻璃的大以外，熱連接在電極棒3上且有電流通過的金屬箔4，比密封部2的玻璃部更容易被加熱，故應(yīng)力容易從金屬箔4(特別是面積很小的箔側(cè)面)加到玻璃部上。
如圖14(a)所示，若在第二玻璃部7的長(zhǎng)邊方向上施加壓縮應(yīng)力，就能抑制來自金屬箔4的應(yīng)力16的產(chǎn)生。換句話說，可通過第二玻璃部7的壓縮應(yīng)力15抑制大應(yīng)力16的產(chǎn)生。結(jié)果，例如在密封部2的玻璃部分出現(xiàn)裂縫，密封部2的玻璃部分和金屬箔4之間漏氣等現(xiàn)象都會(huì)減少，密封部2的強(qiáng)度由此而得以提高。
如圖14(b)所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)中無第二玻璃部7時(shí)，來自金屬箔4的應(yīng)力17比圖14(a)所示的結(jié)構(gòu)時(shí)的要大。換句話說，因金屬箔4周圍不存在加了壓縮應(yīng)力的區(qū)域，故來自金屬箔4的應(yīng)力17比圖14(a)所示的應(yīng)力16大。由此而推論可使圖14(a)所示結(jié)構(gòu)下的耐壓強(qiáng)度比圖14(b)所示結(jié)構(gòu)下的耐壓強(qiáng)度高。這一想法和玻璃的一般性質(zhì)是相符的，即若玻璃中有拉伸應(yīng)變(拉伸應(yīng)力)，玻璃就容易碎；而若玻璃中有壓縮應(yīng)變(壓縮應(yīng)力)，玻璃就不容易碎。
但是，很難從玻璃中有壓縮應(yīng)力就不容易破碎這樣的一般性質(zhì)，得出燈100的密封部2具有高耐壓強(qiáng)度這樣的結(jié)論。因?yàn)橐韵孪敕ㄊ怯锌赡艹闪⒌?，即使有壓縮應(yīng)變的那一區(qū)域的玻璃的強(qiáng)度增加了，但從整個(gè)密封部2來看，和沒有應(yīng)變的情況相比，產(chǎn)生了負(fù)荷了。故整個(gè)密封部2的強(qiáng)度是反而會(huì)下降。燈100的耐壓強(qiáng)度提高了這樣的結(jié)果，是本案發(fā)明人試制了燈100并通過實(shí)驗(yàn)首次得知的，也正是僅通過理論所不能推導(dǎo)出的。若超過需要的大壓縮應(yīng)力存在于第二玻璃部7(或者其外圍周圍區(qū)域)，燈工作時(shí)實(shí)際上密封部2會(huì)破損，反而有可能使燈的壽命縮短?？紤]到這些情況以后，具有第二玻璃部7的燈100的結(jié)構(gòu)就是在絕妙的平衡下而顯示出了高耐壓強(qiáng)度的。若第二玻璃部7的應(yīng)力應(yīng)變從切斷發(fā)光管1的部分消失來推測(cè)的話，由第二玻璃部7的應(yīng)力應(yīng)變所造成的負(fù)荷就有可能由整個(gè)發(fā)光管1來很好地承受。
需提一下，本案發(fā)明人認(rèn)為具有高耐壓強(qiáng)度的構(gòu)造，是由第一玻璃部8和第二玻璃部7的壓縮應(yīng)力差造成的壓縮應(yīng)力施加在區(qū)域20產(chǎn)生的。換句話說，以下推論成立。即第一玻璃部8實(shí)質(zhì)上未施加壓縮應(yīng)力，壓縮應(yīng)變很好地封閉在比施加有壓縮應(yīng)力的區(qū)域20更靠近中心一側(cè)的第二玻璃部7(或者其外圍附近)的區(qū)域，由此而成功地發(fā)揮出優(yōu)良的耐壓特性。在利用感光色板法測(cè)量應(yīng)變的原理下，應(yīng)力值是離散的，結(jié)果，在圖14等中，明確地示出了施加有壓縮應(yīng)力的區(qū)域20，然而，即使現(xiàn)實(shí)的應(yīng)力值是連續(xù)的，也認(rèn)為應(yīng)力值在施加有壓縮應(yīng)力的區(qū)域20是急劇變化的，且施加有壓縮應(yīng)力的區(qū)域20反而是由該急劇變化的區(qū)域來決定的。
制造燈100時(shí)，首先，從放電燈用玻璃管一側(cè)的側(cè)管部開始形成密封部，之后如圖3(a)所示，在成為發(fā)光管1的發(fā)光管部1’的內(nèi)部導(dǎo)入發(fā)光物質(zhì)(水銀)6。然后，如圖中箭頭60所示，導(dǎo)入分解后成為鹵族元素的作為鹵族元素前驅(qū)體物質(zhì)的CH2Br2。接著，在另一側(cè)的側(cè)管部2’里插入含有電極棒3的電極構(gòu)件50。需提一下，圖3(b)表示的是圖3(a)中沿b-b線的橫斷面。最后，將側(cè)管部2’密封，具有含第二玻璃部7的密封部的燈就完成了。
要謀求高壓放電燈的壽命長(zhǎng)久，利用鹵素循環(huán)是必要的。因此，要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命的電燈，導(dǎo)入分解后生成鹵族元素的鹵族元素前驅(qū)體物質(zhì)(CH2Br2)的工序就變得很重要?；蛘?，也可以導(dǎo)入HBr來代替CH2Br2。關(guān)于為良好地維持鹵素循環(huán)而需要的鹵族元素的量，在國際申請(qǐng)?zhí)朠CT/JP00/04561號(hào)說明書(國際申請(qǐng)日2000年7月6日，申請(qǐng)人松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社)中有詳細(xì)描述。在此，援用國際申請(qǐng)?zhí)朠CT/JP00/04561號(hào)說明書作為本申請(qǐng)說明書的參考。需提一下，溴本身(Br2)也可以用作鹵族元素的種子，但是溴是反應(yīng)性很強(qiáng)的物質(zhì)，考慮到處理上的問題，優(yōu)選是，利用分解后生成鹵族元素的鹵族元素前驅(qū)體物質(zhì)(例如，CH2Br2、HBr)來導(dǎo)入鹵族元素。
在圖3所示狀態(tài)下，如果成為第二玻璃部7的玻璃管70不存在，導(dǎo)入CH2Br2和HBr不會(huì)產(chǎn)生特別的問題。本案發(fā)明人注意到與沒插入玻璃管70的情況相同，雖然將鹵族元素前驅(qū)體(例如CH2Br2)作為鹵族元素的種子導(dǎo)入，但是會(huì)出現(xiàn)以下問題。
玻璃管70由比構(gòu)成側(cè)管部2’的石英玻璃熔點(diǎn)還低的玻璃(例如、高硼硅酸耐熱玻璃)構(gòu)成。如上所述，這種玻璃有在石英玻璃中混入添加物的那種形態(tài)。鹵族元素前驅(qū)體(CH2Br2和HBr)雖然不與石英玻璃(側(cè)管部2’)有實(shí)質(zhì)性反應(yīng)，但它會(huì)影響到構(gòu)成玻璃管70的玻璃(高硼硅酸耐熱玻璃)，使其組成變化。特別是，如圖3(a)所示，在鹵族元素前驅(qū)體導(dǎo)入完了的狀態(tài)下，為形成密封部，側(cè)管部2’的周圍用燃燒器等加熱的時(shí)候，附著并存在于玻璃管70之上，或是存在于發(fā)光管部1’內(nèi)的由鹵族元素前驅(qū)體構(gòu)成的氣體，對(duì)玻璃管70來說是具腐蝕性作用的，所以玻璃管70就處在高溫具有腐蝕性的氣體之中。這樣一來，由于玻璃管70中的例如Na成分的消失，玻璃管70的組成也就變化了。其結(jié)果，隨著其組成的變化，玻璃的熱物性也就變化了，例如應(yīng)變點(diǎn)就變高了。構(gòu)成玻璃管70的玻璃應(yīng)變點(diǎn)變高，如果超過了石英玻璃的應(yīng)變點(diǎn)，應(yīng)力(壓縮應(yīng)力)就變得很難施加到第二玻璃部7上，或是完全施加不了。或者，會(huì)有在第一玻璃部8與第二玻璃部7之間的出現(xiàn)縫隙的危險(xiǎn)。
另外，構(gòu)成玻璃管70的玻璃中的雜質(zhì)，受鹵族元素或鹵族元素前驅(qū)體的影響，一旦該雜質(zhì)浸入(染出)到發(fā)光管1內(nèi)，該雜質(zhì)恐怕會(huì)妨礙鹵素循環(huán)。如果不能使鹵素循環(huán)良好工作的話，就很難實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命的燈。
本案的發(fā)明者為了防止玻璃管70的變質(zhì)，在探討把溴化汞(HgBr2)作為鹵族元素前驅(qū)體時(shí)發(fā)現(xiàn)使用溴化汞(HgBr2)就可以抑制玻璃管70的變質(zhì)，于是就有了本發(fā)明。溴化汞(HgBr2)與氣體的CH2Br2和HBr不同，由于是固體，所以可以對(duì)玻璃管70的影響較小。
下面，參考附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式。為便于說明，在以下各圖中，用同一個(gè)符號(hào)表示實(shí)際上具有相同功能的構(gòu)成要素。此外，本發(fā)明并不限于以下各實(shí)施方式。
(實(shí)施方式1)本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的高壓放電燈，在發(fā)光管內(nèi)封入了溴化汞(HgBr2)，這一點(diǎn)與圖1所示的高壓放電燈不同，圖1所示的高壓放電燈如果要封入鹵族元素前驅(qū)體(例如、CH2Br2、HBr)或鹵族元素(例如、Br)，其種類不作特別限定，或者也可以根據(jù)情況，不封入鹵族元素。另外一點(diǎn)，由于結(jié)構(gòu)基本上與圖1所示的相同，所以參考圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的高壓放電燈進(jìn)行說明。還有，為便于說明，將本實(shí)施方式的高壓放電燈的符號(hào)定為“100”，省略或簡(jiǎn)化圖1表示的結(jié)構(gòu)和重復(fù)的部分。
本實(shí)施方式燈100為包括兩個(gè)密封部2的兩端型燈。如圖1所示，發(fā)光管1是無開口的，因此，發(fā)光物質(zhì)以及鹵族元素不是在發(fā)光管1設(shè)置開口部導(dǎo)入，而是有必要從側(cè)管部導(dǎo)入。另外，如第二玻璃部7配置成至少覆蓋電極棒3和金屬箔4的焊接部分，在即便像35MPa那樣的超高耐壓的條件下，也能使其破損率降低，所以優(yōu)選。作為覆蓋電極棒3和金屬箔4的焊接部分的例子，還有如下配置的結(jié)構(gòu)覆蓋埋在密封部2里的整個(gè)金屬箔4和電極棒3的一部分。
在發(fā)光管1內(nèi)，封入溴化汞(例如、HgBr2)來作為分解后生成鹵族元素的鹵族元素前驅(qū)體，從HgBr2分解并生成的鹵族元素(即Br)起到鹵素循環(huán)作用，它使得在燈工作時(shí)從電極棒3蒸發(fā)出的W(鎢)再回到電極棒3。HgBr2的封入量大約是從0.002到0.2mg/cc。如果將其換算為燈工作時(shí)的鹵族元素原子密度的話，例如就是相當(dāng)于0.01到1μmol/cc左右。
作為鹵族元素的前驅(qū)體，使用HgBr2的第一好處是能夠防止第二玻璃部7的變質(zhì)，使第二玻璃部7能夠恰當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生壓縮應(yīng)力。其結(jié)果就能更確實(shí)地實(shí)現(xiàn)高耐壓的高壓放電燈。
使用HgBr2的第二好處在于HgBr2分解后產(chǎn)生的物質(zhì)是Hg和Br。也就是說，鹵族元素外的成分是和已封入的元素水銀相同這一點(diǎn)上。而這一點(diǎn)與生成氫(H)的CH2Br2和HBr不同。由于氫有可能再與鹵族元素結(jié)合，所以游離的鹵族元素的量是依存于游離的氫量，這就恐怕對(duì)其無法定量。像國際申請(qǐng)?zhí)柎aPCT/JP00/04561號(hào)說明書公開地那樣，在發(fā)光管1內(nèi)通常要確保對(duì)鹵素循環(huán)起作用的鹵族元素，通過確實(shí)地實(shí)行鹵素循環(huán)，可以積極防止發(fā)光管1黑化。但是，如果假定分解后生成的是氫(游離氫)的情況下，與這種游離氫結(jié)合的鹵族元素可以說不是起到鹵素循環(huán)作用的鹵族元素，因此，有可能定不出確實(shí)起到鹵素循環(huán)作用的游離鹵族元素的量，不能積極地防止黑化。
因此可見，能夠排除這種可能性的HgBr2好處很大，它很容易算出鹵族元素的導(dǎo)入量。需提一下，由于HgBr2是固體，所以有可能附著雜質(zhì)。不過這種情況下，可以把雜質(zhì)也考慮在內(nèi)規(guī)定導(dǎo)入量，想辦法排除雜質(zhì)。
需提一下，在實(shí)施方式中，從封入發(fā)光管1內(nèi)的HgBr2生成的鹵族元素的摩爾數(shù)，優(yōu)選是比具有與鹵族元素結(jié)合性質(zhì)的、(但是，鎢元素和汞元素除外)且存在于發(fā)光管1內(nèi)的金屬元素的總摩爾數(shù)，和燈工作時(shí)從電極3蒸發(fā)而存在于發(fā)光管1內(nèi)的鎢的摩爾數(shù)的總和要多。這樣一來，就可通常確保在發(fā)光管1內(nèi)起到鹵素循環(huán)作用的鹵族元素，且確實(shí)地實(shí)行鹵素循環(huán)。具有與鹵族元素結(jié)合性質(zhì)的金屬元素的代表是除鎢元素和汞元素外的堿性金屬元素(Na、K、Li等)。
可使實(shí)施方式的燈100的耐壓強(qiáng)度(工作壓力)在20MPa以上(例如30～50MPa左右，或者在該值以上)。再就是，管壁負(fù)荷例如在60W/cm2左右以上，并不設(shè)上限。若舉例說明的話，可實(shí)現(xiàn)管壁負(fù)荷從60W/cm2左右以上到300W/cm2左右這一范圍內(nèi)(優(yōu)選是在80～200W/cm2左右)的燈。若再在裝上冷卻結(jié)構(gòu)，管壁負(fù)荷還能達(dá)到300W/cm2左右以上。需提一下，額定功率例如在150W(那時(shí)的管壁負(fù)荷約為130W/cm2左右)。
下面，對(duì)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步詳述。
燈100的發(fā)光管1近似為球形，和第一玻璃部8一樣，也是由石英玻璃制成。需提一下，為實(shí)現(xiàn)具有壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)的高壓水銀燈(特別是超高壓水銀燈)，優(yōu)選是，用堿金屬雜質(zhì)水平很低(例如Na、K、Li的量分別在1ppm以下)的高純度石英玻璃作制成發(fā)光管1的石英玻璃。需提一下，用普通的堿性金屬雜質(zhì)水平的石英玻璃也是完全可以的。發(fā)光管1的外徑例如在5mm～20mm左右，發(fā)光管1的玻璃厚例如在1mm到5mm左右。發(fā)光管1內(nèi)的放電空間10的容積例如在0.01～1cc(0.01～1cm3)左右。本實(shí)施方式中使用的是，外徑在9mm左右、內(nèi)徑在4mm左右、放電空間的容積在0.06cc左右的發(fā)光管1。
發(fā)光管1內(nèi)布置了一對(duì)相向的電極棒(電極)3。電極棒3的前端以0.2～5mm左右(例如、0.6～1.0mm)的間隔(弧長(zhǎng))布置在發(fā)光管1內(nèi)，每一根電極棒3都是由鎢(W)構(gòu)成的。鎢制的電極棒3優(yōu)選是使用堿性金屬雜質(zhì)水平較低的那種(例如，Na、K、Li的量分別為1ppm以下)，不過也可以使用一般的堿性金屬雜質(zhì)水平的電極棒3。為降低燈工作時(shí)電極前端的溫度，在電極棒3的前端纏繞了線圈12。在本實(shí)施方式中，使用了鎢制的線圈作線圈12，不僅如此，還可以使用釷—鎢制線圈。而且，電極棒3也不僅可為鎢棒，還可為由釷—鎢制成的棒。
發(fā)光管1內(nèi)封入了水銀6作發(fā)光物質(zhì)，在讓燈100作為超高壓水銀燈工作的情況下，將發(fā)光管1內(nèi)容積作為基準(zhǔn)，例如200mg/cc左右或者在該數(shù)值以上(例如220mg/cc以上、230mg/cc以上、或者250mg/cc以上)，在發(fā)光管1內(nèi)封入優(yōu)選是300mg/cc左右或者在該數(shù)值以上(300mg/cc～500mg/cc)的水銀6、和5～30kPa的惰性氣體(例如氬)以及作為鹵族元素前驅(qū)體的HgBr2。
如上所述，密封部2的斷面形狀近似圓形，金屬箔4大致設(shè)在它的中央部分。金屬箔4例如為矩形的鉬箔(Mo箔)，金屬箔4的寬度(短邊一側(cè)的長(zhǎng)度)例如在1.0mm～2.5mm左右(優(yōu)選是在1.0mm～1.5mm左右)。金屬箔4的厚度例如在15μm～30μm左右(優(yōu)選在15μm～20μm左右)。厚度與寬度之比大約在1∶100左右。再就是，金屬箔4的長(zhǎng)度(長(zhǎng)邊一側(cè)的長(zhǎng)度)例如在5mm～50mm之間。
在與電極棒3所在的那一側(cè)相反的一側(cè)通過焊接設(shè)了外部導(dǎo)線5。外部導(dǎo)線5接在金屬箔4中接有電極棒3那一側(cè)的相反一側(cè)，外部導(dǎo)線5的一端延伸到密封部2以外。通過將外部導(dǎo)線5電氣接在鎮(zhèn)流電路(點(diǎn)燈電路，未圖示)上，鎮(zhèn)流電路就和一對(duì)電極棒3電氣連接起來了。密封部2的作用是，使密封部的玻璃部7、8和金屬箔4壓接，以保持發(fā)光管1內(nèi)的放電空間10的氣密性。下面簡(jiǎn)單地說明一下密封部2進(jìn)行的密封原理。
因構(gòu)成密封部2的玻璃部的材料的熱膨脹系數(shù)和構(gòu)成金屬箔4的鉬的熱膨脹系數(shù)不同，故從熱膨脹系數(shù)的觀點(diǎn)來看，二者達(dá)不到一體化的狀態(tài)。然而，在該結(jié)構(gòu)(箔密封)下，金屬箔4在來自密封部的玻璃部的壓力下發(fā)生塑性變形，從而將二者間的間隙填好。這樣以來，就能使密封部2的玻璃部和金屬箔4成為相互壓緊的狀態(tài)，也就由密封部2將發(fā)光管1密封好了。換句話說，通過借助密封部2的玻璃部和金屬箔4之間的壓緊帶來的箔密封，密封部2的密封就完成了。在本實(shí)施方式中，設(shè)了有壓縮應(yīng)變的第二玻璃部7，故可提高該密封結(jié)構(gòu)的可靠性。
在本實(shí)施方式的燈100中，由于設(shè)置在第一玻璃部8的內(nèi)側(cè)的至少一部分中的第二玻璃部7上存在壓縮應(yīng)變(至少長(zhǎng)邊方向的壓縮應(yīng)變)，所以可以提高高壓放電燈的耐壓強(qiáng)度。而且，由于發(fā)光管1內(nèi)導(dǎo)入HgBr2來作為鹵族元素前驅(qū)體，所以能夠抑制第二玻璃部7的組成變形，進(jìn)一步確實(shí)地提高耐壓強(qiáng)度。
需提一下，在圖1所示的結(jié)構(gòu)下，對(duì)一對(duì)密封部2中的每一個(gè)都設(shè)了第二玻璃部7，不僅如此，即使僅給密封部2中之一設(shè)第二玻璃部7，如圖2(b)所示，也能使耐壓強(qiáng)度比作為比較例的100’高。但還是以給兩側(cè)的密封部2都設(shè)第二玻璃部7的結(jié)構(gòu)，且兩側(cè)的密封部2都含有被施加了壓縮應(yīng)力的部位的結(jié)構(gòu)為優(yōu)選。這是因?yàn)?，和一?cè)的密封部2含有被施加了壓縮應(yīng)力的結(jié)構(gòu)相比，兩側(cè)的密封部2都含有被施加了壓縮應(yīng)力的部位的結(jié)構(gòu)能達(dá)到更高的耐壓。可以單純地這樣想，和有一個(gè)擁有被施加了壓縮應(yīng)力的部位的密封部相比，有兩個(gè)擁有被施加了壓縮應(yīng)力的部位的密封部的話，能夠使在密封部所產(chǎn)生的漏氣的幾率(換句話說，不能保持某一水平的高耐壓的幾率)為1/2。
還有，在本實(shí)施方式中，說明的是水銀6的封入量高的高壓水銀燈(例如水銀封入量超過150mg/cm2以上的超高壓水銀燈)，本實(shí)施方式也非常適用于水銀蒸氣壓不是那么高的1MPa左右的高壓水銀燈。因?yàn)楣ぷ鲏毫芨吖ぷ饕埠芊€(wěn)定，就意味著燈的可靠性很高。換句話說，在將本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)應(yīng)用到水銀蒸氣壓不是那么高的(燈的工作壓力不到30MPa左右，例如20MPa左右到1MPa左右)的燈上時(shí)，也可提高在該工作壓力下工作的燈的可靠性。僅通過在密封部2引入第二玻璃部7的部件作為新的部件，就能實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，因此通過很少的改良就能收到提高耐壓的效果。因此，本實(shí)施方式從工業(yè)用途上來看是非常好的。另外，作為防止第二玻璃部7組成變形的手法，是將其組成變形的機(jī)理考慮在內(nèi)，使用HgBr2來作為鹵族元素前驅(qū)體。通過很小的改良就能夠確實(shí)地維持耐壓提高的效果，因此，本實(shí)施方式從工業(yè)用途上來看是很好的。
其次，參考圖4到圖5，用圖3來說明本實(shí)施方式所涉及的燈100的制造方法。
首先準(zhǔn)備包括將會(huì)成為燈100的發(fā)光管1的發(fā)光管部1’和順著發(fā)光管部1’延長(zhǎng)的側(cè)管部2’這兩部分的放電燈用玻璃管80。本實(shí)施方式的玻璃管80是這樣的給外徑6mm、內(nèi)徑2mm的筒狀石英玻璃的規(guī)定位置加熱讓它膨脹來形成近似球形的發(fā)光管部1’。另外準(zhǔn)備成為第二玻璃部7的玻璃管70。本實(shí)施方式中的玻璃管70，為外徑1.9mm、內(nèi)徑1.7mm、長(zhǎng)(長(zhǎng)邊方向的長(zhǎng)度)7mm的維科爾高硼硅酸耐熱玻璃制玻璃管。為能將玻璃管70插到玻璃管80的側(cè)管部2’中，把玻璃管70的外徑做得小于側(cè)管部2’的內(nèi)徑。
如圖4所示，將玻璃管70固定到玻璃管80的側(cè)管部2’中。將另外制作的電極構(gòu)件50插到固定了玻璃管70的側(cè)管部2’中，其次，邊保持著氣密性，邊將已插入了電極構(gòu)件50的玻璃管80的兩端裝到可以旋轉(zhuǎn)的卡盤82上?？ūP82與真空系統(tǒng)(未圖示)相連，可使玻璃管80的內(nèi)部減壓。將玻璃管80的內(nèi)部抽成真空后，再將200torr左右(約20kPa)的惰性氣體(Ar)導(dǎo)入其中。然后，再讓玻璃管80以電極棒3為旋轉(zhuǎn)中心軸朝著箭頭81的方向旋轉(zhuǎn)。
需提一下，電極構(gòu)件50，由電極棒3、接在電極棒3上的金屬箔4、接在金屬箔4上的外部導(dǎo)線5構(gòu)成。電極棒3為鎢制電極棒，其前端纏有鎢制線圈12。在外部導(dǎo)線5的一端設(shè)了用以把電極構(gòu)件50固定到側(cè)管部2’的內(nèi)面的支持部件(金屬制夾具)11。圖4所示的支持部件11為由鉬制成的鉬帶(Mo帶)，不僅如此，還可用鉬制環(huán)狀彈簧來代替它。
其次，再對(duì)側(cè)管部2’及玻璃管70加熱而讓它們收縮，來將電極構(gòu)件50密封好。這樣以來，就形成了在原為側(cè)管部2’的第一玻璃部8的內(nèi)側(cè)設(shè)了原為玻璃管70的第二玻璃部7的密封部2，如圖5所示。該密封部2是這樣形成的，從發(fā)光管部1’和側(cè)管部2’間的交界部分逐漸地朝著外部導(dǎo)線5的中間附近順序加熱側(cè)管部2’和玻璃管70，讓它們收縮，即制成密封部2。通過該密封部形成工序，而從側(cè)管部2’及玻璃管70，制成了含有處于至少在長(zhǎng)邊方向(電極棒3的軸向)上被施加了壓縮應(yīng)力的狀態(tài)的部位的密封部2。需提一下，也可從外部導(dǎo)線5一側(cè)朝著發(fā)光管部1’一側(cè)進(jìn)行加熱而讓它們收縮。
之后，從開放的側(cè)管部2’的端部導(dǎo)入規(guī)定量的水銀6(例如200mg/cc左右、或者300mg/cc左右或該值以上)，而且，此時(shí)也可導(dǎo)入固體HgBr2。不用介意水銀6和固體HgBr2導(dǎo)入的順序。兩者可以同時(shí)進(jìn)行，也可以先導(dǎo)入任意一個(gè)。
導(dǎo)入水銀6和HgBr2後，就再對(duì)另一側(cè)的側(cè)管部2’進(jìn)行和上述一樣的工序。如圖3所示，將電極構(gòu)件50插到還沒密封的側(cè)管部2’以后，再將玻璃管80內(nèi)部抽成真空(優(yōu)選是，減壓到10-4Pa左右的低壓狀態(tài))，封入惰性氣體，接著加熱密封。為防止水銀蒸發(fā)，優(yōu)選邊冷卻發(fā)光管部1’，邊進(jìn)行這時(shí)的加熱密封。這樣將兩側(cè)的側(cè)管部2’密封好以后，就完成了在密封部2內(nèi)有第二玻璃部7的燈。需提一下，先導(dǎo)入水銀6以后，再插入電極構(gòu)件50，這之后，也能夠?qū)際gBr2。
下面參考圖15(a)及(b)，來說明通過密封部形成工序而將壓縮應(yīng)力加到第二玻璃部7(或者是其外周周圍部分)的原理。需提一下，該原理是由本案發(fā)明人推理得出的，并非一定這樣。不過，如圖3(a)所示，事實(shí)是，第二玻璃部7(或者是其外周周圍部分)存在壓縮應(yīng)力(壓縮應(yīng)變)而且，耐壓強(qiáng)度由于密封部2包含加上了該壓縮應(yīng)力的部位而得到了提高。
圖15(a)示意地示出了將為玻璃管70狀態(tài)的第二玻璃部7a插到為側(cè)管部2’狀態(tài)的第一玻璃部8內(nèi)時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)；圖15(b)示意地示出了在圖15(a)所示的結(jié)構(gòu)下，第二玻璃部7a軟化而成為熔融狀態(tài)7b時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，第一玻璃部8由含有重量百分比為99％以上的SiO2的石英玻璃制成；第二玻璃部7a由維科爾高硼硅酸耐熱玻璃制成。
首先，前提條件是，多數(shù)情況下，壓縮應(yīng)力(壓縮應(yīng)變)之所以存在，是因?yàn)橄嘟佑|的材料之間存在熱膨脹系數(shù)差之緣故。換句話說，之所以給設(shè)在密封部2內(nèi)的狀態(tài)下的第二玻璃部7施加壓縮應(yīng)力，一般是因?yàn)檎J(rèn)為二者之間存在著熱膨脹系數(shù)差。但此時(shí)兩者的熱膨脹系數(shù)相差不大，可以說是大致相等。具體而言，在金屬鎢、鉬的熱膨脹系數(shù)分別約為46×10-7/℃和37～53×10-7/℃的情況下，構(gòu)成第一玻璃部8的石英玻璃的熱膨脹系數(shù)約為5.5×10-7/℃，維科爾高硼硅酸耐熱玻璃的熱膨脹系數(shù)約為7×10-7/℃，可讓人認(rèn)為和石英玻璃的熱膨脹系數(shù)差不多。兩者之間僅存在這么大熱膨脹系數(shù)，就能在兩者間產(chǎn)生約10kgf/cm2以上的壓縮應(yīng)力，是難以理解的，兩者間性質(zhì)上的差別與其說在于熱膨脹系數(shù)，還不如說在于軟化點(diǎn)或者應(yīng)變點(diǎn)，若從兩者間性質(zhì)上的差別在于軟化點(diǎn)或者應(yīng)變點(diǎn)這一角度出發(fā)，便可認(rèn)為加壓縮應(yīng)力是由于以下原理得到的。此外，石英玻璃的軟化點(diǎn)及應(yīng)變點(diǎn)分別為1650℃及1070℃(退火點(diǎn)1150℃)。另一方面，維科爾高硼硅酸耐熱玻璃的軟化點(diǎn)及應(yīng)變點(diǎn)分別為1530℃及890℃(退火點(diǎn)1020℃)。
從圖15(a)所示的狀態(tài)來看，若從外側(cè)加熱來讓第一玻璃部8(側(cè)管部2’)收縮，首先兩者間所存在的縫隙7c被填好了，兩者就接觸上了。收縮後，如圖15(b)所示，在軟化點(diǎn)也高、和外氣接觸面積也多的第一玻璃部8先從軟化狀態(tài)解放出來的那一時(shí)刻(即固化時(shí)刻)，其位置比第一玻璃部8還往內(nèi)且軟化點(diǎn)也低的第二玻璃部7b卻依然為軟化狀態(tài)(熔融狀態(tài))。和第一玻璃部8相比，此時(shí)的第二玻璃部7b具有流動(dòng)性，就是通常情況下(非軟化狀態(tài))兩者的熱膨脹系數(shù)大致相同，也可以認(rèn)為這時(shí)兩者的性質(zhì)(例如，彈性率、粘度、密度等)卻有很大的不同。而且，隨著時(shí)間的推移，具有流動(dòng)性的第二玻璃部7b開始冷卻，若第二玻璃部7b的溫度下降到了比它的軟化點(diǎn)還低的話，第二玻璃部7就和第一玻璃部8一樣固化了。若第一玻璃部8和第二玻璃部7的軟化點(diǎn)相同，這兩個(gè)玻璃部分是這樣固化的，即從外側(cè)漸漸地冷卻以致不會(huì)留下壓縮應(yīng)變。但在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)下，外側(cè)的玻璃部分8提前固化了，過一會(huì)兒，內(nèi)側(cè)的玻璃部分7才固化，因而就在該內(nèi)側(cè)的第二玻璃部7中留下了壓縮應(yīng)變?？紤]到這些事情的話，也許可以說第二玻璃部7成了一種間接地進(jìn)行壓緊(pinching)的狀態(tài)。
此外，若殘留這樣的壓縮應(yīng)變，通常情況是，兩者7、8會(huì)由于兩者的熱膨脹系數(shù)之差而在某一溫度下達(dá)到貼緊狀態(tài)。而在本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)下，因兩者的熱膨脹系數(shù)大致相等，故即使存在壓縮應(yīng)變，也能保持兩者7、8間的貼緊狀態(tài)，就是這樣推測(cè)的。
還知道了，要想給第二玻璃部7施加約10kgf/cm2以上的壓縮應(yīng)力，就必須對(duì)以上述制作方法完成的燈(燈完成體)以比第二玻璃部的應(yīng)變點(diǎn)溫度高的溫度加熱。優(yōu)選在1030℃的溫度下對(duì)按上述方法制成的燈(燈完成體)進(jìn)行2小時(shí)的加熱。具體而言，即，將制成的燈100放到1030℃的爐中，并對(duì)其進(jìn)行退火處理(例如真空烘烤或者減壓烘烤)。此外，示出了的是溫度1030℃之例。不僅如此，只要為一比第二玻璃部(耐壓玻璃)7的應(yīng)變點(diǎn)溫度高的溫度即可。換句話說，比維科爾高硼硅酸的應(yīng)變點(diǎn)溫度890℃高就行了。比較合適的范圍是比維科爾高硼硅酸的應(yīng)變點(diǎn)溫度890℃高、比該第一玻璃部(石英玻璃)的應(yīng)變點(diǎn)溫度(SiO2的應(yīng)變點(diǎn)溫度1070℃)低這樣一個(gè)范圍。但本案發(fā)明人所做的1080℃或1200℃左右的溫度下的實(shí)驗(yàn)還表明，有時(shí)也能收到效果。
此外，為進(jìn)行一下比較，還利用感光色板法對(duì)沒進(jìn)行過退火處理的高壓放電燈進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果是，雖然也是一個(gè)在高壓放電燈的密封部中設(shè)了第二玻璃部7的結(jié)構(gòu)，卻沒有觀測(cè)到在密封部有約10kgf/cm2以上的壓縮應(yīng)力。
只要有2個(gè)小時(shí)以上的退火(或者真空烘烤)時(shí)間就行了，沒有什么上限。但從經(jīng)濟(jì)的角度來看有上限的情況除外?？稍?個(gè)小時(shí)以上的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定一合適的時(shí)間。而且，若即使不到2個(gè)小時(shí)也看到效果，那么進(jìn)行不到2個(gè)小時(shí)的熱處理(退火)就可以了。通過該退火工序，能達(dá)到燈的高純度化，換句話說，也就是也許能減少雜質(zhì)。這是因?yàn)?，一?duì)燈完成體進(jìn)行退火處理，被認(rèn)為是對(duì)燈有不良影響的水分(例如維科爾高硼硅酸耐熱玻璃中的水分)就能從燈中飛出去之故。若進(jìn)行100個(gè)小時(shí)以上的退火處理，就基本上完全能將維科爾高硼硅酸中的水分從燈內(nèi)除去。
以上說明的是由維科爾高硼硅酸玻璃制成第二玻璃部7的情況，不僅如此，還得知在用以SiO2重量百分比62％、Al2O3重量百分比1 3.8％、CuO重量百分比23.7％為成分的玻璃(商品名SCY2、SEMCOM公司制造、應(yīng)變點(diǎn)520℃)制成第二玻璃部7的情況下，就成為壓縮應(yīng)力至少被施加在長(zhǎng)邊方向上的狀態(tài)了。
接下來，參考圖16，說明本案發(fā)明人推論出的、在規(guī)定的溫度下對(duì)燈完成體進(jìn)行規(guī)定時(shí)間以上的退火后，壓縮應(yīng)力是如何加在第二玻璃部7上的結(jié)論。
首先，如圖16(a)所示，準(zhǔn)備燈完成體。燈完成體的制造方法如上所述。
其次，如圖16(b)所示，一開始對(duì)該燈完成體加熱，水銀(Hg)6就開始蒸發(fā)，壓力也就加在了發(fā)光管1內(nèi)及第二玻璃部7上。圖中的箭頭表示水銀6的蒸氣所帶來的壓力(例如，100個(gè)大氣壓以上)。之所以水銀6的蒸氣壓不僅加在發(fā)光管1內(nèi)，還加在第二玻璃部7內(nèi)，是因?yàn)槿搜鬯床坏降拈g隙13存在于電極棒3的密封部之故。
繼續(xù)提高加熱溫度，直加熱到溫度超過第二玻璃部7的應(yīng)變點(diǎn)(例如1030℃)以后，那么，水銀的蒸氣壓就在第二玻璃部7變軟的狀態(tài)下加在了第二玻璃部7上，故在第二玻璃部7內(nèi)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。估計(jì)產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的時(shí)間為，例如在應(yīng)變點(diǎn)下加熱時(shí)約4個(gè)小時(shí)；在退火點(diǎn)下加熱時(shí)約15分鐘。這一時(shí)間是從應(yīng)變點(diǎn)及退火點(diǎn)的定義推導(dǎo)出來的。換句話說，上述時(shí)間是從如下含意下推測(cè)出的所謂應(yīng)變點(diǎn)意味著在該溫度下保持4個(gè)小時(shí)，就能實(shí)質(zhì)上消除內(nèi)部應(yīng)變的溫度；所謂退火點(diǎn)意味著在該溫度下保持15分鐘，就能實(shí)質(zhì)上消除內(nèi)部應(yīng)力的溫度。
接著，停止加熱，讓燈完成體冷卻。停止加熱后，如圖16(c)所示，因水銀仍處于蒸發(fā)狀態(tài)，故第二玻璃部7邊繼續(xù)承受水銀蒸氣的壓力，第二玻璃部7的溫度邊變得比應(yīng)變點(diǎn)低。結(jié)果如圖19所示，在第二玻璃部7上不僅殘留有金屬箔4的長(zhǎng)邊方向的壓縮應(yīng)力，還有徑向的壓縮應(yīng)力(但是，應(yīng)變檢查器僅能確認(rèn)長(zhǎng)邊方向的壓縮應(yīng)力)。
最后，大約冷卻到室溫后，如圖16(d)所示，得到的就是在第二玻璃部7上殘留了壓縮應(yīng)力約為10kgf/cm2以上的燈100。如圖16(b)及圖16(c)所示，因?yàn)橛伤y的蒸氣壓向兩側(cè)的第二玻璃部7施加了壓力，故通過這一做法，就確實(shí)能將約10kgf/cm2以上的壓縮應(yīng)力加到兩側(cè)的密封部2上。
該加熱分布曲線(profile)示意地示于圖17中。首先，開始加熱(時(shí)間O)，之后達(dá)到第二玻璃部7的應(yīng)變點(diǎn)(T2)的溫度(時(shí)間A)。接著，在第二玻璃部7的應(yīng)變點(diǎn)(T2)和第一玻璃部8的應(yīng)變點(diǎn)(T1)之間的溫度下將燈保持規(guī)定的時(shí)間。該溫度區(qū)域基本上可被看成是僅第二玻璃部7有可能產(chǎn)生變形。在該保持的時(shí)間內(nèi)，如圖18的概略圖所示，壓縮應(yīng)力由于水銀蒸氣壓(例如在100個(gè)大氣壓以上)的作用而殘留在第二玻璃部7中。
此外，發(fā)明人認(rèn)為借助水銀蒸氣壓向第二玻璃部7施加壓力時(shí)，進(jìn)行退火處理是最有效的方法，但只要是在將燈保持在圖17所示的T2以上T1以下的溫度范圍內(nèi)時(shí)，能夠?qū)⒛骋环N力加給第二玻璃部7，就可推測(cè)出不僅靠水銀蒸氣壓能夠?qū)嚎s應(yīng)力加給第二玻璃部7，靠那一個(gè)力(例如通過推外部導(dǎo)線5)也能夠?qū)嚎s應(yīng)力加給第二玻璃部7。
接著，停止加熱，讓燈逐漸冷卻下來，在時(shí)間B之后，第二玻璃部7的溫度就降低到比應(yīng)變點(diǎn)(T2)還低。溫度一低于應(yīng)變點(diǎn)(T2)，就變成在第二玻璃部7殘留下壓縮應(yīng)力。在本實(shí)施方式中，通過將燈保持在1030℃溫度下、150個(gè)小時(shí)后，再讓它冷卻(自然冷卻)這樣的方法，給第二玻璃部7加壓縮應(yīng)力并讓該壓縮應(yīng)力殘留在其中。
因在上述這樣的原理下，借助水銀蒸氣壓產(chǎn)生了壓縮應(yīng)力，故壓縮應(yīng)力的大小就由水銀蒸氣壓(換句話說，所封入的水銀量)來決定了。
一般情況是，水銀量越多，燈就越容易破。但若采用本實(shí)施方式中的密封結(jié)構(gòu)，水銀量越多，壓縮應(yīng)力也就越大，耐壓強(qiáng)度也就越高。換句話說，因?yàn)椴捎帽景l(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)水銀量越多，壓縮應(yīng)力也就越大的結(jié)構(gòu)，故燈能夠在現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)不了的極高的耐壓條件下穩(wěn)定地工作。
需提一下，圖4所示的狀態(tài)下，也可以使用像圖6所示的長(zhǎng)玻璃管(長(zhǎng)的高硼硅酸耐熱玻璃)70。圖6所示的玻璃管70，其一端(即與發(fā)光管部1’相對(duì)側(cè)的端部)直徑做得較小，通過它玻璃管70被固定住。固定方法是可以在直徑小的地方把外部導(dǎo)線5壓住，也可以實(shí)際將管80垂直豎起，使玻璃管70直徑小的地方掛住金屬箔4(鉬箔)的角。
通過本實(shí)施方式的高壓放電燈的制造方法，將溴化汞(HgBr2)作為鹵族元素前驅(qū)體導(dǎo)入發(fā)光管部1’內(nèi)部，因而能夠抑制第二玻璃部7的變質(zhì)。其結(jié)果能夠有效地將壓縮應(yīng)力施加到第二玻璃部7上，確實(shí)地實(shí)現(xiàn)高耐壓的高壓放電燈。另外，還可以防止第二玻璃部7和第一玻璃部8間產(chǎn)生裂縫。
(實(shí)施方式2)參照?qǐng)D7，來說明本發(fā)明的實(shí)施方式2的高壓放電燈。圖7示意地表示了本實(shí)施方式的高壓放電燈200的結(jié)構(gòu)。在燈200的發(fā)光管1內(nèi)封入溴化汞(HgBr2)來作為鹵族元素前驅(qū)體，這一點(diǎn)與上述實(shí)施方式1的高壓放電燈相同。需提一下，在本實(shí)施方式以及上述實(shí)施方式1中，溴化汞(HgBr2)均在圖中省略。
如圖7所示，為進(jìn)一步提高本實(shí)施方式中的燈100的耐壓強(qiáng)度，優(yōu)選是像圖7所示的燈200那樣，在埋在了密封部2內(nèi)的那一部分電極棒3的至少一部分表面上形成金屬膜(例如Pt膜)30。需提一下，金屬膜30可由從由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所組成的元素組中選出的至少一種金屬形成。例如金屬膜30可以是由Pt層構(gòu)成的單層。若從密接性(attachment)的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選是下層為Au層，上層例如為Pt層。
因在燈200中，在埋在了密封部2內(nèi)的那一部分電極棒3的表面上形成了金屬膜30，故可防止在位于電極棒3周圍的玻璃上出現(xiàn)微小的裂縫。換句話說，對(duì)燈200來說，不僅能收到燈100的效果，還能收到防止出現(xiàn)裂縫的效果。由此而能更進(jìn)一步地提高耐壓強(qiáng)度。下面，繼續(xù)說明是如何防止出現(xiàn)裂縫的。
在位于密封部2內(nèi)的電極棒3上無金屬膜30的情況下，在燈制造工序下形成密封部時(shí)，密封部2的玻璃和電極棒3會(huì)一時(shí)地貼緊，而在冷卻時(shí)，二者又會(huì)由于兩者間所存在的熱膨脹系數(shù)之差而分離開。此時(shí)就會(huì)在電極棒3周圍的石英玻璃中出現(xiàn)裂縫。耐壓強(qiáng)度就會(huì)因該裂縫的存在而比沒有裂縫的理想燈的低。
而對(duì)圖7所示的燈200來說，因表面上有Pt膜的金屬膜30形成在電極棒3的表面上，故密封部2的石英玻璃和電極棒3表面(Pt層)間的可沾性就會(huì)變壞。換句話說，與鎢和石英玻璃之組合相比，白金和石英玻璃之組合會(huì)使金屬和石英玻璃間的可沾性變壞，二者就不會(huì)結(jié)合起來，而容易相互分離。結(jié)果是，由于電極棒3和石英玻璃間的可沾性變壞了，那么，在進(jìn)行加熱后的冷卻時(shí)二者就能夠很好地分離開來，而有可能防止出現(xiàn)微小的裂縫。在利用可沾性不好來防止出現(xiàn)裂縫這樣的技術(shù)思想下制成的燈200，顯示出了比燈100還高的耐壓強(qiáng)度。
需提一下，還可用圖8所示的燈300的結(jié)構(gòu)來代替圖7所示的燈200的結(jié)構(gòu)。在圖1所示的燈100的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將其表面由金屬膜30覆蓋起來的線圈40纏到埋在了密封部2內(nèi)的那一部分電極棒3的表面上，即構(gòu)成燈300。換句話說，燈300，具有至少在其表面上擁有從由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所組成的元素組中選出的至少一種金屬的線圈40纏在電極棒3的根部的結(jié)構(gòu)。需提一下，在圖8所示的結(jié)構(gòu)下，線圈40纏到了位于發(fā)光管1的放電空間10內(nèi)的那一部分電極棒3上。在圖8所示的燈300的結(jié)構(gòu)下，也能借助線圈40表面的金屬膜30來把電極棒3和石英玻璃之間的可沾性搞壞。結(jié)果是能防止出現(xiàn)微細(xì)的裂縫。
線圈40表面的金屬例如可通過電鍍鍍上去。結(jié)構(gòu)同圖7所示，這里金屬膜30例如可以是由Pt層構(gòu)成的單層。但從貼緊性的角度來看，下層是Au層，上層可以使用例如像Pt層。需提一下，從貼緊性的角度來看，優(yōu)選是在線圈40上，先形成Au層作下層，再形成例如Pt層作上層。然而，即使線圈40不是Pt(上層)/Au(下層)電鍍的雙層結(jié)構(gòu)，而是僅電鍍了Pt的結(jié)構(gòu)，也能確保足能滿足實(shí)用要求的貼緊性。
在為在電極棒3的表面或者線圈40的表面形成從由Pt、Ir、Rh、Ru、Re所組成的元素組中選出的至少一種金屬(也稱為“Pt等”)結(jié)構(gòu)的情況下，象本發(fā)明的實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)那樣，第二玻璃部7存在于金屬箔4的周圍的意義就非常大了。進(jìn)一步對(duì)它進(jìn)行說明。在燈的制造工序(密封工序)下，Pt等金屬有可能會(huì)由于加工時(shí)所進(jìn)行的加熱而有所蒸發(fā)，若它們擴(kuò)散到金屬箔4那里，就會(huì)導(dǎo)致金屬箔和玻璃之間的貼緊性變?nèi)?，結(jié)果是使耐壓下降。但是，若象本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)那樣，在金屬箔4的周圍設(shè)上第二玻璃部7，并讓壓縮應(yīng)力存在于那里，反倒可以說Pt等和玻璃之間的可沾性不好也是沒什么關(guān)系的，結(jié)果是能防止耐壓強(qiáng)度由于Pt等的擴(kuò)散而下降。
需提一下，在圖7和圖8所示的結(jié)構(gòu)上，附帶聲明比起使用像CH2Br2那樣的氣體，優(yōu)選是采用(室溫下)像HgBr2那樣的固體形態(tài)來作為鹵族元素(更具體來講是鹵族元素前驅(qū)體)的封入狀態(tài)。其理由是維科爾高硼硅酸玻璃在密封時(shí)，與氣體狀的鹵族元素反應(yīng)后會(huì)變質(zhì)，與此相同，Pt等金屬也有被氣體狀的鹵族元素腐蝕的危險(xiǎn)。
本實(shí)施方式的燈200和300，也可以如圖6所示，使用覆蓋整個(gè)金屬箔4的玻璃管70，來形成覆蓋整個(gè)金屬箔4的第二玻璃部7。
將本實(shí)施方式中的燈100、200、300和反射鏡組合起來，就能得到帶鏡子的燈或者燈組件。
圖9示意地示出了包括本實(shí)施方式中的燈100的帶鏡子燈900的剖面結(jié)構(gòu)。
帶鏡子的燈900包括擁有近似球形的發(fā)光管1和一對(duì)密封部2的燈100、和把從燈100發(fā)出的光進(jìn)行反射的反射鏡60。此外，示出的是燈100，當(dāng)然用燈200或300也是可以的。帶鏡子的燈900還可包括支持反射鏡60的燈架。這里帶燈架的結(jié)構(gòu)，就包括在燈組件中了。
這樣構(gòu)成反射鏡60，它反射來自燈100的放射光而使反射后的放射光成為例如，平行光束、聚集在規(guī)定微小區(qū)域內(nèi)的聚光光束或者與從規(guī)定的微小區(qū)域散發(fā)出來的光相等的發(fā)散光束。例如可用拋物面鏡、橢圓面鏡作為反射鏡60。
在本實(shí)施方式中，燈100的一側(cè)密封部2上安裝了燈頭56，從該密封部2延長(zhǎng)的外部導(dǎo)線5和燈頭56電連接在一起。密封部2和反射鏡60由例如無機(jī)系粘結(jié)劑(例如粘泥等)固定在一起并一體化。在位于反射鏡60的前面開口部側(cè)的密封部2的外部導(dǎo)線5上電連接著引出導(dǎo)線65，引出導(dǎo)線65從外部導(dǎo)線5通過反射鏡60的導(dǎo)線用開口部62延長(zhǎng)到反射鏡60外。在反射鏡60的前面開口部例如裝了前面玻璃。
可將這樣的帶鏡子的燈或者燈組件，裝到例如使用液晶或DMD(Digital Micromirror Device)投影機(jī)等圖像投影裝置上，來作為圖像投影裝置用光源使用。把這樣的帶鏡子的燈或者燈組件和包括像素元件(DMD板、液晶板等)的光學(xué)系統(tǒng)組合起來，就能構(gòu)成圖像投影裝置。例如，可提供使用了DMD的投影機(jī)(數(shù)字燈處理(DLPdigital lightprocessing))、液晶投影機(jī)(包括采用了LCOS(Liquid Crystal on Silicon)結(jié)構(gòu)的反射型投影機(jī))。本實(shí)施方式中的燈、帶鏡子的燈及燈組件，除可作圖像投影裝置的光源以外，還可作為紫外線步進(jìn)機(jī)(stepper)的光源、競(jìng)技場(chǎng)的光源、汽車的前燈用光源、照亮道路標(biāo)識(shí)的投光器用光源等等。
(其它實(shí)施方式)
在上述實(shí)施方式中，以水銀作發(fā)光物質(zhì)的水銀燈作為高壓放電燈的一例進(jìn)行了說明。本發(fā)明也適用于具有由密封部保持發(fā)光管的氣密性的結(jié)構(gòu)的任一種高壓放電燈。例如，本發(fā)明也適用于封入了金屬鹵化物的金屬鹵化物燈或氙等高壓放電燈。因?yàn)閷?duì)金屬鹵化物燈等來說，也是耐壓越高越好。換句話說，是因?yàn)橥ㄟ^防止漏氣、防止裂縫，就能得到可靠性高、壽命長(zhǎng)的燈之故。把上述實(shí)施方式所述的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用到不但封入了水銀，還封入了金屬鹵化物的金屬鹵化物燈上以后，還能收到以下的效果。換句話說，通過設(shè)第二玻璃部7，就能使密封部2內(nèi)的金屬箔4的貼緊性提高，而可抑制金屬箔4和金屬鹵化物(或者鹵族元素及堿性金屬)之間的反應(yīng)。結(jié)果是，可提高密封部的結(jié)構(gòu)的可靠性。特別是象圖1、圖7、圖8所示的結(jié)構(gòu)那樣，在第二玻璃部7位于電極棒3處的情況下，可由第二玻璃部7有效地減少從電極棒3和密封部2的玻璃間的微小間隙侵入進(jìn)來和金屬箔4起反應(yīng)而造成箔脆化的金屬鹵化物。因此，上述實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)很適于在金屬鹵化物燈中采用。
近年來，人們?cè)诓粩嗟亻_發(fā)不封入水銀的無水銀金屬鹵化物燈，本實(shí)施方式中的技術(shù)也可被應(yīng)用到那樣的無水銀金屬鹵化物燈上。下面進(jìn)行詳細(xì)的說明。
作為應(yīng)用了本實(shí)施方式中的技術(shù)的無水銀金屬鹵化物燈的一例可這樣來形成即在圖1、圖7或者圖8所示的結(jié)構(gòu)下，發(fā)光管1內(nèi)封入的不是水銀，封入的至少是第一鹵化物、第二鹵化物及惰性氣體。此時(shí)，第一鹵化物的金屬為發(fā)光物質(zhì)。和第一鹵化物相比，第二鹵化物的蒸氣壓很大，且為和所述第一鹵化物的金屬相比難以在可視光區(qū)發(fā)光的一種金屬或者幾種金屬的鹵化物。例如，第一鹵化物為從鈉、鈧及希土類金屬組成的元素組中選出的一種或者幾種金屬的鹵化物。第二鹵化物的蒸氣壓相對(duì)較大，且為和第一鹵化物的金屬相比難以在可視光區(qū)發(fā)光的一種金屬或者幾種金屬的鹵化物。具體的第二鹵化物，為從Mg、Fe、Co、Cr、Zn、Ni、Mn、Al、Sb、Be、Re、Ga、Ti、Zr及Hf所組成的元素組中選出的至少一種金屬的鹵化物。而且是至少含有Zn的鹵化物那樣的第二鹵化物更好。
若要舉出其它組合例，就是這樣的在包括透光性發(fā)光管(氣密容器)1、設(shè)在發(fā)光管1內(nèi)的一對(duì)電極3及與發(fā)光管1相連的一對(duì)密封部2的無水銀金屬鹵化物燈中的發(fā)光管1內(nèi)，封入為發(fā)光物質(zhì)的ScI3(碘化鈧)和NaI(碘化鈉)、代替水銀的物質(zhì)InI3(碘化銦)及TlI(碘化鉈)、及作為始動(dòng)輔助氣體的惰性氣體(例如，1.4MPa的Xe氣體)。此時(shí)，第一鹵化物為ScI3(碘化鈧)、NaI(碘化鈉)；第二鹵化物為InI3(碘化銦)及TlI(碘化鉈)。需提一下，只要第二鹵化物為蒸氣壓較高，能夠代替水銀起作用的物質(zhì)即可，例如可用Zn的碘化物代替InI3(碘化銦)。
下面，說明上述實(shí)施方式1中的技術(shù)非常適合用在這樣的無水銀金屬鹵化物燈中的理由。
首先，和有水銀的燈相比，用別的物質(zhì)(Zn的鹵化物等)代替了水銀的無水銀金屬鹵化物燈的效率下降了。而要想提高效率，提高起動(dòng)時(shí)的工作壓力是非常有效的。拿上述實(shí)施方式中的燈來說，因它是一個(gè)提高了耐壓強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，也就可高壓封入惰性氣體，也就可很簡(jiǎn)單地提高效率。因此，很容易地就能實(shí)現(xiàn)實(shí)用的無水銀金屬鹵化物燈。此時(shí)，優(yōu)選是以熱導(dǎo)率很低的Xe作惰性氣體。
拿無水銀金屬鹵化物燈而言，因不再封入水銀了，故這時(shí)封入的鹵化物要比在有水銀的金屬鹵化物燈中封入的鹵化物多。這樣以來，通過電極棒3附近的間隙到達(dá)金屬箔4的鹵化物的量也就多起來了，鹵化物就和金屬箔4(有時(shí)為電極棒3的根部)起反應(yīng)，結(jié)果就是密封部結(jié)構(gòu)變?nèi)?，而容易漏氣。在圖7及圖8所示的結(jié)構(gòu)下，因電極棒3的表面被金屬膜30(或者是線圈40)所覆蓋，故能有效地防止電極棒3和鹵化物起反應(yīng)。還有，如圖1所示，在為第二玻璃部7位于電極棒3的周圍這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，就能防止鹵化物(例如Sc的鹵化物)侵入，由此而可防止漏氣。因此，具有上述實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)的無水銀金屬鹵化物燈的效率及壽命能比現(xiàn)有的無水銀金屬鹵化物燈的高。對(duì)一般照明用燈也可以這么說。對(duì)作為汽車前照燈用的燈來說，還有以下優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)上述無水銀金屬鹵化物燈被用在汽車前照燈上時(shí)，要求在將開關(guān)ON時(shí)的下一個(gè)瞬間，發(fā)出100％的光。為滿足這一要求而采取的有效方法是，高壓封入惰性氣體(例如Xe)。然而，往一般的金屬鹵化物燈中高壓封入Xe時(shí)，燈破裂的可能性就增大。這樣的話，不優(yōu)選將所述無水銀金屬鹵化物燈作為要求具有更高安全性的前照燈。因?yàn)槿绻归g前照燈出了故障，是可能引發(fā)交通事故的。因在具有所述實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)的無水銀金屬鹵化物燈的情況下，已經(jīng)為一種提高了耐壓強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，故即使高壓封入Xe，也既能確保安全性，又能提高讓燈亮?xí)r的始動(dòng)性。不僅如此，還可以提高壽命，故非常適合作前照燈用。
在本實(shí)施方式中，說明的是水銀蒸氣壓在20MPa左右或者30MPa左右以上的情況(也就是說，超高壓水銀燈的情況)，但如上所述，并不排除將本發(fā)明用到水銀蒸氣壓為1MPa左右的高壓水銀燈上的情況。換句話說，本發(fā)明對(duì)包括超高壓水銀燈、高壓水銀燈在內(nèi)的所有高壓放電燈都適用。需提一下，當(dāng)今的被稱為超高壓水銀燈的燈中的水銀蒸氣壓在15MPa或者該值以上(所封入的水銀量為150mg/cc或者該值以上)。
因即使工作壓力極高也能很穩(wěn)定地工作就意味著燈的可靠性很高，故在將本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)應(yīng)用到工作壓力不那么高的燈(燈的工作壓力不到30MPa左右，例如20MPa左右～1MPa左右)上時(shí)，就能提高在該工作壓力下工作的燈的可靠性。
以下是對(duì)能實(shí)現(xiàn)高耐壓強(qiáng)度的燈的技術(shù)意義的進(jìn)一步的說明。近年來，為得到輸出更高、功率更高的高壓水銀燈，技術(shù)人員們正在不斷地開發(fā)弧長(zhǎng)(電極間距離)較短的短弧型水銀燈(例如，電極間距離在2mm以下)，這時(shí)為抑制伴隨著電流的增大而帶來的電極的快速蒸發(fā)，又必須封入比通常情況下更多的水銀。如上所述，因在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)下，耐壓強(qiáng)度有一個(gè)上限，故所封入的水銀量也有了上限(例如200mg/cc左右以下)，這就給特性更優(yōu)的燈的實(shí)現(xiàn)增加了一個(gè)制約。本實(shí)施方式中的燈可能消除現(xiàn)有的制約，促進(jìn)到目前為止未能實(shí)現(xiàn)的具有優(yōu)良特性的燈的開發(fā)。對(duì)本實(shí)施方式中的燈而言，可實(shí)現(xiàn)所封入的水銀量超過200mg/cc左右、即300mg/cc左右或者該值以上的燈。
此外，如上所述，能使水銀封入量在300～400mg/cc左右或者該值以上(燈亮?xí)r的工作壓力30～40MPa)這樣的技術(shù)的意義，就在于可確保燈亮?xí)r的工作壓力超過20MPa這一水平的燈(換句話說，具有超過當(dāng)今的15MPa～20MPa的燈亮?xí)r的工作壓力的燈，例如燈亮?xí)r的工作壓力23MPa以上或者25MPa以上的燈)的安全性和可靠性。也就是說，因大量生產(chǎn)燈時(shí)，不管怎樣努力燈的特性也會(huì)出現(xiàn)偏差，故考慮容限的話，就是燈亮?xí)r的工作壓力超過23MPa左右的燈，也要確保它們的耐壓強(qiáng)度。故能達(dá)到30MPa以上的耐壓強(qiáng)度的技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)是，可以利用該技術(shù)來生產(chǎn)不到30MPa的燈。若利用耐壓強(qiáng)度達(dá)到30MPa以上的技術(shù)來制造23MPa或者該值以下的耐壓強(qiáng)度的燈，安全性及可靠性就能提高。
因此，本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)也是一能夠提高燈的可靠性等的結(jié)構(gòu)。還有，對(duì)所述實(shí)施方式中的燈而言，是通過收縮手法制成密封部2的，不僅如此，還可用壓緊(pinching)手法來制成它。再就是，對(duì)兩端型高壓放電燈進(jìn)行了說明，但所述實(shí)施方式中的技術(shù)也可被應(yīng)用到一端型高壓放電燈上。此外，在所述實(shí)施方式中，例如是從維科爾高硼硅酸制玻璃管70形成第二玻璃部的，但并非一定要用玻璃管制成。并不限于覆蓋金屬箔4的整個(gè)周圍的結(jié)構(gòu)。只要是和金屬箔4接觸，能讓壓縮應(yīng)力存在于密封部2的一部分上的玻璃構(gòu)件，就不限于玻璃管了。例如可使用在玻璃管70的一部分上開個(gè)縫隙而形成“C字”狀的玻璃構(gòu)件；還可以布置和金屬箔4的一側(cè)或者兩側(cè)相接觸的例如由維科爾高硼硅酸制成的玻璃片(玻璃片或者玻璃板)；也可以布置覆蓋金屬箔4周圍的例如由維科爾高硼硅酸制成的玻璃纖維(glass fiber)。只不過是，若不用玻璃構(gòu)件，而是用玻璃粉體，例如用壓縮成形并燒結(jié)玻璃粉末的方法制成的燒結(jié)玻璃體，這樣是無法讓壓縮應(yīng)力存在于密封部2的一部分上的，故優(yōu)選不要使用玻璃粉體。
還有，一對(duì)電極3之間的間隔(弧長(zhǎng))可為短弧型，還可比它長(zhǎng)。上述實(shí)施方式中的燈既可在交流下工作又可在直流下工作。上述實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)及變形例可相互采用。此外，對(duì)包括金屬箔4的密封部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明，不僅如此，無箔密封部結(jié)構(gòu)也可使用所述實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)。因?yàn)閷?duì)為無箔密封部結(jié)構(gòu)的情況來說，也要提高耐壓強(qiáng)度，提高可靠性。具體而言，可用一根電極棒(鎢棒)3作電極構(gòu)件50，而不用鉬箔4作電極構(gòu)件50。在電極棒3的至少一部分上設(shè)置第二玻璃部7，并形成第一玻璃部8來覆蓋第二玻璃部7和電極棒3，這樣就構(gòu)成了密封部結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，外部導(dǎo)線5也可由電極棒3構(gòu)成。
在上述實(shí)施方式中，說明了放電燈。所述實(shí)施方式1中的技術(shù)不僅可用在放電燈上，還可用在放電燈以外的燈(如白熾燈)上，只要燈采用了由密封部(seal)保持發(fā)光管內(nèi)的氣密性那樣的結(jié)構(gòu)就行。圖10及圖11示出了應(yīng)用了所述實(shí)施方式1中的技術(shù)的燈。
圖10所示的白熾燈500，為在圖1所示的結(jié)構(gòu)下，在發(fā)光管1內(nèi)設(shè)置了燈絲9的兩端型白熾燈(例如鹵素白熾燈)。燈絲9接在內(nèi)導(dǎo)線(內(nèi)部導(dǎo)入線)3a上，發(fā)光管1內(nèi)可設(shè)有固定件(anchor)。
圖11所示的白熾燈600，如該圖所示，為一端型白熾燈。該例中示出了一端型鹵素白熾燈。白熾燈600，例如由石英制玻璃球1、密封部2(第一玻璃部8、第二玻璃部7、鉬箔4)、燈絲9、內(nèi)導(dǎo)線31、固定件32、外導(dǎo)線(外部導(dǎo)入線)5、絕緣體51、燈頭52組成。對(duì)這樣的鹵素白熾燈來說，如何防止它破裂是一個(gè)重要的課題，因此，由上述實(shí)施方式1所述的技術(shù)能夠防止破裂的技術(shù)意義是非常大的。
以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，這樣的敘述并沒有限定意義，還可有多種變形。
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈的制造方法，該燈包括管內(nèi)封入有發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管、保持所述發(fā)光管內(nèi)的氣密性的密封部，其中，所述高壓放電燈的制造方法包括以下工序準(zhǔn)備具有將成為高壓放電燈的發(fā)光管的發(fā)光管部、順著所述發(fā)光管部延長(zhǎng)的側(cè)管部的放電燈用玻璃管的工序；向所述發(fā)光管部?jī)?nèi)導(dǎo)入溴化汞的工序；和由所述側(cè)管部形成所述密封部的工序，形成所述密封部的工序包括將由其軟化點(diǎn)比構(gòu)成所述側(cè)管部的第一玻璃的軟化點(diǎn)還低的第二玻璃構(gòu)成的玻璃部件插到所述側(cè)管部?jī)?nèi)，接著再對(duì)所述側(cè)管部加熱以使所述玻璃部件和所述側(cè)管部貼緊的工序；及在所述貼緊工序后，以比所述第二玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度高的溫度，對(duì)至少包括所述玻璃部件和所述側(cè)管部的部分加熱的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述加熱工序是在比所述第一玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度低的溫度下實(shí)行的。
3.一種高壓放電燈的制造方法，該燈包括管內(nèi)封入有發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管、順著所述發(fā)光管的兩端延長(zhǎng)的一對(duì)密封部，其中，包括以下工序，準(zhǔn)備具有成為高壓放電燈的發(fā)光管的發(fā)光管部、順著所述發(fā)光管部的兩端延長(zhǎng)的一對(duì)側(cè)管部的放電燈用玻璃管的工序；將由其軟化點(diǎn)比構(gòu)成所述側(cè)管部的第一玻璃的軟化點(diǎn)還低的第二玻璃構(gòu)成的玻璃管、至少含有電極棒的電極構(gòu)件，插到所述一對(duì)側(cè)管部中的一個(gè)側(cè)管部，接著再使所述側(cè)管部加熱收縮來形成所述一對(duì)密封部中的一個(gè)密封部的工序；在形成所述一個(gè)密封部后，將發(fā)光物質(zhì)以及溴化汞導(dǎo)入到所述發(fā)光管部?jī)?nèi)的工序；將所述發(fā)光物質(zhì)導(dǎo)入后，再將由所述第二玻璃構(gòu)成的玻璃管、至少含有電極棒的電極構(gòu)件，插到與所述一側(cè)管部相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)管部中，接著再使所述側(cè)管部加熱收縮，來形成與所述一密封部相對(duì)應(yīng)的另一密封部及已封入了所述發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管的工序；和在比所述第二玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度高且比所述第一玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度低的溫度下，對(duì)兩個(gè)密封部及發(fā)光管已形成的燈完成體中的至少包括所述玻璃管和所述側(cè)管部的部分加熱的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述加熱工序進(jìn)行2個(gè)小時(shí)以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述加熱工序進(jìn)行2個(gè)小時(shí)以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述加熱工序進(jìn)行100個(gè)小時(shí)以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓放電燈的制造方法，其中，在借助利用了光彈性效果的感光色板法來測(cè)定所述密封部情況下，在由所述第二玻璃構(gòu)成的區(qū)域中實(shí)施所述加熱工序、使得在所述側(cè)管部的長(zhǎng)邊方向上存在約10kgf/cm2以上、50kgf/cm2以下的壓縮應(yīng)力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述一對(duì)密封部中的每一個(gè)密封部都產(chǎn)生所述壓縮應(yīng)力。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓放電燈的制造方法，其中，通過將所述燈完成體放到比所述第二玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度高且比所述第一玻璃的應(yīng)變點(diǎn)溫度低的爐中而進(jìn)行所述加熱。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述爐的內(nèi)部為真空或者減壓狀態(tài)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述第一玻璃，含有重量百分比99％以上的SiO2；所述第二玻璃，含有重量百分比15％以下的Al2O3及重量百分比4％以下的B二者中至少一個(gè)和SiO2。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述第一玻璃，含有重量百分比99％以上的SiO2；所述第二玻璃，含有重量百分比15％以下的Al2O3及重量百分比4％以下的B二者中至少一個(gè)和SiO2。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述加熱溫度為1030℃±40℃。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述加熱溫度為1030℃±40℃。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述高壓放電燈為高壓水銀燈；以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入150mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓放電燈的制造方法，其中，所述高壓放電燈為高壓水銀燈；以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入150mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
17.一種高壓放電燈，包括管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管；和保持所述發(fā)光管的氣密性的密封部，其中，所述密封部具有順著所述發(fā)光管延長(zhǎng)的第一玻璃部、設(shè)在所述第一玻璃部?jī)?nèi)側(cè)的至少一部分中的第二玻璃部；且所述密封部具有施加了壓縮應(yīng)力的部位；所述發(fā)光管內(nèi)封入了溴化汞。
18.一種高壓放電燈，包括管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光管；和一對(duì)保持所述發(fā)光管的氣密性的密封部，其中，所述一對(duì)密封部中的每一密封部，各自具有順著所述發(fā)光管延長(zhǎng)的第一玻璃部、設(shè)在所述第一玻璃部?jī)?nèi)側(cè)的至少一部分的第二玻璃部；且所述一對(duì)密封部中的每一個(gè)密封部各自具有施加了壓縮應(yīng)力的部位；所述壓縮應(yīng)力，在借助利用了光彈性效果的感光色板法來測(cè)定所述密封部的情況下，在相當(dāng)于所述第二玻璃部的區(qū)域中、約為10kgf/cm2以上、50kgf/cm2以下。在所述發(fā)光管內(nèi)一對(duì)電極棒相互對(duì)向配置；所述一對(duì)電極棒中的每一個(gè)電極棒各自接在金屬箔上；所述金屬箔設(shè)在所述密封部?jī)?nèi)，且至少該金屬箔和所述電極棒的連接部位于所述第二玻璃部?jī)?nèi)。在所述發(fā)光管內(nèi)封入溴化汞作為鹵族元素的前驅(qū)體。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高壓放電燈，其中，所述高壓放電燈為高壓水銀燈；以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入150mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的高壓放電燈，其中，所述高壓放電燈為高壓水銀燈；以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入150mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的高壓放電燈，其中，以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入220mg/cm3以上的水銀作所述發(fā)光物質(zhì)。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的高壓放電燈，其中，以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入220mg/cm3以上的水銀作為所述發(fā)光物質(zhì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的高壓放電燈，其中，以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入300mg/cm3以上的水銀作為所述發(fā)光物質(zhì)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的高壓放電燈，其中，以所述發(fā)光管的內(nèi)容積為基準(zhǔn)，封入300mg/cm3以上的水銀作為所述發(fā)光物質(zhì)。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高壓放電燈，其中，所述發(fā)光管是無開口發(fā)光管。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的高壓放電燈，其中，所述發(fā)光管是無開口發(fā)光管。
27.一種燈組件，其中，包括根據(jù)權(quán)利要求17所述的高壓放電燈，和反射自所述高壓放電燈發(fā)出的光的反射鏡。
28.一種燈組件，其中，包括根據(jù)權(quán)利要求18所述的高壓放電燈，和反射自所述高壓放電燈發(fā)出的光的反射鏡。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種能夠更為確實(shí)地制造出來的、具有高耐壓強(qiáng)度的高壓放電燈。本發(fā)明公開了一種高壓放電燈(100)，具有管內(nèi)封入了發(fā)光物質(zhì)(6)的發(fā)光管(1)和保持發(fā)光管(1)氣密性的密封部(2)，密封部(2)包含順著發(fā)光管(1)延長(zhǎng)的第一玻璃部(8)和在第一玻璃部(8)內(nèi)側(cè)的至少一部分設(shè)置的第二玻璃部(7)，而且，密封部(2)含有施加有壓縮應(yīng)力的部位(20)，發(fā)光管(1)內(nèi)封入了溴化汞(HgBr
文檔編號(hào)H01K1/38GK1514461SQ20031012343
公開日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月27日
發(fā)明者堀內(nèi)誠, 高橋清, 一番瀨剛, 畑岡真一郎, 關(guān)智行, 蔦谷恭, 一郎, 剛 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社