專利名稱：受激準(zhǔn)分子燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被用作例如光化學(xué)反應(yīng)用的紫外線光源的放電燈，特別是涉及一種將外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管配置在同軸上、具有雙重管結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈。
背景技術(shù)：
受激準(zhǔn)分子燈具有能強(qiáng)烈地放射出單一波長(zhǎng)的真空紫外光的特長(zhǎng)，在例如使用氙氣作為放電氣體的受激準(zhǔn)分子燈中，放射出波長(zhǎng)172nm的真空紫外光是公知的。此外，在氪和氯的混合氣體的情況下，放射出波長(zhǎng)222nm的紫外光。通過改變放電容器內(nèi)的放電用氣體，可以放射出各種波長(zhǎng)的光。例如，設(shè)有氙氣受激準(zhǔn)分子燈的光照射裝置主要用于對(duì)附著在液晶面板顯示元件的面板基板表面上的有機(jī)物進(jìn)行分解除去和對(duì)面板基板進(jìn)行表面改性等。
圖9示出了在管軸方向上剖切現(xiàn)有的受激準(zhǔn)分子燈90的剖視圖。
受激準(zhǔn)分子燈90的結(jié)構(gòu)如下，構(gòu)成在同軸方向上配置有外側(cè)管91和內(nèi)側(cè)管92的雙重管結(jié)構(gòu)的放電容器93，外側(cè)管91的端部與內(nèi)側(cè)管92的端部通過熔接而形成側(cè)壁部94。在該放電容器93內(nèi)的空間95中封入了例如氙氣，作為放電用氣體。在外側(cè)管91的外側(cè)設(shè)有第一電極96，在內(nèi)側(cè)管92的內(nèi)側(cè)設(shè)有第二電極97。通過在第一電極96和第二電極97之間加載高頻電壓，在放電空間98內(nèi)(發(fā)光部)形成受激準(zhǔn)分子，利用該受激準(zhǔn)分子離解而放射出氙氣受激準(zhǔn)分子光。
近年來，隨著液晶面板顯示元件的基板的大面積化，要求全長(zhǎng)超過例如800mm的大尺寸受激準(zhǔn)分子燈。
但是，具有圖9所示的結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈如果使燈大尺寸化，則在點(diǎn)燈時(shí)，如圖10所示，會(huì)發(fā)生外側(cè)管91和內(nèi)側(cè)管92熔接的側(cè)壁部94破損的問題。
以下對(duì)其原因進(jìn)行具體說明。具有圖9所示結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈如特許2783712號(hào)公報(bào)、特許2528244號(hào)公報(bào)所記載，為了防止由于放電氣體或放電容器的溫度上升而導(dǎo)致發(fā)光效率下降，設(shè)置了用于冷卻放電氣體或放電容器的裝置。因此，外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管之間產(chǎn)生相當(dāng)大的溫度差，從而由于外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管分別熱膨脹而伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度不同，導(dǎo)致在側(cè)壁部上產(chǎn)生應(yīng)力。即，在內(nèi)側(cè)管的溫度比外側(cè)管的高的情況下，內(nèi)側(cè)管由于熱膨脹而伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度較大，從而在側(cè)壁部上產(chǎn)生了擠壓內(nèi)側(cè)管的力和拉伸外側(cè)管的力，因此產(chǎn)生了使側(cè)壁部變形的力。
其中，在長(zhǎng)時(shí)間點(diǎn)燈時(shí)在側(cè)壁部上產(chǎn)生應(yīng)力的原因被認(rèn)為有以下2個(gè)。第一個(gè)原因如上所述，是由于外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管的溫度差引起的，第二個(gè)原因是與點(diǎn)燈時(shí)間成正比累積的紫外線變形引起的。當(dāng)2個(gè)原因產(chǎn)生的應(yīng)力的總和達(dá)到一定值時(shí)，受激準(zhǔn)分子燈的側(cè)壁部就會(huì)破損。
因此，具有特許2783712號(hào)公報(bào)或特許2528244號(hào)公報(bào)所記載的冷卻裝置的燈與沒有冷卻裝置的燈相比，由于點(diǎn)燈時(shí)的外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管的溫度差大，所以第一個(gè)原因產(chǎn)生的應(yīng)力增大。因此，當(dāng)例如點(diǎn)燈700～900小時(shí)左右時(shí)，2個(gè)原因產(chǎn)生的應(yīng)力總和達(dá)到一定值，燈的側(cè)壁部就會(huì)破損，從而存在無(wú)法獲得所要求的使用壽命的問題。特別是，對(duì)于全長(zhǎng)超過800mm的大尺寸燈，更是頻繁地發(fā)生這樣的問題。
為了解決該問題，僅固定內(nèi)側(cè)管的一個(gè)端部的結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈是有效的。以下的圖11示出了具體的結(jié)構(gòu)。
圖11是在管軸方向上剖切具有另一種結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有的受激準(zhǔn)分子燈110的剖視圖。
受激準(zhǔn)分子燈110的結(jié)構(gòu)如下，構(gòu)成在同軸方向上配置有一端封閉、另一端開口的外側(cè)管111和內(nèi)側(cè)管112的雙重管結(jié)構(gòu)的放電容器113，外側(cè)管111的開口一側(cè)的端部與內(nèi)側(cè)管112的開口一側(cè)的端部通過熔接而形成側(cè)壁部114。在該放電容器113內(nèi)的空間115中封入了例如氙氣，作為放電用氣體。在外側(cè)管111的外側(cè)設(shè)有第一電極116，在內(nèi)側(cè)管112的內(nèi)側(cè)設(shè)有第二電極117。通過在第一電極116和第二電極117之間加載高頻電壓，在放電空間118內(nèi)(發(fā)光部)形成受激準(zhǔn)分子，利用該受激準(zhǔn)分子離解而放射出氙氣受激準(zhǔn)分子光。
圖11所示的受激準(zhǔn)分子燈110具有僅內(nèi)側(cè)管112的開口一側(cè)的端部被固定的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使上述外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管之間產(chǎn)生溫度差，也不會(huì)發(fā)生由于外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管熱膨脹伸長(zhǎng)的量不同而導(dǎo)致的側(cè)壁部在早期破損的問題。
但是，根據(jù)具有該結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈，當(dāng)使燈大尺寸化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生照度不均勻或放電間隙狹窄的部分的壽命特性惡化的問題。
具體地講，當(dāng)使燈大尺寸化時(shí)，內(nèi)側(cè)管會(huì)由于自重而產(chǎn)生較大的彎曲，從而不能保證合適的放電間隙。特別是當(dāng)內(nèi)側(cè)管的彎曲量達(dá)到放電間隙的0.5倍以上時(shí)，僅在放電間隙變窄的部分中發(fā)生放電，所以就會(huì)產(chǎn)生照度不均勻。并且，由于對(duì)該部分投入了過剩的電力，在早期照度維持率低下，所以不能獲得所要求的使用壽命。
此外，還會(huì)發(fā)生由于運(yùn)輸或安裝燈時(shí)的振動(dòng)、沖擊導(dǎo)致內(nèi)側(cè)管的根部即側(cè)壁部破損的問題。
具體地講，由于內(nèi)側(cè)管僅一端被固定，所以在被施加振動(dòng)或沖擊時(shí)，沒有被固定一側(cè)的內(nèi)側(cè)管的前端發(fā)生較大的彎曲。由于內(nèi)側(cè)管的彎曲量比兩端固定的內(nèi)側(cè)管的大，所以在固定內(nèi)側(cè)管的側(cè)壁部上會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力。因此，只要施加較小的振動(dòng)或沖擊，側(cè)壁部就會(huì)破損。
專利文獻(xiàn)1特許2783712號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特許2528244號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種大尺寸的受激準(zhǔn)分子燈，該受激準(zhǔn)分子燈具有將外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管配置在同軸上，并且在一端形成側(cè)壁部的雙重管結(jié)構(gòu)，側(cè)壁部不會(huì)在短時(shí)間的點(diǎn)燈中破損，并且通過防止內(nèi)側(cè)管較大的彎曲，使照度分布均勻、照度維持率高，并且側(cè)壁部不會(huì)由于運(yùn)輸或安裝燈時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或沖擊而破損。
為了解決上述問題，本發(fā)明技術(shù)方案1的受激準(zhǔn)分子燈由以下部分構(gòu)成放電容器，將一端封閉、另一端開口的外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管配置在同軸上，并且具有在外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部形成的側(cè)壁部；放電用氣體，被填充在形成于上述放電容器內(nèi)的放電空間中；以及一對(duì)電極，其中至少一個(gè)配置在放電空間之外，該一對(duì)電極相向配置，從而將上述放電空間夾在中間，其特征在于，上述放電容器具有用于支持上述內(nèi)側(cè)管的至少一個(gè)以上的支持裝置，該支持裝置被固定在上述外側(cè)管或上述內(nèi)側(cè)管的任何一個(gè)上，在該支持裝置與另一個(gè)管之間具有間隙。
本發(fā)明技術(shù)方案2的受激準(zhǔn)分子燈由以下部分構(gòu)成放電容器，將一端封閉、另一端開口的外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管配置在同軸上，并且具有在外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部形成的側(cè)壁部；放電用氣體，被填充在形成于上述放電容器內(nèi)的放電空間中；以及一對(duì)電極，其中至少一個(gè)配置在放電空間之外，該一對(duì)電極相向配置，從而將上述放電空間夾在中間，其特征在于，上述放電容器具有用于支持上述內(nèi)側(cè)管的至少一個(gè)以上的支持裝置，該支持裝置由使上述外側(cè)管或上述內(nèi)側(cè)管的任何一個(gè)變形而形成，在該支持裝置與另一個(gè)管之間具有間隙。
本發(fā)明技術(shù)方案3的受激準(zhǔn)分子燈的特征在于，上述側(cè)壁部的壁厚比內(nèi)側(cè)管的壁厚大。
根據(jù)本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈，其放電容器僅在一側(cè)端部形成使外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管熔接的側(cè)壁部。因此，不會(huì)象圖9所示的具有在兩端形成側(cè)壁部的放電容器的受激準(zhǔn)分子燈那樣，在點(diǎn)燈時(shí)由于內(nèi)側(cè)管與外側(cè)管之間的溫度差而產(chǎn)生的熱膨脹伸長(zhǎng)量不同，導(dǎo)致在側(cè)壁部上產(chǎn)生應(yīng)力。此外，通過在放電容器中設(shè)置支持裝置，內(nèi)側(cè)管不會(huì)由于自重而較大地彎曲，放電間隙不會(huì)過分狹窄，所以能獲得均勻的照度分布，照度維持率不會(huì)下降。此外，即使被施加振動(dòng)或沖擊，內(nèi)側(cè)管也不會(huì)較大地彎曲，在側(cè)壁部上不會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力。
由此，可以制造大尺寸、使用壽命長(zhǎng)的燈。此外，可以防止由于運(yùn)輸或安裝燈時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或沖擊而使燈破損。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
圖2是用于說明支持裝置的圖。
圖3是圖1的虛線所包圍的部分的放大圖。
圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的另一種實(shí)施方式的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的另一種實(shí)施方式的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
圖6是本發(fā)明第四實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
圖9是現(xiàn)有的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
圖10是用于說明側(cè)壁部的破損狀態(tài)的圖。
圖11是現(xiàn)有的另一種結(jié)構(gòu)的受激準(zhǔn)分子燈的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是用于說明本發(fā)明第一實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈10的圖。圖1(a)示出了在管軸方向上剖切受激準(zhǔn)分子燈10的剖視圖。圖1(b)示出了圖1(a)的A-A′剖視圖。
受激準(zhǔn)分子燈10的結(jié)構(gòu)如下，構(gòu)成在同軸方向上配置有一端封閉、另一端開口的外側(cè)管11和內(nèi)側(cè)管12的雙重管結(jié)構(gòu)的放電容器13，外側(cè)管11的開口一側(cè)的端部與內(nèi)側(cè)管12的開口一側(cè)的端部通過熔接而形成側(cè)壁部14。在該放電容器13內(nèi)的空間15中封入了例如氙氣，作為放電用氣體。在外側(cè)管11的外側(cè)設(shè)有第一電極16，在內(nèi)側(cè)管12的內(nèi)側(cè)設(shè)有第二電極17。通過在第一電極16和第二電極17之間加載高頻電壓，在放電空間18內(nèi)(發(fā)光部)形成受激準(zhǔn)分子，利用該受激準(zhǔn)分子離解而放射出氙氣受激準(zhǔn)分子光。支持裝置100通過熔接而被安裝在外側(cè)管11上。
在受激準(zhǔn)分子燈10中，內(nèi)側(cè)管12由于自重而彎曲，從而與設(shè)在外側(cè)管11上的支持裝置100抵接而被支持。其中，所謂的支持裝置100與內(nèi)側(cè)管12之間具有空隙，是指支持裝置100與內(nèi)側(cè)管12可以抵接，但在支持裝置100與內(nèi)側(cè)管12之間的至少一部分中存在空隙G的狀態(tài)。
以下參照?qǐng)D1，對(duì)受激準(zhǔn)分子燈10的具體數(shù)值例進(jìn)行說明。
(受激準(zhǔn)分子燈10)外側(cè)管11的全長(zhǎng)、外徑、壁厚800mm、40mm、2mm內(nèi)側(cè)管12的全長(zhǎng)、外徑、壁厚780mm、16mm、1mm
側(cè)壁部14的壁厚 1mm放電空間18的軸向長(zhǎng)度720mm圖2是用于說明上述支持裝置100的圖。圖2(a)所示的支持裝置100使用環(huán)狀的圓板，在該圓板上設(shè)有能使內(nèi)側(cè)管12通過的通孔101。由此，在運(yùn)輸或安裝受激準(zhǔn)分子燈10時(shí)，無(wú)論燈配置在任何方向上，都能支持內(nèi)側(cè)管12。
在光的出射方向被限定，并且在一定方向上固定的狀態(tài)下進(jìn)行運(yùn)輸或安裝的情況下，也可以僅在內(nèi)側(cè)管彎曲的方向上設(shè)置支持裝置，所以也可以使用半圓板。
在圖2(a)中，設(shè)在圓板上的通孔的直徑隨內(nèi)側(cè)管12的尺寸而不同，但必須以如下方式?jīng)Q定，即使得內(nèi)側(cè)管12由于自重彎曲而抵接在設(shè)在圓板上的通孔101的邊緣。
在內(nèi)側(cè)管12較長(zhǎng)并且由于自重而向管徑方向的彎曲較大的情況下，設(shè)在圓板上的通孔101的直徑必須以如下方式?jīng)Q定，即受激準(zhǔn)分子燈10向管徑方向的彎曲量在放電間隙的1/2以內(nèi)。以下參照?qǐng)D3，對(duì)該情況進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖3是圖1的虛線所包圍的部分B的放大圖。實(shí)線部分表示由于自重而彎曲的內(nèi)側(cè)管12，斜線部分表示以外側(cè)管11的中心軸X為中心而配置的內(nèi)側(cè)管12′。
在圖3中，內(nèi)側(cè)管12′的外表面與外側(cè)管11的內(nèi)表面之間的距離G是放電間隙G。內(nèi)側(cè)管12′的外表面與相當(dāng)于內(nèi)側(cè)管12中的第二電極17的最端部的位置a之間的距離T是向管徑方向的彎曲量T。因此，設(shè)在作為支持裝置100的圓板上的通孔的直徑必須以如下方式?jīng)Q定，即使得內(nèi)側(cè)管12的彎曲量T滿足T＜0.5G。
在具有上述數(shù)值例的受激準(zhǔn)分子燈10中，設(shè)在作為支持裝置100的圓板上的通孔的直徑約為17～27mm，優(yōu)選為17～21mm。
作為支持裝置100的圓板的厚度優(yōu)選為1mm以上。如果小于1mm，則在機(jī)械強(qiáng)度方面存在問題。
作為支持裝置100的圓板的材質(zhì)不特別限定，但從容易熔接固定方面考慮，優(yōu)選與固定的放電容器相同的材質(zhì)，在該情況下，優(yōu)選石英玻璃。
作為支持裝置100的圓板由于僅支持內(nèi)側(cè)管的前端部，如果設(shè)在放電的部分上，則設(shè)置了圓板的部分不放電，從而使照度下降，所以在圖1中，優(yōu)選設(shè)在放電空間18的外側(cè)。
由于這樣的受激準(zhǔn)分子燈10采用預(yù)先用支持裝置100支持由于自重而彎曲的內(nèi)側(cè)管12，所以內(nèi)側(cè)管12不會(huì)發(fā)生較大彎曲。由此，放電間隙不會(huì)過分狹窄，所以能獲得均勻的照度分布，并且不會(huì)對(duì)放電間隙狹窄的部分供給過剩的電力而使照度維持率低下。此外，可以防止在燈運(yùn)輸或安裝時(shí)發(fā)生的振動(dòng)或沖擊導(dǎo)致的側(cè)壁部14的破損。
此外，本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈10具有僅在放電容器13的一側(cè)端部形成側(cè)壁部14的結(jié)構(gòu)，所以即使由于在點(diǎn)燈時(shí)在外側(cè)管11與內(nèi)側(cè)管12之間產(chǎn)生溫度差而使得它們熱膨脹伸長(zhǎng)的量不同，也不會(huì)在側(cè)壁部14上產(chǎn)生應(yīng)力。由此，可以制造使用壽命長(zhǎng)的燈。
圖4是用于說明本發(fā)明第一實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)施方式的受激準(zhǔn)分子燈40的圖。圖4(a)示出了在管軸方向上剖切受激準(zhǔn)分子燈40的剖視圖。圖4(b)是圖4(a)的A-A′剖視圖。由于與圖1相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部分，所以省略其說明。
在受激準(zhǔn)分子燈40中，支持裝置400通過熔接而被安裝在內(nèi)側(cè)管12上。由于內(nèi)側(cè)管12彎曲，所以設(shè)在內(nèi)側(cè)管12上的支持裝置400與外側(cè)管11抵接。其中，所謂的在支持裝置400與外側(cè)管11之間有空隙，是指支持裝置400與外側(cè)管11可以抵接，但在支持裝置400與外側(cè)管11之間的至少一部分上存在空隙G的狀態(tài)。如上所述，作為支持裝置400的圓板的外徑必須以如下的方式?jīng)Q定，即使得內(nèi)側(cè)管12的彎曲量T滿足T＜0.5G。
以下參照?qǐng)D2，對(duì)支持裝置的其他實(shí)施方式進(jìn)行說明。
如圖2(b)、(c)所示，可以通過使內(nèi)側(cè)管12變形而形成近似波狀的大徑部102和近似柱狀的大徑部103，作為支持裝置。此外，雖然沒有圖示，但也可以通過縮小外側(cè)管11的直徑，作為圖2(b)、(c)所示的支持裝置。
在圖1、4中，如果使用圖2(a)、(b)、(c)所示的結(jié)構(gòu)的支持裝置，并且為了減小內(nèi)側(cè)管的彎曲而減小支持裝置與內(nèi)側(cè)管或外側(cè)管之間的間隙，則由于氣體通過間隙時(shí)的阻力變大，所以在向放電容器內(nèi)封入氣體的工序中，在使放電容器內(nèi)成為真空時(shí)，到達(dá)所要求的真空度為止需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。
在該情況下，利用圖2(d)、(e)來說明有效的支持裝置的另一種實(shí)施方式。圖2(d)、(e)所示的支持裝置100設(shè)有孔104或切口105。
通過使用這樣的支持裝置，可以在短時(shí)間內(nèi)完成氣體封入作業(yè)。
圖5是用于說明本發(fā)明第一實(shí)施方式的另一種受激準(zhǔn)分子燈50的圖。圖5(a)示出了在管軸方向上剖切受激準(zhǔn)分子燈50的剖視圖。圖5(b)示出了圖5(a)的A-A′剖視圖。由于與圖1相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部分，所以省略其說明。
在受激準(zhǔn)分子燈50中，即使內(nèi)側(cè)管12由于自重而彎曲，通過熔接而安裝在外側(cè)管11上的支持裝置500通常也不與內(nèi)側(cè)管12抵接。在支持裝置500與內(nèi)側(cè)管12之間存在空隙G。當(dāng)內(nèi)側(cè)管12由于運(yùn)輸或安裝燈時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)或沖擊而進(jìn)一步彎曲時(shí)，被支持裝置500支持。
其中，設(shè)在作為支持裝置500的圓板上的通孔的直徑必須以如下方式?jīng)Q定，即在內(nèi)側(cè)管12由于運(yùn)輸或安裝燈時(shí)被施加振動(dòng)或沖擊而進(jìn)一步彎曲的情況下，內(nèi)側(cè)管12的彎曲量T滿足上述的T＜0.5G。
此外，參照?qǐng)D4，支持裝置500也可以設(shè)置在內(nèi)側(cè)管12上。
在使受激準(zhǔn)分子燈進(jìn)一步大尺寸化，例如全長(zhǎng)超過1000mm的情況下，在圖1、4、5所示的、支持裝置僅支持內(nèi)側(cè)管前端部附近的結(jié)構(gòu)中，存在不能充分防止內(nèi)側(cè)管的彎曲的可能性。具體地講，內(nèi)側(cè)管在被固定在側(cè)壁部上的部分與被支持裝置支持的部分之間存在彎曲的可能性。圖6示出了對(duì)這樣的受激準(zhǔn)分子燈特別有效的實(shí)施例。
圖6示出了在管軸方向上剖切本發(fā)明第二實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈60的剖視圖。
受激準(zhǔn)分子燈60的結(jié)構(gòu)如下，構(gòu)成在同軸方向上配置有一端封閉、另一端開口的外側(cè)管61和內(nèi)側(cè)管62的雙重管結(jié)構(gòu)的放電容器63，外側(cè)管61的開口一側(cè)的端部與內(nèi)側(cè)管62的開口一側(cè)的端部通過熔接而形成側(cè)壁部64。在該放電容器63內(nèi)的空間65中封入了例如氙氣，作為放電用氣體。在外側(cè)管61的外側(cè)設(shè)有第一電極66，在內(nèi)側(cè)管62的內(nèi)側(cè)設(shè)有第二電極67。通過在第一電極66和第二電極67之間加載高頻電壓，在放電空間68內(nèi)(發(fā)光部)形成受激準(zhǔn)分子，利用該受激準(zhǔn)分子離解而放射出氙氣受激準(zhǔn)分子光。
在受激準(zhǔn)分子燈60中，由于自重而彎曲的內(nèi)側(cè)管62與通過熔接而安裝在外側(cè)管61上的2個(gè)支持裝置600a、600b抵接。支持裝置600a用于支持內(nèi)側(cè)管62的前端部附近而設(shè)置，支持裝置600b用于支持內(nèi)側(cè)管62的中央部附近而設(shè)置。
如上所述，設(shè)在作為支持裝置600a、600b的圓板上的通孔的直徑必須以如下方式?jīng)Q定，即使得內(nèi)側(cè)管62的彎曲量T滿足前述的T＜0.5G。
所謂的中央部附近，不必是以側(cè)壁部為起點(diǎn)、相當(dāng)于內(nèi)側(cè)管全長(zhǎng)的1/2的位置。一個(gè)端部被固定支持、另一個(gè)端部被自由支持的理想的梁的彎曲在以固定支持端為基準(zhǔn)、相當(dāng)于梁全長(zhǎng)的5/8的位置上的彎曲最大，這是公知的。內(nèi)側(cè)管62的支持狀態(tài)與此相近，所以認(rèn)為在以側(cè)壁部64為基準(zhǔn)、相當(dāng)于內(nèi)側(cè)管62全長(zhǎng)的5/8的位置上的彎曲最大。因此，將支持裝置600配置在以側(cè)壁部64為基準(zhǔn)、相當(dāng)于內(nèi)側(cè)管62全長(zhǎng)的5/8的位置上的效果最佳，但配置在以側(cè)壁部64為基準(zhǔn)、相當(dāng)于內(nèi)側(cè)管62全長(zhǎng)的3/8～7/8的位置上也是有效的。
以下參照?qǐng)D6，對(duì)受激準(zhǔn)分子燈60的具體數(shù)值進(jìn)行說明。
(受激準(zhǔn)分子燈60)外側(cè)管61的全長(zhǎng)、外徑、壁厚1000mm、40mm、2mm內(nèi)側(cè)管62的全長(zhǎng)、外徑、壁厚980mm、16mm、1mm側(cè)壁部64的壁厚1mm放電空間68的軸向長(zhǎng)度 920mm各支持裝置距側(cè)壁部的距離 500mm、960mm采用這樣的受激準(zhǔn)分子燈60，在全長(zhǎng)超過1000mm的燈中，由于用支持裝置600支持內(nèi)側(cè)管62的中央部，所以內(nèi)側(cè)管62不會(huì)發(fā)生較大彎曲。由此，如對(duì)受激準(zhǔn)分子燈10所說明的，能獲得均勻的照度分布，并且能提高照度維持率。此外，在燈的運(yùn)輸或安裝時(shí)，可以防止側(cè)壁部64破損。
此外，即使點(diǎn)燈時(shí)在外側(cè)管61與內(nèi)側(cè)管62之間產(chǎn)生溫度差，各自的熱膨脹伸長(zhǎng)量不同，也不會(huì)在側(cè)壁部14上產(chǎn)生應(yīng)力，所以能制造使用壽命長(zhǎng)的燈。
此外，在第二實(shí)施例中，可以參照?qǐng)D4，在內(nèi)側(cè)管上設(shè)置2個(gè)支持裝置。
此外，參照?qǐng)D5，可以采用將圖6所示的兩個(gè)支持裝置600a、600b預(yù)先不與內(nèi)側(cè)管62抵接的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)而，可以采用使圖6所示的支持裝置600a、600b中的任意一個(gè)與內(nèi)側(cè)管62抵接的結(jié)構(gòu)。
在使受激準(zhǔn)分子燈進(jìn)一步大尺寸化，例如全長(zhǎng)超過1800mm的情況下，在圖6所示的、支持裝置僅支持內(nèi)側(cè)管前端部和內(nèi)側(cè)管中央部附近的結(jié)構(gòu)中，存在不能充分防止內(nèi)側(cè)管的彎曲的可能性。圖7示出了對(duì)這樣的受激準(zhǔn)分子燈特別有效的實(shí)施例。
圖7示出了在管軸方向上剖切本發(fā)明第三實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈70的剖視圖。
受激準(zhǔn)分子燈70的結(jié)構(gòu)如下，構(gòu)成在同軸方向上配置有一端封閉、另一端開口的外側(cè)管71和內(nèi)側(cè)管72的雙重管結(jié)構(gòu)的放電容器73，外側(cè)管71的開口一側(cè)的端部與內(nèi)側(cè)管72的開口一側(cè)的端部通過熔接而形成側(cè)壁部74。在該放電容器73內(nèi)的空間75中封入了例如氙氣，作為放電用氣體。在外側(cè)管71的外側(cè)設(shè)有第一電極76，在內(nèi)側(cè)管72的內(nèi)側(cè)設(shè)有第二電極77。通過在第一電極76和第二電極77之間加載高頻電壓，在放電空間78內(nèi)(發(fā)光部)形成受激準(zhǔn)分子，利用該受激準(zhǔn)分子離解而放射出氙氣受激準(zhǔn)分子光。
在受激準(zhǔn)分子燈70中，由于自重而彎曲的內(nèi)側(cè)管72與通過熔接而安裝在外側(cè)管71上的4個(gè)支持裝置700a、700b、700c、700d抵接。支持裝置700a用于支持內(nèi)側(cè)管72的前端部附近，支持裝置700b、700c、700d分別以800mm以內(nèi)的間隔配置。
如上所述，設(shè)在作為支持裝置700a、700b、700c、700d的圓板上的通孔的直徑必須以如下方式?jīng)Q定，即使得內(nèi)側(cè)管72的彎曲量T滿足前述的T＜0.5G。
支持裝置700a、700b、700c、700d不必以均等的間隔進(jìn)行配置，可以使各個(gè)間隔在800mm以內(nèi)進(jìn)行配置，使得內(nèi)側(cè)管62在支持裝置之間不彎曲。
此外，在圖7中設(shè)置了4個(gè)支持裝置，但可以根據(jù)內(nèi)側(cè)管的長(zhǎng)度適當(dāng)確定支持裝置的個(gè)數(shù)。
以下參照?qǐng)D7，對(duì)受激準(zhǔn)分子燈70的具體數(shù)值進(jìn)行說明。
(受激準(zhǔn)分子燈70)外側(cè)管71的全長(zhǎng)、外徑、壁厚1800mm、50mm、2.5mm內(nèi)側(cè)管72的全長(zhǎng)、外徑、壁厚1780mm、20mm、1.5mm側(cè)壁部74的壁厚1.5mm放電空間78的軸向長(zhǎng)度 1720mm各支持裝置距側(cè)壁部的距離 440mm
采用這樣的受激準(zhǔn)分子燈70，在全長(zhǎng)超過例如2000mm的受激準(zhǔn)分子燈中，由于用設(shè)在外側(cè)管71上的4個(gè)支持裝置700a、700b、700c、700d支持由于自重而彎曲的內(nèi)側(cè)管72，所以內(nèi)側(cè)管72不會(huì)發(fā)生較大彎曲。
由此，如對(duì)受激準(zhǔn)分子燈10所說明的，能獲得均勻的照度分布，并且能提高照度維持率。此外，在燈的運(yùn)輸或安裝時(shí)，可以防止側(cè)壁部74破損。
此外，即使點(diǎn)燈時(shí)在外側(cè)管71與內(nèi)側(cè)管72之間產(chǎn)生溫度差，各自的熱膨脹伸長(zhǎng)量不同，也不會(huì)在側(cè)壁部74上產(chǎn)生應(yīng)力，所以能制造使用壽命長(zhǎng)的燈。
此外，在第三實(shí)施例中，可以參照?qǐng)D4，在內(nèi)側(cè)管72上設(shè)置4個(gè)支持裝置700a、700b、700c、700d。
此外，參照?qǐng)D5，可以采用將圖7所示的4個(gè)支持裝置700a、700b、700c、700d預(yù)先不與內(nèi)側(cè)管62抵接的結(jié)構(gòu)。
進(jìn)而，可以采用僅使圖7所示的4個(gè)支持裝置700a、700b、700c、700d中的任意一個(gè)與內(nèi)側(cè)管62抵接的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，也可以采用使任意2個(gè)或3個(gè)與內(nèi)側(cè)管62抵接的結(jié)構(gòu)。
如果采用圖7所示的受激準(zhǔn)分子燈70，由于內(nèi)側(cè)管72非常長(zhǎng)，所以將在內(nèi)側(cè)壁74上產(chǎn)生相當(dāng)大的應(yīng)力。以下圖8所示的實(shí)施例對(duì)象受激準(zhǔn)分子燈70那樣的全長(zhǎng)非常大的受激準(zhǔn)分子燈特別有效。
圖8示出了在管軸方向上剖切本發(fā)明第四實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈80的剖視圖。
在圖8中，放電容器83具有在同軸方向上配置有一端封閉、另一端開口的外側(cè)管71和內(nèi)側(cè)管72的雙重管結(jié)構(gòu)，外側(cè)管81和內(nèi)側(cè)管82的各個(gè)開口一側(cè)端部與封堵部件84接合，該封堵部件84在與管軸方向正交的平面上形成，在放電容器83的一側(cè)端部形成圓環(huán)狀的側(cè)壁部。在外側(cè)管81上設(shè)有用于支持內(nèi)側(cè)管82的支持裝置800a、800b、800c、800d。封堵部件84在管軸方向上的壁厚h1比內(nèi)側(cè)管82的壁厚h2大。封堵部件84由例如圓板構(gòu)成，其外徑與外側(cè)管81的外徑大致相等，其內(nèi)徑與內(nèi)側(cè)管82的內(nèi)徑大致相等。
以下參照?qǐng)D8，對(duì)受激準(zhǔn)分子燈80的具體數(shù)值進(jìn)行說明。
(受激準(zhǔn)分子燈80)外側(cè)管81的全長(zhǎng)、外徑、壁厚2000mm、50mm、2.5mm內(nèi)側(cè)管82的全長(zhǎng)、外徑、壁厚1980mm、20mm、1.5mm封堵部件84的壁厚 3mm放電空間88的軸向長(zhǎng)度 490mm采用這樣的受激準(zhǔn)分子燈80，由于側(cè)壁部84的壁厚比內(nèi)側(cè)管82的大，所以是機(jī)械強(qiáng)度高的結(jié)構(gòu)。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在運(yùn)輸或安裝燈時(shí)，即使更強(qiáng)的振動(dòng)或沖擊施加在燈上，也能防止側(cè)壁部破損。
此外，第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不限于受激準(zhǔn)分子燈80，也能應(yīng)用于受激準(zhǔn)分子燈10、40、50、60、70。
此外，作為本發(fā)明第四實(shí)施例的另一種實(shí)施方式，可以使作為側(cè)壁部的厚壁玻璃管與內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部接合，然后使該厚壁玻璃管與外側(cè)管熔接，由此形成放電容器。或者使內(nèi)側(cè)管的壁厚逐漸變化，并且增大開口側(cè)端部附近的壁厚，然后將外側(cè)管與內(nèi)側(cè)管熔接，由此形成放電容器。
根據(jù)上述受激準(zhǔn)分子燈10、40、50、60、70，放電容器具有側(cè)壁部，該側(cè)壁部是通過將外側(cè)管的開口側(cè)端部與內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部熔接而形成的，但不限于此，也可以通過在外側(cè)管的開口側(cè)端部與內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部上通過熔接作為側(cè)壁部的圓環(huán)狀部件來形成側(cè)壁部。
此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)優(yōu)選被采用在全長(zhǎng)為800mm以上的大尺寸受激準(zhǔn)分子燈，但也不排除在全長(zhǎng)不足800mm的燈中采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。在全長(zhǎng)較短的燈中，即使不采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，也不容易出現(xiàn)上述問題。但是，如果要進(jìn)一步延長(zhǎng)使用壽命，或者在惡劣環(huán)境中使用的情況下，例如在點(diǎn)燈時(shí)一邊使燈移動(dòng)一邊使用的情況下，能有效地抑制內(nèi)管的彎曲。
本說明書中的第一實(shí)施例～第四實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈的圖示出了第一電極和第二電極兩者都配置在放電空間之外的結(jié)構(gòu)，但也可以采用將第一電極配置在外側(cè)管的外表面上(放電空間外)，將第二電極配置在內(nèi)側(cè)管的外表面(放電空間內(nèi))的結(jié)構(gòu)。此外，也可以采用將第一電極配置在外側(cè)管的內(nèi)表面(放電空間內(nèi))，第二電極配置在內(nèi)側(cè)管的內(nèi)表面(放電空間外)的結(jié)構(gòu)。
此外，電極不必與外側(cè)管或內(nèi)側(cè)管緊密接觸而配置，可以在電極與外側(cè)管或內(nèi)側(cè)管之間存在間隙而配置。
此外，作為內(nèi)側(cè)管的替代，可以使用圓柱狀的玻璃棒來形成放電空間，在該情況下，可以在玻璃棒的表面上配置第二電極。
如上所述，受激準(zhǔn)分子燈的內(nèi)側(cè)管在以側(cè)壁部為基準(zhǔn)、相當(dāng)于內(nèi)側(cè)管全長(zhǎng)的5/8的位置上、或在相當(dāng)于側(cè)壁部與支持部件之間的5/8的位置上彎曲最大，但在本說明書的第一實(shí)施例～第四實(shí)施例的受激準(zhǔn)分子燈的圖中，為了方便，示出了從側(cè)壁部向內(nèi)側(cè)管被封堵側(cè)的前端傾斜的情況。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的受激準(zhǔn)分子燈，即使內(nèi)側(cè)管由于自重或在運(yùn)輸或安裝燈時(shí)施加在燈上的振動(dòng)或沖擊而彎曲，也會(huì)別設(shè)在外側(cè)管或內(nèi)側(cè)管上的支持裝置支持。由此，可以防止放電間隙過于狹窄、在側(cè)壁部上產(chǎn)生過剩的應(yīng)力。因此，可以提供一種在運(yùn)輸或安裝時(shí)不會(huì)破損、照度均勻、使用壽命長(zhǎng)的大尺寸受激準(zhǔn)分子燈。
權(quán)利要求
1.一種受激準(zhǔn)分子燈，由以下部分構(gòu)成放電容器，將一端封閉、另一端開口的外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管配置在同軸上，并且具有在外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部形成的側(cè)壁部；放電用氣體，被填充在形成于上述放電容器中的放電空間內(nèi)；以及一對(duì)電極，其中至少一個(gè)配置在放電空間之外，該一對(duì)電極相向配置，將上述放電空間夾在中間，其特征在于，上述放電容器具有用于支持上述內(nèi)側(cè)管的、至少一個(gè)以上的支持裝置，該支持裝置被固定在上述外側(cè)管或上述內(nèi)側(cè)管的任何一個(gè)上，在該支持裝置與另一個(gè)管之間具有間隙。
2.一種受激準(zhǔn)分子燈，由以下部分構(gòu)成放電容器，將一端封閉、另一端開口的外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管配置在同軸上，并且具有在外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部形成的側(cè)壁部；放電用氣體，被填充在形成于上述放電容器中的放電空間內(nèi)；以及一對(duì)電極，其中至少一個(gè)配置在放電空間之外，該一對(duì)電極相向配置，將上述放電空間夾在中間，其特征在于，上述放電容器具有用于支持上述內(nèi)側(cè)管的、至少一個(gè)以上的支持裝置，該支持裝置是通過使上述外側(cè)管或上述內(nèi)側(cè)管的任何一個(gè)變形而形成的，在該支持裝置與另一個(gè)管之間具有間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的受激準(zhǔn)分子燈，其特征在于，上述側(cè)壁部的壁厚比內(nèi)側(cè)管的壁厚大。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大尺寸的受激準(zhǔn)分子燈，該受激準(zhǔn)分子燈由以下部分構(gòu)成放電容器，將一端封閉、另一端開口的外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管配置在同軸上，并且具有在外側(cè)管和內(nèi)側(cè)管的開口側(cè)端部形成的側(cè)壁部；放電用氣體，被填充在形成于上述放電容器內(nèi)的放電空間中；以及一對(duì)電極，其中至少一個(gè)配置在放電空間之外，該一對(duì)電極相向配置，從而將上述放電空間夾在中間，其特征在于，上述放電容器具有用于支持上述內(nèi)側(cè)管的至少一個(gè)以上的支持裝置，該支持裝置被固定在上述外側(cè)管或上述內(nèi)側(cè)管的任何一個(gè)上，在該支持裝置與另一個(gè)管之間具有間隙。
文檔編號(hào)H01J65/00GK1551289SQ20041002826
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者廣瀨賢一 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社