專利名稱：短弧型高壓放電燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到短弧型高壓放電燈。更詳細來說，涉及用于半導體或 液晶等制造時的紫外線光源即短弧型放電燈，或用于放映機或舞臺照明 的氙氣燈等封固部構造上具有特征的短弧型高壓放電燈。
背景技術：
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已知在半導體或液晶等的制造工序中，作為紫外線光源，大多使用 短弧型放電燈。該短弧型放電燈是在放電空間內部封入水銀與稀有氣體， 利用來自水銀的發(fā)光的紫外線光源。另一方面，用于放映機或舞臺照明等 的氙氣燈是將氙氣體以高壓封入在放電空間內部，并在利用來自氙氣的發(fā) 光的可視光區(qū)域放射強光的短弧型高壓放電燈。以下將該短弧型放電燈或 以氙氣燈為代表的高壓放電燈稱為短弧型高壓放電燈。
在該短弧型高壓放電燈中，為了氣密地保持封入有稀有氣體等的放 電空間，設有采用使用鉬(Mo)等構成的金屬箔的箔密封構造的密封部。
并且，在該密封部設有與連接在電極的芯線的一側端部焊接的圓盤狀金屬 板，而在該金屬板上焊接有上述金屬箔。 一般來說，該金屬板與該金屬箔 之間的焊接利用電阻焊接法進行焊接。但是在該金屬板與該芯線的焊接 中，由于該材料的熱容量大等，并不采用利用電阻焊接法的焊接，而 是采用通過悍料將這些材料間連接的方法。尤其是，在該短弧型高壓 放電燈中，出于相對于高溫的耐久性的觀點來選擇材料，具體來說，
在鎢(W)構成的該芯線與鉬(Mo)構成的該金屬板的連接中，使用 白金(Pt)作為焊料來進行焊接。
但是，使用Pt作為焊料焊接該芯線與該金屬板時，必須將該芯線 與該金屬板雙方加熱至該Pt熔融為止的溫度。因此，已被加工成金屬板的MO由于熱而被再結晶化，降低了機械強度，會發(fā)生該金屬板裂開 等的問題。并且，該趨勢隨著向該短弧型高壓放電燈輸入的電力的變 高、電極形狀的大型化，而變得更顯著。
如此，代替在該芯線與該金屬板的連接中使用Pt作為焊料，開發(fā) 了利用電子束或激光照射局部地熔融該芯線與該金屬板來進行直接焊
接的方法。作為這種技術，例如，公知有日本特開2007-115498號公報。 根據(jù)該公報，將該芯線的一側端部插入形成于該金屬板的大致中央部 的孔部，例如將激光照射在該芯線與該金屬板的一側的表面，進行焊 接。以下，圖6示出了表示這種已知的短弧型高壓放電燈的結構的概 略剖面圖。
圖6 (a)是表示己知的短弧型高壓放電燈100的概略剖面圖，由 形成放電空間的燈管部101;突出于該燈管部101兩端的封固管部102; 以及相對配置于該燈管部101的內部的一對電極即陽極103、陰極104 構成。并且，該封固管部102由以下構成在一側端部保持該陽極103 或該陰極104的芯線105;與該芯線105焊接的金屬板106;貫穿有該 芯線105且配置成大致抵接于該金屬板106的石英玻璃制的筒狀體 107;隔著該金屬板106與該筒狀體107相對配置的石英玻璃制的柱狀 體108;與該柱狀體108的側面緊密接觸地配置且與該金屬板106焊接 的Mo制的金屬箔109;與該金屬箔109的另一端焊接的第2金屬板110; 與該第2金屬板110連接且從該封固管部102向外部導出的外部引線 棒llh貫穿有該外部引線棒111的外部引線保持用筒體112;以及將 與該柱狀體108的側面緊密接觸地配置的該金屬箔109與該柱狀體108 夾住封裝的玻璃制管狀體102a。
并且，圖6 (b)表示的是放大該芯線105與該金屬板106的焊接 部的說明用放大圖。在該圖中，表示配置于該芯線105的外周的該金 屬板106通過焊接部114、 115與該芯線105焊接的情況。在此，該金 屬板106是圓盤狀，而在其大致中央部設有圓形孔部113。在該孔部113中插入有該芯線105的一側端部，從該金屬板106的一側表面?zhèn)龋?例如照射激光，將該芯線105與該金屬板106沿著該孔部113的圓周 方向焊接。通過該激光的照射，該芯線105與該金屬板106的一部分 熔融來形成接合的焊接部114、 115。并且，如此將該焊接部114、 115 形成在該金屬板106的兩面時，由于該金屬板106的厚度，在該芯線 105與該金屬板106之間產(chǎn)生未熔融的部分，該未被熔融部分形成微小 空間118。
然而，對于該短弧型高壓放電燈100，市場期望有更高輸出。為 了對應這些要求，對該短弧型高壓放電燈100輸入的電力變高，電極 形狀也進一步大型化。隨之，燈輸送時的振動等所伴隨的應力施加在 該短弧型高壓放電燈100的該芯線105與該金屬板106的焊接部114、 115，產(chǎn)生在該焊接部114、 115上生成裂縫的現(xiàn)象。由于該裂縫的產(chǎn) 生，在點亮燈時，該焊接部114、 115的電阻變高。如此地，高電流流 過電阻變高的該焊接部114、 115，該焊接部114、 115會局部地發(fā)熱， 被異常加熱的該焊接部114、 115本身再度熔融，發(fā)生該芯線105從該 金屬板106脫落的問題。并且，該焊接部114、 115周邊也被加熱，進 而電阻變高的惡性循環(huán)重復，投入的電力作為熱被消耗。由此，例如 將向該短弧型高壓放電燈100輸入的電力進行恒電力控制，則用于發(fā) 光的電力降低了作為熱而被消耗的電力部分，其結果，即使以相同的 輸入電力進行點燈也會發(fā)生燈照度降低的問題。
專利文獻h日本特開2007-115498號公報

發(fā)明內容
鑒于上述問題，本發(fā)明要解決的課題是提供一種短弧型高壓放電 燈，在該短弧型高壓放電燈中，通過激光等來焊接將電極保持于一側 端部的芯線與設于該芯線的另一端的金屬板時，即使在該焊接部產(chǎn)生 裂縫，也不會產(chǎn)生在點燈中該焊接部的電阻變高、局部發(fā)熱的問題， 該芯線不會從該金屬板脫落。本發(fā)明的短弧型高壓放電燈，具備形成放電空間的燈管部；以 及突出于該燈管部的兩端的封固管部，在該燈管部內，相對配置有一 對電極，在該封固管部配置有覆蓋該封固管部的外表面的玻璃制管 狀體；配置于該玻璃制管狀體內且在一側端部保持該電極的芯線；與 該芯線的另一側端部焊接的第1金屬板；貫穿有該芯線，與該第1金 屬板相對配置的筒狀體；隔著該第1金屬板與該筒狀體相對配置的柱 狀體；與該柱狀體的側面緊密接觸地配置，且一側端部與該第1金屬 板焊接的多個金屬箔；與該金屬箔的另一端焊接的第2金屬板；以及 與該第2金屬板連接，且從該封固管部向外部導出的外部引線棒，其 特征在于上述第1金屬板在中央部設有孔部，且該芯線的另一側端 部插入該孔部，沿著該第1金屬板的一側表面的該孔部的圓周方向以 及另一側表面的該孔部的圓周方向，分別具有與該芯線焊接的焊接部， 在各個焊接部之間，鉭(Ta)或鉬(Mo)構成的導電性構件配置于該 孔部的內側與該芯線的外周之間。并且，除了該結構之外，上述導電 性構件是箔狀或線狀的構件。
本發(fā)明的短弧型高壓放電燈即使在該芯線與該第1金屬板的焊接 部分由于搬運時的振動等而發(fā)生裂縫時，由于在設于該第1金屬板上 的孔部的內側與該芯線的外周之間配置有Ta或Mo構成的導電性構件， 該導電性構件同時接觸該第1金屬板和該芯線雙方，因而該焊接部分 的電阻不會變高，可保持一定水平的電阻值。其結果是，可抑制該焊 接部的局部發(fā)熱導致的該芯線從該第1金屬板脫落，或隨著異常發(fā)熱 導致的耗電所產(chǎn)生的燈照度降低的問題。并且，該導電性構件為箔狀 或線狀的構件，容易變形、操作簡便，而且該構件本身容易塑性變形， 具有可提高該芯線與該金屬板的接觸性的優(yōu)點。


圖1是表示本發(fā)明的短弧型高壓放電燈的概略的剖面圖。
圖2是表示在本發(fā)明的芯線與金屬板之間夾入金屬箔的制作順序的說明圖。
圖3是表示說明確認本發(fā)明的效果的實驗方法的說明圖。
圖4是表示本發(fā)明的芯線與金屬板的焊接部的形態(tài)的放大剖面圖。
圖5是表示其它實施例的芯線與金屬板的焊接部的形態(tài)的放大剖 面圖。
圖6是表示已知的短弧型高壓放電燈的概略的剖面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的短弧型高壓放電燈將Ta或Mo構成的導電性構件以與該 芯線和該第1金屬板雙方接觸的方式配置在形成于該第1金屬板的中 心部的孔部的內側以及該芯線的外周面之間，從而使得即使配置于突 出在形成放電空間的燈管部的兩端的封固管部的芯線與第1金屬板的 焊接部上發(fā)生裂縫，焊接部的電阻值也不會上升，可保持一定水平的 電阻值，通過這樣進行配置，該焊接部的電阻值不會上升至一定水平 以上，其結果是，該焊接部不會被局部地加熱，具有可抑制該芯線從 該第1金屬板脫落，或燈照度劣化等問題的效果。
實施例1
圖1表示本發(fā)明的第1實施例。圖1 (a)表示本發(fā)明的短弧型高 壓放電燈的概略剖面圖。該短弧型高壓放電燈1由形成放電空間的燈
管部11;突出于該燈管部11的兩端的封固管部12;以及相對配置于
該燈管部11的內部的一對電極即陽極13、陰極14構成。并且，該封 固管部12由以下部分構成在一側端部保持該陽極B或該陰極14的 芯線15;與該芯線15焊接的第1金屬板16，貫穿有該芯線15且配置
成大致抵接于該第1金屬板16的石英玻璃制的筒狀體17;隔著該第1
金屬板16與該筒狀體17相對配置的石英玻璃制的柱狀體18;與該柱 狀體18的側面緊密接觸地配置且與該第1金屬板16焊接的Mo制的金 屬箔19;與該金屬箔19的另一端焊接的第2金屬板20;與該第2金 屬板20連接且從該封固管部12向外部導出的外部引線棒21;貫穿有該外部引線棒21的外部引線保持用筒體22;以及將與該柱狀體18的
側面緊密接觸地配置的該金屬箔19與該柱狀體18夾住封裝的玻璃制 管狀體12a。
接著，在圖1 (b)中表示將圖1 (a)所示的該短弧型高壓放電燈 1的該芯線15與該第1金屬板16的焊接部放大的說明用放大圖。配置 在該芯線15的外周的該第1金屬板16通過焊接部24、 25與該芯線15 焊接。在此，該第l金屬板16是圓盤狀，而在其大致中央部設有圓形 孔部23。在該孔部23插入有該芯線15的一側端部，從該第1金屬板 16的一側表面?zhèn)壤缯丈浼す猓刂摽撞?3的圓周方向焊接該芯線 15與該第1金屬板16。通過該激光的照射，形成該芯線15與該第1 金屬板16的一部分被熔融而接合的焊接部24、 25。并且，在該芯線 15的外周面與該第1金屬板16的該孔部23的內表面之間，在該焊接 部24、 25包圍的部分上，金屬箔26與該芯線15和該第1金屬板16 雙方接觸地配置。由此，即使在該焊接部24、 25上產(chǎn)生裂縫等，由于 該金屬箔26，該芯線15與該第1金屬板16電連接，具有可保持一定 水平的電阻值的優(yōu)點。其結果是，能夠抑制該焊接部24、 25局部發(fā)熱 導致的該芯線15從該第1金屬板16的脫落，或隨著異常發(fā)熱所致的 耗電的燈照度降低的問題。
并且，在本實施例中，表示了該芯線15的端部突出于位于與將該 芯線15插入該第1金屬板16的一側表面的相反側的另一側表面?zhèn)鹊?情況，但該方式可采用各種方式。例如，該芯線15的端部不從該另一 側表面?zhèn)韧怀?，也可以為相同面。并且，也可以采用插入該?金屬 板16的一側的該芯線15的直徑細小，而連續(xù)于該第1金屬板16的一 側表面?zhèn)鹊?一 側變粗的階梯形狀。
接著，圖2是表示本發(fā)明的第1實施例所示的該芯線15與該第1 金屬板16接合的部分的制作方法的一例。圖2的(a)至(f)表示制 作時的各工序。(a)是該芯線15，在其前端設有錐狀部31。
(b)是用以覆蓋該芯線15的外周的金屬箔32。該金屬箔32例如將Mo制金 屬箔切斷為厚度為50nm，寬度為10mm，長度為22mm。 (c)表示的 是將該金屬箔32巻繞在該芯線15的錐狀部31的狀態(tài)下插入設于該第 1金屬板16的孔部23之前的狀態(tài)。(d)是表示將該芯線15插入該第 1金屬板16之后的狀態(tài)的圖。在該階段，該金屬箔32在該第1金屬板 16的一側表面33，及另一側表面34的各側上具有露出部分35。 (e) 表示沿著設于該第1金屬板16的孔部23的圓周方向照射激光，進行 焊接的狀態(tài)。(f)是表示利用激光焊接該芯線15與該第1金屬板16 的完成品。通過上述順序，圖1 (b)所示的該芯線15的外周面與該第 1金屬板16的該孔部23之間，在該焊接部24、 25包圍的區(qū)域，Mo 構成的金屬箔26的至少一部分與該芯線15與該第1金屬板16雙方接 觸地被連接。并且，該露出部分35在激光照射之后脫落，或該露出部 分35整體熔融，成為悍接部24、 25的一部分。
圖3表示本發(fā)明的第1實施例的效果確認實驗的方法。為了向本 發(fā)明的第1實施例所示的該焊接部24、 25施加振動，模擬地使用圖3 (a)所示的樣品臺40。亦即，制作在該芯線15的前端保持例如該陽 極13的電極，而在另一端焊接有該第1金屬板16的模擬試驗樣品41。 在包圍該模擬試驗樣品41的該第1金屬板16的金屬制的樣品臺40中 插入并保持該芯線15，并加以固定。在此，44是石英玻璃制的筒狀體， 插通有該芯線15。將該樣品臺40設定在振動試驗機40a上，以加速度 0.5G，振動頻率10~40Hz進行振動試驗1小時。并且，作為該模擬試 驗樣品41，使用芯線長度為100mm，芯線直徑約為(j)8mm，保持于前 端的電極利用外徑為())38mm，長度為45mm的電極(重量約300g)。
然后，使用圖3 (b)所示的電阻測定裝置42對該振動試驗后的 該模擬試驗樣品41測定電阻，與該振動試驗前的電阻值進行比較。作 為該電阻測定裝置42,以保持件4 3保持該模擬試驗樣品41的芯線部 15，隔著石英玻璃制的筒狀體44，以第2保持件45來保持該第l金屬 板16的外周部。在保持件43與第2保持件45之間，隔著分路電阻46連接有最大輸出為100A的恒電流電源47。并且，在該分路電阻46之 間并聯(lián)連接有電壓計48。通過該電路，電流從恒電流電源47流過該芯 線15，測定在該第1金屬板16與該芯線15被消耗的電壓。并且，作 為其他系統(tǒng)的電路，對將電路檢驗器49裝在該第1金屬板16的外周 與該芯線15的端部之間的串聯(lián)電路測定組裝電阻值。
為了試驗準備了該模擬試驗樣品41與已知的比較用樣品。兩樣品 都使用芯線直徑約為(l)8mm，該第1金屬板的厚度為2mm的樣品。兩 樣品中經(jīng)激光照射而焊接的部分的焊接強度都是5000N。該模擬試驗 樣品41的振動試驗前的電阻值是0.02mQ，而在該振動試驗后(振動1 小時之后)的電阻未有變化，仍為0.02mQ。對該模擬試驗樣品41進 一步進行振動試驗(再振動49小時之后)之后，以相同方法來測定電 阻，但電阻與振動試驗前不變，仍為0.02mQ。另一方面，作為比較樣 品50，以在該芯線15與該第1金屬板16之間未介設金屬箔等導電性 構件的樣品(已知品)來測定振動試驗前后的電阻值。在該比較樣品 50中，振動試驗前的電阻值也是0.02mQ。但是，該振動試驗后(振動 l小時后)的電阻值上升至2mQ。并且，該模擬試驗樣品41與該比較 樣品50由于振動試驗都在該焊接部附近產(chǎn)生裂縫。
圖4將本發(fā)明的夾入該金屬箔26的該芯線15與該第1金屬板16 的錐狀部31的各種形狀表示在(a)至(d)中。各圖中，虛線的右側 表示焊接前的形態(tài)，虛線的左側表示焊接后的形態(tài)。(a)是在該芯線 15設有錐狀部31的例子。由此，具有在該芯線15與該第l金屬板16 之間，被夾入焊接部24、 25的該金屬箔26確實地與該芯線15和該第 1金屬板16雙方接觸的優(yōu)點。(b)是在該第1金屬板16側設有該錐 狀部31。由此，除了具有在該芯線15與該第1金屬板16之間，夾入 焊接部24、 25的該金屬箔26確實地與該芯線15和該第1金屬板16 雙方接觸的優(yōu)點以外，在加工設于該第1金屬板16的孔部23時可形 成該錐狀部31，因而也具有不需要多余的工序的優(yōu)點。(c)是在該芯 線15及該第1金屬板16雙方都設有錐狀部31的例子。由此，除了具有在該芯線15與該第1金屬板16之間，夾入焊接部24、 25的該金屬 箔26確實地與該芯線15和該第l金屬板16雙方接觸的優(yōu)點以外，還 具有可確保較大的接觸面積，可保持更低的電阻的優(yōu)點。(d)是在該 芯線15、該第1金屬板16雙方都未設置錐狀部31的例子。在這種情 況下，通過調整夾入的金屬箔26的厚度或個數(shù)，也可確保充分的電阻。 并且，與(a)至(c)同樣地，在圖4 (d)中，15表示該芯線，16表 示該第l金屬板，24、 25表示該焊接部，26表示該金屬箔。
在圖5中，作為本發(fā)明其它的實施例，表示夾入在圖l (b)所示 的該芯線15與該第1金屬板16之間的金屬箔26的形狀。圖5 (a)是 在該芯線15、該第1金屬板16的該孔部23內表面、以及由該焊接部 24、 25包圍的部分的一部分設有金屬箔51，殘留著微小空間52的情 況。在這種情況下，如果該金屬箔51的一部分與該芯線15和該第1 金屬板16雙方接觸，則也可確保一定水平的電阻值，可避免該焊接部 24、 25異常發(fā)熱等問題。圖5 (b)是表示代替該金屬箔51而將Mo 或Ta構成的金屬線53巻繞在該芯線15的情況。在該情況下，如果該 金屬板53的至少一部分與該芯線15和該第1金屬板16雙方接觸，則 可得到與金屬箔51的情況同樣的效果。圖5 (c)表示的是從正交于該 芯線15的軸方向的表面觀看的剖面圖。對于該芯線15，該金屬箔51 并不是覆蓋該芯線15的外周整體，而是配置成大致C字形狀，在該芯 線15與該第1金屬板16之間形成有微小空間52。即使將該金屬箔51 配置成這種大致C字形狀，形成微小空間52的情況下，如果該金屬箔 51與該芯線15和該第1金屬板16雙方接觸，則也可確保一定水平的 電阻值，具有可避免焊接部異常發(fā)熱等問題的優(yōu)點。
權利要求
1.一種短弧型高壓放電燈，具備形成放電空間的燈管部；以及突出于該燈管部的兩端的封固管部，在該燈管部內，相對配置有一對電極，在該封固管部配置有覆蓋該封固管部的外表面的玻璃制管狀體；配置于該玻璃制管狀體內且在一側端部保持該電極的芯線；與該芯線的另一側端部焊接的第1金屬板；貫穿有該芯線，與該第1金屬板相對配置的筒狀體；隔著該第1金屬板與該筒狀體相對配置的柱狀體；與該柱狀體的側面緊密接觸地配置，且一側端部與該第1金屬板焊接的多個金屬箔；與該金屬箔的另一端焊接的第2金屬板；以及與該第2金屬板連接，且從該封固管部向外部導出的外部引線棒，其特征在于上述第1金屬板在中央部設有孔部，且該芯線的另一側端部插入該孔部，沿著該第1金屬板的一側表面的該孔部的圓周方向以及另一側表面的該孔部的圓周方向，分別具有與該芯線焊接的焊接部，在各個焊接部之間，鉭(Ta)或鉬(Mo)構成的導電性構件配置于該孔部的內側與該芯線的外周之間。
2. 根據(jù)權利要求l所述的短弧型高壓放電燈，其特征在于，上述 導電性構件是箔狀或線狀的構件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種短弧型高壓放電燈，在焊接保持電極的芯線與設于該芯線的第1金屬板時，即使在該焊接部發(fā)生裂紋，電阻也不會變高，不會產(chǎn)生局部發(fā)熱。該短弧型高壓放電燈具備與將該電極保持于一側端部的芯線的另一側端部焊接的第1金屬板；隔著該第1金屬板與筒狀體相對配置的柱狀體；以及與柱狀體的側面緊密接觸，且一方的端部與該第1金屬板焊接的多個金屬箔，其中上述第1金屬板是在中央部設有孔部，且該芯線的另一側端部插入該孔部，沿著該第1金屬板的一側表面的該孔部的圓周方向，以及另一側表面的該孔部的圓周方向分別具有與該芯線焊接的焊接部，在各個的焊接部之間，導電性構件配置于該孔部的內側與該芯線的外周之間。
文檔編號H01J61/36GK101527250SQ200910118259
公開日2009年9月9日 申請日期2009年3月3日 優(yōu)先權日2008年3月3日
發(fā)明者前田圭逸, 松島竹夫, 的場正憲 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社