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JP4178961B2 - Discharge tube manufacturing method and discharge tube - Google Patents
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JP4178961B2 JP2003005708A JP2003005708A JP4178961B2 JP 4178961 B2 JP4178961 B2 JP 4178961B2 JP 2003005708 A JP2003005708 A JP 2003005708A JP 2003005708 A JP2003005708 A JP 2003005708A JP 4178961 B2 JP4178961 B2 JP 4178961B2
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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石英ガラス製のガラスバルブの両端部に棒状の電極を封止する放電管の製造方法に関し、詳しくは、ガラスバルブに突起部が形成されないようにした放電管の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ストロボの棒状光源などには、硬質の石英ガラス製のガラスバルブを備えた放電管が使用されている。この放電管は図2に示すように、石英ガラス製のガラスバルブ1の両端部に、ビードガラス2,2を介して棒状の電極3,4が封止され、密閉されたガラスバルブ1内に放電ガスが封入されている。石英ガラスは、主に二酸化ケイ素からなるガラスで、紫外から赤外までの光波長領域において高い透過性を示し、熱衝撃に強く、耐熱性に優れている。
【0003】
電極3,4は、電子を放出するカソード電極3と、電子を受け取るアノード電極4とによって構成されている。カソード電極3は、ビードガラス2を貫通している棒状の端子部5と、該端子部5の内端部に取り付けられ、電子が放出する電極部6とから構成されている。アノード電極4は、ビードガラス2を貫通している棒状の端子部7と、該端子部7の内端部付近に取り付けられたゲッター8とから構成されている。
【0004】
このような電極3,4は、ガラスバルブ1の両端部を封止するときに加熱されても、溶融しないようなタングステンによって形成されている。すなわち、ガラスバルブ1の材質である石英ガラスは、融点が約2,000℃と高いため、電極3,4は融点が約3,400℃のタングステンによって形成されている。しかし、石英ガラスの熱膨張係数は約0.55×10-6/℃、タングステンの熱膨張係数は約4.5×10-6/℃と著しく異なるため、ガラスバルブ1を加熱溶融することによって電極3,4を直接、溶着しようとすると、ガラスバルブ1にクラックが生じてしまう。そこで、電極3,4はビードガラス2を介してガラスバルブ1の両端部に封止される。
【0005】
ビードガラス2は、中心に電極3,4を貫通する貫通孔が形成され、外径がガラスバルブ1の内径よりもわずかに小さくされ、径方向に熱膨張係数の異なるガラスを多層に積層した構成となっている。すなわち、多層のガラスの熱膨張係数は、中心側が約4.5×10-6/℃、外側が約0.55×10-6/℃、中間が中心側から外側へ次第に大きくなるようにされている。そして、ビードガラス2の外側の層の融点は石英ガラスの融点とほぼ同じであり、電極3,4をガラスバルブ1の両端部に封止するときに、ビードガラス2が電極3,4とガラスバルブ1の熱膨張係数の差を吸収し、両者2,1にクラックが生じることなく、ビードガラス2とガラスバルブ1とが溶着されるようにされている。
【0006】
ここで、このような放電管の製造方法について、図3を参照しながら説明する。放電管は、直線状の本体管9と、該本体管9の中間に接続された分岐管10とからなる石英ガラス製のT字管から製造される。
【0007】
まず図3(a)に示すように、直線状の本体管9の両端部に、電極3,4を貫通した多層のビードガラス2,2を挿入する。そして図3(b)に示すように、該本体管9の両端部を加熱し、該両端部とビードガラス2とを溶融することによって、両者9,2を溶着する。石英ガラスの融点とビードガラス2のガラスの融点とは、ほぼ同じであるから確実に溶着することができ、しかも、ビードガラス2の熱膨張係数は中心側で電極3,4を構成しているタングステンと同じとなるように形成されているため、石英ガラスとタングステンとの熱膨張係数の相違によって本体管9およびビードガラス2にクラックが生じることがない。
【0008】
その後、図3(c)に示すように、分岐管10を使用して、本体管9内の空気を排出し、続いて、本体管9内にキセノンガスのような放電ガスを封入する。その後、図3(d)に示すように、分岐管10と本体管9との接続部分をバーナー11によって加熱することにより、分岐管10を本体管9から切断するとともに、切断されて形成される小孔が切断される部分の分岐管10のガラスによって塞がれ、突起部12が形成された放電管が完成する。
【0009】
なお、石英ガラス製の管体部の両端部にペースト状の封着材を塗布し、電極を貫通した軟質ガラス製の一対の封止部に突設した管状突部内に前記管体部の各端部を挿入し、管体部の両端開口と封止部の管状突部とを加熱溶融することにより両者を結合した放電管が特許文献1に開示されている。軟質ガラスの熱膨張係数は、約5.6×10-6/℃と石英ガラスの約10倍と大きいが、軟質ガラスと石英ガラスのほぼ中間の熱膨張係数の封着材が管体部の両端部と封止部の管状突部との間に介在することにより、両者はクラックが生じることなく結合することができるようにされている。
【0010】
【特許文献1】
特開2002−190275号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電管は、石英ガラス製のT字管の分岐管10が切断され、この切断によって形成される小孔が分岐管10のガラスによって塞がれるものの、突起部12が形成された形状となっている。しかし、小孔が完全に塞がれないことがあり、そうすると突起部12からガラスバルブ1内の放電ガスがリークし、放電管が当初から発光しないか、あるいは次第に発光しなくなる。
【0012】
また、小孔が完全に塞がれていても、突起部12は、放電管を輸送する時において振動や衝撃などを受けやすく、ガラスバルブ1を破損させる原因となる。さらに、放電管の発光耐久試験において、突起部12から破損や破壊が発生することがある。そして、放電管を所定位置に取り付けるときは、突起部12の向きを考慮しなければならず、作業効率が悪いだけでなく、取り付けられた放電管は、突起部12で他の部分と異なった状態に発光するため、いわゆる配光斑(むら)が生じてしまう。
【0013】
一方、特許文献1に開示された放電管は、封止部を構成する軟質ガラスと管体部を構成する石英ガラスとの熱膨張係数の差を、両者間に介在する封着材によって吸収し、両者にクラックが生じることなく接合するようにされている。したがって、軟質ガラスと石英ガラスとの熱膨張係数の差を確実に吸収するためには、封着材を厚くしなければならない。しかし、封着材が厚くなると、封止部の外径が大きくなり、放電管を小型化したいという要請に応えることができない。
【0014】
そこで、本発明は、突起部が形成されていない石英ガラス製のガラスバルブにクラックが生じることなく電極を封止することができ、さらに細径化を図ることを可能にした放電管の製造方法と、それを用いた放電管を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本願発明に係る放電管は、石英ガラス製のメインバルブの端部に、硬質または軟質ガラス製の端部バルブを中継ぎバルブによって溶着した放電管であって、
前記中継ぎバルブは、前記メインバルブ側は前記メインバルブよりも融点が低く、かつ熱膨張係数が高いガラスであり、前記端部バルブ側は前記端部バルブよりも融点が高く、かつ熱膨張係数が低いガラスであって、前記メインバルブ側から前記端部バルブ側に向かって、融点が段階的に低くなり、かつ熱膨張係数が段階的に高くなるように形成されたことを特徴としている。また、前記放電管の製造方法は、石英ガラス製のガラスバルブの両端部に棒状の電極を封止するために、硬質または軟質ガラス製の端部バルブを、石英ガラス製のメインバルブに溶着する中継ぎとして、前記メインバルブ側は前記メインバルブよりも融点が低く、かつ熱膨張係数が高いガラスであり、前記端部バルブ側は前記端部バルブよりも融点が高く、かつ熱膨張係数が低いガラスであって、前記メインバルブ側から前記端部バルブ側に向かって、融点が段階的に低くなり、かつ熱膨張係数が段階的に高くなるように複数のガラスを溶着することによって形成される中継ぎバルブ用いて、ガラスバルブを製造する工程と、一方の端部バルブまたは端部バルブを溶着していないメインバルブの端部に、棒状の電極を封止する工程と、該電極を封止していない端部バルブ内に、硬質または軟質ガラス製であって前記端部バルブと同質のガラスからなり、前記棒状の電極を貫通させたビードガラスを仮止めする工程と、該ビードガラスを仮止めした端部バルブ側から前記ガラスバルブ内の空気を排出した後、該端部バルブ側からガラスバルブ内に放電ガスを封入する工程と、前記ビードガラスを端部バルブに溶着し、該ビードガラスを貫通した棒状の電極を、該端部バルブに封止する工程とを含んでいることを特徴としている。
【0016】
この放電管の製造方法によれば、まず、中継ぎバルブによって、熱膨張係数が小さく、かつ融点が高い石英ガラス製のメインバルブの両端縁または一方の端縁に、熱膨張係数が大きく、かつ融点が低い硬質または軟質ガラス製の端部バルブを同軸に溶着する。
【0017】
そして、メインバルブの両端縁に端部バルブを溶着する場合は、例えば、一方の端部バルブを椀形状に溶融することにより、あるいは一方の端部バルブ内にあらかじめ電極を貫通したビードガラスを挿入し、該端部バルブおよびビードガラスを溶融することにより、棒状の電極を片側の該端部バルブに封止する。
【0018】
一方、メインバルブの一方の端縁にのみ端部バルブを溶着する場合は、例えば、端部バルブを溶着していないメインバルブの端部に、従来と同様、径方向に熱膨張係数の異なるガラスを多層に積層し、かつ中心に電極を貫通したビードガラスを溶着することにより、該電極を封止する。
【0019】
そして、電極を封止していない端部バルブ側には、電極を貫通したビードガラスを挿入し、しかる後、端部バルブの内面とビードガラスの外面との間に隙間を残してビードガラスを仮止めする。そこで次に、隙間からガラスバルブ内の空気を排出し、そして放電ガスを封入した後、該端部バルブとビードガラスとを溶融することにより、両者を溶着する。このようにすれば、端部バルブとビードガラスの融点および熱膨張係数が同じであることから、端部バルブとビードガラスとはクラックが生じることなく、電極を封止することができるのである。
【0020】
また、前記各放電管の製造方法にあっては、電子が放出されるカソード電極の電極部はメインバルブ内に配置されることが好ましい。メインバルブを形成している石英ガラスは、耐衝撃性に優れているため、カソード電極の電極部から放出される電子がメインバルブ内に衝突してもガラスバルブが損傷することがないからであり、この方法によって製造された放電管は、初期の特性で発光し続けることができる。
【0021】
また、前記放電管の製造方法において、前記中継ぎバルブは、一方端が石英ガラス製のメインバルブよりも融点が低く、かつ熱膨張係数が高いガラスであり、他方端は硬質または軟質ガラス製端部バルブよりも融点が高く、かつ熱膨張係数が低いガラスであって、前記メインバルブ側から前記端部バルブ側に向かって、融点が段階的に低くなり、かつ熱膨張係数が段階的に高くなるように複数のガラスからなり、この両端間に、融点及び熱膨張係数が順に僅かずつ異なる継ぎガラスが、複数層溶着することによって形成されることが好ましい。
【0022】
この放電管の製造方法によれば、前記中継ぎバルブにより、石英ガラスよりも融点がわずかに低く、かつ熱膨張係数がわずかに高いガラスをメインバルブの端縁に溶着し、該ガラスよりも融点がわずかに低く、かつ熱膨張係数がわずかに高いガラスを次々と溶着し、最後に硬質または軟質ガラスよりも融点がわずかに高く、かつ熱膨張係数がわずかに低いガラスを硬質または軟質ガラスに溶着する構成となるため、融点および熱膨張係数の異なる石英ガラス製のメインバルブと硬質または軟質ガラス製の端部ガラスとを同軸に一体化したガラスバルブを製造することができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明に係る放電管の製造方法の第1の実施形態について図1を参照しながら説明する。第1の実施形態の放電管の製造方法は、従来のようなT字管を使用せず、図1(a)に示すように、石英ガラス製のメインバルブ13の両端縁に中継ぎバルブ14を介して硬質ガラス製の端部バルブ15を同軸に一体化したガラスバルブ16から製造する。
【0024】
石英ガラスは、融点が約2,000℃、熱膨張係数が約0.55×10-6/℃であり、硬質ガラスは、融点が約600℃、熱膨張係数が約5.6×10-6/℃であるため、この融点と熱膨張係数の差を吸収するための中継ぎバルブ14がメインバルブ13の端縁と端部バルブ15の端縁との間に溶着される。中継ぎバルブ14は、融点および熱膨張係数が石英ガラスと硬質または軟質ガラスとの間で、段階的に異なって順次溶着される複数層の継ぎガラスによって構成されている。
【0025】
例えば、メインバルブ13の両端縁に融点が1,800℃、熱膨張係数が約1×10-6/℃の継ぎガラスを溶着する。そして、該継ぎガラスの他端縁には例えば融点が1,600℃、熱膨張係数が約1.5×10-6/℃の継ぎガラスを溶着する。このように、性質の異なる継ぎガラスを順次溶着し、最後は例えば融点が800℃、熱膨張係数が約5×10-6/℃の継ぎガラスを溶着し、この継ぎガラスに端部バルブ15を溶着する。
【0026】
このように複数の継ぎガラスを溶着した中継ぎバルブ14によって、融点および熱膨張係数が大きく異なるメインバルブ13および端部バルブ15は、クラックが生じることなく一体化される。また、メインバルブ13、中継ぎバルブ14および端部バルブ15の各内径および外径は同一とされ、これらが溶着されることにより、メインバルブ13と端部バルブ15とを同軸に一体化したガラスバルブ16が製造される。
【0027】
なお、後工程において、一方の端部バルブ15を切除しなくてもよいようにするため、一方の端部バルブ15は他方の端部バルブ15よりも短くすることが好ましい。
【0028】
次に図1(b)に示すように、一方の端部バルブ15にカソード電極17の端子部18を封止する。例えば、一方の端部バルブ15を加熱溶融することにより、該端部バルブ15が椀形状に変形し、該端子部18を封止することができる。一方の端部バルブ15はカソード電極17の端子部18を封止するのに必要十分な長さとすることにより、余分な部分を切除する作業が不要となる。
【0029】
ただし、カソード電極17の端子部18を貫通した硬質ガラス製のビードガラス22を端部バルブ15内に挿入し、端部バルブ15とビードガラス22とを加熱溶融することにより、カソード電極17の端子部18を一方の端部バルブ15に封止することもできる。
【0030】
しかし、いずれにしてもカソード電極17の電極部19は、メインバルブ13内に配置され、ガラスバルブ16内が該電極部19から放出される電子によって損傷しにくいようにされるのが好ましい。
【0031】
次に、他方の端部バルブ15内に、図1(b)に示すようにアノード電極20の端子部21を貫通したビードガラス22を配置する。ビードガラス22は端部バルブ15と同じく硬質ガラスでのみ形成され、端部バルブ15の内径よりもわずかに小さな外径とされている。
【0032】
そして、ビードガラス22を配置する端部バルブ15の外周を、複数のバーナー24によって加熱することにより、当該部分の端部バルブ15を部分的に狭窄し、隙間23が残るようにして、ビードガラス22が当該位置に仮止めされた状態とする。また、ビードガラス22を貫通したアノード電極20の端子部21の内端部は、メインバルブ13内に位置し、端子部21の内端側に備えられたゲッター25が中継ぎバルブ14内に位置するようにされている。
【0033】
次に図1(c)に示すように、前記隙間23からガラスバルブ16内の空気を排出し、続いて該隙間23からガラスバルブ16内にキセノンガスのような放電ガスを封入する。その後、図1(d)に示すようにビードガラス22の周囲の端部バルブ15を再びバーナー(図示せず)によって加熱することにより、端部バルブ15およびビードガラス22を溶融し、隙間23を塞ぐ。端部バルブ15とビードガラス22は同じ硬質ガラスで形成されているため、両者にクラックが生じることなく隙間23が塞がれ、アノード電極20の端子部21が端部バルブ15の部分に封止されるのである。
【0034】
そして最後に、ビードガラス22を溶着した位置から突出している端部バルブ15をカッター26によって切除すると、図1(e)に示すような放電管が完成する。
【0035】
次に、本発明に係る放電管の製造方法の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態の放電管の製造方法は、中継ぎバルブ14をメインバルブ13の両端縁ではなく、一方の端縁に溶着し、該一方の端縁にのみ端部バルブ15を溶着するものである。端部バルブ15を溶着しない石英ガラス製のメインバルブ13の他端部には、従来と同様、径方向に熱膨張係数の異なるガラスを多層に積層したビードガラス2(図3参照)によってカソード電極17の端子部18を封止する。
【0036】
ただし、メインバルブ13の一端側に溶着された端部バルブ15に、アノード電極20の端子部21を貫通したビードガラス22を配置するなどの後工程は、前記第1の実施形態と同じであるので、その説明は省略する。
【0037】
なお、本発明は前記実施の形態に限定することなく、特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、端部バルブ15は硬質ガラスに替えて軟質ガラスを使用することができる。また、実施形態で説明した中継ぎバルブ14の融点や熱膨張係数は一例であって、任意に変更することができることはいうまでもない。
【0038】
さらに、中継ぎバルブ14は、端部バルブ15に溶着し、それをメインバルブ13に溶着することによって製造することもできる。また、カソード電極17とアノード電極20とは、前記とは逆の端部バルブ15またはメインバルブ13の他方の端部に封止してもよい。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、中継ぎバルブによって石英ガラス製のメインバルブと硬質または軟質ガラス製の端部バルブとを溶着することにより、ガラスバルブが製造され、端部バルブ内に隙間が形成されるようにビードガラスを仮止めし、メインバルブ内の空気を排出し、またメインバルブ内に放電ガスを封入することができるため、従来のようなT字管を使用しないで、放電管を製造することができる。
【0040】
したがって、本発明によって製造された放電管は、ガラスバルブに小孔が形成されることがなく、小孔から放電ガスがリークすることがないため、放電ガスのリークが原因で発光しなくなるという不具合を解消することができる。また、ガラスバルブに突起部が形成されないことにより、放電管を輸送する時において振動や衝撃などを受けにくくなり、ガラスバルブが破損しにくいようにすることができる。また、放電管の発光耐久試験において突起部から破損や破壊が発生することがないようにすることができるため、歩留まりを向上させることができる。さらに、放電管を所定位置に取り付けるときは、突起部の向きを考慮する必要がなく、組立て作業の効率を向上させることができる。そして、放電管は全長に亘って均一に発光するため、品質を向上させることができる。
【0041】
また、ガラスバルブは石英ガラス製のメインバルブと硬質または軟質ガラス製の端部バルブとが、融点および熱膨張係数が徐々に変化する中継ぎバルブによって溶着されることにより、外径の細い放電管を提供することができ、小型化された各種装置に実装することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る放電管の製造方法の一実施形態であり、(a)から(e)は各工程を示す断面図
【図2】従来の放電管の断面図
【図3】従来の放電管の製造方法であり、(a)から(d)は各工程を示す断面図
【符号の説明】
13 メインバルブ
14 中継ぎバルブ
15 端部バルブ
16 ガラスバルブ
17 カソード電極
19 電極部
20 アノード電極
22 ビードガラス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a discharge tube in which rod-shaped electrodes are sealed at both ends of a glass bulb made of quartz glass, and more particularly, to a method for manufacturing a discharge tube in which no protrusion is formed on a glass bulb.
[0002]
[Prior art]
A discharge tube having a glass bulb made of hard quartz glass is used for a strobe rod-shaped light source or the like. As shown in FIG. 2, this discharge tube has rod-shaped electrodes 3 and 4 sealed at both ends of a glass bulb 1 made of quartz glass through bead glasses 2 and 2, and the glass bulb 1 is sealed. Discharge gas is enclosed. Quartz glass is a glass mainly made of silicon dioxide, exhibits high transparency in the light wavelength region from ultraviolet to infrared, is resistant to thermal shock, and has excellent heat resistance.
[0003]
The electrodes 3 and 4 include a cathode electrode 3 that emits electrons and an anode electrode 4 that receives electrons. The cathode electrode 3 is composed of a rod-like terminal portion 5 that penetrates the bead glass 2 and an electrode portion 6 that is attached to the inner end portion of the terminal portion 5 and emits electrons. The anode electrode 4 is composed of a rod-shaped terminal portion 7 penetrating the bead glass 2 and a getter 8 attached in the vicinity of the inner end portion of the terminal portion 7.
[0004]
Such electrodes 3 and 4 are made of tungsten which does not melt even when heated when sealing both ends of the glass bulb 1. That is, since quartz glass, which is the material of the glass bulb 1, has a high melting point of about 2,000 ° C., the electrodes 3 and 4 are made of tungsten having a melting point of about 3,400 ° C. However, quartz glass has a coefficient of thermal expansion of about 0.55 × 10 −6 / ° C., and tungsten has a coefficient of thermal expansion of about 4.5 × 10 −6 / ° C., which is significantly different. If it is going to weld directly, the glass bulb 1 will crack. Therefore, the electrodes 3 and 4 are sealed at both ends of the glass bulb 1 through the bead glass 2.
[0005]
The bead glass 2 has a structure in which a through-hole penetrating the electrodes 3 and 4 is formed at the center, the outer diameter is slightly smaller than the inner diameter of the glass bulb 1, and glass having different thermal expansion coefficients is laminated in multiple layers in the radial direction. It has become. That is, the thermal expansion coefficient of the multi-layer glass is about 4.5 × 10 −6 / ° C. on the center side, about 0.55 × 10 −6 / ° C. on the outside, and gradually increases from the center side to the outside. The melting point of the outer layer of the bead glass 2 is almost the same as the melting point of quartz glass. When the electrodes 3 and 4 are sealed at both ends of the glass bulb 1, the bead glass 2 is bonded to the electrodes 3 and 4 and the glass. The difference in the thermal expansion coefficient of the bulb 1 is absorbed, and the bead glass 2 and the glass bulb 1 are welded without causing cracks in the two and 1.
[0006]
Here, a method of manufacturing such a discharge tube will be described with reference to FIG. The discharge tube is manufactured from a quartz glass T-shaped tube comprising a straight main tube 9 and a branch tube 10 connected in the middle of the main tube 9.
[0007]
First, as shown in FIG. 3A, multilayer bead glasses 2 and 2 penetrating the electrodes 3 and 4 are inserted into both ends of the linear body tube 9. And as shown in FIG.3 (b), both ends of this main body pipe | tube 9 are heated, both these ends and the bead glass 2 are fuse | melted, and both 9 and 2 are welded. The melting point of the quartz glass and the melting point of the glass of the bead glass 2 are almost the same, so that they can be surely welded, and the thermal expansion coefficient of the bead glass 2 constitutes the electrodes 3 and 4 on the center side. Since it is formed so as to be the same as tungsten, the main tube 9 and the bead glass 2 are not cracked due to the difference in thermal expansion coefficient between quartz glass and tungsten.
[0008]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, the branch pipe 10 is used to discharge the air in the main body tube 9, and subsequently, a discharge gas such as xenon gas is sealed in the main body tube 9. Thereafter, as shown in FIG. 3 (d), the connecting portion between the branch pipe 10 and the main body pipe 9 is heated by the burner 11, thereby cutting the branch pipe 10 from the main body pipe 9 and being cut. The discharge tube in which the projection 12 is formed is completed by being blocked by the glass of the branch tube 10 where the small hole is cut.
[0009]
A paste-like sealing material is applied to both ends of the quartz glass tube portion, and each tube portion is placed in a tubular projection protruding from a pair of soft glass sealing portions penetrating the electrodes. Patent Document 1 discloses a discharge tube in which end portions are inserted and both end openings of a tube body portion and a tubular protrusion of a sealing portion are heated and melted to combine them. The coefficient of thermal expansion of soft glass is about 5.6 × 10 -6 / ° C, about 10 times that of quartz glass, but the sealing material with a coefficient of thermal expansion approximately halfway between that of soft glass and quartz glass is the both ends of the tube part. And the tubular protrusion of the sealing portion, the two can be combined without cracking.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-190275
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the discharge tube has a shape in which the projection tube 12 is formed although the T-tube branch tube 10 made of quartz glass is cut and the small hole formed by this cutting is closed by the glass of the branch tube 10. It has become. However, the small hole may not be completely blocked, and in this case, the discharge gas in the glass bulb 1 leaks from the projection 12 and the discharge tube does not emit light from the beginning or gradually stops emitting light.
[0012]
Further, even if the small hole is completely closed, the protrusion 12 is easily subjected to vibration or impact when the discharge tube is transported, causing the glass bulb 1 to be damaged. Further, in the light emission durability test of the discharge tube, the protrusion 12 may be damaged or broken. When the discharge tube is attached at a predetermined position, the direction of the protrusion 12 must be taken into consideration, and not only the working efficiency is poor, but the attached discharge tube is different from the other portions at the protrusion 12. Since light is emitted in a state, so-called uneven light distribution (unevenness) occurs.
[0013]
On the other hand, the discharge tube disclosed in Patent Document 1 absorbs the difference in thermal expansion coefficient between the soft glass constituting the sealing portion and the quartz glass constituting the tubular body portion by the sealing material interposed therebetween. The two are joined without cracks. Therefore, in order to reliably absorb the difference in thermal expansion coefficient between soft glass and quartz glass, the sealing material must be thickened. However, when the sealing material becomes thick, the outer diameter of the sealing portion increases, and it is impossible to meet the demand for downsizing the discharge tube.
[0014]
Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing a discharge tube that can seal an electrode without causing cracks in a glass bulb made of quartz glass in which no protrusion is formed, and can further reduce the diameter. An object is to provide a discharge tube using the same.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The discharge tube according to the present invention is a discharge tube in which an end bulb made of hard or soft glass is welded to an end portion of a main bulb made of quartz glass by a relay bulb,
The relay valve is a glass having a lower melting point and a higher thermal expansion coefficient than the main valve on the main valve side, and a higher melting point and a thermal expansion coefficient on the end valve side than the end valve. It is low glass and is characterized in that it has a melting point that gradually decreases from the main valve side toward the end valve side and that its thermal expansion coefficient increases stepwise. Further, in the discharge tube manufacturing method, in order to seal rod-shaped electrodes at both ends of a quartz glass glass bulb, hard or soft glass end bulbs are welded to a quartz glass main bulb. As a relay, the main valve side is a glass having a lower melting point and a higher thermal expansion coefficient than the main valve, and the end valve side is a glass having a higher melting point and a lower thermal expansion coefficient than the end valve. A relay formed by welding a plurality of glasses so that the melting point is gradually reduced and the thermal expansion coefficient is gradually increased from the main valve side toward the end valve side. using the valve, the step of producing a glass bulb, the ends of the main valve not adhering one end the valve or end valve, and a step of sealing the bar-shaped electrode, said electrodes The sealed have not end in the valve, the step of which is made of hard or soft glass made from the end valve and the same quality of the glass, temporarily stopping the bead glass to penetrate the electrode of the bar, the bead glass After discharging the air in the glass bulb from the end bulb side temporarily fixed, and sealing the discharge gas into the glass bulb from the end bulb side, welding the bead glass to the end bulb, And a step of sealing a rod-shaped electrode penetrating the bead glass to the end bulb.
[0016]
According to this method for manufacturing a discharge tube, first, the intermediate bulb has a low thermal expansion coefficient and a high melting point. The end valve made of hard or soft glass is welded coaxially.
[0017]
And, when welding the end bulbs to the both end edges of the main bulb, for example, by melting one end bulb in a bowl shape, or inserting bead glass penetrating the electrode in advance into one end bulb Then, by melting the end bulb and the bead glass, the rod-shaped electrode is sealed to the end bulb on one side.
[0018]
On the other hand, when the end valve is welded only to one end edge of the main valve, for example, the glass having a different thermal expansion coefficient in the radial direction is used at the end of the main valve where the end valve is not welded. Are stacked in multiple layers and welded with a bead glass penetrating the electrode in the center to seal the electrode.
[0019]
And insert the bead glass penetrating the electrode into the end bulb side where the electrode is not sealed, and then leave the bead glass between the inner surface of the end bulb and the outer surface of the bead glass. Temporarily fix. Therefore, after the air in the glass bulb is discharged from the gap and the discharge gas is sealed, the end bulb and the bead glass are melted to weld them together. In this way, since the melting point and the thermal expansion coefficient of the end bulb and the bead glass are the same, the end bulb and the bead glass can seal the electrode without causing cracks.
[0020]
In the method for manufacturing each discharge tube, the electrode part of the cathode electrode from which electrons are emitted is preferably disposed in the main bulb. The quartz glass forming the main bulb is excellent in impact resistance, so that the glass bulb will not be damaged even if electrons emitted from the cathode electrode collide with the main bulb. The discharge tube manufactured by this method can continue to emit light with the initial characteristics.
[0021]
In the discharge tube manufacturing method, the relay bulb is a glass having one end having a lower melting point and a higher thermal expansion coefficient than the main bulb made of quartz glass, and the other end being an end portion made of hard or soft glass. Glass having a higher melting point than that of the bulb and a low coefficient of thermal expansion, the melting point gradually decreases from the main valve side toward the end valve side, and the thermal expansion coefficient increases stepwise. Thus, it is preferable that a splice glass having a melting point and a coefficient of thermal expansion slightly different from each other in this order is formed by welding a plurality of layers.
[0022]
According to this method of manufacturing a discharge tube, the intermediate bulb is used to weld glass having a slightly lower melting point than quartz glass and a slightly higher thermal expansion coefficient to the edge of the main bulb, and the melting point is higher than that of the glass. Slightly lower glass with slightly higher thermal expansion coefficient is welded one after another, and finally glass with slightly higher melting point and slightly lower thermal expansion coefficient than hard or soft glass is welded to hard or soft glass Since it becomes a structure, the glass bulb | bulb which integrated coaxially the main valve | bulb made from quartz glass from which melting | fusing point and a thermal expansion coefficient differ, and the end glass made from hard or soft glass can be manufactured coaxially.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of a method of manufacturing a discharge tube according to the present invention will be described with reference to FIG. The discharge tube manufacturing method according to the first embodiment does not use a conventional T-shaped tube, and, as shown in FIG. The end bulb 15 made of hard glass is manufactured from a glass bulb 16 integrated coaxially.
[0024]
Quartz glass has a melting point of about 2,000 ° C and a thermal expansion coefficient of about 0.55 × 10 -6 / ° C, and hard glass has a melting point of about 600 ° C and a thermal expansion coefficient of about 5.6 × 10 -6 / ° C. The intermediate valve 14 for absorbing the difference between the melting point and the thermal expansion coefficient is welded between the end edge of the main valve 13 and the end edge of the end valve 15. The splicing valve 14 is composed of a plurality of splicing glasses that are sequentially welded with different melting points and thermal expansion coefficients between the quartz glass and the hard or soft glass.
[0025]
For example, a joint glass having a melting point of 1,800 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 1 × 10 −6 / ° C. is welded to both ends of the main bulb 13. For example, a joint glass having a melting point of 1,600 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 1.5 × 10 −6 / ° C. is welded to the other edge of the joint glass. In this way, spliced glasses having different properties are sequentially welded, and finally spliced glass having a melting point of 800 ° C. and a thermal expansion coefficient of about 5 × 10 −6 / ° C. is welded. Weld.
[0026]
Thus, the main valve 13 and the end valve 15 having greatly different melting points and thermal expansion coefficients are integrated without any cracks by the intermediate valve 14 in which a plurality of joint glasses are welded. Further, the inner diameter and the outer diameter of the main valve 13, the relay valve 14, and the end valve 15 are the same, and the main valve 13 and the end valve 15 are coaxially integrated by welding them. 16 is manufactured.
[0027]
In order to avoid the need to cut off one end valve 15 in the subsequent step, it is preferable that one end valve 15 is shorter than the other end valve 15.
[0028]
Next, as shown in FIG. 1B, the terminal portion 18 of the cathode electrode 17 is sealed to one end valve 15. For example, when one end valve 15 is heated and melted, the end valve 15 is deformed into a bowl shape, and the terminal portion 18 can be sealed. One end bulb 15 has a length that is necessary and sufficient to seal the terminal portion 18 of the cathode electrode 17, thereby eliminating the need to cut off an excess portion.
[0029]
However, a hard glass bead glass 22 penetrating the terminal portion 18 of the cathode electrode 17 is inserted into the end bulb 15, and the end bulb 15 and the bead glass 22 are heated and melted, whereby the terminal of the cathode electrode 17 is obtained. The part 18 can also be sealed to one end valve 15.
[0030]
However, in any case, the electrode portion 19 of the cathode electrode 17 is preferably disposed in the main bulb 13 so that the inside of the glass bulb 16 is not easily damaged by electrons emitted from the electrode portion 19.
[0031]
Next, a bead glass 22 penetrating the terminal portion 21 of the anode electrode 20 is disposed in the other end bulb 15 as shown in FIG. The bead glass 22 is formed only of hard glass like the end bulb 15 and has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the end bulb 15.
[0032]
Then, the outer periphery of the end bulb 15 on which the bead glass 22 is arranged is heated by a plurality of burners 24 so that the end bulb 15 of the portion is partially narrowed so that the gap 23 remains, and the bead glass is left. It is assumed that 22 is temporarily fixed at the position. The inner end portion of the terminal portion 21 of the anode electrode 20 penetrating the bead glass 22 is located in the main valve 13, and a getter 25 provided on the inner end side of the terminal portion 21 is located in the relay valve 14. Has been.
[0033]
Next, as shown in FIG. 1C, the air in the glass bulb 16 is discharged from the gap 23, and subsequently, a discharge gas such as xenon gas is sealed into the glass bulb 16 from the gap 23. Thereafter, as shown in FIG. 1 (d), the end bulb 15 around the bead glass 22 is heated again by a burner (not shown), so that the end bulb 15 and the bead glass 22 are melted, and the gap 23 is formed. Block it. Since the end bulb 15 and the bead glass 22 are formed of the same hard glass, the gap 23 is closed without causing cracks in the both, and the terminal portion 21 of the anode electrode 20 is sealed to the end bulb 15 portion. It is done.
[0034]
Finally, when the end bulb 15 protruding from the position where the bead glass 22 is welded is cut out by the cutter 26, a discharge tube as shown in FIG. 1E is completed.
[0035]
Next, a second embodiment of the discharge tube manufacturing method according to the present invention will be described. In the discharge tube manufacturing method of the second embodiment, the relay bulb 14 is welded to one end edge instead of the both end edges of the main bulb 13, and the end bulb 15 is welded only to the one end edge. is there. At the other end of the main valve 13 made of quartz glass, to which the end bulb 15 is not welded, a bead glass 2 (refer to FIG. 3) in which glass having different thermal expansion coefficients in the radial direction is laminated in the same manner as in the past. 17 terminal portions 18 are sealed.
[0036]
However, the subsequent steps such as disposing the bead glass 22 penetrating the terminal portion 21 of the anode electrode 20 in the end bulb 15 welded to one end side of the main bulb 13 are the same as those in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.
[0037]
In addition, this invention can be variously changed within the range of the technical matter described in the claim, without being limited to the said embodiment. For example, the end bulb 15 can be made of soft glass instead of hard glass. In addition, the melting point and the thermal expansion coefficient of the relay valve 14 described in the embodiment are merely examples, and needless to say, they can be arbitrarily changed.
[0038]
Further, the relay valve 14 can be manufactured by welding to the end valve 15 and welding it to the main valve 13. Further, the cathode electrode 17 and the anode electrode 20 may be sealed at the opposite end valve 15 or the other end of the main valve 13.
[0039]
【The invention's effect】
According to the present invention, a glass bulb is manufactured by welding a main bulb made of quartz glass and an end bulb made of hard or soft glass with a relay valve so that a gap is formed in the end bulb. Since the bead glass can be temporarily fixed, the air in the main bulb can be discharged, and the discharge gas can be sealed in the main bulb, it is possible to manufacture a discharge tube without using a conventional T-tube. it can.
[0040]
Therefore, the discharge tube manufactured according to the present invention does not form a small hole in the glass bulb, and the discharge gas does not leak from the small hole, so that the discharge gas does not emit light due to the leakage of the discharge gas. Can be eliminated. Further, since the projection is not formed on the glass bulb, it is difficult to receive vibrations or shocks when the discharge tube is transported, and the glass bulb can be prevented from being damaged. In addition, since it is possible to prevent damage and destruction from the protrusions in the light emission durability test of the discharge tube, the yield can be improved. Furthermore, when the discharge tube is attached at a predetermined position, it is not necessary to consider the direction of the protruding portion, and the efficiency of the assembly work can be improved. Since the discharge tube emits light uniformly over the entire length, the quality can be improved.
[0041]
In addition, the main bulb made of quartz glass and the end bulb made of hard or soft glass are welded by a relay bulb whose melting point and coefficient of thermal expansion change gradually, so that the discharge bulb with a thin outer diameter can be obtained. It can be provided and can be mounted on various miniaturized devices.
[Brief description of the drawings]
1 is an embodiment of a manufacturing method of a discharge tube according to the present invention, wherein (a) to (e) are cross-sectional views showing respective steps. FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional discharge tube. (A) to (d) are cross-sectional views showing the respective steps.
13 Main valve 14 Relay valve 15 End valve 16 Glass valve 17 Cathode electrode 19 Electrode part 20 Anode electrode 22 Bead glass

Claims (2)

石英ガラス製のメインバルブの端部に、硬質または軟質ガラス製の端部バルブを中継ぎバルブによって溶着した放電管であって、A discharge tube in which an end bulb made of hard or soft glass is welded to an end of a quartz bulb main bulb by a relay bulb,
前記中継ぎバルブは、前記メインバルブ側は前記メインバルブよりも融点が低く、かつ熱膨張係数が高いガラスであり、前記端部バルブ側は前記端部バルブよりも融点が高く、かつ熱膨張係数が低いガラスであって、前記メインバルブ側から前記端部バルブ側に向かって、融点が段階的に低くなり、かつ熱膨張係数が段階的に高くなるように形成されたことを特徴とする放電管。The relay valve is a glass having a lower melting point and a higher thermal expansion coefficient than the main valve on the main valve side, and a higher melting point and a thermal expansion coefficient on the end valve side than the end valve. A discharge tube characterized by being made of low glass and having a melting point that decreases stepwise and a coefficient of thermal expansion that increases stepwise from the main bulb side toward the end bulb side .
石英ガラス製のガラスバルブの両端部に棒状の電極を封止する放電管の製造方法であって、A method for manufacturing a discharge tube in which rod-shaped electrodes are sealed at both ends of a glass bulb made of quartz glass,
硬質または軟質ガラス製の端部バルブを石英ガラス製のメインバルブに溶着する中継ぎとして、前記メインバルブ側は前記メインバルブよりも融点が低く、かつ熱膨張係数が高いガラスであり、前記端部バルブ側は前記端部バルブよりも融点が高く、かつ熱膨張係数が低いガラスであって、前記メインバルブ側から前記端部バルブ側に向かって、融点が段階的に低くなり、かつ熱膨張係数が段階的に高くなるように形成される中継ぎバルブ用いて、ガラスバルブを製造する工程と、The end valve made of glass having a lower melting point and a higher thermal expansion coefficient than the main valve is used as a relay for welding an end valve made of hard or soft glass to a main valve made of quartz glass. The glass has a melting point higher than that of the end valve and a low coefficient of thermal expansion, and the melting point gradually decreases from the main valve side toward the end valve side, and the coefficient of thermal expansion is Manufacturing a glass bulb using a spliced bulb formed to increase in stages;
前記端部バルブの一方または前記端部バルブを溶着していない前記メインバルブの端部に、棒状の電極を封止する工程と、Sealing a rod-like electrode at one end of the end valve or the end of the main valve where the end valve is not welded;
前記電極を封止していない端部バルブ内に、硬質または軟質ガラス製であって前記端部バルブと同質のガラスからなり、前記棒状の電極を貫通させたビードガラスを仮止めする工程と、In the end bulb that does not seal the electrode, a step of temporarily fixing a bead glass made of hard or soft glass and made of the same quality as the end bulb, and penetrating the rod-shaped electrode;
前記ビードガラスを仮止めした端部バルブ側から前記ガラスバルブ内の空気を排出した後、前記端部バルブ側からガラスバルブ内に放電ガスを封入する工程と、After discharging the air in the glass bulb from the end bulb side temporarily fixing the bead glass, sealing the discharge gas into the glass bulb from the end bulb side;
前記ビードガラスを前記端部バルブに溶着し、前記ビードガラスを貫通した前記棒状の電極を、前記端部バルブに封止する工程とを含んでいることを特徴とする放電管の製造方法。A method of manufacturing a discharge tube, comprising: welding the bead glass to the end bulb, and sealing the rod-shaped electrode penetrating the bead glass to the end bulb.
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