JP2010067585A - フラッシュランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フラッシュランプは、点灯の衝撃により発生するソーラーリゼーション現象により、封止部の異質部材間の接合によるストレスから石英ガラス管の機械的強度を損ねて、寿命が短命化していた。
【解決手段】 石英ガラス管１の端縁部１ａを断面略半円形状に形成する工程と、ロッド３に還元炎中で特殊ガラスを溶解させて巻付部２ａを形成する工程と、巻付部２ａの胴周に外周縁部２ｂｂを断面略半円形状に形成すると共に基部の厚みを厚くした膨出部２ｂを膨出形成させたコマ部材２を形成する工程と、コマ部材２の膨出部２ｂの外周縁部２ｂｂと石英ガラス管１の端縁部１ａとを当接させる工程と、石英ガラス管１の断面略半円形状の端縁部１ａをコマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂで包み込むようにして熱溶着させる工程と、を含むこと特徴とするものである。
【選択図】図１

Description

本発明はフラッシュランプの製造方法に関するものであり、更に、詳細には、特に、紫外線照射による殺菌又は滅菌、紫外線硬化樹脂の硬化処理等をするための比較的大容量のフラッシュランプの特に封止に関するものである。

例えば、紫外線照射による殺菌又は滅菌は、大量に処理を施すことが効率的で、高い負荷でフラッシュランプを短いインターバルで連続的にパルス点灯させるものであるが、点灯の衝撃により発生するソーラーリゼーション現象により、封止部の異質部材間の接合によるストレスから石英ガラス管の機械的強度を損ねて、フラッシュランプの寿命が短命化していた。

その為に、先に開示された、石英ガラス製のメインバルブ１３の両端縁に、融点が徐々に低くなり、熱膨張係数が徐々に高くなる中継ぎバルブ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を製造する。次に、一方の端部バルブ１５にカソード電極１７を封止する。次に、アノード電極２０が貫通した硬質ガラス製のビードガラス２２を、他方の端部バルブ１５内に隙間２３が形成されるように仮止めする。次に、前記ガラスバルブ１６内の空気を前記隙間２３から排出した後、ガラスバルブ１６内に放電ガスを封入する。その後、前記ビードガラス２２を端部バルブ１５に溶着し、前記隙間２３を塞ぎ、アノード電極２０を他方の端部バルブ１５に封止するもの（特許文献１参照）や、発光管２の管端部に固定する電極リード棒４Ｒ（４Ｌ）が、その固定箇所をフリットと呼ばれるシーリングガラス等で気密封止したシール部７Ｒ（７Ｌ）に生ずるランプ動作時のストレスを緩和するダンパ８Ｒ（８Ｌ）を介して発光管２の管端部に固定されているもの（特許文献２参照）が開示されている。

解決手段

特開２００４−２２０８８３号公報 特開２００５−２１６７９３号公報

然し乍ら、特許文献１〜２に記載されているものは、夫々前述の課題を解決しようとするもので、特許文献１では、石英ガラス製のメインバルブ１３の両端縁に、融点が徐々に低くなり、熱膨張係数が徐々に高くなる中継ぎバルブ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を製造するものであり、耐熱性には優れているものであるが、製造方法が複雑で手間がかかり、コストの上昇に繋がると共に、機械的衝撃に弱いものであり、更に、特許文献２では、発光管２の管端部に固定する電極リード棒４Ｒ（４Ｌ）が、その固定箇所をフリットと呼ばれるシーリングガラス等で気密封止したシール部７Ｒ（７Ｌ）に生ずるランプ動作時のストレスを緩和するダンパ８Ｒ（８Ｌ）を介して発光管２の管端部に固定されているもので、機械的衝撃には優れ製造も容易なものであり、若干の長寿命化は計れるものの、耐熱性に劣り課題を有しており、業界では更なる長寿命化が要求されているものである。

本発明のフラッシュランプの製造方法は、前記課題に鑑み、鋭意研鑽の結果、石英ガラス管と、石英ガラス管の両端を封止するコマ部材と、コマ部材に貫通させたロッドと、ロッドに固定した電極と、を備えたパルス点灯させるフラッシュランプの製造方法であって、石英ガラス管の端縁部を熱処理により断面略半円形状に形成する工程と、ロッドの封止位置に還元炎中で石英ガラス管の石英ガラスより融点が低く且つ熱膨張係数が高い特殊ガラスを溶解させて巻き付けた巻付部を形成する工程と、巻付部の胴周に外周縁部を断面略半円形状に形成すると共に基部の厚みを厚くした膨出部を一体に膨出形成させたコマ部材を形成する工程と、コマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部と石英ガラス管の断面略半円形状の端縁部とを当接させる工程と、石英ガラス管の断面略半円形状の端縁部をコマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部で包み込むようにして熱溶着させる工程と、を含むものであり、更に、石英ガラス管の端縁部の厚みと熱溶着する前のコマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部の厚みとを略同じ厚さに形成したものであり、更には、石英ガラス管の端縁部の直径は膨出部の外周縁部の直径に合わせて拡径又は縮経したものである。

本発明のフラッシュランプの製造方法は、石英ガラス管の端縁部を熱処理により断面略半円形状に形成する工程と、ロッドの封止位置に還元炎中で石英ガラス管の石英ガラスより融点が低く且つ熱膨張係数が高い特殊ガラスを溶解させて巻き付けた巻付部を形成する工程と、巻付部の胴周に外周縁部を断面略半円形状に形成すると共に基部の厚みを厚くした膨出部を一体に膨出形成させたコマ部材を形成する工程と、コマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部と石英ガラス管の断面略半円形状の端縁部とを当接させる工程と、石英ガラス管の断面略半円形状の端縁部をコマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部を包み込むようにして熱溶着させる工程とを経るもので、簡単でローコストで生産され、更に、石英ガラス管とタングステンのロッドとの異質部材間の接続によるストレスからも解消されるフラッシュランプを得るもので、耐熱性と耐衝撃性に優れた好適な結果を得られ、フラッシュランプの長寿命を図ったもので、画期的で実用性の高い発明である。

以下、本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の図面を用いて詳細に説明すると、図１は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の分解側面説明図であり、図２は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の接続状態の側面説明図であり、図３は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の石英ガラス管が大径の場合の接続状態の側面説明図であり、図４は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の石英ガラス管が小径の場合の接続状態の側面説明図である。

本発明はフラッシュランプの製造方法に関するものであり、更に、詳細には、特に、紫外線照射による殺菌又は滅菌、紫外線硬化樹脂の硬化処理等をするための比較的大容量のフラッシュランプの特に封止に関するものであり、請求項１に記載のフラッシュランプの製造方法は、円筒状の石英ガラス管１と、該石英ガラス管１の両端を封止する夫々のコマ部材２と、該夫々のコマ部材２に貫通させた夫々のロッド３と、該夫々のロッド３に固定した夫々の電極４と、を備えたパルス点灯させるフラッシュランプの製造方法であって、前記石英ガラス管１の端縁部１ａを熱処理により断面略半円形状に形成する工程と、前記ロッド３の封止位置に還元炎中で前記石英ガラス管１の石英ガラスより融点が低く且つ熱膨張係数が高い特殊ガラスを溶解させて巻き付けた巻付部２ａを形成する工程と、該巻付部２ａの長手方向の略中央の胴周に外周縁部２ｂｂを断面略半円形状に形成すると共に基部の厚みを厚くして両面を対称的に傾斜面とした膨出部２ｂを一体に膨出形成させたコマ部材２を形成する工程と、該コマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂと前記石英ガラス管１の断面略半円形状の端縁部１ａとを当接させる工程と、前記石英ガラス管１の断面略半円形状の端縁部１ａを前記コマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂで包み込むようにして熱溶着させる工程と、を含むこと特徴とするものである。

更に、請求項２に記載のフラッシュランプの製造方法は、請求項１に記載のフラッシュランプの製造方法において、前記石英ガラス管１の端縁部１ａの厚みと熱溶着する前の前記コマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂの厚みとを略同じ厚さに形成したこと特徴とするものである。

更には、 請求項３に記載のフラッシュランプの製造方法は、請求項１又は請求項２に記載のフラッシュランプの製造方法において、前記石英ガラス管の端縁部の直径は前記膨出部の外周縁部の直径に合わせて拡径又は縮経したこと特徴とするものである。

即ち、本発明のフラッシュランプの製造方法を実施する石英ガラス管１は、図１乃至図２に図示するように、両端が開口された透明の円筒状のもので、長さや外周の直径は使用する目的によって多種多様に形成されているものであるが、一般的に直径は、７〜１５ｍｍのものが汎用されており、石英ガラス管１の厚みは０．８〜１．３ｍｍのものが汎用されているものである。

そして、コマ部材２は、石英ガラス管１の両端の開口を夫々封止するものであり、石英ガラス管１の石英ガラスより融点が低く且つ熱膨張係数が高い特殊ガラスを用いるものである。

次に、ロッド３は、石英ガラス管１の両端の開口を夫々封止するためのコマ部材２の中心を貫通しており、タングステンで形成された丸棒状で、外径は一般的に１．０〜２．５ｍｍのもので、石英ガラス管１の内方には夫々のロッド３に固定した夫々の電極４を相対させパルス点灯させるものである。

先ず、石英ガラス管の端縁部を熱処理により断面略半円形状に形成する工程では、石英ガラス管１の両側の端縁部１ａを熱バーナー等を用いて加熱する熱処理により溶融させて先端を滑らかなアール状を有した断面略半円形状に形成するものである。

更には、巻付部を形成する工程では、巻付部２ａは、ロッド３の封止位置に石英ガラス管１の石英ガラスより融点が低く且つ熱膨張係数が高い棒状の特殊ガラスを溶解させて一定幅、例えば、９〜１６ｍｍ程度に巻き付けて形成するものであるが、水素を用いた還元炎中で実施するものである。

次いで、コマ部材を形成する工程では、コマ部材２は、溶融状態でロッド３に一定幅に巻き付けた特殊ガラスを長手方向の両側から還元炎中で胴周に膨出部２ｂを一体に膨出形成させるもので、膨出部２ｂの外周縁部２ｂｂを断面略半円形状に形成すると共に、膨出部２ｂの基部の厚みを厚くして両面を対称的に傾斜面とした膨出部２ｂを一体に膨出形成させているもので、つまり、断面は頂部を半円形状とした高い山状に形成させているもので、外周縁部２ｂｂと基部との厚みの比は１：１．５〜２．５が好適なものである。

また、当接させる工程では、コマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂと、石英ガラス管１の断面略半円形状の端縁部１ａとを当接させて後述する熱溶着させる工程の準備をするものである。

そして、熱溶着する工程では、石英ガラス管１の開口である断面略半円形状の端縁部１ａをコマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂで包み込むようにして還元炎中で熱溶着させて封止するものであり、予め、ロッド３の内側方向の端辺には電極４を固定させているものである。

加えて、石英ガラス管１の管壁の厚みと、熱溶着する前のコマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂとの厚みとを略同じに形成したもので、接続部が滑らかに形成できると共にストレスの少ない状態で接続できるものである。

そして、石英ガラス管１の端縁部１ａがコマ部材２の膨出部２ｂより大径であったり小径であったりする場合には、図３又は図４に図示するように、端縁部辺１ａの直径を膨出部２ｂの外周縁部２ｂｂの直径に合わせて拡径又は縮経するものであり、コマ部材２の共通化を図るものである。

つまり、石英ガラス管１の開口である断面略半円形状の端縁部１ａとコマ部材２の膨出部２ｂの断面略半円形状の外周縁部２ｂｂとを当接させて還元炎中で熱溶着させて封止する熱溶着する工程を実施することにより、異質部材間の好適な封止ができるもので、石英ガラス管１の石英ガラスの熱膨張係数は、０．５ｃｍ×１０^−６／ｃｍ／℃であり、ロッド３のタングステンの熱膨張係数は、４．５ｃｍ×１０^−６／ｃｍ／℃であり、コマ部材２の特殊ガラスの熱膨張係数は、１．２８ｃｍ×１０^−６／ｃｍ／℃のものである。

前述のようにして形成するフラッシュランプは、石英ガラス管の両端をコマ部材２で封止してキセノン等の希ガスを封入して、相対して配設した電極４間でパルス点灯させるものであり、パルス点灯により紫外線を発光させて殺菌、滅菌、紫外線硬化樹脂の硬化等をさせるものである。

本発明のフラッシュランプの製造方法は、石英ガラス管の端縁部を熱処理により断面略半円形状に形成する工程と、ロッドの封止位置に還元炎中で石英ガラス管の石英ガラスより融点が低く且つ熱膨張係数が高い特殊ガラスを溶解させて巻き付けた巻付部を形成する工程と、巻付部の胴周に外周縁部を断面略半円形状に形成した膨出部を一体に膨出形成させたコマ部材を形成する工程と、コマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部と石英ガラス管の断面略半円形状の端縁部とを当接させて熱溶着させる工程と、を経るもので、簡単でローコストで生産され、更に、石英ガラス管とタングステンのロッドとの異質部材間の接続によるストレスからも解消されるもので、耐熱性と耐衝撃性に優れた好適な結果を得られ、異質部材間のストレスも解消され、長寿命化を図ったフラッシュランプを提供するものである。

図１は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の分解側面説明図である。 図２は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の接続状態の側面説明図である。 図３は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の石英ガラス管が大径の場合の接続状態の側面説明図である。 図４は本発明のフラッシュランプの製造方法の実施例の石英ガラス管が小径の場合の接続状態の側面説明図である。

符号の説明

１ 石英ガラス管
１ａ 端縁部
２ コマ部材
２ａ 巻付部
２ｂ 膨出部
２ｂｂ 外周縁部
３ ロッド
４ 電極

Claims (3)

1. 円筒状の石英ガラス管と、該石英ガラス管の両端を封止する夫々のコマ部材と、該夫々のコマ部材に貫通させた夫々のロッドと、該夫々のロッドに固定した夫々の電極と、を備えたパルス点灯させるフラッシュランプの製造方法であって、前記石英ガラス管の端縁部を熱処理により断面略半円形状に形成する工程と、前記ロッドの封止位置に還元炎中で前記石英ガラス管の石英ガラスより融点が低く且つ熱膨張係数が高い特殊ガラスを溶解させて巻き付けた巻付部を形成する工程と、該巻付部の長手方向の略中央の胴周に外周縁部を断面略半円形状に形成すると共に基部の厚みを厚くして両面を対称的に傾斜面とした膨出部を一体に膨出形成させたコマ部材を形成する工程と、該コマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部と前記石英ガラス管の断面略半円形状の端縁部とを当接させる工程と、前記石英ガラス管の断面略半円形状の端縁部を前記コマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部で包み込むようにして熱溶着させる工程と、を含むこと特徴とするフラッシュランプの製造方法。
2. 前記石英ガラス管の端縁部の厚みと熱溶着する前の前記コマ部材の膨出部の断面略半円形状の外周縁部の厚みとを略同じ厚さに形成したことを特徴とする請求項１に記載のフラッシュランプの製造方法。
3. 前記石英ガラス管の端縁部の直径は前記膨出部の外周縁部の直径に合わせて拡径又は縮経したこと特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフラッシュランプの製造方法。

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