JPS581945A - ランプ製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二端部型ランプの製造方法に関する。

本発明は、とくに、ランプ主体部が互いに反対方向に延
びる円筒状ネック部を有する拡大した球状中間部を備え
たタイプの高圧金属蒸気放電ランプの製造に適している
。球状中間部は、不活性始動ガスならびに水銀あるいは
水銀と選択したハロゲン金属の混合物等の蒸発可能な金
属より成る充填物を含有するアーク室を限定している０
電極は、ネ、ツク部内に気密封じされており、アーク室
中番こ突出している。電極間ギヤダブにアークが発生し
、充填物がアーク室内で蒸発すると、周知のとおり光が
発せられる。

本発明は・さらに特定ずれば、充填物および始動Ｊｊス
が一方のネック部を介してアーク室内へ導入されるタイ
プのランプの製造に関する。

そしてこれは、ネック部内にまず電極を封じ、次いで水
平方向の排気管を介してアーク室内へ導入（、排気管を
切落とすと云うランプとは相異している。切落とし部の
残部は不連続性を与えるが、これはランプ寸法が小型に
なればなる程問題となる。

全ての放電ランプにおいて、アーク室を清浄にしかつ封
入物の汚染を回避することが必要である。ある種の封入
物（例えば、ハロゲン化物を含有するもの）は・吸湿性
が高くかつ少量の水蒸気に露出した際に反応を生ずる。

ハロゲン金属は通常、高純度のペレットの形で供給され
る。この純度を保持し許容できるランプ製造を確実に行
うために１部品を組立てる間、アーク室を安全に封じる
迄はハロゲン化物、電極お、よびランプ主体部を水蒸気
および他の汚染物質から保護することが必要であるｏミ
ニチュア型放電ランプにおいて、汚染による劣化効果は
倍加され、保護の必要性がさらに大きくなる。

高圧金属蒸気ランプにおいて、アーク電圧降下は電極間
ギャップの長さに比例して変化する。

アーク室両端の加熱は、電極のアーク室内への挿入度お
よび麦出度により強く影響される。このような加熱によ
り、封入物とくに低温端部に堆積する傾゛向のあるハロ
ゲン金属の蒸発が決定される。電極間ギャップの長さな
らびに配置の双方は重要であり、その設定を正確に行う
必要性がランプ寸法が小さくなるにしたがって増大する
。

〈本発明の要約〉 本発明の一般的な目的は、前述の一般的特徴を有するラ
ンプを高速かつ大量生産する製造方法を提供することに
ある。

本発明の第１の特徴は、゛ランプ部品を組立て　。

て封入物の劣化を防止する独創的方法であり、第２の特
徴は、アーク率を形成して高純度を与える方法かつこれ
に続いてこの高純度を保、持する独創的な部品組立て方
法であり、第３の特徴は、カラス管をガラス旋盤に最辺
把持しこれに続くランプ主体部の形成ならびに゛−蔀品
の組立ての間、このような片側把持を維持することによ
って可能な電極間ギヤーツブ決定の際の正確さである。

本発明のひとつの目的は、ランプ主体部に連続的゛に乾
燥ガスを流して組立て操作の間ランプ部品の汚染を防止
可能とする新規な方法により、電極および充填物をラン
プ主体部内に装填することにある。

本発明の別の目的は、ランプ主体部を旋盤上で形成゛直
後に水平ガラス成形旋盤において比較的高速で好適に実
施可能かつ石英管から完成ランプを得る連続工程により
組立て精度が良く°清浄度の良いランプ組立て方法を提
供することに゛ある。

電極挿入構成 本発明の第１の特徴において、本発明は、ランプ主体部
Φネック部の一方を介してかつ好ましくはランプ主体部
が水平゛ガラス吹込み成形旋盤の主軸台および心押し台
のチャック内に保持されかつ気密的に結合されている間
に、封入物お、よび２つの電極がランプ主１部内に挿入
される方法にある。これによれば・流されるガスはラン
プ主体部を通り第２の“ネ゛ツク部を介して排除可能で
ある０第１の電極は、先端を後にして挿入され、第２の
電極は先端を前にして挿入される。また、双方共にガス
流に抗して上流側に移送される。

連続流による純化 、本発明の第２の特徴において・本発明は、前述した独
創的な方法で電極を球状部内に挿入する直前に・軟化領
域まで加熱したガラス管材からランプ主１体部を形成す
ると云う別の特徴を与える。加熱中および吹込み成形に
より球状に成形後、管材あるいはランプ主体部にはガス
流が流され、完成ランプがその寿命の間に出会う温度よ
り高温領域にわたってガラス材料から水分プ主体部が閉
止される迄電極および充填物の挿入の間、カス流は連続
的に供給される。これによって、ミニチュア型ハロケン
金属ランプに必要な高純度が与えられる。

ギヤツブの正確な決定 本発明の第３の特徴において、本発明は、電極間ギヤ゛
ンプ決定の際に要求される高度の正確さを実現可能とす
る０これは、ガラス管材をガラ、ス旋盤に把持し、次い
でこの片側把持を維持し、さらに、管材での球状中間部
の形成ならびに電極の挿入の間、それを考慮することに
よって達成される。ガラス旋盤に関してまず球状部を内
部において膨張可能な型を、次いで球状部に挿入される
電極を正確に位置づけることにより、ギャップの長さな
らびに球状部内での配置の双方が正確に設定される。

好適シーケンス 好適なシーケンスにおいて・　ガラス旋盤がランプ主体
部の形成に使用されかつ回転台上に設置され種々の加工
位置（ステーション）にわたって前進する。石英管は旋
盤の主軸台に把持され、その後、管材を回転しその中間
部を軟化領域まで加熱する間、把持したままとする。と
ころで、管材には不活性乾燥ガスを流し、石英管材から
水分および汚染物質を駆除する０次いで。

管材を一時的に加圧し、旋盤の心押し台が描く円周に関
して正確に配置された型の内部へ膨張させる。これによ
り、一方が心押し台に把持され互いに反対方向に突出す
るネ、ツク部を有する球状中間部を有するランプ主体部
が提供される。

そして、ガス流を再び流し、下流側ネック部を介して逆
方向すなわち先端を後にして一方の電極−導入線装置が
挿入され、アーク室を通り上流側ネック部内へと上流側
に運ばれる。次いて、下流側ネック部を介して封入物が
充填されてアーク室に堆積する。その後、下流側ネック
部を介して他方の電極−導入線装置が先端を前にして挿
入され、゛アーク室まで運ばれる。下流側ネック部が封
止された除にガス流を停止し、その後、′電極をそれぞ
れのネック部内へ加熱封じする。このシーケンスは本発
明の３つの特徴全てを利用しており、全ての重要な利点
を得るものである。すなわち・高内部純度の球状部、汚
染あるいは劣化に対して常に保護されたランプ部品およ
び封入物、ならびにアークキャンプの決定における正確
さを高速大量生産工程において得ることができる。

〈詳細な説明〉 ランプ構造 本発明の方法による製造するのに適した共形的なランプ
３０が、第１図に示されており、これは、１９７９年１
月５日に発行の１高効率型高圧金属蒸気放電灯”との名
称のベルギー特許第８６８，７６４号に開示されたラン
プのひとつに類似している。このランプは、溶融シリカ
あるいは石英管から成りかつ高圧放電を収容するための
アーク室３３を限定する中空球状の中間部３２を含むア
ーク管あるいはランプの主体部３１を備えている。この
特定例においで、アーク室は一般には球状であり１，１
立方センチメートル以下の容積を有している０しかしな
カセら、このアーク室は種々の形状（例えば回転、楕円
体状あるいは円筒状）をとり得るものであり・ランプ３
０のアーク室よりもかなり大きくても良い○ランプの主
体部３１の中間部３２に接合されておりかつここから斜
めに互いに逆方向に延びているのは、直径を絞った２つ
の円筒状のネック部３４および３５である。それぞれの
ネック部は、一般には円筒状であり、中間部の、断面積
に比へて小断面積である。

電極の導入線装置３６および３７は、それ′ぞれネック
部３４および３ムへ挿入される。電極３６は・ランプ・
３０の陰極を形成し、ネック部３４の外方かつアーク室
３３内へ予め定めた距離だけ延びるモリブデン製の′「
ツイヤ３８を備えている０タングステン製ワイヤより成
るコイルがモリブデンワイヤの内端部のまわりに巻回さ
゛　れており、また電極３６の先端４２を限定する球部
内で終端をなしている。この電極は、１９７８年１２月
２６日にドボラソク氏およびフライドリソヒ氏により出
願され、本願と同様に譲渡された米国特許願第９７３，
１８２号により詳しく説明されておりｔこれを参照され
たい。

電極３７は、ランプ３０の陽極を形成し、ま１こ、ネッ
ク部３５内に収容されておりアーク室３３内へ所定距離
たけ突出しているタングステン製ワイヤ４３で形成され
ている。小型の球部□がワイヤ４３の末端部に形成され
、電極３７の先端４４を限定している。電極３６および
３７の先端４２と４４との間の空間はアークギャップを
限定している。

モリブデン製の導入線ワイヤ４５と４６は、それぞれネ
ック一部３４と３５の外端部内へ延びており、外管（図
示せず）の電気端子への接続に適している。導入線４５
は、電極３６のモリブデンワイヤ３８と一体的に形成さ
れており、一方、導入線４６は参照蒋号４７において電
極３７のタングステンワイヤ４３へ好適に接合されてい
る。４７における接合は、ハンスラー氏の米国特許第４
，１３６，２９８号によるレーザーバット溶接で好適に
行われる０各導入線は、その両端の中間に比較的平担な
箔状部４８を有して゛おり、これは横断圧延（ｃｒｏｓ
ｓ　−ｒｏｌｌｉ’ｎｇ　）あるいは長手方向圧延によ
り形成可能である。これに代えて、各端部に溶接された
ワイヤを有する笛部を備える複合導入線を用いても良い
。この箔部は、電極とネック部との間に気密封じされ１
．電極を適所、に保持しかつアーク室３３を外部雰囲気
から封じている。石英を加熱しかつ溶融させて各ネック
部を通る内側通路を崩壊し石英の関連する導入線の笛部
に対する濡れを良くして・封じることにより、不ツタ部
３４と３５とを横切る封じを形成する。

蒸発可能な金属より成る充填物あるいは薬剤がアーク室
３３内に含有されており、これは、電極３６および３７
間に所定電圧を印加してその先端４２と４４との間にア
ークを発生させた際に、周知の方法で蒸発しかつ光を発
生させるのに適したものである。ここで、この充填物は
、水銀およびハロゲン金属のう′ちから選択したもの（
例えばＮａＩ　、　ＳｃＩ３およびＴｈＩ、）の混合物
とを備えているが、水銀のみより成るものでも良い。ラ
ンプ３０の製造完了後かつランプの最初の作動以前に、
水銀はアーク室３３内に小球状５１の形をとって存在シ
、一方、ハロゲン化物は１以上のペレット５２の形で存
在する。

ランプ３０には、最初はアーク室３３内にあって約１２
０トールの大気圧以下を呈する一定量の不活性始動ガス
が充満するＱ本発明ランプでは始動ガスとしてアルゴン
が用いられる０多くの放電ランプと相異して、本発明ラ
ンプは、球状中間部３２から延びτ切落とされる水平排
気管を有しない。

上述のタイプのランプ３０を製造する場合に遭遇する困
難な問題として、　／％ロゲン化物を挿入しアーク室を
封じる間にこの封入物が水蒸気あるいは他の不純物で汚
染されないようにアーク室３３内さ充填することがある
０ハロゲン化物ペレツト５・２は吸湿性に゛大変富んで
おり、雰囲気に一時的に露出させただけでもランプ（２
）に悪影響を及ぼすに足る水分を吸収してしまう。

最初の処理の間、ペレットの全酸素含有量は１００万分
の５０°以下であるｏ″ランプ３０作動を効率的で信頼
性のあるものとするために、ペレットをアーク室内へ安
全に封止してしまうまでは、常にペレットを雰囲気なら
びにその中、に必然的に存在する水蒸気に対して遮断し
て、ペレットの高純度を保持することを要する。

本発明の意図するところは、ハロゲンペレット５２をア
ーク室３３内へ挿入する以前からアーク室が完全に封止
されてペレットが始動ガスで保護されるまで、ランプ主
体部３１の内部から水蒸気を排除しこのような水蒸気が
存在しない状態に保つことができる高速かつ大駄生産可
能なランプ製造プロセスを提供することである。

そして本発明のとくに特徴とするところは・製造プロセ
スのある期間にわたってネック部３４゜３５の一方（例
えばネック部３４）から主体部へ導入される乾燥した不
活性ガスを主体部に連続的に流すことにより、ランプ主
体部３１からの不純物排除が行われると云うことである
０ここで不活性・ガスとは、生じつる温度においてラン
プあるいは機構部品と有害な反応を行わないカスを云う
Ｏアルゴンは最終的にはアーク室内へ封入される不活性
始動ガスとしても作用するから、アルゴンを使用するの
が最適であるｏしかし、球部形成工程の間、経済的な乾
燥した窒素を使用可能であり・この場合には電極−導入
線装置において封止を行う以前に窒素をアルゴンで置換
しても良い０また・ネック部３４を介してガス流を連続
的に導入可能とするために、ペレット５２、水銀球５１
・および両方の電極３６．３７は他方のネック部３５の
外端部からランプ主体部３１内へ挿入される一方、電極
３６は先端を後向きにしてそのネック部を介して挿入さ
れアーク室３３を横切ってネック部３４内へ配・置され
る（第１４図ないし第１７図を参照のこと）０ ガラス旋盤構成 本実施例では、ランプの製造において水平のガラス吹込
み成形旋盤５５（第３図および第４図）が用いられるＯ
ランプを高速で生産可能とするために、幾つかの同一の
旋盤５５を回転台５６の上に設置しかつ互いに角度をな
して離隔するのが好ましい（第２図）。前記回転台５６
は、ランプを製造するための連続的操作を行う一連のス
テーションにわたって各旋盤を移動させるように、垂直
軸のまわりに間欠的かつ時計方向に割出しを行うのに適
している。ここで、各旋盤は、ランプが製造されつつぁ
る間２１のステーションにおいて割出しが行われ、一時
的に停止する。回転台５６が半回転にわたって回転す′
る間、旋盤はこれらのステーションを通過′して移動す
る。ステーションの効果的な使用を可能去するために１
回転台の半周にわたって２１個のステーションが互いに
角度をなして離隔されてい、る。そして、回転台が停止
する毎にひとつの旋盤が各ステーションに静止する９別
の２１の旋盤（図示せず）は、回転台の他方の半周にわ
たって離隔配置されており、回転台の第１の半周のまわ
りにある対応するステーションと同一の２１のステーシ
ョンを通過して移動する。したがって、回転台によりあ
る特定の旋盤が半周にわたって移動されるに伴ってひぶ
つのランプが製造される。また、この旋盤上において第
２ランプがさらに半周にわたって移動されて製造される
。しかしながら、旋盤ならびにステ、−ジョンは回転台
まわりに所望の方法で配設可能であることに注意された
い。

本発明の製造方法を速やかに理解可能とするために、こ
の方法自体を説明する前に旋盤５５の構成を説明する。

各旋盤は、主軸台５７およ・びこれに対して接近離反移
動するに適した心押し台５８を備えている。旋盤は、回
転台５６の上部側面の上方で回転台５６の外側周辺部付
近の内側部分に配置されかつ回転台に取付けられた水平
取付は板５９゛（第３図および第４図）に固定された′
心押し台に関して半径方向に設けられている・取付は板
は回転台かも外方に突品しており、主軸台に対して外側
に配置された心押し台を支持する役割を果たル゛ている
。第２図および第３図に示すとおり、取付は板ならびに
心押し台は、回転台５６の下方にあってその外方に突出
している円形台あるいは加工ベンチ６０の上に張出して
いる。この加工ベンチは固定しており、ランプ３０を製
造するのに使用される種々の装置（後述する）を支持し
ている。

各旋盤５５の主軸台５７および心押し台５８は多くの点
において同一である。主軸台および心押し台の双方共に
、回転可能なチャックを支持するベアリング６２を有す
るハウジング６１を含んでいる。主軸台および心押し台
のチャックはそれぞれ、参照符号６３．６４で示されて
いる。各チャックは、全アリング６２で軸支されかつ一
連の角度をなして離隔したスプリングフィンカー６９で
形成された一端部を有するコレット６７（第６図）を収
容する外側スリーブ６６を備えている。シリコンゴム製
のスリーブ７０は、コレット内へＩｌｌにはめ込まれて
おり、コレット内へ収容される石英管に係合しかつ気密
的に結合するのに適している− キー（図示せず）は、コレットをスリーブ６６内で軸方
向に移動可能としつつ、各スリーブ６６と共に回転する
ように各コレット６７を結合する。そ七で、コレットが
スリーブ中に内方へ後退すると、コレットのフィンガー
６９がスリーブ６６の端部で半径方向内方にカム運動さ
れてコレットが閉じる（第７図参照）。反対方向にコレ
ットが軸方゛自移動すると、フィンガーが外方へばねで
広がりコレットを開にする０各コレツト６７を内方およ
び外方へ移動させるために、円筒状の引張棒７１（第３
図）は、コレット接続されておりかつスリーブ６６内に
滑動可能基と収容される０引張棒の一端部は゛、ベアリ
ング装置７３の内側し、−スにより軸支されている。こ
のベアリング装置７３の外側レースは、ベアリング装置
の反対側面上に配置された一対の直立アーム７５の下端
部へ７４において回動可能に、接続されている。ピン７
６は、アーム７５の両端間においてアーム７５内を通っ
て延びており、ハウジング６１の上方側面に取付けられ
ている板７８へアームを回動可能に接続している。プレ
ート上に支持されているのは、アーム７５の上端部に回
動可能に接続されている往復動可能なロッド８１を有す
る空気圧作動型アクチュエータ８０である。ロッド８１
が第３図に示す位置から延ばされると、アーム７５がピ
ン７６のまわりに回動し、引張棒７１を介してコレット
６７をスリーブ６６から外方へ押圧するように作用し、
コレットを開とする。また・コレットは、アクチュエー
タ８０のロッド８１が後退した際に閉じ、引張棒７１が
コレットをスリーブ６６内へ引張るような方向へアーム
７５を回動さセる〇 各旋盤５５の主軸台は取付は板５９上に固定されている
が、心押し台５８は主軸台に対して接近離反移動するよ
うに構成されている。このために、心押し台のハウジン
グ６１が、板５９の上方側面上に設けた一対の水平ガイ
ド軸８４および８５（第４図）上に滑動可能に支持され
ている。ガイド軸８４は、ピニオン８７と噛み合うラッ
クを限定する歯状部分８６（第４図）を有するように形
成されている。１ピニオンは・心押し台５８のハウジン
グ６１の下方側面に酸付けられている逆転可能なステッ
ピングモータ　　−８８の軸子より回転されるのに適し
ている０モータが付勢されると、ピニオンはラックに沿
って移動し、心押し台を主軸台へ前進あるいは主軸台か
ら後退させる。

各旋盤５５のチャック６３および６４は、テーブル５６
の下面に固定されかつ主軸台５７下方に配置された電動
モータ８９（第３図）により回転されるのに適している
。タイミングベルト９０は、モータの駆動軸上の第１プ
ーリならびにガイド軸８５、にキー止めされた第２プー
リのまわりに沿って設けられている。ガイド軸は、取□
付は板５９上かつハウジング６１の下部内に回動可能に
支持され・　ガイ　ド軸ならびに副軸として作用する。

□別のタイミングベルト９３（第３図）は、軸８５およ
び主軸台５７のチャック６３のスリーブ６６へ固定され
たプーリー９４および９５の周囲に沿つ工設けられてい
る。したがって、チャック６３のスリーブ６６およびコ
レット６７は、モータ８９の付勢時に回転されることに
なる。心押し台５８のチャック６４を回転させるために
、第３のタイミングベルト９６がプーリー９７および９
８の周囲に結合されている。プーリー９７はチャック６
４のスリーブ６６に固定されており、一方１．プーリー
９８は軸８．５の非円形部上に滑動可能に支持されてい
るＯ心神し台５８が主軸台５７の方へ前進されると・心
押し台のハウジング６１へ固定されたブラケット９９（
第４図）は、プーリー９８を軸８５に沿って押圧し、こ
のプーリーがプーリー９７と正確に一列をなすようにし
ている。心押し台のハウジング６１は、心押し台が主軸
台から後退される場合には、プーリー９８を軸８５に沿
って反対方向に押圧する０ 各旋１１５５は、主軸台５７の内側端部に位置づけられ
た回転シール１００（第３図ないし第５図）により完全
となるが、これにより回転中の主軸台のチャック６３内
へガスを導入しかつチャック６３中にガス流すことを可
゛能としている。ここで、回転シールは・チャック６３
の引張棒７１に固定されかつこれと共に回転する回転部
分ｌｏｔと、回転台５６）、にブラケット１０３で支持
された固定部分１０２とを備えている。この２つの部分
は、回転部分の回転を可能としつつ、両部分間にガス気
密性シールを確立するように結合されている。回転シー
ルは市販されており入手可能であるから、この構造なら
びに操作態様は周知′であり、詳述しない。

各旋盤５５の回転シール１００の固定部分１０２は、線
１０４（第５図）を介して、互い二位置弁１０５，１０
６および１０７のバンクへ連通している。各旋盤と関連
している弁１０５゜１０６および１０・７は、それぞれ
テーブル５６上の旋盤全てに適合する３つのマニホール
ド１０８．１０９および１１０と連通している０加圧源
１１１からのアルゴンのような不活性ガスは、マニホー
ルド１０８において約８．０ｐｓｉｇと云う比較的高圧
を形成する減圧弁１１２を介してマニホールド１０８へ
供給さねる０　マニホールド１０８と１０９とは、マニ
ホールド１０９において０．１ｐｓｉｇ　と云う比較的
低圧にアルゴンを維持する第２の減圧弁１１３を介して
連通される。第３のマニホールド１１０は、調整可能な
調節弁１１４を介してマニホールド１０９と連通してお
り、また、調節可能な圧力安定化弁１１５および真空ポ
ンプ１１６に連通している。そして１、調節弁１１４お
°よび圧力安定化弁１１５は、マニホールド１１０での
アルゴンを約１２０）−ｔＩ；の絶対圧力に保持す、る
ように調節され名。弁１０６が付勢されて０．１ｐｓｉ
ｇ　　の低圧アルゴンが全ての非作動状態のス５チージ
ョンにある主軸台コレットスリーブ７゜（第６図）内へ
流入可能となり・大気中の水分による汚染が防止される
。

ランプ製造方法　　゛ 以上°・旋盤５５の構造が説明され、ランプ製造方法を
詳述することが可能となった。この説明を容易にするた
めに５各旋盤が配置される２１のステーションそれぞれ
に１ないし２１の“番号を付した。第２図の固定台ある
いは加工ベンチ６０　（７）、まわりに（ステーション
化１は６時の時計位置に配置されているのが示されてお
り・ステーションＮｎ２１は１２時の時計位置の直前に
配置されている。ランプ製造操作を行うた。めの種々の
自動機構が、別々のステーションに１配置され、加工ベ
ンチ６０上に位置して０る。

しかしながら、これらの機構は本発明のどの部分をも構
成しないものであり、本製造方法の理解を得るため−に
必要な程度にわたらでのみ説明される。

ランプ主体部３１は、最初は円筒状の石英管より成る細
長い部材１２０（第６図）から形成される。ステ斗ジョ
ンＩＶｋＬｌにおいて、完成ランプ３０の長さよりも若
干長さの長い管材が、ステーションＮｈｌにある旋盤５
５内に装填され、一方、この旋盤の心押し台が第６図に
示すとおり一杯に後退される。往復動可能な押棒１２１
を用いて管材１２０を装填し、〉レットが開である間に
心押し台の引張棒７１を介して管材を長手方向に移動さ
せ引張棒の外側端部からコレット６７内へ移動させる（
第２図ないし第６図′参照）。管材をステーショア陽１
にあるマガジン（図示ぜず）内に積層して収容し、好適
な送り装置で押棒の方へひとつずつ取出すようにしても
良い。□ 第６図に示す位置にある心押し台のコレット６７内に管
材１２０を配設後、このコレノットを心押し台５８上の
アクチュ・工′−夕８０により閉止され、ゴムスリーブ
７．０に管材の外側端部を把持させる０心押し台の引張
り棒７１から押棒１２１を後退させた後、テーブル５６
が割出されて、旋盤５５を°ステーション階２−に一進
する。

ステーションＮｕ、２（第７図）におい・て、モータ８
９が付勢さ些てチャック６４および、これに保持された
石英管１２０を回転する。また・チ゛ヤソクに隣接する
管材へ炎１２２をあてる。これと同時−に・屈曲自在な
フィンガー１２３好ましくはコイル状はね１２４から延
びる細枝状のフィンカー１２３が、空気圧アクチュエー
タ１２５（第７図）により適所に向けられ、管材１２０
の支持されていない端部に軽く接触する。

管材の支持された端部上に加えられる炎は、石英を軟化
するのに丁度充分なものであり、支持されていない端部
上へフィンガーの軽い圧力が加力って管ザを１まつ′す
ぐにし、支持されていない端部の偏心あるいは芯振れを
修正す、る。

次に、旋盤５５は割り出され・ステーション＋１ｋＬ３
（第８図）に静止する。そして、ステッピングモータ８
８が付勢されて、心押し台５８を主軸台５７の方へ移動
し、石英管の内側端部を主軸台のコレット６７へ導入４
ｊる０このコレットは次いで主軸台のアクチュエータ８
０により閉じられ、管材は主軸台および心押し台の双方
に把持される。コレットが閉じられると直ぐにマニホー
ルド１０９か１らのアルゴンが石英管を通って流れる。

一方・モータ８９が付勢されて両チャック６３および６
４を回転する。、また、石英管１２０が回転中に、４ｔ
３ｔ（第６図）が主軸台５７に近い石英管にあてられる
。このように熱で軟化させることにより、両チャック６
３．６４で把持された結果、管材に生じる可能性のある
歪みを緩和し、また管材の主軸台端部をまっすぐにする
。管材に球状中間部３２が形成されかつ電極がそこに配
置されるまで、管材が主軸台５７のコレット６７内に把
持される。

主軸台は回転台上に固定され゛ている、から、ステーシ
ョンからステーションへ前進する際にこの主ヤ台は円弧
を描く。

ステーション階４（第９図うにおいて、石英管が両チャ
ック６３および６４　（警９図）に把持されつつ回転さ
れる間、炎１３２が石英管の中心に向けられる。同時に
・心押し台５８が短い距離だけ主軸台５７の方へ前進し
、石英管を集め、云い−えれば、石英管の中心にある軟
化した石英に力を加えて外方に膨張させランプ主体部’
３１の球状中間部３２の形成を開始する。

ステーション陽′４で行われるパも判のと同一の集合操
作が・ステーションＮｎ５および？１ｋ１６（詳細に示
さず）のそれぞれにおいて行われる。両ステーションの
それぞれでは心押し台Ｓ８は主軸台５７の方へ内方かつ
短かい距離だけさらに前進させられ、石英管１２０をさ
らに集め、またランプ主体部３１の球状中間部３２を徐
々に拡大させる。

旋盤５５がステーション陽７（第１０図）に静止して−
いる際、球状中間部３２は最終形状に吹き込み成形され
る。このために、型１３４は。

加工ベン千６０上で部分的に形成された球状中間部３゛
２の近くに自動的に前進される。この型は・主軸台に工
す描かれる円弧に対して正確に配置され、中間部３２が
吹込み成形されるところの最終形状が・石英管１２０を
把持する主軸台から正確な距離をとることを確実にする
。球状中間部を加熱するための炎１３５は、一般に、型
と反対側に配置される０この型は、球状中間部の所′定
の最終形状と相補的な形状の空洞を有するように形成さ
れている。

型１３４が、ステーション階７の適所に移動されつつあ
る間、プラグ（第１０図）の形の閉止部材が、心押し台
５８のチャック６４の引張棒７１の外側端部内へ移動さ
れる０このプラグは、・加工ベンチ６０上の好適機構１
３７（第２図）により支持されかつ前進され、チャック
６４および管材１２０の心押し台端部を封じて・管材を
ガスで加圧し球状中間部３２を型の空洞内に膨張可能と
する゛。管材の加圧は弁１０５（第５図）を自動的に開
とすることで行われ・比較的高圧（例えば８　ｐｓｉｇ
　）のアルゴンが回転シール１００および主軸台５７の
チャック６３を介してマニホールド１０８から管材内へ
流れる。このガスは、管材がチャック６３．６４で゛把
持きれつつ回転されかつ炎１３５が球状中間部３２−に
向けられて′石英を軟化している間・管材内へ導入され
る。石英管は吹込まれかつ型１３４で形成されて、第１
図に示された最終形状に球状中間部３２が形成される。

次いで型１３４とプラグ１３６が後退され、旋盤５５が
ステーション階８に前進可能となる〇 ステーション繊８（第１１図参照）において−弁１０５
を介してチャック６３および管材内へ導入されるアルゴ
ンを流しつつ・管材１２０をほぼぞの全長にわたって加
熱する０この加勢およびガス流操作と共に、石英集合お
よび球部吹込み成形操作の間で９中間部の予備加熱によ
り、完成ランプが製品寿命の間に、出会う温度より高温
領域にわたって管材の汚染物が清浄化される。

とくに、水分は管材から排除され、ハロゲン化物ペレッ
ト５２が管材内に次いで導入される際に管材が実際に乾
燥した状態となる。第１１図に示したとおり、管材の長
さに沿って離隔された一連の炎１３８により管材１２０
の加熱が行われる。この変形例として、暎−の炎を管材
に沿って横断可能とし管材のほぼ全長にわたって加熱し
ても良い。ステーションＮｎ８で管材１２０が加熱され
ている間、主軸台５７の′チャック６３により管材が回
転される０また、加熱およびガス流操作の間、心押し台
５８を開として管材（第１１図参照）を解放しかつ後退
位置にまで一動して、管材内の水分を心押し７台のチャ
ック６４内へ排除するのではなくて雰囲気内へ脱出させ
ることもできる。心押し台を後退させると、心押し台の
過熱が防止される。しかしながら、球部の正確な位置を
維持するためには、管材を主軸台から解放するようなこ
とはしない。

ステーション隘９゛（第１２図１）に前進すると、管材
１２０が冷却されて心押し台５８によって管材を再び把
持可能となる。ここで、管材の冷ＫＭ、管、材を主軸台
５７で回転し心押し台を後退させかつ主軸台を介してア
ルゴンが管材内へ導入されつつある間に、管材に対して
マニホールド１４０からの冷却した窒素の噴流を向ける
ことにより行われる。

ステーションＦＪｎｌＯにおいて、第１３図に示すとお
り心押し台５８が前方に前進しかつ管材を再び把持する
。その後、加工ベンチ６０上つ機構１４１は心押し台の
外側端部の方へ内方へ移動し漏洩テストの実施を可能と
する。概略的に示したとおり、この機構は、心押し台の
引張棒７１の外側端部内にはまり込むのに適した開口部
のあるプラグ１４３を備えている。そして、プラグの開
口部と連通している真空ゲージ１４５が設けうれている
。プラグ１４３が第１３図に示した位置へ前進完了する
と、弁１０７（第５図）が開となり、マニホールド１１
Ｏ１回転シール１０４および主軸台５７を介して管材１
２０内を真空ランプ１１６で真空に引く。そして・、ラ
ンプ主体部３１の球状中間設３２が適切に形成されかつ
ガス気密性で・あるならば、管材１２０内が高真空とな
り、真空ゲージ１４５の読みが所定値以下となる。これ
に反して管材１２０のいずれかの部分に漏洩があると、
ゲージの読み。

は欠陥の゛ある管材であることを示す。またゲージは、
それ以外の場合にはステーション−１０以降に管材に対
して行われる操作を止めさせるのに用いる信号を発生可
能である。

漏洩テスト完了後、心押し台５８の引張棒７１から機構
１４１が後退し、旋盤５５をステーション１Ｉｋ１１１
へ前進可能とする′０ここでは、陰極を後退させる以前
に・弁・１０７が閉止されて真空が遮断され、弁１０５
が開成されて主軸台５７を介してマニホールド１０Ｂか
ら管材１２０内へアルゴンを流すことが開始される。管
材へのこのアルゴン流は、・管材が封止されるまで連続
的に維持されて、管材から水分を排除するように作用す
る〇 重要なことであるが本発明を達成するために、ステーシ
ョンＮｎ１１において陰極装置３６が石英管内に挿入さ
れる０これは、心押し台５８のチャック６４ならびにラ
ンプ３０のネック部３５を最終的に限定する管材の部分
を介して先端を後にして移動させ、アーク室３３を横断
させ、最後にランプのネック部３４を最終的に限定する
管材の部分内へ移動させることにより行われる。こうし
て、陰極装置３６は主軸台５７を介して先端を前にして
直接ネック部３４内へ装填されるのではなくて・この代
わりに・先ず心押し台５８およびネック部３５を介して
通過させた後、先端を後にしてネック部３４内へ装填さ
れる。このようにして陰極が装填された結果として、回
転シール１００が主軸台５７の内側あるいは上流側端部
に配置可能かつこれに固定的、に取付は可能であり、管
材星封止されるまでアルゴン等の乾燥しだ不活性カスを
管材に連続的に流す゛ことができる。

さらに詳しく云えば、陰極装置３６がスリーブ形ホルダ
ー１５０（第１４ａ図）内へ予め装填される。このホル
ダー１５０は、旋盤５５がステーションＮａ１ｌ（第１
４図において見かけの線で示した陰極の位置を参照）に
静置した際に、心押し台５．８の引張棒７１の外側端部
と自゛動的に列をなすように配置される０ホルダー１５
０は、陰極の先端４２がその導入線４５に対して列関係
に配置されるように方向づけられる。

旋盤５５がステーションＮｎ１ｌに停止後、押棒（図示
せず）がホルダー１５０および予め装填された陰極装置
３６を心押し台５８のチャック６４ならびにネック部３
５を介してネック部３４（第１４ａ図参照）内へ押込め
る。そして、陰極の先端が陰極装置のヘッドであると考
えるべき場′合には、この装置はランプ主体部を介して
まず脚部から押込められると云える。押棒のストローク
は、陰極の先端４２が主軸台チャックから所定距離に位
置するように調節される。

球部の形成のときからランプ主体部は主軸台チャックか
らけっして解放されないので、陰極の先端はランプ主体
部において自動的に正確に配置される。そして一旦、陰
極装置が適正配置されると、押棒は後退されて心押し台
を介して陰極からホルダーを取り去る０ボルダ−の後退
の間、プランジャー１５１が陰極の先端４２と係合し、
陰極がホルダーと共に移動しないようにしている。ホル
ダーを除去した後、陰極装置の滑動が防止されかつ導入
線の笛部４８によるネック部の内径の摩擦係合によりネ
ック部３４の中央位置に保持される〇 上述のとおり、陰極装置の装置の間、石英管１２０を介
して連続的にアルゴンが流れる。したがって、アルゴン
は、装置あるいはボルダ−１５０上に存在する可能性の
ある水分を乾燥さ、せるように作用し、管材を”清浄”
状態に維持する。また・アルゴン流は、旋盤５５をステ
ーション１１へ割出す際にも連続している。

ステーションｔｌｋｌ１２におＧζでハロゲン化物ヘレ
ット５２がアーク室３３（第１５図参照）内に装填され
る。これは、心押し台５８とネック部３５を介して円筒
状−一ドル１５３を挿入しかつニードルの先端がアーク
室の中心付近にある場合にニードルを停止させることに
より達成される。下向き開口部１５４がニードル先端に
形成される一方・より小さな開口部１５５が先端部から
開口している。そして、このニードルは、ステーション
ｍ１２の加工ベンチ６ｏ上に配置された乾燥不活性ガス
の低圧源（図示せず）と連通している 乾燥不活性ガスは、ニードル１５３を介して常に流され
る。ニードルがアーク室３３内に配置後を好適数のハロ
ゲン化物ペレット５２が貯蔵容器（図示せず）から計り
とられ、ガス流中へ解放される０このガス流は、ニード
ルを介してペレットを下向き開口部１５４に到達するま
で運び、アーク室３３内〜落下させる・このペレットは
、主軸台５７を介して石英管１２０内へ流れ込む排除ガ
ス流を横切って延びるｉ路に沿うニードルから排出され
るので、このガス流内でペレットが運び去られ、ネック
部３５内へ吹込まれるあるいはネック部３５を通過する
と云う危険がほとんどない〇 ハロゲン化物ペレット５２の解放に続いて、ニードル１
５３が心押し台５８から後退され・次いで、旋盤５５が
ステーション階１３へ割出される。ここで、アーク室３
３内に水銀球５１が注入される（第１６図参照）０水銀
の注入は・ハロゲン化物ペレット５２の注入とほぼ同一
方゛法で行われかつ事実上ニードル１５３と同一の′ニ
ードル１５７で実行される。このニードル１５７は、心
押し台５８内に挿入され、水銀球５１がニードル内のガ
ス流内に解放され、次いで水銀がアーク室内へ滴下した
後、ニードルが後退される。主軸台５７を介して導入さ
れる石英管１２０へのガス流は、水銀注入時に継続され
る０′ 次に、旋盤５５′はステーションｔｍ１４に割出され、
陽極装置３７が管材１２０（第１５図参照）へ挿入され
る。この装置は、ホルダー１５０と同様のホルダー１５
９内へ予め装填され、心押し台５８を介して押棒でネッ
ク部３５内へ押込められる０陰極３６とは異なり、陽極
３７は不ツタ部３５内へ先端を前にして押込められる。

押棒（図示せず）のストロークは、主軸台チャックに関
して陽極の先端４４を正確に配置するように制御される
０ランプ主体部が主軸台チャックに関して正確に配置さ
れかつ陰極先端が既に正確に装填されているから、陰極
先端と陽極先端との間のギャップ長は正確に決定される
。

また、ギャップは、アーク室３３内のランプ設計上必要
な゛正確な位置に正確に位置づけられる〇陽極の挿入の
間、石英゛管１２０内へのガス流は連続的に流され、ハ
ロゲン化物ペレット５２と反応する水蒸気に対する保護
を行う。

旋盤５５がステージ甲ン陽１５に静止しでいる間、心押
し台５８は石英管１２０８解放するように作動し、後退
している（第１８図参照）０次いで、炎１６１が、回転
している管材の支持されていない端部に対して向けられ
る０この熱・により石英が崩壊し、１６２に示したよう
（こドーム状にされ、管材を切落し一時的封止を形成す
る。ステーション陽１５で行われたのと同一の操作がス
テーション階１６で炎１６３（第２−　図参照）により
行われ、先端１６２を確実に封じる。ステーション階１
５および階１６における切落し操作の間、低圧（すなわ
ち、０．１　ｐｓｉｇ　）のアルゴンが、マニホールド
１０９、弁１０６および回転シール１００を経由し主軸
台５７を介して石英管１２０内へ導入される。このアル
ゴンは管材を乾燥状態を保つと共に、新しく形成された
先端１６２にある孔をガスが吹き破る危険のない小さな
値である０ ステーション陽１７において、冷却された窒素流が、ノ
ズル１６５（第２図参照）を介して先端１６２に向けら
れ、先端を冷却しこれに続く心押し台５８による石英管
の再把持を可能とする。マニホールド１０９からの低圧
アルゴンでの管の加圧は冷却工程の間続けられる。

旋盤５５がステーション階１８に到達すると、石英管１
２０が心押し台５８により再び把持され、主軸台と心押
し台の双方で回転される（第１９図参照）。このステー
ションでは、石英を加熱し導入線の笛部周囲で圧潰して
、陰極導入線装置３６をネック部３４内へ気密封じする
。

これは例えば、ネック部の好適長さに沿って横断するレ
ーザー１６７により・石屓を陰極の周囲で崩壊させるこ
とで行う。同時に、ランプ主体部の球部３２は、金属製
シュラウド１６８を前進させてこれを部分的に包囲する
ことにより冷却される。このシュラウドは、球状部と係
合しかつ管１６９で供給される水により湿った状態にあ
るスポンジを有しており、吸引管１７０は過剰の水を除
去する。

ネック部３４の封止直前に、弁１０６が閉市され一方・
弁１０７が開放され、マニホールド１１０および回転シ
ール１００を介して真空ポンプ１１６と管材１２０とが
連通ずる。この真空ポンプは・マニホールド１０９から
のアルゴンを計測弁１１４を介してマニホールド１１０
内へ引込み、管材１２０内のアルゴン圧を１２０１−ル
絶対圧力と云う大気圧以下に減少させる。

したがって、ランプ３０の始動ガスに対する所望圧力は
、ネック部３４の封止に伴って確立され、大気圧以下の
圧力により石英が導入線の笛部まわりで所定どおり崩壊
可能となる〇ステーション陽１９において、前述したも
のと類似の水冷却器１７２により球部が冷却される一方
、レーザー１６７（第２０図参照）と類似のレーザー１
７１により、陽極３７に対してネック部３５が封止され
る０あるランプ寸法に対して、１ネック部３５を最初に
封じ・次いでネック部３４を封止するのが好ましい０こ
の順序＋トよれば、最後の封止を行いつつアルゴン圧力
をより厳密にコントロール可能となる′。

旋盤５５がステーション陽２０に割出されると、一対の
刻み器１７４を有する刻みヘッド１７３（第２１図）が
管材１２０に隣接する作動位置に前進される。この刻み
器履７４は、封止領域を越える不ツタ部３４．３５の端
部に刻み目を付けるために設けられ。この端部を次に破
断して導入線４°５，４６を露出する。

ステーションｌｍ２１（第２２図）モは、ランプ３０が
旋盤５５から除去される。これは、主軸台５８をランプ
から後退させ、自動的に作動可能な離脱装置１７５でラ
ンプを把持し、次υ）で心押し台をランプから後退させ
ることにより埠成される。空になった旋盤は、第２図に
示す１２時の時計位置へ前進可能となり、別の石英管を
受は取り別のサイクルを開始する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明ｌこよる新規な改良゛型刃法で製造す
るに適した典型的なランプを示す長手方向における拡大
断面図である。 第２図は、この方法を実施するための装置例の部分平面
図である。７ 第３図は、ガラス吹込み成形旋盤を示す第２図の線３−
３に沿う拡大部分断面図である〇第４図は、第３図の線
４−４に沿う部分断面図である。 第５図は、噴出ガスの制御回路を示す概略図である。 第６図は、前記方法のｗＪｌ工程を示す第３図および第
４図に図示した旋盤の主軸台および心押し台の部分図で
ある。 第７図ないし第１４図は、前記方法の後工程を示す第６
図に類似の図である。 第１４ａ図は、第１４図に図示した工程を拡大して示す
拡大図である。 第１５図ないし第１７図は、箭記方法の次の３工程を示
す第１４ａ図と類似の図である。 第１８図ないし第２２図は、前記方法の最終工程を示す
第６図と類似の図である。 ３０：ランプ ３１：４ランプ主体部 ３２：球状中間部 ３３：アーク室 ３４．３５：　ネＩツク部 ３６．３７：電極 ４５．４６：導入線 ５１：水銀球 ５２：ペレット ５５ニガラス旋盤 ５６：回転台 ５７：主軸台 ５８二心押し台 ６０：加工ベンチ ６３．６４：チャック ’１２０：石英管 １３１．１３５：炎、、 １３４：型 １３６、”１４３：閉止部材 特許出願人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ガラス材料より成る管材をガラス旋盤におい
   て回転しつつ、軟化領域にまで前記管材の中間部を加熱
   しかつこの管材に不活性乾燥ガスを流して、完成したラ
   ンプの使用期間に生ずる温度よりも高温領域にわたって
   前記ガラス材料から水分あるいは他の汚染物質を除去す
   る工程と、 前記軟化領域にある間に、前記中間部を、互いに反対方
   向に突出する円筒状子゛ツク部を有する中空球部に形成
   することにより前記管材からランプ主体部を製造する工
   程と・Ｊｙスを流しつつ、ランプ部品を前記ランプ主体
   部内へ挿入する工程と・ 前記ランプ主体部内へ前記部品を封じる工程とを備える
   内部純度の高いランプを製造する方法。
2. （２）溶融石英管を選択的に把持あるいは解放するのに
   適しており、一方が他方に接近離反移動し、また、一方
   が内側にありかつカス加圧源と選択的に連通ずる内端を
   有し他方が外側にある一対の離隔し、軸方向に一列をな
   し回転可能な水平チャックを設ける工程と、前記外側チ
   ャックの外端を介して溶融石英管を挿入し前記チャック
   の間に配置する工程と・ 前記石英管の両端を両方のチャックで把持する工程と、 一方のチャックを他方−のチャックへ移動させて前記石
   英管の中間部へ材料を集めつつ前記石英管を回転しかつ
   加熱する工程と、前記中間部に集まった材料の側方に型
   を配置する工程と、 前記外側チＡ・ツク内へ閉止部材を挿入して前記石英管
   の下流側端部を雰囲気から封じる工程と、 前記石英管を回転かつ加熱しつつ、前記内側チャックを
   介して加圧ガスを石英管の上流側端部内へ導入し、前記
   石英管の中間部にある材料を前記型内へ吹込み、前記石
   英管を球状中間部およびここから互いに反対方向に突゛
   出するネック部を有するランプ主体部に形成する工程と
   、 前記閉止部材と型を除去する工程と、 前記ランプ主体部を回転しかつ前記ガス源からのガスを
   貫通させて流して主体部の汚染を防止しつつ、前記ラン
   プ主体部を加熱する工程と、 ガスを流しつつ、（、）前記下流側ネック部を介して第
   １の電極−導入線装置をその先端を後にして上流側ネッ
   ク部内に挿入しかつ前記第１の装置の先端部が所定距離
   だけ前記中間部内に突出するように前記第１の装置を位
   置づけ、（ｂ）水銀およびノ１０ケン金属より成る封入
   物を下流側ネック部を介して前記中間部内へ挿入し、（
   Ｃ）前記゛下流側ネック部内へ第２の電極−導入線装置
   をその先端を前にして挿入しかつ噛記第２の装置の先端
   が前記中間部にあり前記第１の装置の先端から所定距離
   たけ離隔するように前記第２の装置を位置づけ、さらに
   （ｄ）前記下流側ネック部を封じる工程と、次いで、前
   記中間部を冷却する工程と・大気工具下の不活性乾燥ガ
   スを前記ランプ主体部内へ供給する工程と、 前記装置の導入線部分を各ネック部へ加熱。 封じする工程とを備える排出管を用いずにノ１０ゲン金
   属ランプを製造する方法０