メタルハライドランプ
【課題】発光管が確実に気密封止され、そして電極棒を支持している給電部材が高精度にて位置決めされたメタルハライドランプを提供すること。
【解決手段】内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部１１ａと、発光部の両側部の各々に形成された側管部１１ｂとからなるセラミック材料製の発光管１１、各側管部に挿入されている、発光部側の端部に電極棒１２が接続され、他方の側の端部がリード線１３に接続された給電部材１４、リード線の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具１５、そして給電部材の外周面と側管部との間の間隙部を気密封止する封止材１６を含み、上記位置決め具１５がニオブもしくはニオブ合金から形成され、位置決め具の底面１５ｂが側管部の端面１１ｃと対向し、封止材１６が上記間隙部から、位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで延びているメタルハライドランプ。
【解決手段】内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部１１ａと、発光部の両側部の各々に形成された側管部１１ｂとからなるセラミック材料製の発光管１１、各側管部に挿入されている、発光部側の端部に電極棒１２が接続され、他方の側の端部がリード線１３に接続された給電部材１４、リード線の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具１５、そして給電部材の外周面と側管部との間の間隙部を気密封止する封止材１６を含み、上記位置決め具１５がニオブもしくはニオブ合金から形成され、位置決め具の底面１５ｂが側管部の端面１１ｃと対向し、封止材１６が上記間隙部から、位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで延びているメタルハライドランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舞台や撮影スタジオの照明装置の光源として特に有利に用いることができるメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプ（メタルハライド放電灯と呼ばれることもある）は、太陽光に近い発光色を有し、またハロゲンランプと比較して高輝度であるという利点を有することから、舞台や撮影スタジオの照明装置の光源として、あるいはホテルやレストランなどの建物の照明装置の光源として広く用いられている。
【０００３】
メタルハライドランプは、中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部と、発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなる発光管、側管部の各々に挿入されている、発光部側の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された給電部材、そして各々の給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材から構成されている。
【０００４】
メタルハライドランプが備える一対の電極棒に、それぞれ給電部材とリード線とを介して電気エネルギーを供給することにより、これらの電極棒の間にアーク放電が発生し、この放電の発光が照明に利用される。
【０００５】
発光管を、セラミック材料から形成することは知られている。セラミック材料は、発光管の内部に収容されるメタルハライドに対して化学的に安定な性質を有しているからである。
【０００６】
セラミック製の発光管の側管部と、その内部に収容された給電部材の外周面との間に形成される間隙部は、発光管の外部に水銀やメタルハライドが漏れ出さないよう、封止材を用いて気密状態にて封止される。封止に際しては、メタルハライドランプの品質を安定させる（例えば、発光色の変動を抑制する）ため、各給電部材を位置決めして、給電部材に支持された電極棒を予め定められた位置に正確に配置することが好ましい。
【０００７】
特許文献１（第２図）には、給電用リード（リード線）８の周囲に段付きキャップ１０が固定されたメタルハライドランプが開示されている。段付きキャップ１０は、例えば、ニオブから形成され、キャピラリ（側管部）３の内部に挿入される電極アセンブリ４（電極５、中間材６、サーメット７、およびリード８からなる構造物）の位置を規制する。段付きキャップ１０は、キャピラリの端部を囲む太筒部１１を備えている。
【０００８】
特許文献２（第１図）には、キャピラリ（側管部）２に収容されたサーメット（給電部材）６の頂部に、キャピラリ２の端面に接触可能なサイズのヘッド部９が一体に形成されたメタルハライドランプが開示されている。ヘッド部９により、電極アセンブリ３（電極４、中間材５、サーメット６、およびリード７からなる構造物）の位置決めが行なわれる。
【０００９】
また、上記ヘッド部９には、リード７の挿入穴１１と、すり割り溝１３とが形成されている。ヘッド部９がキャピラリ２の端面に接触配置された状態にて、封着用ガラスの溶融物を上記すり割り溝１３に流し込むことにより、サーメット６の外周面とキャピラリ２との間に形成されている間隙部と、ヘッド部９の挿入穴１１とリード７の外周面との間隙部が、それぞれ封着用ガラスによって気密状態にて封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１２９８７５号公報（第２図）
【特許文献２】特開２００９−２３１２２０号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、発光管が確実に気密封止され、そして電極棒を支持している給電部材が高精度にて位置決めされたメタルハライドランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部と、発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、側管部の各々に挿入されている、発光部側の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された給電部材、リード線の給電部材に近接する位置の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具、そして給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材を含むメタルハライドランプであって、上記筒状給電部材位置決め具がニオブもしくはニオブ合金から形成されていること、筒状給電部材位置決め具の底面が側管部の端面と対向していること、そして封止材が、給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで延びていることを特徴とするメタルハライドランプにある。
【００１３】
本発明のメタルハライドランプにおいて、筒状給電部材位置決め具の内周部は、リード線の外周径に略一致する頂面側の小径内周部と、この小径内周部より直径が大きい底面側の大径内周部とを含むことが好ましい。筒状給電部材位置決め具の小径内周部の周囲の筒部の外径は、大径内周部の周囲の筒部の外径よりも小さく形成されていることが更に好ましい。
【００１４】
本発明はまた、下記の（１）〜（３）の工程を含む上記メタルハライドランプの製造方法にもある。
（１）水銀及びメタルハライド、中央領域にて膨出する透光性の発光部と、この発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、一方の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された一対の給電部材、それぞれのリード線の給電部材に近接する位置に固定されたニオブもしくはニオブ合金から形成されている筒状給電部材位置決め具、そして環状に成型された一対の封止材成型体を用意する工程。
（２）筒状給電部材位置決め具が固定されたリード線と電極棒とが接続されている給電部材を、電極棒の側から、環状に成型された封止材成型体、次いで発光管の側管部に挿入し、側管部の端面と筒状給電部材位置決め具の底面とが封止材成型体を介して対向接触する位置に配置する工程。
（３）筒状給電部材位置決め具の周囲に熱エネルギーを供給することにより、封止材成型体を溶融させ、次いで、この溶融物を給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで移動させたのち、冷却する工程。
【００１５】
なお、本明細書において「透光性」とは波長が４００〜４０００ｎｍの範囲にある光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のメタルハライドランプは、簡単な構成の筒状給電部材位置決め具によって、発光管が確実に気密封止され、そして電極棒を支持している給電部材が高精度にて位置決めされている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のメタルハライドランプの構成例を示す断面図である。
【図２】図１のメタルハライドランプ１０の筒状給電部材位置決め具１５の近傍の部位の拡大図である。
【図３】図２に記入した切断線III−III線に沿って切断したメタルハライドランプ１０の断面図である。
【図４】図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０を製造するに際して、給電部材１４を、側管部１１ｂの端面１１ｃと筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂとが封止材成型体２６を介して対向接触する位置に配置した状態を示す図である。
【図５】本発明のメタルハライドランプの別の構成例を示す拡大断面図である。
【図６】本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【図７】本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のメタルハライドランプを、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明のメタルハライドランプの構成例を示す断面図である。図２は、図１のメタルハライドランプ１０の筒状給電部材位置決め具１５の近傍の部位の拡大図である。そして図３は、図２に記入した切断線III−III線に沿って切断したメタルハライドランプ１０の断面図である。なお、図１及び図２のメタルハライドランプ１０は、発光管１１、筒状給電部材位置決め具１５、および封止材１６のみを断面として図示してある（後の図５〜図７についても同様である）。
【００１９】
図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０は、中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部１１ａと、発光部１１ａの両側部のそれぞれに形成されている側管部１１ｂとからなるセラミック材料製の発光管１１、各々の側管部１１ｂに挿入されている、発光部１１ａの側の端部に電極棒１２が接続され、他方の側の端部がリード線１３に接続された給電部材１４、リード線１３の給電部材１４に近接する位置の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具１５、そして給電部材１４の外周面と側管部１１ｂの間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材１６から構成されている。
【００２０】
メタルハライドランプ１０は、筒状給電部材位置決め具１５がニオブから形成されていること、筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂが側管部１１ｂの端面１１ｃと対向していること、そして封止材１６が、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部端面１１ｃとの対向面全面にまで延びていることに特徴がある。
【００２１】
発光管（バルブ）１１は、発光部（管状棒出部）１１ａとその両側の側管部１１ｂとから構成されている。発光管１１は、例えば、アルミナに代表されるセラミック材料から形成される。
【００２２】
発光部１１ａと側管部１１ｂとは、それぞれ独立した部品として構成されていてもよい。発光部１１ａは、その内部で発生するアーク放電の光を外部に取り出すため透光性を示すことが必要である。
【００２３】
発光部１１ａには、水銀及びメタルハライドが収容される。メタルハライドの例としては、Ｎａ、Ｔｌ、Ｔｈ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍなどの金属と沃素または臭素などのハロゲンとの化合物が挙げられる。発光部１１ａには、アルゴンなどの希ガスを収容することができる。
【００２４】
発光管１１の各側管部１１ｂには、給電部材１４が挿入されている。給電部材１４の発光部１１ａの側の端部は電極棒１２に接続され、そして他方の側の端部はリード線１３に接続されている。電極棒１２、給電部材１４、そしてリード線１３は、導電性材料から形成される。
【００２５】
電極棒１２は、発光部に収容されるハロゲンに対して化学的に安定な金属や合金から形成することが好ましく、その代表例としては、タングステン、およびモリブデンが挙げられる。
【００２６】
給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂとの間に形成されている間隙部は、封止材１６を用いて気密状態に封止される。封止材としては、公知のフリットガラスを用いることができる。
【００２７】
側管部１１ｂは、ランプ点灯時に生じるアーク放電の放射熱が付与され、あるいは発光部１１ａに付与されたアーク放電の放射熱が伝わり、給電部材１４及び封止材１６と共に高温になる。この際に、側管部１１ｂ、給電部材１４、および封止材１６の熱膨張率が互いに大きく異なると、各々にて発生する熱応力によって、封止材１６あるいは側管部１１ｂにクラックが発生することがある。
【００２８】
このようなクラックの発生を防止するため、封止材１６としては、発光管１１の側管部１１ｂを形成するセラミック材料の熱膨張率に近似する熱膨張率を示すフリットガラス、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、およびＤｙ2Ｏ3の混合物を用いることが好ましい。
【００２９】
同様の理由により、給電部材１４は、ニオブ、タンタル、あるいはサーメット（金属あるいは合金と、セラミック材料との複合材料）から形成することが好ましい。
【００３０】
サーメットに用いるセラミック材料としては、側管部を形成するセラミック材料（代表例、アルミナ）を用いることが好ましい。サーメットは、例えば、セラミック材料の含有量を増大させることにより、給電部材１４に必要とされる導電性を確保した状態で、その熱膨張率を側管部１１ｂを形成するセラミック材料の熱膨張率に近似する値に調節することができる。従って、サーメットに用いる金属あるいは合金としては、上記のハロゲンに対して化学的に安定な金属あるいは合金を用いることが好ましい。
【００３１】
図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０の発光管１１（発光部１１ａ及び側管部１１ｂ）は、アルミナ（熱膨張率：８．１×１０-6／Ｋ）から形成され、封止材１６は、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、およびＤｙ2Ｏ3の混合物からなるフリットガラス（熱膨張率：６．５×１０-6／Ｋ）から形成され、そして給電部材１４は、モリブデンとアルミナとのサーメット（熱膨張率：７．７×１０-6／Ｋ）から形成されている。
【００３２】
リード線１３の給電部材１４に近接する位置の周囲（リード線１３の給電部材１４の側の端部の周囲）には、筒状の給電部材位置決め具（筒状給電部材位置決め具）１５が固定されている。
【００３３】
図３に示すように、筒状給電部材位置決め具１５の透孔１５ａの内周面は、リード線１３の外周面に部分的に接触している。筒状給電部材位置決め具１５とリード線１３とは、両者の接触部にて互いに溶接されて固定されている。なお、筒状給電部材位置決め具の透孔の内周面とリード線の外周面とは互いに周方向に隙間なく密着していてもよい。
【００３４】
前記のように、メタルハライドランプ１０は、筒状給電部材位置決め具１５がニオブから形成されていること、筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂが側管部１１ｂの端面１１ｃと対向していること、そして封止材１６が、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂとの間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部端面１１ｃとの対向面全面にまで延びていることに特徴がある。
【００３５】
筒状給電部材位置決め具１５は、ニオブまたはニオブ合金から形成され、その底面１５ｂの側から伝達した発光管１１の側管部１１ｂの熱を放熱あるいはリード線１３に伝達させ、側管部１１ｂの温度上昇を抑制する効果を発揮する。ニオブまたはニオブ合金は、側管部を形成するセラミック材料に近似する熱膨張率を示す。このため、側管部１１ｂの端面１１ｃと筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂとの間にある封止材におけるクラックの発生が抑制される。
【００３６】
図１〜図３に示す筒状給電部材位置決め具１５は、ジルコニウムを１質量％含有するニオブ合金（熱膨張率：７．１×１０-6／Ｋ）から形成されている。ジルコニウムを含有するニオブ合金を用いると、筒状給電部材位置決め具１５の機械加工が容易になる。
【００３７】
そして、筒状給電部材位置決め具１５が、その底面１５ｂが側管部１１ｂの端面１１ｃと対向する構成を有していると、後に詳しく説明するように、発光管１１の側管部１１ｂを気密状態にて封止する際に、筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部１１ｂの端面１１ｃとの間での封止材（後述の封止材成型体）の溶融物の滞留が抑制される。このため、筒状給電部材位置決め具１５と側管部１１ｂとを、両者が封止材を介して十分に接近した状態にて固定することができる。これにより、電極棒１２を支持している給電部材１４が高精度にて位置決めされるため、メタルハライドランプ１０の品質が安定する（例えば、発光色の変動が抑制される）。
【００３８】
更に、メタルハライドランプ１０では、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部の封止が仮に不十分になった場合であっても、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部端面１１ｃとの対向面全面にまで延びている封止材により、発光管１１を確実に気密封止することができる。
【００３９】
発光管１１の気密封止を更に確実なものとするため、給電部材１４に接続するリード線１３を、ニオブまたはニオブ合金から形成することが更に好ましい。これにより、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間にある封止材におけるクラックの発生が抑制される。
【００４０】
次に、図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０を代表例として、本発明のメタルハライドランプの製造方法について説明する。
【００４１】
メタルハライドランプ１０の製造方法は、下記の（１）〜（３）の工程を含むことに特徴がある。
（１）水銀及びメタルハライド、中央領域にて膨出する透光性の発光部１１ａと発光部１１ａの両側部のそれぞれに形成されている側管部１１ｂとからなるセラミック材料製の発光管１１、一方の端部に電極棒１２が接続され、他方の側の端部がリード線１３に接続された一対の給電部材１４、それぞれのリード線１３の給電部材１４に近接する位置に固定されたニオブもしくはニオブ合金から形成されている筒状給電部材位置決め具１５、そして環状に成型された一対の封止材成型体（図４：２６）を用意する工程。
【００４２】
（２）筒状給電部材位置決め具１５が固定されたリード線１３と電極棒１２とが接続されている給電部材１４を、電極棒１２の側から、環状に成型された封止材成型体、次いで発光管１１の側管部１１ｂに挿入し、図４に示すように側管部１１ｂの端面と筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂとが封止材成型体２６を介して対向接触する位置に配置する工程。
【００４３】
（３）筒状給電部材位置決め具１５の周囲に熱エネルギーを供給することにより、封止材成型体２６を溶融させ、次いで、この溶融物を給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面と側管部１１ｂの端面１１ｃとの対向面全面にまで移動させたのち、冷却する工程。
【００４４】
上記（３）の工程において、封止材成型体の溶融物は、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部と、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部とのそれぞれに毛細管現象によって徐々に移動する。
【００４５】
封止材成型体２６の溶融物が移動する際に、筒状給電部材位置決め具１５が、仮にその底面の側に側管部１１ｂの外周面を覆うことのできる筒状の部位（例えば、上記特許文献１の段付きキャップ１０の太筒部１１に相当する部位）を備えていると、この筒状の部位により、側管部１１ｂの外周側への溶融物の移動が妨げられる。その一方で、上記各間隙に毛細管現象によって単位時間当たりに流入可能な溶融物の量には限りがある。このため、位置決め具１５の底面１５ｂと側管部１１ｂの端面１１ｃとの間に封止材成型体２６の溶融物が滞留することがある。その結果、筒状給電部材位置決め具１５と側管部１１ｂとが、滞留している溶融物を介して互いに十分に接近していない状態で、極端な場合には、滞留している溶融物によって位置決め具１５が上方に（側管部の側とは逆側に）僅かに移動された状態で、互いに固定されることがある。このため、電極棒１２を支持している給電部材１４の位置決めの精度が低下することがある。
【００４６】
これに対して、筒状給電部材位置決め具１５が、側管部１１ｂの端面１１ｃに対向する底面１５ｂを有する（上記のような筒状の部位を有していない）構成にあると、封止材成型体２６の溶融物は、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部と、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部とのそれぞれに毛細管現象によって徐々に移動し、そして各間隙に移動することのできない溶融物は側管部の外周側へと円滑に移動するため、筒状給電部材位置決め具１５と側管部１１ｂとが、封止材成型体２６の溶融物を介して互いに十分に接近した状態にて固定される。このため、電極棒１２を支持している給電部材１４が高精度にて位置決めされる。
【００４７】
なお、上記工程（２）及び工程（３）の工程に従い、メタルハライドランプの発光管に備えられた他方の側管部も気密状態に封止される。
【００４８】
発光管１１の各側管部１１ｂを封止する順序に特に制限はないが、通常、一方の側管部１１ｂを上記工程（２）及び工程（３）の実施により封止したのち、他方の側管部１１ｂを上記工程（２）及び工程（３）に従って封止する。また、例えば、発光管１１の一方の側管部１１ｂに上記工程（２）の実施により給電部材１４を挿入し、次いで他方の側管部１１ｂに上記工程（２）に従って給電部材１４を挿入し、そして上記の一方の側管部１１ｂを上記工程（３）の工程の実施により封止したのち、上記の他方の側管部を上記工程（３）に従って封止することもできる。なお、発光管１１の両者の側管部１１ｂを同時に封止することもできる。また、水銀及びメタルハライドは、両者の側管部１１ｂが封止される前の任意のタイミングにて発光部１１ａに収容することができる。
【００４９】
図５は、本発明のメタルハライドランプの別の構成例を示す拡大断面図である。
【００５０】
図５のメタルハライドランプ５０の構成は、筒状給電部材位置決め具５５の内周部が、リード線１３の外周径に略一致する頂面５５ａの側の小径内周部５５ｃと、小径内周部５５ｃより直径（内径）が大きい底面５５ｂの側の大径内周部５５ｄとを有していること以外は、図２のメタルハライドランプ１０と同様である。
【００５１】
図５のメタルハライドランプ５０では、発光管１１の側管部１１ｂを封止する際に、封止材成型体の溶融物が、筒状給電部材位置決め具５５と側管部１１ｂとが溶融物を介して互いに十分に接近した状態にて、筒状給電部材位置決め具５５の大径内周部５５ｄに収容保持され、次いで給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部と、筒状給電部材位置決め具５５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部とのそれぞれに毛細管現象によって徐々に移動する。従って、上記の各間隙部、特に給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に十分な量の封止材成型体の溶融物を流入させ、側管部１１ｂを確実に封止することができる。また、大径内周部５５ｄの内周側の容積の設定により、上記の各間隙部に流入させる封止材成型体の溶融物の量を調節することができる。
【００５２】
小径内周部５５ｃの直径（内径）は、給電部材１４の外径よりも小さくされていることが好ましい。これにより小径内周部５５ｃとリード線１３との間に形成される間隙が小さくなる。このため、封止材成型体の溶融物が、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に移動する前に、小径内周部５５ｃとリード線１３との間に形成される間隙から外部（図５にて上方）に流出し難くなる。従って、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に、十分で且つ安定した量の封止材成型体の溶融物を流入させることができる。
【００５３】
図６は、本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【００５４】
図６のメタルハライドランプ６０の構成は、筒状給電部材位置決め具６５の小径内周部６５ｃの周囲の筒部６５ｅの外径が、大径内周部６５ｄの周囲の筒部６５ｆの外径よりも小さく形成されていること、そして給電部材１４とリード線１３との接続部が大径内周部６５ｄの内周側に配置されていること以外は、図５のメタルハライドランプ５０と同様である。
【００５５】
筒状給電部材位置決め具６５の筒部６５ｅの外径が、筒部６５ｆの外径よりも小さくされていると、例えば、筒部６５ｅをかしめる（塑性変形させる）ことにより、筒状給電部材位置決め具６５をリード線１３の周囲に簡単に固定することができる。
【００５６】
また、給電部材１４とリード線１３との接続部が大径内周部６５ｄの内周側に配置されていると、上記接続部がその周囲に封止材を介して配置された筒部６５ｆによって補強される。
【００５７】
図７は、本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【００５８】
図７のメタルハライドランプ７０の構成は、給電部材１４とリード線１３との接続部が発光管１１の側管部１１ｂに収容されていること以外は、図６のメタルハライドランプ６０と同様である。
【００５９】
給電部材１４とリード線１３との接続部を側管部１１ｂに収容すると、封止材成型体の溶融物が、側管部１１ｂの端部にも収容保持される。このため、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に流入させる封止材成型体の溶融物の量を更に増加させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ メタルハライドランプ
１１ 発光管
１１ａ 発光部
１１ｂ 側管部
１１ｃ 側管部の端面
１２ 電極棒
１３ リード線
１３ａ リード線の外周面
１４ 給電部材
１４ａ 給電部材の外周面
１５ 筒状給電部材位置決め具
１５ａ 透孔
１５ｂ 底面
１５ｃ 内周面
１６ 封止材
２６ 封止材成型体
５０ メタルハライドランプ
５５ 筒状給電部材位置決め具
５５ａ 頂面
５５ｂ 底面
５５ｃ 小径内周部
５５ｄ 大径内周部
６０ メタルハライドランプ
６５ 筒状給電部材位置決め具
６５ａ 頂面
６５ｂ 底面
６５ｃ 小径内周部
６５ｄ 大径内周部
６５ｅ、６５ｆ 筒部
７０ メタルハライドランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、舞台や撮影スタジオの照明装置の光源として特に有利に用いることができるメタルハライドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプ（メタルハライド放電灯と呼ばれることもある）は、太陽光に近い発光色を有し、またハロゲンランプと比較して高輝度であるという利点を有することから、舞台や撮影スタジオの照明装置の光源として、あるいはホテルやレストランなどの建物の照明装置の光源として広く用いられている。
【０００３】
メタルハライドランプは、中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部と、発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなる発光管、側管部の各々に挿入されている、発光部側の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された給電部材、そして各々の給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材から構成されている。
【０００４】
メタルハライドランプが備える一対の電極棒に、それぞれ給電部材とリード線とを介して電気エネルギーを供給することにより、これらの電極棒の間にアーク放電が発生し、この放電の発光が照明に利用される。
【０００５】
発光管を、セラミック材料から形成することは知られている。セラミック材料は、発光管の内部に収容されるメタルハライドに対して化学的に安定な性質を有しているからである。
【０００６】
セラミック製の発光管の側管部と、その内部に収容された給電部材の外周面との間に形成される間隙部は、発光管の外部に水銀やメタルハライドが漏れ出さないよう、封止材を用いて気密状態にて封止される。封止に際しては、メタルハライドランプの品質を安定させる（例えば、発光色の変動を抑制する）ため、各給電部材を位置決めして、給電部材に支持された電極棒を予め定められた位置に正確に配置することが好ましい。
【０００７】
特許文献１（第２図）には、給電用リード（リード線）８の周囲に段付きキャップ１０が固定されたメタルハライドランプが開示されている。段付きキャップ１０は、例えば、ニオブから形成され、キャピラリ（側管部）３の内部に挿入される電極アセンブリ４（電極５、中間材６、サーメット７、およびリード８からなる構造物）の位置を規制する。段付きキャップ１０は、キャピラリの端部を囲む太筒部１１を備えている。
【０００８】
特許文献２（第１図）には、キャピラリ（側管部）２に収容されたサーメット（給電部材）６の頂部に、キャピラリ２の端面に接触可能なサイズのヘッド部９が一体に形成されたメタルハライドランプが開示されている。ヘッド部９により、電極アセンブリ３（電極４、中間材５、サーメット６、およびリード７からなる構造物）の位置決めが行なわれる。
【０００９】
また、上記ヘッド部９には、リード７の挿入穴１１と、すり割り溝１３とが形成されている。ヘッド部９がキャピラリ２の端面に接触配置された状態にて、封着用ガラスの溶融物を上記すり割り溝１３に流し込むことにより、サーメット６の外周面とキャピラリ２との間に形成されている間隙部と、ヘッド部９の挿入穴１１とリード７の外周面との間隙部が、それぞれ封着用ガラスによって気密状態にて封止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１２９８７５号公報（第２図）
【特許文献２】特開２００９−２３１２２０号公報（第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、発光管が確実に気密封止され、そして電極棒を支持している給電部材が高精度にて位置決めされたメタルハライドランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部と、発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、側管部の各々に挿入されている、発光部側の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された給電部材、リード線の給電部材に近接する位置の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具、そして給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材を含むメタルハライドランプであって、上記筒状給電部材位置決め具がニオブもしくはニオブ合金から形成されていること、筒状給電部材位置決め具の底面が側管部の端面と対向していること、そして封止材が、給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで延びていることを特徴とするメタルハライドランプにある。
【００１３】
本発明のメタルハライドランプにおいて、筒状給電部材位置決め具の内周部は、リード線の外周径に略一致する頂面側の小径内周部と、この小径内周部より直径が大きい底面側の大径内周部とを含むことが好ましい。筒状給電部材位置決め具の小径内周部の周囲の筒部の外径は、大径内周部の周囲の筒部の外径よりも小さく形成されていることが更に好ましい。
【００１４】
本発明はまた、下記の（１）〜（３）の工程を含む上記メタルハライドランプの製造方法にもある。
（１）水銀及びメタルハライド、中央領域にて膨出する透光性の発光部と、この発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、一方の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された一対の給電部材、それぞれのリード線の給電部材に近接する位置に固定されたニオブもしくはニオブ合金から形成されている筒状給電部材位置決め具、そして環状に成型された一対の封止材成型体を用意する工程。
（２）筒状給電部材位置決め具が固定されたリード線と電極棒とが接続されている給電部材を、電極棒の側から、環状に成型された封止材成型体、次いで発光管の側管部に挿入し、側管部の端面と筒状給電部材位置決め具の底面とが封止材成型体を介して対向接触する位置に配置する工程。
（３）筒状給電部材位置決め具の周囲に熱エネルギーを供給することにより、封止材成型体を溶融させ、次いで、この溶融物を給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで移動させたのち、冷却する工程。
【００１５】
なお、本明細書において「透光性」とは波長が４００〜４０００ｎｍの範囲にある光の透過率が７０％以上であることを意味する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のメタルハライドランプは、簡単な構成の筒状給電部材位置決め具によって、発光管が確実に気密封止され、そして電極棒を支持している給電部材が高精度にて位置決めされている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のメタルハライドランプの構成例を示す断面図である。
【図２】図１のメタルハライドランプ１０の筒状給電部材位置決め具１５の近傍の部位の拡大図である。
【図３】図２に記入した切断線III−III線に沿って切断したメタルハライドランプ１０の断面図である。
【図４】図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０を製造するに際して、給電部材１４を、側管部１１ｂの端面１１ｃと筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂとが封止材成型体２６を介して対向接触する位置に配置した状態を示す図である。
【図５】本発明のメタルハライドランプの別の構成例を示す拡大断面図である。
【図６】本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【図７】本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のメタルハライドランプを、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明のメタルハライドランプの構成例を示す断面図である。図２は、図１のメタルハライドランプ１０の筒状給電部材位置決め具１５の近傍の部位の拡大図である。そして図３は、図２に記入した切断線III−III線に沿って切断したメタルハライドランプ１０の断面図である。なお、図１及び図２のメタルハライドランプ１０は、発光管１１、筒状給電部材位置決め具１５、および封止材１６のみを断面として図示してある（後の図５〜図７についても同様である）。
【００１９】
図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０は、中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部１１ａと、発光部１１ａの両側部のそれぞれに形成されている側管部１１ｂとからなるセラミック材料製の発光管１１、各々の側管部１１ｂに挿入されている、発光部１１ａの側の端部に電極棒１２が接続され、他方の側の端部がリード線１３に接続された給電部材１４、リード線１３の給電部材１４に近接する位置の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具１５、そして給電部材１４の外周面と側管部１１ｂの間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材１６から構成されている。
【００２０】
メタルハライドランプ１０は、筒状給電部材位置決め具１５がニオブから形成されていること、筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂが側管部１１ｂの端面１１ｃと対向していること、そして封止材１６が、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部端面１１ｃとの対向面全面にまで延びていることに特徴がある。
【００２１】
発光管（バルブ）１１は、発光部（管状棒出部）１１ａとその両側の側管部１１ｂとから構成されている。発光管１１は、例えば、アルミナに代表されるセラミック材料から形成される。
【００２２】
発光部１１ａと側管部１１ｂとは、それぞれ独立した部品として構成されていてもよい。発光部１１ａは、その内部で発生するアーク放電の光を外部に取り出すため透光性を示すことが必要である。
【００２３】
発光部１１ａには、水銀及びメタルハライドが収容される。メタルハライドの例としては、Ｎａ、Ｔｌ、Ｔｈ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｉ、Ｓｃ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍなどの金属と沃素または臭素などのハロゲンとの化合物が挙げられる。発光部１１ａには、アルゴンなどの希ガスを収容することができる。
【００２４】
発光管１１の各側管部１１ｂには、給電部材１４が挿入されている。給電部材１４の発光部１１ａの側の端部は電極棒１２に接続され、そして他方の側の端部はリード線１３に接続されている。電極棒１２、給電部材１４、そしてリード線１３は、導電性材料から形成される。
【００２５】
電極棒１２は、発光部に収容されるハロゲンに対して化学的に安定な金属や合金から形成することが好ましく、その代表例としては、タングステン、およびモリブデンが挙げられる。
【００２６】
給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂとの間に形成されている間隙部は、封止材１６を用いて気密状態に封止される。封止材としては、公知のフリットガラスを用いることができる。
【００２７】
側管部１１ｂは、ランプ点灯時に生じるアーク放電の放射熱が付与され、あるいは発光部１１ａに付与されたアーク放電の放射熱が伝わり、給電部材１４及び封止材１６と共に高温になる。この際に、側管部１１ｂ、給電部材１４、および封止材１６の熱膨張率が互いに大きく異なると、各々にて発生する熱応力によって、封止材１６あるいは側管部１１ｂにクラックが発生することがある。
【００２８】
このようなクラックの発生を防止するため、封止材１６としては、発光管１１の側管部１１ｂを形成するセラミック材料の熱膨張率に近似する熱膨張率を示すフリットガラス、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、およびＤｙ2Ｏ3の混合物を用いることが好ましい。
【００２９】
同様の理由により、給電部材１４は、ニオブ、タンタル、あるいはサーメット（金属あるいは合金と、セラミック材料との複合材料）から形成することが好ましい。
【００３０】
サーメットに用いるセラミック材料としては、側管部を形成するセラミック材料（代表例、アルミナ）を用いることが好ましい。サーメットは、例えば、セラミック材料の含有量を増大させることにより、給電部材１４に必要とされる導電性を確保した状態で、その熱膨張率を側管部１１ｂを形成するセラミック材料の熱膨張率に近似する値に調節することができる。従って、サーメットに用いる金属あるいは合金としては、上記のハロゲンに対して化学的に安定な金属あるいは合金を用いることが好ましい。
【００３１】
図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０の発光管１１（発光部１１ａ及び側管部１１ｂ）は、アルミナ（熱膨張率：８．１×１０-6／Ｋ）から形成され、封止材１６は、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、およびＤｙ2Ｏ3の混合物からなるフリットガラス（熱膨張率：６．５×１０-6／Ｋ）から形成され、そして給電部材１４は、モリブデンとアルミナとのサーメット（熱膨張率：７．７×１０-6／Ｋ）から形成されている。
【００３２】
リード線１３の給電部材１４に近接する位置の周囲（リード線１３の給電部材１４の側の端部の周囲）には、筒状の給電部材位置決め具（筒状給電部材位置決め具）１５が固定されている。
【００３３】
図３に示すように、筒状給電部材位置決め具１５の透孔１５ａの内周面は、リード線１３の外周面に部分的に接触している。筒状給電部材位置決め具１５とリード線１３とは、両者の接触部にて互いに溶接されて固定されている。なお、筒状給電部材位置決め具の透孔の内周面とリード線の外周面とは互いに周方向に隙間なく密着していてもよい。
【００３４】
前記のように、メタルハライドランプ１０は、筒状給電部材位置決め具１５がニオブから形成されていること、筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂが側管部１１ｂの端面１１ｃと対向していること、そして封止材１６が、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂとの間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部端面１１ｃとの対向面全面にまで延びていることに特徴がある。
【００３５】
筒状給電部材位置決め具１５は、ニオブまたはニオブ合金から形成され、その底面１５ｂの側から伝達した発光管１１の側管部１１ｂの熱を放熱あるいはリード線１３に伝達させ、側管部１１ｂの温度上昇を抑制する効果を発揮する。ニオブまたはニオブ合金は、側管部を形成するセラミック材料に近似する熱膨張率を示す。このため、側管部１１ｂの端面１１ｃと筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂとの間にある封止材におけるクラックの発生が抑制される。
【００３６】
図１〜図３に示す筒状給電部材位置決め具１５は、ジルコニウムを１質量％含有するニオブ合金（熱膨張率：７．１×１０-6／Ｋ）から形成されている。ジルコニウムを含有するニオブ合金を用いると、筒状給電部材位置決め具１５の機械加工が容易になる。
【００３７】
そして、筒状給電部材位置決め具１５が、その底面１５ｂが側管部１１ｂの端面１１ｃと対向する構成を有していると、後に詳しく説明するように、発光管１１の側管部１１ｂを気密状態にて封止する際に、筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部１１ｂの端面１１ｃとの間での封止材（後述の封止材成型体）の溶融物の滞留が抑制される。このため、筒状給電部材位置決め具１５と側管部１１ｂとを、両者が封止材を介して十分に接近した状態にて固定することができる。これにより、電極棒１２を支持している給電部材１４が高精度にて位置決めされるため、メタルハライドランプ１０の品質が安定する（例えば、発光色の変動が抑制される）。
【００３８】
更に、メタルハライドランプ１０では、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部の封止が仮に不十分になった場合であっても、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂと側管部端面１１ｃとの対向面全面にまで延びている封止材により、発光管１１を確実に気密封止することができる。
【００３９】
発光管１１の気密封止を更に確実なものとするため、給電部材１４に接続するリード線１３を、ニオブまたはニオブ合金から形成することが更に好ましい。これにより、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間にある封止材におけるクラックの発生が抑制される。
【００４０】
次に、図１〜図３に示すメタルハライドランプ１０を代表例として、本発明のメタルハライドランプの製造方法について説明する。
【００４１】
メタルハライドランプ１０の製造方法は、下記の（１）〜（３）の工程を含むことに特徴がある。
（１）水銀及びメタルハライド、中央領域にて膨出する透光性の発光部１１ａと発光部１１ａの両側部のそれぞれに形成されている側管部１１ｂとからなるセラミック材料製の発光管１１、一方の端部に電極棒１２が接続され、他方の側の端部がリード線１３に接続された一対の給電部材１４、それぞれのリード線１３の給電部材１４に近接する位置に固定されたニオブもしくはニオブ合金から形成されている筒状給電部材位置決め具１５、そして環状に成型された一対の封止材成型体（図４：２６）を用意する工程。
【００４２】
（２）筒状給電部材位置決め具１５が固定されたリード線１３と電極棒１２とが接続されている給電部材１４を、電極棒１２の側から、環状に成型された封止材成型体、次いで発光管１１の側管部１１ｂに挿入し、図４に示すように側管部１１ｂの端面と筒状給電部材位置決め具１５の底面１５ｂとが封止材成型体２６を介して対向接触する位置に配置する工程。
【００４３】
（３）筒状給電部材位置決め具１５の周囲に熱エネルギーを供給することにより、封止材成型体２６を溶融させ、次いで、この溶融物を給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部、そして筒状給電部材位置決め具１５の底面と側管部１１ｂの端面１１ｃとの対向面全面にまで移動させたのち、冷却する工程。
【００４４】
上記（３）の工程において、封止材成型体の溶融物は、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部と、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部とのそれぞれに毛細管現象によって徐々に移動する。
【００４５】
封止材成型体２６の溶融物が移動する際に、筒状給電部材位置決め具１５が、仮にその底面の側に側管部１１ｂの外周面を覆うことのできる筒状の部位（例えば、上記特許文献１の段付きキャップ１０の太筒部１１に相当する部位）を備えていると、この筒状の部位により、側管部１１ｂの外周側への溶融物の移動が妨げられる。その一方で、上記各間隙に毛細管現象によって単位時間当たりに流入可能な溶融物の量には限りがある。このため、位置決め具１５の底面１５ｂと側管部１１ｂの端面１１ｃとの間に封止材成型体２６の溶融物が滞留することがある。その結果、筒状給電部材位置決め具１５と側管部１１ｂとが、滞留している溶融物を介して互いに十分に接近していない状態で、極端な場合には、滞留している溶融物によって位置決め具１５が上方に（側管部の側とは逆側に）僅かに移動された状態で、互いに固定されることがある。このため、電極棒１２を支持している給電部材１４の位置決めの精度が低下することがある。
【００４６】
これに対して、筒状給電部材位置決め具１５が、側管部１１ｂの端面１１ｃに対向する底面１５ｂを有する（上記のような筒状の部位を有していない）構成にあると、封止材成型体２６の溶融物は、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部と、筒状給電部材位置決め具１５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部とのそれぞれに毛細管現象によって徐々に移動し、そして各間隙に移動することのできない溶融物は側管部の外周側へと円滑に移動するため、筒状給電部材位置決め具１５と側管部１１ｂとが、封止材成型体２６の溶融物を介して互いに十分に接近した状態にて固定される。このため、電極棒１２を支持している給電部材１４が高精度にて位置決めされる。
【００４７】
なお、上記工程（２）及び工程（３）の工程に従い、メタルハライドランプの発光管に備えられた他方の側管部も気密状態に封止される。
【００４８】
発光管１１の各側管部１１ｂを封止する順序に特に制限はないが、通常、一方の側管部１１ｂを上記工程（２）及び工程（３）の実施により封止したのち、他方の側管部１１ｂを上記工程（２）及び工程（３）に従って封止する。また、例えば、発光管１１の一方の側管部１１ｂに上記工程（２）の実施により給電部材１４を挿入し、次いで他方の側管部１１ｂに上記工程（２）に従って給電部材１４を挿入し、そして上記の一方の側管部１１ｂを上記工程（３）の工程の実施により封止したのち、上記の他方の側管部を上記工程（３）に従って封止することもできる。なお、発光管１１の両者の側管部１１ｂを同時に封止することもできる。また、水銀及びメタルハライドは、両者の側管部１１ｂが封止される前の任意のタイミングにて発光部１１ａに収容することができる。
【００４９】
図５は、本発明のメタルハライドランプの別の構成例を示す拡大断面図である。
【００５０】
図５のメタルハライドランプ５０の構成は、筒状給電部材位置決め具５５の内周部が、リード線１３の外周径に略一致する頂面５５ａの側の小径内周部５５ｃと、小径内周部５５ｃより直径（内径）が大きい底面５５ｂの側の大径内周部５５ｄとを有していること以外は、図２のメタルハライドランプ１０と同様である。
【００５１】
図５のメタルハライドランプ５０では、発光管１１の側管部１１ｂを封止する際に、封止材成型体の溶融物が、筒状給電部材位置決め具５５と側管部１１ｂとが溶融物を介して互いに十分に接近した状態にて、筒状給電部材位置決め具５５の大径内周部５５ｄに収容保持され、次いで給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部と、筒状給電部材位置決め具５５の内周面１５ｃとリード線１３の外周面１３ａとの間に形成されている間隙部とのそれぞれに毛細管現象によって徐々に移動する。従って、上記の各間隙部、特に給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に十分な量の封止材成型体の溶融物を流入させ、側管部１１ｂを確実に封止することができる。また、大径内周部５５ｄの内周側の容積の設定により、上記の各間隙部に流入させる封止材成型体の溶融物の量を調節することができる。
【００５２】
小径内周部５５ｃの直径（内径）は、給電部材１４の外径よりも小さくされていることが好ましい。これにより小径内周部５５ｃとリード線１３との間に形成される間隙が小さくなる。このため、封止材成型体の溶融物が、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に移動する前に、小径内周部５５ｃとリード線１３との間に形成される間隙から外部（図５にて上方）に流出し難くなる。従って、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に、十分で且つ安定した量の封止材成型体の溶融物を流入させることができる。
【００５３】
図６は、本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【００５４】
図６のメタルハライドランプ６０の構成は、筒状給電部材位置決め具６５の小径内周部６５ｃの周囲の筒部６５ｅの外径が、大径内周部６５ｄの周囲の筒部６５ｆの外径よりも小さく形成されていること、そして給電部材１４とリード線１３との接続部が大径内周部６５ｄの内周側に配置されていること以外は、図５のメタルハライドランプ５０と同様である。
【００５５】
筒状給電部材位置決め具６５の筒部６５ｅの外径が、筒部６５ｆの外径よりも小さくされていると、例えば、筒部６５ｅをかしめる（塑性変形させる）ことにより、筒状給電部材位置決め具６５をリード線１３の周囲に簡単に固定することができる。
【００５６】
また、給電部材１４とリード線１３との接続部が大径内周部６５ｄの内周側に配置されていると、上記接続部がその周囲に封止材を介して配置された筒部６５ｆによって補強される。
【００５７】
図７は、本発明のメタルハライドランプの更に別の構成例を示す拡大断面図である。
【００５８】
図７のメタルハライドランプ７０の構成は、給電部材１４とリード線１３との接続部が発光管１１の側管部１１ｂに収容されていること以外は、図６のメタルハライドランプ６０と同様である。
【００５９】
給電部材１４とリード線１３との接続部を側管部１１ｂに収容すると、封止材成型体の溶融物が、側管部１１ｂの端部にも収容保持される。このため、給電部材１４の外周面１４ａと側管部１１ｂの間に形成されている間隙部に流入させる封止材成型体の溶融物の量を更に増加させることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ メタルハライドランプ
１１ 発光管
１１ａ 発光部
１１ｂ 側管部
１１ｃ 側管部の端面
１２ 電極棒
１３ リード線
１３ａ リード線の外周面
１４ 給電部材
１４ａ 給電部材の外周面
１５ 筒状給電部材位置決め具
１５ａ 透孔
１５ｂ 底面
１５ｃ 内周面
１６ 封止材
２６ 封止材成型体
５０ メタルハライドランプ
５５ 筒状給電部材位置決め具
５５ａ 頂面
５５ｂ 底面
５５ｃ 小径内周部
５５ｄ 大径内周部
６０ メタルハライドランプ
６５ 筒状給電部材位置決め具
６５ａ 頂面
６５ｂ 底面
６５ｃ 小径内周部
６５ｄ 大径内周部
６５ｅ、６５ｆ 筒部
７０ メタルハライドランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部と、該発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、該側管部の各々に挿入されている、発光部側の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された給電部材、リード線の給電部材に近接する位置の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具、そして給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材を含むメタルハライドランプであって、
上記筒状給電部材位置決め具がニオブもしくはニオブ合金から形成されていること、筒状給電部材位置決め具の底面が側管部の端面と対向していること、そして封止材が、給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで延びていることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
筒状給電部材位置決め具の内周部が、リード線の外周径に略一致する頂面側の小径内周部と該小径内周部より直径が大きい底面側の大径内周部とを含む請求項１に記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
筒状給電部材位置決め具の小径内周部の周囲の筒部の外径が、大径内周部の周囲の筒部の外径よりも小さく形成されている請求項２に記載のメタルハライドランプ。
【請求項４】
下記の工程を含む請求項１に記載のメタルハライドランプの製造方法：
（１）水銀及びメタルハライド、中央領域にて膨出する透光性の発光部と該発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、一方の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された一対の給電部材、それぞれのリード線の給電部材に近接する位置に固定されたニオブもしくはニオブ合金から形成されている筒状給電部材位置決め具、そして環状に成型された一対の封止材成型体を用意する工程；
（２）筒状給電部材位置決め具が固定されたリード線と電極棒とが接続されている給電部材を、電極棒の側から、環状に成型された封止材成型体、次いで発光管の側管部に挿入し、側管部の端面と筒状給電部材位置決め具の底面とが封止材成型体を介して対向接触する位置に配置する工程；および
（３）筒状給電部材位置決め具の周囲に熱エネルギーを供給することにより、封止材成型体を溶融させ、次いで、該溶融物を給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで移動させたのち、冷却する工程。
【請求項１】
中央領域にて膨出し、内部に水銀とメタルハライドとを収容している透光性の発光部と、該発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、該側管部の各々に挿入されている、発光部側の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された給電部材、リード線の給電部材に近接する位置の周囲に固定された筒状給電部材位置決め具、そして給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部を気密状態に封止する封止材を含むメタルハライドランプであって、
上記筒状給電部材位置決め具がニオブもしくはニオブ合金から形成されていること、筒状給電部材位置決め具の底面が側管部の端面と対向していること、そして封止材が、給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部から、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで延びていることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
筒状給電部材位置決め具の内周部が、リード線の外周径に略一致する頂面側の小径内周部と該小径内周部より直径が大きい底面側の大径内周部とを含む請求項１に記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
筒状給電部材位置決め具の小径内周部の周囲の筒部の外径が、大径内周部の周囲の筒部の外径よりも小さく形成されている請求項２に記載のメタルハライドランプ。
【請求項４】
下記の工程を含む請求項１に記載のメタルハライドランプの製造方法：
（１）水銀及びメタルハライド、中央領域にて膨出する透光性の発光部と該発光部の両側部のそれぞれに形成されている側管部とからなるセラミック材料製の発光管、一方の端部に電極棒が接続され、他方の側の端部がリード線に接続された一対の給電部材、それぞれのリード線の給電部材に近接する位置に固定されたニオブもしくはニオブ合金から形成されている筒状給電部材位置決め具、そして環状に成型された一対の封止材成型体を用意する工程；
（２）筒状給電部材位置決め具が固定されたリード線と電極棒とが接続されている給電部材を、電極棒の側から、環状に成型された封止材成型体、次いで発光管の側管部に挿入し、側管部の端面と筒状給電部材位置決め具の底面とが封止材成型体を介して対向接触する位置に配置する工程；および
（３）筒状給電部材位置決め具の周囲に熱エネルギーを供給することにより、封止材成型体を溶融させ、次いで、該溶融物を給電部材の外周面と側管部の間に形成されている間隙部、筒状給電部材位置決め具の内周面とリード線外周面との間隙部、そして筒状給電部材位置決め具の底面と側管部端面との対向面全面にまで移動させたのち、冷却する工程。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−４３５４２（Ｐ２０１２−４３５４２Ａ）
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８０９９６（Ｐ２０１０−１８０９９６）
【出願日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（０００１６８０７８）江東電気株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１日（２０１２．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１２日（２０１０．８．１２）
【出願人】（０００１６８０７８）江東電気株式会社 (11)
【Ｆターム（参考）】
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