高圧放電ランプ及びその製造方法
【課題】複雑な製造装置及び煩雑な作業性を要することなく放電空間への封入ガスの導入が容易であると共に封入したガスの完全気密性を確保することが可能な高圧放電ランプ及びその製造方法を実現することにある。
【解決手段】筒状の放電管２の両端部２ａ、２ｂに封着用接着剤のコンパウンド５を介して気密に封着された金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂ内に、先端電極部６ａ、７ａと該先端電極部６ａ、７ａから延びて所定の位置に螺旋状のコイル８、９が装着された電極軸６ｂ、７ｂを有する電極６、７が該小径部３ｂ、４ｂに沿って挿入されてコイル８、９の溶融部８ａ、９ａによって気密に支持固定されていると共に、コイル８、９のコイル部８ｂ、９ｂの外周が小径部３ｂ、４ｂの内周面に当接することにより、電極６、７の放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めが行われている。
【解決手段】筒状の放電管２の両端部２ａ、２ｂに封着用接着剤のコンパウンド５を介して気密に封着された金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂ内に、先端電極部６ａ、７ａと該先端電極部６ａ、７ａから延びて所定の位置に螺旋状のコイル８、９が装着された電極軸６ｂ、７ｂを有する電極６、７が該小径部３ｂ、４ｂに沿って挿入されてコイル８、９の溶融部８ａ、９ａによって気密に支持固定されていると共に、コイル８、９のコイル部８ｂ、９ｂの外周が小径部３ｂ、４ｂの内周面に当接することにより、電極６、７の放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めが行われている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプ及びその製造方法に関するものであり、詳しくは、電極軸の先端部に形成された先端電極部が発光部の放電室内に配置されて該電極軸が気密に封止された高圧放電ランプ及びその気密封止の工程を有する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高圧放電ランプ８０の例として、図１０に示す構成のものが開示されている。それは、略パイプ状の透光性セラミックスにより放電管８１が形成され、放電管８１の両端部に封着用接着剤のコンパウンド８２を介して金属パイプ８３が気密に封着されている。そして、電極軸８４と電極軸８４の先端に形成された先端電極部８５からなる電極８６が金属パイプ８３内に挿入されて金属パイプ８３の端部が絞り込まれ、絞り込まれた狭径部８７と電極軸８４が溶融されて完全封止されたものである。
【０００３】
このとき、放電管８１、金属パイプ８３及び電極８６で形成された発光部８８内にはハロゲン化金属や封入ガスが封入されており、封入ガスの発光部８８への導入に際しては、金属パイプ８３に狭径部８７を形成した後に狭径部８７と電極軸８４との隙間を通して封入ガスを発光部８８内に導入し、その後、狭径部８７と電極軸８４とをレーザ等の溶融手段で気密封止することにより発光部８８を完全気密状態とするものである（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２０３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記高圧放電ランプ８０は、狭径部８７と電極軸８４との溶着封止前に狭径部８７と電極軸８４との隙間に偏りがあると互いの溶着部全面に亘って均一な溶着状態を確保するのが難しく、発光部８８の気密性が不確実なものとなって信頼性を損なう可能性がある。
【０００６】
また、狭径部８７と電極軸８４との隙間が大きくなると狭径部８７と電極軸８４との溶融による封止自体が困難となり、発光部８８を完全な気密状態にすることができなくなる可能性がある。
【０００７】
そこで、電極軸８４の外径を大きくすることにより狭径部８７と電極軸８４との隙間を狭めて溶着封止性を高めることが考えられるが、溶着封止性は改善される半面、封入ガスの通路が狭まることにより発光部８８内への封入ガスの導入に要する時間が長くなり、生産性を低下させることになる。
【０００８】
また、電極８６を金属パイプ８３内に挿入する前に発光部８８内に封入ガスを導入し、その後、電極８６を金属パイプ８３内に挿入して金属パイプ８３の端部を絞り込み、絞り込まれた狭径部８７と電極軸８４を溶融して完全気密封止する方法も可能である。但し、この場合は、電極８６の金属パイプ８３内への導入作業を高圧の雰囲気中で行わなければならず、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を必要とすることになり、製造コストを上昇させることになる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を要することなく発光部への封入ガスの導入が容易であると共に封入したガスの完全気密性を確保することが可能な高圧放電ランプ及びその製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極に装着された螺旋状のコイルの一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った螺旋状のコイル部は少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる凹状の溝が形成された領域の一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った前記電極の少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記溝は螺旋状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記一対の金属パイプの夫々は、前記他端部が前記一端部よりも内径及び外径が小さいことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極と前記金属パイプの他端部との間に形成された前記コイルの螺旋状の隙間を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、所定の位置に凹状の溝が形成された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、所定の位置に凹状の溝が形成された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる前記溝を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の高圧放電ランプはその製造方法において、所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を、筒状の放電管の両端部に一端部を気密に封着された金属パイプの他端部に挿入し、電極と金属パイプの他端部との間に形成されたコイルの螺旋状の隙間を通して放電管内に封入ガスを導入し、その後、コイルの一部を加熱溶融することにより金属パイプに電極を気密に挿通するようにした。
【００１７】
その結果、封入ガスの導入が気体流路断面の形状寸法が均一な、コイルの螺旋状の隙間を通して行われるため、円滑な気体の流れを形成することができる。
【００１８】
また、金属パイプ内への電極の挿入を高圧雰囲気中で行う必要がないため、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を必要とすることがない。そのため、安価な生産設備を用いて良好な生産効率によって廉価な製造コストを実現することができる。
【００１９】
更に、製造工程中及び製造工程を経て作製された製品において、加熱溶融されないで残った螺旋状のコイル部の少なくとも一部の外周が金属パイプの内周面、及び／又は、放電管の内周面に当接した状態を維持するものである。
【００２０】
その結果、電極の位置決め精度の高い高圧放電ランプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの側面図である。
【図２】同じく、本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４−１】本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの製造工程図である。
【図４−２】本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの製造工程図である。
【図５】図４の製造工程図における詳細説明図である。
【図６】他の構成からなる電極の説明図である。
【図７】図６の電極を用いた製造工程における詳細説明図である。
【図８】同様に、図６の電極を用いた製造工程における詳細説明図である。
【図９】同様に、図６の電極を用いた製造工程における詳細説明図である。
【図１０】従来例の高圧放電ランプの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図９を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプ１の側面図、図２は同じく高圧放電ランプ１の断面図である。
【００２４】
高圧放電ランプ（以下、放電ランプと略称する）１は、透光性セラミックスからなる筒状の放電管２の両端部２ａ、２ｂの夫々に、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属で形成された金属パイプ３、４の一端部が挿入され、該挿入部（挿入封着部）３ａ、４ａにおいて金属パイプ３、４と放電管２とがフリット又はサーメット或いはセラミックスからなるコンパウンド５を介して気密に封着されている。
【００２５】
各金属パイプ３、４の他端部は、挿入部３ａ、４ａの径（内径及び外径）よりも小さい径（内径及び外径）の小径部３ｂ、４ｂが形成されており、小径部３ｂ、４ｂの内側には該小径部３ｂ、４ｂに沿う電極６、７が気密に支持固定されている。
【００２６】
電極６、７は、金属パイプ３、４と同様に、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属で形成され、先端部に放電電極となる先端電極部６ａ、７ａが位置すると共に該先端電極部６ａ、７ａから直線状に延びる電極軸６ｂ、７ｂを有している。
【００２７】
電極６、７の夫々と各金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの夫々との気密支持固定は、図３（図２の部分拡大図）に示すように、電極６、７の夫々の電極軸６ｂ、７ｂに所定の巻線ピッチ及び巻線数で装着された所定の径のコイル８、９の一部が加熱溶融された溶融部８ａ、９ａを介して行われている。
【００２８】
また、コイル８、９の加熱溶融された溶融部８ａ、９ａ以外の螺旋状のコイル部８ｂ、９ｂは、その外周が小径部３ｂ、４ｂの内周面３ｃ、４ｃに当接した状態となっている。これにより、小径部３ｂ、４ｂに対する電極軸６ｂ、７ｂの位置決めを高精度に行っている。つまり、放電管２に対する電極６、７の先端電極部６ａ、７ａの位置決めが高精度に行われていることを意味するものである。
【００２９】
この場合、小径部３ｂ、４ｂに対する電極軸６ｂ、７ｂの位置決めは、コイル８、９の溶融部８ａ、９ａを介しても行われているが、更に、電極６、７の先端電極部６ａ、７ａ（図示せず）側に位置するコイル部８ｂ、９ｂで位置決めを行うことにより、先端電極部６ａ、７ａの位置決めを更に高精度に行うことができる。その結果、放電発光の発光光による配光特性の再現性が良好な放電ランプを実現することができる。
【００３０】
また、同時に、溶融部８ａ、９ａよりも電極６、７の先端電極部６ａ、７ａ側に位置するコイル部８ｂ、９ｂで位置決めを行うことにより、位置決めの位置から先端電極部６ａ、７ａの位置までの距離が短縮される。その結果、外部からの機械的振動による先端電極部６ａ、７ａへの影響が低減され、厳しい機械的振動の環境下にあっても安定した放電発光を得ることができる。
【００３１】
なお、コイル８、９の材質は電極６、７の電極軸６ｂ、７ｂ及び金属パイプ３、４の材質と同一であることが好ましいが、必ずしもこれに限られるものではない。
【００３２】
このように、図１及び図２に戻って、放電管２、コンパウンド５、金属パイプ３、４、コイル８、９及び電極６、７で完全気密の放電空間１０が形成されている。また、放電空間１０内には、例えば、キセノンを主成分とするガスなどの封入ガス１１が封入されていると共に両端部には電極６、７の先端電極部６ａ、７ａが位置しており、先端電極部６ａ、７ａから延びる電極軸６ｂ、７ｂが放電管２の中心軸線Ｘ上を放電空間１０内から外部に気密に導出されている。
【００３３】
次に、上述の本実施形態に係わる放電ランプ１の製造工程について図４及び図５を参照して詳細に説明する。
【００３４】
まず、図４（ａ）の材料準備工程において、透光性セラミックスからなり内径が全長に亘り同一径とされる筒状の放電管２と、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属からなり両端を開口とし、一端開口部を、その外径を放電管２の内径に適宜の間隙を有して挿入可能とされる径とした挿入部（挿入封着部）３ａ、４ａとし、他端開口部を、その外径を一端開口部の外径よりも小径とすると共に内径を後述する電極６、７の電極軸６ｂ、７ｂに装着されたコイル８、９の外周が適宜の間隙を有して挿入可能とされる径とした小径部３ｂ、４ｂとする一対の金属パイプ３、４を準備する。
【００３５】
次に、図４（ｂ）の放電管と金属パイプとの気密封着工程において、放電管２の両端部２ａ、２ｂの内周面、及び／又は、金属パイプ３、４の挿入封着部３ａ、４ａの外周面に封着用接着剤となるコンパウンド５を塗布し、放電管２の両端部２ａ、２ｂに各金属パイプ３、４の挿入封着部３ａ、４ａを挿入する。その後、コンパウンド５を加熱溶融して放電管２の両端部２ａ、２ｂと金属パイプ３、４の挿入部３ａ、４ａとを気密に封着する。
【００３６】
次に、図４（ｃ）の一対の電極のうち一方の電極準備工程において、放電電極となる先端電極部６ａと該先端電極部６ａから直線状に延びる電極軸６ｂからなる電極６を形成し、電極軸６ｂの所定の位置に、所定の線径、所定の巻線ピッチ及び所定の巻線数のコイル８を装着する。この場合、電極軸６ｂに対するコイル８の固定方法は、コイル８の内径を電極軸６ｂの外径とほぼ同一とし、コイル８を電極軸６ｂに挿入した後に抵抗溶接等の溶接手段によって固定する方法、或いはコイル８の内径を電極軸６ｂの外径よりも小さいものとし、コイル８の内径を拡げた状態にして電極軸６ｂに挿入することによりスプリングバックの応力によって固定する方法などが可能である。
【００３７】
次に、図４（ｄ）の電極挿入工程において、一対の金属パイプ３、４のうちの一方の金属パイプ３の小径部３ｂ内に該小径部３ｂに沿って電極６を挿入し、電極軸６ｂに装着されたコイル８を金属パイプ３の小径部３ｂの位置に位置させて電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めを行う。一方、電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めは、金属パイプ３の小径部３ｂの内周面にコイル８の外周が当接することにより行われる。そして、このように位置決めされた電極６は、図示してはいないが、電極軸６ｂの先端部（製造工程上では上端部）をクランプすることにより保持されている（電極６の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決め）。
【００３８】
次に、図４（ｅ）の小径部の気密封止工程において、金属パイプ３の小径部３ｂに向けて周囲から、例えばレーザ光を照射して小径部３ｂ、コイル８及び電極軸６ｂを溶融させ、一体化して気密封止する。この場合、コイル８は全長に亘って溶融されるのではなくその一部が溶融され、溶融された部分の溶融部８ａと溶融されることなく残った螺旋状の部分のコイル部８ｂとの２つの状態に分かれる。このとき、溶融部８ａは金属パイプ３の小径部３ｂと電極６の電極軸６ｂとによる気密封止に寄与し、コイル部８ｂはその外周が金属パイプ３の小径部３ｂの内周面に当接することにより、電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めに寄与するものである。
【００３９】
次に、図４（ｆ）の一対の電極のうち他方の電極準備工程において、放電電極となる先端電極部７ａと該先端電極部７ａから直線状に延びる電極軸７ｂからなる電極７を形成し、電極軸７ｂの所定の位置に、所定の線径、所定の巻線ピッチ及び所定の巻線数のコイル９を装着する。この場合、電極軸７ｂに対するコイル９の固定方法は、コイル９の内径を電極軸７ｂの外径とほぼ同一とし、コイル９を電極軸７ｂに挿入した後に抵抗溶接等の溶接手段によって固定する方法、或いはコイル９の内径を電極軸７ｂの外径よりも小さいものとし、コイル９の内径を拡げた状態にして電極軸７ｂに挿入することによりスプリングバックの応力によって固定する方法などが可能である。
【００４０】
次に、図４（ｇ）の電極挿入工程において、一対の金属パイプ３、４のうちの他方の金属パイプ４の小径部４ｂ内に該小径部４ｂに沿って電極７を挿入し、電極軸７ｂに装着されたコイル９を金属パイプ４の小径部４ｂの位置に位置させて電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めを行う。一方、電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めは、金属パイプ４の小径部４ｂの内周面にコイル９の外周が当接することにより行われる。そして、このように位置決めされた電極７は、図示してはいないが、電極軸７ｂの先端部（製造工程上では上端部）をクランプすることにより保持されている（電極７の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決め）。
【００４１】
次に、図４（ｈ）の封入ガス導入工程において、金属パイプ４側から放電空間１０に対する排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入を行う。この場合、放電空間１０に対するガスの排気、置換及び導入は、電極７の電極軸７ｂと金属パイプ４の小径部４ｂとの間に形成された、コイル９の螺旋状の隙間９ｃを通して行われる（図５参照）。
【００４２】
最後に、図４（ｉ）の完全封止工程において、金属パイプ４の小径部４ｂに向けて周囲から、例えばレーザ光を照射して小径部４ｂ、コイル９及び電極軸７ｂを溶融させ、一体化して気密封止する。この場合、コイル９は全長に亘って溶融されるのではなくその一部が溶融され、溶融された部分の溶融部９ａと溶融されることなく残った螺旋状の部分のコイル部９ｂとの２つの状態に分かれる。このとき、溶融部９ａは金属パイプ４の小径部４ｂと電極７の電極軸７ｂとによる気密封止に寄与し、コイル部９ｂはその外周が金属パイプ４の小径部４ｂの内周面に当接することにより、電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めに寄与するものである。これにより、高圧放電ランプ１が完成する。
【００４３】
なお、特にメタルハライドランプを製造する場合には、図４（ｆ）の工程（電極７挿入前）で、液体又は固体（ペレット等）のハロゲン化金属等を内部に導入する工程が追加される。
【００４４】
ところで、上記高圧放電ランプ１の製造工程において、特に、電極６、７の放電管２に対する放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めを、放電管２の両端部２ａ、２ｂに気密に装着された金属パイプ３、４の夫々の小径部３ｂ、４ｂの内周面に電極６、７の夫々の電極軸６ｂ、７ｂに装着されたコイル８、９の外周を当接させることにより行うようにした。
【００４５】
これにより、電極軸６ｂ、７ｂにコイル８、９が装着された電極６、７を金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂ内に挿入することにより、自動的にコイル８、９を介して小径部３ｂ、４ｂの中心に電極軸６ｂ、７ｂが精度良く位置することになる。その結果、放電発光の発光光による配光特性の再現性が良好な放電ランプを容易に作製することができる。
【００４６】
同時に、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの内周面と電極６、７の電極軸６ｂ、７ｂの外周面との間隔をコイル８、９を介して周方向全体に亘って均一にした状態で、小径部３ｂ、４ｂと電極軸６ｂ、７ｂとの溶着による気密封止をコイル８、９の溶融部８ａ、９ａを介して行うようにした。その結果、小径部３ｂ、４ｂと電極軸６ｂ、７ｂとの溶着が周方向全体に亘って均一な状態に形成され、放電空間１０の気密性が確実に保たれた信頼性の高い放電ランプを作製することができる。
【００４７】
また、放電管２に対する電極６、７の位置決めをした状態において、電極７の電極軸７ｂと金属パイプ４の小径部４ｂとの間に形成された、コイル９の螺旋状の隙間９ｃを通して、排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入を行うようにした。
【００４８】
その結果、排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入が、気体流路断面の形状寸法が均一な、コイル９の螺旋状の隙間９ｃを通して行われ、円滑な気体の流れを形成することができる。
【００４９】
また、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂ内への電極６、７の挿入を高圧雰囲気中で行う必要がないため、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を必要とすることがない。そのため、安価な生産設備を用いて良好な生産効率によって廉価な製造コストを実現することができる。
【００５０】
ところで、電極軸６ｂ、７ｂの夫々にコイル８、９が装着されてなる電極６、７の代わりに、図６の構造の電極２０、２１を用いることも可能である。
【００５１】
それは、先端電極部２０ａ、２０ｂは上述の電極６、７の先端電極部６ａ、７ａと同様であるが、電極軸６ｂ、７ｂにコイル８、９を装着する代わりに、電極軸２０ｂ、２１ｂを加工することにより該電極軸２０ｂ、２１ｂの所定の位置に所定の幅及び深さの溝２２、２３が所定の螺旋ピッチ及び螺旋回数で螺旋状に形成されたものである。
【００５２】
このような構造の電極２０、２１は、製造工程の電極挿入工程において図７に示すように、放電管２の両端に気密に装着された金属パイプ３、４の夫々の小径部３ｂ、４ｂ内に該小径部３ｂ、４ｂに沿って挿入し、電極軸２０ｂ、２１ｂに形成された螺旋状の溝２２、２３を小径部３ｂ、４ｂの位置に位置させる。
【００５３】
すると、電極２０、２１の放電管２に対する放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）及び中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めが行われる。
【００５４】
そこで、この状態において製造工程の封入ガス導入工程にあるように、例えば金属パイプ４側から放電空間１０に対する排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入を行う。この場合、図８に示すように、ガスの排気、置換及び導入は、電極２１の電極軸２１ｂと金属パイプ４の小径部４ｂとの間に形成された、螺旋状の溝２３を通して行われる。
【００５５】
また、小径部の気密封止工程及び完全封止工程においては、図９のように、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂに向けて周囲から、例えばレーザ光を照射して小径部３ｂ、４ｂ、及び電極軸２０ｂ、２１ｂの溝形成部２２ａ、２３ａを溶融させ、一体化して気密封止する。この場合、溝形成部２２ａ、２３ａは全長に亘って溶融されるのではなくその一部が溶融され、溶融された部分の溶融部２２ｂ、２３ｂと溶融されることなく残った螺旋状の溝２２、２３の部分の溝部２２ｃ、２３ｃとの２つの状態に分かれる。このとき、溶融部２２ｂ、２３ｂは金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂと電極２０、２１の電極軸２０ｂ、２１ｂとによる気密封止に寄与し、溝部２２ｃ、２３ｃは溝２２、２３以外の外周が金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの内周面に当接することにより、電極２０、２１の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めに寄与するものである。
【００５６】
このように、電極軸２０ｂ、２１ｂの夫々に螺旋状の溝２２、２３が形成されてなる電極２０、２１は、電極軸６ｂ、７ｂの夫々にコイル８、９が装着されてなる電極６、７と製造工程及び製品において同等の機能、作用及び効果を発揮するものである。
【００５７】
なお、電極２０、２１の電極軸２０ｂ、２１ｂに形成される溝２２、２３は必ずしも螺旋状である必要はなく、放電空間内への封入ガス導入工程において、放電空間内と放電空間外とを繋ぐことにより該溝２２、２３を通して放電空間外から放電空間内への封入ガスの導入が可能であれば良い。
【００５８】
また、電極軸６ｂ、７ｂの夫々にコイル８、９が装着されてなる電極６、７、及び電極軸２０ｂ、２１ｂの夫々に溝２２、２３が形成されてなる電極２０、２１の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めは、金属パイプ３、４の夫々の内周面３ｃ、４ｃにコイル８、９のコイル部８ｂ、９ｂの外周、又は電極軸２０ｂ、２１ｂの溝部２２ｃ、２３ｃの溝２２、２３以外の外周が当接することにより行われるものであるが、コイル部８ｂ、９ｂの延長又は溝部２２ｃ、２３ｃの延長、放電管２の形状の変更などの手段により放電管２の内周面に当接させて位置決めを行うことも可能である。
【００５９】
この場合、位置決めの位置から先端電極部６ａ、７ａ又は先端電極部２０ａ、２１ａの位置までの距離が更に短縮され、外部からの機械的振動による先端電極部６ａ、７ａ又は先端電極部２０ａ、２１ａへの影響が更に低減されて厳しい機械的振動の環境下にあっても極めて安定した放電発光を得ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１… 高圧放電ランプ
２… 放電管
２ａ… 端部
２ｂ… 端部
３… 金属パイプ
３ａ… 挿入部（挿入封着部）
３ｂ… 小径部
３ｃ… 内周面
４… 金属パイプ
４ａ… 挿入部（挿入封着部）
４ｂ… 小径部
４ｃ… 内周面
５… コンパウンド
６… 電極
６ａ… 先端電極部
６ｂ… 電極軸
７… 電極
７ａ… 先端電極部
７ｂ… 電極軸
８… コイル
８ａ… 溶融部
８ｂ… コイル部
９… コイル
９ａ… 溶融部
９ｂ… コイル部
９ｃ… 隙間
１０… 放電空間
１１… 封入ガス
２０… 電極
２０ａ… 先端電極部
２０ｂ… 電極軸
２１… 電極
２１ａ… 先端電極部
２１ｂ… 電極軸
２２… 溝
２２ａ… 溝形成部
２２ｂ… 溶融部
２２ｃ… 溝部
２３… 溝
２３ａ… 溝形成部
２３ｂ… 溶融部
２３ｃ… 溝部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプ及びその製造方法に関するものであり、詳しくは、電極軸の先端部に形成された先端電極部が発光部の放電室内に配置されて該電極軸が気密に封止された高圧放電ランプ及びその気密封止の工程を有する製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高圧放電ランプ８０の例として、図１０に示す構成のものが開示されている。それは、略パイプ状の透光性セラミックスにより放電管８１が形成され、放電管８１の両端部に封着用接着剤のコンパウンド８２を介して金属パイプ８３が気密に封着されている。そして、電極軸８４と電極軸８４の先端に形成された先端電極部８５からなる電極８６が金属パイプ８３内に挿入されて金属パイプ８３の端部が絞り込まれ、絞り込まれた狭径部８７と電極軸８４が溶融されて完全封止されたものである。
【０００３】
このとき、放電管８１、金属パイプ８３及び電極８６で形成された発光部８８内にはハロゲン化金属や封入ガスが封入されており、封入ガスの発光部８８への導入に際しては、金属パイプ８３に狭径部８７を形成した後に狭径部８７と電極軸８４との隙間を通して封入ガスを発光部８８内に導入し、その後、狭径部８７と電極軸８４とをレーザ等の溶融手段で気密封止することにより発光部８８を完全気密状態とするものである（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２０３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記高圧放電ランプ８０は、狭径部８７と電極軸８４との溶着封止前に狭径部８７と電極軸８４との隙間に偏りがあると互いの溶着部全面に亘って均一な溶着状態を確保するのが難しく、発光部８８の気密性が不確実なものとなって信頼性を損なう可能性がある。
【０００６】
また、狭径部８７と電極軸８４との隙間が大きくなると狭径部８７と電極軸８４との溶融による封止自体が困難となり、発光部８８を完全な気密状態にすることができなくなる可能性がある。
【０００７】
そこで、電極軸８４の外径を大きくすることにより狭径部８７と電極軸８４との隙間を狭めて溶着封止性を高めることが考えられるが、溶着封止性は改善される半面、封入ガスの通路が狭まることにより発光部８８内への封入ガスの導入に要する時間が長くなり、生産性を低下させることになる。
【０００８】
また、電極８６を金属パイプ８３内に挿入する前に発光部８８内に封入ガスを導入し、その後、電極８６を金属パイプ８３内に挿入して金属パイプ８３の端部を絞り込み、絞り込まれた狭径部８７と電極軸８４を溶融して完全気密封止する方法も可能である。但し、この場合は、電極８６の金属パイプ８３内への導入作業を高圧の雰囲気中で行わなければならず、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を必要とすることになり、製造コストを上昇させることになる。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を要することなく発光部への封入ガスの導入が容易であると共に封入したガスの完全気密性を確保することが可能な高圧放電ランプ及びその製造方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極に装着された螺旋状のコイルの一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った螺旋状のコイル部は少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる凹状の溝が形成された領域の一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った前記電極の少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記溝は螺旋状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の請求項４に記載された発明は、請求項１から請求項３のいずれかにおいて、前記一対の金属パイプの夫々は、前記他端部が前記一端部よりも内径及び外径が小さいことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の請求項５に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極と前記金属パイプの他端部との間に形成された前記コイルの螺旋状の隙間を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の請求項６に記載された発明は、両端開口を有する筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、所定の位置に凹状の溝が形成された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、所定の位置に凹状の溝が形成された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる前記溝を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の高圧放電ランプはその製造方法において、所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を、筒状の放電管の両端部に一端部を気密に封着された金属パイプの他端部に挿入し、電極と金属パイプの他端部との間に形成されたコイルの螺旋状の隙間を通して放電管内に封入ガスを導入し、その後、コイルの一部を加熱溶融することにより金属パイプに電極を気密に挿通するようにした。
【００１７】
その結果、封入ガスの導入が気体流路断面の形状寸法が均一な、コイルの螺旋状の隙間を通して行われるため、円滑な気体の流れを形成することができる。
【００１８】
また、金属パイプ内への電極の挿入を高圧雰囲気中で行う必要がないため、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を必要とすることがない。そのため、安価な生産設備を用いて良好な生産効率によって廉価な製造コストを実現することができる。
【００１９】
更に、製造工程中及び製造工程を経て作製された製品において、加熱溶融されないで残った螺旋状のコイル部の少なくとも一部の外周が金属パイプの内周面、及び／又は、放電管の内周面に当接した状態を維持するものである。
【００２０】
その結果、電極の位置決め精度の高い高圧放電ランプを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの側面図である。
【図２】同じく、本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【図４−１】本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの製造工程図である。
【図４−２】本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプの製造工程図である。
【図５】図４の製造工程図における詳細説明図である。
【図６】他の構成からなる電極の説明図である。
【図７】図６の電極を用いた製造工程における詳細説明図である。
【図８】同様に、図６の電極を用いた製造工程における詳細説明図である。
【図９】同様に、図６の電極を用いた製造工程における詳細説明図である。
【図１０】従来例の高圧放電ランプの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図９を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の実施形態に係わる高圧放電ランプ１の側面図、図２は同じく高圧放電ランプ１の断面図である。
【００２４】
高圧放電ランプ（以下、放電ランプと略称する）１は、透光性セラミックスからなる筒状の放電管２の両端部２ａ、２ｂの夫々に、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属で形成された金属パイプ３、４の一端部が挿入され、該挿入部（挿入封着部）３ａ、４ａにおいて金属パイプ３、４と放電管２とがフリット又はサーメット或いはセラミックスからなるコンパウンド５を介して気密に封着されている。
【００２５】
各金属パイプ３、４の他端部は、挿入部３ａ、４ａの径（内径及び外径）よりも小さい径（内径及び外径）の小径部３ｂ、４ｂが形成されており、小径部３ｂ、４ｂの内側には該小径部３ｂ、４ｂに沿う電極６、７が気密に支持固定されている。
【００２６】
電極６、７は、金属パイプ３、４と同様に、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属で形成され、先端部に放電電極となる先端電極部６ａ、７ａが位置すると共に該先端電極部６ａ、７ａから直線状に延びる電極軸６ｂ、７ｂを有している。
【００２７】
電極６、７の夫々と各金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの夫々との気密支持固定は、図３（図２の部分拡大図）に示すように、電極６、７の夫々の電極軸６ｂ、７ｂに所定の巻線ピッチ及び巻線数で装着された所定の径のコイル８、９の一部が加熱溶融された溶融部８ａ、９ａを介して行われている。
【００２８】
また、コイル８、９の加熱溶融された溶融部８ａ、９ａ以外の螺旋状のコイル部８ｂ、９ｂは、その外周が小径部３ｂ、４ｂの内周面３ｃ、４ｃに当接した状態となっている。これにより、小径部３ｂ、４ｂに対する電極軸６ｂ、７ｂの位置決めを高精度に行っている。つまり、放電管２に対する電極６、７の先端電極部６ａ、７ａの位置決めが高精度に行われていることを意味するものである。
【００２９】
この場合、小径部３ｂ、４ｂに対する電極軸６ｂ、７ｂの位置決めは、コイル８、９の溶融部８ａ、９ａを介しても行われているが、更に、電極６、７の先端電極部６ａ、７ａ（図示せず）側に位置するコイル部８ｂ、９ｂで位置決めを行うことにより、先端電極部６ａ、７ａの位置決めを更に高精度に行うことができる。その結果、放電発光の発光光による配光特性の再現性が良好な放電ランプを実現することができる。
【００３０】
また、同時に、溶融部８ａ、９ａよりも電極６、７の先端電極部６ａ、７ａ側に位置するコイル部８ｂ、９ｂで位置決めを行うことにより、位置決めの位置から先端電極部６ａ、７ａの位置までの距離が短縮される。その結果、外部からの機械的振動による先端電極部６ａ、７ａへの影響が低減され、厳しい機械的振動の環境下にあっても安定した放電発光を得ることができる。
【００３１】
なお、コイル８、９の材質は電極６、７の電極軸６ｂ、７ｂ及び金属パイプ３、４の材質と同一であることが好ましいが、必ずしもこれに限られるものではない。
【００３２】
このように、図１及び図２に戻って、放電管２、コンパウンド５、金属パイプ３、４、コイル８、９及び電極６、７で完全気密の放電空間１０が形成されている。また、放電空間１０内には、例えば、キセノンを主成分とするガスなどの封入ガス１１が封入されていると共に両端部には電極６、７の先端電極部６ａ、７ａが位置しており、先端電極部６ａ、７ａから延びる電極軸６ｂ、７ｂが放電管２の中心軸線Ｘ上を放電空間１０内から外部に気密に導出されている。
【００３３】
次に、上述の本実施形態に係わる放電ランプ１の製造工程について図４及び図５を参照して詳細に説明する。
【００３４】
まず、図４（ａ）の材料準備工程において、透光性セラミックスからなり内径が全長に亘り同一径とされる筒状の放電管２と、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属からなり両端を開口とし、一端開口部を、その外径を放電管２の内径に適宜の間隙を有して挿入可能とされる径とした挿入部（挿入封着部）３ａ、４ａとし、他端開口部を、その外径を一端開口部の外径よりも小径とすると共に内径を後述する電極６、７の電極軸６ｂ、７ｂに装着されたコイル８、９の外周が適宜の間隙を有して挿入可能とされる径とした小径部３ｂ、４ｂとする一対の金属パイプ３、４を準備する。
【００３５】
次に、図４（ｂ）の放電管と金属パイプとの気密封着工程において、放電管２の両端部２ａ、２ｂの内周面、及び／又は、金属パイプ３、４の挿入封着部３ａ、４ａの外周面に封着用接着剤となるコンパウンド５を塗布し、放電管２の両端部２ａ、２ｂに各金属パイプ３、４の挿入封着部３ａ、４ａを挿入する。その後、コンパウンド５を加熱溶融して放電管２の両端部２ａ、２ｂと金属パイプ３、４の挿入部３ａ、４ａとを気密に封着する。
【００３６】
次に、図４（ｃ）の一対の電極のうち一方の電極準備工程において、放電電極となる先端電極部６ａと該先端電極部６ａから直線状に延びる電極軸６ｂからなる電極６を形成し、電極軸６ｂの所定の位置に、所定の線径、所定の巻線ピッチ及び所定の巻線数のコイル８を装着する。この場合、電極軸６ｂに対するコイル８の固定方法は、コイル８の内径を電極軸６ｂの外径とほぼ同一とし、コイル８を電極軸６ｂに挿入した後に抵抗溶接等の溶接手段によって固定する方法、或いはコイル８の内径を電極軸６ｂの外径よりも小さいものとし、コイル８の内径を拡げた状態にして電極軸６ｂに挿入することによりスプリングバックの応力によって固定する方法などが可能である。
【００３７】
次に、図４（ｄ）の電極挿入工程において、一対の金属パイプ３、４のうちの一方の金属パイプ３の小径部３ｂ内に該小径部３ｂに沿って電極６を挿入し、電極軸６ｂに装着されたコイル８を金属パイプ３の小径部３ｂの位置に位置させて電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めを行う。一方、電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めは、金属パイプ３の小径部３ｂの内周面にコイル８の外周が当接することにより行われる。そして、このように位置決めされた電極６は、図示してはいないが、電極軸６ｂの先端部（製造工程上では上端部）をクランプすることにより保持されている（電極６の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決め）。
【００３８】
次に、図４（ｅ）の小径部の気密封止工程において、金属パイプ３の小径部３ｂに向けて周囲から、例えばレーザ光を照射して小径部３ｂ、コイル８及び電極軸６ｂを溶融させ、一体化して気密封止する。この場合、コイル８は全長に亘って溶融されるのではなくその一部が溶融され、溶融された部分の溶融部８ａと溶融されることなく残った螺旋状の部分のコイル部８ｂとの２つの状態に分かれる。このとき、溶融部８ａは金属パイプ３の小径部３ｂと電極６の電極軸６ｂとによる気密封止に寄与し、コイル部８ｂはその外周が金属パイプ３の小径部３ｂの内周面に当接することにより、電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めに寄与するものである。
【００３９】
次に、図４（ｆ）の一対の電極のうち他方の電極準備工程において、放電電極となる先端電極部７ａと該先端電極部７ａから直線状に延びる電極軸７ｂからなる電極７を形成し、電極軸７ｂの所定の位置に、所定の線径、所定の巻線ピッチ及び所定の巻線数のコイル９を装着する。この場合、電極軸７ｂに対するコイル９の固定方法は、コイル９の内径を電極軸７ｂの外径とほぼ同一とし、コイル９を電極軸７ｂに挿入した後に抵抗溶接等の溶接手段によって固定する方法、或いはコイル９の内径を電極軸７ｂの外径よりも小さいものとし、コイル９の内径を拡げた状態にして電極軸７ｂに挿入することによりスプリングバックの応力によって固定する方法などが可能である。
【００４０】
次に、図４（ｇ）の電極挿入工程において、一対の金属パイプ３、４のうちの他方の金属パイプ４の小径部４ｂ内に該小径部４ｂに沿って電極７を挿入し、電極軸７ｂに装着されたコイル９を金属パイプ４の小径部４ｂの位置に位置させて電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めを行う。一方、電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めは、金属パイプ４の小径部４ｂの内周面にコイル９の外周が当接することにより行われる。そして、このように位置決めされた電極７は、図示してはいないが、電極軸７ｂの先端部（製造工程上では上端部）をクランプすることにより保持されている（電極７の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決め）。
【００４１】
次に、図４（ｈ）の封入ガス導入工程において、金属パイプ４側から放電空間１０に対する排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入を行う。この場合、放電空間１０に対するガスの排気、置換及び導入は、電極７の電極軸７ｂと金属パイプ４の小径部４ｂとの間に形成された、コイル９の螺旋状の隙間９ｃを通して行われる（図５参照）。
【００４２】
最後に、図４（ｉ）の完全封止工程において、金属パイプ４の小径部４ｂに向けて周囲から、例えばレーザ光を照射して小径部４ｂ、コイル９及び電極軸７ｂを溶融させ、一体化して気密封止する。この場合、コイル９は全長に亘って溶融されるのではなくその一部が溶融され、溶融された部分の溶融部９ａと溶融されることなく残った螺旋状の部分のコイル部９ｂとの２つの状態に分かれる。このとき、溶融部９ａは金属パイプ４の小径部４ｂと電極７の電極軸７ｂとによる気密封止に寄与し、コイル部９ｂはその外周が金属パイプ４の小径部４ｂの内周面に当接することにより、電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めに寄与するものである。これにより、高圧放電ランプ１が完成する。
【００４３】
なお、特にメタルハライドランプを製造する場合には、図４（ｆ）の工程（電極７挿入前）で、液体又は固体（ペレット等）のハロゲン化金属等を内部に導入する工程が追加される。
【００４４】
ところで、上記高圧放電ランプ１の製造工程において、特に、電極６、７の放電管２に対する放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めを、放電管２の両端部２ａ、２ｂに気密に装着された金属パイプ３、４の夫々の小径部３ｂ、４ｂの内周面に電極６、７の夫々の電極軸６ｂ、７ｂに装着されたコイル８、９の外周を当接させることにより行うようにした。
【００４５】
これにより、電極軸６ｂ、７ｂにコイル８、９が装着された電極６、７を金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂ内に挿入することにより、自動的にコイル８、９を介して小径部３ｂ、４ｂの中心に電極軸６ｂ、７ｂが精度良く位置することになる。その結果、放電発光の発光光による配光特性の再現性が良好な放電ランプを容易に作製することができる。
【００４６】
同時に、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの内周面と電極６、７の電極軸６ｂ、７ｂの外周面との間隔をコイル８、９を介して周方向全体に亘って均一にした状態で、小径部３ｂ、４ｂと電極軸６ｂ、７ｂとの溶着による気密封止をコイル８、９の溶融部８ａ、９ａを介して行うようにした。その結果、小径部３ｂ、４ｂと電極軸６ｂ、７ｂとの溶着が周方向全体に亘って均一な状態に形成され、放電空間１０の気密性が確実に保たれた信頼性の高い放電ランプを作製することができる。
【００４７】
また、放電管２に対する電極６、７の位置決めをした状態において、電極７の電極軸７ｂと金属パイプ４の小径部４ｂとの間に形成された、コイル９の螺旋状の隙間９ｃを通して、排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入を行うようにした。
【００４８】
その結果、排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入が、気体流路断面の形状寸法が均一な、コイル９の螺旋状の隙間９ｃを通して行われ、円滑な気体の流れを形成することができる。
【００４９】
また、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂ内への電極６、７の挿入を高圧雰囲気中で行う必要がないため、複雑な製造装置及び煩雑な作業性を必要とすることがない。そのため、安価な生産設備を用いて良好な生産効率によって廉価な製造コストを実現することができる。
【００５０】
ところで、電極軸６ｂ、７ｂの夫々にコイル８、９が装着されてなる電極６、７の代わりに、図６の構造の電極２０、２１を用いることも可能である。
【００５１】
それは、先端電極部２０ａ、２０ｂは上述の電極６、７の先端電極部６ａ、７ａと同様であるが、電極軸６ｂ、７ｂにコイル８、９を装着する代わりに、電極軸２０ｂ、２１ｂを加工することにより該電極軸２０ｂ、２１ｂの所定の位置に所定の幅及び深さの溝２２、２３が所定の螺旋ピッチ及び螺旋回数で螺旋状に形成されたものである。
【００５２】
このような構造の電極２０、２１は、製造工程の電極挿入工程において図７に示すように、放電管２の両端に気密に装着された金属パイプ３、４の夫々の小径部３ｂ、４ｂ内に該小径部３ｂ、４ｂに沿って挿入し、電極軸２０ｂ、２１ｂに形成された螺旋状の溝２２、２３を小径部３ｂ、４ｂの位置に位置させる。
【００５３】
すると、電極２０、２１の放電管２に対する放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）及び中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めが行われる。
【００５４】
そこで、この状態において製造工程の封入ガス導入工程にあるように、例えば金属パイプ４側から放電空間１０に対する排気、希ガスの置換及び例えば、キセノンを主成分とするガス（封入ガス１１）の導入を行う。この場合、図８に示すように、ガスの排気、置換及び導入は、電極２１の電極軸２１ｂと金属パイプ４の小径部４ｂとの間に形成された、螺旋状の溝２３を通して行われる。
【００５５】
また、小径部の気密封止工程及び完全封止工程においては、図９のように、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂに向けて周囲から、例えばレーザ光を照射して小径部３ｂ、４ｂ、及び電極軸２０ｂ、２１ｂの溝形成部２２ａ、２３ａを溶融させ、一体化して気密封止する。この場合、溝形成部２２ａ、２３ａは全長に亘って溶融されるのではなくその一部が溶融され、溶融された部分の溶融部２２ｂ、２３ｂと溶融されることなく残った螺旋状の溝２２、２３の部分の溝部２２ｃ、２３ｃとの２つの状態に分かれる。このとき、溶融部２２ｂ、２３ｂは金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂと電極２０、２１の電極軸２０ｂ、２１ｂとによる気密封止に寄与し、溝部２２ｃ、２３ｃは溝２２、２３以外の外周が金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの内周面に当接することにより、電極２０、２１の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めに寄与するものである。
【００５６】
このように、電極軸２０ｂ、２１ｂの夫々に螺旋状の溝２２、２３が形成されてなる電極２０、２１は、電極軸６ｂ、７ｂの夫々にコイル８、９が装着されてなる電極６、７と製造工程及び製品において同等の機能、作用及び効果を発揮するものである。
【００５７】
なお、電極２０、２１の電極軸２０ｂ、２１ｂに形成される溝２２、２３は必ずしも螺旋状である必要はなく、放電空間内への封入ガス導入工程において、放電空間内と放電空間外とを繋ぐことにより該溝２２、２３を通して放電空間外から放電空間内への封入ガスの導入が可能であれば良い。
【００５８】
また、電極軸６ｂ、７ｂの夫々にコイル８、９が装着されてなる電極６、７、及び電極軸２０ｂ、２１ｂの夫々に溝２２、２３が形成されてなる電極２０、２１の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に垂直な方向の位置決めは、金属パイプ３、４の夫々の内周面３ｃ、４ｃにコイル８、９のコイル部８ｂ、９ｂの外周、又は電極軸２０ｂ、２１ｂの溝部２２ｃ、２３ｃの溝２２、２３以外の外周が当接することにより行われるものであるが、コイル部８ｂ、９ｂの延長又は溝部２２ｃ、２３ｃの延長、放電管２の形状の変更などの手段により放電管２の内周面に当接させて位置決めを行うことも可能である。
【００５９】
この場合、位置決めの位置から先端電極部６ａ、７ａ又は先端電極部２０ａ、２１ａの位置までの距離が更に短縮され、外部からの機械的振動による先端電極部６ａ、７ａ又は先端電極部２０ａ、２１ａへの影響が更に低減されて厳しい機械的振動の環境下にあっても極めて安定した放電発光を得ることができる。
【符号の説明】
【００６０】
１… 高圧放電ランプ
２… 放電管
２ａ… 端部
２ｂ… 端部
３… 金属パイプ
３ａ… 挿入部（挿入封着部）
３ｂ… 小径部
３ｃ… 内周面
４… 金属パイプ
４ａ… 挿入部（挿入封着部）
４ｂ… 小径部
４ｃ… 内周面
５… コンパウンド
６… 電極
６ａ… 先端電極部
６ｂ… 電極軸
７… 電極
７ａ… 先端電極部
７ｂ… 電極軸
８… コイル
８ａ… 溶融部
８ｂ… コイル部
９… コイル
９ａ… 溶融部
９ｂ… コイル部
９ｃ… 隙間
１０… 放電空間
１１… 封入ガス
２０… 電極
２０ａ… 先端電極部
２０ｂ… 電極軸
２１… 電極
２１ａ… 先端電極部
２１ｂ… 電極軸
２２… 溝
２２ａ… 溝形成部
２２ｂ… 溶融部
２２ｃ… 溝部
２３… 溝
２３ａ… 溝形成部
２３ｂ… 溶融部
２３ｃ… 溝部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、
前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極に装着された螺旋状のコイルの一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った螺旋状のコイル部は少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、
前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる凹状の溝が形成された領域の一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った前記電極の少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記溝は螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記一対の金属パイプの夫々は、前記他端部が前記一端部よりも内径及び外径が小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、
両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、
所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、
所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極と前記金属パイプの他端部との間に形成された前記コイルの螺旋状の隙間を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【請求項６】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、
両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、
所定の位置に凹状の溝が形成された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、
所定の位置に凹状の溝が形成された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる前記溝を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【請求項１】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、
前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極に装着された螺旋状のコイルの一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った螺旋状のコイル部は少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプであって、
前記金属パイプと該金属パイプに挿通された前記電極との間の気密は、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる凹状の溝が形成された領域の一部が溶融された溶融部を介して行われ、溶融されないで残った前記電極の少なくともその一部の外周が前記金属パイプの内周面、及び／又は、前記放電管の内周面に当接していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記溝は螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記一対の金属パイプの夫々は、前記他端部が前記一端部よりも内径及び外径が小さいことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、
両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、
所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、
所定の位置に螺旋状のコイルが装着された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記コイルが前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極と前記金属パイプの他端部との間に形成された前記コイルの螺旋状の隙間を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記コイルの一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【請求項６】
両端開口を有する筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備え、
前記放電管、前記一対の金属パイプ及び前記一対の電極で形成された放電空間内に封入ガスを封入してなる高圧放電ランプの製造方法であって、
両端開口を有する筒状の放電管の両端部に金属パイプの一端部を気密に封着する工程と、
所定の位置に凹状の溝が形成された電極を一方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、
所定の位置に凹状の溝が形成された電極を他方の前記金属パイプ内に挿入して前記溝が形成された領域が前記金属パイプの他端部の位置に位置するように配置した状態で、前記電極の前記放電空間内側から外側に向って延びる前記溝を通して前記放電管内に封入ガスを導入し、その後、前記電極の前記溝が形成された領域の一部を加熱溶融することにより前記金属パイプに前記電極を気密に挿通する工程と、を備えていることを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１５５９５９（Ｐ２０１２−１５５９５９Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３１３８（Ｐ２０１１−１３１３８）
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２５日（２０１１．１．２５）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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