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が挿入されてコイル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小径部３ｂ、４ｂの外側には外部通電体１５、１６が融着されており、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が挿入されてコイル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小径部３ｂ、４ｂの外側には外部通電体１５、１６が融着されており、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８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との気密性を高めて製品間の品質を良好に且つ一定に保つためには、狭径部８７と電極軸８４との溶着封止の工程において、狭径部８７と電極軸８４との溶融状態をその全周に亘って均一に且つ再現性良く確保することが必要となる。そのためには、溶着工程に係わる精度の高い溶着機構及び厳密な工程管理が要求され、生産コストを上昇させる要因となる。
【０００６】
また、発光部８８の封入ガスの封入条件を一定にして製品間の品質を良好に且つ一定に保つためには、発光部８８への封入ガスの導入及び狭径部８７と電極軸８４との溶着封止の工程において、発光部８８に導入される封入ガスのガス圧を高精度で且つ再現性良く設定することが必要となる。そのためには、例えば１０気圧程度の高圧の封入ガスの雰囲気中での狭径部８７と電極軸８４の加熱溶融から封止までの時間（例えば、数十ｍｓの単位）を短縮化することが要求される。もし、溶融のための加熱時間が長くなると雰囲気中の温度及び温度分布が変化して気圧が変化し、発光部８８内の封入ガスのガス圧を所望通りに且つ一定にすることができない可能性がある。そのため、封入ガスの導入及び封止工程に係わる時間精度の高い制御機構及び厳密な工程管理が必要となり、その結果、上記同様に生産コストを上昇させる要因となる。
【０００７】
そこで、電極軸８４を、金属パイプ８３の狭径部８７の先端部の位置近傍までの長さとし、この部分に放電管８１の中心軸Ｘ方向（長手方向）から、例えば、レーザ光を一点照射することにより短時間で狭径部８７の先端部と電極軸８４の先端部との溶着封止し、これにより発光部８８に導入される封入ガスのガス圧を高精度で且つ再現性良く設定することが考えられる。但し、この場合、製造工程中に発光部８８に対して電極８６の位置を保持しておくための電極保持手段及び外部電源に対する受電用の外部接続端子の取付手段が特別に必要となり、製造工程の複雑化及び製造工数の増加により生産効率が低下し、生産コストを上昇させることになる。
【０００８】
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、製造工程中において電極の位置決めを容易に保持できると共に、発光部の気密化のための溶着封止を短時間で行うことができ、且つ外部接続端子を容易に設けることができる高圧放電ランプの製造方法を実現して、製造コストを上昇させることなく信頼性の高い高圧放電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】
【０００９】
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、前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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おり、前記一対の外部通電体は夫々、環状の装着部と該装着部から延びる外部電極部を有し、前記装着部が前記一対の金属パイプの夫々の他端部の外側に覆い被さるように融着されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記外部通電体は板金のプレス加工又は金属線材の曲げ加工により形成されたものであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２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。
【００１２】
また、本発明の請求項４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、前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、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部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、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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】
【００１３】
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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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すると共にコイルの延長部が金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、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部の隙間を通して放電管内に封入ガスを導入し、その後、コイルの延長部を含む螺旋状部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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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】
【００１８】
【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の電極の使用方法の説明図である。
【図８】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】
【００１９】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図７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。
【００２０】
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、図３は図２の部分拡大図である。
【００２１】
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。
【００２２】
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の外側には該小径部３ｂ、４ｂに覆い被さるように外部通電体１５、１６が融着されており、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。
【００２３】
外部通電体１５、１６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ることが望ましく、環状の装着部１５ａ、１６ａと該装着部１５ａ、１６ａの夫々から紐状或いは帯状に延びる外部電極部１５ｂ、１６ｂからなっている。
【００２４】
電極６、７は、金属パイプ３、４及び外部通電体１５、１６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。
【００２５】
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線径のコイル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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図１及び図２に戻って、このように、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の夫々に電気的に接続された金属パイプ３、４に更に電気的に接続された外部通電体１５、１６が放電空間１０外に位置している。
【００３１】
放電ランプ１の支持固定及び点灯に際しては、外部通電体１５、１６の外部電極部１５ｂ、１６ｂが用いられる。つまり、外部通電体１５、１６の外部電極部１５ｂ、１６ｂは、構造的な支持固定部材としての働きと、電気的な外部接続電極としての働きの両方を兼ねるものである。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、図４（ｃ）の一対の電極及び一対の外部通電体のうち夫々の一方の電極及び外部通電体の準備工程において、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の先端部から先端電極部６ａ側に向けて、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。この時、コイル８の前記電極軸６ｂの先端部側の先端部８ｃは、電極軸６ｂに対して略鉛直方向に延びている。そして、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。
【００３６】
また、環状の装着部１５ａと該装着部１５ａから紐状或いは帯状に延びる外部電極部１５ｂからなる外部通電体１５を形成する。
【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に装着部１５ａを覆い被せるように外部通電体１５を装着し、その後、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の先端部８ｃを小径部３ｂの端面３ｄに当接させる。これにより、電極軸６ｂに装着されたコイル８が金属パイプ３の小径部３ｂの位置に位置して電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めが行われる。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。
【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の端面３ｄ側に向けて中心軸Ｘ方向（長手方向）から、例えばレーザ光を短時間、一点集中照射して電極６の電極軸６ｂ、電極軸６ｂに装着されたコイル８、金属パイプ３の小径部３ｂ及び外部通電体１５の装着部１５ａ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、先端部８ｃを含む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すると共に、金属パイプ３と電極６と外部通電体１５との電気的接続に寄与し、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）の一対の電極及び一対の外部通電体のうち他方の電極及び外部通電体の準備工程において、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の先端部から先端電極部７ａ側に向けて、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。この時、コイル９の前記電極軸７ｂの先端部側の先端部９ｄは、電極軸７ｂに対して略鉛直方向に延びている。そして、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】
また、環状の装着部１６ａと該装着部１６ａから紐状或いは帯状に延びる外部電極部１６ｂからなる外部通電体１６を形成する。
【００４１】
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に装着部１６ａを覆い被せるように外部通電体１６を装着し、その後、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の先端部９ｄを小径部４ｂの端面４ｄに当接させる。これにより、電極軸７ｂに装着されたコイル９が金属パイプ４の小径部４ｂの位置に位置して電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めが行われる。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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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の端面４ｄ側に向けて中心軸Ｘ方向（長手方向）から、例えばレーザ光を短時間、一点集中照射して電極７の電極軸７ｂ、電極軸７ｂに装着されたコイル９、金属パイプ４の小径部４ｂ及び外部通電体１６の装着部１６ａ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、先端部９ｄを含む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すると共に、金属パイプ４と電極７と外部通電体１６との電気的接続に寄与し、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。
【００４４】
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。
【００４５】
ところで、上記高圧放電ランプ１の製造工程において、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）の位置決めを、電極軸６ｂ、７ｂに装着されたコイル８、９の夫々の先端部８ｃ、９ｄを金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの夫々の端面３ｄ、４ｄに当接させることにより行い、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。
【００４６】
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を介して電極６、７の夫々の先端電極部６ａ、７ａが放電空間１０内の所定の位置に精度良く且つ再現性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。
【００４７】
また、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、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）から金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの端面３ｄ、４ｄ側に向けたレーザ光による短時間の一点集中照射によって、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。
【００４８】
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。それと同時に、小径部３ｂ、４ｂと電極軸６ｂ、７ｂとの溶着が短時間でおこなわれるため、この溶着が行われる高圧の封入ガスの雰囲気の温度及び温度分布が変化することがなく、気圧の変化もない。そのため、放電空間１０内の封入ガスのガス圧を所望通りに且つ一定にすることができ、放電特性の再現性が良好な高品質の放電ランプを実現することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
ところで、上記外部通電体１５、１６はその形状から板金のプレス加工により簡単に形成することができるが、図６のような形状とすることによっても簡単に形成することができる。
【００５３】
それは、外部通電体２０、２１を、所定の線径の金属線材を曲げ加工して、内径を金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの外径と略同一とすると共に所定の巻線ピッチ及び巻線数とする螺旋状の装着部２０ａ、２１ａと装着部２０ａ、２１ａから所定の長さだけ延びる外部電極部２０ｂ、２１ｂとで構成するものである。
【００５４】
この外部通電体２０、２１は、金属線材からなる螺旋状の装着部２０ａ、２１ａが上記外部通電体１５、１６の環状の装着部１５ａ、１６ａに相当し、同様に金属線材からなる外部電極部２０ｂ、２１ｂが紐状或いは帯状の外部電極部１５ｂ、１６ｂに相当する。そして、図７のように、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの外側に該小径部３ｂ、４ｂに覆い被さるように外部通電体２０、２１の装着部２０ａ、２１ａを融着するものである。
【００５５】
これにより、金属線材を曲げ加工して形成された外部通電体２０、２１は、板金のプレス加工により形成された外部通電体１５、１６と製造上及び製品上において同等の機能、作用及び効果を奏するものである。
【００５６】
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、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。
【００５７】
この場合、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可能になる。
【符号の説明】
【００５８】
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
３ｄ… 端面
４… 金属パイプ
４ａ… 挿入部（挿入封着部）
４ｂ… 小径部
４ｃ… 内周面
４ｄ… 端面
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
８ｃ… 先端部
９… コイル
９ａ… 溶融部
９ｂ… コイル部
９ｃ… 隙間
９ｄ… 先端部
１０… 放電空間
１１… 封入ガス
１５… 外部通電体
１５ａ… 装着部
１５ｂ… 外部電極部
１６… 外部通電体
１６ａ… 装着部
１６ｂ… 外部電極部
２０… 外部通電体
２０ａ… 装着部
２０ｂ… 外部電極部
２１… 外部通電体
２１ａ… 装着部
２１ｂ… 外部電極部
【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８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との気密性を高めて製品間の品質を良好に且つ一定に保つためには、狭径部８７と電極軸８４との溶着封止の工程において、狭径部８７と電極軸８４との溶融状態をその全周に亘って均一に且つ再現性良く確保することが必要となる。そのためには、溶着工程に係わる精度の高い溶着機構及び厳密な工程管理が要求され、生産コストを上昇させる要因となる。
【０００６】
また、発光部８８の封入ガスの封入条件を一定にして製品間の品質を良好に且つ一定に保つためには、発光部８８への封入ガスの導入及び狭径部８７と電極軸８４との溶着封止の工程において、発光部８８に導入される封入ガスのガス圧を高精度で且つ再現性良く設定することが必要となる。そのためには、例えば１０気圧程度の高圧の封入ガスの雰囲気中での狭径部８７と電極軸８４の加熱溶融から封止までの時間（例えば、数十ｍｓの単位）を短縮化することが要求される。もし、溶融のための加熱時間が長くなると雰囲気中の温度及び温度分布が変化して気圧が変化し、発光部８８内の封入ガスのガス圧を所望通りに且つ一定にすることができない可能性がある。そのため、封入ガスの導入及び封止工程に係わる時間精度の高い制御機構及び厳密な工程管理が必要となり、その結果、上記同様に生産コストを上昇させる要因となる。
【０００７】
そこで、電極軸８４を、金属パイプ８３の狭径部８７の先端部の位置近傍までの長さとし、この部分に放電管８１の中心軸Ｘ方向（長手方向）から、例えば、レーザ光を一点照射することにより短時間で狭径部８７の先端部と電極軸８４の先端部との溶着封止し、これにより発光部８８に導入される封入ガスのガス圧を高精度で且つ再現性良く設定することが考えられる。但し、この場合、製造工程中に発光部８８に対して電極８６の位置を保持しておくための電極保持手段及び外部電源に対する受電用の外部接続端子の取付手段が特別に必要となり、製造工程の複雑化及び製造工数の増加により生産効率が低下し、生産コストを上昇させることになる。
【０００８】
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、製造工程中において電極の位置決めを容易に保持できると共に、発光部の気密化のための溶着封止を短時間で行うことができ、且つ外部接続端子を容易に設けることができる高圧放電ランプの製造方法を実現して、製造コストを上昇させることなく信頼性の高い高圧放電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】
【０００９】
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、前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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おり、前記一対の外部通電体は夫々、環状の装着部と該装着部から延びる外部電極部を有し、前記装着部が前記一対の金属パイプの夫々の他端部の外側に覆い被さるように融着されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記外部通電体は板金のプレス加工又は金属線材の曲げ加工により形成されたものであることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項１又は請求項２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。
【００１２】
また、本発明の請求項４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、前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、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部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、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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】
【００１３】
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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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すると共にコイルの延長部が金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、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部の隙間を通して放電管内に封入ガスを導入し、その後、コイルの延長部を含む螺旋状部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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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】
【００１８】
【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の電極の使用方法の説明図である。
【図８】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】
【００１９】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図７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。
【００２０】
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、図３は図２の部分拡大図である。
【００２１】
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。
【００２２】
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の外側には該小径部３ｂ、４ｂに覆い被さるように外部通電体１５、１６が融着されており、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。
【００２３】
外部通電体１５、１６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ることが望ましく、環状の装着部１５ａ、１６ａと該装着部１５ａ、１６ａの夫々から紐状或いは帯状に延びる外部電極部１５ｂ、１６ｂからなっている。
【００２４】
電極６、７は、金属パイプ３、４及び外部通電体１５、１６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。
【００２５】
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線径のコイル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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図１及び図２に戻って、このように、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の夫々に電気的に接続された金属パイプ３、４に更に電気的に接続された外部通電体１５、１６が放電空間１０外に位置している。
【００３１】
放電ランプ１の支持固定及び点灯に際しては、外部通電体１５、１６の外部電極部１５ｂ、１６ｂが用いられる。つまり、外部通電体１５、１６の外部電極部１５ｂ、１６ｂは、構造的な支持固定部材としての働きと、電気的な外部接続電極としての働きの両方を兼ねるものである。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、図４（ｃ）の一対の電極及び一対の外部通電体のうち夫々の一方の電極及び外部通電体の準備工程において、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の先端部から先端電極部６ａ側に向けて、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。この時、コイル８の前記電極軸６ｂの先端部側の先端部８ｃは、電極軸６ｂに対して略鉛直方向に延びている。そして、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。
【００３６】
また、環状の装着部１５ａと該装着部１５ａから紐状或いは帯状に延びる外部電極部１５ｂからなる外部通電体１５を形成する。
【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に装着部１５ａを覆い被せるように外部通電体１５を装着し、その後、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の先端部８ｃを小径部３ｂの端面３ｄに当接させる。これにより、電極軸６ｂに装着されたコイル８が金属パイプ３の小径部３ｂの位置に位置して電極６の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めが行われる。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。
【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の端面３ｄ側に向けて中心軸Ｘ方向（長手方向）から、例えばレーザ光を短時間、一点集中照射して電極６の電極軸６ｂ、電極軸６ｂに装着されたコイル８、金属パイプ３の小径部３ｂ及び外部通電体１５の装着部１５ａ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、先端部８ｃを含む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すると共に、金属パイプ３と電極６と外部通電体１５との電気的接続に寄与し、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）の一対の電極及び一対の外部通電体のうち他方の電極及び外部通電体の準備工程において、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の先端部から先端電極部７ａ側に向けて、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。この時、コイル９の前記電極軸７ｂの先端部側の先端部９ｄは、電極軸７ｂに対して略鉛直方向に延びている。そして、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】
また、環状の装着部１６ａと該装着部１６ａから紐状或いは帯状に延びる外部電極部１６ｂからなる外部通電体１６を形成する。
【００４１】
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に装着部１６ａを覆い被せるように外部通電体１６を装着し、その後、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の先端部９ｄを小径部４ｂの端面４ｄに当接させる。これにより、電極軸７ｂに装着されたコイル９が金属パイプ４の小径部４ｂの位置に位置して電極７の、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）に対する位置決めが行われる。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。
【００４２】
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）。
【００４３】
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の端面４ｄ側に向けて中心軸Ｘ方向（長手方向）から、例えばレーザ光を短時間、一点集中照射して電極７の電極軸７ｂ、電極軸７ｂに装着されたコイル９、金属パイプ４の小径部４ｂ及び外部通電体１６の装着部１６ａ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、先端部９ｄを含む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すると共に、金属パイプ４と電極７と外部通電体１６との電気的接続に寄与し、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。
【００４４】
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。
【００４５】
ところで、上記高圧放電ランプ１の製造工程において、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）の位置決めを、電極軸６ｂ、７ｂに装着されたコイル８、９の夫々の先端部８ｃ、９ｄを金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの夫々の端面３ｄ、４ｄに当接させることにより行い、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。
【００４６】
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を介して電極６、７の夫々の先端電極部６ａ、７ａが放電空間１０内の所定の位置に精度良く且つ再現性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。
【００４７】
また、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、放電管２の中心軸Ｘ方向（長手方向）から金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの端面３ｄ、４ｄ側に向けたレーザ光による短時間の一点集中照射によって、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。
【００４８】
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。それと同時に、小径部３ｂ、４ｂと電極軸６ｂ、７ｂとの溶着が短時間でおこなわれるため、この溶着が行われる高圧の封入ガスの雰囲気の温度及び温度分布が変化することがなく、気圧の変化もない。そのため、放電空間１０内の封入ガスのガス圧を所望通りに且つ一定にすることができ、放電特性の再現性が良好な高品質の放電ランプを実現することができる。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
ところで、上記外部通電体１５、１６はその形状から板金のプレス加工により簡単に形成することができるが、図６のような形状とすることによっても簡単に形成することができる。
【００５３】
それは、外部通電体２０、２１を、所定の線径の金属線材を曲げ加工して、内径を金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの外径と略同一とすると共に所定の巻線ピッチ及び巻線数とする螺旋状の装着部２０ａ、２１ａと装着部２０ａ、２１ａから所定の長さだけ延びる外部電極部２０ｂ、２１ｂとで構成するものである。
【００５４】
この外部通電体２０、２１は、金属線材からなる螺旋状の装着部２０ａ、２１ａが上記外部通電体１５、１６の環状の装着部１５ａ、１６ａに相当し、同様に金属線材からなる外部電極部２０ｂ、２１ｂが紐状或いは帯状の外部電極部１５ｂ、１６ｂに相当する。そして、図７のように、金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂの外側に該小径部３ｂ、４ｂに覆い被さるように外部通電体２０、２１の装着部２０ａ、２１ａを融着するものである。
【００５５】
これにより、金属線材を曲げ加工して形成された外部通電体２０、２１は、板金のプレス加工により形成された外部通電体１５、１６と製造上及び製品上において同等の機能、作用及び効果を奏するものである。
【００５６】
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、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。
【００５７】
この場合、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可能になる。
【符号の説明】
【００５８】
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
３ｄ… 端面
４… 金属パイプ
４ａ… 挿入部（挿入封着部）
４ｂ… 小径部
４ｃ… 内周面
４ｄ… 端面
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
８ｃ… 先端部
９… コイル
９ａ… 溶融部
９ｂ… コイル部
９ｃ… 隙間
９ｄ… 先端部
１０… 放電空間
１１… 封入ガス
１５… 外部通電体
１５ａ… 装着部
１５ｂ… 外部電極部
１６… 外部通電体
１６ａ… 装着部
１６ｂ… 外部電極部
２０… 外部通電体
２０ａ… 装着部
２０ｂ… 外部電極部
２１… 外部通電体
２１ａ… 装着部
２１ｂ… 外部電極部
【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、
前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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おり、
前記一対の外部通電体は夫々、環状の装着部と該装着部から延びる外部電極部を有し、前記装着部が前記一対の金属パイプの夫々の他端部の外側に覆い被さるように融着されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記外部通電体は板金のプレス加工又は金属線材の曲げ加工により形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
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又は請求項２のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
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、
前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、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部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、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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、
前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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おり、
前記一対の外部通電体は夫々、環状の装着部と該装着部から延びる外部電極部を有し、前記装着部が前記一対の金属パイプの夫々の他端部の外側に覆い被さるように融着されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記外部通電体は板金のプレス加工又は金属線材の曲げ加工により形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
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又は請求項２のいずれかに記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
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、
前記一対の金属パイプの他端部に融着された一対の外部通電体と、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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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、螺旋状部と該螺旋状部から延びる延長部からなる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と共に、前記コイルの延長部が前記金属パイプの他端部の端面に当接した状態で、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部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、前記コイルの前記延長部を含む前記螺旋状部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２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１５５９６０（Ｐ２０１２−１５５９６０Ａ）
【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２０１１−１３１４１（Ｐ２０１１−１３１４１）
【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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