高輝度放電灯用セラミックチューブ及びその製造方法
【課題】高輝度放電灯用セラミックチューブを構成する際、中空体に形成された挿入孔に対するプラグ部材の傾きを防止し、電極挿入部が同軸上で対向するようにする。
【解決手段】仮焼体である中空体２２の本体部２８には、プラグ部材２６が挿入される入口から内部に至るにつれてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部３６を含む挿入孔２４が形成される。一方、プラグ部材２６は、その径が前記入口に比して小さく設定された円盤形状部４６を有する。この円盤形状部４６が前記入口から挿入孔２４に挿入し、焼成により一体化する際、その側壁が挿入孔２４の最も径の小さい部分の内壁から接合が開始する。
【解決手段】仮焼体である中空体２２の本体部２８には、プラグ部材２６が挿入される入口から内部に至るにつれてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部３６を含む挿入孔２４が形成される。一方、プラグ部材２６は、その径が前記入口に比して小さく設定された円盤形状部４６を有する。この円盤形状部４６が前記入口から挿入孔２４に挿入し、焼成により一体化する際、その側壁が挿入孔２４の最も径の小さい部分の内壁から接合が開始する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空体に対してプラグ部材を挿入し、さらに、焼成処理を施すことで得られる高輝度放電灯用セラミックチューブ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックメタルハライドランプは、高輝度放電灯用セラミックチューブ（以下、単に「チューブ」と表記することもある）の内部に挿入された一対の電極で金属ハロゲン化物をイオン化し、これにより放電発光を得るものである。
【０００３】
この種のチューブは複数の部材を組立て作製するものや、単一の部材として一体的に作製されるもの、２個の部材を接合して作製するもの等、各種のものが開示されている。これらの中の一つとして、図１１に示すチューブ１が挙げられる。このチューブ１は、一端に開口が形成されることに伴って有底の挿入孔２が形成された中空体３と、前記挿入孔２に挿入されるプラグ部材４とを組み立てることによって作製されるものである。
【０００４】
この中の中空体３は、略円筒形状の本体部５と、本体部５の一方を閉塞する閉塞部６と、前記閉塞部６の一端面から突出形成された長尺な第１電極挿入部７とからなり、一方、プラグ部材４は、その側壁が挿入孔２の内壁に接合される円盤形状部８と、前記円盤形状部８の一端面から突出形成された長尺な第２電極挿入部９とからなる。
【０００５】
以上のように構成される中空体３及びプラグ部材４は、一般的には、透光性アルミナセラミックスからなる。なお、図１１における参照符号１０、１１はいずれも、図示しない一対の電極の一方を通すための挿通孔である。
【０００６】
図１１から諒解されるように、第１電極挿入部７（挿通孔１０）と第２電極挿入部９（挿通孔１１）は互いに同軸上で対向している。このため、挿通孔１０、１１に挿入される図示しない電極同士も互いに対向する。
【０００７】
これら中空体３及びプラグ部材４は、特許文献１、２に記載されるように、押出成形やプレス成形によって個別に作製され、次に、予め焼成処理が施されて収縮したプラグ部材４の円盤形状部８を中空体３の前記挿入孔２の入口近傍に挿入した後、この状態の両部材３、４に対して焼成処理を施すことで得られる。後者の焼成処理により中空体３が焼結して収縮し、挿入孔２の内壁と円盤形状部８の側壁とが一体的に接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１７８０７号公報
【特許文献２】特開平１０−１２５２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の図２、及び特許文献２の図２からも容易に諒解されるように、従来から、この種のチューブ１では、挿入孔２において、円盤形状部８が挿入される入口近傍を一定径にしている。このような構成においては、図１１に示すように、円盤形状部８が傾斜した状態で挿入孔２に接合されることがある。
【００１０】
これは、中空体３が焼結により徐々に収縮して円盤形状部８と接合される際、両者の接合が開始する位置が一定でないことに起因する。すなわち、円周上のある一点で、中空体３における挿入孔２の入口側で接合が開始する一方で該挿入孔２の内部側が未接合であった場合、中空体３がさらに収縮して内部側が接合されるまでは、中空体３の軸線方向の収縮は、接合されている入口側に向かって起こる。仮に、円周上の別の点で、中空体３の内部側で接合が開始した場合には、中空体３の軸線方向の収縮は内部側に向かって起こる。このような現象が同一製品の異なる円周上の点で同時に起こった場合、入口側から接合が開始された点では中空体３の端部と円盤形状部８の端部が略同じ高さで接合され、内部側から接合が開始された点では、円盤形状部８の端部が中空体３の端部から突出することになる。その結果として、円盤形状部８が傾斜することになる。
【００１１】
この場合、中空体３の第１電極挿入部７の軸線に対し、プラグ部材４の第２電極挿入部９の軸線が傾斜する。すなわち、挿通孔１０に挿入される電極と、挿通孔１１に挿入される電極とが互いに同軸上で対向しなくなり、ランプ組立の際、電極挿入時の破損の原因となったり、ランプ放電の不安定を引き起こす原因となったりする。また、電極の位置が不安定となるため、放電のアーク位置のばらつきが大きくなるため配光制御が難しくなる。
【００１２】
加えて、中空体３の挿入孔２とプラグ部材４の円盤形状部８が接合する際、挿入孔２の入口側と内部側とで先行して接合が開始され、中央部がやや遅れて接合されることもある。このような場合には、接合部の中央付近が閉塞空間となるために該閉塞空間に空気が残留し、その結果、接合後の該部位に空隙が形成されてしまうことにより、グレアの原因となる散乱光の発生やランプ寿命の低下が惹起される。特に、プラグ部材４をプレス成形により作製する場合、円盤形状部８の中央部付近の径が小さくなる傾向があるためにこの問題が顕著となる。
【００１３】
また、この種のチューブ１においては中空体３の閉塞部６とプラグ部材４の円盤形状部８が同一の線透過率で、且つ中空体３の本体部５に比べ低くなるように構成されており、主たる光の出射は本体部５に限られていた。このため、例えば、反射鏡と組み合わせて一方向に光を配光させるようなランプとして使用する場合、反射鏡側の軸線方向への光の出射が得られず、配光の制御がし難いといった問題があった。
【００１４】
この点に関し、特開２００６−９３０４６号公報には、３つの部品を組み合わせて中空体の本体部相当部分とプラグ部材の円盤形状部（又は中空体の閉塞部）相当部分で異なる透過率を持つチューブにより配光性を改善する手段も開示されているが、軸線方向への光の出射が得られない点では同様であった。
【００１５】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、製造時に破損等を引き起こすことなく、電極同士を互いに対向させることが容易で、散乱光によるグレアの発生の恐れがなく、配光制御のし易い高輝度放電灯用セラミックチューブ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するために、本発明は、略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブにおいて、
前記開口は、前記プラグ部材が挿入される前、該プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有し、
前記プラグ部材が挿入された後に該プラグ部材の外壁が前記開口の内壁に接合されることを特徴とする。
【００１７】
テーパー状縮径部を具備するように形成された開口にプラグ部材を挿入する場合、接合の開始点は、開口の内壁とプラグ部材の外壁との距離が小さい内部側で一定となるため、該内部側の点から接合が開始される。以降、接合が開口の入口側まで進行し、全体の接合が完了するまでの中空体の軸線方向の収縮は円周上の全ての点で内部側に向かって起こることになり、前述のようなプラグ部材の傾斜を回避することが可能となる。
【００１８】
すなわち、本発明によれば、前記電極挿入部同士が同軸上で対向するかたちとなり、その各々に挿入される電極同士を容易に対向させることができる。換言すれば、電極同士の軸ズレを回避することが容易である。また、接合が内部側から開口側に向けて空気を押し出しながら順次進行するため、中央部に空隙が残ることがなくなる。
【００１９】
この効果は、プラグ部材が略一定の外径を持つ円盤形状部を有する場合に特に顕著となる。
【００２０】
この場合、上記した効果を得るべく、テーパー状縮径部の内壁と円盤形状部の外壁とのなす角度を０．５°〜４°の範囲に設定することが好ましい。
【００２１】
中空体は、前記本体部の外壁に、前記テーパー状縮径部に対応して縮径した対応テーパー状縮径部が設けられたものであることが好ましい。この場合、中空体の肉厚が小さくなるので、該中空体、ひいては高輝度放電灯用セラミックチューブの小型化・軽量化を図ることができるからである。
【００２２】
また、本体部の外壁と閉塞部の外壁との間に面取り部を介在することが好ましい。面取り部を成形する場合、成形型にも面取り部を形成する。この場合、スラリーは、直角に形成された成形型に比して容易に充填される。その結果、気泡が発生し難くなるので、光が散乱し難い、配光制御のし易い中空体を得ることができる。
【００２３】
また、前記中空体と前記プラグ部材の直線透過率を互いに相違させることが好ましい。このように、中空体の本体部と閉塞部、及びプラグ部材の円盤形状部の直線透過率を相違させることにより、配光を制御することが容易となる。
【００２４】
直線透過率を相違させるためには、例えば、プラグ部材をプレス成形によって作製する一方、中空体をゲルキャスト法によって作製するようにすればよい。ゲルキャスト法によれば、プレス成形に比してセラミック粒子の密度分布が均質な成形体を得ることが可能である。密度分布の均質な成形体では、各部における焼成時の収縮速度のばらつきが小さくなるので、微細な気泡の混入を防ぐことができる。このため、緻密な焼結体が得られ、直線透過率が高くなる。また、少なくとも中空体を特願２００９−２０７９４１号の明細書に記載したような透過率の高い材料で作製することで、より顕著な効果が得られる。
【００２５】
以上の場合において、プラグ部材よりも中空体の直線透過率を高くする方が好ましい。このように構成することにより、配光を制御することが容易となる。
【００２６】
さらに、中空体の本体部と閉塞部、及びプラグ部材の円盤形状部の各々の肉厚を互いに相違させることで両者の直線透過率を相違させるようにしてもよい。
【００２７】
すなわち、例えば、閉塞部の肉厚をプラグ部材（特に、円盤形状部）に比して小さくすればよい。この場合、前記閉塞部の直線透過率が前記プラグ部材に比して高くなる。このとき、本体部の肉厚を閉塞部に比して小さくしておけば、プラグ部材（円盤形状部）、閉塞部、本体部の順で直線透過率が高くなり、例えば、反射鏡と組み合わせて一方向に配光させる場合の配光がし易くなる。なお、この場合、少なくとも中空体をプレス成形や射出成形によって成形すると、薄肉化を図ることや、薄肉部と厚肉部の比を大きくすることが困難である。従って、ゲルキャスト法が有利である。
【００２８】
これとは逆に、閉塞部の肉厚をプラグ部材の円盤形状部に比して大きくするようにしてもよいことは勿論である。この場合、前記中空体の直線透過率が前記プラグ部材に比して低くなる。
【００２９】
また、本発明は、略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブの製造方法において、
前記中空体として、前記プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有するものを用い、且つ前記プラグ部材として、外径が略一定である円盤形状部を有するとともに、前記テーパー状縮径部の内壁と前記プラグ部材の円盤形状部の外壁とのなす角度が０．５°〜４°であるものを用い、前記開口に前記円盤形状部を挿入する工程と、
前記プラグ部材の外壁を前記開口の内壁に接合する工程と、
を有することを特徴とする。
【００３０】
このような過程を経ることにより、プラグ部材が傾斜することを回避し得る。このため、電極挿入部同士、ひいては電極同士を同軸上で対向させることが容易となり、結局、電極同士の軸ズレを回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、中空体の開口にテーパー状縮径部を形成するようにしているので、該開口に挿入されるプラグ部材の電極挿入部の軸線と、前記中空体の電極挿入部の軸線とを一致させることができる。このため、各電極挿入部に挿入される電極同士を容易に対向させることができるので、アークの位置や形状が安定する。
【００３２】
また、中空体の閉塞部に気泡が存在することや接合部に空隙が残留することが回避されるため散乱光の発生が抑制されており、加えて、中空体とプラグ部材の直線透過率を互いに相違させるようにしているので、配光を制御することも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態に係る高輝度放電灯用セラミックチューブを構成するための中空体と、該中空体に形成された有底の挿入孔（開口）に挿入されるプラグ部材とを長手方向に沿って示した概略縦断面平面図である。
【図２】成形型に直交する部位がある場合のスラリーの充填状態を示した要部断面図である。
【図３】成形型に湾曲部（面取り部）がある場合のスラリーの充填状態を示した要部断面図である。
【図４】プラグ部材の円盤形状部の側壁が中空体の挿入孔の内壁に対して点接触で接触した状態を示す要部拡大縦断面平面図である。
【図５】前記円盤形状部の側壁を前記挿入孔の内壁に接合している状態を示す要部拡大縦断面平面図である。
【図６】前記円盤形状部の側壁と前記挿入孔の内壁とが接合されて得られた高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【図７】前記高輝度放電灯用セラミックチューブに一対の電極が挿入されて形成されたセラミックメタルハライドランプの概略縦断面平面図である。
【図８】別の実施の形態に係る高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【図９】また別の実施の形態に係る高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【図１０】実施例１〜７、比較例１、２のチューブの諸特性を示した図表である。
【図１１】従来技術に係る高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る高輝度放電灯用セラミックチューブ及びその製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においても、高輝度放電灯用セラミックチューブを単にチューブと表記することもある。
【００３５】
図１は、本実施の形態に係るチューブ２０を構成するための中空体２２と、該中空体２２に形成された開口（有底の挿入孔２４）に挿入されるプラグ部材２６とを長手方向に沿って示した概略縦断面平面図である。なお、図１における中空体２２は収縮代を有する成形体又は仮焼体であり、一方、プラグ部材２６は、既に仮焼が施されている仮焼体であるか、又は、成形密度の調整がされ、中空体２２に比べて収縮代の少ない成形体である。
【００３６】
中空体２２は、略有底椀形状の本体部２８と、該本体部２８の一方を閉塞する閉塞部２９と、該閉塞部２９の一端面から突出形成された長尺な第１電極挿入部３０とからなる。この中、第１電極挿入部３０には挿通孔３２が形成され、後述する通り、該挿通孔３２には第１電極３４（図７参照）が通される。
【００３７】
本体部２８の一端に開口が形成されることにより、有底の挿入孔２４が形成される。この挿入孔２４は、プラグ部材２６の円盤形状部４６が挿入される入口から内部に至るにつれてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部３６を有する（図１参照）。挿入孔２４のテーパー状縮径部３６のテーパー角度αは、好ましくは０．５°〜４°、より好ましくは０．５°〜２°に設定される。なお、挿入孔２４の底部３８は、この場合、平坦面として形成される。
【００３８】
挿入孔２４の内径と、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径は、それぞれを単独で焼成した場合、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径の方が、挿入孔２４の内径に比べて１〜１０％大きくなるように設計されている。この寸法差により、本体部２８と、挿入孔２４に挿入されたプラグ部材２６とを同時に焼成した場合、両者の間に圧着力が生じて強固に接合される。前記テーパー角度αが過度に大きいと、挿入孔２４の開口側の焼きばめ率と内部側の焼きばめ率の差が大きくなり、開口側の接合が不十分となったり、内部側が過度に焼きばめされるためにクラックが生じたりする等の不具合が発生する懸念がある。また、０．５°以下であると、プラグ部材２６の傾斜を防止することや、接合部に空隙が形成されることを回避することが容易ではなくなる。このため、テーパー角度αは上記した範囲が好ましい。
【００３９】
本体部２８の外壁は、テーパー状縮径部３６に対応してテーパー状に縮径した対応テーパー状縮径部４０を有する。すなわち、本体部２８の外壁も、挿入孔２４が縮径するにつれて縮径する。このため、本体部２８における挿入孔２４の内壁から外壁に至るまでの距離、換言すれば、本体部２８の肉厚Ｔは、部位に関わらず略均等である。
【００４０】
閉塞部２９の外壁も、本体部２８から第１電極挿入部３０に向かうにつれて縮径している。閉塞部２９のテーパー角度θ（閉塞部２９の延在方向と第１電極挿入部３０の延在方向とがなす角度）は、好ましくは７５°〜８５°に設定される。すなわち、閉塞部２９には、テーパー状縮径部３６から第１電極挿入部３０に至るまで、対応テーパー状縮径部４０に比してテーパー角度が大きな大テーパー状縮径部が設けられる。また、閉塞部２９と本体部２８との間には、面取り部４４が介在される。すなわち、閉塞部２９と本体部２８とは、面取り部４４を介して連結される。
【００４１】
一方のプラグ部材２６は、その側壁が挿入孔２４の内壁に接合される円盤形状部４６と、前記円盤形状部４６の一端面から突出形成された長尺な第２電極挿入部４８とからなる。この中の円盤形状部４６は、その厚み方向に沿って等径に設定されている。勿論、円盤形状部４６の径は、単独で焼成した場合には挿入孔２４より大径であるが、組み立ての段階では、仮焼を施すか、又は、焼成収縮率を調整する（中空体に比べ収縮率を小さくしておく）ことにより、挿入孔２４の入口の径に比して小径に設定されている。
【００４２】
ここで、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径をテーパー状に縮径する場合においても、中空体２２の挿入孔２４をテーパー状に縮径した場合と同様の効果が得られるが、焼きばめの際、最初に接合が開始される点が鋭角となるために過度の応力が作用する。このことに起因して、クラックや接合部のカケが発生する懸念がある。これを回避するべく、円盤形状部４６の外径は等径（±０．５°以内）であることが好ましい。
【００４３】
また、第２電極挿入部４８には挿通孔５０が形成され、該挿通孔５０には第２電極５２（図７参照）が通される。
【００４４】
ここで、中空体２２とプラグ部材２６は、透過率が互いに相違する材料からなる。このため、中空体２２における本体部２８及び閉塞部２９の直線透過率と、プラグ部材２６における円盤形状部４６の直線透過率とが互いに相違する。好適には、プラグ部材２６の透過率の方が中空体２２に比して小さく設定される。
【００４５】
中空体２２とプラグ部材２６の透過率をこのように相違させるには、例えば、中空体２２をプラグ部材２６よりも緻密化すればよい。直線透過率は、緻密化されているほど大きくなるからである。具体的には、プラグ部材２６を、例えば、プレス成形によって作製し、一方、中空体２２を、プレス成形よりも緻密化し得る手法、例えば、ゲルキャスト法で作製すればよい。加えて、特願２００９−２０７９４１号の明細書に記載したような高透過率材料を用いると、顕著な効果が得られる。
【００４６】
又は、中空体２２の閉塞部の厚みをプラグ部材２６の円盤形状部４６よりも小さくするようにしてもよい。この場合、透過率向上の観点から、本体部２８の肉厚は０．７ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることが一層好ましい。なお、０．３ｍｍ以下となると強度が低下し、ランプとしての使用に耐えない。また、部分ごとの透過率を相違させる観点から、薄肉部と厚肉部の比は１：２以上であることが好ましく、１：３以上であることが一層好ましい。
【００４７】
このように構成されるチューブ２０は、例えば、以下のようにして得ることができる。
【００４８】
先ず、中空体２２はゲルキャスト法によって作製される。すなわち、中空体２２を得るためのセラミックス等の粉末を水等の気散性液体に分散させてスラリーとし、このスラリーを成形型内に充填して硬化する手法である。
【００４９】
閉塞部２９と本体部２８との交差角度が直角である場合、図２に示すように、成形型６０における閉塞部２９と本体部２８との交差部位を成形する箇所も直角をなすように形成されるが、この場合、中空体２２の原材料であるスラリー６２が十分に充填されないことがある。このような事態が生じると、中空体２２に気泡が生じ、その結果、光が散乱し易くなることが懸念される。
【００５０】
しかしながら、閉塞部２９と本体部２８との間に面取り部４４が介在する本実施の形態では、図３に示すように、成形型６０にも面取り部６６が形成される。スラリー６２は面取り部６６に沿って流動するので、この場合、成形型６０にスラリー６２が十分に充填される。従って、中空体２２に気泡が生じたり、このために光が散乱するという懸念を払拭し得る。
【００５１】
この効果を得るためには、閉塞部２９のテーパー角度θが７５°〜８５°であることが好ましい。７５°未満であると、閉塞部２９の熱容量が増大するためにランプ効率が低下する。また、８５°を超えると、気泡が生じることを回避することが容易でなくなる。
【００５２】
一方のプラグ部材２６は、例えば、プレス成形によって得ることができる。勿論、ゲルキャスト法を行うようにしてもよい。
【００５３】
得られたプラグ部材２６の円盤形状部４６の径が中空体２２の挿入孔２４に比して大きい場合には、仮焼処理が施される。この仮焼処理により、プラグ部材２６の焼結が進行するとともに、該プラグ部材２６が十分に収縮する。焼成収縮率の調整により、中空体２２の挿入孔２４に比して径が小さい場合は、この処理は不要である。
【００５４】
チューブ２０を作製するに際しては、中空体２２の挿入孔２４に対してプラグ部材２６の円盤形状部４６を挿入し、組み立て体とする。
【００５５】
上記したように、円盤形状部４６の径は挿入孔２４の入口の径に比して小さく設定され、且つ挿入孔２４のテーパー状縮径部３６はテーパー状に縮径している。この組み立て体を同時に仮焼した場合、予め仮焼が施された（又は焼成収縮率が調整された）プラグ部材２６の収縮に比べ中空体２２の収縮量の方が大きいため、徐々に両者のすき間が小さくなり、両者が接触する。
【００５６】
このとき、円盤形状部４６と挿入孔２４の内壁とは、断面で見た場合、図４に黒丸（●）で表すように、内部側の点で互いに接触し、接合が開始される。この接触及び接合によって、円盤形状部４６と本体部２８とが互いに位置決め固定される。
【００５７】
接合開始後も中空体２２の収縮が進行するため、軸方向に見れば、図４に黒丸（●）で表された内部側の点、換言すれば、接合によって両者が位置決め固定された点に向かって本体部２８が収縮する。従って、接合範囲が前記点（挿入孔２４の内部）から開口側に広がっていく。最終的に、図５に示すように、円周方向の収縮によって中空体２２の内壁に対してプラグ部材２６の外壁全体が接合され、その結果、接合体が得られる。なお、テーパー状縮径部３６の内部側では、プラグ部材２６に対する焼き締め力が比較的大きく、一方、テーパー状縮径部３６の入口側では、プラグ部材２６に対する焼き締め力が比較的小さい。この状態で、次に、この接合体に対する焼成処理が実施される。
【００５８】
焼成処理が進行するに従い、面接触した円盤形状部４６の側壁と挿入孔２４の内壁とが一体化する。これにより、図６に示すように、プラグ部材２６の側壁が挿入孔２４の内壁に接合したチューブ２０が得られる。このチューブ２０にも、テーパー状縮径部３６が残留する（特に図５参照）。
【００５９】
このチューブ２０では、第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８とが互いに対向する。換言すれば、軸線同士が一致する。円盤形状部４６が挿入孔２４（テーパー状縮径部３６）の内壁に、図４に黒丸（●）で表された点で接触した状態では、第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の軸線同士が一致している。この状態から開口側に向かい、接合が徐々に進み、円盤形状部４６が挿入孔２４の内壁に接合されるからである。
【００６０】
加えて、このチューブ２０の接合部分に空隙も認められない。上記から諒解されるように、接合部が空気を内包した状態で閉塞されることがないからである。
【００６１】
その後、図７に示すように、第１電極挿入部３０に第１電極３４が挿入される一方、第２電極挿入部４８に第２電極５２が挿入され、セラミックメタルハライドランプ７０が構成される。上記したように、第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の軸線同士が一致しているので、第１電極３４と第２電極５２が同一軸線上で互いに対向する。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、第１電極３４と第２電極５２を互いに対向させることができる。
【００６３】
このセラミックメタルハライドランプ７０では、第１電極３４と第２電極５２の間に通電がなされることにより、挿入孔２４に封入された金属ハロゲン化物がイオン化される。これに伴って、放電発光が得られる。
【００６４】
しかも、本実施の形態では、上記したように中空体２２を得る際の気泡や、接合部に残る空隙が発生し難い。換言すれば、中空体２２に含まれる気泡や接合部の空隙は極僅かである。従って、発光中の熱衝撃によって気泡や空隙を起点とするクラックが生じることや、リークによるランプ寿命低下を回避することができるとともに、気泡や空隙によって光が散乱することを回避することができる。
【００６５】
散乱光を抑制し得ることは、配光を行う際に有効である。散乱光は、適正な配光を阻害するからである。
【００６６】
また、中空体２２の直線透過率がプラグ部材２６に比して高いので、配光制御を行うことも容易である。すなわち、直線透過率を相違させることにより、例えば、発光光中のグレアの原因となる部分を除去するための遮光膜や金属板を取り付けることなく配光制御を容易に行うことができるようになる。
【００６７】
さらに、本体部２８と閉塞部２９との間に面取り部４４を設ける（本体部２８と閉塞部２９との間を湾曲させる）ことによって、光が散乱することを一層抑制することができる。これにより、配光性が向上するので好ましい。
【００６８】
上記した実施の形態の他、中空体２２の肉厚をプラグ部材２６よりも小さくするようにしてもよい。これにより中空体２２からの透過率が向上するので、中空体２２からの出射光を利用し易くなる一方、プラグ部材２６からの出射が抑制されるため、配光性が向上する。
【００６９】
また、図８に示すように、略半楕円形状の中空体８０と、挿入孔２４に臨む側の端面が湾曲凹面として形成された湾曲閉塞部８２を有するプラグ部材８４とを組み合わせて形成されたチューブ８６であってもよい。
【００７０】
さらに、図９に示すように、閉塞部２９の内壁（挿入孔２４の底面３８）を、第１電極挿入部３０に向かってテーパー状に縮径させた中空体９０を有するチューブ９２であってもよい。この場合、第１電極３４と閉塞部２９の内壁（挿入孔２４の底面３８）との離間距離が大きくなる。これによりチューブ９２内の発光中の温度分布が略均一化されるので、色温度が安定してランプ特性が向上するという利点がある。
【実施例】
【００７１】
［実施例１］
図１に示す高輝度放電灯用セラミックチューブを、上記した方法で作製した。ただし、中空体２２の成形スラリーとして、以下の成分を混合したスラリーを調製した。
【００７２】
（原料粉末）
・比表面積３．５〜４．５ｍ２／ｇ、平均一次粒子径０．３５〜０．４５μｍのα−アルミナ粉末 １００重量部
・ＭｇＯ（マグネシア） ０．０２５重量部
・ＺｒＯ２（ジルコニア） ０．０４０重量部
・Ｙ２Ｏ３（イットリア） ０．００１５重量部
（分散媒）
・グルタル酸ジメチル ２７重量部
・エチレングリコール ０．３重量部
（ゲル化剤）
・ＭＤＩ樹脂 ４重量部
（分散剤）
・高分子界面活性剤 ３重量部
（触媒）
・Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノヘキサノール ０．１重量部
【００７３】
このスラリーを、アルミニウム合金製の型に室温で注型した後、室温で１時間放置した。次いで４０℃で３０分放置し、固化を進行させてから離型した。さらに、室温、次いで９０℃の各々にて２時間放置して、中空体２２を得た。この際、挿入孔２４のプラグ部材２６と接合される部分のテーパー角度αを０．５°、閉塞部２９のテーパー角度θを８５°とし、本体部２８と閉塞部２９との間が面取り部４４を介して連なるように調整した。また、本体部２８の肉厚が０．５ｍｍとなるように調整した。
【００７４】
次に、プラグ部材２６の成形用粉末を作製するため、以下の成分を混合したスラリーを調製した。
【００７５】
（原料粉末）
・比表面積３．５〜４．５ｍ２／ｇ、平均一次粒子径０．３５〜０．４５μｍのα−アルミナ粉末 １００重量部
・ＭｇＯ（マグネシア） ０．０２５重量部
・ＺｒＯ２（ジルコニア） ０．０４０重量部
・Ｙ２Ｏ３（イットリア） ０．００１５重量部
（分散媒）
・純水 ５０重量部
（造粒バインダー）
・ＰＶＡ樹脂 ２重量部
・ＰＥＧ樹脂 ０．５重量部
【００７６】
このスラリーを、ボールミルによって１時間粉砕・混合し、スプレードライヤーによって２００℃付近で乾燥させ、平均粒径約７０μｍの造粒粉末を得た。
【００７７】
この造粒粉末を、１０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力下でプレス成形し、プラグ部材２６を得た。この際、円盤形状部４６の外径は等径となるようにし、且つ厚みが１．５ｍｍとなるように調整した。
【００７８】
また、中空体２２とプラグ部材２６とを別々に焼成したときに、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径の方が、中空体２２の挿入孔２４の径の１．００１倍〜１．０１０倍となるように、両者の寸法を調整した。
【００７９】
次いで、プラグ部材２６を１２００℃で仮焼して収縮させた後、円盤形状部４６を中空体２２の挿入孔２４に挿入し、組み立て体を得た。この組み立て体を１２００℃で仮焼して中空体２２を収縮させることで両者を接合し、接合体を得た。
【００８０】
この接合体を水素雰囲気下で１８００℃で焼成することによって中空体２２とプラグ部材２６を一体化し、高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を得た。
【００８１】
このチューブ２０における第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．３ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００８２】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８は１５％、閉塞部２９は８％で散乱光は見られなかった。
【００８３】
［実施例２〜４］
中空体２２の挿入孔２４のテーパー角度αを１°、２°、４°とした以外は実施例１に準拠し、３種類の高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。
【００８４】
このチューブ２０における第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、いずれも０．２ｍｍであった。また、接合部の空隙は、それぞれ、０％、０％、１０％であり、中空体２２の閉塞部２９には気泡は認められなかった。
【００８５】
さらに、各チューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、各プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、各中空体２２の本体部２８は１５％、閉塞部２９は８％で散乱光は見られなかった。
【００８６】
［実施例５］
閉塞部２９のテーパー角度θを７５°とした以外は実施例１に準拠し、高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。このチューブ２０における第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．３ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００８７】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８は１５％、閉塞部２９は３％で散乱光は見られなかった。
【００８８】
［実施例６］
実施例１と同様の方法で中空体２２を作製する一方、該中空体２２と同じスラリーを用いてプラグ部材２６を作製した。その後、実施例１に準拠して組み立て、接合を行い、高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。ただし、中空体２２の挿入孔２４のテーパー角度を１°とするとともに、本体部２８の肉厚を０．５ｍｍとし、さらに、中空体２２の閉塞部２９を楕円形状とした。また、プラグ部材２６の円盤形状部４６の肉厚が１．５ｍｍとなるように調整した。
【００８９】
このチューブ２０の第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．２ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００９０】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８、閉塞部２９の双方とも１５％で散乱光は見られなかった。
【００９１】
［実施例７］
実施例６と同様の方法で高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。ただし、本体部２８の肉厚を０．７ｍｍとし、プラグ部材２６の円盤形状部４６の肉厚が１．４ｍｍとなるように調整した。
【００９２】
このチューブ２０の第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．２ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００９３】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８、閉塞部２９の双方とも１０％で散乱光は見られなかった。
【比較例】
【００９４】
［比較例１］
中空体の挿入孔のテーパー角度αを０°、閉塞部のテーパー角度θを９０°とし、且つ本体部と閉塞部の間に面取り部を設けなかった以外は実施例１と同様にして、高輝度放電灯用セラミックチューブを作製した。
【００９５】
このチューブにおける第１電極挿入部と第２電極挿入部の同軸度は０．８ｍｍであった。また、接合部の空隙は全体の面積の２５％であり、中空体の閉塞部には複数の気泡が含まれていた。
【００９６】
このチューブの各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材の円盤形状部は１％以下、中空体の本体部は１５％とほとんど光を通さなかったが、閉塞部には散乱光が認められ、直線透過率も０〜８％とばらつきがあった。
【００９７】
［比較例２］
実施例１と同様の方法で高輝度放電灯用セラミックチューブを作製した。ただし、中空体の挿入孔のテーパー角度が５°、閉塞部のテーパー角度が７０°となるように調整した。
【００９８】
このチューブにおける第１電極挿入部と第２電極挿入部の同軸度は０．２ｍｍであったが、接合部の空隙は挿入孔の開口側で特に顕著であり、全体の面積の５０％以上見られた。なお、中空体の閉塞部には気泡が認められなかった。
【００９９】
また、このチューブの各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材の円盤形状部は１％以下とほとんど光を通さず、中空体の本体部は１５％、閉塞部は１％を下回る値で散乱光は見られなかった。
【０１００】
以上の結果を、図１０に併せて示す。
【符号の説明】
【０１０１】
２０、８６、９２…チューブ ２２、８０、９０…中空体
２４…挿入孔 ２６、８４…プラグ部材
２８…本体部 ２９…閉塞部
３０…第１電極挿入部 ３４…第１電極
３６…テーパー状縮径部 ４０…対応テーパー状縮径部
４４…面取り部 ４６…円盤形状部
４８…第２電極挿入部 ５２…第２電極
７０…セラミックメタルハライドランプ発光管
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空体に対してプラグ部材を挿入し、さらに、焼成処理を施すことで得られる高輝度放電灯用セラミックチューブ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックメタルハライドランプは、高輝度放電灯用セラミックチューブ（以下、単に「チューブ」と表記することもある）の内部に挿入された一対の電極で金属ハロゲン化物をイオン化し、これにより放電発光を得るものである。
【０００３】
この種のチューブは複数の部材を組立て作製するものや、単一の部材として一体的に作製されるもの、２個の部材を接合して作製するもの等、各種のものが開示されている。これらの中の一つとして、図１１に示すチューブ１が挙げられる。このチューブ１は、一端に開口が形成されることに伴って有底の挿入孔２が形成された中空体３と、前記挿入孔２に挿入されるプラグ部材４とを組み立てることによって作製されるものである。
【０００４】
この中の中空体３は、略円筒形状の本体部５と、本体部５の一方を閉塞する閉塞部６と、前記閉塞部６の一端面から突出形成された長尺な第１電極挿入部７とからなり、一方、プラグ部材４は、その側壁が挿入孔２の内壁に接合される円盤形状部８と、前記円盤形状部８の一端面から突出形成された長尺な第２電極挿入部９とからなる。
【０００５】
以上のように構成される中空体３及びプラグ部材４は、一般的には、透光性アルミナセラミックスからなる。なお、図１１における参照符号１０、１１はいずれも、図示しない一対の電極の一方を通すための挿通孔である。
【０００６】
図１１から諒解されるように、第１電極挿入部７（挿通孔１０）と第２電極挿入部９（挿通孔１１）は互いに同軸上で対向している。このため、挿通孔１０、１１に挿入される図示しない電極同士も互いに対向する。
【０００７】
これら中空体３及びプラグ部材４は、特許文献１、２に記載されるように、押出成形やプレス成形によって個別に作製され、次に、予め焼成処理が施されて収縮したプラグ部材４の円盤形状部８を中空体３の前記挿入孔２の入口近傍に挿入した後、この状態の両部材３、４に対して焼成処理を施すことで得られる。後者の焼成処理により中空体３が焼結して収縮し、挿入孔２の内壁と円盤形状部８の側壁とが一体的に接合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１１７８０７号公報
【特許文献２】特開平１０−１２５２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の図２、及び特許文献２の図２からも容易に諒解されるように、従来から、この種のチューブ１では、挿入孔２において、円盤形状部８が挿入される入口近傍を一定径にしている。このような構成においては、図１１に示すように、円盤形状部８が傾斜した状態で挿入孔２に接合されることがある。
【００１０】
これは、中空体３が焼結により徐々に収縮して円盤形状部８と接合される際、両者の接合が開始する位置が一定でないことに起因する。すなわち、円周上のある一点で、中空体３における挿入孔２の入口側で接合が開始する一方で該挿入孔２の内部側が未接合であった場合、中空体３がさらに収縮して内部側が接合されるまでは、中空体３の軸線方向の収縮は、接合されている入口側に向かって起こる。仮に、円周上の別の点で、中空体３の内部側で接合が開始した場合には、中空体３の軸線方向の収縮は内部側に向かって起こる。このような現象が同一製品の異なる円周上の点で同時に起こった場合、入口側から接合が開始された点では中空体３の端部と円盤形状部８の端部が略同じ高さで接合され、内部側から接合が開始された点では、円盤形状部８の端部が中空体３の端部から突出することになる。その結果として、円盤形状部８が傾斜することになる。
【００１１】
この場合、中空体３の第１電極挿入部７の軸線に対し、プラグ部材４の第２電極挿入部９の軸線が傾斜する。すなわち、挿通孔１０に挿入される電極と、挿通孔１１に挿入される電極とが互いに同軸上で対向しなくなり、ランプ組立の際、電極挿入時の破損の原因となったり、ランプ放電の不安定を引き起こす原因となったりする。また、電極の位置が不安定となるため、放電のアーク位置のばらつきが大きくなるため配光制御が難しくなる。
【００１２】
加えて、中空体３の挿入孔２とプラグ部材４の円盤形状部８が接合する際、挿入孔２の入口側と内部側とで先行して接合が開始され、中央部がやや遅れて接合されることもある。このような場合には、接合部の中央付近が閉塞空間となるために該閉塞空間に空気が残留し、その結果、接合後の該部位に空隙が形成されてしまうことにより、グレアの原因となる散乱光の発生やランプ寿命の低下が惹起される。特に、プラグ部材４をプレス成形により作製する場合、円盤形状部８の中央部付近の径が小さくなる傾向があるためにこの問題が顕著となる。
【００１３】
また、この種のチューブ１においては中空体３の閉塞部６とプラグ部材４の円盤形状部８が同一の線透過率で、且つ中空体３の本体部５に比べ低くなるように構成されており、主たる光の出射は本体部５に限られていた。このため、例えば、反射鏡と組み合わせて一方向に光を配光させるようなランプとして使用する場合、反射鏡側の軸線方向への光の出射が得られず、配光の制御がし難いといった問題があった。
【００１４】
この点に関し、特開２００６−９３０４６号公報には、３つの部品を組み合わせて中空体の本体部相当部分とプラグ部材の円盤形状部（又は中空体の閉塞部）相当部分で異なる透過率を持つチューブにより配光性を改善する手段も開示されているが、軸線方向への光の出射が得られない点では同様であった。
【００１５】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、製造時に破損等を引き起こすことなく、電極同士を互いに対向させることが容易で、散乱光によるグレアの発生の恐れがなく、配光制御のし易い高輝度放電灯用セラミックチューブ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の目的を達成するために、本発明は、略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブにおいて、
前記開口は、前記プラグ部材が挿入される前、該プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有し、
前記プラグ部材が挿入された後に該プラグ部材の外壁が前記開口の内壁に接合されることを特徴とする。
【００１７】
テーパー状縮径部を具備するように形成された開口にプラグ部材を挿入する場合、接合の開始点は、開口の内壁とプラグ部材の外壁との距離が小さい内部側で一定となるため、該内部側の点から接合が開始される。以降、接合が開口の入口側まで進行し、全体の接合が完了するまでの中空体の軸線方向の収縮は円周上の全ての点で内部側に向かって起こることになり、前述のようなプラグ部材の傾斜を回避することが可能となる。
【００１８】
すなわち、本発明によれば、前記電極挿入部同士が同軸上で対向するかたちとなり、その各々に挿入される電極同士を容易に対向させることができる。換言すれば、電極同士の軸ズレを回避することが容易である。また、接合が内部側から開口側に向けて空気を押し出しながら順次進行するため、中央部に空隙が残ることがなくなる。
【００１９】
この効果は、プラグ部材が略一定の外径を持つ円盤形状部を有する場合に特に顕著となる。
【００２０】
この場合、上記した効果を得るべく、テーパー状縮径部の内壁と円盤形状部の外壁とのなす角度を０．５°〜４°の範囲に設定することが好ましい。
【００２１】
中空体は、前記本体部の外壁に、前記テーパー状縮径部に対応して縮径した対応テーパー状縮径部が設けられたものであることが好ましい。この場合、中空体の肉厚が小さくなるので、該中空体、ひいては高輝度放電灯用セラミックチューブの小型化・軽量化を図ることができるからである。
【００２２】
また、本体部の外壁と閉塞部の外壁との間に面取り部を介在することが好ましい。面取り部を成形する場合、成形型にも面取り部を形成する。この場合、スラリーは、直角に形成された成形型に比して容易に充填される。その結果、気泡が発生し難くなるので、光が散乱し難い、配光制御のし易い中空体を得ることができる。
【００２３】
また、前記中空体と前記プラグ部材の直線透過率を互いに相違させることが好ましい。このように、中空体の本体部と閉塞部、及びプラグ部材の円盤形状部の直線透過率を相違させることにより、配光を制御することが容易となる。
【００２４】
直線透過率を相違させるためには、例えば、プラグ部材をプレス成形によって作製する一方、中空体をゲルキャスト法によって作製するようにすればよい。ゲルキャスト法によれば、プレス成形に比してセラミック粒子の密度分布が均質な成形体を得ることが可能である。密度分布の均質な成形体では、各部における焼成時の収縮速度のばらつきが小さくなるので、微細な気泡の混入を防ぐことができる。このため、緻密な焼結体が得られ、直線透過率が高くなる。また、少なくとも中空体を特願２００９−２０７９４１号の明細書に記載したような透過率の高い材料で作製することで、より顕著な効果が得られる。
【００２５】
以上の場合において、プラグ部材よりも中空体の直線透過率を高くする方が好ましい。このように構成することにより、配光を制御することが容易となる。
【００２６】
さらに、中空体の本体部と閉塞部、及びプラグ部材の円盤形状部の各々の肉厚を互いに相違させることで両者の直線透過率を相違させるようにしてもよい。
【００２７】
すなわち、例えば、閉塞部の肉厚をプラグ部材（特に、円盤形状部）に比して小さくすればよい。この場合、前記閉塞部の直線透過率が前記プラグ部材に比して高くなる。このとき、本体部の肉厚を閉塞部に比して小さくしておけば、プラグ部材（円盤形状部）、閉塞部、本体部の順で直線透過率が高くなり、例えば、反射鏡と組み合わせて一方向に配光させる場合の配光がし易くなる。なお、この場合、少なくとも中空体をプレス成形や射出成形によって成形すると、薄肉化を図ることや、薄肉部と厚肉部の比を大きくすることが困難である。従って、ゲルキャスト法が有利である。
【００２８】
これとは逆に、閉塞部の肉厚をプラグ部材の円盤形状部に比して大きくするようにしてもよいことは勿論である。この場合、前記中空体の直線透過率が前記プラグ部材に比して低くなる。
【００２９】
また、本発明は、略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブの製造方法において、
前記中空体として、前記プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有するものを用い、且つ前記プラグ部材として、外径が略一定である円盤形状部を有するとともに、前記テーパー状縮径部の内壁と前記プラグ部材の円盤形状部の外壁とのなす角度が０．５°〜４°であるものを用い、前記開口に前記円盤形状部を挿入する工程と、
前記プラグ部材の外壁を前記開口の内壁に接合する工程と、
を有することを特徴とする。
【００３０】
このような過程を経ることにより、プラグ部材が傾斜することを回避し得る。このため、電極挿入部同士、ひいては電極同士を同軸上で対向させることが容易となり、結局、電極同士の軸ズレを回避することが可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、中空体の開口にテーパー状縮径部を形成するようにしているので、該開口に挿入されるプラグ部材の電極挿入部の軸線と、前記中空体の電極挿入部の軸線とを一致させることができる。このため、各電極挿入部に挿入される電極同士を容易に対向させることができるので、アークの位置や形状が安定する。
【００３２】
また、中空体の閉塞部に気泡が存在することや接合部に空隙が残留することが回避されるため散乱光の発生が抑制されており、加えて、中空体とプラグ部材の直線透過率を互いに相違させるようにしているので、配光を制御することも容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施の形態に係る高輝度放電灯用セラミックチューブを構成するための中空体と、該中空体に形成された有底の挿入孔（開口）に挿入されるプラグ部材とを長手方向に沿って示した概略縦断面平面図である。
【図２】成形型に直交する部位がある場合のスラリーの充填状態を示した要部断面図である。
【図３】成形型に湾曲部（面取り部）がある場合のスラリーの充填状態を示した要部断面図である。
【図４】プラグ部材の円盤形状部の側壁が中空体の挿入孔の内壁に対して点接触で接触した状態を示す要部拡大縦断面平面図である。
【図５】前記円盤形状部の側壁を前記挿入孔の内壁に接合している状態を示す要部拡大縦断面平面図である。
【図６】前記円盤形状部の側壁と前記挿入孔の内壁とが接合されて得られた高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【図７】前記高輝度放電灯用セラミックチューブに一対の電極が挿入されて形成されたセラミックメタルハライドランプの概略縦断面平面図である。
【図８】別の実施の形態に係る高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【図９】また別の実施の形態に係る高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【図１０】実施例１〜７、比較例１、２のチューブの諸特性を示した図表である。
【図１１】従来技術に係る高輝度放電灯用セラミックチューブの長手方向に沿う概略縦断面平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明に係る高輝度放電灯用セラミックチューブ及びその製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、以下においても、高輝度放電灯用セラミックチューブを単にチューブと表記することもある。
【００３５】
図１は、本実施の形態に係るチューブ２０を構成するための中空体２２と、該中空体２２に形成された開口（有底の挿入孔２４）に挿入されるプラグ部材２６とを長手方向に沿って示した概略縦断面平面図である。なお、図１における中空体２２は収縮代を有する成形体又は仮焼体であり、一方、プラグ部材２６は、既に仮焼が施されている仮焼体であるか、又は、成形密度の調整がされ、中空体２２に比べて収縮代の少ない成形体である。
【００３６】
中空体２２は、略有底椀形状の本体部２８と、該本体部２８の一方を閉塞する閉塞部２９と、該閉塞部２９の一端面から突出形成された長尺な第１電極挿入部３０とからなる。この中、第１電極挿入部３０には挿通孔３２が形成され、後述する通り、該挿通孔３２には第１電極３４（図７参照）が通される。
【００３７】
本体部２８の一端に開口が形成されることにより、有底の挿入孔２４が形成される。この挿入孔２４は、プラグ部材２６の円盤形状部４６が挿入される入口から内部に至るにつれてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部３６を有する（図１参照）。挿入孔２４のテーパー状縮径部３６のテーパー角度αは、好ましくは０．５°〜４°、より好ましくは０．５°〜２°に設定される。なお、挿入孔２４の底部３８は、この場合、平坦面として形成される。
【００３８】
挿入孔２４の内径と、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径は、それぞれを単独で焼成した場合、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径の方が、挿入孔２４の内径に比べて１〜１０％大きくなるように設計されている。この寸法差により、本体部２８と、挿入孔２４に挿入されたプラグ部材２６とを同時に焼成した場合、両者の間に圧着力が生じて強固に接合される。前記テーパー角度αが過度に大きいと、挿入孔２４の開口側の焼きばめ率と内部側の焼きばめ率の差が大きくなり、開口側の接合が不十分となったり、内部側が過度に焼きばめされるためにクラックが生じたりする等の不具合が発生する懸念がある。また、０．５°以下であると、プラグ部材２６の傾斜を防止することや、接合部に空隙が形成されることを回避することが容易ではなくなる。このため、テーパー角度αは上記した範囲が好ましい。
【００３９】
本体部２８の外壁は、テーパー状縮径部３６に対応してテーパー状に縮径した対応テーパー状縮径部４０を有する。すなわち、本体部２８の外壁も、挿入孔２４が縮径するにつれて縮径する。このため、本体部２８における挿入孔２４の内壁から外壁に至るまでの距離、換言すれば、本体部２８の肉厚Ｔは、部位に関わらず略均等である。
【００４０】
閉塞部２９の外壁も、本体部２８から第１電極挿入部３０に向かうにつれて縮径している。閉塞部２９のテーパー角度θ（閉塞部２９の延在方向と第１電極挿入部３０の延在方向とがなす角度）は、好ましくは７５°〜８５°に設定される。すなわち、閉塞部２９には、テーパー状縮径部３６から第１電極挿入部３０に至るまで、対応テーパー状縮径部４０に比してテーパー角度が大きな大テーパー状縮径部が設けられる。また、閉塞部２９と本体部２８との間には、面取り部４４が介在される。すなわち、閉塞部２９と本体部２８とは、面取り部４４を介して連結される。
【００４１】
一方のプラグ部材２６は、その側壁が挿入孔２４の内壁に接合される円盤形状部４６と、前記円盤形状部４６の一端面から突出形成された長尺な第２電極挿入部４８とからなる。この中の円盤形状部４６は、その厚み方向に沿って等径に設定されている。勿論、円盤形状部４６の径は、単独で焼成した場合には挿入孔２４より大径であるが、組み立ての段階では、仮焼を施すか、又は、焼成収縮率を調整する（中空体に比べ収縮率を小さくしておく）ことにより、挿入孔２４の入口の径に比して小径に設定されている。
【００４２】
ここで、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径をテーパー状に縮径する場合においても、中空体２２の挿入孔２４をテーパー状に縮径した場合と同様の効果が得られるが、焼きばめの際、最初に接合が開始される点が鋭角となるために過度の応力が作用する。このことに起因して、クラックや接合部のカケが発生する懸念がある。これを回避するべく、円盤形状部４６の外径は等径（±０．５°以内）であることが好ましい。
【００４３】
また、第２電極挿入部４８には挿通孔５０が形成され、該挿通孔５０には第２電極５２（図７参照）が通される。
【００４４】
ここで、中空体２２とプラグ部材２６は、透過率が互いに相違する材料からなる。このため、中空体２２における本体部２８及び閉塞部２９の直線透過率と、プラグ部材２６における円盤形状部４６の直線透過率とが互いに相違する。好適には、プラグ部材２６の透過率の方が中空体２２に比して小さく設定される。
【００４５】
中空体２２とプラグ部材２６の透過率をこのように相違させるには、例えば、中空体２２をプラグ部材２６よりも緻密化すればよい。直線透過率は、緻密化されているほど大きくなるからである。具体的には、プラグ部材２６を、例えば、プレス成形によって作製し、一方、中空体２２を、プレス成形よりも緻密化し得る手法、例えば、ゲルキャスト法で作製すればよい。加えて、特願２００９−２０７９４１号の明細書に記載したような高透過率材料を用いると、顕著な効果が得られる。
【００４６】
又は、中空体２２の閉塞部の厚みをプラグ部材２６の円盤形状部４６よりも小さくするようにしてもよい。この場合、透過率向上の観点から、本体部２８の肉厚は０．７ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることが一層好ましい。なお、０．３ｍｍ以下となると強度が低下し、ランプとしての使用に耐えない。また、部分ごとの透過率を相違させる観点から、薄肉部と厚肉部の比は１：２以上であることが好ましく、１：３以上であることが一層好ましい。
【００４７】
このように構成されるチューブ２０は、例えば、以下のようにして得ることができる。
【００４８】
先ず、中空体２２はゲルキャスト法によって作製される。すなわち、中空体２２を得るためのセラミックス等の粉末を水等の気散性液体に分散させてスラリーとし、このスラリーを成形型内に充填して硬化する手法である。
【００４９】
閉塞部２９と本体部２８との交差角度が直角である場合、図２に示すように、成形型６０における閉塞部２９と本体部２８との交差部位を成形する箇所も直角をなすように形成されるが、この場合、中空体２２の原材料であるスラリー６２が十分に充填されないことがある。このような事態が生じると、中空体２２に気泡が生じ、その結果、光が散乱し易くなることが懸念される。
【００５０】
しかしながら、閉塞部２９と本体部２８との間に面取り部４４が介在する本実施の形態では、図３に示すように、成形型６０にも面取り部６６が形成される。スラリー６２は面取り部６６に沿って流動するので、この場合、成形型６０にスラリー６２が十分に充填される。従って、中空体２２に気泡が生じたり、このために光が散乱するという懸念を払拭し得る。
【００５１】
この効果を得るためには、閉塞部２９のテーパー角度θが７５°〜８５°であることが好ましい。７５°未満であると、閉塞部２９の熱容量が増大するためにランプ効率が低下する。また、８５°を超えると、気泡が生じることを回避することが容易でなくなる。
【００５２】
一方のプラグ部材２６は、例えば、プレス成形によって得ることができる。勿論、ゲルキャスト法を行うようにしてもよい。
【００５３】
得られたプラグ部材２６の円盤形状部４６の径が中空体２２の挿入孔２４に比して大きい場合には、仮焼処理が施される。この仮焼処理により、プラグ部材２６の焼結が進行するとともに、該プラグ部材２６が十分に収縮する。焼成収縮率の調整により、中空体２２の挿入孔２４に比して径が小さい場合は、この処理は不要である。
【００５４】
チューブ２０を作製するに際しては、中空体２２の挿入孔２４に対してプラグ部材２６の円盤形状部４６を挿入し、組み立て体とする。
【００５５】
上記したように、円盤形状部４６の径は挿入孔２４の入口の径に比して小さく設定され、且つ挿入孔２４のテーパー状縮径部３６はテーパー状に縮径している。この組み立て体を同時に仮焼した場合、予め仮焼が施された（又は焼成収縮率が調整された）プラグ部材２６の収縮に比べ中空体２２の収縮量の方が大きいため、徐々に両者のすき間が小さくなり、両者が接触する。
【００５６】
このとき、円盤形状部４６と挿入孔２４の内壁とは、断面で見た場合、図４に黒丸（●）で表すように、内部側の点で互いに接触し、接合が開始される。この接触及び接合によって、円盤形状部４６と本体部２８とが互いに位置決め固定される。
【００５７】
接合開始後も中空体２２の収縮が進行するため、軸方向に見れば、図４に黒丸（●）で表された内部側の点、換言すれば、接合によって両者が位置決め固定された点に向かって本体部２８が収縮する。従って、接合範囲が前記点（挿入孔２４の内部）から開口側に広がっていく。最終的に、図５に示すように、円周方向の収縮によって中空体２２の内壁に対してプラグ部材２６の外壁全体が接合され、その結果、接合体が得られる。なお、テーパー状縮径部３６の内部側では、プラグ部材２６に対する焼き締め力が比較的大きく、一方、テーパー状縮径部３６の入口側では、プラグ部材２６に対する焼き締め力が比較的小さい。この状態で、次に、この接合体に対する焼成処理が実施される。
【００５８】
焼成処理が進行するに従い、面接触した円盤形状部４６の側壁と挿入孔２４の内壁とが一体化する。これにより、図６に示すように、プラグ部材２６の側壁が挿入孔２４の内壁に接合したチューブ２０が得られる。このチューブ２０にも、テーパー状縮径部３６が残留する（特に図５参照）。
【００５９】
このチューブ２０では、第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８とが互いに対向する。換言すれば、軸線同士が一致する。円盤形状部４６が挿入孔２４（テーパー状縮径部３６）の内壁に、図４に黒丸（●）で表された点で接触した状態では、第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の軸線同士が一致している。この状態から開口側に向かい、接合が徐々に進み、円盤形状部４６が挿入孔２４の内壁に接合されるからである。
【００６０】
加えて、このチューブ２０の接合部分に空隙も認められない。上記から諒解されるように、接合部が空気を内包した状態で閉塞されることがないからである。
【００６１】
その後、図７に示すように、第１電極挿入部３０に第１電極３４が挿入される一方、第２電極挿入部４８に第２電極５２が挿入され、セラミックメタルハライドランプ７０が構成される。上記したように、第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の軸線同士が一致しているので、第１電極３４と第２電極５２が同一軸線上で互いに対向する。
【００６２】
このように、本実施の形態によれば、第１電極３４と第２電極５２を互いに対向させることができる。
【００６３】
このセラミックメタルハライドランプ７０では、第１電極３４と第２電極５２の間に通電がなされることにより、挿入孔２４に封入された金属ハロゲン化物がイオン化される。これに伴って、放電発光が得られる。
【００６４】
しかも、本実施の形態では、上記したように中空体２２を得る際の気泡や、接合部に残る空隙が発生し難い。換言すれば、中空体２２に含まれる気泡や接合部の空隙は極僅かである。従って、発光中の熱衝撃によって気泡や空隙を起点とするクラックが生じることや、リークによるランプ寿命低下を回避することができるとともに、気泡や空隙によって光が散乱することを回避することができる。
【００６５】
散乱光を抑制し得ることは、配光を行う際に有効である。散乱光は、適正な配光を阻害するからである。
【００６６】
また、中空体２２の直線透過率がプラグ部材２６に比して高いので、配光制御を行うことも容易である。すなわち、直線透過率を相違させることにより、例えば、発光光中のグレアの原因となる部分を除去するための遮光膜や金属板を取り付けることなく配光制御を容易に行うことができるようになる。
【００６７】
さらに、本体部２８と閉塞部２９との間に面取り部４４を設ける（本体部２８と閉塞部２９との間を湾曲させる）ことによって、光が散乱することを一層抑制することができる。これにより、配光性が向上するので好ましい。
【００６８】
上記した実施の形態の他、中空体２２の肉厚をプラグ部材２６よりも小さくするようにしてもよい。これにより中空体２２からの透過率が向上するので、中空体２２からの出射光を利用し易くなる一方、プラグ部材２６からの出射が抑制されるため、配光性が向上する。
【００６９】
また、図８に示すように、略半楕円形状の中空体８０と、挿入孔２４に臨む側の端面が湾曲凹面として形成された湾曲閉塞部８２を有するプラグ部材８４とを組み合わせて形成されたチューブ８６であってもよい。
【００７０】
さらに、図９に示すように、閉塞部２９の内壁（挿入孔２４の底面３８）を、第１電極挿入部３０に向かってテーパー状に縮径させた中空体９０を有するチューブ９２であってもよい。この場合、第１電極３４と閉塞部２９の内壁（挿入孔２４の底面３８）との離間距離が大きくなる。これによりチューブ９２内の発光中の温度分布が略均一化されるので、色温度が安定してランプ特性が向上するという利点がある。
【実施例】
【００７１】
［実施例１］
図１に示す高輝度放電灯用セラミックチューブを、上記した方法で作製した。ただし、中空体２２の成形スラリーとして、以下の成分を混合したスラリーを調製した。
【００７２】
（原料粉末）
・比表面積３．５〜４．５ｍ２／ｇ、平均一次粒子径０．３５〜０．４５μｍのα−アルミナ粉末 １００重量部
・ＭｇＯ（マグネシア） ０．０２５重量部
・ＺｒＯ２（ジルコニア） ０．０４０重量部
・Ｙ２Ｏ３（イットリア） ０．００１５重量部
（分散媒）
・グルタル酸ジメチル ２７重量部
・エチレングリコール ０．３重量部
（ゲル化剤）
・ＭＤＩ樹脂 ４重量部
（分散剤）
・高分子界面活性剤 ３重量部
（触媒）
・Ｎ，Ｎ-ジメチルアミノヘキサノール ０．１重量部
【００７３】
このスラリーを、アルミニウム合金製の型に室温で注型した後、室温で１時間放置した。次いで４０℃で３０分放置し、固化を進行させてから離型した。さらに、室温、次いで９０℃の各々にて２時間放置して、中空体２２を得た。この際、挿入孔２４のプラグ部材２６と接合される部分のテーパー角度αを０．５°、閉塞部２９のテーパー角度θを８５°とし、本体部２８と閉塞部２９との間が面取り部４４を介して連なるように調整した。また、本体部２８の肉厚が０．５ｍｍとなるように調整した。
【００７４】
次に、プラグ部材２６の成形用粉末を作製するため、以下の成分を混合したスラリーを調製した。
【００７５】
（原料粉末）
・比表面積３．５〜４．５ｍ２／ｇ、平均一次粒子径０．３５〜０．４５μｍのα−アルミナ粉末 １００重量部
・ＭｇＯ（マグネシア） ０．０２５重量部
・ＺｒＯ２（ジルコニア） ０．０４０重量部
・Ｙ２Ｏ３（イットリア） ０．００１５重量部
（分散媒）
・純水 ５０重量部
（造粒バインダー）
・ＰＶＡ樹脂 ２重量部
・ＰＥＧ樹脂 ０．５重量部
【００７６】
このスラリーを、ボールミルによって１時間粉砕・混合し、スプレードライヤーによって２００℃付近で乾燥させ、平均粒径約７０μｍの造粒粉末を得た。
【００７７】
この造粒粉末を、１０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力下でプレス成形し、プラグ部材２６を得た。この際、円盤形状部４６の外径は等径となるようにし、且つ厚みが１．５ｍｍとなるように調整した。
【００７８】
また、中空体２２とプラグ部材２６とを別々に焼成したときに、プラグ部材２６の円盤形状部４６の外径の方が、中空体２２の挿入孔２４の径の１．００１倍〜１．０１０倍となるように、両者の寸法を調整した。
【００７９】
次いで、プラグ部材２６を１２００℃で仮焼して収縮させた後、円盤形状部４６を中空体２２の挿入孔２４に挿入し、組み立て体を得た。この組み立て体を１２００℃で仮焼して中空体２２を収縮させることで両者を接合し、接合体を得た。
【００８０】
この接合体を水素雰囲気下で１８００℃で焼成することによって中空体２２とプラグ部材２６を一体化し、高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を得た。
【００８１】
このチューブ２０における第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．３ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００８２】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８は１５％、閉塞部２９は８％で散乱光は見られなかった。
【００８３】
［実施例２〜４］
中空体２２の挿入孔２４のテーパー角度αを１°、２°、４°とした以外は実施例１に準拠し、３種類の高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。
【００８４】
このチューブ２０における第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、いずれも０．２ｍｍであった。また、接合部の空隙は、それぞれ、０％、０％、１０％であり、中空体２２の閉塞部２９には気泡は認められなかった。
【００８５】
さらに、各チューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、各プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、各中空体２２の本体部２８は１５％、閉塞部２９は８％で散乱光は見られなかった。
【００８６】
［実施例５］
閉塞部２９のテーパー角度θを７５°とした以外は実施例１に準拠し、高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。このチューブ２０における第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．３ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００８７】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８は１５％、閉塞部２９は３％で散乱光は見られなかった。
【００８８】
［実施例６］
実施例１と同様の方法で中空体２２を作製する一方、該中空体２２と同じスラリーを用いてプラグ部材２６を作製した。その後、実施例１に準拠して組み立て、接合を行い、高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。ただし、中空体２２の挿入孔２４のテーパー角度を１°とするとともに、本体部２８の肉厚を０．５ｍｍとし、さらに、中空体２２の閉塞部２９を楕円形状とした。また、プラグ部材２６の円盤形状部４６の肉厚が１．５ｍｍとなるように調整した。
【００８９】
このチューブ２０の第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．２ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００９０】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８、閉塞部２９の双方とも１５％で散乱光は見られなかった。
【００９１】
［実施例７］
実施例６と同様の方法で高輝度放電灯用セラミックチューブ２０を作製した。ただし、本体部２８の肉厚を０．７ｍｍとし、プラグ部材２６の円盤形状部４６の肉厚が１．４ｍｍとなるように調整した。
【００９２】
このチューブ２０の第１電極挿入部３０と第２電極挿入部４８の同軸度を測定したところ、０．２ｍｍであった。また、接合部に空隙は認められず、中空体２２の閉塞部２９に気泡も認められなかった。
【００９３】
さらに、このチューブ２０の各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材２６の円盤形状部４６は１％以下とほとんど光を通さず、中空体２２の本体部２８、閉塞部２９の双方とも１０％で散乱光は見られなかった。
【比較例】
【００９４】
［比較例１］
中空体の挿入孔のテーパー角度αを０°、閉塞部のテーパー角度θを９０°とし、且つ本体部と閉塞部の間に面取り部を設けなかった以外は実施例１と同様にして、高輝度放電灯用セラミックチューブを作製した。
【００９５】
このチューブにおける第１電極挿入部と第２電極挿入部の同軸度は０．８ｍｍであった。また、接合部の空隙は全体の面積の２５％であり、中空体の閉塞部には複数の気泡が含まれていた。
【００９６】
このチューブの各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材の円盤形状部は１％以下、中空体の本体部は１５％とほとんど光を通さなかったが、閉塞部には散乱光が認められ、直線透過率も０〜８％とばらつきがあった。
【００９７】
［比較例２］
実施例１と同様の方法で高輝度放電灯用セラミックチューブを作製した。ただし、中空体の挿入孔のテーパー角度が５°、閉塞部のテーパー角度が７０°となるように調整した。
【００９８】
このチューブにおける第１電極挿入部と第２電極挿入部の同軸度は０．２ｍｍであったが、接合部の空隙は挿入孔の開口側で特に顕著であり、全体の面積の５０％以上見られた。なお、中空体の閉塞部には気泡が認められなかった。
【００９９】
また、このチューブの各部位の直線透過率を測定したところ、プラグ部材の円盤形状部は１％以下とほとんど光を通さず、中空体の本体部は１５％、閉塞部は１％を下回る値で散乱光は見られなかった。
【０１００】
以上の結果を、図１０に併せて示す。
【符号の説明】
【０１０１】
２０、８６、９２…チューブ ２２、８０、９０…中空体
２４…挿入孔 ２６、８４…プラグ部材
２８…本体部 ２９…閉塞部
３０…第１電極挿入部 ３４…第１電極
３６…テーパー状縮径部 ４０…対応テーパー状縮径部
４４…面取り部 ４６…円盤形状部
４８…第２電極挿入部 ５２…第２電極
７０…セラミックメタルハライドランプ発光管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブにおいて、
前記開口は、前記プラグ部材が挿入される前、該プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有し、
前記プラグ部材が挿入された後に該プラグ部材の外壁が前記開口の内壁に接合されることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項２】
請求項１記載のチューブにおいて、前記プラグ部材が、外径が略一定である円盤形状部を有することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項３】
請求項２記載のチューブにおいて、前記テーパー状縮径部の内壁と前記プラグ部材の円盤形状部の外壁とのなす角度が０．５°〜４°であることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項４】
請求項１記載のチューブにおいて、前記本体部の外壁に、前記テーパー状縮径部に対応して縮径した対応テーパー状縮径部と、前記閉塞部の外壁に、前記テーパー状縮径部から前記電極挿入部に至るまで前記対応テーパー状縮径部に比してテーパー角度が大きな大テーパー状縮径部とが設けられることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項５】
請求項４記載のチューブにおいて、前記本体部の外壁と前記閉塞部の外壁とが面取り部を介して連結されたことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項６】
請求項１〜５記載のチューブにおいて、前記中空体と前記プラグ部材の直線透過率が互いに相違することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項７】
請求項６記載のチューブにおいて、前記中空体本体部及び閉塞部の直線透過率が前記プラグ部材に比して高いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項８】
請求項６又は７記載のチューブにおいて、前記中空体の本体部、閉塞部、前記プラグ部材の直線透過率が各々相違することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記中空体がゲルキャスト法によって作製されたものであり、且つ前記プラグ部材がプレス成形によって作製されたものであることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記中空体と前記プラグ部材が、透過率が互いに相違する材料からなることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記プラグ部材の透過率が前記中空体に比して低いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１２】
請求項６〜１１のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記中空体と前記プラグ部材の肉厚が互いに相違することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１３】
請求項１２記載のチューブにおいて、前記中空体の肉厚が前記プラグ部材に比して大きく、且つ前記中空体の直線透過率が前記プラグ部材に比して低いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１４】
請求項１２記載のチューブにおいて、前記中空体の肉厚が前記プラグ部材に比して小さく、且つ前記中空体の直線透過率が前記プラグ部材に比して高いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１５】
略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブの製造方法において、
前記中空体として、前記プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有するものを用い、且つ前記プラグ部材として、外径が略一定である円盤形状部を有するとともに、前記テーパー状縮径部の内壁と前記プラグ部材の円盤形状部の外壁とのなす角度が０．５°〜４°であるものを用い、前記開口に前記円盤形状部を挿入する工程と、
前記プラグ部材の外壁を前記開口の内壁に接合する工程と、
を有することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブの製造方法。
【請求項１】
略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブにおいて、
前記開口は、前記プラグ部材が挿入される前、該プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有し、
前記プラグ部材が挿入された後に該プラグ部材の外壁が前記開口の内壁に接合されることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項２】
請求項１記載のチューブにおいて、前記プラグ部材が、外径が略一定である円盤形状部を有することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項３】
請求項２記載のチューブにおいて、前記テーパー状縮径部の内壁と前記プラグ部材の円盤形状部の外壁とのなす角度が０．５°〜４°であることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項４】
請求項１記載のチューブにおいて、前記本体部の外壁に、前記テーパー状縮径部に対応して縮径した対応テーパー状縮径部と、前記閉塞部の外壁に、前記テーパー状縮径部から前記電極挿入部に至るまで前記対応テーパー状縮径部に比してテーパー角度が大きな大テーパー状縮径部とが設けられることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項５】
請求項４記載のチューブにおいて、前記本体部の外壁と前記閉塞部の外壁とが面取り部を介して連結されたことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項６】
請求項１〜５記載のチューブにおいて、前記中空体と前記プラグ部材の直線透過率が互いに相違することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項７】
請求項６記載のチューブにおいて、前記中空体本体部及び閉塞部の直線透過率が前記プラグ部材に比して高いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項８】
請求項６又は７記載のチューブにおいて、前記中空体の本体部、閉塞部、前記プラグ部材の直線透過率が各々相違することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記中空体がゲルキャスト法によって作製されたものであり、且つ前記プラグ部材がプレス成形によって作製されたものであることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記中空体と前記プラグ部材が、透過率が互いに相違する材料からなることを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記プラグ部材の透過率が前記中空体に比して低いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１２】
請求項６〜１１のいずれか１項に記載のチューブにおいて、前記中空体と前記プラグ部材の肉厚が互いに相違することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１３】
請求項１２記載のチューブにおいて、前記中空体の肉厚が前記プラグ部材に比して大きく、且つ前記中空体の直線透過率が前記プラグ部材に比して低いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１４】
請求項１２記載のチューブにおいて、前記中空体の肉厚が前記プラグ部材に比して小さく、且つ前記中空体の直線透過率が前記プラグ部材に比して高いことを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブ。
【請求項１５】
略円筒状の本体部の一端には開口が形成され、もう一端には閉塞部を備える中空体と、前記中空体の前記開口に挿入されたプラグ部材とを有し、且つ前記中空体及び前記プラグ部材の各々に電極が挿入される電極挿入部が設けられた高輝度放電灯用セラミックチューブの製造方法において、
前記中空体として、前記プラグ部材が挿入される入口から内部に至るにつれて少なくとも該プラグ部材が挿入される領域においてテーパー状に縮径するテーパー状縮径部を有するものを用い、且つ前記プラグ部材として、外径が略一定である円盤形状部を有するとともに、前記テーパー状縮径部の内壁と前記プラグ部材の円盤形状部の外壁とのなす角度が０．５°〜４°であるものを用い、前記開口に前記円盤形状部を挿入する工程と、
前記プラグ部材の外壁を前記開口の内壁に接合する工程と、
を有することを特徴とする高輝度放電灯用セラミックチューブの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１２４２２４（Ｐ２０１１−１２４２２４Ａ）
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５４３８５（Ｐ２０１０−２５４３８５）
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１５日（２０１０．１１．１５）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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