(57)【要約】【課題】封止管においてクラックが発生するのを防ぎ、信頼性の高い封止構造をもった放電ランプを提供する。【解決手段】放電ランプ１０の封止管２０内に電極支持棒２２を挿通させたガラス管２４を設け、ガラス管２４とガラス部材２６との間に金属リング３２、円板箔３４、３６を配置する。そして、金属リング３２の外周面３２Ｆ付近において、ガラス管２４と接触しないように隙間Ｓが形成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内の電極を支持する電極支持棒と、
前記電極支持棒が挿通され、封止管と溶着する石英管と、
前記石英管のランプ軸方向端部側で前記電極支持棒と金属箔とを電気的に接続させる導電性の円板部材と、
前記石英管と前記円板部材との間に配置される円板箔とを備え、
前記円板部材の外周面からランプ径方向外側に形成された空間部分を含む空隙が設けられていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記円板箔の外径が、前記円板部材の外径より小さく、
前記空隙が、前記円板部材と前記石英管との間に形成された空間部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記空隙が、前記円板箔と前記石英管との間に形成された空間部分を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記金属箔の内面側に当接して前記金属箔を支持する柱状石英部材とを備え、
前記円板部材の外径が、前記柱状石英部材の前記円板部材側端面の外径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項５】
前記金属箔の内面側に当接して前記金属箔を支持する柱状石英部材とを備え、
前記金属箔は、前記円板部材の前記柱状石英部材側の側面と接続され、
前記金属箔が、前記円板部材の外周面よりランプ径方向外側で屈曲していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の放電ランプ。
【請求項６】
前記金属箔の少なくとも一部が、ランプ軸方向に関して、前記円板部材より前記石英管側に突出していることを特徴とする請求項５に記載の放電ランプ。
【請求項７】
前記石英管の円板部材側端部には、前記円板部材に向けて同軸状に突出した突出部が設けられ、
前記突出部の外径が、前記円板箔の外径より小さいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかにに記載の放電ランプ。
【請求項８】
石英管の端部において、同軸状の突出部を設け、
前記石英管と柱状石英部材との間に円板箔、円板部材を設置し、電極支持棒を含めたマウント部品を作製し、
前記マウント部品を封止管内に挿入し、加熱処理によって前記封止管を縮径する
ことを特徴とする放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電ランプに関し、特に、発光管両端に連設される封止管の封止構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ショートアーク型放電ランプなどでは、発光管の両端に封止管が一体的に形成されており、封止管内では、電極を支持する電極支持棒などを含むマウント部品が封入されている。定格電力の大きい放電ランプでは、電極支持棒に金属リングなどの導電性環状部材を固定させ、軸方向に延びる複数の金属箔を環状部材に溶着させる。そして、金属箔、環状部材、電極支持棒を介して電極に電力を供給することによって放電ランプを点灯させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
金属リングなどの環状部材の熱膨張率は、ガラスと異なる。そのため、封止工程でガラス管に封止管を溶着させると、環状部材とガラス管との接触面付近に歪みが生じ、クラックを生じさせる。これを防ぐため、金属リングの両側面に金属製の円板箔を配置させ、ガラス部材と金属リングの溶着を防ぐ。また、金属リングの外周面と封止管が接すると、径方向熱膨張率の違いによって封止管に応力がかかる。そのため、金属リングを覆う巻き箔を設ける（特許文献２参照）。金属リング、巻き箔、封止管の熱膨張率の差によって生じる応力は、可撓性のある巻き箔によって吸収され、巻き箔は変形する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１５４１４号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９８９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放電ランプの使用経過に伴って巻き箔に経年変化が生じ、巻き箔の耐久性が低下する。これによって、巻き箔が応力を吸収することができなくなるおそれがある。
【０００６】
したがって、巻き箔などの金属箔で金属リングなどの環状部材を覆うことなく、熱膨張率の差によるクラック発生を抑える電極構造が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の放電ランプは、発光管内の電極を支持する電極支持棒と、電極支持棒が挿通され、封止管と溶着する石英管と、石英管のランプ軸方向端部側で電極支持棒と金属箔とを電気的に接続させる導電性の円板部材と、石英管と円板部材との間に配置される円板箔とを備える。そして、円板部材の外周面からランプ径方向外側に形成された空間部分を含む空隙（隙間）が設けられている。ここでの「円板部材」は、円板状部材を意味し、中心部に穴を設けた環状部材を含むものとする。また、「ランプ軸方向端部側」は、電極とは反対側を向く端部側であって、封止管端部側を示す。
【０００８】
円板箔の外径は、円板部材の外径より小さくすることが可能である。この場合、空隙は、円板部材と石英管との間に形成された、すなわち、円板箔と接していない円板部材の電極側側面からランプ軸方向電極側に向けて形成された空間部分を含むように構成することができる。
【０００９】
また、空隙は、円板箔と石英管との間に、すなわち円板箔の電極側側面からランプ軸方向電極側に向けて形成された空間部分を含むように構成することができる。
【００１０】
金属箔の内面側に当接して金属箔を支持する柱状石英部材を設けた場合、円板部材の外径は、柱状石英部材の円板部材側端面の外径よりも小さくすることができる。また、金属箔は、円板部材の柱状石英部材側の側面と接続することが可能であり、金属箔は、円板部材の外周面よりランプ径方向外側で屈曲するように構成することができる。特に、金属箔の少なくとも一部が、ランプ軸方向に関して、円板部材より石英管側に突出するように構成することができる。
【００１１】
石英管の円板部材側端部には、円板部材に向けて同軸状に突出した突出部が設けることが可能であり、突出部の外径は、円板箔の外径より小さくなるように構成すればよい。
【００１２】
本発明の他の態様である放電ランプの製造方法は、石英管の端部において、同軸状の突出部を設け、石英管と柱状石英部材との間に円板箔、円板部材を設置し、電極支持棒を含めたマウント部品を作製し、マウント部品を封止管内に挿入し、加熱処理によって封止管を縮径する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、封止管においてクラックが発生するのを防ぎ、信頼性の高い封止構造をもった放電ランプを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態であるショートアーク型放電ランプの概略的平面図である。
【図２】封止管の概略的断面図である。
【図３】電極製造工程の封止前、封止後を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態であるショートアーク型放電ランプの概略的平面図である。
【００１７】
ショートアーク型放電ランプ１０は、石英ガラスから成る球状放電管１２内に一対の電極（陽極、陰極）を対向配置させたランプであり、放電管１２の両端には、石英ガラスである一対の封止管が対向するように連設されている。ただし、図１では、陰極である電極３０と、一方の封止管２０のみ図示している。
【００１８】
封止管２０の内部には、電極３０を保持するマウント部品２０Ａが封入されている。マウント部品２０Ａは、電極３０に接合する電極支持棒２２、電極支持棒２２を保持するガラス管（石英管）２４、柱状ガラス部材（柱状石英部材）２６などを備え、封止管２０の端部は口金２８で塞がれている。放電空間１１には、水銀、希ガスが封止されている。陽極側の封止管についても、同様に構成されている。
【００１９】
図２は、封止管の一部を概略的に示した断面図である。
【００２０】
封止管２０内では、電極支持棒２２が電極軸（ランプ軸）Ｅに沿って配置されている。筒状の肉厚ガラス管であるガラス管（石英管）２４は、封止管２０と溶着して一体化されており、電極支持棒２２がガラス管２４の軸穴２４Ｈに挿通されている。一方、柱状のガラス部材２６は中心部に有底筒状凹部２６Ｈを有し、電極支持棒２２は有底筒状凹部２６Ｈに挿入され、その先端面２２Ｔは凹部２６Ｈの底面２６Ｔと接している。電極支持棒２２は、ガラス管２４、ガラス部材２６により電極軸Ｅ上で保持される。
【００２１】
ガラス管２４とガラス部材２６との間には、導電性の金属リング（円板部材）３２が配置されており、その両側側面にディスク状の円板箔３４、３６が金属リング３２を挟むように配置されている。電極支持棒２２は、円板箔３４、金属リング３２、円板箔３６に挿通され、金属リング３２は電極支持棒２２に溶接されている。
【００２２】
封止管２０内には、所定間隔を置いて金属製のリード棒（図示せず）が同軸的に配置されている。リード棒（図示せず）は、電源部（図示せず）と繋がった外部のリード線（図示せず）に接続されており、電極支持棒２２と同様、金属リング（図示せず）および金属リングを挟む円板箔（図示せず）に挿通されている。
【００２３】
ガラス部材２６と封止管２０との間には、複数の帯状金属箔が、周方向に沿って所定間隔で並び、ガラス部材２６の表面に沿って（当接して）軸方向に延びている。そしてその両端は、金属リング３２と、リード棒に固定された図示しない金属リングに溶接されている。図２では、金属リング３２に溶接された１つの金属箔３３のみを図示している。金属箔３３は、ガラス部材２６のテーパー部２６Ｓと封止管２０との間に沿って延びながら屈曲部３３Ｂを形成するとともに、その端部が金属リング３２に溶接されている。
【００２４】
本実施形態では、金属リング３２の外周面３２Ｆおよび側面３２Ｓ２は、ガラス管２４と接しておらず、隙間（空隙）Ｓが形成されている。ここでは便宜上、金属リング３２の外周面３２Ｆから径方向外側に向けた隙間部分（空間部分）を“Ｓ１”、側面３２Ｓ２から軸方向電極側に向けた隙間部分（ランプ軸方向に沿った側面３２Ｓ２とガラス管２４の端面２４Ｆとの間の隙間部分）を“Ｓ２”と表す。また、円板箔３４の電極側側面３４Ｓから軸方向電極側に形成された隙間部分（ランプ軸方向に沿った円板箔３４の側面３４Ｓとガラス管２４の端面２４Ｆとの間の隙間部分）を“Ｓ３”で表す。隙間Ｓの形成により、ガラス管２４の端面２４Ｆは、円板箔３４および金属箔３３の屈曲部３３Ｂと接する一方、金属リング３２と接しない。
【００２５】
図３は、電極製造工程の一部を示した図である。
【００２６】
封止管２０への封入前の状態では、ガラス部材２６とガラス管２４との間に、円板箔３６、金属リング３２、円板箔３４を配置している。また、金属箔３３は金属リング３２と溶接し、金属リング３２は電極支持棒２２に溶接されている。金属箔３３は、ガラス部材２６の表面に沿って延び、ガラス部材２６の端面２６Ｎに沿って折り曲げられる。金属箔３３は帯状箔であるため、屈曲部３３Ｂが生じるように、ガラス部材２６のテーパー部２６Ｓに沿って金属箔３３を折り曲げる。このとき、屈曲部３３Ｂの一部が軸方向に沿って金属リング３２よりも電極側に位置するように、屈曲部３３Ｂが形成される。
【００２７】
封止前のガラス管２４は、電極支持棒が挿通される筒状部分を含んだガラス管２４と同軸の突出部２４Ｓを中心軸周りに形成して段差部分を設けた形状を有し、ここでは突出部２４Ｓが円筒状に形成されている。突出部２４Ｓの外径Ｄ１は、円板箔３４の外径Ｄ４よりも小さい。一方、金属リング３２の外径Ｄ２は、ガラス部材２６の端面２６Ｎの外径Ｄ３よりも小さくなるように定められている。また、円板箔３４の外径Ｄ４は、金属リング３２の外径Ｄ２よりも小さくなるように定められている。
【００２８】
電極支持棒２２を含めたマウント部品２０Ａを封止管２０に挿入し、加熱処理を行うと、封止管２０がガラス管２４、ガラス部材２６と溶着する。ガラス管２４の端面２４Ｆは加熱、溶着過程において加熱変形し、複雑な凹凸状端面に変わる。そして隙間Ｓが形成される。このような隙間Ｓは、突出部２４Ｓを設けたガラス管２４と、金属リング３２の外径Ｄ２をガラス部材２６の端面２６Ｎの外径Ｄ３よりも小さくしていることに基づいている。特に、柱状突出部２４Ｓを形成し、突出部２４Ｓの外径Ｄ１を、円板箔３４の外径Ｄ４より小さくして、ガラス管端面２４Ｆより金属リング側に大きな空間を形成することによって、ガラス管２４が加熱変形しても隙間Ｓが形成される。
【００２９】
このとき、屈曲部３３Ｂの一部が、ランプ軸方向に沿って金属リング３２よりも電極側に形成されていることで、屈曲部３３Ｂによってガラス管２４の加熱変形、特にガラス管２４の径方向外側部分の加熱変形を抑制することができる。これにより、加熱処理条件によってガラス管２４の加熱変形が大きくても、確実に隙間Ｓを形成することができる。
【００３０】
隙間Ｓの形成により、封止後の金属リング３２は、外周面３２Ｆ付近でガラス管２４と接触せず、熱膨張率の差に起因するクラック発生を防ぐことができる。金属リング３２の外周面３２Ｆから径方向に向けて隙間部分Ｓ１が形成されているため、加熱処理、ランプ点灯／消灯時に金属リング３２が径方向に膨張、収縮しても、ガラス管２４の端面２４Ｆがそれに引きずられるような形で剥がれることがない。
【００３１】
また、金属リング３２の外周面３２Ｆ付近において、側面３２Ｓ２とガラス管２４との間で軸方向に隙間部分Ｓ２が形成されている。そのため、金属リング３２が軸方向に膨張、収縮しても、ガラス管２４の端面２４Ｆが剥がれることがない。さらに、金属リング３２よりも外径の小さい円板箔３４も、同様にガラス管２４と接触していないため、円板箔３４の膨張、収縮に起因するクラック発生が生じない。特に、円板箔３４の側面３４Ｓとガラス管２４との間の軸方向に沿った隙間部分Ｓ３が形成されることにより、円板箔３４、３６の軸方向に沿った熱膨張、収縮に対するクラック発生を防ぐことができる。一方で、柱状突出部２４Ｓは、電極支持棒２２を保持するのに十分な外径Ｄ１を有する。
【００３２】
このように本実施形態によれば、放電ランプ１０の封止管２０内に電極支持棒２２を挿通させたガラス管２４を設け、ガラス管２４とガラス部材２６との間に金属リング３２、円板箔３４、３６を配置する。そして、金属リング３２の外周面３２Ｆ付近において、ガラス管２４と接触しないように隙間Ｓが形成される。なお、ガラス部材２６にテーパー部を設けなくてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１０  放電ランプ
２０  封止管
２２  電極支持棒
２４  ガラス管（電極側石英管）
２６  ガラス部材（石英部材）
３２  金属リング（円板部材）
３３  金属箔
３４  円板箔
３６  円板箔
Ｓ  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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