(57)【要約】【課題】仮焼成の前の工程において、成形体の細管部の変形を防止すると同時に、成形体の細管部の変形を矯正することができるセラミックス製の放電容器の製造技術を提供する。【解決手段】セラミックス製の放電容器の製造方法において、アルミナ粉末を含むスラリーを型に導入し離型することにより、放電容器の発光部に対応する球形部と放電容器の細管部に対応する細管部を有する成形体を形成する成形体形成工程と、前記成形体を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥した成形体の仮焼を行う仮焼工程と、前記仮焼した成形体を本焼成する本焼成工程と、を有し、前記乾燥工程において、前記細管部に押圧力を印加した状態で前記成形体を乾燥させる。【選択図】図３Ａ
2015032530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と該発光部の両側に細管部を有するセラミックス製の放電容器の製造方法において、
アルミナ粉末を含むスラリーを型に導入し離型することにより、放電容器の発光部に対応する球形部と放電容器の細管部に対応する細管部を有する成形体を形成する成形体形成工程と、
前記成形体を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥した成形体の仮焼を行う仮焼工程と、
前記仮焼した成形体を本焼成する本焼成工程と、
を有し、
前記乾燥工程において、前記細管部に押圧力を印加した状態で前記成形体を乾燥させることを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記乾燥工程において、前記成形体の細管部を第1の保持プレートと第２の保持プレートで挟むことにより前記細管部に押圧力を印加することを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記第１及び第２の保持プレートは互いに向かい合う内面と該内面の両側の端面と該内面と反対側の外面を有し、
前記第１及び第２の保持プレートの内面の各々には、長手方向に沿って延びる凹部が形成され、該凹部によって、前記内面は第１及び第２の係合面に分けられ、
該係合面の各々には、前記保持プレートの幅方向に沿って延びる係合溝が形成され、前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記成形体の細管部は、該係合溝に係合するように構成されていることを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記第１及び第２の保持プレートの係合面の間に隙間が形成されることを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項５】
請求項３記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記第１及び第２の保持プレートの凹部の底面と前記成形体の間に隙間が形成されることを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記第１及び第２の保持プレートの係合面の各々には、前記保持プレートの長手方向に沿って延びる溝が形成されていることを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれか１項記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記第１及び第２の保持プレートの一方にはピンが設けられ、他方には孔が設けられ、前記ピンが前記孔に係合するように構成されていることを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項８】
請求項２記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記乾燥工程において、前記細管部に印加する押圧力は、前記成形体の細管部の上側の保持プレートの重量による力と、押し付け力生成機構によって生成された押し付け力を含むことを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記押し付け力生成機構は、保持プレートに載せた錘を含むことを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項１０】
請求項８記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記押し付け力生成機構は、２つの保持プレートを締め付けるクランプを含むことを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【請求項１１】
請求項１記載のセラミックス製の放電容器の製造方法において、
前記成形体形成工程において、前記成形体は、石膏製の型を用いる排泥鋳込み法によって製造されることを特徴とするセラミックス製の放電容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプ用のセラミックス製の放電容器の製造技術に関し、特に、成形体の処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプではセラミックス製の放電容器が用いられる。放電容器には様々な形状があるが、典型的には、中央の発光部とその両側の細管部からなる。セラミックス製の放電容器の製造には、通常、排泥鋳込み法（泥漿鋳込み方法）が用いられる。排泥鋳込み法では、石膏製の型にアルミナを含むスラリーを充填し、所定の時間保持する。石膏にスラリーの水分が吸収され、型の内面にスラリーの固形分が着肉する。次に、排泥（スラリーの除去）を行うと、型の内面に着肉した薄膜が残る。これを乾燥し、離型し、得られた成形体を仮焼成する。この仮焼成体を本焼成することによりセラミックス製の放電容器が形成される。
【０００３】
セラミックス製の放電容器の製造工程では、放電容器の両側の細管部に電極システムを挿入する。このとき、細管部が変形していると、そこに電極システムを挿入することが困難となる。
【０００４】
特許文献１には、ゲルキャスト法において、成形型内に配置したピンによって細管部の変形を防止することが記載されている。特許文献２には、それぞれに細管部を有する２つのセラミック半体を接合して放電容器を作製する方法において、抜き取り可能なピンをホルダに挿入することによりセラミック半体の位置を保持することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第4761698号
【特許文献２】特許第3962334号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のセラミックス製の放電容器の製造工程では、仮焼成前の工程、例えば、離型（脱型）工程、乾燥工程等において、未だ柔らかい成形体の細管部が変形することがある。
【０００７】
本発明の目的は、仮焼成の前の工程において、成形体の細管部の変形を防止すると同時に、成形体の細管部の変形を矯正することができるセラミックス製の放電容器の製造技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本実施形態によると、発光部と該発光部の両側に細管部を有するセラミックス製の放電容器の製造方法において、アルミナ粉末を含むスラリーを型に導入し離型することにより、放電容器の発光部に対応する球形部と放電容器の細管部に対応する細管部を有する成形体を形成する成形体形成工程と、前記成形体を乾燥させる乾燥工程と、前記乾燥した成形体の仮焼を行う仮焼工程と、前記仮焼した成形体を本焼成する本焼成工程と、を有し、前記乾燥工程において、前記細管部に押圧力を印加した状態で前記成形体を乾燥させる。
【０００９】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記乾燥工程において、前記成形体の細管部を第1の保持プレートと第２の保持プレートで挟むことにより前記細管部に押圧力を印加してよい。
【００１０】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記第１及び第２の保持プレートは互いに向かい合う内面と該内面の両側の端面と該内面と反対側の外面を有し、前記第１及び第２の保持プレートの内面の各々には、長手方向に沿って延びる凹部が形成され、該凹部によって、前記内面は第１及び第２の係合面に分けられ、該係合面の各々には、前記保持プレートの幅方向に沿って延びる係合溝が形成され、前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記成形体の細管部は、該係合溝に係合するように構成されてよい。
【００１１】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記第１及び第２の保持プレートの係合面の間に隙間が形成されてよい。
【００１２】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記第１及び第２の保持プレートの凹部の底面と前記成形体の間に隙間が形成されてよい。
【００１３】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記第１及び第２の保持プレートの係合面の各々には、前記保持プレートの長手方向に沿って延びる溝が形成されてよい。
【００１４】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記第１及び第２の保持プレートの一方にはピンが設けられ、他方には孔が設けられ、前記ピンが前記孔に係合するように構成されてよい。
【００１５】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記乾燥工程において、前記細管部に印加する押圧力は、前記成形体の細管部の上側の保持プレートの重量による力と、押し付け力生成機構によって生成された押し付け力を含んでよい。
【００１６】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記押し付け力生成機構は、保持プレートに載せた錘を含んでよい。
【００１７】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記押し付け力生成機構は、２つの保持プレートを締め付けるクランプを含んでよい。
【００１８】
本実施形態によると前記セラミックス製の放電容器の製造方法において、前記成形体形成工程において、前記成形体は、石膏製の型を用いる排泥鋳込み法によって製造されてよい。
【００１９】
本実施形態によると、発光部と該発光部の両側の細管部を有するセラミックス製の放電容器の製造工程において仮焼成前の成形体を保持するための成形体保持装置において、第１の保持プレートと第２の保持プレートを有し、
前記第１及び第２の保持プレートは互いに向かい合う内面と該内面の両側の端面と該内面と反対側の外面を有し、
前記第１及び第２の保持プレートの内面の各々には、長手方向に沿って延びる凹部が形成され、該凹部によって、前記内面は第１及び第２の係合面に分けられ、
該係合面の各々には、前記保持プレートの幅方向に沿って延びる係合溝が形成され、前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記成形体の細管部は、該係合溝に係合するように構成されてよい。
【００２０】
本実施形態によると、前記成形体保持装置において、前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記第１及び第２の保持プレートの係合面の間に隙間が形成されてよい。
【００２１】
本実施形態によると、前記成形体保持装置において、前記第１及び第２の保持プレートの間に前記成形体を挟むように保持するとき、前記第１及び第２の保持プレートの凹部の底面と前記成形体の間に隙間が形成されてよい。
【００２２】
本実施形態によると、前記成形体保持装置において、前記第１及び第２の保持プレートの係合面の各々には、前記保持プレートの長手方向に沿って延びる溝が形成されてよい。
【００２３】
本実施形態によると、前記成形体保持装置において、前記第１及び第２の保持プレートの一方にピンが設けられ、前記第１及び第２の保持プレートの他方に孔が設けられ、前記ピンが前記孔に係合するように構成されてよい。
【００２４】
本実施形態によると、前記成形体保持装置において、前記成形体を挟むように保持するとき、前記成形体の細管部に押し付け力を印加するための押し付け力生成機構が設けられてよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によると、仮焼成の前の工程において、成形体の細管部の変形を防止すると同時に、成形体の細管部の変形を矯正することができるセラミックス製の放電容器の製造技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】図１Ａは、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの構成例を説明する図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの放電容器の構成例を説明する図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの製造方法のうち排泥鋳込み工程までの工程の例を説明する図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの製造方法のうち排泥鋳込み工程後の工程の例を説明する図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置の組み立て前の状態を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置の組み立て後の状態を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３Ｂの矢印Ａ−Ａから見た場合の成形体保持装置の断面構成を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図３Ｂの矢印Ｂ−Ｂから見た場合の成形体保持装置の断面構成を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置の組み立て前の状態を説明する説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置の組み立て後の状態を説明する説明図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置において押し付け力の生成機構の例を説明する説明図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置において押し付け力の生成機構の例を説明する説明図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置において押し付け力の生成機構の例を説明する説明図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る放電容器の製造装置の仮焼成体保持装置の例を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の成形体保持装置の効果を調べる実験結果を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本実施形態に係る放電容器の製造装置の仮焼成体保持装置の効果を調べる実験結果を示す図である。
【図９】図９は、本願の発明者が行った成形体及び焼成体のぶれを測定する方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００２８】
図１Ａを参照して本実施形態に係るセラミックメタルハライドランプの一例を説明する。セラミックメタルハライドランプ１００は、透光性外管１１１と、端部の口金１１２と、透光性外管１１１の内部のほぼ中央に配置された放電容器１３０を有する。透光性外管１１１の内部は圧力１０Ｐａ以下の高真空に保持される。セラミックメタルハライドランプ１００は、図示のように口金１１２を上にして垂直に装着される。
【００２９】
放電容器１３０の周囲に透光性スリーブ１０８が設けられ、その外側に、金属製のフレーム１０９が設けられている。放電容器１３０の上側には、始動器１１０が設けられている。フレーム１０９の上端には、ゲッタ１１３が装着されている。
【００３０】
フレーム１０９は、下端のマウント支持板１１４と上端のステム１１５の導入線と接続しており、それによって、位置固定される。フレーム１０９は位置固定用の部材であると同時に電気的接続用の部材を兼ねており、図示しない外部給電システムからの電力をステム１１５の導入線を介して放電容器１３０に供給する。
【００３１】
図１Ｂを参照して放電容器１３０の構造を説明する。放電容器１３０は中央の発光部１３０Ｃとその両側の細管部１３０Ａ、１３０Ｂを有する。本例の放電容器１３０は、略回転楕円体形状の発光部１３０Ｃとその両側の細管部１３０Ａ、１３０Ｂが一体的に形成された、所謂一体型である。
【００３２】
細管部１３０Ａ、１３０Ｂには、電極システム１２０ａ、１２０ｂがそれぞれ装着されている。電極システム１２０ａ、１２０ｂは、タングステン電極１２３、電流供給導体１２２、及び、リード線１２１を有する。タングステン電極１２３の先端は放電容器１３０の発光部１３０Ｃに配置されている。電流供給導体１２２は、耐ハロゲン性中間材１２２ａと導電性サーメット棒１２２ｂを含む。
【００３３】
リード線１２１は導電性サーメット棒１２２ｂの先端に接続されている。リード線１２１と導電性サーメット棒１２２ｂの接続部は補強材１３１によって囲まれている。リード線１２１は細管部１３０Ａ、１３０Ｂの先端より突出している。
【００３４】
放電容器１３０の内部には、発光物質と、水銀および不活性ガスが封入されている。不活性ガスは例えば希ガスであるが本実施例ではアルゴンである。セラミックメタルハライドランプを点灯させると、放電容器１３０内における放電により、発光物質が加熱され、その一部が蒸発して放電により励起され、発光する。発光物質の残りの部分は、放電容器１３０の底部の最冷部に液相状態でプールされる。液相の発光物質の一部は蒸発し、放電容器１３０の内部を対流により循環し、底部の最冷部に戻る。ランプの点灯中はこのようなサイクルが繰り返される。
【００３５】
図２Ａを参照して、本発明に係る高圧放電ランプ用のセラミックス製の放電容器の製造方法の例を説明する。図２Ａは、排泥鋳込み成形によって成形体を形成する工程の例を示す。先ず、ステップＳ１０１にて、原材料を秤量する。本実施形態では、原材料として、アルミナ粉末（粒子径０．１〜２．０μｍ）と助剤（酸化マグネシウム）を用いる。これらの助剤、特に、酸化マグネシウムは、セラミックにおける結晶粒の粗大化を抑制する機能を有する。ステップＳ１０２にて、スラリーを生成する。アルミナ粉末、助剤、及び、水を混合した原材料を容器に入れ、ボールミルにて１０時間混合を行い、スラリーを生成する。ステップＳ１０３にて、バインダー添加を行う。スラリーを別の容器に移し、バインダーを加え、更に混合する。ステップＳ１０４にて、篩処理を行う。スラリーをナイロン製の篩にかけ、一定以上の大きさの粒子径のアルミナを除去する。本実施形態では、目開き３２μｍの篩を用いた。ステップＳ１０５にて、スラリーの脱泡を行う。脱泡装置によりスラリーの気泡を除去する。
【００３６】
ステップＳ１０６〜ステップＳ１１０は排泥鋳込み成形の工程である。ステップＳ１０６にて、石膏型にスラリーを供給し、石膏型の成形室をスラリーで充填する。ステップＳ１０７にて、所定の時間保持する。石膏にスラリーの水分が吸収される。石膏型の内面にスラリーの固形分が着肉する。鋳込みは、大気圧下で行ってもよいが、真空雰囲気又は加圧雰囲気にて行ってもよい。
【００３７】
ステップＳ１０８にて、排泥を行う。石膏型の内面に着肉したスラリーの固形分によって成形体が形成される。ステップＳ１０９にて、石膏型内に形成された成形体をそのまま乾燥させる。ステップＳ１１０にて、離型（脱型）を行う。石膏型から成形体を取り外す。
【００３８】
図２Ｂは、排泥鋳込み成形によって形成された成形体を焼成してセラミックス製の放電容器を形成する工程の例を示す。ステップＳ２０１にて、成形体の乾燥を行う。石膏型から取り外した成形体を常温で乾燥させる。本実施形態によると、成形体を成形体保持装置に保持した状態で乾燥させる。成形体保持装置の機能及び構造は後に説明する。
【００３９】
ステップＳ２０２にて、成形体の仮焼を行う。即ち、１０時間をかけて９５０℃まで昇温し、その温度で３０分間保持する。ステップＳ２０３にて、仮焼成体の研磨を行う。仮焼成体の表面には、石膏型の合わせ目に沿って小さな突起状のパーティングラインが形成されている。仮焼成体はある程度の硬さを有する。そこで、パーティングラインを研磨除去する。両側の細管部を把持し、仮焼成体を回転させ、表面に１０００〜２０００番の耐水研磨紙をあてる。
【００４０】
ステップＳ２０４にて、酸処理を行う。仮焼成体には、石膏の成分に起因した硫黄、カルシウム、ケイ素等が残存する。これらの元素が残存すると、本焼成後に白濁して、透過率が低下する。そこで、酸処理によってカルシウム等の不要な成分を除去する。酸処理では、例えば、硝酸、又は、塩酸液中に成形体を浸漬することによって石膏に起因した成分を除去してよい。酸処理の後に、洗浄し乾燥させる。
【００４１】
ステップＳ２０５にて、１次本焼成を行う。１次本焼成は、ドライ水素雰囲気で行う。ステップＳ２０６にて、２次本焼成を行う。２次本焼成は空気中で行う。２次本焼成は酸素を含んだウェット水素雰囲気で行なってもよい。本実施形態によると、仮焼成体を仮焼成体保持装置に保持した状態で焼成を行う。仮焼成体保持装置の構造は後に説明する。
【００４２】
本実施の形態では、一次本焼成と二次本焼成の２回の本焼成を行う。その理由は、ドライ水素雰囲気での焼成だけではアルミナに低次酸化物が生成され易い。低次酸化物が生成されると、成形体は黒っぽく着色し透過率が低下する。しかしドライ水素雰囲気での焼成の後に酸素を含んだ空気中での焼成を行うことにより、低次酸化物を低減させることができる。そのため、成形体の着色がなくなり透過率を向上させることができる。本焼成での雰囲気、温度、時間等は、成形体の着色具合等から判断して変更し、着色が少なく、透過率の高くなる条件での焼成が望ましい。
【００４３】
ステップＳ２０２の仮焼成工程の前では、特にステップＳ２０１の乾燥工程の前では、成形体が未だ柔らかいので変形し易い。例えば、ステップＳ１１０の離型（脱型）工程では、成形体の両側の細管部に力が加わり変形することがある。成形体の細管部は、石膏型の合わせ面に対して垂直な方向に変形し易い。即ち、石膏型の合わせ目に沿って形成されるパーティングラインを含む面に対して垂直な方向に変形し易い。
【００４４】
従来の技術では、ステップＳ２０１の成形体の乾燥工程にて、成形体をステンレス製のバットに寝かせた状態で乾燥させる。そのため、乾燥工程中に、成形体の両側の細管部が重力によって変形することがあった。
【００４５】
本実施形態に係る成形体保持装置は、ステップＳ２０１の成形体の乾燥工程における細管部の変形を回避すると同時に、ステップＳ１１０の離型（脱型）工程で生じた細管部の変形を矯正する機能を有する。本実施形態に係る成形体保持装置を用いることによって、成形体の両側の細管部の中心軸線は互いに整合する、即ち、成形体の両側の細管部は同一軸線上に配置される。詳細は後に説明する。
【００４６】
ここでは成形体の形成方法として排泥鋳込み法（泥漿鋳込み方法）を説明したが、ゲルキャスト法等の他の方法によって成形体を形成してもよい。
【００４７】
図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本実施形態に係る成形体保持装置の例を説明する。本実施形態の成形体保持装置は、１対の保持プレート１Ａ、１Ｂを有する。図３Ａは、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂを組み立てる前の状態を示し、図３Ｂは、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂを組み立てた後の状態を示す。
【００４８】
保持プレート１Ａ、１Ｂの間に成形体２３０を挟むようにして保持する。成形体２３０は中央の球形部２３０Ｃとその両側に延びる細管部２３０Ａ、２３０Ｂからなる。成形体２３０を焼成することにより、放電容器１３０（図１Ｂ）が形成される。成形体２３０の球形部２３０Ｃは放電容器１３０の発光部１３０Ｃとなり、成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂは放電容器１３０の細管部１３０Ａ、１３０Ｂとなる。
【００４９】
先ず、下側の保持プレート１Ｂの形状を説明する。保持プレート１Ｂの外形は、概略直方体であり、内面１０Ａ、外面１０Ｂ、２つの端面１０Ｃ、１０Ｄ、及び、２つの側面１０Ｅ、１０Ｆを有する。ここで説明の都合上、下側の保持プレート１Ｂの幅方向に沿ってｘ軸をとり、長手方向に沿ってｙ軸をとり、厚さ方向に沿っては、ｚ軸をとる。
【００５０】
下側の保持プレート１Ｂの内面１０Ａには、長手方向に沿って、即ち、ｙ軸方向に沿って凹部１６が形成されている。凹部１６は保持プレート１Ｂの中心軸線に沿って形成されている。凹部１６によって、内面１０Ａは２つの部分、即ち、第１及び第２の係合面１０ａ、１０ｂに分けられている。
【００５１】
係合面１０ａ、１０ｂには幅方向に沿って、即ち、ｘ軸方向に沿って、係合溝１４が形成されている。本例では各係合面に５本の係合溝１４が形成されているが、必ずしも５本である必要はない。一方の係合面１０ａの係合溝１４の各々と他方の係合面１０ｂの係合溝１４の各々は一直線に沿って延びており、１本の係合溝を形成している。各係合溝１４に成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂが配置される。係合溝１４の断面形状は、成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂを所定の位置に保持することができればどのような形状でもよいが、好ましくはＶ字形である。Ｖ字形溝の傾斜面のなす角は任意である。
【００５２】
係合面１０ａ、１０ｂには長手方向に沿って、即ち、ｙ軸方向に沿って、溝１２が形成されている。本例では、各係合面に３本の溝１２が形成されているが、必ずしも３本である必要はない。本例では、溝１２の断面形状は矩形であるが、必ずしも矩形である必要はない。溝１２の深さは係合溝１４の深さより大きい。従って、係合溝１４は、溝１２によって分断される。尚、凹部１６の深さは、溝１２の深さより十分に大きい。
【００５３】
保持プレート１Ｂの内面１０Ａと端面１０Ｃ、１０Ｄが交差する角部に段差が形成されている。段差は、内面１０Ａに平行な段差面１８Ａと内面１０Ａに直交する段差壁面１８Ｂからなる。段差面１８Ａには位置決め用のピン２０が設けられている。段差の高さ、即ち、段差壁面１８Ｂの高さは、溝１２の深さより大きい。
【００５４】
上側の保持プレート１Ａの構造は、下側の保持プレート１Ｂの構造と略同一であるが、段差面１８Ａにはピン２０の代わりに位置決め用の孔２２が形成されている。尚、上側の保持プレート１Ａの段差面１８Ａにピン２０を設け、下側の保持プレート１Ｂの段差面１８Ａに孔２２を設けてもよい。
【００５５】
次に、成形体保持装置によって成形体２３０を保持する方法を説明する。先ず、下側の保持プレート１Ｂの内面１０Ａに、成形体２３０を配置する。成形体２３０の球形部２３０Ｃを、下側の保持プレート１Ｂの凹部１６に配置し、成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂを、下側の保持プレート１Ｂの係合面１０ａ、１０ｂの係合溝１４に配置する。本例では、５本の成形体２３０を配置することができる。尚、成形体２３０は、その外面に形成されたパーティングラインを含む面が、係合面１０ａ、１０ｂと平行となるように配置される。これについては後に説明する。
【００５６】
次に、上側の保持プレート１Ａの内面１０Ａが下側の保持プレート１Ｂの内面１０Ａに向かい合うように、両者を重ねる。下側の保持プレート１Ｂの四隅のピン２０を、上側の保持プレート１Ａの四隅の孔２２に係合させる。ピン２０と孔２２の係合によって、上側の保持プレート１Ａと下側の保持プレート１Ｂの間の位置合わせが容易に且つ正確にできる。このとき、上側及び下側の保持プレート１Ａ、１Ｂの係合面１０ａ、１０ｂの間に僅かな隙間が形成される。
【００５７】
保持プレート１Ａ、１Ｂは、合成樹脂製であってよい。保持プレート１Ａ、１Ｂは、成形法によって形成されてよい。上述のように、保持プレート１Ａ、１Ｂは、四隅のピン及び孔を除いて、同一構造を有する。従って、下側の保持プレート１Ｂは、上側の保持プレート１Ａの孔２２にピン２０を埋め込むことによって形成してよい。尚、成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂの端部は、ステップＳ２０２の仮焼成工程の後にカットされる。従って、保持プレート１Ａ、１Ｂの幅方向寸法、即ち、ｘ方向の寸法は、カット後の成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂをカバーできる寸法であればよい。
【００５８】
図４Ａは、図３Ｂにおける矢印Ａ−Ａに沿って見た断面構成を示す。保持プレート１Ａ、１Ｂの凹部１６は、底面１６Ａと側面１６Ｂ、１６Ｃからなる。成形体２３０の球形部２３０Ｃは、上側及び下側の保持プレート１Ａ、１Ｂの凹部１６の間に配置される。２つの保持プレート１Ａ、１Ｂの凹部１６の底面１６Ａの間の距離は、成形体２３０の球形部２３０Ｃの外径より僅かに大きい。従って、成形体２３０の球形部２３０Ｃは、保持プレート１Ｂ、１Ａの凹部１６の底面１６Ａより僅かであるが離れている。
【００５９】
本実施形態では、成形体の外面に形成されたパーティングライン２３１を含む面が、係合面１０ａ、１０ｂ（図３Ａ）と平行となるように、成形体２３０を配置する。従って、成形体２３０は、２つの石膏型の間に挟まれた姿勢と同一の姿勢にて、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂの間に挟まれる。
【００６０】
上述のように成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂは、石膏型の合わせ目に沿って形成されるパーティングライン２３１を含む面に対して垂直な方向に変形し易い。即ち、成形体２３０の中心軸線とパーティングライン２３１を含む面に対して垂直な面に沿って、成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂの変形量は最大となる。成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂは、保持プレート１Ｂ、１Ａの係合面１０ａ、１０ｂの係合溝１４の間に挟まれた状態で保持される。
【００６１】
成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂに上側の保持プレート１Ａの重量Ｗが印加される。それによって、ステップＳ１１０の離型（脱型）工程で生じた細管部２３０Ａ、２３０Ｂの変形を矯正することができる。更に、ステップＳ２０１の乾燥工程中に、細管部２３０Ａ、２３０Ｂが重力によって変形することが回避される。細管部２３０Ａ、２３０Ｂの変形を矯正するために、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂに両側から所定の押し付け力Ｐを印加してもよい。この場合、細管部２３０Ａ、２３０Ｂには、上側の保持プレート１Ａの重量Ｗと押し付け力Ｐの合力Ｗ＋Ｐが印加される。押し付け力Ｐについては後に説明する。
【００６２】
図４Ｂは、図３Ｂにおける矢印Ｂ−Ｂに沿って見た断面構成を示す。上述のように下側の保持プレート１Ｂの段差面１８Ａにピン２０が設けられている。上側の保持プレート１Ａの段差面１８Ａに孔２２が設けられている。下側の保持プレート１Ｂの上に上側の保持プレート１Ａを重ねると、ピン２０が孔２２に係合する。それによって、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂの位置合わせが正確に且つ容易になされる。
【００６３】
図５Ａ及び図５Ｂを参照して、本実施形態に係る成形体保持装置によって、成形体２３０を保持する状態を説明する。図５Ａは、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂを組み立てる前の状態を保持プレート１Ａ、１Ｂの側面１０Ｅ、１０Ｆから見た状態を示し、図５Ｂは、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂを組み立てた後の状態を保持プレート１Ａ、１Ｂの側面１０Ｅ、１０Ｆから見た状態を示す。成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂは、上側及び下側の保持プレート１Ａ、１Ｂの係合面１０ａ、１０ａ及び１０ｂ、１０ｂの係合溝１４、１４の間に挟まれる。
【００６４】
ここで、本実施形態による係合溝１４、１４の断面形状を説明する。成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂの断面の外形は円形である。細管部２３０Ａ、２３０Ｂを所定の位置にて保持するには、細管部２３０Ａ、２３０Ｂを、その外面の円周方向に沿って少なくとも３点で拘束すればよい。細管部２３０Ａ、２３０Ｂを、その外面の円周方向に沿って少なくとも３点で拘束することができれば、上側及び下側の保持プレート１Ａ、１Ｂの係合面及び溝１４はどのような構造又は形状であってもよい。
【００６５】
本実施形態では、係合溝１４、１４はＶ字形溝である。従って、細管部２３０Ａ、２３０Ｂの外面は、円周方向に沿って４点で、両側の係合溝１４、１４と接触している。しかしながら、成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂの保持構造はこれに限定されるものではない。
【００６６】
例えば、下側の保持プレート１Ｂの係合面１０ａ、１０ｂにＶ字形の係合溝１４を形成して２点接触とし、上側の保持プレート１Ａの係合面に係合溝を形成しないで１点接触となるように構成してもよい。
【００６７】
図５Ｂに示すように、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂを組み立てたとき、上側及び下側の保持プレート１Ａ、１Ｂの係合面１０ａ、１０ａ及び１０ｂ、１０ｂは接触していない。２つの係合面１０ａ、１０ａ及び１０ｂ、１０ｂの間に僅かな隙間が形成される。従って、細管部２３０Ａ、２３０Ｂは、少なくとも上側の保持プレート１Ａの重量Ｗによって押し付けられる。２つの保持プレート１Ａ、１Ｂに両側から所定の押し付け力Ｐを印加する場合には、上側の保持プレート１Ａの重量Ｗと押し付け力Ｐの合力である押圧力Ｗ＋Ｐが細管部２３０Ａ、２３０Ｂに印加される。
【００６８】
押圧力Ｗ＋Ｐによって、ステップＳ１１０の離型（脱型）工程で生じた細管部２３０Ａ、２３０Ｂの変形を矯正することができる。更に、細管部２３０Ａ、２３０Ｂは、両側の係合溝１４に挟まれた状態で拘束されるため、ステップＳ２０１の成形体の乾燥工程にて、乾燥中の変形を防止することができる。尚、ステップＳ２０１の乾燥工程の後は、成形体２３０は変形しにくい。そのため、成形体２３０を保持プレート１Ａ、１Ｂから外すときに変形する可能性は少ない。乾燥工程の後に成形体２３０をバットに並べて放置しても変形することはない。
【００６９】
押圧力Ｗ＋Ｐが小さすぎると、細管部２３０Ａ、２３０Ｂの変形を矯正することができない場合がある。成形体保持装置に、複数の成形体２３０を設置すると、変形量が最も大きい細管部２３０Ａ、２３０Ｂが係合溝１４に接触するが、他の細管部２３０Ａ、２３０Ｂは係合溝１４に接触しない状態となる可能性がある。このような場合には、全ての成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂの変形を矯正することができない。
【００７０】
一方、押圧力Ｗ＋Ｐが大きすぎると、細管部２３０Ａ、２３０Ｂが破損又は潰れる可能性がある。従って、押圧力Ｗ＋Ｐを適切に管理する必要がある。押圧力Ｗ＋Ｐの最適値は、成形体２３０の細管部２３０Ａ、２３０Ｂが係合溝１４に隙間なく固定され、且つ、細管部２３０Ａ、２３０Ｂにつぶれや破損が発生しないように設定される。従って、押圧力Ｗ＋Ｐの最適値は、成形体２３０の弾性係数、寸法、形状、数量、材質等により変化する。保持プレート１Ａの重量Ｗは一定である。従って、押圧力Ｗ＋Ｐを調整するには、押し付け力Ｐを調整すればよい。
【００７１】
図６Ａ〜図６Ｃを参照して、押し付け力Ｐの生成機構の例を説明する。図６Ａの例では、押し付け力Ｐの生成機構として錘を用いる。上側の保持プレート１Ａの上に錘２５を載せることによって押し付け力Ｐが生成される。押し付け力Ｐを調整するには、錘２５の重量又は錘２５の個数を調整すればよい。
【００７２】
図６Ｂの例では、押し付け力Ｐの生成機構としてクランプ２６を用いる。ここでは、最も一般的なクランプとして、万力とも称されるＧ型又はＣ型クランプを示す。押し付け力Ｐを調整するには、クランプの締付力を調節すればよい。尚、洗濯ばさみ型のバネクランプは、締付力が小さいが、取扱が容易である点で便利である。
【００７３】
図６Ｃの例では、２つの保持プレート１Ａ、１Ｂに形成した孔にボルト２７を挿通し、それをナット２８によって締め付けるように構成されている。ここでは、位置決め用の孔２２にボルト２７を挿通しているが、位置決め用の孔２２とは別個に設けた孔にボルト２７を挿通してもよい。押し付け力Ｐを調整するには、ボルト２７の締付力を調整すればよい。
【００７４】
図７を参照して、本実施形態に係る仮焼成体保持装置の例を説明する。本実施形態に係る仮焼成体保持装置は、図２ＢのステップＳ２０５及びステップＳ２０６の本焼成にて用いる。従来、仮焼成体を平らなバットに横置き状態で寝かせた状態で、本焼成を行っていた。本焼成では、仮焼成体の寸法は約１５〜２０％程度収縮する。そのため、仮焼成体は移動し、好ましくない結果を生じる。そこで本願の発明者は、本焼成中に仮焼成体を保持する仮焼成体保持装置を作成した。
【００７５】
仮焼成体保持装置は、複数の孔３２が形成された板状部材３１を有する。孔３２に仮焼成体２３２の細管部を挿入する。こうして、仮焼成体２３２は立てた状態で保持される。本焼成にて仮焼成体２３２が収縮しても、仮焼成体が移動することが回避される。
【００７６】
図８Ａは本願発明者が行った実験結果を示す。本願の発明者は、図３Ａ及び図３Ｂに示した本実施形態に係る成形体保持装置を使用することによって、成形体の細管部の変形量がどの程度減少したかを確認する実験を行った。本願の発明者は、３６本の成形体を作成し、その半分を従来の技術のように、平らなバットに横に寝かせた状態で乾燥させ、残りの半分を本実施形態に係る成形体保持装置を用いて乾燥させた。乾燥後に、成形体の細管部の変形量、即ち、ぶれをマイクロメータで測定した。実験に使用した成形体の寸法は全長１００ｍｍ、細管部の長さ３０ｍｍ、太さ５ｍｍである。
【００７７】
四角形の点は、従来の技術により、平らなバットに横に寝かせた状態で成形体を乾燥させた場合の細管部のぶれの測定値、丸形の点は、実施形態に係る成形体保持装置を用いて成形体を乾燥させた場合の細管部のぶれの測定値を示す。図８Ａの結果から、本実施形態に係る成形体保持装置を用いると、乾燥後の成形体の細管部の変形量及びそのバラツキが減少することが判る。
【００７８】
図８Ｂは本願発明者が行った他の実験結果を示す。本願の発明者は、図７に示した本実施形態に係る仮焼成体保持装置を使用することによって、放電容器の細管部の変形量がどの程度減少したかを確認する実験を行った。本願の発明者は、３６本の仮焼成体を作成し、その半分を従来の技術のように、平らなバットに横に寝かせた状態で本焼成を行い、残りの半分を本実施形態に係る仮焼成体保持装置を用いて本焼成を行った。本焼成後に、焼成体の細管部の変形量、即ち、ぶれをマイクロメータで測定した。
【００７９】
四角形の点は、従来の技術により、平らなバットに横に寝かせた状態で仮焼成体を本焼成した場合の細管部のぶれの測定値、丸形の点は、実施形態に係る仮焼成体保持装置を用いて仮焼成体を本焼成した場合の細管部のぶれの測定値を示す。図８Ｂの結果から、本実施形態に係る仮焼成体成形体保持装置を用いると、本焼成後の放電容器の細管部の変形量及びそのバラツキが減少することが判る。
【００８０】
図９は、本願発明者が実施した乾燥後の成形体の細管部の変形量を測定する方法を示す。一方の細管部２３０Ａを保持し、その軸線周りに成形体２３０を回転させる。他方の細管部２３０Ｂの変化量ｄ（最大値と最小値の差）をマイクロメータで測定し、この変化量ｄの１／２の値をぶれとした。本焼成後の放電容器の細管部のぶれを測定する方法も同様である。
【００８１】
上述のように、本実施形態による成形体保持装置及び仮焼成体保持装置は、排泥鋳込み法（泥漿鋳込み方法）によって形成された成形体及び仮焼成体を保持するのに好適であるが、ゲルキャスト法等の他の方法によって形成された成形体及び仮焼成体を保持することもできる。
【００８２】
本発明によるセラミックス製の放電容器の製造方法は、排泥鋳込み法（泥漿鋳込み方法）によって成形体を形成してもよいが、ゲルキャスト法等の他の方法によって成形体を形成してもよい。
【００８３】
以上、本実施形態に係る成形体保持装置について説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００８４】
１Ａ、１Ｂ…保持プレート、１０Ａ…内面、１０Ｂ…外面、１０Ｃ、１０Ｄ…端面、１０Ｅ、１０Ｆ…側面、１０ａ、１０ｂ…係合面、１２…溝、１４…係合溝、１６…凹部、１６Ａ…凹部底面、１６Ｂ、１６Ｃ…凹部側面、１８Ａ…段差面、１８Ｂ…段差壁面、２０…ピン、２２…孔、２５…錘、２６…クランプ、２７…ボルト、２８…ナット、３１…板状部材、３２…孔、１００…セラミックメタルハライドランプ、１０８…透光性スリーブ、１０９…フレーム、１１０…始動器、１１１…透光性外管、１１２…口金、１１３…ゲッタ、１１４…マウント支持板、１１５…ステム、１２０ａ、１２０ｂ…電極システム、１２１…リード線、１２２…電力供給導体、１２２ａ…耐ハロゲン性中間材、１２２ｂ…導電性サーメット、１２３…タングステン電極、１３０…放電容器、１３０Ａ、１３０Ｂ…細管部、１３０Ｃ…発光部、１３１…補強材、２３０…成形体、２３０Ａ、２３０Ｂ…細管部、２３０Ｃ…球形部、２３１…パーティングライン、２３２…仮焼成体
【図１Ａ】
2015032530.tif 000003
【図１Ｂ】
2015032530.tif 000004
【図２Ａ】
2015032530.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
2015032530.tif 000007
【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
2015032530.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
2015032530.tif 000013
【図６Ｂ】
2015032530.tif 000014
【図６Ｃ】
2015032530.tif 000015
【図７】
2015032530.tif 000016
【図８Ａ】
2015032530.tif 000017
【図８Ｂ】
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【図９】
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