(57)【要約】【課題】電極支持棒を電極に高い嵌合強度で嵌合することができ、放電ランプ間で嵌合強度のバラツキがなく、電極支持棒の軸線と電極の軸線を一致させることができる放電ランプを提供することにある。【解決手段】本発明の放電ランプは、電極１３は第１凹部１３１ａと第２凹部１３２ａを有し、第２凹部１３２ａに緩衝部材２０が配置され、電極支持棒１５は、先端が円柱部１５ａが形成され、続いてテーパー部１５ｂが形成され、円柱部１５ａが第１凹部１３１ａ内に位置し、テーパー部１５ｂが緩衝部材２０を押し潰すように、電極支持棒１５が電極１３に嵌合していることを特徴とする放電ランプ。【選択図】　　図２
2004111235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極支持棒によって支持された電極を有する放電ランプにおいて、
前記電極は端部に開口する凹部を有し、当該凹部は電極内側に位置する小径の第１凹部と、この第１凹部に続き電極端部側に位置する大径の第２凹部からなり、
前記第２凹部に、内周面が電極軸に並行である円筒状の金属製の緩衝部材が配置され、
前記電極支持棒は、先端が円柱状の円柱部となっており、この円柱部に続きテーパー部が形成されており、
前記電極支持棒の円柱部が前記電極の第１凹部内に位置し、前記電極支持棒のテーパー部が前記緩衝部材を押し潰すように、前記電極支持棒が前記電極に嵌合して当該電極を支持していることを特徴とする放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、放電ランプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放電ランプは、発光空間を形成する発光管の両端に封止管が連接されてなるバルブを有し、このバルブの発光管内に、一対の電極（陽極および陰極）が互いに対向するよう配置されると共に、例えば希ガスおよび水銀などが封入されており、電極の各々は、バルブの封止管から発光管に向かって管軸に沿って伸びる電極支持棒の先端部に固定されて支持されている。
【０００３】
また、電極支持棒の先端部に電極を固定する手段としては、電極の端部に開口するように凹部を形成し、この凹部に緩衝部材を介して電極支持棒の先端部を嵌合する手段が知られている。
【０００４】
具体的に説明すると、図５（イ）に示すように、電極５０の端部５０ｂに開口し電極５０の先端に向かって径が小さくなるようテーパー状の凹部５０ａを形成すると共に、電極支持棒５１の先端部５１ａを、電極５０の凹部５０ａに適合する形状すなわち先端に向かって径が小さくなるようテーパー状に加工し、更にこの先端部５１ａの周面に緩衝部材５２を形成する。
次に、図５（ロ）に示すように、電極５０の凹部５０ａに電極支持棒５１の先端部５１ａを挿入し、更に、図５（ハ）に示すように、電極支持棒５１の先端部５１ａを、その全体が電極５０の凹部５０ａ内に収容されるよう圧入することにより、緩衝部材５２が先端部５１ａと凹部５０ａとの間で押し潰されて、電極支持棒５１の先端部５１ａが電極５０の凹部５０ａ内に嵌合されて固定される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２３５６６号　（図７）
【０００６】
しかしながら、このような手段においては、以下のような問題がある。
緩衝部材５２は、モリブデン箔やタンタル板などを電極支持棒５１の先端部５１ａに巻き回すことにより形成されるが、緩衝部材５２の厚みの調整すなわち使用するモリブデン箔やタンタル板などの厚みや巻き回し数や巻き位置の調整は、製作者が試行錯誤を繰り返すことによって行われるものであるため、電極５０と電極支持棒５１の嵌合強度にばらつきが生じ、嵌合強度が弱いものがあった。
【０００７】
また、緩衝部材５２の厚みの調整すなわち使用するモリブデン箔やタンタル板などの厚みや巻き回し数や巻き位置などの関係により、さらには、電極５０の凹部５０ａの内面がテーパー状になっており、ここに嵌合する電極支持棒５１の先端部５１ａもテーパー状になっており、先端部５１ａが凹部５０ａに斜めに挿入された場合、本来、電極支持棒５１の軸線Ｙと電極５０の軸線Ｘが一致しなければならないものであるが、それぞれの軸がずれるものがあった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上なような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、電極支持棒の先端を電極の端部に開口する凹部に確実に極めて高い嵌合強度を保った状態で嵌合することができ、しかも、放電ランプ間で嵌合強度のバラツキがなくなり、さらに、電極支持棒の軸線と電極の軸線を確実に一致させることができる放電ランプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の放電ランプは、電極支持棒によって支持された電極を有する放電ランプにおいて、前記電極は端部に開口する凹部を有し、当該凹部は電極内側に位置する小径の第１凹部と、この第１凹部に続き電極端部側に位置する大径の第２凹部からなり、前記第２凹部に、内周面が電極軸に並行である円筒状の金属製の緩衝部材が配置され、前記電極支持棒は、先端が円柱状の円柱部となっており、この円柱部に続きテーパー部が形成されており、前記電極支持棒の円柱部が前記電極の第１凹部内に位置し、前記電極支持棒のテーパー部が前記緩衝部材を押し潰すように、前記電極支持棒が前記電極に嵌合して当該電極を支持していることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の放電ランプを説明する。
図１は、本発明に係る放電ランプの一例における構成の概略を示す説明用断面図である。
この放電ランプにおけるバルブ１０は、石英ガラスにより形成され、楕円球形の発光管１１と、この発光管１１の両端から外方に伸びるよう連設された封止管１２とよりなり、発光管１１に続く封止管１２の発光管１１に接近した個所に、封止管１２の一部が縮径された状態の絞り込み部１２ａが形成されている。
【００１１】
バルブ１０の発光管１１内には、それぞれタングステンよりなる陽極１３および陰極１４が互いに対向するよう配置されており、その各々は、モリブデンよりなる円柱状の電極支持棒１５の先端に嵌合されて支持されている。
【００１２】
電極支持棒１５は、封止管１２内を管軸に沿って伸び、その端部が封止管部１２より突出する状態で設けられており、封止管１２の外端部において、封止管１２と電極支持棒１５とが溶着されて、気密シール部１７が形成されている。
封止管１２内においては、電極支持棒１５の外径に適合する貫通孔１９を有する石英ガラスよりなるスリーブ部材１６が、電極支持棒１５が挿通された状態で配置されており、このスリーブ部材１６は、封止管部１２の一部である絞り込み部１２ａにより支持されている。
【００１３】
バルブ１０の発光管１１内には、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス若しくはこれらの混合物よりなる封入ガス、および必要に応じて水銀などの発光物質が封入されている。
【００１４】
封入ガスの圧力は、封入時において例えば０．１〜１０ａｔｍであり、発光物質として水銀を用いる場合には、その封入量は、例えばバルブ１０における発光管１１の内容積当たりの重量で０．５〜６０ｍｇ／ｃｃである。
【００１５】
図２を用いて電極支持棒が電極に嵌合する状態を説明する。
図２（イ）に示すように、陽極１３は端部１３ｂに開口する凹部１３ａを有し、この凹部１３ａは電極内側に位置する小径の円柱状の第１凹部１３１ａと、この第１凹部１３１ａに続き電極端部側に位置する大径の円柱状の第２凹部１３２ａからなるものである。つまり、第１凹部１３１ａの内径は第２凹部１３２ａの内径より小さくなっている。
【００１６】
電極支持棒１５は、先端が円柱状の円柱部１５ａとなっており、この円柱部１５ａに続き電極支持棒１５の後端に向かうにつれて径が大きくなるようなテーパー部１５ｂが形成され、テーパー部１５ｂに続き胴部１５ｃを有するものである。円柱部１５ａの外径は第１凹部１３１ａの内径より小さくなっている。
【００１７】
緩衝部材２０は図３に示すようにタンタル金属よりなる円筒状の部材であって、一部軸方向に切り欠き２２があり、断面形状がＣ字状のものである。２１は緩衝部材２０の内周面である。
【００１８】
そして、図２（ロ）に示すように、この緩衝部材２０を外方から押圧して塑性変形させた状態で第２凹部１３２ａに嵌め込む。
【００１９】
この緩衝部材２０の内径は、電極支持棒１５の円柱部１５ａの外径より大きくなっており、電極支持棒１５の胴部１５ｃの外径より小さくなっている。また、緩衝部材２０の内周面２１は電極の軸線Ｘに並行となっている。
【００２０】
次に、図２（ハ）に示すように、陽極１３の凹部１３ａに電極支持棒１５の円柱部１５ａとテーパー部１５ｂを挿入する。
第１凹部１３１ａは電極１３の軸線Ｘ上に形成されており、一方、電極支持棒１５の円柱部１５ａは電極支持棒１５の軸線Ｙ上に形成されている。円柱部１５ａが第１凹部１３１ａに入り込む際、円柱部１５ａと第１凹部１３１ａとの間に隙間が形成されるが、この隙間は非常に狭い状態になっているので、第１凹部１３１ａは円柱部１５ａの挿入時のガイド的な作用を有することになり、円柱部１５ａは第１凹部１３１ａの中心に位置することとなり、この結果、電極支持棒１５の中心出しをすることができ、電極支持棒１５の軸線Ｙと陽極１３の軸線Ｘが一致する。
【００２１】
さらに、図２（ニ）に示すように、陽極１３の凹部１３ａに電極支持棒１５の円柱部１５ａとテーパー部１５ｂをさらに深く押し込むことによって、電極支持棒１５が陽極１３に嵌合する。
【００２２】
詳細に説明すると、図４に示すように、緩衝部材２０の内周面２１が電極１３の軸線Ｘと並行になっているので、電極支持棒１５のテーパー部１５ｂと内周面２１とのなす角度αが全周において一定となるので、テーパー部１５ｂが緩衝部材２０内に押し込まれる際、緩衝部材２０の内周面２１をテーパー部１５ｂが略均一の力で外方に向かうように押圧するので、緩衝部材２０がテーパー部１５ｂによって、その内周面２１側が略均一に押し潰され、電極支持棒１５が陽極１３に確実にしかも強い嵌合強度で嵌合される。
【００２３】
また、緩衝部材２０は、図３に示すように一定の決められた形状を有するように機械的に作られており、緩衝部材２０はそれぞれの個体差がほとんど無いものである。
従来では、電極支持棒の先端に金属箔を巻く工程において、製作者の経験によって、厚みや巻き回し数や巻き位置を決めていたので、放電ランプ毎に電極支持棒と電極との嵌合強度にバラツキがあったが、本発明では、製作者の経験を全く排除し、一定形状の緩衝部材２０を第２凹部１３２ａに嵌め込むことにより、電極支持棒１５のテーパー部１５ｂと第２凹部１３２ａとの間で緩衝部材２０が押し潰される状態に個体差がなくなり、どの放電ランプにおいても電極支持棒と電極との嵌合強度にバラツキをなくすことができ、嵌合強度を一定にすることができる。
なお、陽極１３について説明したが、陰極１４も同様の構造であり、同様の作用効果を奏するものである。
【００２４】
＜実験例＞
図２に示す構成に従い、下記の条件により、陽極１３、電極支持棒１５、緩衝部材２０を合計１０組作成した。
【００２５】
（陽極１３）
材質：タングステン
直径：１５ｍｍ
軸線方向の長さ：２７ｍｍ
第１凹部１３１ａの内径：３．２ｍｍ
第１凹部１３１ａの軸線方向の長さ：７．０ｍｍ
第２凹部１３２ａの内径：３．８ｍｍ
第２凹部１３２ａの軸線方向の長さ：５．０ｍｍ
【００２６】
（電極支持棒１５）
材質：タングステン
円柱部１５ａの外径：３．０ｍｍ
円柱部１５ａの軸線方向の長さ：５．０ｍｍ
テーパー部１５ｂの傾き：３ｍｍ／１０ｍｍ
テーパー部１５ｂの軸線方向の長さ：３．３ｍｍ
胴部１５ｃの外径：４．０ｍｍ
【００２７】
（緩衝部材２０）
材質：タンタル
外径：３．７８ｍｍ
内径：３．２ｍｍ
厚み：０．２９ｍｍ
軸線方向の長さ：５．０ｍｍ
【００２８】
上記の陽極１３、電極支持棒１５、緩衝部材２０を用い、図２（イ）〜（ニ）に示す工程に従って、陽極１３の凹部１３ａに電極支持棒１５を約１ｔｏｎの力によって嵌合させた。
そして、陽極１３と電極支持棒１５の嵌合程度を測定するために、陽極１３から電極支持棒１５を引き抜くための力（引張り強度）を測定したところ、いずれも約２５０〜３５０ｋｇｆであり、製品間で嵌合強度のバラツキが少なく、しかも、陽極１３と電極支持棒１５の嵌合強度は極めて強いことが確認された。
【００２９】
（比較実験）
図５に示す構成に従い、下記の条件により、陽極５０、電極支持棒５１、緩衝部材５２を合計１０組作成した。
（陽極５０）
材質：タングステン
直径：１５ｍｍ
軸線方向の長さ：２７ｍｍ
凹部５０の傾き：０．０６ｍｍ／２０ｍｍ
凹部５０の先端部の直径：４．０６ｍｍ
凹部５０の端部５０ｂ側の開口直径：４．１ｍｍ
凹部５０の軸線方向の長さ：１２ｍｍ
【００３０】
（電極支持棒５１）
材質：タングステン
先端部５１ａの先端直径：３．９ｍｍ
先端部５１ａの傾き：０．０６ｍｍ／２０ｍｍ
先端部５１ａの軸線方向の長さ：１６ｍｍ
【００３１】
（緩衝部材５２）
材質：タンタル箔
縦：１０ｍｍ
横：６ｍｍ
厚み：０．０５ｍｍ
巻き方：１．５ターン
【００３２】
上記の陽極５０、電極支持棒５１、緩衝部材５２を用い、図５（イ）〜（ハ）に示す工程に従って、陽極５０の凹部５０ａに電極支持棒５１を約１ｔｏｎの力によって嵌合させた。
そして、陽極５０と電極支持棒５１の嵌合程度を測定するために、陽極５０から電極支持棒５１を引き抜くための力（引張り強度）を測定したところ、４０〜２５０ｋｇｆの範囲であり、製品間に大きなバラツキがあり、しかも本発明の陽極と電極支持棒の嵌合強度に比べ弱かった。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の放電ランプによれば、電極の小径の第１凹部に電極支持棒の円柱部が挿入され、大径の第２凹部に円筒状の金属製の緩衝部材が配置され、この緩衝部材の内周面側が電極支持棒のテーパー部で押し潰されるように電極の凹部に電極支持棒が嵌合されているので、電極支持棒が電極に確実にしかも極めて強い嵌合強度を保った状態で固定され、しかも、放電ランプ間で嵌合強度のバラツキがなくなり、さらに、電極に電極支持棒を押し込む際に電極の第１凹部が電極支持棒の円柱部の挿入時ガイド的な作用を有することにより、円柱部が第１凹部の中心に沿って固定されるので電極支持棒の軸線と電極の軸線を確実に一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放電ランプの構造を示す断面図である。
【図２】本発明の電極支持棒の先端に陽極を嵌合させる工程を示す説明図である。
【図３】本発明の放電ランプの嵌合構造で用いられる緩衝部材の斜視図である。
【図４】本発明の放電ランプの嵌合構造を示す説明図である。
【図５】従来の電極支持棒の先端に陽極を嵌合させる工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　　　　バルブ
１１　　　　発光管　　発光管
１２　　　　封止管
１３　　　　陽極
１３ａ　　　凹部
１３１ａ　　第１凹部
１３２ａ　　第２凹部
１４　　　　陰極
１５　　　　電極支持棒
１５ａ　　　円柱部
１５ｂ　　　テーパー部
１５ｃ　　　胴部
２０　　　　緩衝部材
【図１】
2004111235.tif 000003
【図２】
2004111235.tif 000004
【図３】
2004111235.tif 000005
【図４】
2004111235.tif 000006
【図５】
2004111235.tif 000007