(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットと；
放電空間を内部に有する発光部と；
前記発光部の端部に設けられた封止部と；
一端が前記放電空間の内部に設けられ、他端が前記封止部の内部に設けられた電極と；
前記電極と電気的に接続されたリード線と；
を具備した放電ランプの製造方法であって、
前記ソケットは、
本体部と；
前記本体部に設けられ、筒状を呈し、一方の端部に設けられた端面にリード線が溶接される端子と；
前記端子の内部に設けられ、前記リード線が挿通される孔部を有し、樹脂を含む絶縁部と；
を具備し、
前記リード線の断面寸法をＷ、前記孔部の前記端面側の開口寸法をａとした場合に、以下の式を満足し、
１．５Ｗ≦ａ≦２．５Ｗ
前記リード線と、前記端子は、レーザ溶接法を用いて溶接される放電ランプの製造方法。
【請求項２】
前記端面に設けられ、前記端子の外部に向かうに従い断面寸法が漸減する傾斜部をさらに具備し、
前記絶縁部の前記端面側の端部の少なくとも一部は、前記傾斜部に設けられている請求項１記載の放電ランプの製造方法。
【請求項３】
前記端面に設けられ、前記端子の外部に向かうに従い断面寸法が漸減する傾斜部をさらに具備し、
前記傾斜部の前記リード線が溶接される側は、前記絶縁部から露出している請求項１または２に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項４】
前記リード線と前記端子との溶接部分と、前記絶縁部と、は離間している請求項１〜３のいずれか１つに記載の放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放電ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内部に放電空間を有する発光部と、一端が放電空間の内部に設けられた一対の電極と、一方の電極と電気的に接続されたリード線と、リード線が溶接される端子を有するソケットと、を備えた放電ランプがある。  
また、端子の内部には、リード線と端子との間の異常放電を防止するために、樹脂製の絶縁部が設けられている。    
ここで、リード線と端子とを溶接した際に、絶縁部の材料である樹脂が昇華し、溶接部に混入する場合がある。  
溶接部に樹脂が混入すると、熱膨張率の違いにより溶接部にクラックが発生するおそれがある。  
この場合、単に、溶接部と、絶縁部との間の距離を長くすると、端子の端面に設けられた孔部にリード線を挿入する際の作業性が悪くなるという問題がある。  
そのため、溶接部の信頼性と、リード線を挿入する際の作業性とを向上させることができるソケットおよび放電ランプの開発が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１０３３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、溶接部の信頼性と、リード線を挿入する際の作業性とを向上させることができる放電ランプの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る放電ランプの製造方法は、ソケットと；放電空間を内部に有する発光部と；前記発光部の端部に設けられた封止部と；一端が前記放電空間の内部に設けられ、他端が前記封止部の内部に設けられた電極と；前記電極と電気的に接続されたリード線と；を具備した放電ランプの製造方法である。前記ソケットは、本体部と；前記本体部に設けられ、筒状を呈し、一方の端部に設けられた端面にリード線が溶接される端子と；前記端子の内部に設けられ、前記リード線が挿通される孔部を有し、樹脂を含む絶縁部と；を具備している。
このソケットは、前記リード線の断面寸法をＷ、前記孔部の前記端面側の開口寸法をａとした場合に、以下の式を満足する。
１．５Ｗ≦ａ≦２．５Ｗ
前記リード線と、前記端子は、レーザ溶接法を用いて溶接される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、溶接部の信頼性と、リード線を挿入する際の作業性とを向上させることができる放電ランプの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施の形態に係る放電ランプ１００を例示するための模式図である。
【図２】溶接部８３および絶縁部８４について例示をするための模式図である。
【図３】溶接部８３および絶縁部１８４について例示をするための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施形態に係る発明は、ソケットと；放電空間を内部に有する発光部と；前記発光部の端部に設けられた封止部と；一端が前記放電空間の内部に設けられ、他端が前記封止部の内部に設けられた電極と；前記電極と電気的に接続されたリード線と；を具備した放電ランプの製造方法である。前記ソケットは、本体部と；前記本体部に設けられ、筒状を呈し、一方の端部に設けられた端面にリード線が溶接される端子と；前記端子の内部に設けられ、前記リード線が挿通される孔部を有し、樹脂を含む絶縁部と；を具備している。
このソケットは、前記リード線の断面寸法をＷ、前記孔部の前記端面側の開口寸法をａとした場合に、以下の式を満足する。
１．５Ｗ≦ａ≦２．５Ｗ
前記リード線と、前記端子は、レーザ溶接法を用いて溶接される。この放電ランプの製造方法によれば、溶接部の信頼性と、リード線を挿入する際の作業性とを向上させることができる。
【０００９】
また、前記端面に設けられ、前記端子の外部に向かうに従い断面寸法が漸減する傾斜部をさらに具備することができる。  
前記絶縁部の前記端面側の端部の少なくとも一部は、前記傾斜部に設けられているようにすることができる。  
このソケットによれば、リード線を挿入する際の作業性をさらに向上させることができる。
【００１２】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
本発明の実施形態に係る放電ランプは、例えば、自動車の前照灯に用いられるＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプとすることができる。また、自動車の前照灯に用いられるＨＩＤランプとする場合には、いわゆる水平点灯を行うものとすることができる。
【００１３】
本発明の実施形態に係る放電ランプの用途は、自動車の前照灯に限定されるわけではないが、ここでは一例として、放電ランプが自動車の前照灯に用いられるＨＩＤランプである場合を例に挙げて説明する。
【００１４】
図１は、本実施の形態に係る放電ランプ１００を例示するための模式図である。  
なお、図１においては、放電ランプ１００を自動車に取り付けた場合に、前方となる方向を前端側、その反対方向を後端側、上方となる方向を上端側、下方となる方向を下端側としている。  
図１に示すように、放電ランプ１００には、バーナー１０１、ソケット１０２が設けられている。
【００１５】
バーナー１０１には、内管１、外管５、発光部１１、封止部１２、電極マウント３、サポートワイヤ３５、スリーブ４、金属バンド７１が設けられている。  
内管１は、円筒状を呈し、透光性と耐熱性を有した材料から形成されている。内管１は、例えば、石英ガラスなどから形成することができる。  
外管５は、内管１の外側に内管１と同芯に設けられている。すなわち、二重管構造となっている。
【００１６】
外管５と内管１との接続は、内管１の円筒部１４付近に外管５を溶着することにより行うことができる。内管１と外管５との間に形成された閉空間には、ガスが封入されている。封入されるガスは、誘電体バリア放電可能なガス、例えば、ネオン、アルゴン、キセノン、窒素から選択された一種のガス、またはこれらの混合ガスとすることができる。ガスの封入圧力は、例えば、常温（２５℃）で０．３ａｔｍ以下とすることができ、０．１ａｔｍ以下とすることがより好ましい。
【００１７】
外管５は、内管１の材料の熱膨張係数に近く、かつ紫外線遮断性を有する材料から形成することが好ましい。外管５は、例えば、チタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加した石英ガラスから形成することができる。  
発光部１１は、断面形状がほぼ楕円形を呈し、内管１の中央付近に設けられている。発光部１１の内部には、中央部分がほぼ円柱状で、両端がテーパ状にすぼまっている放電空間１１１が設けられている。
【００１８】
放電空間１１１には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、金属ハロゲン化物２と、不活性ガスとを含む。  
金属ハロゲン化物２は、例えば、インジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物、スカンジウムのハロゲン化物、亜鉛のハロゲン化物などを含むものとすることができる。ハロゲンとしては、例えば、ヨウ素を例示することができる。ただし、ヨウ素の代わりに臭素や塩素などを用いることもできる。  
なお、金属ハロゲン化物２の組成は、例示をしたものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００１９】
放電空間１１１に封入される不活性ガスは、例えば、キセノンとすることができる。不活性ガスは、目的に応じて封入圧力を調整することができる。例えば、全光束を増加させるためには、封入圧力を常温（２５℃）で１０ａｔｍ以上、２０ａｔｍ以下にすることが好ましい。また、キセノンの他に、ネオン、アルゴン、クリプトンなどを用いたり、これらを組み合わせた混合ガスを用いることもできる。
【００２０】
封止部１２は、板状を呈し、発光部１１の、一対の電極３２が延びる方向の両端部にそれぞれ設けられている。  
封止部１２は、例えば、ピンチシール法を用いて形成することができる。なお、封止部１２は、シュリンクシール法により形成され、円柱状を呈したものであってもよい。  
一方の封止部１２の、発光部１１側とは反対側の端部には、境界部１３を介して円筒部１４が連続的に形成されている。
【００２１】
電極マウント３は、封止部１２の内部に設けられている。  
電極マウント３には、金属箔３１、電極３２、コイル３３、リード線３４ａ、および、リード線３４ｂが設けられている。  
金属箔３１は、薄板状を呈し、例えば、モリブデン、レニウムモリブテン、タングステン、レニウムタングステンなどから形成することができる。  
また、金属箔３１は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
【００２２】
電極３２は、断面が円形の線状を呈し、例えば、タングステンに酸化トリウムをドープした、いわゆるトリエーテッドタングステンから形成されている。なお、電極３２の材料は、純タングステン、ドープタングステン、レニウムタングステンなどであってもよい。  電極３２の一端は、金属箔３１の、発光部１１側の端部近傍に溶接されている。電極３２と金属箔３１の溶接は、レーザ溶接により行うことができる。
【００２３】
電極３２の他端は、放電空間１１１内に突出している。一対の電極３２は、先端同士が所定の距離を保って互い対向するように配置されている。  
電極３２の先端同士の間の距離は、例えば、３．４ｍｍ以上４．４ｍｍ以下とすることができる。
【００２４】
電極３２の直径寸法は、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ以下とすることができる。  
電極３２の直径寸法が、０．２ｍｍ未満となると、点灯時に電極３２の温度が高くなりすぎて、放電空間１１１内への電極材料の飛散（スパッタリング）が増加するおそれがある。放電空間１１１内への電極材料の飛散が増加すると、点灯中の光束維持率が低下するとともに、寿命が短くなる。  
電極３２の直径寸法が、０．４ｍｍを超えると、封止部１２における歪みが増加するおそれがある。封止部１２における歪みが増加すると、放電ランプ１００の製造時や点灯時に封止部１２にクラックなどが発生するおそれがある。
【００２５】
なお、電極３２の直径寸法は、電極３２が延びる方向に一定でなくてもよい。例えば、電極３２の直径寸法は、先端部側が基端部側よりも長くなっていてもよい。また、電極３２の先端部が球形となっていてもよい。また、直流点灯タイプのように、一方の電極の直径寸法と、他方の電極の直径寸法が異なるものであってもよい。
【００２６】
コイル３３は、例えば、ドープタングステンからなる金属線から形成することができる。コイル３３は、封止部１２の内部に設けられた電極３２の外側に巻きつけられている。この場合、例えば、コイル３３の線径は３０μｍ〜１００μｍ程度、コイルピッチは６００％以下とすることができる。
【００２７】
リード線３４ａ、３４ｂは、断面が円形の線状を呈し、モリブデンなどから形成されている。リード線３４ａ、３４ｂの一端側は、金属箔３１の、発光部１１側とは反対側の端部近傍に溶接されている。リード線３４ａ、３４ｂと金属箔３１の溶接は、レーザ溶接により行うことができる。  
リード線３４ａ、３４ｂの他端側は、内管１の外部にまで延びている。
【００２８】
サポートワイヤ３５は、Ｌ字状を呈し、放電ランプ１００の前端側から出ているリード線３４ｂの端部に溶接されている。サポートワイヤ３５とリード線３４ｂとの溶接は、レーザ溶接により行うことができる。サポートワイヤ３５は、例えば、ニッケルから形成することができる。  
スリーブ４は、サポートワイヤ３５の、内管１と平行に延びる部分を覆っている。スリーブ４は、例えば、円筒状を呈し、セラミックから形成されたものとすることができる。  金属バンド７１は、外管５の後端側の外周面に固定されている。
【００２９】
ソケット１０２には、本体部６、取り付け金具７２、端子８１、側部端子８２、および絶縁部８４が設けられている。  
本体部６は、樹脂から形成されている。  
本体部６の内部には、リード線３４ａの後端側、サポートワイヤ３５の後端側、およびスリーブ４の後端側が設けられている。
【００３０】
取り付け金具７２は、本体部６の前端側の端部に設けられている。取り付け金具７２は、本体部６から突出しており、金属バンド７１を保持する。取り付け金具７２により金属バンド７１を保持することで、バーナー１０１がソケット１０２に保持される。
【００３１】
端子８１は、本体部６の後端側に設けられている。  
端子８１は筒状を呈している。  
端子８１の一端は、開口している。端子８１の他端は塞がれており、端面８１ａの中心部分を貫通する孔部８１ｂが設けられている。孔部８１ｂには、リード線３４ａの端部が挿入されている。  
端子８１は、ステンレスなどの金属から形成され、一方の端部に設けられた端面８１ａにリード線３４ａが溶接される。  
端面８１ａに設けられた孔部８１ｂの近傍には溶接部８３が形成されている。
【００３２】
また、リード線３４ａと端子８１との間の異常放電を防止するために、端子８１の内部には絶縁部８４が設けられている。絶縁部８４は、例えば、端子８１の内壁を覆うように設けることができる。  
絶縁部８４は、樹脂を含む。  
絶縁部８４は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などから形成することができる。  
この場合、絶縁部８４に含まれる樹脂の材料には特に限定はないが、耐熱性に優れた樹脂とすることが好ましい。
【００３３】
絶縁部８４には、リード線３４ａが挿通される孔部８４ａが設けられている。孔部８４ａは、絶縁部８４の前端側の端面と、絶縁部８４の後端側の端面との間を貫通している。
絶縁部８４は、本体部６と一体に形成することもできる。  
絶縁部８４、本体部６、端子８１、および側部端子８２は、例えば、インサート成形法などを用いて形成することができる。  
なお、溶接部８３および絶縁部８４に関する詳細は、後述する。
【００３４】
側部端子８２は、本体部６の後端側の側壁に設けられている。側部端子８２は、金属から形成され、サポートワイヤ３５と溶接されている。
【００３５】
そして、端子８１と側部端子８２は、端子８１が高圧側、側部端子８２が低圧側になるように図示しない点灯回路とそれぞれ接続される。自動車の前照灯の場合には、放電ランプ１００は、放電ランプ１００の中心軸がほぼ水平の状態で、かつサポートワイヤ３５がほぼ下端側（下方）に位置するように取り付けられる。そして、この様な方向に取り付けられた放電ランプ１００を点灯することを水平点灯という。
【００３６】
次に、溶接部８３および絶縁部８４についてさらに例示をする。  
図２は、溶接部８３および絶縁部８４について例示をするための模式図である。  
なお、図２は、図１中のＡ部の模式拡大図である。  
図２中の「ａ」は、孔部８４ａの、端面８１ａ側の開口寸法（断面寸法）である。  
また、「Ｗ」は、リード線３４ａの断面寸法である。
【００３７】
図２に示すように、端子８１の端面８１ａに設けられた孔部８１ｂにはリード線３４ａの端部が挿入されている。また、端子８１の端面８１ａと、リード線３４ａの端部とが溶接されている。  
ここで、リード線３４ａと端子８１の端面８１ａとを溶接した際の熱で、絶縁部８４に含まれる樹脂の一部が昇華し、昇華した樹脂が溶接部８３に混入する場合がある。  
溶接部８３に樹脂が混入すると、熱膨張率の違いにより溶接部８３にクラックが発生するおそれがある。
【００３８】
この場合、孔部８４ａの開口寸法ａを長くすれば、溶接部８３と絶縁部８４とを離すことができる。そのため、溶接を行う際の熱の影響を抑制することができるので、溶接部８３に樹脂が混入するのを抑制することができる。  
ところが、孔部８４ａは、端面８１ａに設けられた孔部８１ｂにリード線３４ａを挿入する際にガイドとして機能する。  
そのため、単に、孔部８４ａの開口寸法ａを長くすれば、リード線３４ａを挿入する際の作業性が悪くなるという新たな問題が生じる。
【００３９】
ここで、溶接部８３は、リード線３４ａが挿入される孔部８１ｂの近傍に設けられる。そのため、溶接部８３の位置は、リード線３４ａの断面寸法Ｗにより規定される。  
本発明者の得た知見によれば、絶縁部８４の開口寸法ａと、リード線３４ａの断面寸法Ｗとがそれぞれ所定の範囲となれば、溶接部８３の信頼性と、リード線３４ａを挿入する際の作業性とを向上させることができる。
【００４０】
表１は、絶縁部８４の開口寸法ａと、リード線３４ａの断面寸法Ｗとが、クラックの発生とリード線３４ａの挿入不良の発生に及ぼす影響を例示するための表である。  
【表１】
0006315333.tif 000002
表１から分かるように、１．５Ｗ≦ａ≦２．５Ｗとすれば、クラックの発生とリード線３４ａの挿入不良の発生を抑制することがができる。
【００４１】
この場合、リード線３４ａと端子８１の端面８１ａとを溶接する際の溶接部８３の温度は、樹脂が昇華する温度以上となる。そのため、樹脂の種類に関わりなく樹脂の昇華が生じ得る。  
本発明者の得た知見によれば、１．５Ｗ≦ａとすれば、樹脂の種類に関わりなくクラックの発生を抑制することができる。
【００４２】
また、図２に示すように、端面８１ａには、孔部８１ｂに接続された傾斜部８１ｃを設けることができる。  
傾斜部８１ｃの、孔部８１ｂ側とは反対側の開口寸法（断面寸法）は、傾斜部８１ｃの、孔部８１ｂ側の開口寸法（断面寸法）よりも長くなっている。  
この場合、傾斜部８１ｃは、端子８１の外部に向かうに従い断面寸法が漸減している。
また、傾斜部８１ｃの、孔部８１ｂ側の開口寸法は、孔部８１ｂの断面寸法と等しくなるようにすることができる。  
また、絶縁部８４の、端面８１ａ側の端部の少なくとも一部は、傾斜部８１ｃの斜面上に設けられている。
【００４３】
この様な傾斜部８１ｃを設けるようにすれば、孔部８４ａにガイドされたリード線３４ａを傾斜部８１ｃにより孔部８１ｂに導くことができる。  
すなわち、傾斜部８１ｃは、孔部８１ｂにリード線３４ａを挿入する際に誘い込み部として機能する。  
そのため、リード線３４ａを挿入する際の作業性をさらに向上させることができる。
【００４４】
リード線３４ａと端子８１の端面８１ａとを溶接する方法には特に限定はない。  
ただし、局所的な溶接を行うことができる溶接方法を用いるようにすれば、絶縁部８４の温度上昇を抑制することができる。  
そのため、レーザ溶接法などの局所的な溶接を行うことができる溶接方法を用いて、リード線３４ａと端子８１の端面８１ａとを溶接することが好ましい。
【００４５】
図３は、溶接部８３および絶縁部１８４について例示をするための模式図である。  
図３に示すように、前述した絶縁部８４に代えて絶縁部１８４を設けることができる。  この場合、絶縁部１８４の肉厚は、絶縁部８４の肉厚よりも薄い。  
絶縁部１８４の肉厚を薄くすれば、インサート成形法などを用いて絶縁部１８４を形成する際にボイドが発生するのを抑制することができる。
【００４６】
ただし、絶縁部１８４の肉厚を薄くすれば、孔部１８４ａの断面寸法が長くなるので、リード線３４ａをガイドする機能が低下するおそれがある。  
そのため、本実施の形態においては、傾斜部８１ｃに接続された傾斜部１８４ｂを設けるようにしている。
【００４７】
傾斜部１８４ｂの、孔部８１ｂ側とは反対側の開口寸法（断面寸法）は、傾斜部１８４ｂの、孔部８１ｂ側の開口寸法（断面寸法）よりも長くなっている。  
この場合、傾斜部１８４ｂは、端子８１の外部に向かうに従い断面寸法が漸減している。
傾斜部１８４ｂの、孔部８１ｂ側とは反対側の開口寸法（断面寸法）は、孔部１８４ａの断面寸法と等しくなるようにすることができる。  
傾斜部１８４ｂの、孔部８１ｂ側の開口寸法（断面寸法）は、前述した「ａ」となっている。  
また、絶縁部１８４の、端面８１ａ側の端部の少なくとも一部は、傾斜部８１ｃの斜面上に設けられている。
【００４８】
この様な傾斜部１８４ｂを設けるようにすれば、孔部１８４ａにガイドされたリード線３４ａを傾斜部１８４ｂおよび傾斜部８１ｃにより孔部８１ｂに導くことができる。  
すなわち、傾斜部１８４ｂは、孔部８１ｂにリード線３４ａを挿入する際に誘い込み部として機能する。  
そのため、絶縁部１８４の肉厚を薄くしてもリード線３４ａを挿入する際の作業性が悪化することはない。  
また、絶縁部１８４の肉厚を薄くすることができるので、ボイドの発生の抑制、軽量化、材料コストの低減などを図ることができる。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１  内管、２  金属ハロゲン化物、５  外管、１１  発光部、１２  封止部、３１  金属箔、３２  電極、３４ａ  リード線、８１  端子、８１ａ  端面、８１ｂ  孔部、８１ｃ  傾斜部、８３  溶接部、８４  絶縁部、８４ａ  孔部、１００  放電ランプ、１０１  バーナー、１０２  ソケット、１１１  放電空間、１８４  絶縁部、１８４ａ  孔部、１８４ｂ  傾斜部、ａ  開口寸法、Ｗ  リード線３４ａの断面寸法
【図１】
0006315333.tif 000003
【図２】
0006315333.tif 000004
【図３】
0006315333.tif 000005