(57)【要約】【課題】  第２のピンチシール部の形成工程において、第２のピンチシール部形成予定部へのバーナーの加熱を妨げることなく、発光管部を効率良く冷却する。【解決手段】  第１のピンチシール部１３ａを下にして、発光管部１１には遮熱板７１、７２を配置した後、冷却ノズル８１、８２からの液体窒素によって発光管部１１を冷却しつつ、バーナー９１、９２で第２のピンチシール部形成予定部１５を加熱したのち、ピンチャー９５、９６で第２のピンチシール部１３ｂを形成する放電ランプの製造方法において、遮熱板７１、７２には、下部空間７４から上部空間７３に貫通する貫通孔７１３、７２３が形成されており、貫通孔７１３、７２３により、バーナー８１、８２の加熱を妨げないように、バーナー９１、９２の下側に気化したガス等が上部空間７４に排気される。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状の発光管部、該発光管部の両端に形成された第１および第２のピンチシール部とを有する気密容器の前記第２のピンチシール部を形成する放電ランプの製造装置であって、
前記第１のピンチシール部を下側に配置された前記気密容器の前記発光管部の周囲に配置され、空間を上下に分画する遮熱板と、
前記遮熱板で分画された下部空間に配置され、前記発光管部に向けて冷却体を噴射する冷却ノズルと、
前記第２のピンチシール部形成予定部を加熱するバーナーと、
前記バーナーによって加熱された前記第２のピンチシール部形成予定部をピンチシールするピンチャーとを具備し、
前記遮熱板には、下部空間から上部空間に貫通し、かつ前記バーナーの下側に前記冷却体を排気する排気手段が形成されていることを特徴とする放電ランプの製造装置。
【請求項２】
前記排気手段の上部空間側における射出口は、水平を基準にしたとき、上側に３０°以下の角度で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプの製造装置。
【請求項３】
球状の発光管部、該発光管部の両端に形成された第１および第２のピンチシール部とを有する気密容器を具備する放電ランプの前記第２のピンチシール部を形成する放電ランプの製造方法であって、
前記第１のピンチシール部を下側に配置するとともに、前記発光管部の周囲の空間を上下に分画する遮熱板を略水平に配置する第１の工程と、
前記遮熱板で分画された下部空間では冷却体を噴射する冷却ノズルによって前記発光管部を冷却しつつ、上部空間では前記第２のピンチシール部形成予定部をバーナーで加熱する第２の工程と、
前記バーナーで加熱された前記第２のピンチシール部形成予定部をピンチャーでピンチシールする第３の工程とからなり、
前記第２の工程では、前記バーナーの加熱を妨げないように、下部空間から上部空間に向けて、前記冷却体が排気されることを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項４】
前記遮熱板と前記発光管部との距離は、０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３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】
本発明は、自動車の前照灯やプロジェクター等に使用される放電ランプの特に第２のピンチシール部をピンチシールする際に使用される製造装置および製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、発光管部の両側にピンチシール部が形成されてなる放電ランプの製造方法、特に発光管部および第１のピンチシール部が形成された石英ガラス管に第２のピンチシール部を形成する方法であって、第１のピンチシール部を下にして石英ガラス管を略鉛直に配置するとともに、この石英ガラス管の外周空間における発光管部とピンチシール予定部との境界位置に石英ガラス管の外周近傍部位が上向きテーパ状に形成された遮熱板を配置し、この状態で発光管部を該発光管部の斜め下方に配置された冷却ノズルから該発光管部へ向けて液体窒素を噴射して冷却するとともに、ピンチシール予定部をバーナーで加熱し、その直後にピンチシール予定部をピンチャーでピンチシールする放電ランプの製造方法の発明がある。（例えば、特許文献１）
この発明のように、第２のピンチシール部をピンチシールする際には、バーナーの熱によって、発光管内のキセノン等のガスが膨張し、リーク等が発生しないように発光管部を冷却しながらピンチシールしなければならない。なお、その際には、通常、発光管部付近に遮熱板が配置される。
【０００３】
【特許文献１】特許第３６５７４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記工程の際、発光管部に噴射された液体窒素およびそれが気化して精製された窒素ガスが、発光管部と遮熱板との隙間を通って、第２のピンチシール部側に流入することがわかった。すなわち、隙間から漏れた液体窒素等により、第２のピンチシール部の形成予定部を加熱するバーナーの熱が妨げられ、発光管部側のピンチシール部分が所定のピンチシール温度よりも低温でピンチシールされて、電極とピンチシール部との間に隙間が生じてしまう等の問題が生じている。
【０００５】
本発明は、上記のような課題に鑑みたもので、その目的は、第２のピンチシール部の形成工程において、第２のピンチシール部形成予定部へのバーナーの加熱を妨げることなく、発光管部を効率良く冷却することができる放電ランプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
目的を達成するために、本発明の放電ランプの製造方法は、球状の発光管部、該発光管部の両端に形成された第１および第２のピンチシール部とを有する気密容器の前記第２のピンチシール部を形成する放電ランプの製造装置であって、前記第１のピンチシール部を下側に配置された前記気密容器の前記発光管部の周囲に配置され、空間を上下に分画する遮熱板と、前記遮熱板で分画された下部空間に配置され、前記発光管部に向けて冷却体を噴射する冷却ノズルと、前記第２のピンチシール部形成予定部を加熱するバーナーと、前記バーナーによって加熱された前記第２のピンチシール部形成予定部をピンチシールするピンチャーとを具備し、前記遮熱板には、下部空間から上部空間に貫通し、かつ前記バーナーの下側に前記冷却体を排気する排気手段が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第２のピンチシール部の形成工程において、第２のピンチシール部形成予定部へのバーナーの加熱を妨げることなく、発光管部を効率良く冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の放電ランプの製造方法について図面を参照して説明する。図１は、本発明の製造方法によって製造される放電ランプの構造について説明するための全体図である。
【０００９】
放電ランプの主要部を構成する気密容器１は、耐火性と透光性を具備した石英ガラスからなり、細長形状に形成されている。気密容器１の管軸方向の略中央部には軸方向が長径である略楕円形の発光管部１１が形成されている。発光管部１１の内部には、容積が１０μｌ〜４０μｌの放電空間１２が形成されている。発光管部１１の両端部には、板状の第１、第２のピンチシール部１３ａ、１３ｂが形成され、さらにその端部には円筒状の第１、第２の非ピンチシール部１４ａ、１４ｂが形成されている。これらの各部は、同一材料で連続的に構成されている。
【００１０】
放電空間１２には、金属ハロゲン化物および希ガスとからなる放電媒体が封入されている。金属ハロゲン化物としては、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化亜鉛、臭化インジウムが封入されている。希ガスとしては、常温（２５℃）において５ａｔｍ以上のキセノンが封入されている。ここで、放電空間１２には、水銀は含まれていない
第１、第２のピンチシール部１３ａ、１３ｂの内部には、マウント２ａ、２ｂが封着されている。このマウント２ａ、２ｂは、金属箔２ａ１、２ｂ１、電極２ａ２、２ｂ２、外部リード線２ａ３、２ｂ３からなる。
【００１１】
金属箔２ａ１、２ｂ１はモリブデンからなり、その平坦面が第１、第２のピンチシール部１３ａ、１３ｂのピンチ面と平行するように封止されている。
【００１２】
電極２ａ２、２ｂ２はタングステンを主体に酸化トリウムがドープされた材料からなり、その一端は金属箔２ａ１、２ｂ１の発光管部１１側の端部にレーザー溶接によって接続されている。電極２ａ２、２ｂ２の他端は、放電空間１２内で５ｍｍ以下の電極間距離を保って、互いの先端同士が対向するように配置されている。なお、この電極２ａ２、２ｂ２の形状は、先端側が基端側よりも大径に形成された段付き形状となっている。
【００１３】
外部リード線２ａ３、２ｂ３はモリブデンからなり、その一端は発光管部１１に対して反対側の金属箔２ａ１、２ｂ１の端部にレーザー溶接によって接続されている。外部リード線２ａ３、２ｂ３の他端は、ピンチシール部１３ａ、１３ｂから管軸に沿って外部に延出している。外部に延出した外部リード線２ｂ３には、Ｌ字金属線２ｃの一端が接続されている。外部リード線２ｂ３の他端は、外部リード線２ａ３方向、かつ管軸と平行に延出されている。そして、管軸と平行するＬ字金属線２ｃの大部分には、セラミックからなる絶縁スリーブ３が装着されている。
【００１４】
上記で構成された気密容器１の外側には、管軸に沿って気密容器１の大部分を覆うように、石英ガラスに酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタンが添加された透光性かつ紫外線遮断性の外管４が設けられている。これらの接続は、非ピンチシール部１４ａ、１４ｂの外側端に外管４の両端部を溶着することによって行なわれている。なお、気密容器１と外管４とにより密閉された空間には、窒素が封入されている。
【００１５】
気密容器１の非ピンチシール部１４ａ側には、耐熱性かつ耐絶縁性のＰＰＳ樹脂からなるを、ソケット５に形成、延出された４本の金属製の舌片６２（図１では、ソケット５が接続される。このソケット５と気密容器１との接続は、外管４の外周に装着された金属バンド６１そのうちの２本を図示）により挟持し、さらにそれらの金属同士をレーザーで溶接することによって行なわれている。また、ソケット５の反発光管部１１側の端部には、点灯回路からの電力を供給するための金属端子５１がその外周面に沿って形成されており、Ｌ字金属線２ｃと電気的に接続されている。
【００１６】
以下、図１の放電ランプの製造方法、特に、第２のピンチシール部の形成方法について説明する。なお、発光管部、第１のピンチシール部の形成工程および第２のピンチシール部のピンチシール工程以降については、周知技術の工程であってもよいため、説明を省略する。第２のピンチシール部のピンチシール工程では、遮熱板７１、７２、冷却ノズル８１、８２、バーナー９１、９２、ピンチャー９５、９６を使用する。
【００１７】
まず、遮熱板の構造について詳しく説明する。図２は、遮熱板の構造について説明するための図であり、（ａ）は上方向から見た図、（ｂ）は断面図である。
【００１８】
遮熱板７１、７２は、（ａ）からわかるように、２つの同一形状のパーツからなることにより、開閉可能に構成されている。この開閉式の遮熱板７１、７２は一体式のものと比較して、位置合わせがしやすく、かつ気密容器１が湾曲している場合でも発光管部１１付近に遮熱板７１、７２を配置することができるために有利である。なお、遮熱板７１、７２には、熱伝導性が低い材料であれば何れを用いても良いが、例えば、カーボングラファイトや石英ガラスを使用することができる。
【００１９】
遮熱板７１、７２を水平方向から見ると、仕切り部７１１、７２１と基台部７１２、７２２とが形成された段差を有する形状となっている。この仕切り部７１１、７２１は、発光管部１１の外面に近接して、その周辺を囲繞する部分であり、また、空間を上部空間７３、下部空間７４とに分画する部分でもある。基台部７１２、７２２は、遮熱板７１、７２の土台となる部分である。
【００２０】
そして、仕切り部７１１、７２１には、遮熱板７１、７２を配置したときに発光管部１１と近接する部分から、遮熱板７１、７２の厚さ部分を貫通する、すなわち、下部空間７４から上部空間７３につながる貫通孔７１３、７２３が形成されている。このような貫通孔７１３、７２３が、図２（ａ）のように、約４５°の等間隔で合計８箇所、設けられている。
【００２１】
基台部７１２、７２２には、他の装置（図示しない）にネジなどによって取り付けるための穴部７１４、７２４が、約６０°の等間隔で合計６箇所、形成されている。
【００２２】
次に、第２のピンチシール部の形成方法について説明する。図３は、第２のピンチシール部をピンチシールするまでの工程について説明するための図である。
【００２３】
発光管部１１、第１のピンチシール部１３ａを形成したあとの気密容器１は、略鉛直、かつ第２のピンチシール部形成予定部１５を上にして、あらかじめ配置されている冷却ノズル８１、８２、バーナー９１、９２に対して、所定の位置に配置される。この所定の位置とは、冷却ノズル８１、８２は発光管部１１の斜め下方向に、バーナー９１、９２は第２のピンチシール部形成予定部１５の水平方向に、それぞれが位置していることを意味している。そして、発光管部１１の水平方向には、遮熱板７１、７２が配置される。
【００２４】
上記のように各構成を配置した後、遮熱板７１、７２は、図３（ａ）のように、水平方向にスライドして、発光管部１１の最大外径部付近に接近し、その周壁を囲繞する。これにより、その上下において空間が上部空間７３、下部空間７４とに分画された状態になる。
【００２５】
そして、図３（ｂ）のように、第２のピンチシール部形成予定部１５は、１５〜２０ｍｍ離間した位置から、バーナー９１、９２によって、２０００℃〜２１００℃の温度で加熱される。なお、この第２のピンチシール部形成予定部１５の加熱工程は、バーナー９１、９２の熱により発光管部１１が膨張、破裂しないように、水平に対して６０°以下の位置に配置された冷却ノズル８１、８２から、−１８７℃の液体窒素を発光管部１１に噴射しつつ行なわれる。なお、この冷却体には、液体窒素の他に液化アルゴン等を使用することができる。そして、第２のピンチシール部形成予定部１５のガラスが軟化温度に達した後、図３（ｃ）のように、ピンチャー９５、９６によってピンチされ、第２のピンチシール部１３ｂが形成される。
【００２６】
ところで、図３（ｂ）の工程時、発光管部１１に噴射された液体窒素は、発光管部１１が高温であるために気化されてガスの状態になる。そして、本実施の形態では、その気化したガスおよび液体窒素は、発光管部１１の外壁面に当たって貫通孔７１３、７２３を通って上部空間７３に排気されるか、下部空間７３方向に押し返される。ここで、それらのガスの一部は、図４に示す図３の一点鎖線の拡大図からわかるように、発光管部１１と遮熱板７１、７２の仕切り部７１１、７２１との間に生じた微細な隙間を通って上部空間７３に流れることがあるが、穴の面積が大きい貫通孔７１３、７２３を優先的に通って流れるために、その量はごく少量に抑えられる。そのため、気化したガス等によって、バーナー９１、９２の加熱が妨げられて、発光管部１１側のバーナー第２のピンチシール部形成予定部１５が加熱不足となることを回避することができる。
【００２７】
なお、貫通孔７１３、７２３によって気化したガス等を、バーナー９１、９２の加熱を妨げないように排気する際には、排気する場所および方向が重要であり、少なくともバーナー９１、９２下側の空間に排気する必要がある。そこで、貫通孔７１３、７２３の上部空間７３側への射出口の角度を変化させて試験を行なったところ、水平方向を基準としたとき、上側に３０°以下であれば、バーナー９１、９２の熱を妨げないように上部空間７３側へ排気できることが確認された。したがって、上記角度の範囲で貫通孔７１３、７２３の上部空間７３側への出口角を設定するのが好適である。
【００２８】
また、上述のように、発光管部１１と仕切り部７１１、７２１との隙間も重要である。すなわち、気化したガス等がその隙間を通って、バーナー９１、９２の加熱を直接妨げられないようにしなければならないため、隙間は可能な限り小さいほうが良く、０．５ｍｍ以下、さらに好適には０．２ｍｍ以下であるのが望ましい。
【００２９】
ここで、遮熱板７１、７２に貫通孔７１３、７２３を設けることにより、その内部に低温の気化したガス等が流がれるため、遮熱板７１、７２の温度、特に仕切り部７１２、７２２の温度が低減されるという効果が得られることがわかった。これにより、遮熱板７１、７２が熱によって変形することを抑制することができる。また、高温になった仕切り部７１２、７２２の一部が昇華、溶融されて発光管部１１などに付着して、光を遮断すること等も抑制することができる。
【００３０】
したがって、本実施の形態では、第２のピンチシール部１３ｂを形成する放電ランプの製造装置において使用される遮熱板７１、７２に、排気手段として下部空間７３から上部空間７４に貫通する貫通孔７１３、７２３が形成されているため、バーナー８１、８２の加熱を妨げないように、気化したガス等を上部空間７３に排気することができる。すなわち、バーナー９１、９２の加熱が気化したガスの流入によって妨げられて、発光管部１１側のバーナー第２のピンチシール部形成予定部１５が加熱不足となることなく、発光管部１１を液体窒素によって効率よく冷却できる。なお、その貫通孔７１３、７２３は、上部空間７３側における出口の角度が水平を基準にしたとき、上側に３０°以下であることが好適である。
【００３１】
また、貫通孔７１３、７２３によって、遮熱板７１、７２の内部に気化したガス等が通るため、遮熱板７１、７２の温度を低減する効果も得ることができる。これにより、遮熱板７１、７２が熱変形したり、その一部が昇華、発光管部１１等に付着したりすることを防止することができる。
【００３２】
さらに、遮熱板７１、７２の仕切り部７１１、７２１と発光管部１１との距離が、０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下であるため、直接バーナー９１、９２の加熱が妨げられることを防止することができるとともに、貫通孔７１３、７２３への気化したガス等の流入効率を高めることができる。
【００３３】
なお、実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００３４】
遮熱板７１、７２に形成され、冷却ノズル８１、８２から噴射された気化したガス等を排気する排気手段としては、貫通孔７１３、７２３のような穴に限らず、ガスが排気できるような空間が形成された貫通構造であればどのような形態であっても良い。
【００３５】
遮熱板７１、７２の貫通孔７１３、７２３の形状は、図２（ｂ）の形状に限らず、図５（ａ）のように何段階か折れ曲がる形状であったり、図５（ｂ）のように円弧状であったり、途中で穴の大きさが変化したものであっても良い。また、円形に限らず、多角形であっても良い。
【００３６】
また、気化したガス等を、貫通孔７１３、７２３に効率良く導くために、さらに穴の大きさ、下部空間７４側の穴の場所、入口角等を好適に保つことが望ましい。
【００３７】
すなわち、貫通孔７１３、７２３の面積は、比較的大きいほうが望ましく、その面積が３．０ｍｍ２〜４．０ｍｍ２であるのが良い。
【００３８】
下部空間７４側の貫通孔７１３、７２３の下部空間７４側の穴の入口は、発光管部１１の外周面を沿って仕切り部７１１、７２２との隙間を通る液化ガス８３、８４を抑制するために、発光管部１１の外周面に接するように設けるのが良い。
【００３９】
下部空間７４側の貫通孔の入口角は、冷却ノズル８１、８２の角度、発光管部１１の外周面の角度等によって変化するが、水平を基準として、上側に３０°〜６０°であるのが良い。
【００４０】
また、貫通孔７１３、７２３の上部空間７３側の出口に吸気機構を設ける構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の製造方法によって製造される放電ランプの構造について説明するための全体図。
【図２】遮熱板の構造について説明するための図。
【図３】第２のピンチシール部をピンチシールするまでの工程について説明するための図。
【図４】図３の一点鎖線の拡大図。
【図５】遮熱板の他の実施の形態について説明するための図。
【符号の説明】
【００４２】
１  気密容器
１１  発光管部
１２  放電空間
１３ａ、１３ｂ  第１、第２のピンチシール部
１４ａ、１４ｂ  第１、第２の非ピンチシール部
１５  第２のピンチシール部形成予定部
２ａ、２ｂ  マウント
７１、７２  遮熱板
７１１、７２１  仕切り部
７１２、７２２  基台部
７１３、７２３  貫通孔
８１、８２  冷却ノズル
９１、９２  バーナー
９５、９６  ピンチャー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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