(57)【要約】【課題】放電管と、放電管の両端部に気密封着された一対の金属パイプと、夫々の金属パイプに気密挿通された一対の電極とによって発光部か形成されてなる高圧放電ランプの製造方法において、後工程に不良発生の要因を流出させることのないような、放電管と金属パイプとの気密封着工程を実現することにある。【解決手段】放電管２の両端部に一対の金属パイプ３、４を気密に封着する際に、放電管２の両端部の外側面２ａｃ、２ｂｃと金属パイプ３、４の一端部の内周面３ａａ、４ａａとで形成される隙間に堰止部材９を設け、該隙間の前記堰止部材９で堰止めされた領域に加熱溶融フリット１５を浸透させて封着するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端開口を有し透光性セラミックスからなる筒状の放電管と、
前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、
前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備えた高圧放電ランプの製造方法であって、
前記放電管の両端部の夫々に、端面から外側面に至る領域に環状にペースト状の堰止部材を塗布し、
前記放電管の両端部に前記一対の金属パイプの夫々の一端部を覆い被せて内周面が前記堰止部材に接触した状態に配置し、
前記放電管の両端部の外側面と前記一対の金属パイプの夫々の一方の端部の内周面との間の隙間の前記堰止部材で堰止めされた領域に、固形フリットを加熱溶融して浸透させて該加熱溶融フリットを介して前記放電管の両端部に前記一対の金属パイプの夫々一端部を気密に封着する工程を有することを特徴とする高圧放電ランプの製造方法。
【請求項２】
前記堰止部材は酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物からなる粉末をバインダに混入したものであり、前記固形フリットは酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物からなる焼成物であり、前記粉末は前記焼成物よりも溶融温度が高いことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプの製造方法。
【請求項３】
前記酸化物は、いずれもＡｌ２Ｏ３及びＳｉＯ２であることを特徴とする請求項２に記載の高圧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、高圧放電ランプの製造方法に関するものであり、詳しくは、透光性セラミックで形成された筒状の放電管と、該放電管の両端に気密封着された金属パイプと、該金属パイプに気密挿着された電極とによって気密放電空間（発光部）が形成された高圧放電ランプにおいて、後工程に不良発生の要因を流出させることのないような、放電管と金属パイプとの気密封着工程を有する高圧放電ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高圧放電ランプ８０として、図６に示す構成のものが開示されている。それは、透光性セラミックスで形成された両端開口の筒状の放電管８１の両端部に、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属で形成された金属パイプ８２が気密に封着されると共に該金属パイプ８２に先端電極部８３と該先端電極部８３から延びる電極軸８４からなる電極８５が気密に挿通され、放電管８１と金属パイプ８２と電極８５とで形成された気密放電空間（発光部）８６内にハロゲン化金属ガス等の封入ガスが封入された構成とするものである（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２２０３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記構成の高圧放電ランプ８０において、放電管８１と金属パイプ８２との気密封着は、サーメット、或いは、セラミックスから成るコンパウンドの封着用接着剤を塗布し、放電管８１と金属パイプ８２とが馴染むまで加熱溶融することにより行われるものであるが、フリット（溶融フリット）９０を介して封着する方法も考えられる。
【０００５】
その場合、放電管８１と金属パイプ８２との関係が図７又は図８に示すように、放電管８１の両端部金属パイプ８２の一端部を覆い被せるような構造であると、加熱溶融した溶融フリット９０が放電管８１の外周縁８７と金属パイプ８２の内周面８８との隙間を浸透して禁止領域まで流れ込むことがある。具体的には、放電管８１の開口或いは金属パイプ８２の開口を部分的に塞いだり、或いは最悪の場合、図７のように放電管８１の開口を完全に塞いだり、或いは図８のよう金属パイプ８２の開口を完全に塞ぐことも考えられる。
【０００６】
すると、この放電管８１と金属パイプ８２との封着工程の後工程である封入ガスの封入工程において、ガス流路が溶融フリット９０で狭まることによりガスのスムーズな流れを確保できなかったり、或いはガス流路が溶融フリット９０で完全に塞がれることによりガスの流れが阻止されて気密放電空間（発光部）８６内へのガスの封入ができなくなる可能性がある。
【０００７】
また、この封入ガスの封入工程の後工程である電極の挿着工程において、電極８５の挿通路が溶融フリット９０で狭まることにより電極をスムーズに挿通できなかったり、挿通できたとしても電極を所定の位置に位置させることができない可能性もある。最悪の場合、電極を挿通できない場合も考えられる。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、透光性セラミックで形成された筒状の放電管と、該放電管の両端に気密封着された金属パイプと、該金属パイプに気密挿着された電極とによって気密放電空間（発光部）が形成された高圧放電ランプの製造方法において、後工程に不良発生の要因を流出させることのないような、放電管と金属パイプとの気密封着工程を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、両端開口を有し透光性セラミックスからなる筒状の放電管と、前記放電管の両端部に一端部を気密に封着された一対の金属パイプと、前記一対の金属パイプの他端部に気密に挿通された一対の電極と、を備えた高圧放電ランプの製造方法であって、前記放電管の両端部の夫々に、端面から外側面に至る領域に環状にペースト状の堰止部材を塗布し、前記放電管の両端部に前記一対の金属パイプの夫々の一端部を覆い被せて内周面が前記堰止部材に接触した状態に配置し、前記放電管の両端部の外側面と前記一対の金属パイプの夫々の一方の端部の内周面との間の隙間の前記堰止部材で堰止めされた領域に、固形フリットを加熱溶融して浸透させて該加熱溶融フリットを介して前記放電管の両端部に前記一対の金属パイプの夫々一端部を気密に封着する工程を有することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記堰止部材は酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物からなる粉末をバインダに混入したものであり、前記固形フリットは酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物からなる焼成物であり、前記粉末は前記焼成物よりも溶融温度が高いことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項３に記載された発明は、請求項２において、前記酸化物は、いずれもＡｌ２Ｏ３及びＳｉＯ２であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の高圧放電ランプの製造方法は、両端開口を有し透光性セラミックスからなる筒状の放電管の両端部に一対の金属パイプを気密に封着する際に、放電管の両端部の外側面と金属パイプの一端部の内周面とで形成される隙間に堰止部材を設け、該隙間の前記堰止部材で堰止めされた領域に加熱溶融フリットを浸透させて封着するようにした。
【００１３】
その結果、放電管の両端部の開口及び金属パイプ内部に溶融フリットが浸入することが堰止められ、後工程の工程進行を阻害することがなく、不良発生の要因が低減されて歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の製造方法を用いて作製した高圧放電ランプの一例を示す側面図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】本発明の高圧放電ランプの製造方法に係わる製造工程図である。
【図４】本発明の高圧放電ランプの製造方法に係わる説明図である。
【図５】本発明の製造方法を用いて作製した高圧放電ランプの他の例を示す説明図である。
【図６】従来例の説明図である。
【図７】同じく、従来例の説明図である。
【図８】同じく、従来例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図５参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
【００１６】
図１は、本発明の製造方法を用いて作製した高圧放電ランプ１の一例を示す側面図、図２は図１の断面図である。
【００１７】
高圧放電ランプ（以下、放電ランプと略称する）１は、透光性セラミックで形成された筒状の放電管２と、該放電管２の両端に気密に封着された一対の金属パイプ３、４と、夫々の金属パイプ３、４に気密に挿着された一対の電極５、６とによって気密放電空間からなる発光部７が形成されている。
【００１８】
そのうち、放電管２は両端部の外径が中央部の外径に対して小径化された小径部２ａ、２ｂを有する肉厚均一な筒状を呈しており、一対の金属パイプ３、４は、夫々が例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属からなると共に一端部側を大径部３ａ、４ａとする外径に対して他端部側の外径が小径化された小径部３ｂ、４ｂを有する肉厚均一な筒状を呈している。
【００１９】
そして、放電管２と一対の金属パイプ３、４とが、放電管２の小径部２ａ、２ｂの夫々に一対の金属パイプ３、４の夫々の大径部３ａ、４ａを覆い被せるように配置され、放電管２の小径部２ａ、２ｂの外側面２ａｃ、２ｂｃと金属パイプ３、４の大径部３ａ、４ａの内周面３ａａ、４ａａとで形成される隙間に堰止部材９が設けられて、該隙間の前記堰止部材９で堰止めされた領域に加熱溶融フリット１５が浸透して該溶融フリット１５を介して気密に封着されている。
【００２０】
一対の電極５、６は夫々、放電電極となる先端電極部５ａ、６ａと該先端電極部５ａ、６ａから延びる電極軸５ｂ、６ｂで構成され、先端電極部５ａ、６ａを発光部７内に位置させた状態で電極軸５ｂ、６ｂが金属パイプ３、４の小径部３ｂ、４ｂに気密に挿着されている、
【００２１】
そして、放電管２と、一対の金属パイプ３、４と、一対の電極５、６とで形成された気密放電空間からなる発光部７内に、希ガスやハロゲン化金属ガス等の封入ガス８が封入されている。
【００２２】
本発明は、上記構成からなる放電ランプ１に係わる、材料の準備から製品の完成までの一連の製造工程において、前半の工程に位置する放電管２と一対の金属パイプ３、４との気密封着の方法に関するものである。以下に、その方法を図３の製造工程図を参照して説明する。
【００２３】
なお、上述のように、放電管２の一端部の小径部２ａに金属パイプ３の大径部３ａが気密封着され、放電管２の他端部の小径部２ｂに金属パイプ４の大径部４ａが気密封着されるものであるが、これらの気密封着は互いに同様の方法で行われるものであるので、放電管２の小径部２ａと金属パイプ３の大径部３ａとの気密封着の方法を説明し、放電管２の小径部２ｂと金属パイプ４の大径部４ａとの気密封着の方法については説明を省略する。
【００２４】
まず、（ａ）の放電管準備工程において、透光性セラミックで形成され、両端部の外径が中央部の外径に対して小径化された小径部２ａ（、２ｂ）を有する肉厚均一な筒状を呈する放電管２を準備する。
【００２５】
次に、（ｂ）の堰止部材の塗布工程において、放電管２の小径部２ａの端面２ａａから外側面２ａｃに至る領域に、後工程のフリットの溶融工程において溶融したフリットの這い上がりを堰き止める溶融フリットの堰止部材（以下：堰止部材と略称する）９を塗布する。堰止部材９は、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）からなる粉末をバインダに混入して練ってペースト状にしたものである。なお、この場合の端面２ａａは放電管２の長手方向（中心軸Ｘ方向）に略垂直な環状の略平坦面とされる。
【００２６】
ペースト状の堰止部材９の塗布は、図４のように、放電管２の小径部２ａの、環状の略平坦面からなる端面２ａａから端面２ａａの外周縁２ａｂを経て外側面２ａｃに至る領域に施されるものであるが、この場合、端面２ａａの幅をＤとし、端面２ａａの外周縁２ａｂから、該外周縁２ａｂから内周縁２ａｄに向かう方向に端面２ａａ上を延びる堰止部材９の先端部９ａの位置までの距離をＡとし、端面２ａａの外周縁２ａｂから、該外周縁２ａｂから放電管２の中央部に向かう方向に外側面２ａｃ上を延びる堰止部材９の先端部９ｂの位置までの距離をＢとすると、Ａ＜Ｄ、及び、Ｂ≦Ｄの関係にあることが好ましい。
【００２７】
つまり、Ａ＜Ｄの関係は、堰止部材９の先端部９ａが小径部２ａの開口２ａｅに達しない状態にあり、開口２ａｅが堰止部材９によって少しも塞がれることなく開口２ａｅ全体がそのまま確保されている状態を示すものである。
【００２８】
小径部２ａの開口２ａｅが塞がれると、後工程の封入ガスの封入工程において、ガス流路が堰止部材９で狭まることによりガスのスムーズな流れを確保できなかったり、或いはガス流路が堰止部材９で完全に塞がれることによりガスの流れが阻止されて発光部７内へのガスの封入ができなくなる可能性がある。
【００２９】
また、この封入ガスの封入工程の後工程である電極５の挿着工程において、電極５の挿通路が堰止部材９で狭まることにより電極５をスムーズに挿通できなかったり、挿通できたとしても電極５を所定の位置に位置させることができない可能性もある。最悪の場合、電極５を挿通できない場合も考えられる。
【００３０】
一方、Ｂ≦Ｄの関係は、端面２ａａの外周縁２ａｂから堰止部材９の先端部９ｂまでの距離が端面２ａａの幅以下であることを示すものである。
【００３１】
この距離は、長すぎると後工程の金属パイプの封着工程において、溶融フリット１５を介する放電管２の小径部２ａと金属パイプ３の大径部３ａとの封着領域が堰止部材９によって狭められることになり、両者間の封着強度が低下して信頼性を損ねる恐れがある。
【００３２】
次に、（ｃ）の金属パイプ及び環状フリットの準備工程において、例えば、タンタル、タングステン、モリブデン等の高融点金属からなると共に一端部側を大径部３ａとする外径に対して他端部側の外径が小径化された小径部３ｂを有する肉厚均一な筒状を呈する金属パイプ３と、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）からなる粉末を平板環状に焼成した環状フリット１０を準備する。
【００３３】
この場合、環状フリット１０と上述の堰止部材９は、いずれも、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）からなるものであるが、成分の比率を変えることにより溶融温度を変えている。具体的には、堰止部材９のバインダに混入された、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）からなる粉末の溶融温度を環状フリット１０の溶融温度よりも高くしている。
【００３４】
次に、（ｄ）の金属パイプ及び環状フリットの配置工程において、金属パイプ３を、放電管２の小径部２ａに金属パイプ３の大径部３ａを覆い被せるように挿入して配置し、更に、環状フリット１０を金属パイプ３の大径部３ａに沿って放電管２の中央部側に移送する。すると、金属パイプ３の、大径部３ａと小径部３ｂとの間の傾斜部３ｃの内周面３ｄが全周に亘って堰止部材９に接触し、放電管２の小径部２ａと金属パイプ３の大径部３ａと環状フリット１０とで囲まれた領域１１と金属パイプ３の傾斜部３ｃと小径部３ｂで囲まれた領域１２とが堰止部材９によって完全に堰止めされる。
【００３５】
同時に、環状フリット１０は一方の端部１０ａが放電管２の外周面に当接し、他方の端部１０ｂが金属パイプ３の大径部３ａ側の端部を覆った状態となっている。
【００３６】
このように、金属パイプ３の大径部３ａの内径は、予め放電管２の小径部２ａの外径に対して所定の隙間１３を確保するように予め設定されており、環状フリット１０の内径は、予め金属パイプ３の大径部３ａの外径よりも多少大きく設定されている。
【００３７】
なお、この工程において、堰止部材９は金属パイプ３の放電管２への位置決め機能を果たす。
【００３８】
次に、（ｅ）の封止工程において、上記配置工程において配置された状態の放電管２、金属パイプ３及び環状フリット１０を、例えば誘電加熱雰囲気炉によって主に環状フリット１０の位置する部分を加熱する。加熱温度は、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）からなる環状フリット１０は溶融するが、堰止部材９のバインダに混入された、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）からなる粉末は溶融しない温度とされ、例えば、１５００℃程度の温度が印加される。
【００３９】
すると、温度上昇の過程で堰止部材９を構成するバインダが蒸発して酸化ジスプロシウム（Ｄｙ２Ｏ３）を主成分とする酸化物（Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２）からなる堰止層１４が形成され、更に温度が上昇すると環状フリット１０が溶融する。
【００４０】
すると、固体の環状フリット１０が溶融して相転移した液状の溶融フリット１５は、放電管２の小径部２ａの外側面２ａｃと金属パイプ３の大径部３ａの内周面３ａａとの隙間１３に侵入し、毛細管現象によって隙間１３を放電管２の小径部２ａの外周縁２ｂａ側に向かって浸透する。
【００４１】
但し、隙間１３を浸透した溶融フリット１５は堰止層１４（堰止部材９）で阻止され、それ以上浸透することはない。そのため、電管２の小径部２ａの開口２ａｅを含む領域１２に溶融フリット１５が浸入することがなく、開口２ａｅ及び金属パイプ３の傾斜部３ｃと小径部３ｂの夫々の内部をそのままの状態に確保することができる。
【００４２】
それと同時に、放電管２の小径部２ａの外側面２ａｃと金属パイプ３の大径部３ａの内周面３ａａとが溶融フリット１５に馴染んだ状態となり、両者が溶融フリット１５を介して気密に封着される。
【００４３】
放電管２と金属パイプ３との気密封着をこのような工程を経て行うことにより、封着部材となる溶融フリット１５が、後工程の封入ガスの封入工程や電極の挿着工程における正規の工程進行を阻害することがなく、不良発生の要因が低減されて歩留まりの向上を図ることができる。
【００４４】
なお、放電管２の小径部２ａの環状の端面２ａａの幅（Ｄ）と、端面２ａａの外周縁２ａｂから、該外周縁２ａｂから内周縁２ａｄに向かう方向に端面２ａａ上を延びる堰止部材９の先端部９ａの位置までの距離（Ａ）との関係は、必ずしもＡ＜Ｄの関係にあることに限定されるものではなく、例えば図５のように、放電管２の小径部２ａの先端部の外側面２ａｃが放電管２の長手方向（光軸Ｘ方向）に対して傾斜していて端面２ａａの幅が小さい場合は、Ａ＞Ｄの関係になることもある。
【符号の説明】
【００４５】
１…  高圧放電ランプ
２…  放電管
２ａ…  小径部
２ａａ…  端面
２ａｂ…  外周縁
２ａｃ…  外側面
２ａｄ…  内周縁
２ａｅ…  開口
２ｂ…  小径部
２ｂｃ…  外側面
３…  金属パイプ
３ａ…  大径部
３ａａ…  内周面
３ｂ…  小径部
３ｃ…  傾斜部
３ｄ…  内周面
４…  金属パイプ
４ａ…  大径部
４ａａ…  内周面
４ｂ…  小径部
５…  電極
５ａ…  先端電極部
５ｂ…  電極軸
６…  電極
６ａ…  先端電極部
６ｂ…  電極軸
７…  発光部
８…  封入ガス
９…  堰止部材
９ａ…  先端部
９ｂ…  先端部
１０…  環状フリット
１０ａ…  端部
１０ｂ…  端部
１１…  領域
１２…  領域
１３…  隙間
１４…  堰止層
１５…  溶融フリット
【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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【図６】
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【図７】
2012174530.tif 000009
【図８】
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