(57)【要約】【課題】発光管の封止部内の封止用ガラス部材の側面に配置された複数の金属箔と、前記ガラス部材の発光部側端面に配置された集電ディスクとを有し、該集電ディスクは、前記電極が固定された内部リードと、前記金属箔とを電気的に接続してなる放電ランプにおいて、前記集電ディスクとリードとをロウ材を用いることなく強固に接合できる構造を提供することである。【解決手段】前記集電ディスクは、前記金属箔を挟むように重ね合せられた２枚の集電ディスクからなり、前記内部リードは、外周面に凹部が形成され、前記集電ディスクに形成された貫通孔に挿入されており、前記集電ディスクを、前記貫通孔近傍において両側から塑性変形させて、当該集電ディスクの一部を前記内部リードの凹部に挿入させて、当該集電ディスクを前記内部リードにカシメ固定したことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極が配置された発光部とその両端の封止部とからなる発光管と、前記封止部の内部に配置された封止用ガラス部材と、該ガラス部材の側面に沿って長手方向に伸びるように配置された複数の金属箔と、前記ガラス部材の発光部側端面に配置された集電ディスクとからなり、該集電ディスクは、前記電極が固定された内部リードと、前記金属箔とを電気的に接続してなる放電ランプにおいて、
前記集電ディスクは、前記金属箔を挟むように重ね合せられた２枚の集電ディスクからなり、
前記内部リードは、外周面に凹部が形成され、前記集電ディスクに形成された貫通孔に挿入されており、
前記集電ディスクを、前記貫通孔近傍において両側から塑性変形させて、当該集電ディスクの一部を前記内部リードの凹部に挿入させて、当該集電ディスクを、前記金属箔を挟持した状態で、前記内部リードにカシメ固定したことを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記集電ディスクにおいて、一方のディスクと他方のディスクは、前記金属箔が存在する位置において、前記該ディスクの半径方向で異なる位置で塑性変形させることを特徴とする請求項１の放電ランプ。
【請求項３】
前記集電ディスクにおいて、前記貫通孔近傍のカシメ位置とは異なる位置で、一方のディスクと他方のディスクは、前記金属箔が存在する位置において、該集電ディスクの半径方向で異なる位置で塑性変形させることを特徴とする請求項１の放電ランプ。
【請求項４】
前記凹部は、前記内部リードの外周面に円周方向に間隔をあけて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。
【請求項５】
前記凹部は、前記内部リードの外周面に円周方向に連続して溝状に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は放電ランプに関し、特に、封止部内で金属箔と内部リードを集電ディスクを介して電気的に接続してなる放電ランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体基板や液晶ディスプレイ用の液晶基板を露光するのに使用する露光装置の紫外線光源として、放電ランプが使用されている。
この種の放電ランプでは、特開２００７−１１５４９８号公報（引用文献１）に示されるような、封止部内で金属箔と内部リードとを集電ディスクを介して電気的に接続する構造のものが多用されている。
【０００３】
図６は、従来の放電ランプの全体断面図であり、図７はその部分拡大図である。
図６に示すように、この放電ランプにおいて、石英ガラスにより形成される発光管１は、発光空間Ｓを囲繞する球形状の発光部２と、この発光部２の両端から外方に伸びるよう連設された筒状の封止部３とにより構成されている。
該発光管１の発光部２内には、陽極４および陰極５が互いに対向するよう配置されており、その各々は、封止部３から発光部２に管軸に沿って伸びる、例えばタングステンよりなる円柱状の内部リード６、６の先端に固定されて支持されている。そして、前記発光管１の発光部２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水銀などの発光物質が封入されている。
【０００４】
前記発光管１の封止部３内においては、発光部２に接近した位置に、石英ガラスよりなる内部リード保持用筒体７が配設され、前記内部リード６はこの内部リード保持用筒体７を貫通・支持されている。
上記内部リード保持用筒体７の後方には石英ガラスよりなる封止用ガラス部材８が配置されている。
そして、この封止用ガラス部材８の前端面には、前記内部リード保持用筒体７との間に挟まれるように、内部集電ディスク１２が設けられている。
【０００５】
そして、電極４、５を保持した内部リード６は、前記内部リード保持用筒体７を貫通し、前記内部集電ディスク１２に接続されている。
一方、前記封止用ガラス部材８には、その後端面から軸方向に沿って伸びる有底孔８ａが形成されており、この有底孔８ａには外部リード９が挿入され、該外部リード９は封止部３の後方に延出している。
前記封止用ガラス部材８の後端面には外部集電ディスク１３が配置され、前記外部リード９は、この外部集電ディスク１３を貫通して接続されている。
【０００６】
前記封止用ガラス部材８の外周面には、モリブデンよりなる複数の帯状の金属箔１１が、当該封止用ガラス部材８の周方向に互いに離間して長手方向に伸びるように配置されており、該金属箔１１の各々の内端部は、前記内部集電ディスク１２に接続されて内部リード６と電気的に接続されており、一方、前記金属箔１１の各々の外端部は、前記外部集電ディスク１３に接続されて外部リード９と電気的に接続されている。
これにより、前記内部リード６と外部リード９とは、内部集電ディスク１２、金属箔１１および外部集電ディスク１３を介して電気的に接続される。
そして、封止用ガラス部材８の外周面は、金属箔１１を介して封止部３の内面に気密に溶着されている。
なお、前記封止用ガラス部材８の外端側には、外部リード保持用筒体１０が配置され、前記外部リード９がこの外部リード保持用筒体１０に挿通・支持されていて、該外部リード保持用筒体１０の外周面は、封止部３の内面に気密に溶着されている。
【０００７】
図７に詳細が示されるように、前記内部集電ディスク１２の中心には、内部リード６の外径に適合する内径の貫通孔１２ａが形成されており、前記内部リード６は該貫通孔１２ａに挿入されていて、該内部リード６と内部集電ディスク１２とはロウ材１４によるロウ付けによって接続されている。
さらに、金属箔１１と内部集電ディスク１２は、タンタルバインダ１５によって抵抗溶接されている。抵抗溶接する際に、高温となったタンタルバインダ１５が溶けて、金属箔１１と内部集電ディスク１２が接続されることになる。
【０００８】
このように、内部リード６と集電ディスク１２をロウ付けにより接合する構造の場合、以下のような問題がある。
この種の放電ランプにおいては、ロウ材１４としては、濡れ性が良好で、かつ、耐熱性を有する材料として、プラチナ（Ｐｔ）が好適に使用されている。
ところで、発光部２に封入された水銀は、内部リード６と保持用筒体７の貫通部分の間隙を介して内部集電ディスク１２の表面にまで到達する。このとき、ロウ材１４の材料であるプラチナが水銀と反応してアマルガムを形成してしまい、この反応により体積膨張して、封止部が破裂するという問題があった。
さらには、内部集電ディスク１２は、加工性と耐熱性の観点からモリブデンが使用されることが多いが、ロウ材であるプラチナの融点は、内部集電ディスク１２のモリブデンの再結晶温度（〜１２００℃）を上回るものである。そのため、ロウ付け工程においてプラチナを溶かす際に、内部集電ディスク１２の温度が再結晶温度以上に上がり、その構成材料であるモリブデンの再結晶化が生じてしまい、これらが脆化し、割れやすくなる。その結果、内部リード６を介して内部集電ディスク１２に荷重などの負荷が過剰に加わった場合には、当該内部集電ディスクが脆性破壊する可能性がある。
更には、ロウ材構成材料がプラチナであり、製造コストがかかるという問題もあった。
【０００９】
また、金属箔１１と内部集電ディスク１２はタンタルバインダ１５によって抵抗溶接されているが、該タンタルバインダを用いた接合では接続強度があまり大きくなく、金属箔１１に内部集電ディスク１２から剥がれる方向に力が加わると、金属箔が内部集電ディスクから浮いて剥がれてしまうという問題があった。
【００１０】
ところで、この金属箔と内部集電ディスクのタンタルバインダによる接合の剥がれの問題を解消するために、集電ディスクを２枚のディスクから構成し、その間に金属箔を挟持するものが、特開２００７−２４２５７９号公報（特許文献２）で提案されている。
図８に示すように、内部リード６と内部集電ディスク１２をロウ材１４によるロウ付けにより接合し、さらに、内部集電ディスク１２の発光管側に補助ディスク１６を配置し、内部集電ディスク１２と補助ディスク１６の間に金属箔１１を挟み込み、補助ディスク１６にレーザを照射し、補助ディスク１６と金属箔１１と内部集電ディスク１２を溶融して一体接合する構造である。
【００１１】
しかしながら、この場合も、内部リード６と内部集電ディスク１２はロウ材１４により接合されており、さらに、補助ディスク１６と内部リード６もロウ材１７によって接続されていので、前述した図６に示す従来構造の内部集電ディスク１２と内部リード６とをロウ材１４で接合する際に発生する構造と全く同じ問題が発生し、その不具合は解消されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１１５４９８号公報
【特許文献１】特開２００７−２４２５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明が解決しようとする課題は、発光管の封止部内で、電極に繋がる内部リードに集電ディスクが接続され、該集電ディスクが金属箔によって接続されてなる放電ランプにおいて、内部リードと集電ディスクとの接続構造としてロウ材を用いることなく、強固に接合された放電ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、この発明に係る高圧放電ランプでは、前記集電ディスクは、前記金属箔を挟むように重ね合せられた２枚の集電ディスクからなり、前記内部リードは、外周面に凹部が形成されていて、前記集電ディスクに形成された貫通孔に挿入されており、前記集電ディスクを、前記貫通孔近傍において両側から塑性変形させて、当該集電ディスクの一部を前記内部リードの凹部に挿入させて、当該集電ディスクを、前記金属箔を挟持した状態で、前記リードにカシメ固定したことを特徴とする。
また、前記集電ディスクにおいて、一方のディスクと他方のディスクは、前記金属箔が存在する位置において、該集電ディスクの半径方向で異なる位置で塑性変形させることを特徴とする。
また、前記集電ディスクにおいて、前記貫通孔近傍のカシメ位置とは異なる位置で、一方のディスクと他方のディスクは、前記金属箔が存在する位置において、該集電ディスクの半径方向で異なる位置で塑性変形させることを特徴とする。
また、前記凹部は、前記内部リードの外周面に円周方向に間隔をあけて形成されていることを特徴とする。
また、前記凹部は、前記内部リードの外周面に円周方向に連続して溝状に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、内部リードと集電ディスクとの接合構造として、金属箔を挟持した２枚の集電ディスクの一部を塑性変形して内部リードの外周面に形成した凹部に挿入してカシメ固定したので、接合のためのロウ材を用いることなく強固に接合でき、ロウ材を用いることによる封止部の破損や、集電ディスクの脆性破壊、更にはコスト高といった数々の弊害を除去できる。
また、金属箔は２枚の集電ディスクに挟持されることにより、強固に接続されて集電ディスクから離脱することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例の断面図。
【図２】本発明の製造工程図。
【図３】図１における接合構造の部分拡大図。
【図４】本発明の他の実施例の断面図。
【図５】本発明の更に他の実施例の断面図。
【図６】従来の放電ランプの全体図。
【図７】図６の部分拡大断面図。
【図８】他の従来例の部分拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、内部リード６と集電ディスク２０との接合構造を示す要部断面図である。
図１に示すように、集電ディスク２０は第１のディスク２１と第２のディスク２２の２枚からなり、その間には金属箔１１が挟まれている。
そして、内部リード６の端部近傍には、その外周面の軸方向で異なる位置に凹部２３、２４が形成されている。該凹部２３、２４はそれぞれ円周方向で間隔をあけて形成された独立の凹部であっても、また、円周方向に連続した溝状の凹部であってもよい。
この内部リード６は内部集電ディスク２０の貫通孔２０ａ内に挿入される。このとき、前記内部リード６に形成した凹部２３、３４は、この貫通孔２０ａ内に位置するとともに、それぞれ前記第１のディスク２１と第２のディスク２２に対応した位置にある。
そして、前記第１のディスク２１および第２のディスク２２は、貫通孔２０ａ近傍での両側からのパンチングによりその一部が塑性変形されて前記凹部２３、２４内に挿入されている。
【００１８】
その製造方法を図２により説明する。
集電ディスク２０の第１のディスク２１と第２のディスク２２が内部リード６に嵌挿され、その間には金属箔１１が挟まれている。この時、第１のディスク２１および第２のディスク２２はそれぞれ内部リードに形成した凹部２３、２４にそれぞれ対応した位置にある。
この集電ディスク２０を下部パンチ治具２５上に載置し、上方から上部パンチ治具２６を押圧することによって両側からパンチングする。
図３に詳細が示されるように、上下のパンチ治具２５、２６は第１のディスク２１および第２のディスク２２の貫通孔２０ａ部分の近傍を両側からパンチングするものであって、それにより、第１のディスク２１と第２のディスク２２はその材料の一部２７、２８が塑性変形して、内部リード６の凹部２３、２４内に侵入し、第１のディスク２１および第２のディスク２２は、その間に金属箔１１を挟持した状態で、内部リード６にカシメ止めされる。
【００１９】
図４には、他の実施例が示されていて、上下のディスク２１、２２で、パンチ位置が異なるものである。即ち、金属箔１１の存在する位置において、上下ディスク２１、２２で、半径方向の位置が異なる個所をパンチングするものである。
このとき、第１のディスク２１と第２のディスク２２には、金属箔１１の位置する個所で、半径方向に異なる位置にそれぞれ他の第２の凹部３１、３２が形成されている。
この状態でディスク２１、２２の両側からパンチングすると、その材料の一部２７、２８がそれぞれ内部リードの凹部２３、２４内に侵入してディスク２１、２２が内部リード６にカシメ固定されることは同様である。それとともに、更に別の一部の材料が前記他の第２の凹部３１、３２内に侵入するので、その間に挟まれた金属箔１１は上下に波打つように変形する。これにより、金属箔１１は集電ディスク２０の半径方向、即ち、金属箔１１の長さ方向への引張力が働いても抜け出ることがなくなるという効果を奏する。
なお、この第２の凹部３１、３２へのディスク材料の侵入量は、金属箔１１を僅かに変形させるだけで効果を奏するので、カシメ固定を目的とする前記内部リード６の凹部２３、２４への材料の侵入量よりも小さくてよい。
【００２０】
図５には、更に他の実施例が示されていて、図４に示す金属箔１１の抜け落ち防止機能を、集電ディスク２０のカシメ手段としての貫通孔近傍でのパンチング位置とは別の位置でパンチングを施すことにより得るものである。即ち、集電ディスク２０（２１、２２）の外周方向近傍でパンチするものであって、第１のディスク２１および第２のディスク２２の外周近傍にそれぞれ半径方向位置の異なる第２の凹所３１、３２を形成し、この位置でこれらディスク２１、２２をパンチするものである。
勿論、この外周部でのパンチングは、貫通孔２０ａ近傍でのパンチングと同じパンチ治具によって同時に施されるものとすることができる。
この場合も、前記図４の実施例と同様、金属箔１１がその長手方向に抜け出ることが防止されるものである。
【００２１】
こうして、内部リード６と集電ディスク２０はカシメ固定されるが、内部リード６に形成する凹部２３、２４は、円周方向で間隔をあけた独立した複数個の凹部であってもよいし、また、円周方向の連続した溝状の凹部であってもよい。独立した凹部の場合、ディスクが回転することが防止され、また、溝状凹部の場合、集電ディスクにおけるパンチング位置と内部リードの凹部の位置との円周方向での整合が全く気にならずにカシメ加工できる。
同様に、ディスク２１、２２に形成する第２の凹部３１、３２も、独立した複数の凹部であってもよいし、連続した溝状の凹部であってもよい。
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、内部リードと２枚のディスクからなる集電ディスクとをカシメ固定することにより、ロウ材を用いた固定構造のもつ各種の不具合を解消して、より簡便に確実な固定ができるものである。
しかも、該カシメ工程で金属箔を２枚のディスク間に挟持することになるので、作業工程が簡略化され強固な接続構造が得られる。
【符号の説明】
【００２３】
１      発光管
２      発光部
３      封止部
４      陽極
５      陰極
６      内部リード
７      内部リード保持用筒体
８      封止用ガラス部材
１１    金属箔
２０    集電ディスク
２０ａ  貫通孔
２１    第１のディスク
２２    第２のディスク
２３、２４    内部リードの凹部
２７、２８    ディスクの一部変形部
３１、３２    ディスクの第２の凹部
【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】
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【図８】
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