(57)【要約】【課題】石英バルブの製造工程を短縮化し、廉価の石英管を用いることができる高圧水銀ランプの製造技術を提供する。【解決手段】この石英バルブ製造工程は、所定の寸法を有する胴管用の石英管の両端に第１及び第２の給排気管を、それぞれ接続する給排気管接続工程と、前記石英管の加工部の周囲をパドルによって囲み、加熱し、前記石英管の内圧を増加させて、前記加工部にチャンバを形成するチャンバ形成工程と、前記第２の給排気管の端部をボーズ加工することによって封止する封止工程と、を有する。前記給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１及び第２の給排気管の中心軸線に整合するように、前記石英管に前記第１及び第２の給排気管を接続する。【選択図】図３Ｂ
2013239315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバと該チャンバの両側に延びる封止部とを有する胴管と、該胴管の内部に封入された２つの電極と、を有する高圧水銀ランプの製造方法において、
胴管と該胴管の両側に接続された第１及び第２の給排気管を有する石英バルブを製造する石英バルブ製造工程と、該石英バルブの第１の給排気管から第１の電極マウントを封着する第１の電極マウント封着工程と、該石英バルブの第２の給排気管から第２の電極マウントを封着する第２の電極マウント封着工程とを有し、
前記石英バルブ製造工程は、
所定の寸法を有する胴管用の石英管の両端に第１及び第２の給排気管を、それぞれ接続する給排気管接続工程と、
前記石英管の加工部の周囲をパドルによって囲み、加熱し、前記石英管の内圧を増加させて、前記加工部にチャンバを形成するチャンバ形成工程と、
前記第２の給排気管の端部をボーズ加工することによって封止する封止工程と、
を有し、
前記給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１及び第２の給排気管の中心軸線に整合するように、前記石英管に前記第１及び第２の給排気管を接続することを特徴とする高圧水銀ランプの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の高圧水銀ランプの製造方法において、
前記給排気管接続工程では、先ず前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１の給排気管の中心軸線に整合するように前記石英管の一端に前記第１の給排気管を接続する第１の給排気管接続工程を行い、次に前記石英管の加工部の中心軸線が前記第２の給排気管の中心軸線に整合するように前記石英管の他端に前記第２の給排気管を接続する第２の給排気管接続工程を行うことを特徴とする高圧水銀ランプの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の高圧水銀ランプの製造方法において、
前記第１の給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１の給排気管の中心軸線に整合するように、前記第１の給排気管を第１のチャックで支持し、前記石英管の加工部を第２のチャックで支持し、前記石英管の一端に前記第１の給排気管を接続することを特徴とする高圧水銀ランプの製造方法。
【請求項４】
請求項２記載の高圧水銀ランプの製造方法において、
前記第２の給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第２の給排気管の中心軸線に整合するように、前記第１の給排気管を第１のチャックで支持し、前記第２の給排気管を第２のチャックで支持し、前記石英管の他端に前記第２の給排気管を接続することを特徴とする高圧水銀ランプの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の高圧水銀ランプの製造方法において、
前記給排気管接続工程と前記チャンバ形成工程の間に肉寄せ工程を設け、
前記肉寄せ工程では、前記石英管の両端に接続された前記第１及び第２の給排気管をチャックにより支持し、該チャックをその中心軸線周りに回転させ、前記石英管の加工部を加熱し、前記両側のチャックを互いに近づける方向に移動させることを特徴とする高圧水銀ランプの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項記載の高圧水銀ランプの製造方法において、
前記チャンバ形成工程の後に、胴管の調整工程を設け、
前記胴管の調整工程では、前記石英管の両端に接続された前記第１及び第２の給排気管をチャックにより支持し、該チャックをその中心軸線周りに回転させ、前記石英管の加工部の外側の封止部を加熱することによって、前記胴管の長さを調整することを特徴とする高圧水銀ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップレス型の高圧水銀ランプの製造方法の製造方法に関し、特に、その石英バルブの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の前照灯やプロジェクタ用のバックライトの光源として、高圧放電ランプが使用されている。高圧放電ランプは、高温、高圧にて点灯するため、放電管に肉厚分布の不均一部分があると、それが原因で破裂を引き起こす可能性がある。例えば、発光管にガス、発光物質等を封入するために封切跡、封止部等の突起部（チップ）が形成されると、そこが肉厚分布の不均一部分となる。
【０００３】
そこで、チップレスランプと称される封切跡、封止部等の突起部（チップ）がない放電ランプが製造されている。チップレスランプには、シングルエンド型とダブルエンド型が知られている。
【０００４】
チップレス型の高圧放電ランプは、石英バルブの両端の開口部から電極マウントを挿入し、内部を負圧にした状態で封着することにより製造される。石英バルブは、発光部となる卵形のチャンバとその両側に延びる直管状の封止部と、更に両端に接続された給排気管からなる。給排気管は、チャンバ内に発光物質等を封入するために使用され、最後に切断除去される。
【０００５】
特許文献１、２には、ダブルエンド型の放電ランプ用の石英バルブの製造方法の例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−５４５０１号公報
【特許文献２】特開２００９−５９４８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
石英バルブの製造工程には、石英管の中央部を膨らませて卵形のチャンバを形成するチャンバ形成工程が含まれる。チャンバ形成工程では、直管状の石英管を、内圧を加えながら加熱して、膨らませ、モールドで卵形に成形する。このとき石英管の両端をガラス旋盤のチャックにより支持し、チャックを中心軸線周りに回転させる。
【０００８】
石英管が湾曲又は曲がりを含むと、石英管を回転させたとき、中央の加工部が振れる。そのため、石英管の加工部の振れを無くすための矯正作業が必要となる。例えば、石英管の両端をチャックにより軽く支持し、石英管の両端のチャック支持部付近を加熱溶融させ、石英管の加工部の振れが無くなるように、変形させる。
【０００９】
しかしながら、このような矯正作業では、石英管の両端を加熱溶融させる必要があり、石英バルブの製造工程の作業時間が長くなる。また、矯正作業は、技能と熟練が必要である。
【００１０】
石英管の矯正作業を回避するには、湾曲又は曲がりが少ない直線性の高い石英管を用いればよい。しかしながら直線性の高い石英管は比較的高価である。
【００１１】
本発明の目的は、高圧水銀ランプの石英バルブの製造工程を短縮化し、廉価の石英管を用いることができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、チャンバと該チャンバの両側に延びる封止部とを有する胴管と、該胴管の内部に封入された２つの電極と、を有する高圧水銀ランプの製造方法に係る。
【００１３】
本実施形態によると、高圧水銀ランプの製造方法は、胴管と該胴管の両側に接続された第１及び第２の給排気管を有する石英バルブを製造する石英バルブ製造工程と、該石英バルブの第１の給排気管から第１の電極マウントを封着する第１の電極マウント封着工程と、該石英バルブの第２の給排気管から第２の電極マウントを封着する第２の電極マウント封着工程とを有する。
【００１４】
本実施形態によると、前記石英バルブ製造工程は、所定の寸法を有する胴管用の石英管の両端に第１及び第２の給排気管を、それぞれ接続する給排気管接続工程と、
前記石英管の加工部の周囲をパドルによって囲み、加熱し、前記石英管の内圧を増加させて、前記加工部にチャンバを形成するチャンバ形成工程と、前記第２の給排気管の端部をボーズ加工することによって封止する封止工程と、を有する。
【００１５】
更に本実施形態によると、前記給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１及び第２の給排気管の中心軸線に整合するように、前記石英管に前記第１及び第２の給排気管を接続する。
【００１６】
本実施形態によると、前記給排気管接続工程では、先ず前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１の給排気管の中心軸線に整合するように前記石英管の一端に前記第１の給排気管を接続する第１の給排気管接続工程を行い、次に前記石英管の加工部の中心軸線が前記第２の給排気管の中心軸線に整合するように前記石英管の他端に前記第２の給排気管を接続する第２の給排気管接続工程を行ってよい。
【００１７】
本実施形態によると、前記第１の給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１の給排気管の中心軸線に整合するように、前記第１の給排気管を第１のチャックで支持し、前記石英管の加工部を第２のチャックで支持し、前記石英管の一端に前記第１の給排気管を接続してよい。
【００１８】
本実施形態によると、前記第２の給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第２の給排気管の中心軸線に整合するように、前記第１の給排気管を第１のチャックで支持し、前記第２の給排気管を第２のチャックで支持し、前記石英管の他端に前記第２の給排気管を接続してよい。
【００１９】
本実施形態によると、前記給排気管接続工程と前記チャンバ形成工程の間に肉寄せ工程を設け、前記肉寄せ工程では、前記石英管の両端に接続された前記第１及び第２の給排気管をチャックにより支持し、該チャックをその中心軸線周りに回転させ、前記石英管の加工部を加熱し、前記両側のチャックを互いに近づける方向に移動させてよい。
【００２０】
本実施形態によると、前記チャンバ形成工程の後に、胴管の調整工程を設け、前記胴管の調整工程では、前記石英管の両端に接続された前記第１及び第２の給排気管をチャックにより支持し、該チャックをその中心軸線周りに回転させ、前記石英管の加工部の外側の封止部を加熱することによって、前記胴管の長さを調整してよい。
【００２１】
本実施形態によると、前記チャンバ形成工程の後に、チャンバの失透取り工程を設け、前記チャンバの失透取り工程では、前記胴管に形成されたチャンバをバーナによって加熱し、前記チャンバの失透を消去してよい。
【００２２】
本実施形態によると、前記胴管用の石英管は高純度の石英製であり、前記第１及び第２の給排気管は低純度の石英製であってよい。
【００２３】
本実施形態によると、前記第１の電極マウント封着工程は、電極リードとモリブデン箔とタングステン電極と位置決め係止部とを有する第１の電極マウントを作成する第１の電極マウント作成工程と、前記石英バルブの第１の給排気管の外端に形成された第１の開口部から、前記電極リードが先頭となるように前記第１の電極マウントを挿入する工程と、前記第１の開口部から不活性ガスを封入し仮封止する工程と、バーナによって前記石英バルブの胴管の第１の封止部を加熱溶融させて封止する封止工程と、を有してよい。
【００２４】
本実施形態によると、前記第２の電極マウント封着工程は、電極リードとモリブデン箔とタングステン電極と位置決め係止部とを有する第２の電極マウントを作成する第２の電極マウント作成工程と、前記石英バルブの第２の給排気管の外端に第２の開口部を形成し、該第２の開口部から、前記電極リードが先頭となるように前記第２の電極マウントを挿入する工程と、前記第２の開口部から不活性ガスを封入し仮封止する工程と、バーナによって前記石英バルブの胴管の第２の封止部を加熱溶融させて封止する封止工程と、前記石英バルブの胴管の前記第１及び第２の封止部を切断し、前記電極リードの先端を切断し、前記位置決め係止部を除去することによって、前記電極リードを前記第１及び第２の封止部から露出させる工程と、を有してよい。
【００２５】
本発明によると、チャンバと該チャンバの両側に延びる封止部とを有する胴管と、該胴管の両側に接続された第１及び第２の給排気管とを有する石英バルブの製造方法において、所定の寸法を有する胴管用の石英管の両端に第１及び第２の給排気管を、それぞれ接続する給排気管接続工程と、前記石英管の加工部の周囲をパドルによって囲み、加熱し、前記石英管の内圧を増加させて、前記加工部にチャンバを形成するチャンバ形成工程と、前記第２の給排気管の端部をボーズ加工することによって封止する封止工程と、を有し、前記給排気管接続工程において、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１及び第２の給排気管の中心軸線に整合するように、前記石英管に前記第１及び第２の給排気管を接続する。
【００２６】
本実施形態によると、前記給排気管接続工程は、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第１の給排気管の中心軸線に整合するように、前記第１の給排気管を第１のチャックで支持し、前記石英管の加工部を第２のチャックで支持し、前記石英管の一端に前記第１の給排気管を接続する第１の給排気管接続工程を含んでよい。
【００２７】
本実施形態によると、前記給排気管接続工程は、前記石英管の加工部の中心軸線が前記第２の給排気管の中心軸線に整合するように、前記第１の給排気管を第１のチャックで支持し、前記第２の給排気管を第２のチャックで支持し、前記石英管の他端に前記第２の給排気管を接続する第２の給排気管接続工程を含んでよい。
【００２８】
本実施形態によると、前記チャンバ形成工程では、回転パドルを用いてよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、高圧水銀ランプの製造方法の石英バルブの製造工程を短縮化し、廉価の石英管を用いることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本実施形態による高圧水銀ランプの構造を説明する説明図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本実施形態による石英バルブの構造を説明する説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本実施形態による第１の電極マウントの構造を説明する説明図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本実施形態による第２の電極マウントの構造を説明する説明図である。
【図３Ａ】図３Ａは、従来の技術の石英バルブの製造方法において、石英バルブにチャンバを形成する工程の概略を説明する説明図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、石英バルブにチャンバを形成する工程の概略を説明する説明図である。
【図４Ａ】図４Ａは、従来の石英バルブの製造方法において、石英管を用意する工程を説明する説明図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、従来の石英バルブの製造方法において、石英管の肉寄せを行う工程を説明する説明図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、従来の石英バルブの製造方法において、石英管にチャンバを形成する工程を説明する説明図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、従来の石英バルブの製造方法において、石英管のチャンバの失透取りを行う工程を説明する説明図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、従来の石英バルブの製造方法において、胴管をチャックより取り外した状態を説明する説明図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、従来の石英バルブの製造方法において、胴管の両端を切断する工程を説明する説明図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、従来の石英バルブの製造方法において、胴管の両端に給排気管を接続する工程を説明する説明図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、従来の石英バルブの製造方法において、第２の給排気管の端部をボーズ加工する工程を説明する説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、石英管を用意する工程を説明する説明図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、石英管の一端に第２の給排気管を接続する工程を説明する説明図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、石英管の他端に第１の給排気管を接続する工程を説明する説明図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、石英管の肉寄せを行う工程を説明する説明図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、石英管にチャンバを形成する工程を説明する説明図である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、石英管のチャンバの失透取りを行う工程を説明する説明図である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、胴管の長さを調整する工程を説明する説明図である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、胴管をチャックより取り外す工程を説明する説明図である。
【図５Ｉ】図５Ｉは、本実施形態の石英バルブの製造方法において、第２の給排気管の端部をボーズ加工する工程を説明する説明図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブと第１の電極マウントを用意する工程を説明する説明図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの第１の開口部から第１の電極マウントを挿入する工程を説明する説明図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの第１の開口部を仮封止する工程を説明する説明図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの封止部を封止する工程を説明する説明図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの第２の開口部を形成する工程を説明する説明図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの第２の開口部から第２の電極マウントを挿入する工程を説明する説明図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの第２の開口部からアルゴンガスを封入する工程を説明する説明図である。
【図６Ｈ】図６Ｈは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの第２の開口部を仮封止する工程を説明する説明図である。
【図６Ｉ】図６Ｉは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、石英バルブの第２の封止部を封止する工程を説明する説明図である。
【図６Ｊ】図６Ｊは、本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法において、第１及び第２の封止部と電極リードの先端を除去する工程を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明に係る高圧水銀ランプの製造方法の実施形態に関して、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中、同じ要素に対しては同じ参照符号を付して、重複した説明を省略する。
【００３２】
図１を参照して、本実施形態の高圧水銀ランプの構造を説明する、ここでは、定格１５０Ｗのダブルエンド型の高圧水銀ランプを例として説明する。高圧水銀ランプは、胴管１１と、その内部に封入された２つの電極２０を有する。胴管１１は、高純度の石英管から構成され、長手方向中間部に形成された発光部となるチャンバ１２と、その両側に延びる直管状の封止部１３Ａ、１３Ｂを有する。
【００３３】
胴管１１の表面には、封切跡、封止部等の突起部（チップ）がない。従って、このような高圧水銀ランプはチップレスランプと称される。
【００３４】
２つの電極２０は同一構造であり、電極リード２１とモリブデン箔２２とタングステン電極２３とを有する。タングステン電極２３の先端にはコイル２３ａが取り付けられている。コイル２３ａはチャンバ１２内に配置されている。アーク長は、例えば、１.０ｍｍであってよい。この場合、チャンバ１２の中心から０.５ｍｍの位置にタングステン電極２３の先端が位置するように形成されてよい。
【００３５】
図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃを参照して、本実施形態の高圧水銀ランプの製造に必要な部品を説明する。高圧水銀ランプの製造には、図２Ａに示す石英バルブ１０と、図２Ｂ及び図２Ｃに示す第１の電極マウント２０Ａ及び第２の電極マウント２０Ｂが必要である。
【００３６】
図２Ａに示すように、石英バルブ１０は、石英管から形成された胴管１１と、その両端に溶着により接続された給排気管１４Ａ、１４Ｂを有する。胴管１１は、長手方向中間部に形成された発光部となるチャンバ１２と、その両側に延びる直管状の封止部１３Ａ、１３Ｂを有する。封止部１３Ａ、１３Ｂの外端に、給排気管１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ接続されている。封止部１３Ａ、１３Ｂの外径より給排気管１４Ａ、１４Ｂの外径の方が小さく、両者の接続部には位置決め段差１５が形成されている。
【００３７】
本実施形態では、第１の給排気管１４Ａは両端開口型であり、第２の給排気管１４Ｂは、片端開口他端閉塞型である。従って、第１の給排気管１４Ａの外端には、第１の開口部１７Ａが形成されている。
【００３８】
胴管１１は、例えば、内径２ｍｍ、外径６ｍｍの高純度の石英管を用いて形成してよい。チャンバ１２は、外径１０ｍｍ、内径４ｍｍの概略回転楕円体となるように、石英管を膨らませて形成してよい。
【００３９】
給排気管１４Ａ、１４Ｂは、例えば、内径３.５ｍｍ、外径５ｍｍ、長さ１００〜１１０ｍｍの低純度の石英管を用いて形成してよい。胴管１１の両端に給排気管１４Ａ、１４Ｂを接続する方法として、例えば、胴管１１の端部と、給排気管１４Ａ、１４Ｂの端部同士を向かい合わせてガラス旋盤にチャックし、両者を回転させながら、その接続箇所を外部よりバーナ１６などで加熱し外部を溶かすことにより融着させるものであってよい。
【００４０】
本実施形態では、胴管１１と２つの給排気管１４Ａ、１４Ｂからなる石英バルブ１０の全長は、例えば、２７３ｍｍである。
【００４１】
胴管１１は高純度の石英管によって形成されるが、給排気管１４Ａ、１４Ｂは低純度の石英管によって形成される。給排気管１４Ａ、１４Ｂは、高圧水銀ランプの製造工程の最後で除去される。
【００４２】
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように第１の電極マウント２０Ａと第２の電極マウント２０Ｂは同一構造を有する。ここでは、第１の電極マウント２０Ａの構造を説明する。第１の電極マウント２０Ａは、電極リード２１とモリブデン箔２２とタングステン電極２３と位置決め係止部２４とを有する。タングステン電極２３の先端にはコイル２３ａが取り付けられている。
【００４３】
電極リード２１の寸法は、例えば、φ０.５ｍｍ×長さ１５ｍｍであり、モリブデン線からなる。モリブデン箔２２の寸法は、例えば、幅２ｍｍ×長さ１８ｍｍである。タングステン電極２３の寸法は、直径０.３ｍｍ×長さ約９ｍｍである。位置決め係止部２４は、例えば、幅２．５ｍｍ×長さ２０ｍｍのモリブデン板によって構成されてよい。
【００４４】
本実施形態では、位置決め係止部２４は、封止部１３Ａ、１３Ｂの内径より大きく、給排気管１４Ａ、１４Ｂの内径より小さい。石英バルブ１０を、開口部１７Ａが上方となるように、立てた状態で、第１の電極マウント２０Ａを、開口部１７Ａから挿入すると、第１の電極マウント２０Ａの自重により下方に移動する。第１の電極マウント２０Ａの位置決め係止部２４は、給排気管１４Ａを通り、石英バルブ１０の位置決め段差１５にて係止する。この状態でタングステン電極２３の先端が、予め設計された高さに位置するので、チャンバ１２内におけるタングステン電極２３の先端の位置を簡単に且つ高精度に設定することができる。
【００４５】
図３Ａ及び図３Ｂを参照して本実施形態による石英バルブの製造方法の概念を説明する。石英バルブの製造方法の詳細は後に説明するが、ここでは、石英バルブの胴管のチャンバを形成する工程を説明する。
【００４６】
図３Ａを参照して、従来の石英バルブの製造方法におけるチャンバの形成工程の概略を説明する。先ず、長さＬ0の石英管１１Ａを用意する。石英管１１Ａの両端をガラス旋盤のチャック３１Ａ、３１Ｂで支持する。チャック３１Ａ、３１Ｂを中心軸線Ａ−Ａ周りに回転させながら、石英管１１Ａの加工部１１ａをバーナ（図示なし）で加熱し、内圧を加えて膨らませる。パドル（図示なし）と称する加工具を用いて卵形のチャンバ１２を形成する。
【００４７】
石英管１１Ａが湾曲し又は曲がっている場合には、石英管１１Ａを回転させると、その中央の加工部１１ａは振れる。従って、石英管の両端を加熱溶融させて、加工部１１ａの振れを除去する矯正作業が必要である。この矯正作業は、煩雑であり、経験と技術を必要とする。一方、直線性が高い石英管は高価である。
【００４８】
図３Ｂを参照して、本実施形態の石英バルブ１０の製造方法におけるチャンバの形成工程の概略を説明する。先ず、長さＬ0の石英管１１Ａと、それぞれ長さＬA、ＬBの給排気管１４Ａ、１４Ｂを用意する。石英管の両端に、給排気管１４Ａ、１４Ｂを順に接続する。このとき、石英管１１Ａの加工部１１ａにおける中心軸線が、給排気管１４Ａ、１４Ｂの中心軸線に整合するように、石英管の両端に給排気管１４Ａ、１４Ｂを接続する。石英管が湾曲し又は曲がっている場合には、石英管１１Ａの端部では、給排気管１４Ａ、１４Ｂの中心軸線に整合しない。
【００４９】
給排気管１４Ａ、１４Ｂをそれぞれチャック３１Ａ、３１Ｂで支持する。給排気管１４Ａ、１４Ｂの中心軸線はチャック３１Ａ、３１Ｂの中心軸線Ａ−Ａに整合している。従って、石英管１１Ａの加工部１１ａにおける中心軸線は、チャック３１Ａ、３１Ｂの中心軸線Ａ−Ａに整合する。チャック３１Ａ、３１Ｂを中心軸線Ａ−Ａ周りに回転させたとき、石英管１１Ａの加工部１１ａは振れない。
【００５０】
従って、矯正作業を行うことなく、石英管１１Ａの加工部１１ａにて、卵形のチャンバ１２を形成することができる。
【００５１】
図３Ａに示した従来の石英バルブの製造方法と図３Ｂに示した本実施形態の石英バルブ１０の製造方法を比較する。従来の石英バルブの製造方法では、石英管１１Ａの加工部１１ａにチャンバを形成してから、図示しない給排気管接続工程を行う。即ち、チャンバが形成された石英管の両端に給排気管１４Ａ、１４Ｂを接続する。本実施形態の石英バルブ１０の製造方法では、石英管１１Ａの両端に給排気管１４Ａ、１４Ｂを接続してから加工部１１ａにチャンバを形成する。本実施形態によると、チャンバ形成工程の前に矯正作業を行う必要がないため、比較的短い石英管を使用することができる。本実施形態によると、湾曲又は曲がりを有する石英管を使用することができるから、石英管の価格を低減できる。
【００５２】
図４Ａ〜図４Ｈを参照して、従来の石英バルブ１０の製造方法を説明する。図４Ａに示すように、長さＬ0の胴管１１用の石英管１１Ａを用意する。図４Ｂに示すように、石英管１１Ａの両端を１対のチャック３１Ａ、３１Ｂにより支持し、チャック３１Ａ、３１Ｂをその中心軸線周りに回転させる。石英管１１Ａの加工部１１ａをバーナ１６により加熱し、肉寄せを行う。即ち、矢印にて示すように、両側のチャック３１Ａ、３１Ｂを互いに近づける方向に移動させる。石英管１１Ａの寸法はＬ0より短くなる。
【００５３】
図４Ｃに示すように、石英管１１Ａの加工部１１ａをパドル３３によって囲み、石英管１１Ａの内圧を増加させ、卵形のチャンバ１２を形成する。ここでは、カーボン製の固定パドルを用いる。次に、パドル３３を外すと、チャンバ１２が形成された胴管１１が形成される。
【００５４】
図４Ｄに示すように、不透明部分である失透取りを行う。胴管１１のチャンバ１２をバーナ１６によって加熱し、失透を消去する。図４Ｅに示すように、胴管１１をチャック３１Ａ、３１Ｂより取り外す。こうしてチャンバ１２を備えた寸法Ｌ1の胴管１１が形成される。図４Ｆに示すように、胴管１１の寸法がＬ1となるように、両端を切断する。図４Ｇに示すように、胴管１１の両端に直管状の給排気管１４Ａ、１４Ｂを接続する。最後に、図４Ｈに示すように、第２の給排気管１４Ｂをボーズ加工し、開口端を封止する。こうして、寸法Ｌの石英バルブ１０が製造される。尚、胴管１１の寸法はＬ2、給排気管１４Ａ、１４Ｂの寸法はＬA、ＬBである。
【００５５】
尚、図４Ａに示す胴管１１用の石英管１１Ａとして、例えば、内径２ｍｍ、外径６ｍｍのフィリップス社製のＰＨ３７０を用いてよい。石英管の寸法は、例えば、Ｌ0＝９５ｍｍである。図４Ｅに示すように、チャックより取り外したときの石英管の寸法は、例えば、Ｌ1＝８６．８ｍｍである。図４Ｆに示すように、両端を切断した石英管の寸法は、例えば、Ｌ2＝７３ｍｍである。図４Ｇに示す第２の給排気管１４Ｂの寸法は、例えば、ＬB＝１１０ｍｍ、第１の給排気管１４Ａの寸法は、例えば、ＬA＝１００ｍｍである。給排気管１４Ａ、１４Ｂ用の石英管には、内径３.５ｍｍ、外径５ｍｍのフィリップス社製のＰＨ３００を用いてよい。
【００５６】
従来の石英バルブ１０の製造方法では、石英管１１Ａに湾曲又は曲がりがある場合には、石英管１１Ａの両端をチャック３１Ａ、３１Ｂによって支持し、その軸線周りに回転させると、石英管１１Ａの加工部１１ａに振れが生じる。従って、振れが無くなるように、石英管１１Ａの両端を変形させる矯正作業が必要となる。
【００５７】
図５Ａ〜図５Ｉを参照して、本実施形態による石英バルブ１０の製造方法を説明する。図５Ａに示すように、長さＬ0の胴管１１用の石英管１１Ａを用意する。石英管１１Ａは湾曲又は曲がり部を含む廉価なものであってもよい。長尺の素管を切断して複数の短管を得る。これを純水で洗浄し、乾燥させる。次に、短管をランク分け機によりランク分けする。ランク毎に、短管の長さ、外径及び内径を測定する。こうして、寸法データが得られた石英管を用いる。この測定データは、後の肉寄せ工程及び調整工程にて利用される。
【００５８】
図５Ｂに示すように、石英管１１Ａの一端に第２の給排気管１４Ｂを接続する。このとき、石英管１１Ａの加工部１１ａの中心軸線が、第２の給排気管１４Ｂの中心軸線に整合するように、接続する。第２の給排気管１４Ｂを第２のチャック３１Ｂで支持し、石英管１１Ａの加工部１１ａを第１のチャック３１Ａで支持すればよい。２つのチャック３１Ａ、３１Ｂは同一の中心軸線を有するから、第２の給排気管１４Ｂの中心軸線と石英管１１Ａの加工部１１ａの中心軸線は整合する。尚、石英管１１Ａが湾曲し又は曲がっている場合には、石英管１１Ａの端部における中心軸線は、チャック３１Ａ、３１Ｂの中心軸線よりずれている可能性がある。この場合には、石英管１１Ａの端部と第２の給排気管１４Ｂの端部は互いにずれて接続される。尚、石英管１１Ａの長さ寸法は短いので、湾曲し又は曲がっている場合でも、接続部における両端部間のずれは小さい。更に、第２の給排気管１４Ｂの内径は石英管１１Ａの内径より大きいから、接続部における両端部間にずれがあっても、給排気時における給排気抵抗が増加したり、位置決め係止部２４の位置決めに支障をきたすことはない。
【００５９】
図５Ｃに示すように、石英管１１Ａの他端に第１の給排気管１４Ａを接続する。このとき、石英管１１Ａの加工部１１ａの中心軸線が、第１の給排気管１４Ａの中心軸線に整合するように、接続する。第２の給排気管１４Ｂを第２のチャック３１Ｂで支持し、第１の給排気管１４Ａを第１のチャック３１Ａで支持すればよい。２つのチャック３１Ａ、３１Ｂは同一の中心軸線を有するから、第２の給排気管１４Ｂの中心軸線と、石英管１１Ａの加工部１１ａの中心軸線と、第１の給排気管１４Ａの中心軸線は整合する。こうして、石英管１１Ａと、その両側の第１及び第２の給排気管１４Ａ、１４Ｂからなる石英バルブが形成される。
【００６０】
図５Ｄに示すように、石英管１１Ａの両端に接続された第１及び第２の給排気管１４Ａ、１４Ｂをチャック３１Ａ、３１Ｂにより支持し、チャックをその中心軸線周りに回転させる。石英管１１Ａの加工部１１ａをバーナ１６により加熱し、肉寄せを行う。即ち、矢印にて示すように、両側のチャック３１Ａ、３１Ｂを互いに近づける方向に移動させる。肉寄せ工程における収縮量は、当初の石英管の測定データを利用して決められる。
【００６１】
石英管１１Ａの加工部１１ａは、チャック３１Ａ、３１Ｂの中心軸線に整合しているから、石英管１１Ａが湾曲部又は曲がり部を有していても、チャック３１Ａ、３１Ｂを中心軸線周りに回転させたとき、石英管１１Ａの加工部１１ａは振れない。
【００６２】
図５Ｅに示すように、石英管１１Ａの加工部１１ａの周囲をパドル３４によって囲み、加熱し、石英管１１Ａの内圧を増加させ、卵形のチャンバ１２を形成する。ここでは、金属製の回転パドルを用いる。石英管１１Ａの加工部１１ａは、チャック３１Ａ、３１Ｂの中心軸線に整合しているから、パドルをスムースに回転させることができる。次に、パドル３４を外すと、チャンバ１２を備えた胴管１１を有する石英バルブが形成される。
【００６３】
図５Ｆに示すように、不透明部分である失透取りを行う。胴管１１のチャンバ１２をバーナ１６によって加熱し、失透を消去する。図５Ｇに示すように、胴管１１の両端の封止部１３Ａ、１３Ｂの位置を加熱し、胴管１１の寸法を調整する。この調整工程における調整量は、当初の石英管の測定データを利用して決められる。こうして、寸法Ｌ1の胴管１１が得られる。
【００６４】
図５Ｈに示すように、第１及び第２の給排気管１４Ａ、１４Ｂをチャック３１Ａ、３１Ｂより取り外す。リークチェック、長さ測定、外径測定、及び、内容量測定等の計測を行う。更に、フッ酸洗浄、純水すすぎ、純水超音波洗浄、乾燥等を行う。こうしてチャンバ１２を備えた胴管１１とその両側の第１及び第２の給排気管１４Ａ、１４Ｂからなる石英バルブ１０が形成される。最後に、図５Ｉに示すように、第２の給排気管１４Ｂの端部をボーズ加工し、開口端を封止する。こうして、寸法Ｌの石英バルブ１０が製造される。尚、胴管１１の寸法はＬ1、給排気管１４Ａ、１４Ｂの寸法はＬA、ＬBである。
【００６５】
上述の説明では、胴管１１に第２の給排気管１４Ｂを接続してから第１の給排気管１４Ａを接続したが、この順番は単なる例示である。例えば、胴管１１に第１の給排気管１４Ａを接続してから第２の給排気管１４Ｂを接続してもよい。また、最後に、第２の給排気管１４Ｂの端部をボーズ加工して封止したが、第２の給排気管１４Ｂの代わりに第１の給排気管１４Ａの端部をボーズ加工して封止してもよい。
【００６６】
本実施形態では、胴管１１用の石英管として、湾曲又は曲がり部を含む廉価なものを使用することができる。また、石英管が湾曲又は曲がり部を含むものであっても、それを矯正する作業は不要である。
【００６７】
本実施形態の高圧水銀ランプの製造方法では、石英バルブ１０の第１の給排気管１４Ａの開口部から第１の電極マウント２０Ａを挿入し、内部を負圧にした状態でこれらを封着する第１の電極マウント封着工程と、石英バルブ１０の第２の給排気管１４Ｂの開口部から第２の電極マウント２０Ｂを挿入し、内部を負圧にした状態でこれらを封着する第２の電極マウント封着工程とを有する。以下に、第１の電極マウント封着工程と第２の電極マウント封着工程を順次説明する。
【００６８】
［第１の電極マウント封着工程］
図６Ａ〜図６Ｄを参照して、第１の電極マウント封着工程を説明する。先ず、図６Ａに示すように、石英バルブ１０と第１の電極マウント２０Ａを用意する。石英バルブ１０は、石英管によって形成された胴管１１と、その両端に溶着により接続された給排気管１４Ａ、１４Ｂを有する。胴管１１は、長手方向中間部に形成された発光部となるチャンバ１２と、その両側に接続された直管状の封止部１３Ａ、１３Ｂを有する。封止部１３Ａ、１３Ｂの外端に、給排気管１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ接続されている。封止部１３Ａ，１３Ｂの外径より給排気管１４Ａ、１４Ｂの外径の方が大きく、両者の接続部には位置決め段差１５が形成されている。石英バルブ１０の第１の給排気管１４Ａの外端には、第１の開口部１７Ａが形成されている。石英バルブ１０の製造方法は、既に、図５Ａ〜図５Ｉを参照して説明した。
【００６９】
第１の電極マウント２０Ａは、位置決め係止部２４と電極リード２１とモリブデン箔２２とタングステン電極２３とを有する。タングステン電極２３の先端にはコイル２３ａが取り付けられている。
【００７０】
図６Ｂに示すように、石英バルブ１０を真空加熱処理した後に、第１の開口部１７Ａから第１の電極マウント２０Ａを挿入する。位置決め係止部２４は石英バルブ１０の位置決め段差１５に当接し、タングステン電極２３の先端のコイル２３ａはチャンバ１２内に配置される。
【００７１】
第１の開口部１７Ａに真空ポンプ（図示せず）を接続して石英バルブ１０内を真空ポンプにて真空引きした後に、例えば、アルゴンガスを１３ｋＰａ封入する。
【００７２】
図６Ｃに示すように、石英バルブ１０を回転させながら、バーナ１６によって第１の開口部１７Ａを加熱溶融して仮封止する。これにより、石英バルブ１０内は負圧に維持され、第１の封止部１３Ａをシールする際に第１の電極マウント２０Ａの金属が酸化することが回避される。
【００７３】
図６Ｄを参照して、バーナ１６によって第１の封止部１３Ａを加熱溶融させて封止する工程を説明する。第１の給排気管１４Ａが上側となるように石英バルブ１０を立てた状態で、石英バルブ１０を回転させながら、バーナ１６を、第１の封止部１３Ａの内側から外側に向かって移動させる。それにより、第１の封止部１３Ａの封止位置が内側から外側に向かって順次移動する。
【００７４】
従って、最初に、タングステン電極２３の位置にて封止部１３Ａが溶融し封止される。それによって、第１の電極マウント２０Ａは、タングステン電極２３の位置にて、封止部１３Ａに支持される。この時点では、第１の電極マウント２０Ａは未だ熱膨張していないから、挿入された時の位置にある。バーナ１６を移動させると、モリブデン箔２２の位置にて封止部１３Ａが溶融される。それによって、モリブデン箔２２及び電極リード２１は加熱され膨張する。第１の電極マウント２０Ａの位置決め係止部２４は、熱膨張により伸びた分だけ、外側に、即ち、上方に移動する。こうして、封着中に第１の電極マウント２０Ａが熱膨張しても、モリブデン箔２２や電極リード２１に無理な力が加わらないため、モリブデン箔２２の曲がりや撚れも生じない。バーナ１６を、位置決め段差１５の近傍まで移動させることにより、胴管１１の封止部１３Ａが完全に封止される。
【００７５】
［第２の電極マウント封着工程］
図６Ｅ〜図６Ｊを参照して、第２の電極マウント封着工程を説明する。図６Ｅに示すように、第２の給排気管１４Ｂの先端を切断し、第２の開口部１７Ｂを形成する。図６Ｆに示すように、第２の開口部１７Ｂからチャンバ１２内に水銀を注入し、第２の電極マウント２０Ｂを挿入する。位置決め係止部２４は石英バルブ１０の位置決め段差１５に当接し、タングステン電極２３の先端のコイル２３ａはチャンバ１２内に配置される。
【００７６】
図６Ｇに示すように、第２の開口部１７Ｂに真空ポンプ（図示せず）を接続して石英バルブ１０内を真空ポンプにて真空引きし、微量の臭素化合物を含むアルゴンガスを封入する。この状態で、図６Ｈに示すように、第２の開口部１７Ｂを加熱溶融して仮封止する。これにより、石英バルブ内は負圧に維持され、第２の封止部１３Ｂをシールする際に第２の電極マウント２０Ｂの金属が酸化することもない。
【００７７】
図６Ｉに示すように、第２の給排気管１４Ｂが上側となるように石英バルブ１０を立てた状態で、チャンバ１２の一部を液体窒素からなる冷媒に浸す。石英バルブ１０を回転させながら、バーナ１６を、第２の封止部１３Ｂの内側から外側に向かって移動させる。それにより、第２の封止部１３Ｂの封止位置が内側から外側に向かって順次移動する。
【００７８】
図６Ｊに示すように、第１及び第２の封止部１３Ａ、１３Ｂを切断し、電極リード２１の先端を切断し、位置決め係止部２４を除去する。それによって、電極リード２１が、第１及び第２の封止部１３Ａ、１３Ｂから露出する。
【００７９】
以上、本実施形態に係る高圧水銀ランプの製造方法について説明したが、これらは例示であって、本発明の範囲を制限するものではない。当業者が、本実施形態に対して容易になしえる追加・削除・変更・改良等は、本発明の範囲内である。本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の記載によって定められる。
【符号の説明】
【００８０】
１…高圧水銀ランプ、  １０…石英バルブ、  １１…胴管、  １１Ａ…石英管、  １１ａ…加工部、  １２…チャンバ、  １３Ａ、１３Ｂ…封止部、  １４Ａ、１４Ｂ…給排気管、  １５…位置決め段差、  １６…バーナ、  １７Ａ、１７Ｂ…開口部、  ２０…電極、  ２０Ａ、２０Ｂ…電極マウント、  ２１…電極リード、  ２２…モリブデン箔、  ２３…タングステン電極、  ２３ａ…コイル、  ２４…位置決め係止部、  ３１Ａ、３１Ｂ…チャック、  ３３、３４…パドル
【図１】
2013239315.tif 000003
【図２Ａ】
2013239315.tif 000004
【図２Ｂ】
2013239315.tif 000005
【図２Ｃ】
2013239315.tif 000006
【図３Ａ】
2013239315.tif 000007
【図３Ｂ】
2013239315.tif 000008
【図４Ａ】
2013239315.tif 000009
【図４Ｂ】
2013239315.tif 000010
【図４Ｃ】
2013239315.tif 000011
【図４Ｄ】
2013239315.tif 000012
【図４Ｅ】
2013239315.tif 000013
【図４Ｆ】
2013239315.tif 000014
【図４Ｇ】
2013239315.tif 000015
【図４Ｈ】
2013239315.tif 000016
【図５Ａ】
2013239315.tif 000017
【図５Ｂ】
2013239315.tif 000018
【図５Ｃ】
2013239315.tif 000019
【図５Ｄ】
2013239315.tif 000020
【図５Ｅ】
2013239315.tif 000021
【図５Ｆ】
2013239315.tif 000022
【図５Ｇ】
2013239315.tif 000023
【図５Ｈ】
2013239315.tif 000024
【図５Ｉ】
2013239315.tif 000025
【図６Ａ】
2013239315.tif 000026
【図６Ｂ】
2013239315.tif 000027
【図６Ｃ】
2013239315.tif 000028
【図６Ｄ】
2013239315.tif 000029
【図６Ｅ】
2013239315.tif 000030
【図６Ｆ】
2013239315.tif 000031
【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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