(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管材料となるガラス管（７）の中央に形成すべき放電空間（Ｓ）と符合する形状及び大きさを有した膨出部（45）の両端に、電極マウント（１）の電極棒（２）の最大径に略相当する外径を有した一対の細軸部（46，47）が形成されると共に、当該各細軸部（46，47）を介して、前記電極棒（２）に接続されるモリブデン箔（３）の幅長に略相当する外径を有した太軸部（48，49）が形成された炭素粉末の圧縮成形体で成る治具（42）を、前記ガラス管（７）の管軸（Ｘ）に沿ってその管内に挿通した状態で、当該ガラス管（７）を加熱軟化させて前記治具（42）に密着するように絞り込むことにより、当該ガラス管（７）の中央に放電空間（Ｓ）となる拡管部（８）を形成すると同時に、当該拡管部（８）を挟んでその両側に、前記電極棒（２）のみを通す縮径部（10）と、前記モリブデン箔（３）の先端エッジ部（11）を当接させる位置決め用段部（12）とを形成した後、前記治具（42）を前記ガラス管（７）の管内で破壊焼失させてその管内から除去することを特徴とする発光管材料の成形方法。
【請求項２】
発光管材料となるガラス管（７）の中央に形成すべき放電空間（Ｓ）と符合する形状及び大きさを有した膨出部（45）の両端に、電極マウント（１）の電極棒（２）の最大径に略相当する外径を有した細軸部（46，47）が形成されると共に、当該各細軸部（46，47）を介して、前記電極棒（２）に接続されるモリブデン箔（３）の幅長に略相当する外径を有した太軸部（48，49）が形成された炭素粉末の圧縮成形体で成る発光管材料成形用治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶プロジェクタなどに用いる省電力の小型光源として好適な放電ランプの発光管材料を成形する方法と成形用の治具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタやオーバーヘッドプロジェクタ用光源等には、水銀のみや、これにハロゲンを添加した電力５００Ｗ以下、アーク長３〜１０ｍｍ以下の、高圧又は超高圧で動作させる省電力の小型高圧金属蒸気放電ランプが用いられている。
【０００３】
この種の放電ランプは、図５に示すように、透光性の良い石英ガラスで成るガラス管５０の中央に放電空間Ｓとなる球状の拡管部５１を形成するプレ加工を施した発光管材料が用いられている。
【０００４】
そして、そのガラス管５０の両端から、電極棒５３とモリブデン箔５４とリード線５５とを溶接手段により直列に接続して成る一対の電極マウント５２及び５２を夫々その電極棒５３側から挿入し、各電極棒５３の先端側を放電空間Ｓ内に突出させた状態で、ガラス管５０の管端部５６，５６をガスバーナの火炎で加熱しながら圧し潰して密閉状に成形するピンチシールや、ガラス管５０の管内を負圧にして管端部５６，５６を径方向に加熱収縮させて密閉状に成形するシュリンクシール等の加熱クロージング加工により、その管端部５６，５６に各電極マウント５２の電極棒５３の後端側とモリブデン箔５４及びリード線５５が封着されて、アークを閉じ込める気密な放電空間Ｓが形成されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、放電ランプは、照度バラツキを抑制するために、放電空間Ｓ内で互いに対向する電極棒５３及び５３の先端間にアーク長に応じた適正な極間距離を保って、それら電極棒５３及び５３をガラス管５０の管軸Ｘ上に沿って一直線状に位置させるようにしている。
【０００６】
しかし、前記ピンチシールによってガラス管５０の管端部５６をシールする場合は、そのシール時に、ガラス管５０の変形や、モリブデン箔５４の伸縮などによって、電極棒５３，５３の位置ずれを生ずることがあり、一定以上の良好な位置精度が得られない。
【０００７】
一方、シュリンクシールによる場合は、図５鎖線図示の如き複雑なバネ形状に折曲加工されたリード線５５をガラス管５０の管端部５６にその管内面と摺接させながら圧し込んで、当該リード線５５と管内面との摩擦接触により電極マウント５２全体を管端部５６に仮止めすると共に、その仮止めした電極マウント５２をシール前又はシール中にＣＣＤカメラ等で観察しながら管長方向に動かして電極位置を微調整しているが、リード線５５をバネ形状に折り曲げる加工は面倒で、その加工費用が嵩み、また、バネ形状に折り曲げたリード線５５を管端部５６に圧し込む作業や、電極位置を微調整する作業に時間がかかるため、生産効率が悪く、放電ランプのコストダウンが図れない。
【０００８】
そこで本発明は、電極マウントのリード線をバネ形状に折り曲げて電極マウントをガラス管の管端部に仮止めしたり、その仮止めした電極マウントを動かして電極位置を微調整する面倒を解消するために、ガラス管の拡管部を挟んでその両側に、電極マウントの電極棒のみを通し、当該電極棒の最大径よりも幅広なモリブデン箔を通さない縮径部が形成されると共に、当該縮径部に、モリブデン箔の先端エッジ部と符合する形状及び大きさを有した位置決め用段部が形成されて、当該段部にモリブデン箔の先端エッジ部を当接させた状態でガラス管の管端部をシールする加熱クロージング加工を施すようになっている発光管材料を寸法精度良く成形する方法とその成形用治具を提供することを技術的課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る発光管材料成形用治具は、発光管材料となるガラス管の中央に形成すべき放電空間と符合する形状及び大きさを有した膨出部の両端に、電極マウントの電極棒の最大径に略相当する外径を有した一対の細軸部が形成されると共に、当該各細軸部を介して、前記電極棒に接続されるモリブデン箔の幅長に略相当する外径を有した太軸部が形成された炭素粉末の圧縮成形体で成ることを特徴とし、また、本発明に係る発光管材料の成形方法は、前記治具を、発光管材料となるガラス管の管軸に沿ってその管内に挿通した状態で、当該ガラス管を加熱軟化させて前記治具に密着するように絞り込むことにより、当該ガラス管の中央に放電空間となる拡管部を形成すると同時に、当該拡管部を挟んでその両側に、前記電極棒のみを通す縮径部と、前記モリブデン箔の先端エッジ部を当接させる位置決め用段部とを形成した後、前記治具を前記ガラス管の管内で破壊焼失させてその管内から除去することを特徴とする。
【００１０】
本発明によって成形された発光管材料は、その発光管材料となるガラス管の両端から一対の電極マウントを挿入すると、それら両電極マウントは、電極棒がガラス管の縮径部に通されると共に、その縮径部に形成された位置決め用段部にモリブデン箔の先端エッジ部が当接された状態となる。
【００１１】
これにより、両電極マウントは、電極棒の先端側がガラス管の拡管部で成る放電空間内に一定の長さ突出し、その先端同士が一定の極間距離を保って互いに対向した状態に位置決めされるので、ガラス管の管端部にシュリンクシール等の加熱クロージング加工を施す際に、ガラス管の管端部に挿入された電極マウントを動かして電極位置を微調整する作業が不要になる。
【００１２】
また、バネ形状に折り曲げたリード線をガラス管の管端部に圧し込む面倒な作業も不要となって、放電ランプの生産効率が著しく向上すると共に、リード線をバネ形状に折り曲げる加工も不要となって、放電ランプの大幅なコストダウンが図れる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面によって具体的に説明する。
図１は本発明に係る放電ランプの半製品状態を示す断面図、図２はその放電ランプの発光管材料を示す断面図、図３は発光管材料となるガラス管の断面図、図４は発光管材料の成形方法とそれに使用する成形用治具を示す図である。
【００１４】
図中、１は、電極棒２とモリブデン箔３とリード線４とを直列に接続して成る電極マウントであって、電極棒２は、タングステン製心棒５の先端側にタングステン製コイル６を密着巻きした構成になっている。
【００１５】
モリブデン箔３は、電極棒２のコイル６が巻かれた最大径部分よりも幅広な短冊形に成形されている。また、リード線４の線材には、モリブデン製リードワイヤが用いられている。
【００１６】
図２の発光管材料は、図３の如く中央に放電空間Ｓとなる球状の拡管部８が形成されたガラス管７に、拡管部８を挟んでその両側を加熱軟化させながら絞り込むスウェージング加工を施して、ガラス管１の管端部９，９から挿入された電極マウント１の電極棒２のみを通し、その電極棒２の最大径よりも幅広なモリブデン箔３を通さない図３破線図示のような縮径部１０，１０が形成されると共に、それら縮径部１０，１０の内径部分を、ガラス管１の管端部９，９からその管内に挿入可能な工具あるいはレーザ光等で切削、切除もしくは研磨加工して、モリブデン箔３の先端エッジ部１１と符合する形状及び大きさを有した位置決め用段部１２，１２が形成されている。
【００１７】
なお、ガラス管７の中央を加熱しながら、その中央を管端部９及び９から導入される圧縮エアのエア圧で拡管させて球状の拡管部８を形成するバルジ加工を施すと同時に、その拡管部８の両側を絞り込むスウェージング加工を施せば、ガラス管７の拡管部８と縮径部１０，１０を双方同時に形成することもできる。
【００１８】
また、図２に記載した心金１３のように、電極棒２の最大径に相当する外径を有した細軸部１４と、モリブデン箔３の幅長に相当する外径を有した太軸部１５とから成るタングステン製の治具を用いて、これを図３に実線で示すガラス管７の管端部９内に一定の長さ挿入し、その状態で前記スウェージング加工を施した後、管端部９から抜き出せば、電極棒２のみを挿通させる縮径部１０と、モリブデン箔３の先端エッジ部１１を当接させる位置決め用段部１２とを同時に形成することができる。また、スウェージング加工に心金１３を併用すれば、加工精度が著しく高まって、電極位置のバラツキも著しく低減される。
【００１９】
また、図４に示すように、同図（ａ）の石英ガラス素管４０を用いて、その中央部を加熱しながら据え込んで同図（ｂ）の如く肉厚の据込み部４１が形成されたガラス管７の管内に、その管軸Ｘに沿って同図（ｃ）の如く炭素粉末の圧縮成形体で成る成形用治具４２を挿通し、当該ガラス管７を管軸Ｘを中心に回転させながらガスバーナ４３で加熱軟化させると共に、軟化した部分に成形用パドル４４を圧し当てて、その部分を同図（ｄ）の如く成形用治具４２に密着するように絞り込むことにより、ガラス管７の中央に管端部９，９と略均等な肉厚で放電空間Ｓとなる拡管部８を形成すると同時に、当該拡管部８を挟んでその両側に、図１に示す電極マウント１の電極棒２のみを通す縮径部１０，１０と、モリブデン箔３の先端エッジ部１１を当接させる位置決め用段部１２，１２を形成した後、そのガラス管７の管内に残存する成形用治具４２にＣＯ2 レーザ又はＹＡＧレーザを照射して、その治具４２を破壊焼失させるか、あるいはガラス管７の管端から挿入可能なドリル等の切削工具で治具４２の軸心に沿って貫通孔をあけることによりその大部分を破壊し、管内壁に付着した残りの部分を炭素が酸化開始する1000℃以上で且つ石英ガラスの軟化点である1580℃以下の高温雰囲気に加熱された熱処理炉内で焼失させるなどして、図４（ｅ）の如くガラス管７の管内から除去する方法により成形した発光管材料も、寸法精度が非常に良く、電極位置のバラツキを著しく低減することができる。
【００２０】
なお、成形用治具４２は、ガラス管７の中央に形成すべき放電空間Ｓと符合する形状及び大きさを有した膨出部４５の両端に、電極マウント１の電極棒２の最大径に略相当する外径を有した一対の細軸部４６，４７が形成されると共に、当該各細軸部４６，４７を介して、電極棒２に接続されたモリブデン箔３の幅長に略相当する外径を有した太軸部４８，４９が形成された構成になっており、それ全体が、炭素粉末を型に入れて圧粉し固形化させるプレス加工によって一体成形されている。
【００２１】
また、成形用治具４２の片端を成す太軸部４９は、図４（ｃ）の如くガラス管７の管内に挿入した成形用治具４２全体をチャックデバイスにより管軸Ｘと同軸的に保持できるようにするため、その保持代分だけガラス管７の管端から突出する長さに形成されている。
【００２２】
次に、図１の放電ランプは、図２もしくは図４（ｅ）に示すガラス管７の両端から挿入した電極マウント１，１が、夫々その電極棒２をガラス管７の縮径部１０に通して拡管部８の放電空間Ｓ内に一定の長さ突出させた状態で、モリブデン箔３の先端エッジ部１１が縮径部１０に形成した位置決め用段部１２に当接されることによって、放電空間Ｓ内で互いに対向する電極棒２，２の先端間に一定の極間距離を保った状態に位置決めされる。
【００２３】
そして、その状態で、管端部９，９にシュリンクシール等の加熱クロージング加工を施して、当該管端部９，９が図１に示す下方側の管端部９の如くシールされると共に、その内部に電極マウント１が封着される。
【００２４】
斯くの如く構成された図１の放電ランプは、モリブデン箔３の先端エッジ部１１が当接する位置決め用段部１２及び１２間の距離Ｌ1 を一定に管理すれば、放電空間Ｓ内で互いに対向する電極棒２及び２間の距離Ｌ2 も一定化するので、ガラス管７の管端部９，９をシュリンクシールして溶封する際にＣＣＤカメラ等を用いたカメラ合わせによる電極位置の微調整作業を行わなくても、その微調整作業を行った従来品と全く遜色のない位置精度が得られる。
【００２５】
したがって、従来品との比較では、電極マウントのリード線をバネ形状に折り曲げる加工が不要となり、また、電極マウントをガラス管の管端部に挿入する際にその管内にバネ形状に折り曲げられたリード線を圧し込む作業や、ガラス管の管端部に挿入して仮止めされた電極マウントを動かして電極位置を微調整する面倒な作業が不要となって、生産効率が著しく向上すると同時に、大幅なコストダウンが図れる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、発光管材料となるガラス管の両端から挿入した一対の電極マウントが、ガラス管の中央に形成された放電空間内で一定の電極間距離を保った状態に自動的に位置決めされるので、ガラス管の管端部をシールする際に生ずる電極位置のバラツキが抑制されてその位置精度が高められる。
【００２７】
また、ガラス管の管端部をシュリンクシールによってシールする場合に、従来のように電極マウントのリード線を複雑なバネ形状に折り曲げて、そのバネ形状のリード線で電極マウントをガラス管の管端部に仮止めし、その仮止めした電極マウントを動かして電極間距離を微調整する面倒な作業も不要となるから、放電ランプの生産効率が向上し、そのコストダウンが図れるという大変優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る放電ランプの半製品状態を示す断面図。
【図２】本発明に係る発光管材料を示す断面図。
【図３】本発明に係る発光管材料となるガラス管の断面図。
【図４】本発明に係る発光管材料の成形方法と成形用治具を示す図。
【図５】従来の放電ランプを示す断面図。
【符号の説明】
１・・・・・電極マウント                  ４５・・・・・膨出部
２・・・・・電極棒                        ４６・・・・・細軸部
３・・・・・モリブデン箔                  ４７・・・・・細軸部
４・・・・・リード線                      ４８・・・・・太軸部
７・・・・・発光管材料となるガラス管      ４９・・・・・太軸部
８・・・・・ガラス管の拡管部                Ｘ・・・・・ガラス管の管軸
１０・・・・・ガラス管の縮径部                Ｓ・・・・・放電空間
１１・・・・・モリブデン箔の先端エッジ部
１２・・・・・位置決め用段部
４２・・・・・発光管材料の成形用治具
【図１】
0003823495.tif 000002
【図２】
0003823495.tif 000003
【図３】
0003823495.tif 000004
【図４】
0003823495.tif 000005
【図５】
0003823495.tif 000006