JP2011034855A - 放電式ランプ用電極の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶接不十分となることを防止できるとともに傷や汚れが付着することを防止する。
【解決手段】放電部３１とリード部３２とがほぼ同軸状に並び、かつ放電部３１の底部３１ａがリード部３２の一端部３２ａに対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するようにこれら放電部３１とリード部３２とを溶接治具１０に挿着することにより保持させるセット工程と、リード部３２の他端側３２ｃから放電部３１を磁石２２の磁力により牽引して放電部３１の底面とリード部３２の一端側３２ａの端面とを密着させる密着工程と、その密着状態のまま放電部３１の内側底部３１ａにレーザ光を照射して放電部３１の底部３１ａとリード部３２の一端３２ａとを溶接する溶接工程とを含む。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばパソコン等の液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライトとして使用される冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）等の放電式ランプに用いられる電極に関するもので、特に当該電極の製造方法及び装置に関する。

パソコン等のＯＡ機器に用いられる液晶表示装置は、照明用のバックライトを具備する。このバックライトの光源には、冷陰極蛍光ランプ等の放電式ランプが多用されている。この放電式ランプは、特定方向に延びるガラス管と、このガラス管の両端にそれぞれ設けられる電極とを備える。この放電式ランプ用電極の従来例として、特許文献１の段落０００６及び図４に記載されたものに類するものを図１１に示す。

図示の電極９０は、前記ガラス管ＴＢ内に配置される放電部９２と、この放電部９２に接続されるリード部９４とを備える。前記放電部９２は、底壁９２ａ及び周壁９２ｂを有するカップ状をなす。前記底壁９２ａは、円板状をなし、前記リード部９４が溶接される外側面９２ｓを有する。前記周壁９２ｂは、前記底壁９２ａの周縁から前記外側面９２ｓと反対の側に延びる円筒状をなす。前記リード部９４は、前記ガラス管ＴＢの端部に封着される封着部９６と、外部リード線９８とを備える。

この電極９０は、例えば次のようにして製造される。

１）単一の金属板（例えばニオブ、モリブデン、ニッケル、タングステン等からなる円板）を深絞り加工することにより前記放電部９２が製造される。

２）リード部９４が製造される。具体的には、封着部９６の外側端部（図では右側端部）に前記外部リード線９８が同軸配置で溶接され、前記封着部９６の外周面上に封着用ガラスビーズ９７が形成される。

３）前記封着部９６の内側端部（図では左側端部）に前記放電部９２の底壁９２ａが同軸配置で抵抗溶接等により溶接される。

このようにして製造された電極９０は、前記ガラス管ＴＢの端部に溶着される。具体的には、その放電部９２が前記ガラス管ＴＢの内周面との間に微小な隙間をおくように当該ガラス管ＴＢ内に挿入され、前記封着部９６の周囲に設けられている封着用ガラスビーズ９７が前記ガラス管ＴＢに封止される。

特開２００５−２７６８４８号公報

ところで、上述したように放電部９２の底壁９２ａとリード部９４の封着部９６とを抵抗溶接等により溶接する際に、放電部９２とリード部９４とを別々にチャッキングして外側面９２ｓと封着部９６の内側端部とを押圧する必要がある。

しかしながら、上述したチャッキングによる方法では、外側面９２ｓに対して封着部９６の内側端部の全域を当接させて溶接を行うことは難しく、溶接された部分の面積が小さくなって溶接不十分となる虞があった。また、チャッキングにより放電部９２及びリード部９４に傷や汚れが付着する虞がある。

更に、従来においては、溶接を行う１組の放電部９２とリード部９４に対し、それぞれをチャッキングすることと、溶接を行うこととを組毎に繰り返し行う必要があるため、多数の組を溶接するためには、作業性及び生産性が劣るという難点もあった。なお、前記放電部とリード部の封着部との抵抗溶接のためのチャッキングを不要にする手段として、特許文献１の図２には、リード部の封着部と放電部を焼結により一体成形することが記載されているが、この電極においても封着部と外部リード線とを抵抗溶接するためのチャッキングを要することに変わりはない。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、溶接不十分となることを防止できるとともに傷や汚れが付着することを防止できる放電式ランプ用電極の製造方法及び装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、作業性及び生産性を向上させて溶接を行うことができる放電式ランプ用電極の製造方法及び装置を提供することである。

請求項１に係る発明は、ガラス管の内部に配設された有底筒状の放電部と、前記放電部の底部に一端側が連結され他端側が前記ガラス管を貫通して外部に延出されるもので、前記一端側に封着線を有するリード部とを備える放電式ランプ用電極を製造するための方法において、前記放電部と前記リード部とがほぼ同軸状に並び、かつ前記放電部の底部が前記リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するようにこれら放電部とリード部とを溶接治具に挿着することにより保持させるセット工程と、前記リード部の他端側から前記放電部を磁力により牽引して前記放電部の底面と前記リード部の一端側の端面とを密着させる密着工程と、その密着状態のまま前記放電部の内側底部にレーザ光を照射して放電部の底部とリード部の一端とを溶接する溶接工程とを含むことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の放電式ランプ用電極の製造方法において、前記セット工程では、複数の放電部とこれと同数のリード部を前記溶接治具に、各放電部と各リード部とがほぼ同軸状に並ぶとともに放電部どうし及びリード部どうしがそれぞれ並設され、かつ、各放電部の底部が各リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するように保持させ、前記密着工程では、各リード部の他端側から各放電部のそれぞれを当該放電部毎に設けられた磁石の磁力により牽引して各放電部の底面と各リード部の一端側の端面とを密着させ、前記溶接工程は、並設する放電部に対し順次レーザ光を照射して当該放電部とこれに密着するリード部とを溶接することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の放電式ランプ用電極の製造方法において、前記セット工程では、前記放電部の底部を下側に向けるとともに前記放電部の下側に前記リード部をその一端側が上側に向くように配し、かつ前記放電部と前記リード部とがほぼ同軸状に並ぶようにするとともに前記放電部の底部が前記リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するようにこれら放電部とリード部とを溶接治具に保持させ、前記密着工程では、前記リード部の下側から前記放電部を磁力により牽引して前記放電部の底面と前記リード部の上端面とを密着させ、前記溶接工程では、前記放電部の内側底部にレーザ光を照射して放電部の底部とリード部の上端とを溶接することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、ガラス管の内部に配設された有底筒状の放電部と、前記放電部の底部に一端側が連結され他端側が前記ガラス管を貫通して外部に延出されるもので、前記一端側に封着線を有するリード部とを備える放電式ランプ用電極を製造するための装置において、前記放電部と前記リード部とがほぼ同軸状に並び、かつ前記放電部の底部が前記リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するように前記放電部及び前記リード部が挿着される挿着部を有する溶接治具と、前記リード部の他端側から前記放電部を牽引するための磁石を有し、その磁石の磁力により前記放電部の底面と前記リード部の一端側の端面とを密着させる密着手段と、その密着状態のまま前記放電部の内側底部にレーザ光を照射して放電部の底部とリード部の一端とを溶接する溶接手段とを含むことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の放電式ランプ用電極の製造装置において、前記溶接治具は、放電部が挿着される複数の放電部挿着孔を有する放電部挿着テーブルと、放電部挿着テーブルの下側に設けられ、リード部が挿着される複数のリード部挿着孔を、前記放電部挿着孔と同じ配置状態で有するリード部挿着テーブルとを有し、前記密着手段は、前記リード部挿着テーブルの下側において、前記リード部挿着孔に対応するそれぞれの位置に設けられ、前記磁力を有する複数の磁石と、これら磁石を保持する密着用テーブルとを有し、前記溶接手段は、前記放電部挿着テーブルの上方に設けられ、前記放電部の内側底部にレーザ光を照射するレーザ溶接機を含むことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の放電式ランプ用電極の製造装置において、前記放電部挿着テーブルと前記リード部挿着テーブルとが分離可能であって、前記放電部挿着テーブルが放電部を保持するとともに前記リード部挿着テーブルがリード部を保持しかつ両テーブルを重ねた状態で、各放電部と各リード部とが同軸状に位置するように両テーブルの相対位置を決める位置決め手段を備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項５または６に記載の放電式ランプ用電極の製造装置において、前記放電部挿着テーブルと前記リード部挿着テーブルと前記密着用テーブルとが重なるとともに前記放電部挿着テーブルの上部が蓋により塞がれることで、少なくとも前記放電部挿着孔及び前記リード部挿着孔の周りに形成される不活性ガス雰囲気空間と、前記不活性ガス雰囲気空間に不活性ガスの供給を行う不活性ガス供給手段と、前記蓋の一部に設けられ前記レーザ光を通過させるガラス板とを備えることを特徴とする。

本発明方法及び装置による場合には、溶接治具に放電部及びリード部を挿着によりセットするので、チャッキングすることで放電部やリード部に形成される傷や汚れの付着を防止することができる。また、リード部を介して磁力により放電部が牽引されるので、セットしたときに放電部の底面とリード部の一端側の端面とが平行でなくても、放電部の底面にリード部の一端側端面が広範囲で密着する状態になり、この密着状態でレーザ溶接が行われるので、溶接不十分となることがない。

なお、密着工程は、セット工程の完了後にこれに続いて行われてもよいし、或いはセット工程と略同時に行われてもよい。

請求項２による場合には、並設されたリード部と、これらリード部のそれぞれに同軸状に並ぶように並設された放電部とを同時に密着させることができ、かつ、この密着状態で各放電部に対し、順次レーザ光を照射して溶接が行われるので、レーザ光の照射位置を変えるだけでよく、作業性及び生産性を向上させて溶接を行うことができる。特に、請求項３による場合には、上側の放電部と下側のリード部との間に形成される溶接部に、磁力により放電部を下向きに牽引する力に加えて放電部の自重が作用するので、溶接不十分となることをより安定して防止することができる。このことは、請求項５の装置にあっても同様である。

請求項６による場合には、放電部挿着テーブルとリード部挿着テーブルとを分離した後に両テーブルを重ねる際、位置決め手段が両テーブルの相対位置を決めて各放電部と各リード部とを同軸状に位置させるので、放電部挿着テーブルに放電部を保持させることと、リード部挿着テーブルにリード部を保持させることとをそれぞれ個別に行うことで効率良くセットすることができる。しかも、その後は両テーブルを合体させて位置決めすれば自動的にそれぞれを同軸状に配置し得る。

請求項７による場合には、不活性ガス雰囲気空間内にセットした放電部の上側に蓋が存在しても、その蓋に設けたガラス板を介して放電部にレーザ光を照射させることができ、これにより不活性ガス雰囲気空間内の放電部に対して溶接を行うことができる。また、不活性ガス雰囲気空間内に不活性ガスが供給されるので、溶接箇所に余分な酸化物の形成を防止することができ、これにより良好な溶接部が得られる。

本発明の一実施形態に係る放電式ランプ用電極の製造装置を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態で製造する電極の構成の説明図である。 図１の製造装置に設けられた一対の溶接治具及び密着手段の片方を示す正面図である。 磁石の磁力強さの説明図である。 本発明の一実施形態に係る放電式ランプ用電極の製造方法の工程説明図である。 放電部とリード部のセット状態を示す図である。 本発明において磁石によりリード線を放電部から離れるように牽引する理由の説明図である。 本発明が適用される他の溶接治具及び密着手段の例を模式的に示す正面図である。 本発明が適用される更に他の溶接治具及び密着手段の例を模式的に示す正面図である。 本発明が適用される他の電極の構成の説明図である。 特許文献１に記載された従来の電極の構成を示す断面図である。

以下に、本発明の実施形態を具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る放電式ランプ用電極の製造装置を模式的に示す正面図であり、図２はこの製造装置により製造する放電式ランプ用電極を示す正面断面図である。

まず、この製造装置１により製造する電極の構成につき説明する。

この電極３０は、ガラス管３６の内部に配設される有底の円筒状をした放電部３１と、前記放電部３１の底部３１ａに一端３２ａ側が連結されるリード部３２とを備え、リード部３２は封着線３３と外部リード線３４とを有する。なお、外部リード線３４は、被覆層３４ａで覆われており、封着線３３の外側にはガラスビーズ３５が形成される。

封着線３３は円筒状のもので、その内側には封着線３３よりも長寸の外部リード線３４の一端部が入った二重構造となっていて、外部リード線３４が封着線３３から露出した部分は段差部３２ｂとなっている。封着線３３の外側に形成されたガラスビーズ３５は前記ガラス管３６に封止され、外部リード線３４は封着線３３から露出した部分がガラス管３６の外側に配されている。

この電極３０は、例えば以下のようにして作製される。即ち、封着線３３の内側に外部リード線３４を入れ、これら両者の一端側（リード部３２の一端３２ａ側に相当）を一致させて封着線３３の他端側（段差部３２ｂに相当）を溶接して、リード部３２を作製し、そのリード部３２の一端３２ａ側を放電部３１の底部３１ａに、製造装置１によりレーザ溶接を行って溶接部３７を形成し、その後にガラスビーズ３５を形成することで作製される。レーザ溶接を行う際のレーザ光の照射は、放電部３１の開口側（底部３１ａと反対側）から内側底部３１ａへ向けて行われる。上記溶接部３７は、外部に露出するように形成され、その露出状態を目視判定して溶接の良否を判断する指標として用いられる。なお、ガラスビーズ３５は、製造装置１によりレーザ溶接を行う前に形成される場合がある。

この電極３０の材質については、放電部３１は例えばＮｉ等の磁性を有する材料（磁性体）からなり、封着線３３は例えばコバール（ＫＯＶ）等の磁性体からなり、外部リード線３４は例えばジュメット等の磁性体からなる。なお、放電部３１、封着線３３及び外部リード線３４の材料としては、磁性体であれば他の導電材料のものを使用することができる。

図１に示す製造装置１は、昇降しかつ鉛直軸回りに回動する載置板４０と、この載置板４０の回動域の上方の所定位置に設けた溶接機１７と、前記載置板４０の上であって、前記鉛直軸を挟んで対称な２位置にそれぞれ設けられた一対のＸ−Ｙテーブル４１、４１と、これら両Ｘ−Ｙテーブル４１、４１の上にそれぞれ配設される一対の密着治具２０、２０と、これらの密着治具２０、２０の上にそれぞれ配設される一対の溶接治具１０、１０とを有する。

一対の密着治具２０、２０は同一構成で、また一対の溶接治具１０、１０も同一構成であり、１組の溶接治具１０と密着治具２０が溶接機１７の下方のＡ位置に位置するとき溶接機１７による溶接が施され、Ａ位置とは前記鉛直軸を挟んで対称なＢ位置に１組の溶接治具１０と密着治具２０が位置するとき、溶接された電極の取出しとその後の次の溶接準備が行われる。

上記両Ｘ−Ｙテーブル４１は載置板４０の上に固定されており、一対の密着治具２０はＸ−Ｙテーブル４１の上に、図示しない位置決め手段による位置決め状態で着脱可能に取付けられる。上記Ｘ−Ｙテーブル４１は、水平なＸ方向にスライドするＸテーブル４１−１と、その下側のＹ方向（Ｘ方向と直交する方向）にスライドするＹテーブル４１−２とを有する。また、一対の溶接治具１０は、後述するように対応する密着治具２０の上に位置決め状態で着脱可能に取付けられる構成となっている。この構成は、後述する。

図３は、溶接治具１０と密着治具２０とを示す正面図である。

溶接治具１０は、上側の放電部挿着テーブル１１と下側のリード部挿着テーブル１４とを備え、放電部挿着テーブル１１は、複数の放電部３１を保持する放電部挿着テーブル本体１２と、放電部挿着テーブル本体１２の上部を覆う蓋１３とを有している。放電部挿着テーブル本体１２と蓋１３とは分離可能である。

前記リード部挿着テーブル１４は、複数のリード部３２を保持するものであり、上側の封着線３３をガイドする封着線ガイド板１５と、下側のリード部挿着テーブル本体１６とを有する。これら封着線ガイド板１５とリード部挿着テーブル本体１６とは分離可能である。

上記リード部挿着テーブル本体１６の下側には密着治具２０を構成する後述する密着用テーブル２１が配設される。上述した放電部挿着テーブル１１、リード部挿着テーブル１４及び密着用テーブル２１のそれぞれは、この実施形態では共に平面視で矩形状に形成されている。

放電部挿着テーブル本体１２は、上側外周部１２ａを残して上側中央部が下側に窪んだ上側凹部１２ｂと、下側外周部１２ｃを残して下側中央部が上側に窪んだ下側凹部１２ｄとを有し、上側凹部１２ｂと下側凹部１２ｄとの間の中央部１２ｅには、複数、例えば左右方向に４２個、前後方向に２８個、合計１１７６個の放電部挿着孔１２ｆが形成されている。この放電部挿着孔１２ｆは、放電部３１が挿着されるもので、孔の中心軸を鉛直方向にして形成され、内径は放電部３１の傾きを多少調整できるように放電部３１の外径よりも若干大きく設定されている。

蓋１３は、額縁状の枠体１３ａと、その枠体１３ａの下側に設けられた透明または半透明のガラス板１３ｂとを有する。枠体１３ａが上側外周部１２ａの上に載せられると、ガラス板１３ｂは上側外周部１２ａの内側に嵌り込むようになっている。この嵌り込みにより蓋１３は、放電部挿着テーブル本体１２の上に位置ずれすることなく取付けられる。

封着線ガイド板１５は、厚み一定の板材からなり、上記放電部挿着孔１２ｆと同一配置かつ同一個数で封着線３３をガイドする封着線ガイド孔１５ａが形成されている。この封着線ガイド孔１５ａは、上端から下側に向けて徐々に窄まったガイド孔上部１５ｂと、その下側の一定内径のガイド孔下部１５ｃとで形成されている。ガイド孔上部１５ｂの下端の内径は、ガイド孔下部１５ｃの内径と同一であって封着線３３の外径よりも少し大きい。一方、ガイド孔上部１５ｂの上端の内径は、封着線３３の外径よりも大きくなっていて、この傾斜した内面により封着線３３が案内される。この封着線ガイド板１５は、厚みが異なるものを予め用意しておき、適当な厚みのものを選択使用することで、後述するギャップ調整を行う機構を兼ね備える。

リード部挿着テーブル本体１６は、下側外周部１６ａを残して下側中央部が上側に窪んだ下側凹部１６ｂを有し、その下側凹部１６ｂに対応する中央部１６ｃには、上記放電部挿着孔１２ｆと同一配置かつ同一個数で外部リード線３４をガイドする外部リード線ガイド孔１６ｄが形成されている。この外部リード線ガイド孔１６ｄは、内径を一定にして孔１６ｄの中心軸を鉛直方向にして形成され、内径は封着線３３の外径よりも小さくかつ外部リード線３４の外径よりも若干大きく設定されている。この外部リード線ガイド孔１６ｄと前記封着線ガイド孔１５ａとは、リード部挿着孔１４ａを構成する。具体的には、封着線３３の外径に対し、封着線ガイド孔１５ａのガイド孔下部１５ｃの内径が少し大きく、また封着線３３の外径に対して外部リード線ガイド孔１６ｄの内径が小さくなっているので、この段付部１６ｈで外部リード線ガイド孔１６ｄの上端周縁部により封着線３３を受止め、封着線ガイド孔１５ａの内側に封着線３３が位置する状態となり、外部リード線３４が外部リード線ガイド孔１６ｄの内側に位置する。このとき、リード部３２の軸心とリード部挿着孔１４ａの中心とは、上述したように封着線ガイド孔１５ａにより封着線３３が案内されることによりほぼ一致する。また、リード部３２の軸心は、放電部挿着孔１２ｆに挿着される放電部３１の軸心と同心状となる。

上記放電部挿着テーブル本体１２の下側外周部１２ｃの四隅には、上側に窪んだ位置決め凹部１２ｈが設けられ、封着線ガイド板１５の四隅には位置決め凹部１２ｈと同じ位置に位置決め用貫通孔１５ｄが設けられ、リード部挿着テーブル本体１６の上部の四隅には位置決め凹部１２ｈ及び位置決め用貫通孔１５ｄに入る位置決め凸部１６ｅが設けられている。上記位置決め凸部１６ｅを位置決め用貫通孔１５ｄに入れることで、リード部挿着テーブル本体１６と封着線ガイド板１５との位置決め状態で重なる。更に、位置決め凸部１６ｅを位置決め凹部１２ｈに入れることで、放電部挿着テーブル１１とリード部挿着テーブル１４とが位置決め状態で重なる。これら位置決め凸部１６ｅ、位置決め用貫通孔１５ｄ及び位置決め凹部１２ｈは、第１の位置決め手段１８を構成する。

密着治具２０は、前記密着用テーブル２１とこれに設けられた複数の磁石２２とを有する。密着用テーブル２１は、上側外周部２１ａが下側に窪み、上方に突出した中央部２１ｂの上端部には、上記放電部挿着孔１２ｆと同一配置かつ同一個数で、リード部３２の下端３２ｃが入るガイド穴２１ｃが設けられ、各ガイド穴２１ｃの下にはそれぞれ前記磁石２２が設けられている。上記密着用テーブル２１は、前記リード部挿着テーブル本体１６に対して分離可能である。

上記ガイド穴２１ｃは上方が拡径していて、リード部３２の下端３２ｃをガイド穴２１ｃの内側に案内する。磁石２２の上端はガイド穴２１ｃに露出していて、外部リード線３４に磁力を付与し易くなっている。磁石２２は、例えば封着線３３と外部リード線３４とが溶接により一体化されたリード部３２を、封着線３３を上側に配して磁石２２の上に載せ、その封着線３３の上に、リード部３２とは別体の放電部３１を載せたとき、リード部３２と放電部３１とが起立するような磁力強さのものを使用することが好ましい（図４参照）。なお、密着治具２０において、磁石２２とリード部３２の下端とのギャップは、前記封着線ガイド板１５の厚みを変えたものを用いて調整されるようになっている。つまり、前記封着線ガイド板１５は、上述したようにギャップ調整を行う機構を兼ね備える。また、磁石２２としては、永久磁石や電磁石を用いることができる。

上記密着用テーブル２１は、磁石２２の磁力に悪影響が及ぶのを防止してリード部３２の下端に前記磁力を付与すべく非磁性材料、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼などにより作製される。また、上記放電部挿着テーブル１１及びリード部挿着テーブル１４も、同様の理由により非磁性材料、例えばアルミニウムまたはステンレス鋼などにより作製される。

上記上側外周部２１ａの四隅には位置決め凹部２１ｄが形成され、この位置決め凹部２１ｄに、リード部挿着テーブル本体１６の下側外周部１６ａの四隅に下向きに突出形成した位置決め凸部１６ｆを入れることで、溶接治具１０と密着治具２０との位置決めが行われた状態で溶接治具１０と密着治具２０とが重なる。上記位置決め凹部２１ｄと位置決め凸部１６ｆとは、第２の位置決め手段１９を構成する。

このように溶接治具１０と密着治具２０とを重ねるとともに蓋１３を放電部挿着テーブル本体１２の上に被せると、内部に不活性ガス雰囲気空間２３が形成される。この不活性ガス雰囲気空間２３は、前記上側凹部１２ｂと、前記中央部１２ｅに形成したガス通流用貫通孔１２ｉを介して上側凹部１２ｂと連通する下側凹部１２ｄと、封着線ガイド板１５に形成したガス通流用貫通孔１５ｅ及び前記中央部１６ｃに形成したガス通流用貫通孔１６ｇの両者を介して下側凹部１２ｄと連通する下側凹部１６ｂとを含む。そして、上側凹部１２ｂと連通するように放電部挿着テーブル本体１２の壁に入口１２ｊを設け、かつ密着用テーブル２１の中央部２１ｂに出口２１ｅを設け、入口１２ｊから不活性ガス（例えば窒素ガス）を供給すると、その不活性ガスは、一点鎖線で示すように上記不活性ガス雰囲気空間２３を経て出口２１ｅから排出される。

前記溶接機１７は、例えばレーザ溶接機が用いられ、Ａ位置において下向きにレーザ光を照射するように配置されている。この溶接機１７とＸ−Ｙテーブル４１との組み合わせにより１個の電極を約０．３５秒で溶接を行うことが可能となっている。

このような構成の製造装置１による本実施形態の放電式ランプ用電極の製造方法につき、図５に基づき以下に説明する。

まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すようにＢ位置の溶接治具１０と密着治具２０から、放電部挿着テーブル本体１２と、リード部挿着テーブル本体１６の上に封着線ガイド板１５が位置決め状態で設けられたリード部挿着テーブル１４とを分離し、用意する。なお、リード部挿着テーブル本体１６と封着線ガイド板１５との位置決めは、位置決め用貫通孔１５ｄに位置決め凸部１６ｅを入れることで行われる。このとき、位置決め凸部１６ｅの上部は封着線ガイド板１５よりも上側に突出した状態になっている。

その一方、図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、放電部挿着テーブル本体１２の放電部挿着孔１２ｆに、放電部３１を底部３１ａが下向きとなるように挿着する。この放電部３１の放電部挿着孔１２ｆへの挿着は、例えば放電部挿着テーブル本体１２を水平にしてその上に複数の放電部３１を載せ、放電部挿着テーブル本体１２を揺さぶることで行われる。また、リード部挿着テーブル１４のリード部挿着孔１４ａに、封着線３３を上側にしてリード部３２を挿着する。このリード部３２のリード部挿着孔１４ａへの挿着も前同様であり、例えばリード部挿着テーブル１４を水平にしてその上に複数のリード部３２を載せ、リード部挿着テーブル１４を揺さぶることで行われる。これによりセット工程が完了する。但し、揺さぶっても放電部３１が入らない放電部挿着孔１２ｆに対し、或いは揺さぶってもリード部３２が入らないリード部挿着孔１４ａに対しては、手操作により挿着を行ってもよい。

なお、上記リード部３２の挿着は、前記段差部３２ｂが前記段付部１６ｈで受止められることで行われる。また、放電部３１の挿着は、放電部挿着孔１２ｆから放電部３１が落下することを防止するために落下防止板１２ｋを放電部挿着テーブル本体１２の下側に配設することが好ましい。

次に、図５（ｅ）に示すように、リード部挿着テーブル１４の上に放電部挿着テーブル本体１２を載せる。この処理は、載置板４０の上ではなく、別の箇所で行う。上述のように載せるとき、前述した封着線ガイド板１５よりも上側に突出した位置決め凸部１６ｅの上部を、放電部挿着テーブル本体１２の位置決め凹部１２ｈに入れることで、リード部挿着テーブル１４と放電部挿着テーブル本体１２との位置決めが行われる。つまり、第１の位置決め手段１８を有するので、溶接治具１０と密着治具２０を分離させた後に再度元の状態に重ねて戻しているが、精度よく重ねることができる。なお、単にリード部挿着テーブル１４と放電部挿着テーブル本体１２とを重ねると、放電部挿着テーブル本体１２の放電部挿着孔１２ｆに挿着された放電部３１が、落下防止板（図示せず）を挟んでリード部３２の上方に位置しているので、位置決め状態を維持したまま放電部挿着テーブル本体１２を少し浮かせて落下防止板１２ｋを抜取る。これによりリード部３２の上に放電部３１が直接接触する（図６参照）。上記落下防止板としては、その幅（図３の紙面の前後方向）が第１の位置決め手段１８の前後方向の間隔よりも小さく、抜取りができるものを用いる。

続いて、図５（ｆ）に示すように、放電部挿着テーブル本体１２が上側に載ったリード部挿着テーブル１４を、載置板４０のＢ位置に位置するＸ−Ｙテーブル４１の上に予めセットした密着用テーブル２１の上に載せる。このとき、第２の位置決め手段１９を構成する位置決め凹部２１ｄに位置決め凸部１６ｆを入れることで両テーブル２１、１４が位置決めされる。また、リード部挿着テーブル１４のリード部挿着孔１４ａに挿着されたリード部３２の下端がガイド穴２１ｃの内側に案内されるとともに磁石２２からの磁力を受ける。すると、リード部３２を介して磁石２２からの磁力が放電部３１に付与され、これにより放電部３１の底部３１ａにリード部３２の上端面が広範囲で密着し、これにより密着工程が完了する。このとき、上述したように密着用テーブル２１、放電部挿着テーブル１１及びリード部挿着テーブル１４は、非磁性材料で作製されているので、磁石２２の磁力に悪影響を与えず、リード部３２および放電部３１に前記磁力を支障なく付与する。なお、本実施形態ではリード部３２の下端が磁石２２から少し離れるように設定している（図６参照）。また、上記リード部３２と放電部３１が密着する箇所が溶接部であり、その溶接部は、不活性ガス雰囲気空間２３の一部である下側凹部１２ｄに位置する。

これと相前後して、放電部挿着テーブル本体１２の上に蓋１３を被せる。このとき、ガラス板１３ｂが上側外周部１２ａの内側に嵌り込むことで、蓋１３は放電部挿着テーブル本体１２の上に位置ずれすることなく取付けられる。また、蓋１３を被せることにより、内部に不活性ガス雰囲気空間２３が形成される。

以上の工程はＢ位置において行われ、以上のセット工程および密着工程等が完了すると、載置板４０を回動させて上述のようにセットした溶接治具１０と密着治具２０をＡ位置に位置させ、溶接工程を行う。即ち、Ａ位置において、図５（ｇ）に示すように不活性ガス雰囲気空間２３に入口１２ｊから不活性ガスを供給し、不活性ガス雰囲気空間２３の内部を不活性ガス雰囲気にし、続いて溶接機１７によりガラス板１３ｂ越に或る１つの放電部３１の内側底部３１ａに向けてレーザ光を照射し、放電部３１の底部３１ａとリード部３２の上端面とを溶接する。これに続いて、Ｘ−Ｙテーブル４１を動かすことにより次に溶接を行う予定の放電部３１を溶接機１７の下方に移動させ、当該放電部３１の内側底部３１ａに向けてレーザ光を照射して溶接を行うことを、以降同様に繰り返す。

しかる後、Ａ位置の溶接治具１０と密着治具２０に保持された全部の放電部３１とリード部３２とに対する溶接が完了する。

上述のように溶接が完了すると、載置板４０を回動させて、Ａ位置の溶接治具１０及び密着治具２０をＢ位置へと移動させ、Ｂ位置において、溶接された電極３０を取出すとともに次の溶接準備を行う。この溶接準備は、前記セット工程および密着工程を含む。また、別の場所において、封着線３３の外側にガラスビーズ３５を形成する。

したがって、本実施形態による場合には、溶接治具１０に放電部３１及びリード部３２を挿着によりセットするので、チャッキングすることで放電部３１やリード部３２に形成される傷や汚れの付着を防止することができる。また、リード部３２を介して磁石２２の磁力により放電部３１が下側へ牽引されるので、溶接治具１０にセットしたときに放電部３１の底面とリード部３２の上端側の端面とが平行でなくても、放電部３１の底面にリード部３２の上端側端面が広範囲で密着する状態になり、この密着状態でレーザ溶接が行われるので、溶接不十分となることがない。

更に、リード部３２を介して磁石２２の磁力が放電部３１に付与されるので、その磁力により放電部３１がリード部３２側に牽引される。この状況下で溶接を行うので、放電部３１とリード部３２との間に適当な大きさの溶接部３７を形成することができる。即ち、図７（ａ）に示すように、溶接の際に放電部３１の底部３１ａとリード部３２との間の溶接部３７が溶融状態になっている状態から溶接部３７が冷却して収縮するときに、同（ｂ）に白抜矢符にて示すようにリード部３２を放電部３１側に引き寄せる作用が起こるが、本実施形態にあっては、リード部３２をその下端側からの磁石２２の磁力により放電部３１から離れる方向（下向きに）に牽引していて、しかも溶接の際にその牽引力が非磁性の溶接部３７により放電部３１に作用しないため、上述したリード部３２を放電部３１側に引き寄せる作用を起こり難くすることが可能となり、放電部３１の底部３１ａが薄くなることを防止して溶接部３７の大きさを適度なものにすることが可能になる。

更に加えて、本実施形態において、上側の放電部３１と下側のリード部３２との間に形成される溶接部３７に、磁石２２の磁力により放電部３１を下向きに牽引する力に加えて放電部３１の自重が作用するので、溶接不十分となることをより安定して防止することができる。

更にまた、本実施形態では、並設された複数のリード部３２と、これらリード部３２のそれぞれに同軸状に並ぶように並設された複数の放電部３１とを同時に密着させることができ、かつ、この密着状態で各放電部３１に対し、順次レーザ光を照射して溶接が行われるので、レーザ光の照射位置を変えるだけでよく、作業性及び生産性を向上させて溶接を行うことができる。

更に、本実施形態においては、不活性ガス雰囲気空間２３内にセットした放電部３１の上側に蓋１３が存在しても、その蓋１３に設けたガラス板１３ｂを介して放電部３１にレーザ光を照射させることができ、これにより不活性ガス雰囲気空間２３内の放電部３１に対して溶接を行うことができる。また、不活性ガス雰囲気空間２３内に不活性ガスが供給されるので、溶接部３７に余分な酸化物の形成を防止することができ、これにより良好な溶接部３７が得られる。

更にまた、本実施形態による場合には、放電部挿着テーブル１１とリード部挿着テーブル１４とを分離した後に両テーブル１１、１４を重ねる際、第１の位置決め手段１８が両テーブル１１、１４の相対位置を決めて各放電部３１と各リード部３２とを同軸状に位置させるので、放電部挿着テーブル１１に放電部３１を保持させることと、リード部挿着テーブル１４にリード部３２を保持させることとをそれぞれ個別に行うことで効率良くセットすることができる。しかも、その後は両テーブル１１、１４を合体させて位置決めすれば自動的にそれぞれを同軸状に配置し得る。

なお、上述した実施形態では放電部挿着テーブル１１とリード部挿着テーブル１４とを分離した後に、第１の位置決め手段１８により再度元の位置決め状態に戻しているので、上述した実施形態のように放電部３１とリード部３２を溶接した後にガラスビーズ３５を形成する必要はなく、図８に示すようにリード部３２の封着線３３に予めガラスビーズ３５を形成したものをリード部挿着テーブル１４にセットし、その後に放電部３１とリード部３２を溶接することもできる。また、本発明は溶接後にガラスビーズ３５を形成する場合には、封着線ガイド板１５とリード部挿着テーブル本体１６とが一体化されたリード部挿着テーブル１４と、放電部挿着テーブル１１とを一体化しても放電部３１とリード部３２とをセットすることが可能である。即ち、図９に示す状態から蓋１３を外し、放電部挿着孔１２ｆの上からリード部３２を入れ、続いて放電部挿着孔１２ｆの上から放電部３１を入れることにより、放電部３１とリード部３２を同軸状にセットすること（セット工程）が可能である。また、このとき、図９に示すように密着用テーブル２１をリード部挿着テーブル１４の下側に配置しておくと、セット工程と密着工程とをほぼ同時に行うことができる。なお、図９に示す場合には、第１の位置決め手段１８は不要である。

また、上述した実施形態ではリード部として、図２に示すように放電部３１に封着線３３と外部リード線３４を接続させた構成のものを例に挙げているが、本発明はこの構成に限らない。例えば図１０（ａ）、（ｂ）に示すように放電部３１に封着線３３のみを電気的に接続し、更に封着線３３に対して外部リード線３４を電気的に接続した構成のものでもよい。但し、本発明はリード部３２をリード部挿着テーブル１４に保持する必要性から封着線３３の外部リード線３４側に段差部３２ｂを形成することを要する。なお、図１０（ａ）では、封着線３３と外部リード線３４が重なる長さ範囲を短くした構成で、同（ｂ）では、封着線３３と外部リード線３４が重ならずに封着線３３の端面と外部リード線３４の端面とが溶接される構成である。

更に、上述した実施形態では放電部３１の底部３１ａを下側に向かせ、リード部３２の封着線３３を上側に外部リード線３４を下側になるように、放電部３１とリード部３２とを同軸状に保持させて溶接を行うようにしているが、本発明はこれに限らず、放電部３１とリード部３２とを同軸状に保持させることを確保できれば、その軸方向はどの向きであっても構わない。例えば水平方向であっても、放電部３１がリード部３２に対して下側でかつ鉛直を向いていても構わない。このような状態でも、本発明は磁石を用いるので、溶接を支障なく行い得る。

１ 製造装置
１０ 溶接治具
１１ 放電部挿着テーブル
１２ 放電部挿着テーブル本体
１２ｆ 放電部挿着孔
１３ 蓋
１３ｂ ガラス板
１４ リード部挿着テーブル
１４ａ リード部挿着孔
１７ 溶接機
１８ 第１の位置決め手段
２０ 密着治具
２１ 密着用テーブル
２２ 磁石
２３ 不活性ガス雰囲気空間
３０ 電極
３１ 放電部
３１ａ 底部
３２ リード部
３２ａ 一端
３３ 封着線
３４ 外部リード線
３５ ガラスビーズ
３６ ガラス管

Claims (7)

1. ガラス管の内部に配設された有底筒状の放電部と、前記放電部の底部に一端側が連結され他端側が前記ガラス管を貫通して外部に延出されるもので、前記一端側に封着線を有するリード部とを備える放電式ランプ用電極を製造するための方法において、
   前記放電部と前記リード部とがほぼ同軸状に並び、かつ前記放電部の底部が前記リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するようにこれら放電部とリード部とを溶接治具に挿着することにより保持させるセット工程と、
   前記リード部の他端側から前記放電部を磁力により牽引して前記放電部の底面と前記リード部の一端側の端面とを密着させる密着工程と、
   その密着状態のまま前記放電部の内側底部にレーザ光を照射して放電部の底部とリード部の一端とを溶接する溶接工程とを含むことを特徴とする放電式ランプ用電極の製造方法。
2. 請求項１に記載の放電式ランプ用電極の製造方法において、
   前記セット工程では、複数の放電部とこれと同数のリード部を前記溶接治具に、各放電部と各リード部とがほぼ同軸状に並ぶとともに放電部どうし及びリード部どうしがそれぞれ並設され、かつ、各放電部の底部が各リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するように保持させ、
   前記密着工程では、各リード部の他端側から各放電部のそれぞれを当該放電部毎に設けられた磁石の磁力により牽引して各放電部の底面と各リード部の一端側の端面とを密着させ、
   前記溶接工程は、並設する放電部に対し順次レーザ光を照射して当該放電部とこれに密着するリード部とを溶接することを特徴とする放電式ランプ用電極の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の放電式ランプ用電極の製造方法において、
   前記セット工程では、前記放電部の底部を下側に向けるとともに前記放電部の下側に前記リード部をその一端側が上側に向くように配し、かつ前記放電部と前記リード部とがほぼ同軸状に並ぶようにするとともに前記放電部の底部が前記リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するようにこれら放電部とリード部とを溶接治具に保持させ、
   前記密着工程では、前記リード部の下側から前記放電部を磁力により牽引して前記放電部の底面と前記リード部の上端面とを密着させ、
   前記溶接工程では、前記放電部の内側底部にレーザ光を照射して放電部の底部とリード部の上端とを溶接することを特徴とする放電式ランプ用電極の製造方法。
4. ガラス管の内部に配設された有底筒状の放電部と、前記放電部の底部に一端側が連結され他端側が前記ガラス管を貫通して外部に延出されるもので、前記一端側に封着線を有するリード部とを備える放電式ランプ用電極を製造するための装置において、
   前記放電部と前記リード部とがほぼ同軸状に並び、かつ前記放電部の底部が前記リード部の一端部に対して接離する方向に移動可能な状態で隣接するように前記放電部及び前記リード部が挿着される挿着部を有する溶接治具と、
   前記リード部の他端側から前記放電部を牽引するための磁石を有し、その磁石の磁力により前記放電部の底面と前記リード部の一端側の端面とを密着させる密着手段と、
   その密着状態のまま前記放電部の内側底部にレーザ光を照射して放電部の底部とリード部の一端とを溶接する溶接手段とを含むことを特徴とする放電式ランプ用電極の製造装置。
5. 請求項４に記載の放電式ランプ用電極の製造装置において、
   前記溶接治具は、放電部が挿着される複数の放電部挿着孔を有する放電部挿着テーブルと、放電部挿着テーブルの下側に設けられ、リード部が挿着される複数のリード部挿着孔を、前記放電部挿着孔と同じ配置状態で有するリード部挿着テーブルとを有し、
   前記密着手段は、前記リード部挿着テーブルの下側において、前記リード部挿着孔に対応するそれぞれの位置に設けられ、前記磁力を有する複数の磁石と、これら磁石を保持する密着用テーブルとを有し、
   前記溶接手段は、前記放電部挿着テーブルの上方に設けられ、前記放電部の内側底部にレーザ光を照射するレーザ溶接機を含むことを特徴とする放電式ランプ用電極の製造装置。
6. 請求項５に記載の放電式ランプ用電極の製造装置において、
   前記放電部挿着テーブルと前記リード部挿着テーブルとが分離可能であって、前記放電部挿着テーブルが放電部を保持するとともに前記リード部挿着テーブルがリード部を保持しかつ両テーブルを重ねた状態で、各放電部と各リード部とが同軸状に位置するように両テーブルの相対位置を決める位置決め手段を備えることを特徴とする放電式ランプ用電極の製造装置。
7. 請求項５または６に記載の放電式ランプ用電極の製造装置において、
   前記放電部挿着テーブルの一部を構成し前記放電部挿着テーブルの上部を塞ぐ蓋と、
   前記放電部挿着テーブルと前記リード部挿着テーブルと前記密着用テーブルとが重なるとともに前記蓋により前記放電部挿着テーブルの上部が塞がれることで、少なくとも前記放電部挿着孔及び前記リード部挿着孔の周りに形成される不活性ガス雰囲気空間と、
   前記不活性ガス雰囲気空間に不活性ガスの供給を行う不活性ガス供給手段と、
   前記蓋の一部に設けられ前記レーザ光を通過させるガラス板とを備えることを特徴とする放電式ランプ用電極の製造装置。

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