JP2017152312A - 放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】電極棒に対するガラス管の軸方向移動を規制するコイル状ストッパを備えた放電ランプで、コイル状ストッパを起因とするガラス管の破損を防いで耐久性を向上させる。
【解決手段】ガラス製の放電容器内に配設される電極を一端に支持する電極棒と、電極棒を挿入する支持孔を有し、放電容器を構成する封止管内に固定されるガラス管と、金属製の線材からなり電極棒の外周面に装着され、ガラス管のうち電極側を向く電極側端面に対向するガラス管側端部を有するコイル状ストッパを備えた放電ランプにおいて、コイル状ストッパのガラス管側端部に平坦部を設けた。
【選択図】図３

Description

本発明は放電ランプに関する。

ショートアーク型の放電ランプは、発光管と該発光管に接続する封止管（側管）によって構成されるガラス製の放電容器を備え、電極（陰極、陽極）を支持する電極棒をガラス管内に挿通し、ガラス管の外周面に封止管を溶着させることによって電極が発光管内に保持される。

封止管に対してガラス管を溶着する際に、封止管全体を均等に加熱するために封止管をガラス管と共に回転させる。この回転動作に伴ってガラス管が軸方向に位置ずれしやすいという問題があった。電極棒にはガラス管を挟んで電極と反対側に位置する金属リングが装着されており、電極棒は金属リングがガラス管の端部に密着した状態で保持される。しかし、ガラス管が軸方向に位置ずれすると、ガラス管と金属リングの対向部分に隙間が形成されてしまう。仮にガラス管と金属リングの対向面に隙間が形成された状態で封止管をガラス管に対して溶着すると、放電ランプの点灯中に放電容器内が高圧になったときに、封止管のうち当該隙間と対向する部分にクラックが発生し、このクラックが原因で放電容器が破損するおそれがある。

こうした不具合を防ぐために、電極棒に対してコイル状のストッパを取り付けた構成が提案されている（特許文献１）。コイル状ストッパは、電極棒の外周面に巻き付けられると共に、軸方向の端部がガラス管の端面に当接しており、ガラス管が電極棒上を電極側へスライドすることを規制する。これにより、封止管による封止前にガラス管が軸方向に移動することを防いで、ガラス管と金属リングの対向部分に隙間のない状態を維持することができる。

特開２０１４−６７５１６号公報

放電ランプに前記のようなコイル状ストッパを具備する場合、金属製の線材を巻回して構成されたコイル状ストッパがガラス管の端面に対して点接触や線接触のような狭い領域で接触していると、当該接触部分を起点としてガラス管にクラックが生じるおそれがある。特に、前述した封止管の封止（加熱）工程、ランプの点灯中、ランプの消灯直後などはガラス管とコイル状ストッパの間の温度差が大きく、狭い接触領域に負荷が集中してガラス管にクラックが生じやすい。

本発明は、電極棒に対するガラス管の軸方向移動をコイル状ストッパで規制する放電ランプで、コイル状ストッパを起因とするガラス管の破損を防いで耐久性を向上させることを目的とする。

本発明の放電ランプは、ガラス製の放電容器内に配設される電極を一端に支持する電極棒と、電極棒を挿入する支持孔を有し、放電容器を構成する封止管内に固定されるガラス管と、金属製の線材からなり電極棒の外周面に装着され、ガラス管のうち電極側を向く電極側端面に対向するガラス管側端部を有するコイル状ストッパを備え、コイル状ストッパのガラス管側端部に平坦部を設けたことを特徴とする。

ガラス管が電極側端面と支持孔の内周面とを接続するテーパ面を有する場合、ガラス管及びコイル状ストッパの中心軸からのテーパ面の半径をＲ₀、コイル状ストッパのガラス管側端部における平坦部が中心軸を中心とする径方向に最大となる部分の中心軸からの半径をＲ₁₁としたとき、Ｒ₀＜Ｒ₁₁を満たすことで、コイル状ストッパの平坦部とテーパ面を有するガラス管の電極側端面を確実に当接させることができる。

また、コイル状ストッパの中心軸からの平均半径をＲ₁₂とし、コイル状ストッパの中心軸からの半径をＲ₁₃としたとき、Ｒ₁₂≦Ｒ₀≦Ｒ₁₃を満たすことが望ましい。

また、コイル状ストッパを構成する線材の、中心軸を中心とする径方向の幅をＲ₁₄としたとき、２ｍｍ≦Ｒ₁₂≦１５ｍｍを満たし、かつ０．５ｍｍ≦Ｒ₁₄≦３ｍｍを満たすことが望ましい。

コイル状ストッパのガラス管側端部における平坦部は、コイル状ストッパの中心軸に対して垂直な面であり、コイル状ストッパの周方向に沿って形成されていることが好ましい。このコイル状ストッパの平坦部の周方向角度θは、３０°≦θ≦３００°を満たすことが好ましい。

コイル状ストッパが装着される位置の電極棒の外周面を、ガラス管の支持孔の内周面と対向する位置の電極棒の外周面よりも粗くして、電極棒に対するコイル状ストッパの抜け止め効果を高めてもよい。

本発明の放電ランプは、コイル状ストッパのガラス管側端部に設けた平坦部がガラス管の電極側端面に対して当接するため、コイル状ストッパからガラス管に対して確実に押圧力を付与できると共に局所的な負荷が作用しにくい。そして、コイル状ストッパとガラス管の間の温度差が大きいなどの条件下でもガラス管の破損が起こりにくく、優れた耐久性を得ることができる。

本発明を適用した一実施形態の放電ランプの縦断側面図である。 図１の放電ランプの陽極側の半分を拡大した縦断側面図である。 図１の放電ランプの陽極側の電極棒に取り付けたコイル状ストッパとガラス管の接触部分付近を拡大した縦断側面図である。 第１の実施形態のコイル状ストッパの一部を断面とした側面図である。 第１の実施形態のコイル状ストッパのガラス管側端部の構成を概念的に示した図である。 第２の実施形態のコイル状ストッパの一部を断面とした側面図である。 第２の実施形態のコイル状ストッパのガラス管側端部の構成を概念的に示した図である。 第３の実施形態のコイル状ストッパの一部を断面とした側面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態である放電ランプ１０について説明する。図１に示すように、本実施形態の放電ランプ１０は、放電容器１１内に陽極側マウントユニット１５と陰極側マウントユニット５０を配した構成である。放電容器１１はガラス製であり、略球状の発光管１２と、発光管１２に接続する一対の円筒状の封止管１３，１４を有する。封止管１３と封止管１４は発光管１２を挟んで同軸上に配置されており、各封止管１３，１４と発光管１２の内部空間は連通している。封止管１３の内径と封止管１４の内径は略等しい。陽極側マウントユニット１５と陰極側マウントユニット５０は放電容器１１内で同軸上に配置されており、陽極側マウントユニット１５と陰極側マウントユニット５０の中心軸Ｃを図中に一点鎖線で示している。以下の説明における「径方向」は、中心軸Ｃを通り該中心軸Ｃと垂直をなす方向を意味する。

図２に示すように、陽極側マウントユニット１５は、陽極１６（電極）、内部電極棒１７（電極棒）、外部電極棒１９、内部ガラス管２１（ガラス管）、外部ガラス管２５、内部金属リング２８、外部金属リング３１、ガラス棒３４、金属箔３８、コイル状ストッパ４０を有している。以下、陽極側マウントユニット１５については、中心軸Ｃに沿う方向（軸方向）における陽極１６側（図１及び図２の右方）を「内方」、陽極１６と反対側（図１及び図２の左方）を「外方」とする。

内部電極棒１７と外部電極棒１９はいずれも金属製の円柱部材であり、それぞれの中心軸が中心軸Ｃと一致する同軸配置となっている。内部電極棒１７の内方側の端部には陽極１６が支持されている。

内部ガラス管２１と外部ガラス管２５は、互いの外径が略等しい円管状体（中心軸Ｃを中心とする回転対称体）であり、内部ガラス管２１と外部ガラス管２５の外径は封止管１３の内径より僅かに小径である。軸方向には外部ガラス管２５より内部ガラス管２１の方が長い。内部ガラス管２１と外部ガラス管２５の径方向の中心部には、中心軸Ｃに沿って延びる支持孔２２と支持孔２６がそれぞれ形成されている。内部ガラス管２１と外部ガラス管２５のそれぞれの軸方向の両端面は中心軸Ｃに対して略垂直な平面であり、内部ガラス管２１の内方側の端面には凹部２３が形成されている。図３に示すように、凹部２３の底面２４（電極側端面）は中心軸Ｃに対して略垂直な平面であり、凹部２３のうち中心軸Ｃに近い内縁部にはテーパ面２４ａが形成されている。テーパ面２４ａは、支持孔２２の内周面と底面２４を接続する面取り部であり、中心軸Ｃに沿って内方から外方に進むにつれて中心軸Ｃに近づく傾斜を有している。図３に示すように、内部ガラス管２１の支持孔２２の内周面に沿って金属箔３７が配置される。

内部金属リング２８と外部金属リング３１は、内部ガラス管２１及び外部ガラス管２５と略同じ外径の円環状体（中心軸Ｃを中心とする回転対称体）であり、内部金属リング２８と外部金属リング３１の径方向の中心部には、中心軸Ｃに沿って貫通する貫通孔２９，３２がそれぞれ形成されている。内部金属リング２８と外部金属リング３１のそれぞれの軸方向の両端面は中心軸Ｃに対して略垂直な平面である。内部金属リング２８と外部金属リング３１は金属箔３８を介して電気的に導通する。金属箔３８は極薄の帯状部材であり、陽極側マウントユニット１５は複数枚の金属箔３８を有している。

ガラス棒３４は、内部ガラス管２１、外部ガラス管２５、内部金属リング２８及び外部金属リング３１と略同じ外径の円柱状体（中心軸Ｃを中心とする回転対称体）である。ガラス棒３４の軸方向の両端面は中心軸Ｃに対して略垂直な平面であり、ガラス棒３４の内方側の端部から外方側に向けて電極支持孔３５が形成され、ガラス棒３４の外方側の端部から内方側に向けて電極支持孔３６が形成されている。電極支持孔３５と電極支持孔３６はそれぞれ中心軸Ｃに沿って延びる円形断面の孔である。

コイル状ストッパ４０は金属製の線材を巻回して構成されている。図３と図４に示すように、コイル状ストッパ４０を構成する線材は円形断面形状である。コイル状ストッパ４０の材質は、強度や耐熱性などの条件を満たすことを前提として任意のものを採用可能であり、具体的にはタンタル、ニオブ、タングステン、モリブデンなどを含有する金属線材が好適である。図４に示すように、コイル状ストッパ４０は、金属製の線材を一方向に向けて螺旋状に巻いたコイル部４１を有している。コイル部４１は一重巻きであり、軸方向に隣り合って位置する線材が互いに接触する密巻き構造になっている。自由状態にあるときのコイル部４１の内径は、内部電極棒１７の外径に対応している（内部電極棒１７の外径よりも僅かに小さいか、内部電極棒１７の外径と略同じに設定される）。コイル部４１は自由状態から拡径方向に弾性変形可能であり、拡径方向に弾性変形することにより、内部電極棒１７の外周面上に密着状態で取り付けることができる。なお、コイル状ストッパ４０の内径や、コイル状ストッパ４０を構成する線材及びその線径、線材の巻回密度といった要素は、後述する組み立て時にコイル状ストッパ４０が内部電極棒１７を確実に保持できるように、内部電極棒１７とコイル状ストッパ４０の温度による膨張（熱膨張）などを考慮して決定される。例えば、コイル部４１を緊密に巻かず、自由状態にあるときコイル部４１を構成する互いに隣り合う線材が互いに離れるようにしてもよい。

図４に示すように、コイル状ストッパ４０のコイル部４１のうち軸方向の外方を向くガラス管側端部４１ａには平坦部４２が設けられている。平坦部４２は中心軸Ｃに対して略垂直な平面であり、その具体的な構成については後述する。

図１に示すように、陰極側マウントユニット５０は、発光管１２を挟んで陽極側マウントユニット１５と概ね対称となる構成を有しており、内部電極棒１７の一方の端部に陰極５１を支持した点を除いて、陽極側マウントユニット１５と同じ構成である。陰極側マウントユニット５０において陽極側マウントユニット１５と共通する構成要素については図１に同じ符号で示しており、重複した説明を省略する。陰極側マウントユニット５０については、中心軸Ｃに沿う方向（軸方向）における陰極５１側（図１の左方）を「内方」、陰極５１と反対側（図１の右方）を「外方」とする。

以上の構成部品を有する放電ランプ１０は、次のように組み立てられる。まずは陽極側マウントユニット１５と陰極側マウントユニット５０をそれぞれ組み立てる。

陽極側マウントユニット１５の組み立てに際しては、内部電極棒１７を内部金属リング２８の貫通孔２９に挿入し、内部電極棒１７の軸方向の中間位置で内部金属リング２８を内部電極棒１７に対して溶接により固定する。さらに内部電極棒１７の内方の端部を内部ガラス管２１の支持孔２２に挿入して、内部ガラス管２１の外方（凹部２３と反対側）の端面を内部金属リング２８の端面に面接触させる。図３に示すように、内部電極棒１７の外周面と支持孔２２の内周面の間に金属箔３７を介在させる。内部ガラス管２１にテーパ面２４ａを設けたことにより、支持孔２２のエッジ部分に干渉することなく内部電極棒１７を支持孔２２内にスムーズに挿入することができる。

続いて、自由状態にあるコイル状ストッパ４０のコイル部４１を拡径方向に弾性変形させながら、ガラス管側端部４１ａ（平坦部４２）側からコイル部４１内へ内部電極棒１７の内方の端部を挿入する。内部電極棒１７は、コイル状ストッパ４０のガラス管側端部４１ａが内部ガラス管２１の凹部２３内に進入するまで挿入し、最終的にコイル状ストッパ４０の平坦部４２が内部ガラス管２１の底面２４に接触するようにする。なお、後の製造工程等で生じるコイル状ストッパ４０（コイル状ストッパ４０を構成する線材）の熱膨張を考慮して、コイル状ストッパ４０が膨張したときに底面２４と平坦部４２が接触するように、この段階では底面２４と平坦部４２の間に隙間を空けてもよい。この隙間は、コイル状ストッパ４０を構成する線材やその線径、温度によって変化するため、任意の長さとする。内部ガラス管２１の底面２４に対してコイル状ストッパ４０の平坦部４２が接触（または近接して対向）する状態では、内部電極棒１７の内方の端部は、コイル状ストッパ４０のコイル部４１を貫通してガラス管側端部４１ａと反対側の端部から突出する。

図３に示すように、コイル状ストッパ４０の平坦部４２と内部ガラス管２１の底面２４はそれぞれ中心軸Ｃに対して略垂直な平面であるため、コイル状ストッパ４０が内部ガラス管２１に対して当接する際には、平坦部４２と底面２４が面接触する。なお、中心軸Ｃに沿う方向において平坦部４２はテーパ面２４ａにも対向しているが、テーパ面２４ａは平坦部４２から離れる方向に傾斜しているため、平坦部４２とテーパ面２４ａは接触しない。内部電極棒１７の挿入に際して拡径方向に弾性変形されたコイル部４１は、縮径方向への弾性力（復元力）によって内部電極棒１７の外周面に密着する。そのためコイル状ストッパ４０は内部電極棒１７に対して位置決めされ、平坦部４２が内部ガラス管２１の凹部２３の底面２４に対して面接触する状態を保持できる。その結果、内部ガラス管２１と内部金属リング２８の面接触状態が維持される。なお、内部電極棒１７の外周面のうち、コイル部４１が装着される位置（軸方向の範囲）を粗面とすることで、内部電極棒１７とコイル部４１の接触抵抗を増やし、コイル状ストッパ４０の抜け止め効果を高めることができる。この内部電極棒１７の外周面上の粗面は、内部ガラス管２１の支持孔２２に対向する位置（軸方向の範囲）の外周面よりも粗ければよく、粗面の形成の態様としては、ブラスト処理等の既知の加工が採用できる。ブラスト処理では、噴射したブラスト材料が内部電極棒１７の外周面に突き刺さり、局所的に内部電極棒１７の外径がコイル部４１の内径よりも僅かに大きくなるため、コイル状ストッパ４０の抜け止め効果が高い。内部電極棒１７の外周面のうち、ブラスト処理等の粗面加工はコイル部４１が装着される位置（軸方向の範囲）のみであり、内部電極棒１７の外周面に突き刺さっている状態のブラスト材料は変形しやすい（潰れやすい）ため、コイル状ストッパ４０の挿入作業を妨げることもない。その他粗面の形成態様として、コイル部４１への内部電極棒１７の挿入に伴う挿入跡として形成することもできる。より詳しくは、挿入跡として粗面を形成する場合には、中心軸Ｃを中心として内部電極棒１７とコイル状ストッパ４０を相対的に回転させながら軸方向に挿入する。すると、コイル部４１の縮径方向への弾性力によって、コイル部４１を構成する線材が内部電極棒１７の外周面に押し付けられながら移動し、その移動の跡が内部電極棒１７の外周面上に形成される。また、コイル状ストッパ４０を内部電極棒１７に挿入する前に、あらかじめ内部電極棒１７のコイル部４１の装着位置にけがき線を入れておくことで、挿入作業の効率を高めることができる。このけがき線も、コイル状ストッパ４０の抜け止めという効果を奏する。以上のようにしてコイル状ストッパ４０を内部電極棒１７に装着したら、内部電極棒１７の内方の端部に対して陽極１６を固定状態で取り付ける。

陽極側マウントユニット１５ではさらに、外部電極棒１９と外部ガラス管２５と外部金属リング３１を組み立てる。外部電極棒１９を外部金属リング３１の貫通孔３２に挿入し、外部電極棒１９の軸方向の中間位置で外部金属リング３１を外部電極棒１９に対して溶接により固定する。さらに外部電極棒１９の外方の端部を外部ガラス管２５の支持孔２６に挿入して、外部ガラス管２５の内方の端面を外部金属リング３１の端面に面接触させる。

続いて、内部電極棒１７の外方の端部をガラス棒３４の電極支持孔３５に挿入し、内部金属リング２８の外方の端面がガラス棒３４の端面に面接触するまで挿入する。また、外部電極棒１９の内方の端部をガラス棒３４の電極支持孔３６に挿入し、外部金属リング３１の内方の端面がガラス棒３４の端面に面接触するまで挿入する。内部電極棒１７と外部電極棒１９はそれぞれガラス棒３４の電極支持孔３５と電極支持孔３６に対して固定状態で嵌合される。

続いて、複数枚の金属箔３８を内部電極棒１７及び外部電極棒１９と平行な方向に延ばした上で、各金属箔３８をガラス棒３４の外周面に接触させる。このとき各金属箔３８の周方向間隔を等角度間隔にし、隣り合う金属箔３８の間に形成される隙間からガラス棒３４の外周面を露出させる。さらに各金属箔３８の長手方向の両端部を内部金属リング２８と外部金属リング３１の外周面にそれぞれ接触させ、各金属箔３８の両端部を内部金属リング２８と外部金属リング３１の外周面にそれぞれ溶接する。このようにして陽極側マウントユニット１５を組み立てると、内部金属リング２８と外部金属リング３１と各金属箔３８を介して内部電極棒１７と外部電極棒１９が電気的に導通可能になる。

陰極側マウントユニット５０は、陽極１６の代わりに陰極５１を内部電極棒１７の端部に取り付ける点を除いて、陽極側マウントユニット１５と同じ要領により組み立てられる。なお、陰極側マウントユニット５０では、コイル状ストッパ４０の平坦部４２が内部ガラス管２１の底面２４に対して面接触するように、コイル状ストッパ４０は図４に示す状態とは軸方向の向きを逆にして組み付けられる。なお、陽極側マウントユニット１５と同様に陰極側マウントユニット５０においても、コイル状ストッパ４０の熱膨張を考慮して、この段階では底面２４と平坦部４２の間に所定の隙間を空けてもよい。

陽極側マウントユニット１５と陰極側マウントユニット５０が完成したら、図１に示すように、発光管１２と反対側の開口端部から封止管１３の内部に陽極側マウントユニット１５を挿入し、陽極１６を発光管１２内に位置させる。同様に、発光管１２と反対側の開口端部から封止管１４の内部に陰極側マウントユニット５０を挿入し、陰極５１を発光管１２内に位置させる。そして発光管１２に形成した貫通孔（図示略）を利用して放電容器１１の内部を減圧し、この減圧状態において封止管１３と封止管１４を回転させながら外周面をバーナー等により加熱する。すると、封止管１３と封止管１４が縮径しながら、陽極側マウントユニット１５と陰極側マウントユニット５０のそれぞれの内部ガラス管２１、外部ガラス管２５、ガラス棒３４（隣り合う金属箔３８の間から露出する部位）の外周面に溶着する。封止管１３と封止管１４が縮径しながら対応する内部ガラス管２１、外部ガラス管２５、ガラス棒３４の外周面に対して溶着するとき、コイル状ストッパ４０が内部電極棒１７に対する内部ガラス管２１の軸方向の移動を規制して、内部ガラス管２１と内部金属リング２８の間を隙間のない状態に維持する。先に説明したように、この溶着の際の加熱によるコイル状ストッパ４０の熱膨張を見込んで、内部ガラス管２１の底面２４とコイル状ストッパ４０の平坦部４２の間に隙間を空けておき、加熱でコイル状ストッパ４０が熱膨張したときに平坦部４２が底面２４に当接するように設定してもよい。最後に、発光管１２の前記貫通孔を利用して放電容器１１内の空気を抜くと共に放電容器１１内に水銀や希ガス等を注入し、注入後に該貫通孔を塞ぐ。

このようにして組み立てた放電ランプ１０の陽極側マウントユニット１５の外部電極棒１９と陰極側マウントユニット５０の外部電極棒１９に対して、接続ケーブルやＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチ等を介して電源（図示略）の陽極と陰極をそれぞれ接続する。ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチをＯＮ状態に切り換えて、陽極１６と陰極５１の間で絶縁破壊する電圧を印加することで放電が発生し放電ランプ１０が点灯し、ＯＮ／ＯＦＦ制御スイッチをＯＦＦ状態に切り換えれば放電ランプ１０は消灯する。

前述のように、陽極側マウントユニット１５と陰極側マウントユニット５０のそれぞれで、内部電極棒１７に対する内部ガラス管２１の軸方向の移動を規制する際に、コイル状ストッパ４０は平坦部４２を内部ガラス管２１の凹部２３の底面２４に面接触させている。このようにコイル状ストッパ４０の平坦部４２を内部ガラス管２１に対して面接触させることで、コイル状ストッパ４０から内部ガラス管２１に対する押圧力を大きくして、内部ガラス管２１と内部金属リング２８の面接触状態を確実に維持させることができる。また、コイル状ストッパ４０の平坦部４２と内部ガラス管２１の底面２４の接触領域が広くなることで、内部ガラス管２１に対して局所的に負荷が集中せず、内部ガラス管２１の耐久性を向上させることができる。特に、前述した内部ガラス管２１に対する封止管１３（１４）の溶着工程や、放電ランプ１０の点灯中や、放電ランプ１０の消灯直後のように、コイル状ストッパ４０と内部ガラス管２１の間の温度差が大きくなる状態において、コイル状ストッパ４０との接触部分を起点とする内部ガラス管２１のクラックの発生防止効果が高くなる。

コイル状ストッパ４０のコイル部４１を構成する線材は中心軸Ｃに対して螺旋状に巻回されているため、中心軸Ｃに対して垂直な平面である平坦部４２をコイル部４１の端部に形成すると、図５に示すように、平坦部４２は周方向に進むにつれて径方向の幅を徐変させる形状になる。より詳しくは、平坦部４２は周方向端部４２ａと周方向端部４２ｂの範囲で形成されており、コイル部４１の巻回の一方の始点である巻端部４１ｂに周方向端部４２ａが位置している。周方向端部４２ａと周方向端部４２ｂでは径方向における平坦部４２の幅が狭く、周方向端部４２ａと周方向端部４２ｂから離れて周方向の中間に進むにつれて径方向における平坦部４２の幅が大きくなる。

図３と図５に示すように、完成状態にある放電ランプ１０のコイル状ストッパ４０と内部ガラス管２１について、中心軸Ｃからテーパ面２４ａの外縁部（底面２４との境界部）までの半径をＲ₀、平坦部４２が径方向に最大になる部分の中心軸Ｃからの半径をＲ₁₁、コイル状ストッパ４０のコイル部４１の中心軸Ｃからの平均半径（中心軸Ｃからコイル部４１の径方向の中央までの距離）をＲ₁₂、コイル部４１の中心軸Ｃからの半径（中心軸Ｃからコイル部４１の径方向の最外縁部までの距離）をＲ₁₃、コイル部４１を構成する線材の径方向の最大幅をＲ₁₄、平坦部４２を設ける周方向角度をθとしたとき、以下の条件（１）ないし（５）を満たすように構成している。
（１）Ｒ₀＜Ｒ₁₁
（２）Ｒ₁₂≦Ｒ₀＜Ｒ₁₃
（３）２ｍｍ≦Ｒ₁₂≦１５ｍｍ
（４）０．５ｍｍ≦Ｒ₁₄≦３ｍｍ
（５）３０°≦θ≦３００°

条件（１）を満たすことで、内部ガラス管２１がテーパ面２４ａを有する場合において、コイル状ストッパ４０の平坦部４２を、内部ガラス管２１の凹部２３の底面２４に対して確実に当接させることができる。また、条件（２）を満たすコイル状ストッパ４０にすることで、条件（１）を満たす平坦部４２を無理なく形成して、底面２４に対する十分な接触面積を確保することができる。

条件（３）と条件（４）は、コイル状ストッパ４０のコイル部４１の平均半径と線材の径方向幅の関係を示したものであり、内部電極棒１７とコイル状ストッパ４０の温度や、コイル状ストッパ４０から内部ガラス管２１に対する押圧力の確保を考慮し、これらを同時に満たすように適宜選択することが好ましい。

条件（５）の下限値以上に設定することで、コイル状ストッパ４０の平坦部４２を無理なく形成できると共に、内部ガラス管２１の底面２４に対する平坦部４２の周方向の接触領域が十分に確保され、底面２４への周方向の局所的な負荷の集中や、中心軸Ｃに対するコイル状ストッパ４０の傾きを抑えて、安定した抜け止め効果を実現できる。また、条件（５）の上限値以下に設定することで、螺旋状をなすコイル部４１に対する平坦部４２の加工性を良くすることができる。例えば、中心軸Ｃに対して垂直な方向に切削動作を行うシンプルな切削機械を用いて、簡単かつ低コストに平坦部４２を形成しやすくなる。本実施形態のコイル状ストッパ４０の平坦部４２は、周方向端部４２ａから周方向端部４２ｂまでの周方向角度θが約３００°となっており、条件（５）の上限に近い構成である。

図６と図７に異なる形態のコイル状ストッパ１４０を示す。先の実施形態のコイル状ストッパ４０と同様に、コイル状ストッパ１４０のコイル部１４１のガラス管側端部１４１ａに、中心軸Ｃに対して垂直な平坦部１４２が形成されている。平坦部１４２は、コイル部１４１の巻端部１４１ｂから周方向に進むにつれて徐々に径方向の幅を狭くする形状をなし、巻端部１４１ｂに位置する一方の周方向端部１４２ａから他方の周方向端部１４２ｂまでの平坦部１４２の周方向角度θが９０°強となっている。先の実施形態におけるコイル状ストッパ４０の平坦部４２は、周方向で巻端部４１ｂ（周方向端部４２ａ）に近づくにつれて、径方向の幅が狭くなると共に軸方向に薄肉になっている（図４と図５を参照）。図６と図７に示すコイル状ストッパ１４０では、このような径方向に幅狭かつ軸方向に薄肉となるコイル部１４１の端末部分を切除して巻端部１４１ｂを構成することで、平坦部１４２の周方向端部１４２ａの径方向幅を大きくさせている。なお、コイル状ストッパ１４０は、前記の条件（１）から条件（５）を全て満たしている。

さらに異なる形態のコイル状ストッパ２４０を図８に示す。先に説明した各形態のコイル状ストッパ４０，１４０は円形断面の金属製線材を螺旋状に巻回して構成されているのに対して、図８のコイル状ストッパ２４０は、四角形断面の金属製線材を螺旋状に巻回して構成されている。コイル状ストッパ２４０のコイル部２４１のガラス管側端部２４１ａに、中心軸Ｃに対して垂直な平坦部２４２を設けている。四角形断面の線材からなるコイル状ストッパ２４０は、コイル部２４１のうち軸方向を向く面が元々平面に近い形状を有しているが、中心軸Ｃに対して垂直な平坦部２４２をさらに形成することにより、先の各実施形態と同様に、内部ガラス管２１の凹部２３の底面２４に対する平坦度を高めて接触面積を広くすることができる。つまり、本発明は円形以外の断面形状の線材で形成したコイル状ストッパにも有効である。コイル状ストッパ２４０は、前記の条件（１）から条件（５）を全て満たすように構成されている。

以上、図示の各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、図示実施形態のコイル状ストッパ４０，１４０，２４０の平坦部４２，１４２，２４２はいずれも中心軸Ｃに対して垂直な平面であるが、本発明のコイル状ストッパに設ける平坦部は、中心軸Ｃに対して垂直な平面には限定されない。本発明における「平坦部」とは、コイル状ストッパの材料である線材（金属素線）の元々の外面形状に比して、ガラス管の電極側端面（内部ガラス管２１の底面２４）に対する平坦度（平行度）が高い形状であることを意味している。例えば、内部ガラス管２１の底面２４が、図示した実施形態とは異なり中心軸Ｃと垂直な平面に対して僅かに傾きを有する面である場合には、これに対応してコイル状ストッパ４０，１４０，２４０の平坦部４２，１４２，２４２にも同様の傾きを持たせることが好ましい。また、コイル状ストッパ４０，１４０のように円形断面の線材で構成されている場合には、平坦部４２，１４２に相当する部分を、当該線材の外周面よりも曲率の小さい湾曲形状にすることで内部ガラス管２１の底面２４に対する平坦度が向上し、所要の効果を得ることができる。

図示実施形態のコイル状ストッパ４０，１４０，２４０は、軸方向の一端のみに平坦部である平坦部４２，１４２，２４２を設けているが、軸方向の両端に平坦部４２，１４２，２４２のような平坦部を設けることも可能である。軸方向の両端に平坦部を設けることで、軸方向における組み付け方向を問わずにコイル状ストッパを用いることができ、特に組み立て時の作業性向上に寄与する。

なお、放電ランプ１０は、上述の組立手順には限定されず、また、上述の形態に限定されるものではない。本発明は内部ガラス管２１に挿入した内部電極棒１７を備えた放電ランプ全般に適応可能である。

１０ 放電ランプ
１１ 放電容器
１２ 発光管
１３ １４ 封止管
１５ 陽極側マウントユニット
１６ 陽極（電極）
１７ 内部電極棒（電極棒）
１９ 外部電極棒
２１ 内部ガラス管（ガラス管）
２２ 支持孔
２３ 凹部
２４ 底面（電極側端面）
２４ａ テーパ面
２５ 外部ガラス管
２６ 支持孔
２８ 内部金属リング
２９ 貫通孔
３１ 外部金属リング
３２ 貫通孔
３４ ガラス棒
３５ ３６ 電極支持孔
３７ ３８ 金属箔
４０ １４０ ２４０ コイル状ストッパ
４１ １４１ ２４１ コイル部
４１ａ １４１ａ ２４１ａ コイル部のガラス管側端部
４１ｂ １４１ｂ コイル部の巻端部
４２ １４２ ２４２ 平坦部
４２ａ ４２ｂ １４２ａ １４２ｂ ガラス管側端面の周方向端部
５０ 陰極側マウントユニット
５１ 陰極（電極）
Ｃ 中心軸

Claims (7)

1. ガラス製の放電容器内に配設される電極を一端に支持する電極棒と、
   前記電極棒を挿入する支持孔を有し、前記放電容器を構成する封止管内に固定されるガラス管と、
   金属製の線材からなり前記電極棒の外周面に装着され、前記ガラス管のうち前記電極側を向く電極側端面に対向するガラス管側端部を有するコイル状ストッパと、
   を備え、
   前記コイル状ストッパのガラス管側端部に平坦部を有することを特徴とする放電ランプ。
2. 前記ガラス管は、前記電極側端面と前記支持孔の内周面とを接続するテーパ面を有し、
   前記ガラス管及び前記コイル状ストッパの中心軸からの前記テーパ面の半径をＲ₀、前記平坦部が前記中心軸を中心とする径方向に最大となる部分の前記中心軸からの半径をＲ₁₁としたとき、
   Ｒ₀＜Ｒ₁₁
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記コイル状ストッパの前記中心軸からの平均半径をＲ₁₂、前記コイル状ストッパの前記中心軸からの半径をＲ₁₃としたとき、
   Ｒ₁₂≦Ｒ₀≦Ｒ₁₃
   を満たすことを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
4. 前記コイル状ストッパを構成する前記線材の前記径方向の幅をＲ₁₄としたとき、
   ２ｍｍ≦Ｒ₁₂≦１５ｍｍ
   ０．５ｍｍ≦Ｒ₁₄≦３ｍｍ
   を満たすことを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ。
5. 前記平坦部は、前記中心軸に対して垂直な面であり、前記コイル状ストッパの周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放電ランプ。
6. 前記平坦部の周方向角度θが、
   ３０°≦θ≦３００°
   を満たすことを特徴とする請求項５に記載の放電ランプ。
7. 前記コイル状ストッパが装着される位置の前記電極棒の外周面は、前記ガラス管の前記支持孔の内周面と対向する位置の前記電極棒の外周面よりも粗いことを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。

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