JP2019114408A - 放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】金属箔と電極軸との接合部、金属箔とリード線との接合部における接合強度を適正に確保する。【解決手段】実施形態の放電ランプは、放電空間を封止する封止部を有する発光管と、封止部に支持された電極軸と、封止部に設けられ、電極軸と電気的に接続された金属箔と、封止部に設けられ、金属箔と電気的に接続されたリード線と、を備える。金属箔は、電極軸の外周面と接合された第１の接合部と、リード線の外周面と接合された第２の接合部と、を有する。第１の接合部または第２の接合部は、複数の溶接部を有し、電極軸またはリード線の直径をＲ１［ｍｍ］、複数の溶接部の円周長さの総和をＬ［ｍｍ］としたとき、Ｒ１≧０．６［ｍｍ］の場合に、Ｌ≧６．９［ｍｍ］を満たす。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、放電ランプに関する。

例えば、半導体の露光工程や、ＵＶ（ultraviolet）インクやＵＶ塗料の乾燥工程、樹脂の硬化工程等では、紫外線によって光化学反応を行うために、紫外線を発する光源としてロングアーク型放電ランプが用いられている。

この種の放電ランプは、放電空間を封止する封止部が形成された発光管を備える。封止部の内部には、コイルが巻回された電極軸と、外部から電力を供給するリード線とにそれぞれ接合された金属箔が埋め込まれている。金属箔は、電極軸の端部の外周面及びリード線の端部の外周面に溶接されて接合されている。

関連技術の放電ランプとしては、直径が０．３［ｍｍ］〜０．５［ｍｍ］の電極軸と、金属箔とがレーザ溶接によって接合された構成がある。

特開２００４−３６３０１４号公報

ところで、放電ランプとしては、所望のランプ特性を得るために点灯時に供給する電流を、例えば、３［Ａ］以上に高めることが望ましい。３［Ａ］以上の電流を放電ランプに供給する場合には、電極軸に加わる負荷を抑えるために、電極軸の直径を０．６［ｍｍ］以上に確保することが望ましい。したがって、この場合、直径が０．６［ｍｍ］以上の電極軸と金属箔との接合部における接合強度を適正に確保することが望ましい。

そこで、本発明は、金属箔と電極軸との接合部、金属箔とリード線との接合部における接合強度を適正に確保することができる放電ランプを提供することを目的とする。

実施形態に係る放電ランプは、放電空間を封止する封止部を有する発光管と、前記封止部に支持された電極軸と、前記封止部に設けられ、前記電極軸と電気的に接続された金属箔と、前記封止部に設けられ、前記金属箔と電気的に接続されたリード線と、を具備する。前記金属箔は、前記電極軸の外周面と接合された第１の接合部と、前記リード線の外周面と接合された第２の接合部と、を有し、前記第１の接合部または前記第２の接合部は、複数の溶接部を有し、前記電極軸または前記リード線の直径をＲ１［ｍｍ］、前記複数の溶接部の円周長さの総和をＬ［ｍｍ］としたとき、Ｒ１≧０．６［ｍｍ］の場合に、Ｌ≧６．９［ｍｍ］を満たす。

本発明によれば、金属箔と電極軸との接合部、金属箔とリード線との接合部における接合強度を適正に確保することができる。

実施形態に係る放電ランプを示す模式図である。 実施形態に係る放電ランプの封止部近傍を示す平面図である。 実施形態に係る放電ランプにおける金属箔の接合部を示す平面図である。 実施形態に係る放電ランプにおける金属箔の接合部を示す断面図である。 実施形態に係る放電ランプにおいて、溶接部の直径が０．１［ｍｍ］の場合の接合部の構成例を説明するための平面図である。 実施形態に係る放電ランプにおいて、溶接部の直径が０．１［ｍｍ］の場合の接合部の構成例を説明するための平面図である。 実施形態に係る放電ランプにおける金属箔の接合部について、溶接部の直径が０．１［ｍｍ］の場合の、複数の溶接部の円周長さの総和と接合強度との関係を説明するためのグラフである。 実施形態に係る放電ランプにおいて、溶接部の直径が０．２［ｍｍ］の場合の接合部の構成例を説明するための平面図である。 実施形態に係る放電ランプにおいて、溶接部の直径が０．２［ｍｍ］の場合の接合部の構成例を説明するための平面図である。 実施形態に係る放電ランプにおける金属箔の接合部について、溶接部の直径が０．２［ｍｍ］の場合の、複数の溶接部の円周長さの総和と接合強度との関係を説明するためのグラフである。 実施形態に係る放電ランプにおける金属箔の接合部について、溶接部の直径が０．２［ｍｍ］の場合の、複数の溶接部の円周長さの総和と接合強度との関係を説明するためのグラフである。 実施形態に係る放電ランプにおける金属箔の接合部の接合強度の測定方法を説明するための模式図である。

以下で説明する実施形態に係る放電ランプ５は、発光管６と、電極軸８と、金属箔１０と、リード線１２と、を備える。発光管６は、封止部１１を有する。封止部１１は、放電空間６ａを封止する。電極軸８は、封止部１１に支持されている。金属箔１０は、封止部１１に設けられている。金属箔１０は、電極軸８と電気的に接続されている。リード線１２は、封止部１１に設けられている。リード線１２は、金属箔１０と電気的に接続されている。金属箔１０は、第１の接合部１６と、第２の接合部１７と、を有する。第１の接合部１６は、金属箔１０と電極軸８の外周面とが接合されている。第２の接合部１７は、金属箔１０とリード線１２の外周面と接合されている。第１の接合部１６または第２の接合部１７は、複数の溶接部１８を有する。電極軸８またはリード線１２の直径をＲ１［ｍｍ］、複数の溶接部１８の円周長さの総和をＬ［ｍｍ］としたとき、Ｒ１≧０．６［ｍｍ］の場合に、Ｌ≧６．９［ｍｍ］を満たす。

また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプ５は、溶接部１８の直径をＲ２［ｍｍ］、電極軸８またはリード線１２の外周面と金属箔１０とが接する接触部分の、電極軸８またはリード線１２の軸方向に直交する方向に対する長さをＤ［ｍｍ］としたとき、Ｒ２≧０．１［ｍｍ］、Ｌ≧２．２πＤ［ｍｍ］を満たす。

また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプ５は、接触部分が、電極軸８またはリード線１２の外周面に形成された平面８ａである。

また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプ５は、放電ランプ５の点灯時に供給される電流が３［Ａ］以上である。

また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプ５は、複数の溶接部１８が、レーザ溶接されている。

（実施形態）
以下、実施形態に係るロングアーク型の放電ランプ（以下、単に「放電ランプ」と称する。）５について、図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る放電ランプ５を示す模式図である。図１に示すように、実施形態の放電ランプ５は、例えば、紫外線照射装置１が備える装着部３に装着されて、被照射体へ紫外線を照射するために使用される。装着部３は、放電ランプ５を保持する一対の保持部材４を有しており、一対の保持部材４によって、放電ランプ５が有する後述の一対の口金部材１３が保持される。

（放電ランプの構成）
本実施形態に係る放電ランプ５は、ロングアーク型の水銀ランプ、あるいはロングアーク型のメタルハライドランプであり、いわゆる高輝度放電灯（ＨＩＤ：High Intensity Discharge lamp）である。図１に示すように、放電ランプ５は、発光管６と、口金部材１３と、接続線１４と、を備える。本実施形態の放電ランプ５は、定格点灯時に放電ランプ５に供給される電流が３［Ａ］以上とされている。

発光管６は、透過光性を有する石英ガラスによって円筒状に形成されており、内部に放電空間６ａを有する。放電空間６ａの内部には、例えば、アルゴンガス、高蒸気圧の水銀が封入されており、これらに加えて、鉄、錫、ヨウ素等の金属ハロゲン化物が封入されている。

図１に示すように、発光管６の放電空間６ａの両端には、一対の電極７が設けられている。図２は、実施形態に係る放電ランプ５の封止部近傍を示す平面図である。図２に示すように、電極７は、電極軸８と、コイル９と、を有する。電極軸８は、一端部側が放電空間６ａ側に向けられており、一端部が放電空間６ａに設けられている。電極軸８の他端部は、金属箔１０に溶接されて接合されており、電極軸８が金属箔１０と電気的に接続されている。コイル９は、電極軸８の一端部の外周面に巻回されており、放電空間６ａ内に配置されている。電極軸８及びコイル９は、タングステンを主成分とする金属材料によって形成されている。本実施形態における電極軸８は、放電ランプ５の定格点灯時に供給される３［Ａ］以上の電流に対応するため、直径Ｒ１（図３）が０．６［ｍｍ］以上に形成されている。

発光管６の両端部には、図１及び図２に示すように、放電空間６ａを封止する封止部１１が形成されている。封止部１１は、発光管６の両端部が熱収縮（縮径）されて封止された、いわゆるシュリンクシールによって形成された円柱状のシュリンクシール部である。

図２に示すように、封止部１１の内部には、金属箔１０が埋め込まれており、電極軸８の他端部及び金属箔１０、リード線（導線）１２の一端部が、形成材１１ａである石英ガラスによって封止されている。金属箔１０は、例えば、モリブデンによって矩形状に形成されており、例えば、発光管６の長さ方向に対する長さが３０ｍｍ程度、幅が６ｍｍ程度、厚さが０．０２８ｍｍ程度に形成されている。また、金属箔１０の他端部には、軸状のリード線１２の一端部の外周面が溶接されて接合されており、金属箔１０がリード線１２と電気的に接続されている。

したがって、金属箔１０は、電極軸８の外周面に接合された第１の接合部１６と、リード線１２の外周面に接合された第２の接合部１７と、を有する。第１の接合部１６及び第２の接合部１７については後述する。

また、金属箔１０に接合されたリード線１２の他端部は、封止部１１から引き出されている。また、封止部１１の外周部には、図１に示すように、円筒状の口金部材１３が設けられている。口金部材１３は、接着剤によって発光管６の封止部１１に接合されている。

接続線１４は、発光管６の外部に配置されており、封止部１１から引き出されたリード線１２の他端部に一端部が接続されている。接続線１４の一端部とリード線１２の他端部は、例えば溶接により形成された接続部（図示せず）を介して接続されている。そして、放電ランプ５は、紫外線照射装置１の装着部３に装着されたときに、装着部３に設けられた一対の保持部材４によって口金部材１３が保持されて、接続線１４が電源部（図示せず）に接続される。

（第１の接合部及び第２の接合部における複数の溶接部）
図３は、実施形態に係る放電ランプ５における金属箔１０の第１の接合部１６（第２の接合部１７）を示す平面図である。図４は、実施形態に係る放電ランプ５における金属箔１０の第１の接合部１６（第２の接合部１７）を示す断面図である。図３及び図４では、第１の接合部１６を示している。以下、便宜上、第１の接合部１６について説明するが、第２の接合部１７においても、電極軸８の代わりにリード線１２を用いる点を除いて、第１の接合部１６と同様に形成されている。

図３及び図４に示すように、電極軸８の外周面には、電極軸８の軸方向に沿って平面８ａが形成されており、平面８ａ上に金属箔１０が重ねられることにより、電極軸８と金属箔１０とが接している。このため、平面８ａは、電極軸８と金属箔１０とが接する接触部を構成している。図示しないが、リード線１２の外周面にも、電極軸８と同様に平坦面が形成されている。

第１の接合部１６（第２の接合部１７）は、図３に示すように、レーザスポット溶接に形成された複数の溶接部１８を有する。複数の溶接部１８は、電極軸８（リード線１２）の平面８ａ上において、電極軸８（リード線１２）の軸方向及び軸方向に直交する方向に沿って間隔をあけて形成されている。複数の溶接部１８は、例えば、格子状に配列されている。溶接部１８は、一例として、金属箔１０の表面上におけるスポット形状が円形状に形成されているが、楕円状に形成されてもよい。また、第１の接合部１６及び第２の接合部１７としては、レーザスポット溶接に限定されるものではなく、溶接部１８が線状に延ばされるレーザシーム溶接が用いられてもよい。これと同様に、隣り合う溶接部１８同士において、溶接部１８の一部が互いに重なって配置されてもよい。

第１の接合部１６（第２の接合部１７）は、図４に示すように、金属箔１０に対向して配置されたレーザ照射ヘッド２０を用いて、金属箔１０の厚み方向における金属箔１０側からレーザ光を照射し、金属箔１０及び電極軸８（リード線１２）の一部が溶融されることで、溶接部１８が形成されている。溶接部１８は、電極軸８の軸方向に直交する断面において、金属箔１０の厚み方向に金属箔１０を貫通し、電極軸８の平面８ａから電極軸８の中心へ向かって延びており、金属箔１０と電極軸８における平面８ａ近傍の部分とを溶融して接合している。

第１の接合部１６（第２の接合部１７）は、電極軸８（リード線１２）の直径をＲ１［ｍｍ］、金属箔１０の表面上における複数の溶接部１８の円周長さの総和をＬ［ｍｍ］としたとき、
Ｒ１≧０．６［ｍｍ］ ・・・式１
である場合に、
Ｌ≧６．９［ｍｍ］ ・・・式２
を満たす。

第１の接合部１６（第２の接合部１７）は、電極軸８（リード線１２）の直径Ｒ１が０．６［ｍｍ］以上の場合に、式２を満たすことにより、接合強度が適正に得られる。式２については後述する。なお、本実施形態では、電極軸８（リード線１２）の直径Ｒ１が、例えば、２．０［ｍｍ］に形成されている。

また、第１の接合部１６（第２の接合部１７）は、金属箔１０の表面上における溶接部１８の直径をＲ２［ｍｍ］、電極軸８（リード線１２）の外周面と金属箔１０とが接する接触部分である平面８ａの、電極軸８（リード線１２）の軸方向に直交する方向に対する長さをＤ［ｍｍ］としたとき、
Ｒ２≧０．１［ｍｍ］ ・・・式３
Ｌ≧２．２πＤ［ｍｍ］ ・・・式４
を満たす。

第１の接合部１６（第２の接合部１７）は、電極軸８（リード線１２）の直径Ｒ１が０．６［ｍｍ］以上の場合に、式３、４を満たすことにより、接合強度が適正に得られる。直径Ｒ２が０．１［ｍｍ］未満の場合には、溶接部１８の溶融部分が電極軸８まで到達しないので、金属箔１０と電極軸８との接合状態が不十分となり、好ましくない。式４については後述する。なお、本実施形態では、例えば、電極軸８の平面８ａの長さＤが１．０［ｍｍ］に形成されている。

（複数の溶接部による接合強度）
図５及び図６は、実施形態に係る放電ランプ５において、溶接部１８の直径Ｒ２が０．１［ｍｍ］の場合の第１の接合部１６及び第２の接合部１７の構成例を説明するための平面図である。図７は、実施形態に係る放電ランプ５における金属箔１０の第１の接合部１６及び第２の接合部１７について、溶接部１８の直径Ｒ２が０．１［ｍｍ］の場合の、複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］と接合強度との関係を説明するためのグラフである。図７において、縦軸が接合強度［Ｎ］を示し、横軸が複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］を示す。

本実施形態では、適正な接合強度を２０［Ｎ］以上としている。図５、図６及び図７では、電極軸８の直径Ｒ１＝２．０［ｍｍ］、接触部分（平面８ａ）の長さＤ＝１．０［ｍｍ］、溶接部１８の直径Ｒ２＝０．１［ｍｍ］として、溶接部１８の個数及び配列パターンを変更している。溶接部１８の円周長さは、キーエンス社製のデジタル・マイクロスコープ（ＶＨＸ−１００Ｆ）を用いて測定した。

図５（ａ）〜（ｅ）、図６（ａ）〜（ｅ）は、溶接部１８の直径Ｒ２を０．１［ｍｍ］とした場合において、溶接部１８の個数及び配列パターンを変更した各構成例である。第１の接合部１６及び第２の接合部１７は、金属箔１０に照射するレーザ光の照射パターンを変更することにより、複数の溶接部１８の配列パターンが変更される。図７において、縦軸が接合強度［Ｎ］を示し、横軸が、複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］を示す。図７の横軸は、図５及び図６に示した溶接部１８の各構成例に対応する、複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］を示している。以下、図５及び図６に示す各構成例と、図７に示す各構成例の接合強度とを参照して説明する。

図５（ａ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、１２個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って４列に配列されており、１２個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが３．８［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たさず、図７に示すように接合強度が１０［Ｎ］程度となり、接合強度が十分に得られない参考例である。図５（ｂ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、１８個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って６列に配列されており、１８個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが５．７［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たさず、図７に示すように接合強度が２０［Ｎ］未満となり、接合強度が十分に得られない参考例である。

図５（ｃ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、２２個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って６列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、２２個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが６．９［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が２０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図５（ｄ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、２６個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って６列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、２６個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが８．２［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が２５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図５（ｅ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、３２個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って８列に配列されており、３２個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが１０．０［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が３５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。

図６（ａ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、４０個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って８列に配列されており、４０個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが１２．６［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が４０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図６（ｂ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、５０個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って８列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、５０個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが１５．７［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が４５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。

図６（ｃ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、６４個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って８列に配列されており、６４個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが２０．１［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が４５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図６（ｄ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、８０個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って８列に配列されており、８０個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが２５．１［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が４５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図６（ｅ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］、１００個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って８列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、１００個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが３１．４［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図７に示すように接合強度が４５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。

したがって、電極軸８の直径Ｒ１＝２．０［ｍｍ］、接触部分（平面８ａ）の長さＤ＝１．０［ｍｍ］、溶接部１８の直径Ｒ２＝０．１［ｍｍ］とした場合、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たすことにより、２０［Ｎ］以上の接合強度を確保することができる。複数の溶接部１８の配列パターン、ピッチは限定されず、複数の溶接部１８が集合した溶接部群が間隔をあけて配置されてもよい。

続いて、溶接部１８の直径Ｒ２を０．２［ｍｍ］に変更した場合について説明する。図８及び図９は、実施形態に係る放電ランプ５において、溶接部１８の直径Ｒ２が０．２［ｍｍ］の場合の第１の接合部１６及び第２の接合部１７の構成例を説明するための平面図である。

図１０及び図１１は、実施形態に係る放電ランプ５における金属箔１０の第１の接合部１６及び第２の接合部１７について、溶接部１８の直径Ｒ２が０．２［ｍｍ］の場合の、複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］と接合強度との関係を説明するためのグラフである。図１０及び図１１において、縦軸が接合強度［Ｎ］を示し、横軸が複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］を示す。図１１は、図１０の横軸に示す複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］を、式４を用いて置き換えたグラフである。

図８、図９及び図１０では、電極軸８の直径Ｒ１＝２．０［ｍｍ］、接触部分（平面８ａ）の長さＤ＝１．０［ｍｍ］、溶接部１８の直径Ｒ２＝０．２［ｍｍ］として、溶接部１８の個数及び配列パターンを変更している。

図８（ａ）〜（ｅ）、図９（ａ）〜（ｅ）は、溶接部１８の直径Ｒ２を０．２［ｍｍ］とした場合において、溶接部１８の個数及び配列パターンを変更した各構成例である。図１０において、縦軸が接合強度［Ｎ］を示し、横軸が、複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］を示す。図１０の横軸は、図８及び図９に示した溶接部１８の各構成例に対応する、複数の溶接部１８の円周長さの総和Ｌ［ｍｍ］を示している。以下、図８及び図９に示す各構成例と、図１０に示す各構成例の接合強度とを参照して説明する。

図８（ａ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、６個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って２列に配列されており、６個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが３．８［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たさず、図１０に示すように接合強度が１０［Ｎ］程度となり、接合強度が十分に得られない参考例である。図８（ｂ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、９個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って３列に配列されており、９個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが５．７［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たさず、図１０に示すように接合強度が１０［Ｎ］程度となり、接合強度が十分に得られない参考例である。

図８（ｃ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、１１個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って３列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、１１個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが６．９［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が２０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図８（ｄ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、１３個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って３列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、１３個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが８．２［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が３０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図８（ｅ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、１６個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って４列に配列されており、１６個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが１０．０［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が３５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。

図９（ａ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、２０個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って４列に配列されており、２０個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが１２．６［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が４０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図９（ｂ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、２５個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って４列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、２５個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが１５．７［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が４５［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。

図９（ｃ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、３２個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って４列に配列されており、３２個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが２０．１［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が４０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図９（ｄ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、４０個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って４列に配列されており、４０個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが２５．１［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が４０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。図９（ｅ）に示す構成例では、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］、５０個の溶接部１８が電極軸８の軸方向に沿って４列に配列されており、溶接部１８が出極軸８の軸方向に並ぶ個数が異なる列を含んでいる。この構成例では、５０個の溶接部１８の円周長さの総和Ｌが３１．４［ｍｍ］となる。よって、この構成例は、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たしており、図１０に示すように接合強度が５０［Ｎ］程度となり、適正な接合強度が得られる。

したがって、電極軸８の直径Ｒ１＝２．０［ｍｍ］、接触部分（平面８ａ）の長さＤ＝１．０［ｍｍ］、溶接部１８の直径Ｒ２＝０．２［ｍｍ］とした場合、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たすことにより、２０［Ｎ］以上の接合強度を確保することができる。

図７に示した結果より、Ｒ１＝２．０［ｍｍ］、Ｄ＝１.０［ｍｍ］、Ｒ２＝０．１［ｍｍ］の場合において、Ｒ２＝Ｄ／１０であり、溶接部１８が２２個以上のときに（図５（ｃ））、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たすことになり、２０［Ｎ］以上の接合強度が得られる。このため、式２を置き換えると、Ｌ＝π×Ｒ２×（溶接部１８の個数）であるので、Ｌ≧π×（Ｄ／１０）×２２＝２．２πＤとなり、Ｌ≧２．２πＤ［ｍｍ］（式４）を満たすことにより、２０［Ｎ］以上の接合強度が得られる。

これと同様に、図１０に示した結果より、Ｒ１＝２．０［ｍｍ］、Ｄ＝１.０［ｍｍ］、Ｒ２＝０．２［ｍｍ］の場合において、Ｒ２＝Ｄ／５であり、溶接部１８が１１個以上のときに（図８（ｃ））、Ｌ≧６．９［ｍｍ］（式２）を満たすことになり、２０［Ｎ］以上の接合強度が得られる。このため、式２を置き換えると、Ｌ＝π×Ｒ２×（溶接部１８の個数）であるので、Ｌ≧π×（Ｄ／５）×１１＝２．２πＤとなり、Ｌ≧２．２πＤ［ｍｍ］（式４）を満たすことにより、２０［Ｎ］以上の接合強度が得られる。

図１１は、図１０の横軸におけるＬを、πＤを用いて置き換えたグラフである。図１１に示すように、Ｌ≧２．２πＤ［ｍｍ］（式４）を満たすことにより、２０［Ｎ］以上の接合強度が得られる。

図１２は、実施形態に係る放電ランプ５における金属箔１０の第１の接合部１６及び第２の接合部１７の接合強度の測定方法を説明するための模式図である。接合強度は、ミネベア社製の引張圧縮試験機（ＴＧ−２ＫＮ）を用いて測定した。

接合強度は、図１２に示すように、取付け部２１に固定されたクランプ治具２２と、クランプ部材２３とを用いて測定した。クランプ治具２２によって電極軸８を保持し、クランプ部材２３によってリード線１２を保持した状態で、リード線１２の軸方向へクランプ部材２３を移動させる。このように、第１の接合部１６及び第２の接合部１７に対して引張荷重Ｆを掛ける、いわゆる引張試験により接合強度を測定した。

上述のように実施形態の放電ランプ５における第１の接合部１６及び第２の接合部１７は、複数の溶接部１８を有しており、電極軸８及びリード線１２の直径をＲ１［ｍｍ］、複数の溶接部１８の円周長さの総和をＬ［ｍｍ］としたとき、Ｒ１≧０．６［ｍｍ］の場合に、Ｌ≧６．９［ｍｍ］を満たす。これにより、直径が０．６［ｍｍ］以上の電極軸８、リード線１２を用いる場合であっても、金属箔１０と電極軸８との第１の接合部１６、金属箔１０とリード線１２との第２の接合部１７における接合強度を適正に確保することができる。したがって、封止部１１内における第１の接合部１６及び第２の接合部１７の接合状態の信頼性が高められるので、封止部１１にクラックが生じることを抑えることができる。

また、実施形態の放電ランプ５における第１の接合部１６及び第２の接合部１７は、溶接部１８の直径をＲ２［ｍｍ］、電極軸８及びリード線１２の外周面と金属箔１０とが接する接触部分の長さをＤ［ｍｍ］としたとき、Ｒ２≧０．１［ｍｍ］、Ｌ≧２．２πＤ［ｍｍ］を満たす。これにより、直径が０．６［ｍｍ］以上の電極軸８、リード線１２を用いる場合であっても、金属箔１０と電極軸８との第１の接合部１６、金属箔１０とリード線１２との第２の接合部１７における接合強度を適正に確保することができる。

また、実施形態の放電ランプ５における第１の接合部１６及び第２の接合部１７は、電極軸８及びリード線１２の外周面と金属箔１０とが接する接触部分が、電極軸８及びリード線１２の外周面に形成された平面８ａである。これにより、金属箔１０と電極軸８及びリード線１２との接触状態が安定するので、接合状態の安定性を高めることができる。

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

５ 放電ランプ
６ 発光管
６ａ 放電空間
８ 電極軸
１０ 金属箔
１１ 封止部
１１ａ 形成材
１２ リード線
１６ 第１の接合部
１７ 第２の接合部
１８ 溶接部
Ｄ 長さ
Ｌ 円周長さの総和
Ｒ１ 直径
Ｒ２ 直径

Claims (5)

1. 放電空間を封止する封止部を有する発光管と；
   前記封止部に支持された電極軸と；
   前記封止部に設けられ、前記電極軸と電気的に接続された金属箔と；
   前記封止部に設けられ、前記金属箔と電気的に接続されたリード線と；を具備し、
   前記金属箔は、前記電極軸の外周面と接合された第１の接合部と、前記リード線の外周面と接合された第２の接合部と、を有し、
   前記第１の接合部または前記第２の接合部は、複数の溶接部を有し、
   前記電極軸または前記リード線の直径をＲ１［ｍｍ］、前記複数の溶接部の円周長さの総和をＬ［ｍｍ］としたとき、Ｒ１≧０．６［ｍｍ］の場合に、Ｌ≧６．９［ｍｍ］を満たす、放電ランプ。
2. 前記溶接部の直径をＲ２［ｍｍ］、前記電極軸または前記リード線の外周面と前記金属箔とが接する接触部分の、前記電極軸または前記リード線の軸方向に直交する方向に対する長さをＤ［ｍｍ］としたとき、Ｒ２≧０．１［ｍｍ］、Ｌ≧２．２πＤ［ｍｍ］を満たす、
   請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記接触部分は、前記電極軸または前記リード線の外周面に形成された平面である、
   請求項２に記載の放電ランプ。
4. 前記放電ランプの点灯時に供給される電流が３［Ａ］以上である、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の放電ランプ。
5. 前記複数の溶接部は、レーザ溶接されている、
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の放電ランプ。

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