JPWO2005088674A1 - 金属蒸気放電ランプとその製造方法、およびリフレクタ付きランプ - Google Patents

金属蒸気放電ランプとその製造方法、およびリフレクタ付きランプ Download PDF

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雅人 吉田
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俊介 柿坂
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Abstract

一端部に閉塞部（２）を有し、かつ他端部に金属箔（３）が封止された封止部（４）を有する外管（５）と、外管（５）内に配置された発光管（６）と、一端部が金属箔（３）に接続され、かつ他端部が外管（５）内に引き込まれ、発光管（６）から導出された外部リード線（１３，１７）に接続されている電力供給線（７，８）とを備えている。発光管（６）は電力供給線（７，８）によって支持されている。電力供給線（７）は、少なくとも一部が外管（５）の内面に接触することによって発光管（６）を外管（５）内の所定の位置に保持している保持部（接触部２０）を有する。発光管を外管内の所定の位置で安定に保持して、外部からの衝撃に起因する発光管や外管の破損を抑制し、製造工程においては、作業能率を向上させることができる。

Description

本発明は、発光管が外管内に収納された構造を有する金属蒸気放電ランプとその製造方法、およびリフレクタ付きランプに関する。
従来の金属蒸気放電ランプ、例えばセラミックメタルハライドランプには、コンパクト性が高く、店舗用照明等に使用されるランプとして、図８に示すような構造のものが知られている。このランプは、筒状の石英ガラス製の外管３３と、この外管３３内に収納された発光管６と、電力供給線３４，３５と、外管３３の端部に取り付けられた口金９とを備えている。
外管３３は、一端部にチップオフ部１０を有し、他端部に金属箔３が封止された封止部４を有する。発光管６は、外管３３内に長手方向の中心軸Ｙが外管３３の長手方向の中心軸Ｘと略一致するように収納されている。電力供給線３４，３５は、一端部が金属箔３を介して外部導入線２３と接続され、かつ他端部が外管３３内に引き込まれて、発光管６の両端部からこの発光管６の長手方向に延出した外部リード線１３，１７にそれぞれ接続されている。口金９は、外管３３の他端部に取り付けられた絶縁材料からなる本体部３８と、外部導入線２３と電気的に接続されたピン状の端子１１を有する。
金属箔３は例えばモリブデンからなり、その厚みが例えば２０μｍ〜４０μｍである。電力供給線３４，３５は例えばモリブデンからなり、その線径が例えば０．５ｍｍ〜０．９ｍｍである。外部リード線１３，１７は例えばニオブからなり、その線径が例えば０．５ｍｍ〜０．９ｍｍである。外部導入線２３は例えばニッケルからなり、その線径が例えば０．６ｍｍ〜１．０ｍｍである。
次に、このような従来の金属蒸気放電ランプの製造方法の一例について説明する。
まず、図９に示すように、予め組み立てられた発光管６と、電力供給線３４，３５、金属箔３および外部導入線２３が順次接続された電力供給構造体３６とを準備し、発光管６の外部リード線１３，１７と電力供給線３４，３５とをそれぞれ接続することによって一体化して、組立体３７を作製する。
そして、この組立体３７の外部導入線２３のみをチャック２６のみに把持することによって、組立体３７を垂直に立てた状態で保持する。
次に、一端部に内径が例えば２．０ｍｍ〜２．５ｍｍの排気管１２が連通するように接続され、かつ他端部が開口したバルブ２７を用意する。このバルブ２７は後に外管３３を形成する。
バルブ２７を、開口端が下向けになる状態で組立体３７の上方に配置する。その後、バルブ２７を組立体３７へ向かってほぼ垂直に降下させ、バルブ２７を組立体３７に覆い被せる。このとき、必要に応じて電力供給線３４，３５または金属箔３を把持しながら、外部リード線１３，１７のうち、上方へ向かって延びた外部リード線１３の先端部を排気管１２内に位置させる。これにより、組立体３７をバルブ２７内に位置させた状態において、バルブ２７の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとを略一致させることができる。
そして、バルブ２７の端部、つまり金属箔３が位置する部分を公知のピンチシール法によって圧潰封止し、バルブ２７に封止部（圧潰封止部）４を形成する。その結果、組立体３７はバルブ２７内においてほぼ固定される。
その後、排気管１２を通じてバルブ２７内を真空排気し、必要に応じて窒素等の封入物を封入して、排気管１２の根元部分をチップオフ（封止切り）する。このとき、外部リード線１３の先端部が排気管１２内に位置しているので、排気管１２をチップオフした後の排気管１２の残部であるチップオフ部１０の長さは３ｍｍ〜７ｍｍ、例えば５ｍｍになる。こうして外管３３を形成する。
最後に、封止部４から導出した外部導入線２３を口金９の端子１１に電気的に接続するとともに、外管３３の封止部４に口金９を接着剤（図示せず）等によって固着して金属蒸気放電ランプを製造する。
なお、製造工程上、発光管６の長手方向の中心軸Ｙと外管３３の長手方向の中心軸Ｘとが完全に一致するように発光管６を外管３３内に収納させることは難しく、実際は発光管６の長手方向の中心軸Ｙが外管３３の長手方向の中心軸Ｘに対してわずかに傾いている場合が多い。
従来の金属蒸気放電ランプの他の例として、図示していないが、外管の端部構造は圧潰封止部を有さず、電力供給線（サポート）を封止したステムが外管の端部に封着されたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の金属蒸気放電ランプでは、ランプの輸送時等の耐衝撃性を確保するため、外管の内面に当接して弾性変形する係止片が電力供給線に取り付けられている。
実公昭５６−１１３１３号公報
図８に示した構造の金属蒸気放電ランプでは、その製造工程において、バルブ２７を組立体３７に覆い被せる際、発光管６を保持している部材に厚さ２０μｍ〜４０μｍの極めて薄い金属箔３が含まれているため、発光管６の保持は極めて不安定な状態にある。そのため、必要に応じて電力供給線３４，３５または金属箔３を手作業によって把持し、発光管６を補助的に保持しなければならず、非常に手間がかかるという問題があった。
しかも、封止作業が終わり発光管６が外管３３内の所定の位置、つまり発光管６の長手方向の中心軸Ｙと外管３３の長手方向の中心軸Ｘとが略一致するような位置で固定されるまでの間、この発光管６を外管３３内のその固定位置で保持しておかなければならならない。そのため、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法では、バルブ２７を組立体３７に覆い被せた後、封止作業が終わるまでの間、外部リード線１３の先端部を排気管１２内に位置させることによって発光管６を外管３３内の所定の位置で保持させている。しかし、発光管６の保持が極めて不安定な状態にあることに加えて、外部リード線１３の直径が０．５ｍｍ〜０．９ｍｍであり、それを挿入する排気管１２の内径が２．０ｍｍ〜２．５ｍｍであるため、外部リード線１３を排気管１２内に位置させる作業には極めて慎重を要し、必然的にこの工程の作業能率が低くなるという問題があった。
また、作製された金属蒸気放電ランプは、輸送時等に外部から衝撃が加わったときに、発光管６が外管５内の所定の位置から外れ易く、その衝撃によって外管５と発光管６とが接触してそれぞれが破損する場合があった。
なお、特許文献１に記載された金属蒸気放電ランプの場合、その製造工程において、同様にして組立体にバルブを覆い被せる際、既に電力供給線はステムに固定されているので、発光管は安定して保持されており、上記したような問題は起こらない。
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、発光管を外管内の所定の位置で安定して保持し、外部から加わった衝撃に起因する発光管や外管の破損を抑制することができ、また製造工程において、作業能率を向上させることができる金属蒸気放電ランプを提供することを目的とする。
また、そのような金属蒸気放電ランプの製造方法、およびそのようなランプを用いたリフレクタ付きランプを提供することを目的とする。
本発明の金属蒸気放電ランプは、一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、前記外管内に配置された発光管と、一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、前記発光管は前記電力供給線によって支持されており、前記電力供給線は、少なくとも一部が前記外管の内面に接触することによって前記発光管を前記外管内の所定の位置に保持している保持部を有することを特徴とする。
本発明の他の構成の金属蒸気放電ランプは、一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、前記外管内に収納された発光管と、一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、前記発光管は前記電力供給線によって支持されており、前記電力供給線は保持部を有し、前記保持部は、前記発光管を前記外管を形成するバルブ内に収納する際、少なくとも一部が前記バルブの内面に接触することによって前記発光管を前記バルブ内の所定の位置に保持することを特徴とする。
上記構成の金属蒸気放電ランプにおいて、前記保持部は、前記外管の内面形状に沿った形状を有することが好ましい。
前記保持部は弾性可能であることが好ましい。
また、前記保持部は前記閉塞部と前記発光管との間に配置されていることが好ましい。
また、前記保持部は前記外管の内面の二ヶ所以上に圧接されていることが好ましい。
前記閉塞部には長さ２ｍｍ以下のチップオフ部が形成されており、前記チップオフ部内には前記外部リード線は位置していないことが好ましい。
本発明のリフレクタ付きランプは、前面に開口部を有するリフレクタと、このリフレクタの前記開口部と反対側の端部に取り付けられた口金と、前記リフレクタ内に収納され前記口金と接続された上記いずれかの構成を有する金属蒸気放電ランプとを備えている。
本発明の金属蒸気放電ランプの製造方法は、一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、前記外管内に配置された発光管と、一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、前記発光管は前記電力供給線によって支持されている金属蒸気放電ランプを製造する方法である。本発明の方法は、前記電力供給線、前記金属箔および前記外部導入線が順次接続された電力供給構造体と、前記発光管とを組み立てて組立体を作製する工程と、前記組立体に前記外管を形成するバルブを覆い被せる工程とを含み、前記電力供給線として、保持部を有するものを用い、前記組立体に前記バルブを覆い被せる工程において、前記電力供給線の前記保持部の少なくとも一部を前記バルブの内面に接触させながら、前記バルブを前記組立体に覆い被せることを特徴とする。
なお、本発明で言う前記「所定の位置」とは、設計上規定された位置を示し、設計者が適宜設定するものである。
上記構成の金属蒸気放電ランプあるいはリフレクタ付きランプによれば、発光管を外管内の所定の位置で安定して保持させることができるので、例えば外部から加わった衝撃等に起因する発光管や外管の破損を抑制することができるとともに、その製造工程においては作業能率を向上させることができる。
［図１］図１は、本発明の第１の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプの一部断面で示した正面図である。
［図２］図２は、同セラミックメタルハライドランプの要部拡大正面図である。
［図３］図３は、同セラミックメタルハライドランプに用いられる電力供給線の斜視図である。
［図４］図４は、同セラミックメタルハライドランプに用いられる別の電力供給線の斜視図である。
［図５］図５は、同セラミックメタルハライドランプに用いられるさらに別の電力供給線の斜視図である。
［図６］図６は、同セラミックメタルハライドランプの製造方法を説明するための断面図である。
［図７］図７は、本発明の第２の実施の形態であるリフレクタ付きランプの一部断面で示した正面図である。
［図８］図８は、従来の金属蒸気放電ランプの一部断面で示した正面図である。
［図９］図９は、同金属蒸気放電ランプの製造方法を説明するための断面図である。
 符号の説明
１ セラミックメタルハライドランプ
２ 閉塞部
３ 金属箔
４ 圧潰封止部
５、３３ 外管
６ 発光管
７，８、３４、３５ 電力供給線
９，３２ 口金
１０ チップオフ部
１１ 端子
１２ 排気管
１３，１７ 外部リード線
１４ 本管部
１５ 細管部
１６ シール材
１８ 第一のストレート部
１９ 第二のストレート部
２０，２１，２２ 接触部
２３ 外部導入線
２４ 電力供給構造体
２５ 組立体
２６ チャック
２７ バルブ
２８ 開口部
２９ 前面ガラス
３０ 反射面
３１ リフレクタ
３６ 電力供給構造体
３７ 組立体
３８ 本体部
３９ スリーブ
３９ａ 一端部
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１に、本発明の第１の実施の形態である定格電力７０Ｗのセラミックメタルハライドランプ１を示す。このランプは、例えば石英ガラス製の略円筒状の外管５と、この外管５内に配置された発光管６と、この発光管６を支持する二本の電力供給線７，８と、外管５の端部に取り付けられた口金９とを備えている。
外管５は、全長Ｌ１が１００ｍｍであり、一端部に閉塞部２を有し、かつ他端部に二枚の金属箔３が封止された圧潰封止部４を有する。この全長Ｌ１は、後述するチップオフ部１０の先端から口金９の後述する端子１１の先端までの距離を示している。電力供給線７，８は、発光管６の後述する電極（図示せず）に外部からの電力を供給するために設置される。口金９は、圧潰封止部４を挟み込むように取り付けられ、かつ接着剤（図示せず）によって固着され、例えばＧ１２形が用いられる。
閉塞部２は、図２に示すように、その外面形状がほぼ平坦か、またはやや丸みを帯びた曲面であり、かつその中央部には、後述する排気管１２をチップオフした後の残部であるチップオフ部１０が形成されている。このチップオフ部１０の長さＬ２、つまり排気管１２の付け根からチップオフ部１０の先端までの長さは、例えば１．０ｍｍである。また、このチップオフ部１０内には、従来の金属蒸気放電ランプ（図８参照）とは異なり、発光管６の後述する外部リード線１３の先端部は位置されていない。
図１に示す金属箔３は、例えば、幅が３．３ｍｍ、長さが４．０ｍｍ、厚みが３０μｍのモリブデン箔からなる。
外管５の円筒部分は、例えば、図１に示す外径Ｒ１が１９ｍｍ、内径ｒ１が１６ｍｍである。外管５内は、真空状態であってもよく、例えば窒素ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。特に、外管５内に不活性ガス、例えば窒素ガスを２０ｋＰａ以上封入することにより、点灯時、窒素ガスが外管５内を対流するので、発光管６が過度に高温となるのを防止することができ、発光管６内に封入された発光金属の蒸気圧を適正に保つことができる。
外管５の長手方向の中心軸Ｘと、発光管６の長手方向の中心軸Ｙとは実質的に一致している。
なお、ここで言う「実質的に一致」とは、外管５の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとが完全に一致している場合の他に、実用上の効果を得るのに支障がない範囲で、発光管６の長手方向の中心軸Ｙが外管５の長手方向の中心軸Ｘに対してわずかに傾いている場合や、発光管６の長手方向の中心軸Ｙが外管５の長手方向の中心軸Ｘの位置に対してわずかにずれ、各々が平行関係またはねじれの関係にある場合等を含むものである。
発光管６は、内部に一対の電極（図示せず）が配置され、放電空間が形成されている本管部１４と、この本管部１４の両端部からそれぞれ発光管６の長手方向に突出している細管部１５とを有している。また、発光管６内には、発光物質としての発光金属、緩衝ガスとしての水銀、および始動補助ガスとしての希ガスがそれぞれ所定量封入されている。発光金属としては、ヨウ化ナトリウムやヨウ化ジスプロシウム等のハロゲン化金属が用いられる。さらに、発光管６の外囲器を構成する材料としては透光性セラミック、例えばアルミナが用いられる。
この細管部１５内には、先端部に電極が取り付けられた電極導入体が挿通されてシール材１６によって封着されている。また、この細管部１５の両端部からは、電極導入体の一部として例えば線径０．７ｍｍのニオブ製の外部リード線１３，１７が、それぞれ発光管６の長手方向に真っ直ぐ延びるように導出されている。
なお、発光管６の形状や構造等は、上記したものに限らず、例えば略球状の本管部と円筒状の細管部とが繋ぎ目の無い一体成形によって形成されたものなどの、公知の種々の発光管を用いることができる。また、電極導入体についても公知の種々の電極導入体を用いることができる。
電力供給線７，８は、それぞれ、例えば線径０．７ｍｍの一本のモリブデン線からなる。
一方の電力供給線７は、図１および図３に示すように、外管５内に引き込まれた後、外管５の内面に沿いつつ、閉塞部２へ向かってほぼ真っ直ぐ伸びる第一のストレート部１８と、この第一のストレート部１８から閉塞部２の近傍で外管５の中心軸Ｘに向かってほぼ直角に折り曲げられ、その後、真っ直ぐ伸びて外管５の内径ｒ１よりも少し小さい長さを有する第二のストレート部１９と、外管５の内面形状に沿って略同一平面内で略円を描くように曲げられた接触部（保持部）２０とを有している。接触部２０は、その少なくとも一部が外管５の内面に接触している。接触部２０の少なくとも一部が外管５の内面に接触することによって、発光管６を外管５内の所定の位置、例えば外管５の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとが実質的に一致するような位置で保持することができる。
第一のストレート部１８および第二のストレート部１９は必ずしも完全な直線でなくてもよく、例えば一部が曲がっていてもよい。これには意図的に曲げた場合や加工時に曲がってしまった場合を含む。
また、第一のストレート部１８は、必ずしも外管５の内面に沿っていたり、近接していたりする必要はない。
第二のストレート部１９の中央部には、外部リード線１３が溶接等によって機械的に、かつ電気的に接続されている。
接触部２０の外管５の内面に対する接触の仕方は、点接触または面接触のどちらでもよい。接触部２０は、必ずしも閉ループまたは実質的に閉ループを形成するように略同一平面内で略円状に曲げられている必要はない。例えば略３／４円や略半円を描くように折り曲げられていてもよい。さらに、接触部２０は必ずしも略同一平面内で曲げられている必要はなく、例えば螺旋状に曲げられていてもよいが、曲げ加工のしやすさから、略同一平面内で曲げられていることが好ましい。
接触部の形状は、略円状に限らず、図４に示すように接触部２１が略ひし形状であってもよい。さらに、図５に示すように、第二のストレート部１９自体が接触部２２としての機能を有し、第二のストレート部１９（接触部２２）の両端部が外管５の内面に接触していてもよい。もちろん、この場合、第二のストレート部１９の長さＬ３は、外管５の内径ｒ１とほぼ等しくなければならない。接触部の形状は、図３〜図５に示された形状に限らず、発光管６を外管５内の所定の位置で保持することができる範囲内で適宜選択することができる。
しかし、例えば外管５をその長手方向の中心軸Ｘに対して垂直に切った断面が略円状である場合、接触部２０の形状は、外管５の内面形状に沿った形状、つまり外管５の内径と等しいか、またはそれよりもわずかに小さい外径Ｒ２を有する略円状であることが好ましい。一方、例えば外管をその長手方向の中心軸Ｘに対して垂直に切った断面が略楕円状である場合、接触部の形状は外管の内面形状に沿って略楕円状であることが好ましい。これにより、完成ランプにおいても、後述する製造工程上においても、発光管６を外管５内の所定の位置でより安定に保持することができる。また、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わった際、それがあらゆる方向からの衝撃であった場合でも、外管５と発光管６とが接触するのを接触部２０によって阻止することができ、外管５や発光管６が破損するのを防止することができる。
接触部２０は弾性変形することが好ましい。これにより、上述のような場合の衝撃を吸収することができるので、その衝撃によって発光管６が破損するのを確実に防止することができる。なお、接触部２０の弾性変形の度合いは、例えば線径を変化させることで変えることができる。
また、接触部２０は閉塞部２の内面に近接している。接触部２０を閉塞部２と発光管６との間に位置させることにより、ランプ点灯時、接触部２０を照射対象に対して影になりにくくすることができ、配光特性が低下するのを抑制することができる。
さらに、接触部２０は外管５の内面の二ヶ所以上に圧接していることが好ましい。これにより、発光管６を外管５内の所定の位置で一層安定して保持させることができる。
他方の電力供給線８は、外管５内に真っ直ぐ引き込まれた後、外管５の中心軸Ｘへ向かうようにほぼ直角に折り曲げられている、すなわちＬ字状をなすように折り曲げられている。
なお、電力供給線７，８としては、一本の金属線に限らず、複数の金属線を接続して一体化したものを用いることもできる。例えば、第一のストレート部１８と第二のストレート部１９とを一本の金属線を折り曲げて形成し、この金属線に別部材としての接触部２０，２１を溶接等によって接続して一体化してもよい。その際、必要に応じて複数の金属線の材質がそれぞれ異なっていてもよい。また、複数の金属線を用いる場合、それぞれの金属線の線径が異なっていてもよい。
図１に示されるように、電力供給線７の第一のストレート部１８には、石英ガラス製の直管状のスリーブ３９がこの第一のストレート部１８の一部を覆うように挿通されている。このスリーブ３９は、次のような機能を有している。
すなわち、外管５内が真空の場合、寿命末期等に発光管６内の封入物が外管５内にリークしたとき、異極間、例えば電力供給線７、８間でグロー放電が発生し易く、そのままアーク放電へ移行する可能性も高い。このようにアーク放電が発生すると、アーク放電の熱衝撃によって外管５が破損したり、ランプを点灯させるための安定器が破損したりする等の不具合が生じるおそれがある。そこで、このようなスリーブ３９を設けることにより、前記リークが生じても、電力供給線７、８間でグロー放電が発生するのを防止することができる。
一方、外管５内に窒素が封入されている場合、再始動時において、異極間、例えば電力供給線７、８間でグロー放電が発生するおそれがある。万一、グロー放電が発生すると、このグロー放電に起因して電力供給線７、８の材料がスパッタされて、電力供給線７、８が徐々に細り、断線してしまう等の不具合が生じるおそれがある。そこで、このようなスリーブ３９を設けることにより、再始動時、電力供給線７、８間でグロー放電が発生するのを抑制することができ、上述の不具合の発生を防止することができる。
また、このスリーブ３９は、一端部３９ａが電力供給線７と共に圧潰封止部４に封止されている。一例として、スリーブ３９の寸法は長さが３０ｍｍ、外径が１．９８ｍｍ、内径が１ｍｍである。このスリーブ３９のうち、圧潰封止部４に封止されている一端部３９ａの長さは、例えば３ｍｍである。
口金９は、セラミック等の絶縁材料からなる本体部３８と、この本体部３８の端部に設けられた二本のピン状の端子１１とを有している。
なお、口金９としては、ピン状の端子を有するＧ形に限らず、ねじ込み式のＥ形の口金等の公知の種々の口金を用いることができる。
次に、このようなセラミックメタルハライドランプ１の製造方法の一例について、図６（および図１）を参照して説明する。
予め加工された電力供給線７，８のそれぞれの端部に、金属箔３を溶接等によって機械的、かつ電気的に接続する。併せて、電力供給線７，８が接続された端部とは反対側の金属箔３の端部に、外部導入線２３を同様に溶接等によって機械的に、かつ電気的に接続する。これにより、電力供給構造体２４を作製する。一方、別工程で発光管６を予め組み立てておく。
発光管６の外部リード線１３と電力供給線７、および外部リード線１７と電力供給線８を、それぞれ溶接等によって機械的に、かつ電気的に接続することによって、発光管６と電力供給構造体２４とを組み立てて一体化（以下、「組立体２５」という）する。
そして、この組立体２５の外部導入線２３のみをチャック２６等によって把持することにより、作製した組立体２５を垂直に立てた状態で保持する。
次に、内径が例えば２．０ｍｍ〜２．５ｍｍの排気管１２が一端部に連通するように接続され、かつ他端部が開口したバルブ２７を用意する。このバルブ２７は後に外管５を形成する。
開口端が下向けになる状態でバルブ２７を組立体２５の上方に配置する。その後、バルブ２７を組立体２５へ向かってほぼ垂直に降ろし、バルブ２７を組立体２５に覆い被せる。バルブ２７を組立体２５に覆い被せる間および覆い被せた後、接触部２０は外管５の内面に対して少なくとも一箇所で点接触または面接触している。そのため、バルブ２７（外管５）の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとは常に実質的に一致している。
次に、バルブ２７の端部、つまり金属箔３が位置する部分を公知のピンチシール法によって圧潰封止し、バルブ２６に圧潰封止部４を形成する。その結果、組立体２５はバルブ２７内においてほぼ固定される。
その後、排気管１２を通じてバルブ２７内を真空排気し、必要に応じて窒素等の封入物を封入して、排気管１２の根元部分をチップオフ（封止切り）する。このとき、排気管１２内には、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法のような外部リード線１３の先端部が位置していないので、可能な限り排気管１２の残部が小さくなるようにその根元部分をチップオフすることができる。その結果、排気管１２の残部であるチップオフ部１０の長さは例えば０．５ｍｍ〜２．０ｍｍにすることができる。こうして外管５を形成する。
最後に、外管５の圧潰封止部４から導出した外部導入線２３を口金９の端子１１に電気的に接続するとともに、外管５の圧潰封止部４に口金９を接着剤等によって固着してセラミックメタルハライドランプ１を製造する。
以上のような本発明の第１の実施の形態にかかるセラミックメタルハライドランプ１の構成によれば、発光管６を外管５内の所定の位置で保持している電力供給線７に設けられた接触部（保持部）２０が、外管５の内面に接触していることによって、完成ランプにおいて、発光管６を外管５内の所定の位置で安定して保持させることができる。したがって、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わっても、発光管６が外管５内の前記所定の位置から外れることが抑制され、その衝撃によって外管５と発光管６とが接触してそれぞれが破損するのを防止することができる。
特に、電力供給線７にスリーブ３９が挿通して設けられている場合には、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わって電力供給線７が大きくたわむと、スリーブ３９が破損し易いので、本実施の形態の構造により発光管６の保持を安定させることの意義は大きい。
一方、その製造工程においては、バルブ２７を組立体２５に覆い被せる際、接触部２０が外管５の内面に対して少なくとも一箇所以上で点接触または面接触しているため、バルブ２７を組立体２５に覆い被せる過程において組立体２５を安定して保持させることができる。その結果、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法のように手作業等によって組立体２５を補助的に保持する作業が必要なくなり、また外部リード線１３の先端部を排気管１２内に挿入する作業を省くことができる。それにより、作業能率を格段に向上させることができるとともに、その後の完成ランプにおいて発光管６を外管５内の所定の位置に確実に配置させることができ、発光管６の位置ずれによる不良の発生を低減することができる。例えば、本発明の第１の実施の形態にかかるセラミックメタルハライドランプ１の製造方法を用いた場合、その工程における作業能率を、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法での工程の作業能率に比して約１０％向上させることができた。また外管５内における発光管６の位置ずれによる不良率を、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法の不良率に比して約５％低減することができた。
また、外部リード線１３の先端部を排気管１２内に位置させる必要がなくなったので、排気管１２を可能な限り短くチップオフすることができ、その結果、チップオフ部１０の長さＬ２を短くすることができ、ランプの全長を短縮化することができる。例えば、本発明の第１の実施の形態にかかるセラミックメタルハライドランプ１では、その全長Ｌ１を従来のセラミックメタルハライドランプ（図８参照）の全長に比して４ｍｍ短くすることができた。
接触部２０の形状は、外管５の内面形状に沿った形状にすることが好ましい。これにより、完成ランプおよびその製造工程中において、発光管６を外管５内の所定の位置でより安定に保持することができる。特に完成ランプにおいては、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わった際、それがあらゆる方向からの衝撃であった場合でも、外管５と発光管６とが接触するのを接触部２０によって阻止することができ、外管５や発光管６が破損するのを防止することができる。
また、接触部２０は弾性変形することが好ましい。この弾性変形により、完成ランプにおいて前記衝撃を吸収することができ、その衝撃によって発光管６が破損するのを防止することができる。
また、接触部２０を、閉塞部２と発光管６との間に位置させることが好ましい。これにより、完成ランプにおいて、ランプ点灯時、接触部２０が照射対象に対して影になりにくくすることができ、配光特性が低下するのを抑制することができる。
さらに、接触部２０は外管５の内面の二ヶ所以上に圧接されていることが好ましい。これにより、完成ランプおよびその製造工程中において、発光管６を外管５内の所定の位置で一層安定して保持させることができる。次に、本発明の第２の実施の形態であるリフレクタ付きランプについて、図７を参照して説明する。このランプは、前面の開口部２８に前面ガラス２９が接着剤（図示せず）等によって固着され、かつ内面に反射面３０を有するリフレクタ３１を備えている。リフレクタ３１の開口部２８とは反対側の端部に、Ｅ形の口金３２が取り付けられている。リフレクタ３１内には、本発明の第１の実施の形態である定格電力７０Ｗのセラミックメタルハライドランプ１が収納されている。但し、セラミックメタルハライドランプ１は、第１の実施の形態の構造から口金９を除き、口金３２と一体となった構造を有する。
リフレクタ３１の中心軸Ｚとランプ１の発光管６の長手方向の中心軸Ｙとは実質的に一致している。なお、リフレクタ３１については、公知の種々のリフレクタを用いることができる。
なお、上記各実施の形態では、セラミックメタルハライドランプ１を一例に挙げて説明したが、本発明はこれ以外の、例えば発光管６の外囲器の材料が石英ガラスからなるメタルハライドランプ等の金属蒸気放電ランプにも適用することができる。
また、上記各実施の形態では、定格電力７０Ｗのセラミックメタルハライドランプ１を一例に挙げて説明したが、本発明は、定格電力は特に限定されるものではない。但し、コンパクト性が重視される定格電力３５Ｗ以下の金属蒸気放電ランプに適用されることによって、上記した作用効果を顕著に発揮することができる。
本発明の金属蒸気放電ランプは、輸送時等に外部から加わる衝撃による破損事故が軽減され、また、その製造工程においては作業能率を向上させることができ、有用である。
本発明は、発光管が外管内に収納された構造を有する金属蒸気放電ランプとその製造方法、およびリフレクタ付きランプに関する。
従来の金属蒸気放電ランプ、例えばセラミックメタルハライドランプには、コンパクト性が高く、店舗用照明等に使用されるランプとして、図８に示すような構造のものが知られている。このランプは、筒状の石英ガラス製の外管３３と、この外管３３内に収納された発光管６と、電力供給線３４，３５と、外管３３の端部に取り付けられた口金９とを備えている。
外管３３は、一端部にチップオフ部１０を有し、他端部に金属箔３が封止された封止部４を有する。発光管６は、外管３３内に長手方向の中心軸Ｙが外管３３の長手方向の中心軸Ｘと略一致するように収納されている。電力供給線３４，３５は、一端部が金属箔３を介して外部導入線２３と接続され、かつ他端部が外管３３内に引き込まれて、発光管６の両端部からこの発光管６の長手方向に延出した外部リード線１３，１７にそれぞれ接続されている。口金９は、外管３３の他端部に取り付けられた絶縁材料からなる本体部３８と、外部導入線２３と電気的に接続されたピン状の端子１１を有する。
金属箔３は例えばモリブデンからなり、その厚みが例えば２０μｍ〜４０μｍである。電力供給線３４，３５は例えばモリブデンからなり、その線径が例えば０．５ｍｍ〜０．９ｍｍである。外部リード線１３，１７は例えばニオブからなり、その線径が例えば０．５ｍｍ〜０．９ｍｍである。外部導入線２３は例えばニッケルからなり、その線径が例えば０．６ｍｍ〜１．０ｍｍである。
次に、このような従来の金属蒸気放電ランプの製造方法の一例について説明する。
まず、図９に示すように、予め組み立てられた発光管６と、電力供給線３４，３５、金属箔３および外部導入線２３が順次接続された電力供給構造体３６とを準備し、発光管６の外部リード線１３，１７と電力供給線３４，３５とをそれぞれ接続することによって一体化して、組立体３７を作製する。
そして、この組立体３７の外部導入線２３のみをチャック２６のみに把持することによって、組立体３７を垂直に立てた状態で保持する。
次に、一端部に内径が例えば２．０ｍｍ〜２．５ｍｍの排気管１２が連通するように接続され、かつ他端部が開口したバルブ２７を用意する。このバルブ２７は後に外管３３を形成する。
バルブ２７を、開口端が下向けになる状態で組立体３７の上方に配置する。その後、バルブ２７を組立体３７へ向かってほぼ垂直に降下させ、バルブ２７を組立体３７に覆い被せる。このとき、必要に応じて電力供給線３４，３５または金属箔３を把持しながら、外部リード線１３，１７のうち、上方へ向かって延びた外部リード線１３の先端部を排気管１２内に位置させる。これにより、組立体３７をバルブ２７内に位置させた状態において、バルブ２７の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとを略一致させることができる。
そして、バルブ２７の端部、つまり金属箔３が位置する部分を公知のピンチシール法によって圧潰封止し、バルブ２７に封止部（圧潰封止部）４を形成する。その結果、組立体３７はバルブ２７内においてほぼ固定される。
その後、排気管１２を通じてバルブ２７内を真空排気し、必要に応じて窒素等の封入物を封入して、排気管１２の根元部分をチップオフ（封止切り）する。このとき、外部リード線１３の先端部が排気管１２内に位置しているので、排気管１２をチップオフした後の排気管１２の残部であるチップオフ部１０の長さは３ｍｍ〜７ｍｍ、例えば５ｍｍになる。こうして外管３３を形成する。
最後に、封止部４から導出した外部導入線２３を口金９の端子１１に電気的に接続するとともに、外管３３の封止部４に口金９を接着剤（図示せず）等によって固着して金属蒸気放電ランプを製造する。
なお、製造工程上、発光管６の長手方向の中心軸Ｙと外管３３の長手方向の中心軸Ｘとが完全に一致するように発光管６を外管３３内に収納させることは難しく、実際は発光管６の長手方向の中心軸Ｙが外管３３の長手方向の中心軸Ｘに対してわずかに傾いている場合が多い。
従来の金属蒸気放電ランプの他の例として、図示していないが、外管の端部構造は圧潰封止部を有さず、電力供給線（サポート）を封止したステムが外管の端部に封着されたものも知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の金属蒸気放電ランプでは、ランプの輸送時等の耐衝撃性を確保するため、外管の内面に当接して弾性変形する係止片が電力供給線に取り付けられている。
実公昭５６−１１３１３号公報
図８に示した構造の金属蒸気放電ランプでは、その製造工程において、バルブ２７を組立体３７に覆い被せる際、発光管６を保持している部材に厚さ２０μｍ〜４０μｍの極めて薄い金属箔３が含まれているため、発光管６の保持は極めて不安定な状態にある。そのため、必要に応じて電力供給線３４，３５または金属箔３を手作業によって把持し、発光管６を補助的に保持しなければならず、非常に手間がかかるという問題があった。
しかも、封止作業が終わり発光管６が外管３３内の所定の位置、つまり発光管６の長手方向の中心軸Ｙと外管３３の長手方向の中心軸Ｘとが略一致するような位置で固定されるまでの間、この発光管６を外管３３内のその固定位置で保持しておかなければならならない。そのため、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法では、バルブ２７を組立体３７に覆い被せた後、封止作業が終わるまでの間、外部リード線１３の先端部を排気管１２内に位置させることによって発光管６を外管３３内の所定の位置で保持させている。しかし、発光管６の保持が極めて不安定な状態にあることに加えて、外部リード線１３の直径が０．５ｍｍ〜０．９ｍｍであり、それを挿入する排気管１２の内径が２．０ｍｍ〜２．５ｍｍであるため、外部リード線１３を排気管１２内に位置させる作業には極めて慎重を要し、必然的にこの工程の作業能率が低くなるという問題があった。
また、作製された金属蒸気放電ランプは、輸送時等に外部から衝撃が加わったときに、発光管６が外管５内の所定の位置から外れ易く、その衝撃によって外管５と発光管６とが接触してそれぞれが破損する場合があった。
なお、特許文献１に記載された金属蒸気放電ランプの場合、その製造工程において、同様にして組立体にバルブを覆い被せる際、既に電力供給線はステムに固定されているので、発光管は安定して保持されており、上記したような問題は起こらない。
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、発光管を外管内の所定の位置で安定して保持し、外部から加わった衝撃に起因する発光管や外管の破損を抑制することができ、また製造工程において、作業能率を向上させることができる金属蒸気放電ランプを提供することを目的とする。
また、そのような金属蒸気放電ランプの製造方法、およびそのようなランプを用いたリフレクタ付きランプを提供することを目的とする。
本発明の金属蒸気放電ランプは、一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、前記外管内に配置された発光管と、一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、前記発光管は前記電力供給線によって支持されており、前記電力供給線は、少なくとも一部が前記外管の内面に接触することによって前記発光管を前記外管内の所定の位置に保持している保持部を有することを特徴とする。
本発明の他の構成の金属蒸気放電ランプは、一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、前記外管内に収納された発光管と、一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、前記発光管は前記電力供給線によって支持されており、前記電力供給線は保持部を有し、前記保持部は、前記発光管を前記外管を形成するバルブ内に収納する際、少なくとも一部が前記バルブの内面に接触することによって前記発光管を前記バルブ内の所定の位置に保持することを特徴とする。
上記構成の金属蒸気放電ランプにおいて、前記保持部は、前記外管の内面形状に沿った形状を有することが好ましい。
前記保持部は弾性可能であることが好ましい。
また、前記保持部は前記閉塞部と前記発光管との間に配置されていることが好ましい。
また、前記保持部は前記外管の内面の二ヶ所以上に圧接されていることが好ましい。
前記閉塞部には長さ２ｍｍ以下のチップオフ部が形成されており、前記チップオフ部内には前記外部リード線は位置していないことが好ましい。
本発明のリフレクタ付きランプは、前面に開口部を有するリフレクタと、このリフレクタの前記開口部と反対側の端部に取り付けられた口金と、前記リフレクタ内に収納され前記口金と接続された上記いずれかの構成を有する金属蒸気放電ランプとを備えている。
本発明の金属蒸気放電ランプの製造方法は、一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、前記外管内に配置された発光管と、一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、前記発光管は前記電力供給線によって支持されている金属蒸気放電ランプを製造する方法である。本発明の方法は、前記電力供給線、前記金属箔および前記外部導入線が順次接続された電力供給構造体と、前記発光管とを組み立てて組立体を作製する工程と、前記組立体に前記外管を形成するバルブを覆い被せる工程とを含み、前記電力供給線として、保持部を有するものを用い、前記組立体に前記バルブを覆い被せる工程において、前記電力供給線の前記保持部の少なくとも一部を前記バルブの内面に接触させながら、前記バルブを前記組立体に覆い被せることを特徴とする。
なお、本発明で言う前記「所定の位置」とは、設計上規定された位置を示し、設計者が適宜設定するものである。
上記構成の金属蒸気放電ランプあるいはリフレクタ付きランプによれば、発光管を外管内の所定の位置で安定して保持させることができるので、例えば外部から加わった衝撃等に起因する発光管や外管の破損を抑制することができるとともに、その製造工程においては作業能率を向上させることができる。
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１に、本発明の第１の実施の形態である定格電力７０Ｗのセラミックメタルハライドランプ１を示す。このランプは、例えば石英ガラス製の略円筒状の外管５と、この外管５内に配置された発光管６と、この発光管６を支持する二本の電力供給線７，８と、外管５の端部に取り付けられた口金９とを備えている。
外管５は、全長Ｌ1が１００ｍｍであり、一端部に閉塞部２を有し、かつ他端部に二枚の金属箔３が封止された圧潰封止部４を有する。この全長Ｌ1は、後述するチップオフ部１０の先端から口金９の後述する端子１１の先端までの距離を示している。電力供給線７，８は、発光管６の後述する電極（図示せず）に外部からの電力を供給するために設置される。口金９は、圧潰封止部４を挟み込むように取り付けられ、かつ接着剤（図示せず）によって固着され、例えばＧ１２形が用いられる。
閉塞部２は、図２に示すように、その外面形状がほぼ平坦か、またはやや丸みを帯びた曲面であり、かつその中央部には、後述する排気管１２をチップオフした後の残部であるチップオフ部１０が形成されている。このチップオフ部１０の長さＬ2、つまり排気管１２の付け根からチップオフ部１０の先端までの長さは、例えば１．０ｍｍである。また、このチップオフ部１０内には、従来の金属蒸気放電ランプ（図８参照）とは異なり、発光管６の後述する外部リード線１３の先端部は位置されていない。
図１に示す金属箔３は、例えば、幅が３．３ｍｍ、長さが４．０ｍｍ、厚みが３０μｍのモリブデン箔からなる。
外管５の円筒部分は、例えば、図１に示す外径Ｒ1が１９ｍｍ、内径ｒ1が１６ｍｍである。外管５内は、真空状態であってもよく、例えば窒素ガス等の不活性ガスが封入されていてもよい。特に、外管５内に不活性ガス、例えば窒素ガスを２０ｋＰａ以上封入することにより、点灯時、窒素ガスが外管５内を対流するので、発光管６が過度に高温となるのを防止することができ、発光管６内に封入された発光金属の蒸気圧を適正に保つことができる。
外管５の長手方向の中心軸Ｘと、発光管６の長手方向の中心軸Ｙとは実質的に一致している。
なお、ここで言う「実質的に一致」とは、外管５の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとが完全に一致している場合の他に、実用上の効果を得るのに支障がない範囲で、発光管６の長手方向の中心軸Ｙが外管５の長手方向の中心軸Ｘに対してわずかに傾いている場合や、発光管６の長手方向の中心軸Ｙが外管５の長手方向の中心軸Ｘの位置に対してわずかにずれ、各々が平行関係またはねじれの関係にある場合等を含むものである。
発光管６は、内部に一対の電極（図示せず）が配置され、放電空間が形成されている本管部１４と、この本管部１４の両端部からそれぞれ発光管６の長手方向に突出している細管部１５とを有している。また、発光管６内には、発光物質としての発光金属、緩衝ガスとしての水銀、および始動補助ガスとしての希ガスがそれぞれ所定量封入されている。発光金属としては、ヨウ化ナトリウムやヨウ化ジスプロシウム等のハロゲン化金属が用いられる。さらに、発光管６の外囲器を構成する材料としては透光性セラミック、例えばアルミナが用いられる。
この細管部１５内には、先端部に電極が取り付けられた電極導入体が挿通されてシール材１６によって封着されている。また、この細管部１５の両端部からは、電極導入体の一部として例えば線径０．７ｍｍのニオブ製の外部リード線１３，１７が、それぞれ発光管６の長手方向に真っ直ぐ延びるように導出されている。
なお、発光管６の形状や構造等は、上記したものに限らず、例えば略球状の本管部と円筒状の細管部とが繋ぎ目の無い一体成形によって形成されたものなどの、公知の種々の発光管を用いることができる。また、電極導入体についても公知の種々の電極導入体を用いることができる。
電力供給線７，８は、それぞれ、例えば線径０．７ｍｍの一本のモリブデン線からなる。
一方の電力供給線７は、図１および図３に示すように、外管５内に引き込まれた後、外管５の内面に沿いつつ、閉塞部２へ向かってほぼ真っ直ぐ伸びる第一のストレート部１８と、この第一のストレート部１８から閉塞部２の近傍で外管５の中心軸Ｘに向かってほぼ直角に折り曲げられ、その後、真っ直ぐ伸びて外管５の内径ｒ1よりも少し小さい長さを有する第二のストレート部１９と、外管５の内面形状に沿って略同一平面内で略円を描くように曲げられた接触部（保持部）２０とを有している。接触部２０は、その少なくとも一部が外管５の内面に接触している。接触部２０の少なくとも一部が外管５の内面に接触することによって、発光管６を外管５内の所定の位置、例えば外管５の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとが実質的に一致するような位置で保持することができる。
第一のストレート部１８および第二のストレート部１９は必ずしも完全な直線でなくてもよく、例えば一部が曲がっていてもよい。これには意図的に曲げた場合や加工時に曲がってしまった場合を含む。
また、第一のストレート部１８は、必ずしも外管５の内面に沿っていたり、近接していたりする必要はない。
第二のストレート部１９の中央部には、外部リード線１３が溶接等によって機械的に、かつ電気的に接続されている。
接触部２０の外管５の内面に対する接触の仕方は、点接触または面接触のどちらでもよい。接触部２０は、必ずしも閉ループまたは実質的に閉ループを形成するように略同一平面内で略円状に曲げられている必要はない。例えば略３／４円や略半円を描くように折り曲げられていてもよい。さらに、接触部２０は必ずしも略同一平面内で曲げられている必要はなく、例えば螺旋状に曲げられていてもよいが、曲げ加工のしやすさから、略同一平面内で曲げられていることが好ましい。
接触部の形状は、略円状に限らず、図４に示すように接触部２１が略ひし形状であってもよい。さらに、図５に示すように、第二のストレート部１９自体が接触部２２としての機能を有し、第二のストレート部１９（接触部２２）の両端部が外管５の内面に接触していてもよい。もちろん、この場合、第二のストレート部１９の長さＬ3は、外管５の内径ｒ1とほぼ等しくなければならない。接触部の形状は、図３〜図５に示された形状に限らず、発光管６を外管５内の所定の位置で保持することができる範囲内で適宜選択することができる。
しかし、例えば外管５をその長手方向の中心軸Ｘに対して垂直に切った断面が略円状である場合、接触部２０の形状は、外管５の内面形状に沿った形状、つまり外管５の内径と等しいか、またはそれよりもわずかに小さい外径Ｒ2を有する略円状であることが好ましい。一方、例えば外管をその長手方向の中心軸Ｘに対して垂直に切った断面が略楕円状である場合、接触部の形状は外管の内面形状に沿って略楕円状であることが好ましい。これにより、完成ランプにおいても、後述する製造工程上においても、発光管６を外管５内の所定の位置でより安定に保持することができる。また、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わった際、それがあらゆる方向からの衝撃であった場合でも、外管５と発光管６とが接触するのを接触部２０によって阻止することができ、外管５や発光管６が破損するのを防止することができる。
接触部２０は弾性変形することが好ましい。これにより、上述のような場合の衝撃を吸収することができるので、その衝撃によって発光管６が破損するのを確実に防止することができる。なお、接触部２０の弾性変形の度合いは、例えば線径を変化させることで変えることができる。
また、接触部２０は閉塞部２の内面に近接している。接触部２０を閉塞部２と発光管６との間に位置させることにより、ランプ点灯時、接触部２０を照射対象に対して影になりにくくすることができ、配光特性が低下するのを抑制することができる。
さらに、接触部２０は外管５の内面の二ヶ所以上に圧接していることが好ましい。これにより、発光管６を外管５内の所定の位置で一層安定して保持させることができる。
他方の電力供給線８は、外管５内に真っ直ぐ引き込まれた後、外管５の中心軸Ｘへ向かうようにほぼ直角に折り曲げられている、すなわちＬ字状をなすように折り曲げられている。
なお、電力供給線７，８としては、一本の金属線に限らず、複数の金属線を接続して一体化したものを用いることもできる。例えば、第一のストレート部１８と第二のストレート部１９とを一本の金属線を折り曲げて形成し、この金属線に別部材としての接触部２０，２１を溶接等によって接続して一体化してもよい。その際、必要に応じて複数の金属線の材質がそれぞれ異なっていてもよい。また、複数の金属線を用いる場合、それぞれの金属線の線径が異なっていてもよい。
図１に示されるように、電力供給線７の第一のストレート部１８には、石英ガラス製の直管状のスリーブ３９がこの第一のストレート部１８の一部を覆うように挿通されている。このスリーブ３９は、次のような機能を有している。
すなわち、外管５内が真空の場合、寿命末期等に発光管６内の封入物が外管５内にリークしたとき、異極間、例えば電力供給線７、８間でグロー放電が発生し易く、そのままアーク放電へ移行する可能性も高い。このようにアーク放電が発生すると、アーク放電の熱衝撃によって外管５が破損したり、ランプを点灯させるための安定器が破損したりする等の不具合が生じるおそれがある。そこで、このようなスリーブ３９を設けることにより、前記リークが生じても、電力供給線７、８間でグロー放電が発生するのを防止することができる。
一方、外管５内に窒素が封入されている場合、再始動時において、異極間、例えば電力供給線７、８間でグロー放電が発生するおそれがある。万一、グロー放電が発生すると、このグロー放電に起因して電力供給線７、８の材料がスパッタされて、電力供給線７、８が徐々に細り、断線してしまう等の不具合が生じるおそれがある。そこで、このようなスリーブ３９を設けることにより、再始動時、電力供給線７、８間でグロー放電が発生するのを抑制することができ、上述の不具合の発生を防止することができる。
また、このスリーブ３９は、一端部３９ａが電力供給線７と共に圧潰封止部４に封止されている。一例として、スリーブ３９の寸法は長さが３０ｍｍ、外径が１．９８ｍｍ、内径が１ｍｍである。このスリーブ３９のうち、圧潰封止部４に封止されている一端部３９ａの長さは、例えば３ｍｍである。
口金９は、セラミック等の絶縁材料からなる本体部３８と、この本体部３８の端部に設けられた二本のピン状の端子１１とを有している。
なお、口金９としては、ピン状の端子を有するＧ形に限らず、ねじ込み式のＥ形の口金等の公知の種々の口金を用いることができる。
次に、このようなセラミックメタルハライドランプ１の製造方法の一例について、図６（および図１）を参照して説明する。
予め加工された電力供給線７，８のそれぞれの端部に、金属箔３を溶接等によって機械的、かつ電気的に接続する。併せて、電力供給線７，８が接続された端部とは反対側の金属箔３の端部に、外部導入線２３を同様に溶接等によって機械的に、かつ電気的に接続する。これにより、電力供給構造体２４を作製する。一方、別工程で発光管６を予め組み立てておく。
発光管６の外部リード線１３と電力供給線７、および外部リード線１７と電力供給線８を、それぞれ溶接等によって機械的に、かつ電気的に接続することによって、発光管６と電力供給構造体２４とを組み立てて一体化（以下、「組立体２５」という）する。
そして、この組立体２５の外部導入線２３のみをチャック２６等によって把持することにより、作製した組立体２５を垂直に立てた状態で保持する。
次に、内径が例えば２．０ｍｍ〜２．５ｍｍの排気管１２が一端部に連通するように接続され、かつ他端部が開口したバルブ２７を用意する。このバルブ２７は後に外管５を形成する。
開口端が下向けになる状態でバルブ２７を組立体２５の上方に配置する。その後、バルブ２７を組立体２５へ向かってほぼ垂直に降ろし、バルブ２７を組立体２５に覆い被せる。バルブ２７を組立体２５に覆い被せる間および覆い被せた後、接触部２０は外管５の内面に対して少なくとも一箇所で点接触または面接触している。そのため、バルブ２７（外管５）の長手方向の中心軸Ｘと発光管６の長手方向の中心軸Ｙとは常に実質的に一致している。
次に、バルブ２７の端部、つまり金属箔３が位置する部分を公知のピンチシール法によって圧潰封止し、バルブ２６に圧潰封止部４を形成する。その結果、組立体２５はバルブ２７内においてほぼ固定される。
その後、排気管１２を通じてバルブ２７内を真空排気し、必要に応じて窒素等の封入物を封入して、排気管１２の根元部分をチップオフ（封止切り）する。このとき、排気管１２内には、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法のような外部リード線１３の先端部が位置していないので、可能な限り排気管１２の残部が小さくなるようにその根元部分をチップオフすることができる。その結果、排気管１２の残部であるチップオフ部１０の長さは例えば０．５ｍｍ〜２．０ｍｍにすることができる。こうして外管５を形成する。
最後に、外管５の圧潰封止部４から導出した外部導入線２３を口金９の端子１１に電気的に接続するとともに、外管５の圧潰封止部４に口金９を接着剤等によって固着してセラミックメタルハライドランプ１を製造する。
以上のような本発明の第１の実施の形態にかかるセラミックメタルハライドランプ１の構成によれば、発光管６を外管５内の所定の位置で保持している電力供給線７に設けられた接触部（保持部）２０が、外管５の内面に接触していることによって、完成ランプにおいて、発光管６を外管５内の所定の位置で安定して保持させることができる。したがって、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わっても、発光管６が外管５内の前記所定の位置から外れることが抑制され、その衝撃によって外管５と発光管６とが接触してそれぞれが破損するのを防止することができる。
特に、電力供給線７にスリーブ３９が挿通して設けられている場合には、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わって電力供給線７が大きくたわむと、スリーブ３９が破損し易いので、本実施の形態の構造により発光管６の保持を安定させることの意義は大きい。
一方、その製造工程においては、バルブ２７を組立体２５に覆い被せる際、接触部２０が外管５の内面に対して少なくとも一箇所以上で点接触または面接触しているため、バルブ２７を組立体２５に覆い被せる過程において組立体２５を安定して保持させることができる。その結果、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法のように手作業等によって組立体２５を補助的に保持する作業が必要なくなり、また外部リード線１３の先端部を排気管１２内に挿入する作業を省くことができる。それにより、作業能率を格段に向上させることができるとともに、その後の完成ランプにおいて発光管６を外管５内の所定の位置に確実に配置させることができ、発光管６の位置ずれによる不良の発生を低減することができる。例えば、本発明の第１の実施の形態にかかるセラミックメタルハライドランプ１の製造方法を用いた場合、その工程における作業能率を、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法での工程の作業能率に比して約１０％向上させることができた。また外管５内における発光管６の位置ずれによる不良率を、従来の金属蒸気放電ランプの製造方法の不良率に比して約５％低減することができた。
また、外部リード線１３の先端部を排気管１２内に位置させる必要がなくなったので、排気管１２を可能な限り短くチップオフすることができ、その結果、チップオフ部１０の長さＬ2を短くすることができ、ランプの全長を短縮化することができる。例えば、本発明の第１の実施の形態にかかるセラミックメタルハライドランプ１では、その全長Ｌ1を従来のセラミックメタルハライドランプ（図８参照）の全長に比して４ｍｍ短くすることができた。
接触部２０の形状は、外管５の内面形状に沿った形状にすることが好ましい。これにより、完成ランプおよびその製造工程中において、発光管６を外管５内の所定の位置でより安定に保持することができる。特に完成ランプにおいては、ランプの輸送時等に外部から衝撃が加わった際、それがあらゆる方向からの衝撃であった場合でも、外管５と発光管６とが接触するのを接触部２０によって阻止することができ、外管５や発光管６が破損するのを防止することができる。
また、接触部２０は弾性変形することが好ましい。この弾性変形により、完成ランプにおいて前記衝撃を吸収することができ、その衝撃によって発光管６が破損するのを防止することができる。
また、接触部２０を、閉塞部２と発光管６との間に位置させることが好ましい。これにより、完成ランプにおいて、ランプ点灯時、接触部２０が照射対象に対して影になりにくくすることができ、配光特性が低下するのを抑制することができる。
さらに、接触部２０は外管５の内面の二ヶ所以上に圧接されていることが好ましい。これにより、完成ランプおよびその製造工程中において、発光管６を外管５内の所定の位置で一層安定して保持させることができる。
次に、本発明の第２の実施の形態であるリフレクタ付きランプについて、図７を参照して説明する。このランプは、前面の開口部２８に前面ガラス２９が接着剤（図示せず）等によって固着され、かつ内面に反射面３０を有するリフレクタ３１を備えている。リフレクタ３１の開口部２８とは反対側の端部に、Ｅ形の口金３２が取り付けられている。リフレクタ３１内には、本発明の第１の実施の形態である定格電力７０Ｗのセラミックメタルハライドランプ１が収納されている。但し、セラミックメタルハライドランプ１は、第１の実施の形態の構造から口金９を除き、口金３２と一体となった構造を有する。
リフレクタ３１の中心軸Ｚとランプ１の発光管６の長手方向の中心軸Ｙとは実質的に一致している。なお、リフレクタ３１については、公知の種々のリフレクタを用いることができる。
なお、上記各実施の形態では、セラミックメタルハライドランプ１を一例に挙げて説明したが、本発明はこれ以外の、例えば発光管６の外囲器の材料が石英ガラスからなるメタルハライドランプ等の金属蒸気放電ランプにも適用することができる。
また、上記各実施の形態では、定格電力７０Ｗのセラミックメタルハライドランプ１を一例に挙げて説明したが、本発明は、定格電力は特に限定されるものではない。但し、コンパクト性が重視される定格電力３５Ｗ以下の金属蒸気放電ランプに適用されることによって、上記した作用効果を顕著に発揮することができる。
本発明の金属蒸気放電ランプは、輸送時等に外部から加わる衝撃による破損事故が軽減され、また、その製造工程においては作業能率を向上させることができ、有用である。
図１は、本発明の第１の実施の形態であるセラミックメタルハライドランプの一部断面で示した正面図である。 図２は、同セラミックメタルハライドランプの要部拡大正面図である。 図３は、同セラミックメタルハライドランプに用いられる電力供給線の斜視図である。 図４は、同セラミックメタルハライドランプに用いられる別の電力供給線の斜視図である。 図５は、同セラミックメタルハライドランプに用いられるさらに別の電力供給線の斜視図である。 図６は、同セラミックメタルハライドランプの製造方法を説明するための断面図である。 図７は、本発明の第２の実施の形態であるリフレクタ付きランプの一部断面で示した正面図である。 図８は、従来の金属蒸気放電ランプの一部断面で示した正面図である。 図９は、同金属蒸気放電ランプの製造方法を説明するための断面図である。
符号の説明
１ セラミックメタルハライドランプ
２ 閉塞部
３ 金属箔
４ 圧潰封止部
５、３３ 外管
６ 発光管
７，８、３４、３５ 電力供給線
９，３２ 口金
１０ チップオフ部
１１ 端子
１２ 排気管
１３，１７ 外部リード線
１４ 本管部
１５ 細管部
１６ シール材
１８ 第一のストレート部
１９ 第二のストレート部
２０，２１，２２ 接触部
２３ 外部導入線
２４ 電力供給構造体
２５ 組立体
２６ チャック
２７ バルブ
２８ 開口部
２９ 前面ガラス
３０ 反射面
３１ リフレクタ
３６ 電力供給構造体
３７ 組立体
３８ 本体部
３９ スリーブ
３９ａ 一端部

Claims (9)

  1. 一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、
    前記外管内に配置された発光管と、
    一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、
    前記発光管は前記電力供給線によって支持されており、
    前記電力供給線は、少なくとも一部が前記外管の内面に接触することによって前記発光管を前記外管内の所定の位置に保持している保持部を有することを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
  2. 一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、
    前記外管内に収納された発光管と、
    一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、
    前記発光管は前記電力供給線によって支持されており、
    前記電力供給線は保持部を有し、前記保持部は、前記発光管を前記外管を形成するバルブ内に収納する際、少なくとも一部が前記バルブの内面に接触することによって前記発光管を前記バルブ内の所定の位置に保持することを特徴とする金属蒸気放電ランプ。
  3. 前記保持部は、前記外管の内面形状に沿った形状を有する請求項１または請求項２に記載の金属蒸気放電ランプ。
  4. 前記保持部は弾性変形可能である請求項１〜３のいずれかに記載の金属蒸気放電ランプ。
  5. 前記保持部は前記閉塞部と前記発光管との間に配置されている請求項１〜４のいずれかに記載の金属蒸気放電ランプ。
  6. 前記保持部は前記外管の内面の二ヶ所以上に圧接されている請求項１〜５のいずれかに記載の金属蒸気放電ランプ。
  7. 前記閉塞部には長さ２ｍｍ以下のチップオフ部が形成されており、前記チップオフ部内には前記外部リード線は位置していない請求項１〜６のいずれかに記載の金属蒸気放電ランプ。
  8. 前面に開口部を有するリフレクタと、このリフレクタの前記開口部と反対側の端部に取り付けられた口金と、前記リフレクタ内に収納され前記口金と接続された請求項１〜請求項７のいずれかに記載の金属蒸気放電ランプとを備えていることを特徴とするリフレクタ付きランプ。
  9. 一端部に閉塞部を有し、かつ他端部に金属箔が封止された封止部を有する外管と、前記外管内に配置された発光管と、一端部が前記金属箔に接続され、かつ他端部が前記外管内に引き込まれ、前記発光管から導出された外部リード線に接続されている電力供給線とを備え、前記発光管は前記電力供給線によって支持されている金属蒸気放電ランプの製造方法であって、
    前記電力供給線、前記金属箔および前記外部導入線が順次接続された電力供給構造体と、前記発光管とを組み立てて組立体を作製する工程と、
    前記組立体に前記外管を形成するバルブを覆い被せる工程とを含み、
    前記電力供給線として、保持部を有するものを用い、
    前記組立体に前記バルブを覆い被せる工程において、前記電力供給線の前記保持部の少なくとも一部を前記バルブの内面に接触させながら、前記バルブを前記組立体に覆い被せることを特徴とする金属蒸気放電ランプの製造方法。
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