WO2014050253A1 - 放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法 - Google Patents

放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法 Download PDF

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武弘 林
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株式会社オーク製作所
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    • H01J9/32Sealing leading-in conductors
    • H01J9/323Sealing leading-in conductors into a discharge lamp or a gas-filled discharge device

Definitions

  • the present invention relates to a discharge lamp and a method for manufacturing the discharge lamp.
  • Patent Document 1 discloses a conventional example of a discharge lamp.
  • This discharge lamp has an electrode (cathode or anode) located in a glass discharge vessel, an electrode rod (electrode core rod) that supports the electrode at one end, and is spaced from the electrode on the peripheral surface of the electrode rod.
  • a sealed tube which is welded to the outer peripheral surface of the glass tube and forms a part of the discharge vessel and has one end connected to the arc tube.
  • a metal ring located on the opposite side of the electrode with a glass tube interposed is attached to the peripheral surface of the electrode rod.
  • the sealing tube When the sealing tube is welded to the outer peripheral surface of the glass tube, the sealing tube is rotated together with the glass tube in order to uniformly heat the entire sealing tube. Then, since a glass tube will move to an axial direction with the rotation operation of a sealing tube, a clearance gap will be easy to be formed in the opposing surface of a glass tube and a metal ring. If the sealing tube is welded to the glass tube with a gap formed between the opposing surfaces of the glass tube and the metal ring, when the discharge vessel is at a high pressure during the operation of the discharge lamp, A crack occurs in a portion facing the gap, and the discharge vessel may be damaged due to the crack.
  • the discharge lamp of Patent Document 1 includes a coil member for solving this problem.
  • the coil member of Patent Document 1 is obtained by winding a tungsten wire doubly around an electrode rod, and its electrode side end is separated from the electrode.
  • the glass tube side end of the coil member is in contact with the end surface of the glass tube, so that the glass tube is restricted from sliding on the electrode rod on the electrode side. There will be no gaps. Therefore, even if the sealing tube is rotated when the sealing tube is welded to the outer peripheral surface of the glass tube, it is difficult to form a gap between the opposing surfaces of the glass tube and the metal ring. .
  • the coil member disclosed in Patent Document 1 does not form a coil shape before being attached to the electrode rod, but becomes a coil shape only after being wound around the electrode rod.
  • the mounting operation of the coil member to the electrode rod is very troublesome.
  • a recess for example, see the recess formed in the end surface of the electrode side glass tube in Patent Document 2 for receiving the glass tube side end of the coil member is formed on the end surface of the glass tube, the mounting operation is extremely difficult. It becomes.
  • there is a drawback that it is very troublesome to adjust the position of the coil member with respect to the electrode rod after the coil member is once wound around the electrode rod.
  • the present invention makes it possible to easily and reliably attach a coiled stopper for restricting the glass tube from sliding to the electrode side with respect to the electrode rod during the welding operation of the sealing tube to the glass tube.
  • Discharge lamp and a method for manufacturing the discharge lamp are provided.
  • the discharge lamp of the present invention is mounted with an electrode positioned in the arc tube of a glass discharge vessel, an electrode rod supporting the electrode at one end, and an outer peripheral surface of the electrode rod spaced apart from the electrode.
  • the coiled stopper has a glass tube side end abutting the end surface of the glass tube on the electrode side, and has a smaller diameter or the same diameter as the electrode rod in a diameter increasing direction from a free state.
  • end portion which is constituted by a coil portion constituted by a part of the metal wire, and an end portion of the metal wire, the inner surface of which is in close contact with the outer peripheral surface of the electrode rod in an elastically deformed state.
  • One located on the electrode side It is characterized in that it comprises between the end structure portion.
  • One said edge part structure part may comprise the glass tube side protrusion part which protrudes in the said electrode side from the said glass tube side edge part.
  • the glass tube side protrusion may be positioned on the outer peripheral side of the coil portion. Further, when viewed in the axial direction of the coil portion from the other end component side, the other end portion and the glass tube side protrusion are less than 180 ° in the circumferential direction of the coil portion. And the glass tube side protrusion may be positioned closer to the winding direction side of the coil part from the end component side toward the glass tube side protrusion than the other end component. .
  • the tip of the glass tube side protrusion may be positioned closer to the glass tube than the electrode side end of the coil portion.
  • the other end portion constituting portion may constitute an electrode side projecting portion projecting from an end portion on the electrode side of the coil portion.
  • the other end portion constituting portion may be constituted by the end portion on the electrode side of the coil portion.
  • the coil portion may have a single winding structure.
  • the coiled stopper may be made of a metal containing any one of tungsten, tantalum, molybdenum, and niobium.
  • the method for producing a discharge lamp according to the present invention comprises an electrode located in an arc tube of a glass discharge vessel, an electrode rod supporting the electrode at one end, and an outer peripheral surface of the electrode rod spaced from the electrode. And a glass tube welded to the outer peripheral surface of the glass tube, forming a part of the discharge vessel and continuing to the arc tube, and a metal wire mounted on the outer peripheral surface of the electrode rod A coiled stopper, and the coiled stopper has a glass tube side end capable of contacting the electrode side end surface of the glass tube and has a smaller diameter than the electrode rod when in a free state.
  • the glass tube side end portion is brought into contact with the electrode side end surface of the glass tube, and the inner surface of the coil portion is made to be the outer peripheral surface of the electrode rod by the elastic force in the diameter reducing direction generated by the coil portion.
  • One of the end component parts constitutes a glass tube side protrusion projecting from the glass tube side end part to the electrode side, and the inserting step holds the coil part while grasping the glass tube side protrusion. It may be a step of inserting the electrode rod into the coil portion in a state of being elastically deformed in the diameter expansion direction.
  • the glass tube side protrusion may be positioned on the outer peripheral side of the coil portion.
  • the other end portion configuration portion and the glass tube side protrusion are more than 180 ° in the circumferential direction of the coil portion.
  • the glass tube side protrusion is positioned at a smaller angle than the other end portion configuration portion, and is positioned closer to the winding direction side of the coil portion from the end configuration portion side toward the glass tube side protrusion than the other end portion configuration portion. Also good.
  • the tip of the glass tube side protrusion may be located closer to the glass tube than the end of the coil portion on the electrode side.
  • the other end portion constituting portion may constitute an electrode side projecting portion projecting from an end portion on the electrode side of the coil portion.
  • the other end portion constituting portion may be constituted by the end portion on the electrode side of the coil portion.
  • the coil portion may have a single winding structure.
  • the coiled stopper may be made of a metal containing any one of tungsten, tantalum, molybdenum, and niobium.
  • the coiled stopper of the present invention has a glass tube side end portion that comes into contact with the electrode side end surface of the glass tube, and has a coil portion having a smaller diameter or the same diameter as the electrode rod in a free state. Therefore, if the electrode rod is inserted into the coil portion while elastically deforming the coil portion in the diameter increasing direction until it has a larger diameter than the electrode rod, the electrode rod can be smoothly inserted into the coil portion. And in the state where the glass tube side end is in contact with the electrode side end surface of the glass tube, the inner surface of the coil portion is brought into close contact with the outer peripheral surface of the electrode rod by the elastic force in the reduced diameter direction generated by the coil portion. The coiled stopper can be securely attached to the electrode rod.
  • the end face of the metal wire constituting the coiled stopper (the end face of the end portion constituting portion), but the end portion on the glass tube side of the coil portion is in contact with the end face on the electrode side of the glass tube. If the end surface of the metal wire is in contact with the end surface of the glass tube, the end surface of the metal wire and the end surface of the glass tube are in a point contact state, so the end surface of the metal wire (coiled stopper) is likely to damage the end surface of the glass tube. (The glass tube is likely to crack). However, in the present invention, the glass tube side end formed in the coil portion is brought into contact with the end surface on the electrode side of the glass tube in a surface contact state, so that the end face of the glass tube is less likely to be damaged by the coiled stopper.
  • the discharge lamp 10 of the present embodiment includes a discharge vessel 11, an anode side mount unit 15, and a cathode side mount unit 50 as major components.
  • the glass discharge vessel 11 is formed by integrating an arc tube 12 having a substantially spherical shape and a pair of sealing tubes 13 and 14 that are respectively connected to a pair of circular holes formed in the arc tube 12 and are coaxial with each other. It has.
  • the anode side mount unit 15 includes an anode 16 (electrode), an internal electrode rod 17 (electrode rod), an external electrode rod 19, an internal glass tube 21 (glass tube), an external glass tube 25, an internal metal ring 28, and an external metal ring 31.
  • the glass rod 34, the metal foil 38, and the coiled stopper 40 are combined.
  • the linearly extending internal electrode rod 17 and external electrode rod 19 are both cylindrical members made of metal.
  • the anode 16 can be supported in a fixed state at one end of the internal electrode rod 17. Both the inner glass tube 21 and the outer glass tube 25 are rotationally symmetric bodies around their central axes.
  • the inner glass tube 21 and the outer glass tube 25 have the same outer diameter, and the outer diameters of both are slightly smaller than the inner diameters of the sealing tube 13 and the sealing tube 14.
  • the axial dimension of the inner glass tube 21 is longer than that of the outer glass tube 25.
  • a fitting hole 22 and a fitting hole 26 extending along the center axis of the inner glass tube 21 and the outer glass tube 25 are formed in the central portions of the inner glass tube 21 and the outer glass tube 25, respectively. Both end surfaces of the inner glass tube 21 and the outer glass tube 25 are planes orthogonal to the central axis of the both.
  • a recess 23 is formed on one end face of the internal glass tube 21.
  • the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31 are rotationally symmetric bodies around their central axes.
  • the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31 have the same specifications, and both the outer diameters thereof are substantially the same as those of the inner glass tube 21 and the outer glass tube 25. Both end surfaces of the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31 are planes orthogonal to the center axis of the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31, and through holes 29 and 32 are formed in the central portions of the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31, respectively. It is.
  • the glass rod 34 is a rotationally symmetric body around its own central axis, and the outer diameter thereof is the same as that of the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31.
  • An electrode support hole 35 and an electrode support hole 36 extending along the center axis of the glass rod 34 are coaxially formed at the center of both end faces. Both end surfaces of the glass rod 34 are planes orthogonal to the central axis of the glass rod 34.
  • the metal foil 38 is an extremely thin strip member, and the anode side mount unit 15 includes a plurality of metal foils 38.
  • the coiled stopper 40 is a member obtained by processing a single metal wire containing at least one of tantalum, niobium, tungsten, and molybdenum. If the coiled stopper 40 is made of a material containing tantalum or niobium, it can have an effect as a getter for oxygen, hydrogen, and the like. Further, if the material is made of a material containing tungsten or molybdenum, the strength of the coil-shaped stopper 40 is increased (as a result, the pressing force against the internal glass tube 21 described later is increased), and the coil-shaped stopper 40 is missing during the manufacture of the discharge lamp 10. The risk of breakage is reduced.
  • the coil-shaped stopper 40 includes a coil part 41 spirally wound in one direction with a portion excluding both ends of the metal wire rod, and electrode-side protrusions 43 (end component portions) respectively constituted by the both ends of the metal wire rod. ) And a glass tube side protrusion 44 (end portion constituent portion).
  • the coil portion 41 is single-wound, and the inner diameter of the coil portion 41 when in the free state is slightly smaller than or equal to the outer diameter of the internal electrode rod 17.
  • the wire diameter and the inner diameter of the coiled stopper 40 take into account the expansion due to the temperature of the internal electrode rod 17 and the coiled stopper 40 so that the coiled stopper 40 does not move unintentionally while the discharge lamp 10 is lit. And determined.
  • the coil portion 41 can be elastically deformed from the free state in the diameter increasing direction, and the inner diameter thereof becomes larger than the outer diameter of the internal electrode rod 17 by elastic deformation in the diameter expanding direction.
  • adjacent spiral portions constituting the coil portion 41 are in contact with each other when in the free state.
  • One end portion (end surface) in the longitudinal direction of the coil portion 41 forms a glass tube side end portion 42.
  • the electrode side protrusion 43 extends linearly from one end of the coil portion 41 toward the side opposite to the glass tube side end 42.
  • the glass tube side protrusion 44 located on the outer peripheral side of the coil portion 41 is directed in the same direction as the electrode side protrusion 43 from the other end portion (end portion on the glass tube side end portion 42 side) of the coil portion 41. It extends in a straight line.
  • the cathode side mount unit 50 includes an internal electrode rod 17, an external electrode rod 19, an internal glass tube 21, an external glass tube 25, an internal metal ring 28, an external metal ring 31, a glass rod 34, a metal foil 38, and a coiled stopper. 40 and a cathode 51 (electrode).
  • the cathode side mount unit 50 has the same configuration as the anode side mount unit 15 except that the cathode 51 is supported in a fixed state on one end of the internal electrode rod 17.
  • the anode side mount unit 15 and the cathode side mount unit 50 are respectively assembled according to the following procedures.
  • the internal electrode rod 17 is inserted into the through hole 29 of the internal metal ring 28, and the internal metal ring 28 is welded to the internal electrode rod 17 at an intermediate position of the internal electrode rod 17.
  • one end of the internal electrode rod 17 is inserted into the fitting hole 22 of the internal glass tube 21 to eliminate a gap between the end surface of the internal glass tube 21 opposite to the recess 23 and the end surface of the internal metal ring 28. .
  • the glass tube side protrusion 44 Is pulled in a direction away from the electrode-side protrusion 43 (in the circumferential direction from the electrode-side protrusion 43 when viewed in the axial direction of the coil part 41), thereby the glass tube side end of the coil part 41 in a free state
  • the end portion on the 42 side is elastically deformed in the diameter increasing direction so that the inner diameter of the end portion on the glass tube side end portion 42 side of the coil portion 41 is made larger than the outer diameter of the internal electrode rod 17.
  • one end portion of the internal electrode rod 17 is inserted into the end portion of the coil portion 41 on the glass tube side end portion 42 side (see FIG. 4).
  • one end portion of the internal electrode rod 17 is further inserted into the coil portion 41, a portion of the coil portion 41 that is located closer to the electrode-side protrusion 43 side than the end portion on the glass tube side end portion 42 side is the internal electrode rod 17.
  • the internal electrode rod 17 penetrates the coil portion 41.
  • the glass tube side end portion 42 of the coil portion 41 is in surface contact with the bottom surface of the recess 23, the hand is released from the glass tube side protrusion 44 and the external force applied to the coil portion 41 through the glass tube side protrusion 44 is applied. Disappear (see FIG. 5).
  • the end of the coil portion 41 on the glass tube side end portion 42 side is elastically restored in the direction of diameter reduction, so that the entire inner surface of the coil portion 41 is in close contact with the outer surface of the internal electrode rod 17.
  • the coil portion 41 since the coil portion 41 has a larger diameter than the free state, the coil portion 41 generates an elastic force in the direction of diameter reduction. Therefore, the coil part 41 (coil-shaped stopper 40) is positioned with respect to the internal electrode rod 17, and further the glass tube side end part 42 is held in contact with the bottom surface of the recess 23. Therefore, the surface contact state between the inner glass tube 21 and the inner metal ring 28 is maintained.
  • the anode 16 is fixedly attached to the end of the internal electrode rod 17.
  • the external electrode rod 19 is assembled from the anode 16, the internal electrode rod 17, the internal glass tube 21, the internal metal ring 28, and the coiled stopper 40.
  • an integrated body composed of the outer glass tube 25 and the outer metal ring 31 is assembled. That is, the external electrode rod 19 is inserted into the through hole 32 of the external metal ring 31, and the external metal ring 31 is fixed to the external electrode rod 19 by welding at an intermediate position of the external electrode rod 19.
  • One end portion of the outer glass tube 25 is inserted into the fitting hole 26 of the outer glass tube 25, and one end surface of the outer glass tube 25 is brought into surface contact with the end surface of the outer metal ring 31.
  • the end of the internal electrode rod 17 opposite to the coiled stopper 40 is fitted into the electrode support hole 35 of the glass rod 34 in a fixed state, and the end surface of the internal metal ring 28 opposite to the internal glass tube 21 is fitted.
  • the end surface of the glass rod 34 is brought into surface contact.
  • the end of the external electrode rod 19 opposite to the external glass tube 25 is fitted into the electrode support hole 36 of the glass rod 34 in a fixed state, and the end surface of the external metal ring 31 opposite to the external glass tube 25 is connected to the glass rod.
  • the end face of 34 is brought into surface contact.
  • each metal foil 38 is brought into contact with the outer peripheral surface of the glass rod 34.
  • the circumferential intervals of the metal foils 38 are set at equal angular intervals, and the outer peripheral surface of the glass rod 34 is exposed from the gap formed between the adjacent metal foils 38.
  • both end portions in the longitudinal direction of each metal foil 38 are brought into contact with the outer peripheral surfaces of the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31, respectively, and both end portions of each metal foil 38 are brought into contact with the outer peripheral surfaces of the inner metal ring 28 and the outer metal ring 31. Weld each.
  • the cathode side mount unit 50 can be assembled in the same manner as the anode side mount unit 15 except that the cathode 51 is attached to the end of the internal electrode rod 17 instead of the anode 16.
  • the anode side mounting unit 15 is inserted into the sealing tube 13 from the opening end opposite to the arc tube 12, and the anode 16 is positioned in the arc tube 12.
  • the cathode side mount unit 50 is inserted into the sealing tube 14 from the opening end opposite to the arc tube 12, and the cathode 51 is positioned in the arc tube 12.
  • the inside of the discharge vessel 11 is decompressed using a through hole (not shown) formed in the arc tube 12, and the outer peripheral surface is heated by a burner or the like while rotating the sealing tube 13 and the sealing tube 14 in this reduced pressure state. To do.
  • the sealing tube 13 and the sealing tube 14 are welded to the outer peripheral surface of the inner glass tube 21, the outer glass tube 25, and the glass rod 34 (a portion exposed from between adjacent metal foils 38) while reducing the diameter.
  • the sealing tube 13 and the sealing tube 14 are welded to the outer peripheral surfaces of the inner glass tube 21, the outer glass tube 25, and the glass rod 34 while reducing the diameter, the coiled stopper 40 (glass tube 40) as described above.
  • the side end 42) maintains a gap between the inner glass tube 21 and the inner metal ring 28.
  • the air in the discharge vessel 11 is extracted using the through hole of the arc tube 12, and mercury, a rare gas, or the like is injected into the discharge vessel 11, and the through hole is closed after the injection.
  • the external electrode rod 19 of the anode side mount unit 15 and the external electrode rod 19 of the cathode side mount unit 50 of the discharge lamp 10 assembled in this way are connected to a power source (illustrated) via a connection cable, an ON / OFF control switch, or the like. (Omitted) Anode and cathode are respectively connected.
  • a power source illustrated
  • Anode and cathode are respectively connected.
  • the discharge lamp 10 of the present embodiment described above has a single structure and the coil portion 41 that is easily elastically deformed is elastically deformed while the coiled stopper 40 is attached to the internal electrode rod 17,
  • the mounting operation to the electrode rod 17 is easy.
  • the coil portion 41 of the coiled stopper 40 generates an elastic force in the direction of tight contact with the internal electrode rod 17 when mounted on the internal electrode rod 17, the coiled stopper 40 can be securely mounted to the internal electrode rod 17. It is.
  • the glass tube side protrusion 44 is pulled and the coil portion 41 is elastically deformed again in the diameter increasing direction until it has a larger diameter than the internal electrode rod 17, the coil portion 41 is slidable with respect to the internal electrode rod 17.
  • the position of the coiled stopper 40 relative to the internal electrode rod 17 can be easily readjusted.
  • the glass tube side end portion 42 of the coil portion 41 is not the inner glass instead of the end surfaces of the electrode side protrusion 43 and the glass tube side protrusion 44 of the coiled stopper 40 (the end surface of the metal wire constituting the coiled stopper 40). Since the end surface of the tube 21 (the bottom surface of the recess 23) is brought into surface contact, the possibility that the end surface of the inner glass tube 21 is damaged by the coiled stopper 40 is small. Furthermore, since the glass tube side end portion 42 of the coil portion 41 is brought into surface contact with the end surface of the internal glass tube 21 (the bottom surface of the recess 23), the coiled stopper 40 (glass tube side end portion 42) is connected to the internal glass tube 21. Since the pressing force is large, the surface contact state between the inner glass tube 21 and the inner metal ring 28 can be reliably maintained.
  • the tip of the glass tube side protrusion 44 faces the outer peripheral surface of the internal electrode rod 17, the tip of the glass tube side protrusion 44 is spaced from the outer peripheral surface of the internal electrode rod 17 to the outer peripheral side.
  • the tip of the glass tube side protrusion 44 does not damage the surface of the internal electrode rod 17. Therefore, the shavings generated from the surface of the internal electrode rod 17 remain in the arc tube 12, and the shavings evaporate during lighting and adhere to the inner wall of the arc tube 12, thereby blackening the arc tube 12. It is not. Further, since the coil portion 41 has a single structure, the manufacturing cost of the coiled stopper 40 can be kept low.
  • the coiled stopper may be implemented in the manner shown in FIGS.
  • the coil-like stopper 55 shown in FIG. 6 has a shorter electrode-side protrusion 43 and glass tube-side protrusion 44 than the coil-like stopper 40. Therefore, compared with the coil-shaped stopper 40, the possibility that electric discharge is performed between the anode 16 or the cathode 51 and the electrode side protrusion 43 or the glass tube side protrusion 44 is reduced.
  • the coil-shaped stopper 57 shown in FIG. 7 includes an end portion on the anode 16 (cathode 51) side of the coil portion 41 by one end portion (end portion constituting portion) of the metal wire constituting the coil-like stopper 40. Therefore, there is no portion corresponding to the electrode side protrusion 43. Therefore, it is less likely that the discharge is performed between the anode 16 and the cathode 51 than the coiled stopper 55 of FIG.
  • the coil-shaped stopper 57 is a portion that can be the glass tube side end portion 42 at both ends in the longitudinal direction of the coil portion 41 (a portion that is in surface contact with the bottom surface of the recess 23 when being brought into contact with the bottom surface of the recess 23. ) Is formed. Therefore, the coiled stopper 57 can be attached not only to the internal electrode rod 17 in such a manner that the glass tube side end portion 42 located on the base end side of the glass tube side protrusion 44 is brought into contact with the bottom surface of the recess 23, but also to the other side. It is also possible to attach the glass tube side end portion 42 to the internal electrode rod 17 in such a manner that the glass tube side end portion 42 abuts against the bottom surface of the recess 23.
  • the coil-shaped stopper 59 shown in FIG. 8 does not wind the coil portion 41 tightly, and is configured such that adjacent spiral portions constituting the coil portion 41 are separated from each other when in the free state. If it does in this way, since the coil part 41 becomes easier to elastically deform, attachment or detachment to the internal electrode rod 17 of the coil-shaped stopper 59 becomes easier. Further, since the coil portion 41 does not need to be tightly wound, the coiled stopper 59 can be manufactured at a lower manufacturing cost than the coiled stoppers 40, 55, and 57.
  • any of the electrode-side protrusions 43 of the coil-shaped stoppers 61, 63, 65 shown in FIGS. 9 to 11 does not extend from the coil part 41 to the arc tube 12 side but to the base end side of the glass tube-side protrusion 44. It extends towards. However, the tip end of any electrode side protrusion 43 is terminated on the arc tube 12 side from the glass tube side end part 42 located on the base end side of the glass tube side protrusion 44. Even in this configuration, when the coiled stoppers 61, 63, 65 are attached to the internal electrode rod 17, the glass tube side end portion 42 of the coil portion 41 is the end surface of the internal glass tube 21 (the bottom surface of the recess 23).
  • the coiled stoppers 61, 63, 65 reduce the risk of damage to the end surface of the inner glass tube 21, and the pressing force that extends from the coil portion 41 (glass tube side end portion 42) to the inner glass tube 21. Can be increased. Further, both of the coil-shaped stoppers 63 and 65 are located at both ends in the longitudinal direction of the coil portion 41 so as to be the glass tube side end portion 42 (when being brought into contact with the bottom surface of the recess 23, A surface contact part) is formed.
  • the coiled stoppers 63 and 65 can be mounted not only on the internal electrode rod 17 in such a manner that the glass tube side end portion 42 located on the base end side of the glass tube side protrusion 44 contacts the bottom surface of the recess 23, It is also possible to attach the glass tube side end portion 42 located on the base end side of the side protrusion 43 to the internal electrode rod 17 in such a manner that the glass tube side end portion 42 abuts against the bottom surface of the recess 23.
  • the coil portion 41 can be elastically deformed using the electrode side protrusion 43 and the glass tube side protrusion 44.
  • the electrode side protrusion 43 and the glass tube side protrusion 44 are gripped by hand, and the electrode side protrusion 43 and the glass tube side protrusion 44 are the same amount (distance) as when only the glass tube side protrusion 44 is pulled.
  • the amount of elastic deformation of the coil portion 41 is doubled compared to when only the glass tube side protrusion 44 is pulled. Therefore, when the coil part 41 is elastically deformed using the electrode side protrusion 43 and the glass tube side protrusion 44, the mounting work of the coiled stoppers 61, 63, 65 on the internal electrode rod 17 can be performed more efficiently. Is possible.
  • the coiled stopper 67 shown in FIGS. 12 and 13 is obtained by winding a part of the coil portion 41 twice.
  • the coil portion 41 of the coiled stopper 67 has a double end winding on the glass tube side end portion 42 side.
  • the lap winding part 41a (part located on the outer peripheral side) is separated from the inner peripheral part of the coil part 41 to the outer peripheral side (see FIG. 13).
  • the lap winding portion 41a is separated from the inner peripheral side portion of the coil portion 41 to the outer peripheral side, so that the inner peripheral side portion of the coil portion 41 can be easily prevented without interfering with the lap winding portion 41a.
  • the coil-shaped stopper 67 having such a configuration has a larger contact area with the end surface of the inner glass tube 21 (the bottom surface of the recess 23) of the glass tube side end portion 42 of the coil portion 41 (overlap portion 41a). It is possible to further increase the pressing force extending from the portion 41 (the glass tube side end portion 42) to the inner glass tube 21.
  • a coiled stopper 69 shown in FIG. 14 is a modified example in which the lap winding portion 41 a is formed in a wider range than the coiled stopper 67.
  • the coil portion 41 of the coil-shaped stopper 71 shown in FIG. 15 is obtained by triple winding the end portion on the glass tube side end portion 42 side.
  • the coil part 41 when the coil part 41 is in a free state, the part that is triple-wound (the inner peripheral part located on the innermost peripheral side, the overlapping winding part 41a facing the inner peripheral part, and the outer peripheral side of the overlapping winding part 41a)
  • the overlapping winding portions 41b) are separated from each other.
  • the coil part 41 is in a free state, the triple-turned parts are separated from each other, so that the part located on the inner peripheral side of the coil part 41 is easily elastic in the diameter expanding direction without interfering with the lap winding part 41a. It can be deformed.
  • the coiled stopper 71 having such a configuration is the end face of the inner glass tube 21 at the glass tube side end portion 42 of the coil portion 41 (the overlapped winding portion 41a and the overlapped winding portion 41b) rather than the coiled stopper 67 and the coiled stopper 69. Since the contact area with respect to (the bottom surface of the recess 23) is further increased, it is possible to further increase the pressing force from the coil portion 41 (glass tube side end portion 42) to the inner glass tube 21.
  • a double winding portion or a triple winding portion may be formed over the entire longitudinal direction of the coil portion 41, or the number of turns may be increased more than the triple winding.
  • the 16 is characterized by a circumferential position of the glass tube side protrusion 44 with respect to the electrode side protrusion 43.
  • the angle formed by the axis of the coil portion 41 and the straight line connecting the glass tube side protrusion 44 is smaller than 180 °), and the glass tube side protrusion 44 is closer to the electrode side protrusion 43 than the electrode side protrusion 43 is.
  • the electrode side protrusion 43 and the glass tube side protrusion 44 can be easily grasped with the thumb and index finger of one hand, and the thumb and index finger can be brought closer (the electrode side protrusion 43 and the glass tube side).
  • the protrusion 44 close to the circumferential direction
  • the coil portion 41 can be easily elastically deformed in the diameter increasing direction.
  • the electrode side protrusion 43 and the glass tube side protrusion 44 are brought close to each other in this way, the amount of elastic deformation of the coil portion 41 becomes the glass tube side protrusion 44 in the same manner as in the modification examples of FIGS.
  • the mounting work efficiency to the internal electrode rod 17 is good. Furthermore, since it is an aspect which is easy to hold
  • the glass tube side protrusions 44, etc. are pulled so that the free state
  • the coil part 41 is elastically deformed in the diameter-expanding direction until the entire inner diameter of the coil part 41 is larger than the outer diameter of the internal electrode bar 17, and the internal electrode bar 17 is inserted into the coil part 41 in this state.
  • the coil portion 41 is elastically restored in the diameter reducing direction, and the coil-shaped stoppers 40, 55, 57, 59, 61, 63, 65, 67 , 69, 71, 73 may be attached to the internal electrode rod 17.
  • the inner diameter of the coil portion 41 in the free state is slightly smaller than the outer diameter of the internal electrode rod 17 (for example, when the diameter is about a few millimeters of comma) or the same diameter, the coil portion 41 is in a free state (glass).
  • the end portion of the internal electrode rod 17 can be inserted into the open end portion of the coil portion 41 (in a state where it is not elastically deformed in the diameter-expanding direction using the tube-side protrusion 44 or the like).
  • the coil portion 41 is elastically deformed in the diameter-expanding direction by the outer peripheral surface of the internal electrode rod 17, and further, the coil portion 41 is elastically deformed by the elastic force in the diameter-decreasing direction.
  • the entire inner surface is in close contact with the outer surface of the internal electrode rod 17.
  • the assembly procedure of the discharge lamp 10 is not limited to the above-described procedure.
  • the discharge lamp 10 is integrally formed of the anode 16, the internal electrode rod 17, the internal glass tube 21, the internal metal ring 28, and the coiled stopper 40 (or When assembling the cathode 51, the internal electrode rod 17, the internal glass tube 21, the internal metal ring 28, and the coiled stopper 40), the anode 16 (or the cathode 51) is attached to the internal electrode rod 17. After temporarily attaching the coiled stopper 40 to the internal electrode rod 17 and further attaching the internal glass tube 21 and the internal metal ring 28 to the internal electrode rod 17, the position of the coiled stopper 40 is adjusted and the glass tube side end is adjusted.
  • the portion 42 may be brought into contact with the concave portion 23 of the inner glass tube 21. Moreover, you may change the internal glass tube 21 into what does not provide the recessed part 23 in the end surface by the side of the anode 16 (cathode 51). Further, the discharge lamp 10 is not limited to the above-described form, and the present invention can be applied to all discharge lamps including the internal electrode rod 17 inserted into the internal glass tube 21 or the external electrode rod 19 inserted into the external glass tube 25. It is.
  • the discharge lamp of the present invention and the method for manufacturing the discharge lamp include a coiled stopper for restricting the glass tube from sliding to the electrode side with respect to the electrode rod during the welding operation of the sealing tube to the glass tube. It can be easily and securely attached to the electrode rod.
  • Discharge lamp 11 Discharge vessel 12 Light emission tube 13 14 Sealing tube 15 Anode side mount unit 16 Anode (electrode) 17 Internal electrode rod (electrode rod) 19 External electrode rod 21 Internal glass tube (glass tube) 22 fitting hole 23 recess 25 outer glass tube 26 fitting hole 28 inner metal ring 29 through hole 31 outer metal ring 32 through hole 34 glass rod 35 36 electrode rod support hole 38 metal foil 40 coiled stopper 41 coil portion 41a 41b overlap Winding part 42 Glass tube side end part 43 Electrode side protrusion (end part constituent part) 44 Glass tube side protrusion (end component) 50 Cathode side mount unit 51 Cathode (electrode) 55 Coiled stopper 57 Coiled stopper 59 Coiled stopper 61 Coiled stopper 63 Coiled stopper 65 Coiled stopper 67 Coiled stopper 69 Coiled stopper 71 Coiled stopper 73 Coiled stopper 73

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Abstract

封止管のガラス管に対する溶着作業中にガラス管が電極棒に対して電極側にスライドするのを規制するためのコイル状ストッパを、電極棒に対して簡単かつ確実に装着可能な放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法を提供する。その解決手段は、コイル状ストッパ(40)が、ガラス管(21)に当接するガラス管側端部(42)を有し、かつ、電極棒(17)より小径または同径な自由状態から拡径方向に弾性変形した状態で自身の内面が電極棒の外周面に密着する、金属線材の一部によって構成したコイル部(41)と、金属線材の両端によってそれぞれ構成したガラス管側端部より電極側に位置する一対の端部構成部(43)、(44)と、を備えたものである。

Description

放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法
 本発明は放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法に関する。
 特許文献1は放電ランプの従来例を開示している。
 この放電ランプは、ガラス製の放電容器内に位置する電極(陰極又は陽極)と、一方の端部で電極を支持する電極棒(電極芯棒)と、電極棒の周面に電極から離間させて取り付けたガラス管(保持用筒体)、ガラス管の外周面に溶着した、放電容器の一部をなしかつ一端が発光管に接続する封止管(側管)と、を備えている。さらに特許文献1中に明確な開示はないが、一般的に電極棒の周面には、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してある。
 封止管をガラス管の外周面に対して溶着する際には、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。すると封止管の回転動作に伴ってガラス管が軸方向に動いてしまうので、ガラス管と金属リングの対向面に隙間が形成され易い。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。
 しかし特許文献1の放電ランプは、この問題を解決するためのコイル部材を具備している。
 特許文献1のコイル部材は、タングステン線を電極棒に対して二重に巻き付けたものであり、その電極側端部は電極から離間している。一方、コイル部材のガラス管側端部はガラス管の端面に当接することにより、ガラス管が電極棒上を電極側へスライドするのを規制しているので、ガラス管と金属リングの対向面は隙間のない状態になる。
 そのため封止管をガラス管の外周面に対して溶着する際に封止管を回転させても、ガラス管と金属リングの対向面に隙間が形成され難いので、上記問題が発生するおそれは小さい。
特許第3562271号公報 特開2009-231002号公報 特許第4963821号公報
 しかし特許文献1のコイル部材は、電極棒に装着する前からコイル形状をなすものではなく、電極棒に巻き付けることにより初めてコイル形状となるものである。即ち、タングステン線を塑性変形させながら電極棒に対して二重かつ緊密に巻き付けたものであるため、コイル部材の電極棒に対する装着作業は非常に面倒である。特にガラス管の端面にコイル部材のガラス管側端部を受け入れる凹部(例えば、特許文献2の電極側ガラス管の端面に形成した凹部を参照)を形成する場合には、その装着作業は極めて困難となる。
 さらにコイル部材を電極棒に対して一旦巻き付けた後に、コイル部材の電極棒に対する位置調整を行うのが非常に面倒であるという欠点もある。
 本発明は、封止管のガラス管に対する溶着作業中にガラス管が電極棒に対して電極側にスライドするのを規制するためのコイル状ストッパを、電極棒に対して簡単かつ確実に装着可能な放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法を提供するものである。
 本発明の放電ランプは、ガラス製の放電容器の発光管内に位置する電極と、一方の端部で上記電極を支持する電極棒と、該電極棒の外周面に上記電極から離間させて装着したガラス管と、該ガラス管の外周面に溶着した、上記放電容器の一部をなし上記発光管と連続する封止管と、上記電極棒の外周面に装着した、金属線材からなるコイル状ストッパと、を備え、上記コイル状ストッパが、上記ガラス管の上記電極側の端面に当接するガラス管側端部を有し、かつ、上記電極棒より小径または同径な自由状態から拡径方向に弾性変形した状態で自身の内面が上記電極棒の外周面に密着する、上記金属線材の一部によって構成したコイル部と、上記金属線材の両端によってそれぞれ構成した、上記ガラス管側端部より上記電極側に位置する一対の端部構成部と、を備えることを特徴としている。
 一方の上記端部構成部が、上記ガラス管側端部から上記電極側に突出するガラス管側突部を構成してもよい。
 この場合は、上記ガラス管側突部が上記コイル部の外周側に位置させてもよい。
 さらに、他方の上記端部構成部側から上記コイル部の軸線方向に見たときに、他方の上記端部構成部と上記ガラス管側突部が上記コイル部の周方向に180°より小さい角度で位置ずれし、上記ガラス管側突部が他方の上記端部構成部よりも、上記端部構成部側から上記ガラス管側突部に向かう上記コイル部の巻き付け方向側に位置させてもよい。
 上記ガラス管側突部の先端が、上記コイル部の上記電極側の端部より上記ガラス管側に位置してもよい。
 他方の上記端部構成部が、上記コイル部の上記電極側の端部から突出する電極側突部を構成してもよい。
 また、他方の上記端部構成部を、上記コイル部の上記電極側の端部によって構成してもよい。
 上記コイル部が一重巻き構造であってもよい。
 上記コイル状ストッパを、タングステン、タンタル、モリブデン、及び、ニオブのいずれかを含有する金属によって構成してもよい。
 本発明の放電ランプの製造方法は、ガラス製の放電容器の発光管内に位置する電極と、一方の端部で上記電極を支持する電極棒と、該電極棒の外周面に上記電極から離間させて装着したガラス管と、該ガラス管の外周面に溶着した、上記放電容器の一部をなし上記発光管と連続する封止管と、上記電極棒の外周面に装着した、金属線材からなるコイル状ストッパと、を備え、上記コイル状ストッパが、上記ガラス管の上記電極側の端面に当接可能なガラス管側端部を有し、かつ、自由状態にあるときに上記電極棒より小径または同径となる、上記金属線材の一部によって構成したコイル部と、上記金属線材の両端によってそれぞれ構成した、上記ガラス管側端部より上記電極側に位置する一対の端部構成部と、を有する放電ランプの製造方法であって、上記電極棒より小径または同径な自由状態にある上記コイル部を上記電極棒より大径となるまで拡径方向に弾性変形させながら、上記コイル部に上記電極棒を挿入する挿入ステップ、上記ガラス管側端部を上記ガラス管の上記電極側の端面に当接させ、かつ、上記コイル部が発生する縮径方向の弾性力によって該コイル部の内面を上記電極棒の外周面に密着させる装着ステップ、及び、上記ガラス管の外周面に上記封止管を被せ、該封止管を上記ガラス管に溶着する溶着ステップ、を有することを特徴としている。
 一方の上記端部構成部が、上記ガラス管側端部から上記電極側に突出するガラス管側突部を構成し、上記挿入ステップが、上記ガラス管側突部を掴みながら上記該コイル部を拡径方向に弾性変形させた状態で、上記コイル部に上記電極棒を挿入するステップであってもよい。
 上記ガラス管側突部が上記コイル部の外周側に位置してもよい。
 この場合は、他方の上記端部構成部側から上記コイル部の軸線方向に見たときに、他方の上記端部構成部と上記ガラス管側突部が上記コイル部の周方向に180°より小さい角度で位置ずれし、上記ガラス管側突部が他方の上記端部構成部よりも、上記端部構成部側から上記ガラス管側突部に向かう上記コイル部の巻き付け方向側に位置してもよい。
 さらに、上記ガラス管側突部の先端が、上記コイル部の上記電極側の端部より上記ガラス管側に位置してもよい。
 他方の上記端部構成部が、上記コイル部の上記電極側の端部から突出する電極側突部を構成してもよい。
 また、他方の上記端部構成部を、上記コイル部の上記電極側の端部によって構成してもよい。
 上記コイル部が一重巻き構造であってもよい。
 上記コイル状ストッパを、タングステン、タンタル、モリブデン、及び、ニオブのいずれかを含有する金属によって構成してもよい。
 本発明のコイル状ストッパは、ガラス管の電極側の端面に当接するガラス管側端部を有し、かつ、自由状態において電極棒より小径または同径のコイル部を有している。そのためコイル部を電極棒より大径となるまで拡径方向に弾性変形させながらコイル部に電極棒を挿入すれば、コイル部内への電極棒の挿入を円滑に行うことができる。そしてガラス管側端部をガラス管の電極側の端面へ当接させた状態で、コイル部が発生する縮径方向の弾性力によって該コイル部の内面を電極棒の外周面に密着させるので、コイル状ストッパを電極棒に対して確実に装着可能である。
 さらにコイル状ストッパを構成する金属線材の端面(端部構成部の端面)ではなく、コイル部のガラス管側端部がガラス管の電極側の端面に当接する。仮に金属線材の端面がガラス管の端面に接触する場合は、金属線材の端面とガラス管の端面は点接触状態になるので、金属線材の端面(コイル状ストッパ)によってガラス管の端面が傷つき易い(ガラス管にクラックが発生し易い)。しかし本発明では、コイル部に形成したガラス管側端部をガラス管の電極側の端面に面接触状態で当接させているので、コイル状ストッパによってガラス管の端面が傷つくおそれが小さい。
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。 陽極を省略した陽極側マウントユニットの縦断側面図である。 内部電極棒とコイル状ストッパの分離状態を示す図であり、(a)は側面図、(b)は(a)を矢線方向に見た図である。 内部電極棒にコイル状ストッパの一部を装着した状態を示す図であり、(a)は側面図、(b)は(a)を図3の矢線方向に見た図である。 内部電極棒にコイル状ストッパを装着した状態を示す図であり、(a)は側面図、(b)は(a)を図3の矢線方向に見た図である。 第一の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第二の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第三の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第四の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第五の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第六の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第七の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第七の変形例のコイル状ストッパの正面図である。 第八の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第九の変形例のコイル状ストッパの側面図である。 第十の変形例のコイル状ストッパの側面図である。
 以下、図1から図5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。
 本実施形態の放電ランプ10は大きな構成要素として放電容器11と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とを具備している。
 ガラス製の放電容器11は、略球状をなす発光管12と、発光管12に形成した一対の円形孔にそれぞれ接続しかつ互いに同軸をなす一対の封止管13、14と、を一体的に具備している。
 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、及び、コイル状ストッパ40を結合したものである。
 直線的に延びる内部電極棒17及び外部電極棒19は共に金属によって構成した円柱部材である。内部電極棒17の一方の端部には陽極16を固定状態で支持可能である。
 内部ガラス管21及び外部ガラス管25は共に自身の中心軸を中心とする回転対称体である。内部ガラス管21及び外部ガラス管25の外径は同一であり、両者の外径は封止管13及び封止管14の内径より僅かに小径である。軸線方向寸法は外部ガラス管25より内部ガラス管21の方が長い。内部ガラス管21及び外部ガラス管25の中心部には自身の中心軸に沿って延びる嵌合孔22と嵌合孔26がそれぞれ形成してある。内部ガラス管21及び外部ガラス管25の両端面は共に自身の中心軸に対して直交する平面である。また内部ガラス管21の一方の端面には凹部23が形成してある。
 内部金属リング28及び外部金属リング31は自身の中心軸を中心とする回転対称体である。内部金属リング28及び外部金属リング31は同一仕様であり、その外径は共に内部ガラス管21及び外部ガラス管25と略同一である。内部金属リング28及び外部金属リング31の両端面は共に自身の中心軸に対して直交する平面であり、内部金属リング28及び外部金属リング31の中心部には貫通孔29、32がそれぞれ形成してある。
 ガラス棒34は自身の中心軸を中心とする回転対称体であり、その外径は内部金属リング28及び外部金属リング31と同一である。ガラス棒34の両端面の中心部には、自身の中心軸に沿って延びる電極支持孔35と電極支持孔36がそれぞれ同軸状態で形成してある。ガラス棒34の両端面は、自身の中心軸に対して直交する平面である。
 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は金属箔38を複数枚具備している。
 コイル状ストッパ40はタンタル、ニオブ、タングステン、及び、モリブデンの少なくともいずれか一つを含有する単一の金属線材を加工した部材である。コイル状ストッパ40を、タンタルもしくはニオブを含む材料で構成すると、酸素や水素などに対するゲッターとしての効果を持たせることができる。またタングステンもしくはモリブデンを含む材料で構成すると、コイル状ストッパ40の強度が上がり(その結果、後述する内部ガラス管21に対する押圧力も上がる)、コイル状ストッパ40が放電ランプ10の製造中に欠けたりや切れたりするおそれが低減する。
 コイル状ストッパ40は上記金属線材の両端部を除く部分を一方向に向けて螺旋状に巻いたコイル部41と、上記金属線材の両端部によりそれぞれ構成した電極側突部43(端部構成部)とガラス管側突部44(端部構成部)を具備している。コイル部41は一重巻きであり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の外径より僅かに小さいかまたは同じである。このとき、コイル状ストッパ40の線径および内径は、放電ランプ10の点灯中にコイル状ストッパ40が意図せずに動かないように、内部電極棒17とコイル状ストッパ40の温度による膨張を考慮し、決定される。ただしコイル部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、その内径は内部電極棒17の外径より大きくなる。またコイル部41は緊密に巻いてあるので、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螺旋状部は互いに接触している。またコイル部41の長手方向の一方の端部(端面)はガラス管側端部42を構成している。電極側突部43は、コイル部41の一方の端部からガラス管側端部42と反対側に向かって直線的に延びている。一方、コイル部41の外周側に位置するガラス管側突部44は、コイル部41の他方の端部(ガラス管側端部42側の端部)から電極側突部43と同じ方向に向かって直線的に延びている。
 一方、陰極側マウントユニット50は、内部電極棒17、外部電極棒19、内部ガラス管21、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、及び、陰極51(電極)を結合したものである。陰極側マウントユニット50は、内部電極棒17の一方の端部に陰極51を固定状態で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。
 続いて、以上の構成部品を有する放電ランプ10の組立要領について説明する。
 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をそれぞれ次の要領によってそれぞれ組み立てる。
 陽極側マウントユニット15を組立てる際は、まず内部電極棒17を内部金属リング28の貫通孔29に挿入して、内部電極棒17の中間位置において内部金属リング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の一方の端部を内部ガラス管21の嵌合孔22に挿入して、内部ガラス管21の凹部23と反対側の端面と内部金属リング28の端面の間の隙間を無くす。次いで、コイル状ストッパ40のコイル部41を一方の手で把持し、かつ、コイル部41の外周側に位置するガラス管側突部44を他方の手で把持しながら、ガラス管側突部44を電極側突部43から(コイル部41の軸線方向に見たときに電極側突部43から周方向に)離間する方向に引っ張ることにより、自由状態にあるコイル部41のガラス管側端部42側の端部を拡径方向に弾性変形させて、コイル部41のガラス管側端部42側の端部の内径を内部電極棒17の外径より大きくする。そしてコイル部41のガラス管側端部42側の端部に対して内部電極棒17の一方の端部を挿入する(図4参照)。内部電極棒17の一方の端部をコイル部41に対してさらに挿入すると、コイル部41のガラス管側端部42側の端部より電極側突部43側に位置する部位が内部電極棒17によって拡径方向に弾性変形させられ、やがて内部電極棒17がコイル部41を貫通する。そして、コイル部41のガラス管側端部42が凹部23の底面に面接触したら、ガラス管側突部44から手を離して、ガラス管側突部44を通じてコイル部41に及ぼしていた外力を消失させる(図5参照)。するとコイル部41のガラス管側端部42側の端部が縮径方向に弾性復帰するので、コイル部41の内面全体が内部電極棒17の外面に密着する。このときコイル部41は自由状態より大径なので、コイル部41は縮径方向への弾性力を発生する。そのためコイル部41(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、さらにガラス管側端部42が凹部23の底面に接触する状態に保持される。従って、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。
 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の端部に対して陽極16を固定状態で取り付ける。
 このようにして陽極16、内部電極棒17、内部ガラス管21、内部金属リング28、及び、コイル状ストッパ40からなる一体物を組み立てるのと並行して(又は前後して)、外部電極棒19、外部ガラス管25、及び、外部金属リング31からなる一体物を組み立てる。即ち、外部電極棒19を外部金属リング31の貫通孔32に挿入して、外部電極棒19の中間位置において外部金属リング31を外部電極棒19に対して溶接により固定し、さらに外部電極棒19の一方の端部を外部ガラス管25の嵌合孔26に挿入して、外部ガラス管25の一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のコイル状ストッパ40と反対側の端部をガラス棒34の電極支持孔35に固定状態で嵌合し、内部金属リング28の内部ガラス管21と反対側の端面をガラス棒34の端面に面接触させる。さらに外部電極棒19の外部ガラス管25と反対側の端部をガラス棒34の電極支持孔36に固定状態で嵌合し、外部金属リング31の外部ガラス管25と反対側の端面をガラス棒34の端面に面接触させる。
 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、外部金属リング31、及び、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。
 一方、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ることが可能である。
 次いで、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及び封止管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及び封止管14が縮径しながら内部ガラス管21、外部ガラス管25、及び、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及び封止管14が縮径しながら内部ガラス管21、外部ガラス管25、及び、ガラス棒34の外周面に対して溶着するとき、上記のようにコイル状ストッパ40(ガラス管側端部42)が内部ガラス管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。
 最後に、発光管12の上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。
 以上説明した本実施形態の放電ランプ10は、一重構造であり弾性変形し易いコイル部41を弾性変形させながらコイル状ストッパ40を内部電極棒17に装着しているので、コイル状ストッパ40の内部電極棒17への装着作業は容易である。しかも内部電極棒17に装着すると、コイル状ストッパ40のコイル部41が内部電極棒17へ密着する方向の弾性力を発生するので、コイル状ストッパ40を内部電極棒17に対して確実に装着可能である。
 さらにガラス管側突部44を引っ張ってコイル部41を内部電極棒17より大径となるまで拡径方向に再度弾性変形させると、コイル部41が内部電極棒17に対してスライド可能な状態になるので、内部電極棒17に対するコイル状ストッパ40の位置を簡単に再調整できる。
 さらにコイル状ストッパ40の電極側突部43とガラス管側突部44の端面(コイル状ストッパ40を構成する上記金属線材の端面)ではなく、コイル部41のガラス管側端部42を内部ガラス管21の端面(凹部23の底面)に面接触させているので、コイル状ストッパ40によって内部ガラス管21の端面が傷つくおそれが小さい。さらにコイル部41のガラス管側端部42を内部ガラス管21の端面(凹部23の底面)に面接触させているので、コイル状ストッパ40(ガラス管側端部42)から内部ガラス管21に及ぶ押圧力は大きく、そのため内部ガラス管21と内部金属リング28の面接触状態を確実に維持できる。
 またガラス管側突部44の先端部は内部電極棒17の外周面と対向するものの、ガラス管側突部44の先端部は内部電極棒17の外周面から外周側に離間しているので、ガラス管側突部44の先端によって内部電極棒17の表面を傷つけることがない。そのため、内部電極棒17の表面から発生した削りカスが発光管12内に残り、この削りカスが点灯中に蒸発して発光管12の内壁に付着することにより、発光管12が黒化するおそれはない。
 さらにコイル部41が一重構造のためコイル状ストッパ40の製造コストを低く抑えることが可能である。
 以上、上記実施形態を利用して本発明を説明したが、本発明は様々な変形を施しながら実施可能である。
 例えば、コイル状ストッパを図6、図7示す態様で実施してもよい。
 図6に示すコイル状ストッパ55は、コイル状ストッパ40に比べて電極側突部43及びガラス管側突部44が短い。そのため、コイル状ストッパ40と比べて、陽極16又は陰極51と電極側突部43やガラス管側突部44との間で放電が行われる可能性が低くなる。仮にこのような態様で放電が発生すると、放電した電極側突部43やガラス管側突部44が高熱によって溶け出し、溶け出した部分が発光管12の内面等に付着し発光管12のクラック等を誘因するおそれがあるが、本変形例によればこのようなリスクを低減できる。
 図7に示すコイル状ストッパ57は、コイル状ストッパ40を構成する上記金属線材の一方の端部(端部構成部)によってコイル部41の陽極16(陰極51)側の端部を構成しており、電極側突部43に相当する部位が存在しない。そのため図6のコイル状ストッパ55よりもさらに陽極16又は陰極51との間で放電が行われる可能性が低い。さらにコイル状ストッパ57は、コイル部41の長手方向の両端にガラス管側端部42と成り得る部位(凹部23の底面に当接させたときに、凹部23の底面に対して面接触する部位)が形成してある。そのためコイル状ストッパ57は、ガラス管側突部44の基端側に位置するガラス管側端部42を凹部23の底面に当接させる態様で内部電極棒17に装着できるだけでなく、もう一方のガラス管側端部42を凹部23の底面に当接させる態様で内部電極棒17に装着することも可能である。
 また図8に示すコイル状ストッパ59は、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螺旋状部が互いに離れるようにしたものである。このようにするとコイル部41がより弾性変形し易くなるので、コイル状ストッパ59の内部電極棒17への着脱がより容易になる。
 またコイル部41を緊密に巻く必要がないので、コイル状ストッパ59はコイル状ストッパ40、55、57よりも低い製造コストで製造可能である。
 また図9~図11に示すコイル状ストッパ61、63、65の電極側突部43はいずれも、コイル部41から発光管12側に延びるのではなくガラス管側突部44の基端側に向かって延びている。ただし、いずれの電極側突部43の先端も、ガラス管側突部44の基端側に位置するガラス管側端部42より発光管12側で終端している。
 このように構成した場合も、コイル状ストッパ61、63、65を内部電極棒17に装着したときに、コイル部41のガラス管側端部42が内部ガラス管21の端面(凹部23の底面)に面接触するので、コイル状ストッパ61、63、65によって内部ガラス管21の端面が傷つくおそれを小さくし、かつ、コイル部41(ガラス管側端部42)から内部ガラス管21に及ぶ押圧力を大きくすることが可能である。
 さらにコイル状ストッパ63、65のいずれも、コイル部41の長手方向の両端にガラス管側端部42と成り得る部位(凹部23の底面に当接させたときに、凹部23の底面に対して面接触する部位)が形成してある。そのためコイル状ストッパ63、65は、ガラス管側突部44の基端側に位置するガラス管側端部42を凹部23の底面に当接させる態様で内部電極棒17に装着できるだけでなく、電極側突部43の基端側に位置するガラス管側端部42を凹部23の底面に当接させる態様で内部電極棒17に装着することも可能である。
 また、ガラス管側突部44だけでなく電極側突部43もコイル部41の外周側に位置するので(内部電極棒17に装着したときに、電極側突部43が内部電極棒17の表面から離間するので)、電極側突部43及びガラス管側突部44を利用してコイル部41を弾性変形させることができる。例えば、電極側突部43とガラス管側突部44を手で把持して、ガラス管側突部44のみを引っ張る場合と同じ量(距離)だけ電極側突部43とガラス管側突部44を(コイル部41の軸線方向に見たときに)互いに離れる周方向に引っ張ると、コイル部41の弾性変形量がガラス管側突部44のみを引っ張る場合に比べて倍になる。そのため電極側突部43及びガラス管側突部44を利用してコイル部41を弾性変形させる場合は、コイル状ストッパ61、63、65の内部電極棒17に対する装着作業をより効率良く行うことが可能である。
 また図12、図13に示すコイル状ストッパ67はコイル部41の一部を二重に巻いたものである。
 コイル状ストッパ67のコイル部41は、そのガラス管側端部42側の端部を二重巻きにしてある。ただし、コイル部41が自由状態にあるとき重ね巻き部41a(外周側に位置する部位)はコイル部41の内周側部位から外周側に離間している(図13参照)。
 コイル部41が自由状態にあるとき重ね巻き部41aがコイル部41の内周側部から外周側に離間するので、コイル部41の内周側部は重ね巻き部41aと干渉することなく容易に拡径方向に弾性変形可能である。
 このような構成のコイル状ストッパ67は、コイル部41(重ね巻き部41a)のガラス管側端部42の内部ガラス管21の端面(凹部23の底面)に対する接触面積がより大きくなるので、コイル部41(ガラス管側端部42)から内部ガラス管21に及ぶ押圧力をさらに大きくすることが可能である。
 図14に示すコイル状ストッパ69は、コイル状ストッパ67より広い範囲で重ね巻き部41aを形成した変形例である。
 さらに図15に示すコイル状ストッパ71のコイル部41は、そのガラス管側端部42側の端部を三重巻きにしたものである。ただし、コイル部41が自由状態にあるとき三重巻きにした部位(最も内周側に位置する内周部、内周部と対向する重ね巻き部41a、及び、重ね巻き部41aの外周側に位置する重ね巻き部41b)は互いに離間している。
 コイル部41が自由状態にあるとき三重巻きにした部位が互いに離間しているので、コイル部41の内周側に位置する部分は重ね巻き部41aと干渉することなく容易に拡径方向に弾性変形可能である。
 このような構成のコイル状ストッパ71は、コイル状ストッパ67及びコイル状ストッパ69よりもコイル部41(重ね巻き部41a、重ね巻き部41b)のガラス管側端部42の内部ガラス管21の端面(凹部23の底面)に対する接触面積がさらに大きくなるので、コイル部41(ガラス管側端部42)から内部ガラス管21に及ぶ押圧力をさらに大きくすることが可能である。
 なお図示は省略してあるが、コイル部41の長手方向の全体に渡って二重巻き部や三重巻き部を形成したり、さらに三重巻きよりも巻き数を増やしても良い。
 図16に示すコイル状ストッパ73は、ガラス管側突部44の電極側突部43に対する周方向位置に特徴がある。即ち、電極側突部43とガラス管側突部44が180°より小さい角度で位置し(コイル部41の軸線方向に見たときに、コイル部41の軸線と電極側突部43を結ぶ直線と、コイル部41の軸線とガラス管側突部44を結ぶ直線とがなす角度が180°より小さく)、ガラス管側突部44が電極側突部43よりも、電極側突部43側からガラス管側突部44側に向かうコイル部41の巻き付け方向側に位置している。このようにすることで、例えば片手の親指と人差し指で電極側突部43及びガラス管側突部44を容易に把持でき、さらに親指と人差し指を近づけることにより(電極側突部43とガラス管側突部44を周方向に近づけることにより)、コイル部41を拡径方向に簡単に弾性変形させることができる。例えば、このようにして電極側突部43とガラス管側突部44を互いに近づけると、図9~図11の変形例の場合と同様にコイル部41の弾性変形量がガラス管側突部44のみを引っ張る場合に比べて倍になるので、内部電極棒17に対する装着作業の効率が良い。さらに、治具や工具で把持し易い態様であるため、治具や工具を使用することで、コイル状ストッパ73の装着作業をより効率良く行える。
 またコイル状ストッパ40、55、57、59、61、63、65、67、69、71、73を内部電極棒17に装着するときに、ガラス管側突部44等を引っ張ることにより、自由状態にあるコイル部41全体の内径が内部電極棒17の外径より大きくなるまでコイル部41を拡径方向に弾性変形させ、この状態でコイル部41に対して内部電極棒17を挿入し、その後に、ガラス管側突部44等に加えていた外力を消失させることによりコイル部41を縮径方向に弾性復帰させて、コイル状ストッパ40、55、57、59、61、63、65、67、69、71、73を内部電極棒17に装着してもよい。
 また、自由状態にあるコイル部41の内径が内部電極棒17の外径より僅かに小径の場合(例えば、コンマ数ミリ程度だけ小径の場合)もしくは同径の場合は、自由状態にある(ガラス管側突部44等を利用して拡径方向に弾性変形させない状態の)コイル部41の開口端部に対して内部電極棒17の端部を挿入可能である。このようにして内部電極棒17を挿入すると、内部電極棒17の外周面によってコイル部41が拡径方向に弾性変形し、さらにコイル部41が発生する縮径方向の弾性力によってコイル部41の内面全体が内部電極棒17の外面に密着する。
 さらに放電ランプ10の組立手順は上述の手順には限定されず、例えば、陽極16、内部電極棒17、内部ガラス管21、内部金属リング28、及び、コイル状ストッパ40からなる一体物(又は、陰極51、内部電極棒17、内部ガラス管21、内部金属リング28、及び、コイル状ストッパ40からなる一体物)を組み立てるときに、内部電極棒17に陽極16(又は陰極51)を取り付けてから内部電極棒17にコイル状ストッパ40を仮装着し、さらに内部電極棒17に対して内部ガラス管21及び内部金属リング28を取り付けた後に、コイル状ストッパ40の位置調整を行ってガラス管側端部42を内部ガラス管21の凹部23に当接させてもよい。
 また内部ガラス管21を、陽極16(陰極51)側の端面に凹部23を設けないものに変更してもよい。
 さらに、放電ランプ10は上述の形態に限定されず、本発明は内部ガラス管21に挿入した内部電極棒17、または外部ガラス管25に挿入した外部電極棒19を備えた放電ランプ全般に適応可能である。
 本発明の放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法は、封止管のガラス管に対する溶着作業中にガラス管が電極棒に対して電極側にスライドするのを規制するためのコイル状ストッパを、電極棒に対して簡単かつ確実に装着可能である。
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  嵌合孔
23  凹部
25  外部ガラス管
26  嵌合孔
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 電極棒支持孔
38  金属箔
40  コイル状ストッパ
41  コイル部
41a 41b 重ね巻き部
42  ガラス管側端部
43  電極側突部(端部構成部)
44  ガラス管側突部(端部構成部)
50  陰極側マウントユニット
51  陰極(電極)
55  コイル状ストッパ
57  コイル状ストッパ
59  コイル状ストッパ
61  コイル状ストッパ
63  コイル状ストッパ
65  コイル状ストッパ
67  コイル状ストッパ
69  コイル状ストッパ
71  コイル状ストッパ
73  コイル状ストッパ

Claims (18)

  1.  ガラス製の放電容器の発光管内に位置する電極と、
     一方の端部で上記電極を支持する電極棒と、
     該電極棒の外周面に上記電極から離間させて装着したガラス管と、
     該ガラス管の外周面に溶着した、上記放電容器の一部をなし上記発光管と連続する封止管と、
     上記電極棒の外周面に装着した、金属線材からなるコイル状ストッパと、
     を備え、
     上記コイル状ストッパが、
     上記ガラス管の上記電極側の端面に当接するガラス管側端部を有し、かつ、上記電極棒より小径または同径な自由状態から拡径方向に弾性変形した状態で自身の内面が上記電極棒の外周面に密着する、上記金属線材の一部によって構成したコイル部と、
     上記金属線材の両端によってそれぞれ構成した、上記ガラス管側端部より上記電極側に位置する一対の端部構成部と、
     を備えることを特徴とする放電ランプ。
  2.  請求の範囲第1項記載の放電ランプにおいて、
     一方の上記端部構成部が、上記ガラス管側端部から上記電極側に突出するガラス管側突部を構成する放電ランプ。
  3.  請求の範囲第2項記載の放電ランプにおいて、
     上記ガラス管側突部が上記コイル部の外周側に位置する放電ランプ。
  4.  請求の範囲第3項記載の放電ランプにおいて、
     他方の上記端部構成部側から上記コイル部の軸線方向に見たときに、他方の上記端部構成部と上記ガラス管側突部が上記コイル部の周方向に180°より小さい角度で位置ずれし、上記ガラス管側突部が他方の上記端部構成部よりも、上記端部構成部側から上記ガラス管側突部に向かう上記コイル部の巻き付け方向側に位置する放電ランプ。
  5.  請求の範囲第2項から第4項のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
     上記ガラス管側突部の先端が、上記コイル部の上記電極側の端部より上記ガラス管側に位置する放電ランプ。
  6.  請求の範囲第2項から第5項のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
     他方の上記端部構成部が、上記コイル部の上記電極側の端部から突出する電極側突部を構成する放電ランプ。
  7.  請求の範囲第2項から第5項のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
     他方の上記端部構成部を、上記コイル部の上記電極側の端部によって構成した放電ランプ。
  8.  請求の範囲第1項から第7項のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
     上記コイル部が一重巻き構造である放電ランプ。
  9.  請求の範囲第1項から第8項のいずれか1項記載の放電ランプにおいて、
     上記コイル状ストッパを、タングステン、タンタル、モリブデン、及び、ニオブのいずれかを含有する金属によって構成した放電ランプ。
  10.  ガラス製の放電容器の発光管内に位置する電極と、
     一方の端部で上記電極を支持する電極棒と、
     該電極棒の外周面に上記電極から離間させて装着したガラス管と、
     該ガラス管の外周面に溶着した、上記放電容器の一部をなし上記発光管と連続する封止管と、
     上記電極棒の外周面に装着した、金属線材からなるコイル状ストッパと、
     を備え、
     上記コイル状ストッパが、
     上記ガラス管の上記電極側の端面に当接可能なガラス管側端部を有し、かつ、自由状態にあるときに上記電極棒より小径または同径となる、上記金属線材の一部によって構成したコイル部と、
     上記金属線材の両端によってそれぞれ構成した、上記ガラス管側端部より上記電極側に位置する一対の端部構成部と、
     を有する放電ランプの製造方法であって、
     上記電極棒より小径または同径な自由状態にある上記コイル部を上記電極棒より大径となるまで拡径方向に弾性変形させながら、上記コイル部に上記電極棒を挿入する挿入ステップ、
     上記ガラス管側端部を上記ガラス管の上記電極側の端面に当接させ、かつ、上記コイル部が発生する縮径方向の弾性力によって該コイル部の内面を上記電極棒の外周面に密着させる装着ステップ、
    及び、
     上記ガラス管の外周面に上記封止管を被せ、該封止管を上記ガラス管に溶着する溶着ステップ、
     を有することを特徴とする放電ランプの製造方法。
  11.  請求の範囲第10項記載の放電ランプの製造方法において、
     一方の上記端部構成部が、上記ガラス管側端部から上記電極側に突出するガラス管側突部を構成し、
     上記挿入ステップが、上記ガラス管側突部を掴みながら上記該コイル部を拡径方向に弾性変形させた状態で、上記コイル部に上記電極棒を挿入するステップである放電ランプの製造方法。
  12.  請求の範囲第11項記載の放電ランプの製造方法において、
     上記ガラス管側突部が上記コイル部の外周側に位置する放電ランプの製造方法。
  13.  請求の範囲第12項記載の放電ランプの製造方法において、
     他方の上記端部構成部側から上記コイル部の軸線方向に見たときに、他方の上記端部構成部と上記ガラス管側突部が上記コイル部の周方向に180°より小さい角度で位置ずれし、上記ガラス管側突部が他方の上記端部構成部よりも、上記端部構成部側から上記ガラス管側突部に向かう上記コイル部の巻き付け方向側に位置する放電ランプの製造方法。
  14.  請求の範囲第11項から第13項のいずれか1項記載の放電ランプの製造方法において、
     上記ガラス管側突部の先端が、上記コイル部の上記電極側の端部より上記ガラス管側に位置する放電ランプの製造方法。
  15.  請求の範囲第11項から第14項のいずれか1項記載の放電ランプの製造方法において、
     他方の上記端部構成部が、上記コイル部の上記電極側の端部から突出する電極側突部を構成する放電ランプの製造方法。
  16.  請求の範囲第11項から第14項のいずれか1項記載の放電ランプの製造方法において、
     他方の上記端部構成部を、上記コイル部の上記電極側の端部によって構成した放電ランプの製造方法。
  17.  請求の範囲第10項から第16項のいずれか1項記載の放電ランプの製造方法において、
     上記コイル部が一重巻き構造である放電ランプの製造方法。
  18.  請求の範囲第10項から第17項のいずれか1項記載の放電ランプの製造方法において、
     上記コイル状ストッパを、タングステン、タンタル、モリブデン、及び、ニオブのいずれかを含有する金属によって構成した放電ランプの製造方法。
PCT/JP2013/068623 2012-09-25 2013-07-08 放電ランプ、及び、放電ランプの製造方法 WO2014050253A1 (ja)

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