JP3135981U - メタルハライドランプ用のセラミック発光管 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部とその両端に設ける一対のキャピラリ部とが透光性セラミックスで一体成形されたワンピース型のセラミック発光管を用いるメタルハライドランプに生じていたランプ寿命のバラツキを解消してその製品品質を向上させる。
【解決手段】セラミック発光管１ａ〜１ｄの発光部２の両側に設けるキャピラリ部３Ｒ、３Ｌの一方に、他方のキャピラリ部との区別を可能にする目印４ａ〜４ｄを付設することにより、発光管の取付方向を誤らせないようにした。
【選択図】図１

Description

本考案は、発光管の発光部とその両端に設ける一対のキャピラリ部とが透光性セラミックスで一体成形されたメタルハライドランプ用のセラミック発光管に関する。

近時のメタルハライドランプは、石英製の発光管に代えて、石英よりも耐熱性、耐食性に優れた透光性セラミックスで成るセラミック発光管を用いたものが多くなっている。従前のセラミック発光管は、可視光線を透過する透光性アルミナセラミックスでバレル形に成形された発光部の両端に別途作製したセラミック製の細管で成る一対のキャピラリを焼きばめて取り付けるシリンドリカル型が一般的であったが、最近は、焼きばめ加工の面倒を解消し、生産性を向上させるために、発光管の発光部とその両端に設けるキャピラリとを透光性アルミナセラミックスで一体成形するワンピース型が主流になりつつある（特許文献１及び２参照）。
特開平１１−２０４０８６号公報 特開２００５−３０２６２４号公報

ワンピース型のセラミック発光管を成形する方法としては、図３（ａ）の如く発光管の外面形状を象った石膏型（成形型）３１内に、図３（ｂ）の如く実線矢印で示すＸ側からセラミックス粉末、バインダ、水を主成分とするセラミックスラリー３２を流し込んで充填し、該スラリー３２の水分を石膏型３１に吸収させて、セラミックス粉末とバインダとの混合物を発光管の肉厚に見合った厚み分だけ石膏型３１内に着肉させた後、余剰のスラリー３２を破線矢印で示すＹ側へ排出して、図３（ｃ）の如く石膏型３１内に着肉したセラミックス粉末とバインダとの混合物を乾燥固化させることにより、発光管となる鋳込み成形体３３を作製する泥しょう鋳込み成形法（特許文献３及び４参照）や、図４（ａ）の如く発光管の外面形状を象った金属型、樹脂型あるいはセラミック型等で成る成形型４１内に、成形後に溶融除去することができるワックス等で発光管の内面形状を象った中子４２を配置して、図４（ｂ）の如く成形型４１と中子４２との間に生ずる隙間に実線矢印で示すＸ側からセラミックス粉末、溶剤、硬化剤を主成分とするセラミックスラリー４３を流し込んで該スラリー４３を硬化させた後、中子４２を加熱溶融して破線矢印で示すＹ側へ排出させることにより、その中子４２を図４（ｃ）の如く成形型４１内から除去して、発光管となる成形体４４を得るロストワックス法もしくはゲルキャスト法（特許文献５参照）が用いられている。
特開平０８−３０１６６６号公報 特開２００２−２１６６２６号公報 再表２００４−３５２８１号公報

しかし、上記の方法によって成形されるワンピース型のセラミック発光管を用いた垂直点灯型のセラミックメタルハライドランプは、保証寿命をクリアしているものの、そのランプ寿命にバラツキがあり、製品品質が一定しないという問題があった。そこで本考案者は、ランプ寿命にバラツキが生ずる原因を究明するため、ランプ寿命が相対的に短いメタルハライドランプに使用されていたセラミック発光管を検証したところ、図３の鋳込み成形法により作製された成形体３３を焼成して成る図５（ａ）のセラミック発光管５１は、発光部５２とその両端に設けたキャピラリ部５３Ｒ、５３Ｌの外面形状は設計仕様どおり均整に成形されているが、発光部５２の内面にはその内面形状の均整を損なわしめるような筋状痕５４が発生しており、また、図４のロストワックス法乃至ゲルキャスト法により作製された成形体４４を焼成して成る図５（ｂ）のセラミック発光管６１も、発光部６２とその両端に設けたキャピラリ部６３Ｒ、６３Ｌの外面形状は均整に成形されているものの、発光部６２内にその内面形状の均整を損なわしめる波状痕６４や尖片６５等の異常形状が発生していることが判った。

一方、長寿命のメタルハライドランプに使用されていたセラミック発光管を検証すると、拡大観察装置によって発光部の内面に微小な筋状痕や波状痕等の異常形状が発生していることが認められるものと、拡大観察装置によらずとも図５の筋状痕１４や波状痕６４、尖片６５と同程度の大きさの異常形状が発生していることが認められるものとがあった。つまり、短寿命のランプに限らず、長寿命のランプも、セラミック発光管の発光部の内面に筋状痕や波状痕等の異常形状が生じていることが判明した。

そこで、発光部内に同程度の大きさの異常形状が発生しているセラミック発光管を用いた垂直点灯型のメタルハライドランプについて、そのランプ寿命に長短の差が生ずる原因を究明するため、長寿命のランプと短寿命のランプとを全体的に比較観察して両者の相違点を探求したところ、長寿命のランプは、その口金を上にして点灯させる垂直点灯姿勢としたときに、セラミック発光管５１（６１）の発光部５２（６２）内に発生した筋状痕１４（波状痕６４、尖片６５）が、発光部５２（６２）内の上側に偏在しているのに対し、短寿命のランプは、垂直点灯姿勢としたときに、セラミック発光管５１（６１）の発光部５２（６２）に発生した筋状痕１４（波状痕６４、尖片６５）が、発光部５２（６２）内の下側に偏在していることが判明した。つまり、セラミック発光管の発光部内に生ずる筋状痕や波状痕等の異常形状は、発光部内の片側に偏在することが判明すると同時に、セラミック発光管が、ランプを垂直点灯姿勢としたときに、発光部内に生じた異常形状が発光部内の上側に偏在した状態となる向きで取り付けられていれば、ランプ寿命が短くならないことが判明した。

そして更に、図３の成形型３１によって成形された図５（ａ）のセラミック発光管５１の発光部５２内に発生する筋状痕１４は、図３の成形型３１内にセラミックスラリー３２を流し込むＸ側（キャピラリ部５３Ｒ側）ではなく、余剰のスラリー３２を成形型３１外へ排出させるＹ側（キャピラリ部５３Ｌ側）に偏在し、また、図４の成形型４１によって成形された図５（ｂ）のセラミック発光管６１の発光部６２内に発生する波状痕６４や尖片６５も、図４の成形型４１内にセラミックスラリー４２を流し込むＸ側（キャピラリ部６３Ｒ側）ではなく、中子４２を形成するワックス等を加熱溶融して成形型４１外へ排出させるＹ側（キャピラリ部６３Ｌ側）に偏在することが判明した。つまり、成形型３１、４１によって発光管５１、６１となる成形体３３、４４を作製する際に、発光管５１、６１の発光部５２、６２内に発生する筋状痕５４、波状痕６４、尖片６５等の異常形状が偏在する部位を特定し得ることが判った。

本考案は、発光管の発光部とその両端に設ける一対のキャピラリ部とが透光性セラミックスで一体成形されたワンピース型のセラミック発光管を用いたメタルハライドランプのランプ寿命のバラツキを解消してその製品品質を向上させるために、以上のような知見に基づき、メタルハライドランプを垂直点灯姿勢にしたときにセラミック発光管の発光部内に生じた筋状痕等の異常形状が発光部内の上側に偏在することとなる一定の向きで該発光管を確実に取り付けることができるようにすると同時に、万一、該発光管の取付方向を間違ったとしても、ランプの品質検査や出荷検査においてその間違いを確実にチェックできるようにすることを技術的課題としている。

上記の課題を解決するために、本考案は、発光管の発光部とその両端に設ける一対のキャピラリ部とが透光性セラミックスで一体成形されたメタルハライドランプ用のセラミック発光管において、前記キャピラリ部の一方に、他方のキャピラリ部との区別を可能にする目印が付設されていることを特徴とする。

本考案のセラミック発光管は、発光部の両端に設けるキャピラリ部の一方に、他方のキャピラリ部との区別を可能にする目印が付設されているので、その目印によって、該発光管の取付方向を一定に規制することができる。したがって、垂直点灯型メタルハライドランプの組立加工において、ランプを垂直点灯姿勢にしたときにセラミック発光管の発光部内に生じた筋状痕等の異常形状が発光部内の上側に偏在することとなる一定の向きで該発光管を確実に取り付けることができる。また、万一、ランプの組立加工を行う作業者の不注意によって発光管の取付方向が間違っていたとしても、組立加工後に行うランプの品質検査や出荷検査において、キャピラリ部に付設された目印によって発光管の取付方向の間違いをチェックすることができるから、セラミック発光管を用いたメタルハライドランプのランプ寿命のバラツキを確実に解消して、その製品品質を向上させることができるという優れた効果がある。

本考案に係るセラミック発光管の最良の実施形態は、発光部とその両端に設ける一対のキャピラリ部とが透光性セラミックスで一体成形されると共に、キャピラリ部の一方に、他方のキャピラリ部との区別を可能にする目印が付設されており、該目印は、セラミックスラリーを流し込んで発光管となる成形体を作製する成形型によってキャピラリ部の外表面に付設された凸部で形成されている。また、該凸部は、発光管の片端方向を指し示す矢尻形状もしくは矢印形状を成している。

図１（ａ）〜（ｄ）は、本考案に係るセラミック発光管の実施例を示す図、図２（ａ）、（ｂ）は、図１（ａ）、（ｂ）のセラミック発光管を成形する成形型の断面図であって、図１（ａ）〜（ｄ）のセラミック発光管１ａ〜１ｄは、発光部２とその両端に設ける一対のキャピラリ部３Ｒ、３Ｌとが透光性アルミナセラミックスで一体成形されると共に、一方のキャピラリ部３Ｒに、他方のキャピラリ部３Ｌとの区別を可能にする目印４ａ〜４ｄが付設されている。

図１（ａ）の発光管１ａは、図２（ａ）の成形型５で成形されると同時に、該成形型５によってキャピラリ部３Ｒの外表面に目印４ａが付設されている。すなわち、発光管１ａのキャピラリ部３Ｒに付設された目印４ａは、セラミックス粉末、バインダ、水を主成分とするセラミックスラリーをＸ側から流し込んで発光管となる成形体を作製する図２（ａ）の成形型５によってキャピラリ部３Ｒの外表面に付設された半球状のボッチ等の凸部で形成されている。なお、図１（ａ）の発光管１ａを成形する図２（ａ）の成形型５は、セラミックスラリーを流し込むＸ側に、そのＸ側で成形されるキャピラリ３Ｒの外表面に凸部で成る目印４ａを付設するための凹部６が形成されている点を除けば、図３に示す成形型３１の構成と同じである。

次に、図１（ｂ）の発光管１ｂは、図２（ｂ）の成形型７で成形されると同時に、該成形型７によってキャピラリ部３Ｒの外表面に目印４ｂが付設されている。すなわち、発光管１ｂのキャピラリ部３Ｒに付設された目印４ｂは、セラミックス粉末、溶剤、硬化剤を主成分とするセラミックスラリーをＸ側から流し込んで発光管となる成形体を作製する図２（ｂ）の成形型７によってキャピラリ部３Ｒの外表面に付設された凹溝等の凹部で形成されている。なお、図１（ｂ）の発光管１ｂを成形する図２（ｂ）の成形型７は、セラミックスラリーを流し込むＸ側に、そのＸ側で成形されるキャピラリ３Ｒの外表面に凹部で成る目印４ｂを付設するための凸部８が形成されている点を除けば、図４に示す成形型４１の構成と同じである。なお、目印４ｂとなる凹部は、例えば図４の成形型４１で作製された成形体のキャピラリ３Ｒとなる部分の外表面をグラインダ等で研削して付設するものであってもよい。

次に、図１（ｃ）の発光管１ｃは、そのキャピラリ部３Ｒの外表面に付設された目印４ｃが、該発光管１ｃの片端方向（本例ではキャピラリ部３Ｌ側の方向）を指し示す矢尻形状もしくは矢印形状を成している。また、矢尻形状もしくは矢印形状を成す目印４ｃは、図１（ａ）の如く凸部で成る目印４ａ又は図１（ｂ）の如く凹部で成る目印４ｂと同様に、セラミックスラリーを流し込んで発光管となる成形体を作製する成形型（図示せず）によってキャピラリ部３Ｒの外表面に付設された凸部又は凹部で形成されている。なお、本考案の目印は、図３の成形型３１や図４の成形型４１で発光管となる成形体を作製した後、その成形体を焼成する前にキャピラリ部３Ｒの外表面にコバルトやクロム等の金属イオンを含む釉薬で描いた矢尻形状もしくは矢印形状の図形で形成されているものや、釉薬で円や線などの任意の図形又は記号を表したもの、あるいは、釉薬で単に着色を施したものであってもよい。

次に、図１（ｄ）の発光管１ｄは、キャピラリ部３Ｒの外表面に付設された目印４ｄが、図３の成形型３１や図４の成形型４１で作製された発光管の成形体を焼成する前に、その成形体のキャピラリ部３Ｒとなる部分の外表面を粗面化するサンドブラスト加工によって付設された模様で形成されている。

以上のように、図１（ａ）〜（ｄ）の発光管１ａ〜１ｄは、これを成形する成形型のセラミックスラリーが流し込まれる側（図２〜図４に示すＸ側）に位置していたキャピラリ部３Ｒの外表面に目印４ａ〜４ｄを付設しているから、発光部２内に発生する筋状痕２０、波状痕２１、尖片２２等の異常形状は、目印４ａ〜４ｄを付設したキャピラリ部３Ｒとは逆側のキャピラリ部３Ｌ側に偏在していることになる。

したがって、発光管１ａ〜１ｄを用いた垂直点灯型メタルハライドランプの組立加工を行う作業者に対して、ランプを垂直点灯姿勢としたときに目印の無いキャピラリ部３Ｌが上側となり、目印４ａ〜４ｄの有るキャピラリ部３Ｒが下側となるように発光管１ａ〜１ｄを取り付ける旨の指示を与えることにより、発光管１ａ〜１ｄは、その発光部２内に生じた筋状痕２０、波状痕２１、尖片２２等が発光部２内の上側に偏在する向きに取り付けられることとなる。

また万一、ランプの組立加工を行う作業者の不注意によってセラミック発光管１ａ〜１ｄの取付方向を誤ったメタルハライドランプが製造されることがあっても、該ランプの品質検査や出荷検査において、キャピラリ部３Ｒに付設された目印４ａ〜４ｄの位置の違いを見極めることにより発光管１ａ〜１ｄの取付方向を誤ったランプを確実に排除することができるから、製品品質が一定した長寿命のセラミックメタルランプを得ることができる。

また、上記の如く成形型で作製された成形体の一方のキャピラリ部に釉薬を塗工したり、サンドブラストを施すなどの二次加工によって目印を付設するようにすると、発光管の生産性が低下すると同時に、誤って他方のキャピラリ部に目印を付設するおそれがあるが、図１（ａ）〜（ｃ）の発光管１ａ〜１ｃのように、セラミックスラリーを流し込んで発光管となる成形体を作製する成形型によってキャピラリ部３Ｒの外表面に凸部又は凹部で成る目印４ａ〜４ｃが付設される構成となっていれば、その目印４ａ〜４ｃが誤ってキャピラリ部３Ｌに付設されるおそれは皆無であるし、別途目印を付設するための二次加工等が不要であるから、発光管の生産性が低下することもないという優れた利点がある。

また、図１（ｂ）の発光管１ｂのように、キャピラリ部３Ｒの外表面に凹部で成る目印４ｂを付設すると、その部分の肉厚が薄くなってキャピラリ部３Ｒの強度が低下するが、図１（ａ）のように、キャピラリ部３Ｒの外表面に凸部で成る目印４ａを付設すれば、強度低下のおそれもないという利点がある。

更に、図１（ｃ）の発光管１ｃのように、キャピラリ部３Ｒの外表面に付設する目印４ｃが発光管１ｃの片端方向を指し示す矢尻形状もしくは矢印形状を成していれば、ランプの組立加工を行う作業者に発光管１ｃの取付方向を意識させてその取付方向を誤らせないように作用する効果が優れている。

したがって、本考案の目印として最良のものは、セラミックスラリーを流し込んで発光管となる成形体を作製する成形型によってキャピラリ部の外表面に付設された凸部で成ると同時に、その凸部が発光管の片端方向を指し示す矢尻形状もしくは矢印形状を成しているものである。

なお、図１（ａ）〜（ｄ）の発光管１ａ〜１ｄは、何れもキャピラリ部３Ｒ側に目印４ａ〜４ｄが付設されているが、その逆側のキャピラリ部３Ｌ側に目印４ａ〜４ｄを付設してもよく、その場合は、ランプの組立加工を行う作業者に対して、ランプを垂直点灯姿勢としたときに、目印４ａ〜４ｄの有るキャピラリ部３Ｌが上側となり、目印の無いキャピラリ部３Ｒが下側となるように発光管１ａ〜１ｄを取り付ける旨の指示を与えることによって、製品品質が一定した長寿命のランプを得ることができる。

また、目印は、キャピラリ部の一方のみに付設する場合に限らず、例えば、キャピラリ部の一方に、赤色の目印が付設された他方のキャピラリ部との区別を可能にする青色の目印が付設されているものであってもよい。

本考案は、発光部とその両端に設ける一対のキャピラリ部とが透光性セラミックスで一体成形されるワンピース型のセラミック発光管を用いたメタルハライドランプのランプ寿命のバラツキを解消して、その品質向上に資するものである。

本考案に係るセラミック発光管の実施例を示す図 図１（ａ）、（ｂ）の発光管を成形する成形型の断面図 発光管の鋳込み成形法とその成形型を示す図 発光管のロストワックス成形法・ゲルキャスト法とその成形型を示す図 従来のセラミック発光管を示す図

符号の説明

１ａ〜１ｄ セラミック発光管
２ 発光部
３Ｒ キャピラリ部
３Ｌ キャピラリ部
４ａ〜４ｄ 目印
５ 成形型
７ 成形型

Claims (4)

1. 発光管の発光部とその両端に設ける一対のキャピラリ部とが透光性セラミックスで一体成形されたメタルハライドランプ用のセラミック発光管において、前記キャピラリ部の一方に、他方のキャピラリ部との区別を可能にする目印が付設されていることを特徴とするセラミック発光管。
2. 前記目印が、セラミックスラリーを流し込んで発光管となる成形体を作製する成形型によってキャピラリ部の外表面に付設された凸部で成る請求項１記載のセラミック発光管。
3. 前記目印が、セラミックスラリーを流し込んで発光管となる成形体を作製する成形型によってキャピラリ部の外表面に付設された凹部で成る請求項１記載のセラミック発光管。
4. 前記目印が、発光管の片端方向を指し示す矢尻形状もしくは矢印形状を成している請求項１、２又は３記載のセラミック発光管。

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