CN102339726B - 超高压汞灯 - Google Patents

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Abstract

提供一种超高压汞灯，能抑制因在将发光管固定于反射镜亦即定位时、和固定灯头亦即灯头安装时的分为两次注入接合剂所导致的石英灯管的裂缝的产生。对于本发明所涉及的超高压汞灯，使用石英灯管的发光管通过第一次的接合剂的注入而被固定于反射镜的颈部，并且，灯头通过第二次的接合剂的注入而被固定于发光管的位于颈部处的端部，其中，在将注入后的第一次的接合剂以及第二次的接合剂的外径设为a，将注入后的第一次的接合剂以及第二次的接合剂的合计轴向深度设为b，将发光管的、灯头所被固定的位置的附近的石英灯管的外径设为c时，满足以下关系：1.3＜a/c＜2.4——(1)0.5＜b/c＜1.6——(2)。

Description

超高压汞灯
技术领域
本发明涉及在投影仪装置的光源中使用的超高压汞灯。
背景技术
图8是以往的超高压汞灯200的示意图。以往的超高压汞灯200具备反射镜203，该反射镜203在内表面形成有作为凹面反射镜发挥作用的面。在反射镜203的与凹面反射镜的底部相应的位置的外表面，形成有圆筒状的突出部、即颈部(neck)203b。超高压汞灯200的发光管202具有圆柱状的外形，发光管202的一端从反射镜203的底部贯通颈部203b，并利用被封入在上述发光管202与颈部203b的内壁之间的接合剂218，与灯头215一并固定。在反射镜203的开口部203a嵌有前表面玻璃219(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2004-349194号公报
如上所述，超高压汞灯200的发光管202具有圆柱状的外形，发光管202的一端从反射镜203的底部贯通颈部203b，并利用被封入在上述发光管202与颈部203b的内壁之间的接合剂218与灯头215一并固定。在该情况下，基于接合剂218的发光管202的固定与灯头215的固定分为两次进行。首先，对于发光管202，在利用石英灯管对钼箔进行密封之后、将该发光管202组装于反射镜203时，进行基于第一次的接合剂218的固定(定位时)。此外，在固定灯头215时，进行基于第二次的接合剂218的固定(灯头安装时)。
虽然上述第一次、第二次的接合剂218是相同种类的接合剂，但存在下述课题：在灯头安装工序中，当注入第二次的接合剂218并利用干燥机(oven)进行干燥时，因均一性等(颗粒直径，分布等)的偏差导致线膨胀系数不同，第一次与第二次的接合剂218之间的边界附近的石英灯管承受剪切应力，从而在石英灯管产生裂缝。
另外，认为在超高压汞灯200的制造工序以外，例如在开灯、关灯时，第一次与第二次的接合剂218之间的边界附近的石英灯管承受热应力(剪切应力)。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而完成的，提供一种超高压汞灯，该超高压汞灯能够抑制因在将发光管固定于反射镜亦即定位时、和对灯头进行固定亦即灯头安装时的分为两次注入接合剂导致的石英灯管的裂缝的产生。
对于本发明所涉及的超高压汞灯，使用石英灯管的发光管通过第一次的接合剂的注入而被固定于反射镜的颈部，并且，灯头通过第二次的接合剂的注入而被固定于发光管的位于颈部处的端部，其中，在将注入后的第一次的接合剂以及第二次的接合剂的外径设为a，将注入后的第一次的接合剂以及第二次的接合剂的合计轴向深度设为b，将发光管的、灯头所被固定的位置的附近的石英灯管的外径设为c时，满足以下关系：
1.3＜a/c＜2.4(1)
0.5＜b/c＜1.6(2)。
对于本发明所涉及的超高压汞灯，在将注入后的第一次的接合剂以及第二次的接合剂的外径设为a，将注入后的第一次的接合剂以及第二次的接合剂的合计轴向深度设为b，将发光管的、灯头所被固定的位置的附近的石英灯管的外径设为c时，通过满足以下关系，
1.3＜a/c＜2.4(1)
0.5＜b/c＜1.6(2)
能够抑制位于第一次的接合剂与第二次的接合剂之间的边界附近处的石英灯管的裂缝的产生。
附图说明
图1是示出实施方式1的图，且是示出在超高压汞灯100中，使用接合剂18a将发光管2固定于反射镜3后的状态的示意图。
图2是示出实施方式1的图，且是示出在超高压汞灯100中，使用接合剂18b将灯头15固定于发光管2后的状态的示意图。
图3是图2的A部分的放大图。
图4是示出实施方式1的图，且是示出接合剂18a与接合剂18b之间的边界面的图。
图5是示出实施方式1的图，且是示出接合剂18a与接合剂18b之间的边界面附近的石英灯管的裂缝的图。
图6是示出实施方式1的图，且是超高压汞灯100的反射镜3的颈部3b附近的示意图。
图7是示出实施方式1的图，且是示出对于石英灯管的裂缝的产生的抑制具有效果的接合剂容积的区域的图。
图8是示出以往的超高压汞灯200的示意图。
标号说明
2：发光管；3：反射镜；3a：开口部；3b：颈部；15：灯头；18a：接合剂；18b：接合剂；20：石英灯管；30：裂缝；100：超高压汞灯；200：超高压汞灯；202：发光管；203：反射镜；203a：开口部；203b：颈部；215：灯头；218：接合剂；219：前表面玻璃。
具体实施方式
实施方式1.
现今，对于超高压汞灯，利用石英灯管密封钼(Mo)箔，并在定位时，利用接合剂将发光管以及灯头固定于反射镜内。基于接合剂进行的固定分为发光管相对于反射镜的固定、和灯头的固定这两次固定进行。此时，会出现第一次的接合剂与第二次的接合剂之间的边界面附近的石英灯管产生裂缝的现象。
首先，对产生上述裂缝的现象进行说明。图1是示出实施方式1的图，且是示出在超高压汞灯100中，使用接合剂18a将发光管2固定于反射镜3后的状态的示意图。超高压汞灯100在反射镜3(图1的示例为抛物面型反射镜)的内部收纳有发光管2。发光管2利用接合剂18a被固定于反射镜3的颈部3b。发光管2的中心轴与连结反射镜3的开口部3a与颈部3b的中心轴一致，上述发光管2以发光部的中心成为反射镜3的焦点的状态被固定。
由于发光管2采用一般结构，因此省略详细说明。发光管2具备一对电极系统(未图示)。电极系统具备电极、箔以及导线等。在发光管2(石英灯管20)内封入有未图示的水银和稀有气体(例如，氩气)。进而，发光管2的两端部通过对石英灯管20进行加热、熔融而被密封。
图2是示出实施方式1的图，且是示出在超高压汞灯100中，使用接合剂18b将灯头15固定于发光管2后的状态的示意图。在发光管2的两端部通过对石英灯管20进行加热、熔融而被密封后，灯头15利用接合剂18b而被固定于反射镜3的颈部3b侧端部。接合剂18b与将发光管2固定于反射镜3的颈部3b的接合剂18a是相同的接合剂。
图3是图2的A部分的放大图。在灯头15的固定工序中，在注入第二次的接合剂18b并利用干燥机进行干燥时，虽然接合剂18a与接合剂18b是相同种类的接合剂，但由于均一性等的偏差，线膨胀系数也不同，由此，认为接合剂18a与接合剂18b之间的边界(边界面)附近的石英灯管20承受剪切应力。
对接合剂18a、18b的线膨胀系数与石英灯管20的线膨胀系数进行比较，接合剂18a、18b的线膨胀系数大约是石英灯管20的线膨胀系数的20倍。因此，在接合剂18a、18b干燥时或者在开灯、关灯时，由于接合剂18a、18b的体积变化导致对石英灯管20施加应力(由于线膨胀系数的不同，与接合剂18a、18b的由温度引起的变化相比较，反射镜3的颈部3b的内侧的容积的由温度引起的变化少，因此例如在干燥时，接合剂18a、18b向轴向或内侧膨胀)。
因此，在灯头15的固定工序中，在注入第二次的接合剂18b并利用干燥机进行干燥时，虽然接合剂18a与接合剂18b是相同种类的接合剂，但由于均一性等的偏差导致线膨胀系数也不同，由此，认为接合剂18a与接合剂18b之间的边界(边界面)附近的石英灯管20承受剪切应力。
如图3所示，接合剂18a与接合剂18b之间的边界(边界面)附近的石英灯管20承受剪切应力，从而产生裂缝30。
图4、图5是示出实施方式1的图，图4是示出接合剂18a与接合剂18b之间的边界面的图，图5是示出接合剂18a与接合剂18b之间的边界面附近的石英灯管20的裂缝的图。实际上，在分解产品(超高压汞灯100)而进行观察时，在图4所示的接合剂边界面附近的石英灯管20的表面，已经产生有裂缝(参照图5)。
图6、图7是示出实施方式1的图，图6是超高压汞灯100的反射镜3的颈部3b附近的示意图，图7是示出对石英灯管20的裂缝的产生的抑制具有效果的接合剂容积的区域的图。
对于本实施方式的超高压汞灯100，通过减少注入至反射镜3的接合剂的容积，来抑制在上述接合剂边界面附近的石英灯管20的表面产生裂缝。
如上所述，由于接合剂18a、18b的线膨胀系数与石英灯管20的线膨胀系数的不同，因此在接合剂18a、18b干燥时或者在开灯、关灯时，因接合剂18a、18b的体积的变化导致对石英灯管20施加应力。
由于接合剂(接合剂18a、18b)的膨胀的比例与接合剂的体积成比例，因此认为，假设反射镜3不发生变形，则热应力也与接合剂的体积成比例。
发光管2不一定相对于反射镜3始终位于轴向的中心，也存在下述情况：石英灯管20的周围的接合剂(接合剂18a、18b)的容积分布存在偏向，石英灯管20所承受的热应力产生偏向。
通常认为由于这些石英灯管20所承受的热应力的偏差，从而上述石英灯管20的局部承受超过石英灯管20的强度的剪切应力而产生裂缝。
并且，由于固体的体积膨胀率B与物体的线膨胀系数α的关系为B＝3α，因此认为减少注入至反射镜3的接合剂(接合剂18a、18b)的容积对石英灯管20所承受的热应力的减少具有效果。
在图6中，接合剂(接合剂18a、18b)以及发光管2的诸元定义如下。
(1)将注入后的接合剂(接合剂18a、18b)的外周直径设为a[mm](假设接合剂的形状为圆筒)；
(2)将接合剂(接合剂18a、18b)的深度(轴向的长度)设为b[mm]；
(3)将发光管2的外径设为c。
作为一例，能够确认，通过使接合剂的直径a在从13mm到12mm的范围变更，使接合剂的深度b在从9.5mm到8.0mm的范围变更，石英灯管20的裂缝的产生减少。在此，石英灯管20的基管的外径c为6mm(密封部比6mm小)。
假设位于密封部处的石英灯管20的外径c为5mm，在以位于密封部处的石英灯管20的外径c为基准时，上述结果如下所示。
a/c＝13/5＝2.6→a/c＝12/5＝2.4
b/c＝9.5/5＝1.9→b/c＝8.0/5＝1.6
即，通过使a/c＜2.4、且b/c＜1.6，对石英灯管20的裂缝的产生的抑制具有效果。但是，如果a/c过小，则反射镜3与发光管2之间的接合强度不足。从反射镜3与发光管2之间的结合强度的观点来看，需要满足1.3＜a/c。因此，为了抑制石英灯管20的裂缝的产生，a/c需要满足下述(1)式：
1.3＜a/c＜2.4(1)。
此外，如果b/c过小，则反射镜3以及灯头与发光管2之间的结合强度不足。从反射镜3与发光管2之间的接合强度以及灯头与上述发光管2之间的接合强度的观点来看，需要满足0.5＜b/c。因此，为了抑制石英灯管20的裂缝的产生，b/c也需要满足下述(2)式(以及条件)：
0.5＜b/c＜1.6(2)
满足上述(1)式与(2)式的区域是如图7所示的“优选区域”。
如上所述，在将注入后的接合剂(接合剂18a、18b)的外周直径设为a[mm]，将接合剂(接合剂18a、18b)的深度(轴向的长度)设为b[mm]，将发光管2的外径设为c时，通过构成为满足1.3＜a/c＜2.4、且0.5＜b/c＜1.6的关系，能够抑制石英灯管20的裂缝的产生。

Claims (1)

1.一种超高压汞灯，其特征在于，
使用石英灯管的发光管通过第一次的接合剂的注入而被固定于反射镜的颈部，并且，灯头通过第二次的接合剂的注入而被固定于上述发光管的位于上述颈部处的端部，其中，
在将注入后的上述第一次的接合剂以及上述第二次的接合剂的外径设为a，将注入后的上述第一次的接合剂以及上述第二次的接合剂的合计轴向深度设为b，将上述发光管的、上述灯头所被固定的位置的附近的上述石英灯管的外径设为c时，满足以下关系：
1.3＜a/c＜2.4(1)
0.5＜b/c＜1.6(2)。
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