JP2002373623A - Short arc type ultra-high pressure discharge lamp - Google Patents

Short arc type ultra-high pressure discharge lamp

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JP2002373623A
JP2002373623A JP2001178301A JP2001178301A JP2002373623A JP 2002373623 A JP2002373623 A JP 2002373623A JP 2001178301 A JP2001178301 A JP 2001178301A JP 2001178301 A JP2001178301 A JP 2001178301A JP 2002373623 A JP2002373623 A JP 2002373623A
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electrode
high pressure
discharge lamp
quartz glass
side tube
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Yoshitaka Kanzaki
義隆 神崎
Masanobu Komiya
正伸 小宮
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure having sufficiently high pressure resistance in an ultra-high pressure mercury lamp lighted at a very high mercury vapor pressure. SOLUTION: The short arc type ultra-high pressure mercury lamp 1 comprises an arc tube part 10 arranged with a pair of electrodes 2, facing each other in an interior and sealing mercury of >=0.15 mg/mm<3> , and side tube parts 11 extended on both sides of the arc tube part 10 and sealing metal foils 3 connected to the electrodes 2. In the side faces and end faces of the electrodes 2, minute voids B are formed and arranged in the side tube parts 11 in spaces with quartz glass used as a component of the side tube parts 11, acute-angle structures are formed by the end faces of the electrodes 2 and the metal foils 3, and the quartz glass is arranged even in the acute-angle structures between the electrodes 2 and the metal foils 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、点灯時の水銀蒸気
圧が150気圧以上となるショートアーク型超高圧放電
ランプに関し、特に、液晶ディスプレイ装置やDMD
(デジタルミラーデバイス)を使ったDLP(デジタル
ライトプロセッサ)などのプロジェクター装置のバック
ライトとして使うショートアーク型超高圧放電ランプに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a short arc type ultra-high pressure discharge lamp having a mercury vapor pressure of 150 atm or more when turned on, and particularly to a liquid crystal display device and a DMD.
The present invention relates to a short arc type ultra-high pressure discharge lamp used as a backlight of a projector device such as a DLP (digital light processor) using a (digital mirror device).

【0002】[0002]

【従来の技術】投射型のプロジェクター装置は、矩形状
のスクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をも
って画像を照明させることが要求され、このため、光源
としては、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタル
ハライドランプが使われている。また、このようなメタ
ルハライドランプも、最近では、より一層の小型化、点
光源化が進められ、また電極間距離の極めて小さいもの
が実用化されている。
2. Description of the Related Art A projection-type projector device is required to illuminate an image uniformly and with a sufficient color rendering property on a rectangular screen. Therefore, mercury or a metal halide is used as a light source. An enclosed metal halide lamp is used. In addition, recently, such a metal halide lamp has been further downsized and a point light source has been promoted, and a lamp having an extremely short distance between electrodes has been put to practical use.

【0003】このような背景のもと、最近では、メタル
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば150気圧、を持つランプが提案されてい
る。これは、水銀蒸気圧をより高くすることで、アーク
の広がりを抑える(絞り込む)とともに、より一層の光
出力の向上を図るというものである。このような超高圧
放電ランプは、例えば、特開平2−148561号、特
開平6−52830号に開示されている。
[0003] Against this background, recently, instead of metal halide lamps, lamps having an unprecedented high mercury vapor pressure, for example, 150 atm, have been proposed. This means that by increasing the mercury vapor pressure, the spread of the arc is suppressed (narrowed down) and the light output is further improved. Such an ultra-high pressure discharge lamp is disclosed in, for example, JP-A-2-148561 and JP-A-6-52830.

【0004】ところで、このような超高圧放電ランプ
は、発光管内の圧力が点灯時に極めて高くなるので発光
管部の両側に延在する側管部においては、当該側管部を
構成する石英ガラスと電極および給電用金属箔を十分か
つ強固に密着させる必要がある。密着性が悪いと封入ガ
スが抜けたり、あるいはクラック発生の原因になるから
である。このため、側管部の封止工程では、例えば、2
000℃もの高温で石英ガラスを加熱して、その状態に
おいて、厚肉の石英ガラスを徐々に収縮したり、あるい
は、石英ガラスをピンチシールすることで側管部の密着
性を上げている。
By the way, in such an ultra-high pressure discharge lamp, the pressure inside the arc tube becomes extremely high at the time of lighting, so that the side tube portion extending on both sides of the arc tube portion is made of quartz glass constituting the side tube portion. It is necessary to sufficiently and firmly adhere the electrodes and the metal foil for power supply. This is because if the adhesion is poor, the sealing gas may escape or cracks may occur. For this reason, in the step of sealing the side tube portion, for example, 2
The quartz glass is heated at a temperature as high as 000 ° C., and in this state, the thick quartz glass is gradually contracted or the quartz glass is pinch-sealed to increase the adhesion of the side tube portion.

【0005】しかしながら、あまりに高温で石英ガラス
を焼き込むと、石英ガラスと、電極あるいは金属箔との
密着性は向上するものの、それでもなお、放電ランプ完
成後に側管部が破損し易くなるという問題が発生した。
この問題は、加熱処理後に側管部の温度が徐々に下がる
段階において、電極を構成する材料(タングステン)と
側管部を構成する材料(石英ガラス)との膨張係数の違
いによって相対的な伸縮量が異なり、これが原因して両
者の接触部分にクラックが発生するものとと考えられ
る。このクラックは当初はごく小さいものではあるが、
ランプ点灯中の超高圧状態とも相俟ってクラックの成長
を導き、これが原因となって放電ランプの破損を導くも
のと考えられる。
However, if the quartz glass is baked at an excessively high temperature, the adhesion between the quartz glass and the electrode or metal foil is improved, but the problem still remains that the side tube portion is easily damaged after the completion of the discharge lamp. Occurred.
This problem is caused by the relative expansion and contraction due to the difference in the expansion coefficient between the material forming the electrode (tungsten) and the material forming the side tube (quartz glass) when the temperature of the side tube gradually decreases after the heat treatment. It is considered that the amounts differ, and this causes cracks to occur in the contact portions between the two. This crack is very small at first,
It is considered that, together with the ultra-high pressure state during lamp operation, crack growth is induced, which leads to breakage of the discharge lamp.

【0006】このような問題を解決するために図10に
示す構造が提案されている。この図は放電ランプの一部
を拡大したものであって、発光管部10に側管部11が
繋がり、電極2は側管部11の中で金属箔3と接合され
る。そして、側管部11に埋設される電極2にはコイル
部材5が巻回されている。この構造は電極2に巻回させ
たコイル部材5によって、電極2の熱膨張に起因する石
英ガラスへの応力を緩和させるものであり、例えば、特
開平11−176385号に記載されている。
In order to solve such a problem, a structure shown in FIG. 10 has been proposed. This figure is an enlarged view of a part of the discharge lamp. The side tube 11 is connected to the arc tube 10, and the electrode 2 is joined to the metal foil 3 in the side tube 11. The coil member 5 is wound around the electrode 2 embedded in the side tube portion 11. In this structure, the stress on the quartz glass caused by the thermal expansion of the electrode 2 is relaxed by the coil member 5 wound around the electrode 2, and is described in, for example, JP-A-11-176385.

【0007】しかしながら、このような構造により電極
2の熱膨張を緩和させたとしても、現実には、電極2や
コイル部材5の周辺にクラックKが残るものであった。
このクラックKは、非常に微小なものではあるが、発光
管部10の水銀蒸気圧が150気圧程度というような場
合には、時として、側管部11の破損につながる場合が
ある。また、近年、200気圧、さらには300気圧と
いう非常に高い水銀蒸気圧が要求されており、このよう
な高い水銀蒸気圧においては、ランプ点灯中に、クラッ
クKの成長が促進され、結果として、側管部11の破損
が顕著に起こるという問題があった。つまり、クラック
Kの存在が最初は微少なものであったとしても、高い水
銀蒸気圧におけるランプの点灯において次第に大きく成
長してしまうということである。これは50〜100気
圧程度の点灯時蒸気圧を有する水銀ランプにおいては決
して存在しない新規な技術的課題であるといえる。
However, even if the thermal expansion of the electrode 2 is reduced by such a structure, the crack K actually remains around the electrode 2 and the coil member 5.
Although this crack K is very small, when the mercury vapor pressure of the arc tube part 10 is about 150 atm, the side tube part 11 may sometimes be damaged. Further, in recent years, a very high mercury vapor pressure of 200 atm or even 300 atm has been required. At such a high mercury vapor pressure, the growth of crack K is promoted during lamp operation, and as a result, There is a problem that breakage of the side tube portion 11 occurs remarkably. That is, even if the presence of the crack K is very small at first, the crack K grows gradually and more when the lamp is operated at a high mercury vapor pressure. This can be said to be a new technical problem which does not exist in a mercury lamp having a vapor pressure during operation of about 50 to 100 atm.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解決するためになされたものであって、極めて高
い水銀蒸気圧で点灯する超高圧放電ランプにおいて、十
分に高い耐圧力性を有する構造を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem, and an ultra-high pressure discharge lamp which is operated at an extremely high mercury vapor pressure has a sufficiently high pressure resistance. It is to provide a structure having.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明のショートアーク型超高圧放電ランプは、内
部に一対の電極が対向配置され、かつ、0.15mg/
mm以上の水銀を封入した発光管部と、その両側に延
在して電極に接続された金属箔を封止する側管部からな
るショートアーク型超高圧放電ランプにおいて、前記電
極の側面及び端面は、前記側管部内において当該側管部
の構成材料である石英ガラスとの間に微小空隙を形成し
て配置しており、 この電極の端面と前記金属箔によっ
て鋭角構造が形成されるとともに、この鋭角構造の中に
も石英ガラスが配置していることを特徴とする。また、
前記鋭角構造は70°以下の角度であることを特徴とす
る。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, a short arc type ultra-high pressure discharge lamp according to the present invention has a pair of electrodes disposed inside and a 0.15 mg / l
In a short arc type ultra-high pressure discharge lamp comprising a light emitting tube portion enclosing mercury of at least 3 mm and a side tube portion extending on both sides thereof and sealing a metal foil connected to the electrode, the side surfaces of the electrode and The end face is arranged so as to form a minute gap between the side tube part and quartz glass which is a constituent material of the side tube part, and an acute angle structure is formed by the end face of the electrode and the metal foil. The quartz glass is also arranged in the acute angle structure. Also,
The acute angle structure has an angle of 70 ° or less.

【0010】[0010]

【作用】上記のような構成により、この発明のショート
アーク型超高圧放電ランプは、側管部に発生する微少ク
ラックを完全あるいはほぼ完全に抑えることができる。
これは側管部に位置する電極(電極棒)は、その表面
(端面も含む)において、石英ガラスとの間に空隙を有
しているため、石英ガラスと電極の境界は密着していな
いからである。そして、このような構造であれば、電極
の表面が石英ガラスと接触していないので、電極が石英
ガラスと相対的に移動しても、両者の間にこの移動によ
るクラックは当然に発生しないということになる。
With the above arrangement, the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention can completely or almost completely suppress minute cracks generated in the side tube.
This is because the electrode (electrode rod) located on the side tube has a gap between its surface (including the end surface) and the quartz glass, so the boundary between the quartz glass and the electrode is not in close contact. It is. With such a structure, since the surface of the electrode is not in contact with the quartz glass, even if the electrode relatively moves with the quartz glass, a crack due to this movement naturally does not occur between the two. Will be.

【0011】ここで、本出願人は、先に特願2000−
168798号において、図7に示すような電極の表面
に空隙を設ける側管部の構造を提案している。図におい
て、10は発光管部、11は側管部であり、電極2は側
管部11の中で金属箔3と接合されている。電極2は、
その側面2aと端面2bにおいて微少な空隙Bを介して
石英ガラスと離れて配置している。しかしながら、この
出願に開示される構造は、電極2と石英ガラスの間のク
ラック発生を良好に防止するという意味において効果的
な構造ではあるが、このような構造により新たな問題を
発生させた。
Here, the present applicant has previously filed Japanese Patent Application No.
No. 168798 proposes a structure of a side tube portion having a space in the surface of an electrode as shown in FIG. In the figure, 10 is an arc tube part, 11 is a side tube part, and the electrode 2 is joined to the metal foil 3 in the side tube part 11. The electrode 2 is
On the side surface 2a and the end surface 2b, it is arranged apart from the quartz glass via a minute gap B. However, the structure disclosed in this application is an effective structure in that cracks between the electrode 2 and the quartz glass are effectively prevented, but such a structure has caused a new problem.

【0012】図8に、図7におけるA部分の拡大図を示
す。図8(a)は図7のA部分の拡大図を示し、(b)
は(a)のC−C’断面を上方(D側)から見た断面図
を示し、(c)は(a)のD−D’断面を左側(C側)
から見た断面図を示す。図に示すように、空隙Bは、電
極2の側面2aおよび端面2bまで存在している。とこ
ろが、このような空隙Bを形成させると、電極2の端面
2bにおいて、石英ガラス、金属箔3で囲まれる領域
に、楔型の空隙Xが不所望に発生してしまう。
FIG. 8 is an enlarged view of a portion A in FIG. FIG. 8A is an enlarged view of a portion A in FIG. 7, and FIG.
FIG. 3A is a cross-sectional view of the CC ′ cross section of FIG. 3A as viewed from above (D side), and FIG. 3C is a cross-sectional view of the DD ′ cross section of FIG.
FIG. As shown in the figure, the gap B exists up to the side surface 2 a and the end surface 2 b of the electrode 2. However, when such a gap B is formed, a wedge-shaped gap X is undesirably generated in a region surrounded by quartz glass and the metal foil 3 on the end face 2b of the electrode 2.

【0013】図9はこの空隙Xの拡大図を示す。空隙X
は、空隙Bを介して発光管部10と直接繋がっているた
め、発光管部10内で生じる高い気圧(150気圧以
上)が、同じように加わることになる。この高気圧は、
楔型空隙Xにおいて図示矢印方向P3、P4に強く加わ
ることになり、これが原因して石英ガラスと金属箔3を
引き剥がすように作用してしまう。このような現象は、
石英ガラスと金属箔の剥がれを最終的に導くことにな
り、結果として、放電ランプの破損を導いてしまうこと
になる。また、このような現象は、発光管部と電極端面
が空隙により連結した構造を有するとともに、本発明の
ように内圧が100気圧以上、より高くは150、20
0、さらには300気圧以上という極めて高圧な放電ラ
ンプにおいて生じる特有の技術的課題であるといえる。
FIG. 9 is an enlarged view of the gap X. Void X
Is directly connected to the arc tube portion 10 via the gap B, and thus a high pressure (150 atm or more) generated in the arc tube portion 10 is similarly applied. This high pressure,
In the wedge-shaped space X, it is strongly applied in the illustrated arrow directions P3 and P4, which causes the quartz glass and the metal foil 3 to be peeled off. Such a phenomenon,
Ultimately, the separation of the quartz glass and the metal foil will be led, and as a result, the discharge lamp will be damaged. In addition, such a phenomenon has a structure in which the arc tube portion and the electrode end face are connected by a gap, and the internal pressure is 100 atm or more, and higher than 150, 20 as in the present invention.
It can be said that this is a specific technical problem that occurs in a discharge lamp having an extremely high pressure of 0 or more than 300 atm.

【0014】本発明は、電極と石英ガラスの間に空隙B
を設けること、さらに、発光部の内圧が150気圧以上
というきわめて高い放電ランプの特有の技術的課題を解
決することを目的として、発明者らが鋭意検討した結
果、電極の端面の形状を工夫したものである。
According to the present invention, a gap B is provided between an electrode and quartz glass.
In addition, for the purpose of solving the technical problem unique to a discharge lamp having an extremely high internal pressure of the light emitting portion of 150 atm or more, as a result of the inventors' intensive studies, the shape of the end face of the electrode was devised. Things.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明のショートアーク型超高圧
水銀ランプについて説明するが、まず、図1を使って、
放電ランプの全体構造について説明する。放電ランプ1
は、石英ガラスよりなる発光管部10をほぼ中央に有
し、その両端に側管部11を有する。側管部11は石英
ガラスにより気密に封止されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A short arc type ultra high pressure mercury lamp according to the present invention will be described. First, referring to FIG.
The overall structure of the discharge lamp will be described. Discharge lamp 1
Has an arc tube portion 10 made of quartz glass substantially at the center and side tube portions 11 at both ends thereof. The side tube 11 is hermetically sealed with quartz glass.

【0016】発光管部10内には、タングステン製の一
対の電極2が、例えば、2.5mm以下の間隙をもって
配置される。電極2の一端側は金属箔3が溶接されてお
り、金属箔3および電極2の一部が側管部11に埋設さ
れて封止されている。そして、金属箔3の他端は外部リ
ード4が接合されている。なお、電極2の先端にはコイ
ル21が巻回されているが、これは点灯始動性を改善す
るものであり、タングステンが4〜5回巻き付けられて
いる。
In the arc tube section 10, a pair of tungsten electrodes 2 are arranged with a gap of, for example, 2.5 mm or less. The metal foil 3 is welded to one end of the electrode 2, and the metal foil 3 and a part of the electrode 2 are embedded in the side tube portion 11 and sealed. An external lead 4 is joined to the other end of the metal foil 3. A coil 21 is wound around the tip of the electrode 2, which is used to improve lighting startability, and tungsten is wound four to five times.

【0017】発光管部10には、発光物質として水銀が
封入され、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノ
ン等の希ガスが封入される。水銀の封入量は、安定点灯
時の蒸気圧が150気圧以上、好ましくは200気圧以
上、より好ましくは300気圧以上になる相当量が、そ
れぞれ計算されて封入されている。例えば,水銀蒸気圧
が150気圧以上になる場合は、水銀封入量は、0.1
5mg/mm以上となる。
The arc tube section 10 is filled with mercury as a luminescent substance and a rare gas such as argon or xenon as a lighting starting gas. The amount of mercury sealed is calculated and sealed so that the vapor pressure during stable lighting becomes 150 atm or more, preferably 200 atm or more, more preferably 300 atm or more. For example, when the mercury vapor pressure becomes 150 atm or more, the amount of enclosed mercury is 0.1
5 mg / mm 3 or more.

【0018】図2は、発光管部10と側管部11との境
界部分の拡大図を示すもので、図7や図10に対応する
ものである。図に示すように、側管部11内において、
電極2は、金属箔3との溶接部分において溶着されてお
り、それ以外の領域は側管部11を構成する石英ガラス
との間に空隙Bを有している。具体的には、電極2は、
その側面2aと封止側端面2bでは、側管部11の材料
である石英ガラスとは接触していない。なお、金属箔3
や空隙Bなどは、現実にはきわめて小さく、あるいは薄
いものではあるが、図においては発明を説明するという
理由から誇張して表現している。また、図3は、同じく
電極の端部2bを示すもので、図8に対応したものであ
る。(a)は電極端部の拡大図、(b)は(a)のC−
C’断面を上方(D側)から見た断面図を示し、(c)
は(a)のD−D’断面を左側(C側)から見た断面図
を示す。
FIG. 2 is an enlarged view of a boundary portion between the arc tube section 10 and the side tube section 11, and corresponds to FIG. 7 and FIG. As shown in FIG.
The electrode 2 is welded at a welded portion with the metal foil 3, and the other region has a gap B between the electrode 2 and quartz glass constituting the side tube portion 11. Specifically, the electrode 2
The side surface 2a and the sealing-side end surface 2b are not in contact with the quartz glass that is the material of the side tube portion 11. In addition, the metal foil 3
Actually, the gap B and the like are extremely small or thin, but are exaggerated in the drawings for the purpose of explaining the invention. FIG. 3 also shows an end 2b of the electrode, and corresponds to FIG. (A) is an enlarged view of the electrode end, (b) is a C-
FIG. 3C is a cross-sectional view of the C ′ cross section viewed from above (D side),
3A is a cross-sectional view of the DD ′ cross section of FIG.

【0019】ここで、空隙Bは、電極の構成材料と側管
部を構成する材料の膨張係数の違いによって電極が拘束
されることなく自由に軸方向に伸縮できるという観点か
ら決まるものであり、電極がタングステンよりなり側管
部が石英ガラスからなる場合は、空隙の幅Bは6〜16
μmの範囲から選択され、空隙Bの電極の長さ方向には
3〜5mm存在する。因みに、電極の外径は、例えば、
0.4〜1.3mmΦである。このような空隙Bを作る
ことによって、電極と石英ガラスが相対的に移動するこ
とによるクラックの発生を良好に防止することができ
る。また、本願発明は、さらに、電極2の外方側の端面
における形状が図7に示すような平端ではなく、電極の
端面と金属箔で鋭角構造を形成するようになっており、
このような構造により、空隙Bを設けることにより生ず
る前記技術的問題、すなわち楔型の不所望な空隙Xの発
生とその成長を良好に防止することができる。
Here, the gap B is determined from the viewpoint that the electrode can freely expand and contract in the axial direction without being restricted by the difference in the expansion coefficient between the constituent material of the electrode and the material forming the side tube portion. When the electrode is made of tungsten and the side tube is made of quartz glass, the width B of the gap is 6 to 16
It is selected from the range of μm and exists in the length direction of the electrode in the gap B by 3 to 5 mm. Incidentally, the outer diameter of the electrode is, for example,
0.4 to 1.3 mmΦ. By forming such a gap B, the occurrence of cracks due to the relative movement of the electrode and the quartz glass can be favorably prevented. Further, according to the present invention, the shape of the outer end face of the electrode 2 is not a flat end as shown in FIG. 7, but an acute angle structure is formed by the end face of the electrode and the metal foil,
With such a structure, the technical problem caused by providing the gap B, that is, the generation and growth of an undesired wedge-shaped gap X can be satisfactorily prevented.

【0020】図4は電極端部の拡大構造を示す。図に示
すように電極端部は平端面(電極の長手方向に垂直な平
面)ではなく球面状、あるいは曲面状になっており、こ
れにより、電極周囲に形成される空隙Bもほぼ同様な形
状として形成される。そして、電極端部と金属箔2は鋭
角構造を形成するとともに、この鋭角構造の中にも、図
示11aのように石英ガラスが入り込んでいる。ここ
で、「鋭角構造」とは空隙Bの電極端面と金属箔3で形
成される図示Θを意味する。そして、石英ガラス11a
に対して、空隙Bからの高い圧力Pが図示矢印方向に加
わり、この圧力Pは、角度Θによって分力P1と分力P
2に分かれ、分力P2が石英ガラス11aと金属箔3を
密着させるように作用する。この作用により当該部分か
らの剥離を発生させるという問題を良好に解決すること
ができる。つまり、本願発明では、電極2の端面構造を
工夫することで前記した楔型の不所望な空隙を発生させ
ておらず、したがって、楔型空隙から生じる金属箔の引
き剥がしの問題を良好に解決することが可能となる。ま
た、仮に、楔型空隙Xが製造段階において発生したとし
ても石英ガラスと金属箔を引き剥がす力P3よりも、両
者を密着させる力P2の方が強く作用するため問題の発
生を抑えることができる。
FIG. 4 shows an enlarged structure of the electrode end. As shown in the figure, the end of the electrode is not a flat end surface (a plane perpendicular to the longitudinal direction of the electrode) but a spherical surface or a curved surface, so that the gap B formed around the electrode has substantially the same shape. Is formed as The electrode end and the metal foil 2 form an acute angle structure, and quartz glass enters the acute angle structure as shown in FIG. 11A. Here, the “acute angle structure” means an illustration さ れ る formed by the electrode end surface of the gap B and the metal foil 3. And the quartz glass 11a
, A high pressure P from the air gap B is applied in the direction of the arrow shown in the figure.
The quartz glass 11a and the metal foil 3 are brought into close contact with each other by the component force P2. This action can satisfactorily solve the problem of peeling from the portion. That is, in the present invention, the above-described undesired wedge-shaped gap is not generated by devising the end face structure of the electrode 2, and therefore, the problem of peeling of the metal foil generated from the wedge-shaped gap can be solved well. It is possible to do. Further, even if the wedge-shaped void X is generated in the manufacturing stage, the force P2 for bringing the both into close contact acts more strongly than the force P3 for peeling off the quartz glass and the metal foil, so that the occurrence of the problem can be suppressed. .

【0021】なお、電極端部の構造、および金属箔との
より鋭角構造については、図4に示すものに限定されな
い。図5に他の鋭角構造を表す。(a)(b)は電極の
端部を円錐形状にしたものであり、金属箔との接点にお
ける鋭角は、(a)はポイント51の鋭角Θが45°、
(b)はポイント52の鋭角Θは30°で形成されてい
る。また、(c)のように円柱状電極を斜めに切断した
形状であってもよく、ポイント53の鋭角Θは45°で
形成されている。なお、電極端部に形成される鋭角構造
は、このような実施例のものに限定されるものではな
く、その他の構造を採用することが可能である。また、
鋭角構造で形成される角度についても種々の角度を採用
することができる。
The structure of the electrode end portion and the sharper structure with the metal foil are not limited to those shown in FIG. FIG. 5 shows another acute angle structure. (A) and (b) show the end of the electrode in a conical shape. The acute angle at the contact point with the metal foil is (a) the acute angle Θ of the point 51 is 45 °,
In (b), the acute angle の of the point 52 is formed at 30 °. Further, as shown in (c), the columnar electrode may be cut obliquely, and the acute angle の of the point 53 is formed at 45 °. It should be noted that the acute angle structure formed at the electrode end is not limited to that of the embodiment, and other structures can be adopted. Also,
Various angles can also be adopted for the angle formed by the acute angle structure.

【0022】次に、図4に示す構造、すなわち、電極端
面と金属箔で形成する鋭角構造において鋭角Θと分力と
の関係を検討した。この構造は、下記段落0025に記
載する構造を有する放電ランプでの関係を示す。図6に
おいて、横軸は角度Θを示し、20°〜90°の範囲で
データを採取している。縦軸は楔型空隙に発生する不所
望な分力、すなわち、図4、図9におけるP3を示す。
なお、角度Θが90°とは、図8に示す従来の電極端面
構造を意味するものである。図6に示す関係から、角度
Θが70°を下回ったときに、楔型空隙に発生する不所
望な分力がマイナスになっていることが分かる。このこ
とは角度Θで定義される鋭角構造において、角度Θが7
0°を下回ると、金属箔と石英ガラスを引き離す応力P
3に対して両者を密着させる応力P2が上回ることを意
味するものである。そして、角度Θが小さくなるほど、
応力P3が小さくなることが明確に示されている。すな
わち、角度Θが70°を下回ると、本発明の効果を顕著
に発生させるとともに、55°、40°、20°と小さ
くなるに従い、より効果が大きくなることも分かる。ま
た、角度Θが70°より大きい場合であっても、応力P
3を応力P2より小さくすることはできないものの、角
度Θが90°の場合よりは、その差を減少させることが
できる。
Next, the relationship between the acute angle Θ and the component force was examined in the structure shown in FIG. 4, that is, in the acute angle structure formed by the electrode end face and the metal foil. This structure shows the relationship in a discharge lamp having the structure described in the following paragraph 0025. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the angle Θ, and data is collected in the range of 20 ° to 90 °. The vertical axis indicates an undesired component force generated in the wedge-shaped gap, that is, P3 in FIGS.
The angle Θ of 90 ° means the conventional electrode end face structure shown in FIG. It can be seen from the relationship shown in FIG. 6 that when the angle Θ falls below 70 °, the undesired component force generated in the wedge-shaped gap is negative. This means that in an acute angle structure defined by the angle Θ, the angle Θ is 7
Below 0 °, the stress P that separates the metal foil from the quartz glass
This means that the stress P2 for bringing the two into close contact with each other exceeds 3. And, as the angle Θ becomes smaller,
It is clearly shown that the stress P3 decreases. That is, when the angle Θ is less than 70 °, the effect of the present invention is remarkably generated, and the effect becomes larger as the angle becomes smaller at 55 °, 40 °, and 20 °. Even when the angle Θ is larger than 70 °, the stress P
3 cannot be made smaller than the stress P2, but the difference can be reduced as compared with the case where the angle Θ is 90 °.

【0023】なお、上記関係については、厳密に解釈す
れば空隙Bの大きさ、電極端面の面積、放電空間の内圧
などの条件により異なるものであり、上記角度Θが70
°という数値についてもこれらの条件を考慮する必要が
あるが、本発明者らは種々の実験などから、水銀蒸気圧
が150気圧以上であり、空隙Bが6〜16μmのもの
であれば、角度Θが70°であれば、ほぼ同様の効果を
有することを確認している。本発明の放電ランプの製造
方法については、本出願人の先の出願である特願200
0−168798号を参照にされたい。特に、電極2の
側面、および端面に空隙Bを形成する方法について説明
されている。
If the above relationship is strictly interpreted, the relationship varies depending on conditions such as the size of the gap B, the area of the electrode end face, and the internal pressure of the discharge space.
Although it is necessary to consider these conditions also for the numerical value of °, the present inventors have determined from various experiments that if the mercury vapor pressure is 150 atm or more and the gap B is 6 to 16 μm, the angle It has been confirmed that when Θ is 70 °, substantially the same effect is obtained. The manufacturing method of the discharge lamp of the present invention is described in Japanese Patent Application No.
See 0-168798. In particular, a method of forming the gap B on the side surface and the end surface of the electrode 2 is described.

【0024】本発明の電極と金属箔の鋭角構造は、放電
ランプの陽極、陰極のどちらにも好適に採用することが
でき、好ましくは両方の電極に採用することである。
The acute angle structure of the electrode and the metal foil of the present invention can be suitably used for both the anode and the cathode of the discharge lamp, and is preferably used for both electrodes.

【0025】次に、本発明によるショートアーク型放電
ランプの数値例を紹介する。 陰極の外径 : 0.8mm 陽極の外径 : 1.8mm 側管部の外径 : 6.0mm ランプ全長 : 65.0mm 側管の長さ : 25.0mm 発光管の内容積: 0.08cc 電極間距離 : 2.0mm 定格点灯電圧 : 200w 定格点灯電流 : 2.5A 封入水銀量 : 0.15mg/mm 希ガス : アルゴンを100Torr
Next, numerical examples of the short arc type discharge lamp according to the present invention will be introduced. Outer diameter of cathode: 0.8 mm Outer diameter of anode: 1.8 mm Outer diameter of side tube part: 6.0 mm Overall lamp length: 65.0 mm Side tube length: 25.0 mm Inner volume of arc tube: 0.08 cc Distance between electrodes: 2.0 mm Rated lighting voltage: 200 w Rated lighting current: 2.5 A Mercury sealed amount: 0.15 mg / mm 3 Noble gas: 100 Torr of argon

【0026】以上説明したように、本発明のショートア
ーク型超高圧放電ランプは、電極と側管部を構成する石
英ガラスとの間に微小空隙を設けることで、この部分に
おけるクラックの発生を良好に防止することができる。
また、電極端面と金属箔との間に鋭角構造を形成するよ
うにしたので、当該部分における楔型空隙の発生と成長
を良好に抑えることができる。
As described above, in the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention, by providing a minute gap between the electrode and the quartz glass constituting the side tube portion, the occurrence of cracks in this portion is improved. Can be prevented.
In addition, since an acute angle structure is formed between the electrode end face and the metal foil, the generation and growth of wedge-shaped voids in the portion can be favorably suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】ショートアーク型超高圧放電ランプの全体図で
ある。
FIG. 1 is an overall view of a short arc type ultra-high pressure discharge lamp.

【図2】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
部分図である。
FIG. 2 is a partial view of the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention.

【図3】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
部分図である。
FIG. 3 is a partial view of the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention.

【図4】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
部分図である。
FIG. 4 is a partial view of a short arc type ultra-high pressure discharge lamp according to the present invention.

【図5】本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの
他の実施例を示す。
FIG. 5 shows another embodiment of the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention.

【図6】本発明を説明するためのショートアーク型超高
圧放電ランプの部分図を示す。
FIG. 6 is a partial view of a short arc type ultra-high pressure discharge lamp for explaining the present invention.

【図7】本発明を説明するためのショートアーク型超高
圧水銀ランプの部分図を示す。
FIG. 7 is a partial view of a short arc type ultra-high pressure mercury lamp for explaining the present invention.

【図8】本発明を説明するためのショートアーク型超高
圧放電ランプの部分図を示す。
FIG. 8 is a partial view of a short arc type ultra-high pressure discharge lamp for explaining the present invention.

【図9】従来の構造を説明するためのショートアーク型
超高圧水銀ランプの部分図を示す。
FIG. 9 is a partial view of a short arc type ultra-high pressure mercury lamp for explaining a conventional structure.

【図10】本発明の効果を示す鋭角構造と応力の関係を
示す。
FIG. 10 shows a relationship between an acute angle structure showing the effect of the present invention and stress.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放電ランプ 10 発光管部 11 側管部 2 電極 3 金属箔 4 外部リード B 空隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge lamp 10 Arc tube part 11 Side tube part 2 Electrode 3 Metal foil 4 External lead B Void

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】内部に一対の電極が対向配置され、かつ、
0.15mg/mm以上の水銀を封入した発光管部
と、その両側に延在して電極に接続された金属箔を封止
する側管部からなるショートアーク型超高圧放電ランプ
において、 前記電極は、その側面及び端面において前記側管部の構
成材料である石英ガラスとの間に微小空隙を形成して配
置され、 この電極の端面と前記金属箔によって鋭角構造が形成さ
れるとともに、この鋭角構造の中にも石英ガラスが配置
していることを特徴とするショートアーク型超高圧放電
ランプ。
1. A pair of electrodes are arranged inside each other, and
In a short arc type ultra-high pressure discharge lamp comprising an arc tube portion containing mercury of 0.15 mg / mm 3 or more and a side tube portion extending on both sides thereof and sealing a metal foil connected to an electrode, The electrode is arranged so that a minute gap is formed between the side surface and the end face thereof and the quartz glass which is a constituent material of the side tube portion, and an acute angle structure is formed by the end face of the electrode and the metal foil. A short arc type ultra-high pressure discharge lamp characterized in that quartz glass is also arranged in an acute angle structure.
【請求項2】前記鋭角構造は70°以下の角度で形成さ
れることを特徴とする請求項1のショートアーク型超高
圧放電ランプ。
2. The short arc type ultra-high pressure discharge lamp according to claim 1, wherein said acute angle structure is formed at an angle of 70 ° or less.
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