JP2003303573A - Short arc type high pressure mercury lamp - Google Patents
Short arc type high pressure mercury lampInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】例えば、液晶プロジェクタの
光源として用いられるショートアーク型高圧水銀ランプ
に関し、具体的には、発光管部内に０．２５ｍｇ／ｍｍ
３以上の水銀が封入されてなるショートアーク型高圧水
銀ランプに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to, for example, a short arc type high pressure mercury lamp used as a light source of a liquid crystal projector, and more specifically, 0.25 mg / mm in an arc tube portion.
The present invention relates to a short arc type high pressure mercury lamp in which 3 or more mercury are enclosed.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば投射型の液晶ディスプレイ装置な
どの光源として、電極間距離が２．５ｍｍ以下で点灯時
の水銀蒸気圧が８ＭＰａ以上の水銀が封入されたショー
トアーク型の高圧水銀ランプが好適に使用されている。
例えば特許第３，２０４，１８９号公報に記載の発明
は、上記したショートアーク型高圧水銀ランプに関する
ものである。前記公報に記載の発明によれば、電極のう
ち放電容器の封止管部に埋設された部分に、コイルを巻
きつけることで、電極と石英ガラスの間のクラックを発
生させることなく十分な熱加工ができて金属箔と石英ガ
ラスの密着性を良くすることができ、更に、コイルを発
光管部内に露出させないことで、電極距離が極小であっ
ても点灯開始直後の不所望な放電を防止でき、その結
果、高い耐圧力性を有するショートアーク型高圧水銀ラ
ンプを提供できる。2. Description of the Related Art For example, as a light source for a projection type liquid crystal display device, a short arc type high pressure mercury lamp in which a distance between electrodes is 2.5 mm or less and mercury having a mercury vapor pressure of 8 MPa or more at the time of lighting is enclosed. Is used for.
For example, the invention described in Japanese Patent No. 3,204,189 relates to the above short arc type high pressure mercury lamp. According to the invention described in the above-mentioned publication, by winding a coil around a portion of the electrode, which is embedded in the sealing tube portion of the discharge container, sufficient heat can be generated without generating a crack between the electrode and the quartz glass. It can be processed to improve the adhesion between the metal foil and the quartz glass. Furthermore, by preventing the coil from being exposed inside the arc tube, even if the electrode distance is extremely small, it prevents undesired discharge immediately after starting lighting. As a result, a short arc type high pressure mercury lamp having high pressure resistance can be provided.
【０００３】また、電極が放電容器の封止管部と接触す
る部分にコイル材を挿通してなる形態のショートアーク
型の放電ランプとしては、上述の高圧水銀ランプ以外の
放電ランプにおいても知られ、例えば、特開平３−１６
３７４４号公報、米国特許第５，３８７，８３９号公報
等に記載のものが知られている。これら公報には、電極
の基端部にコイルを巻きつけておくことで気密シール部
を形成する際に電極が偏芯することを防止すると共に、
更に製造を容易にする、という技術が開示されている。
これら公報に記載の技術はいずれも気密シール部を形成
する際の電極の偏芯を防止する、というものである。Further, as a short arc type discharge lamp in which a coil material is inserted into a portion where an electrode is in contact with a sealing tube portion of a discharge vessel, a discharge lamp other than the above-mentioned high pressure mercury lamp is known. , For example, JP-A-3-16
Those described in 3744, U.S. Pat. No. 5,387,839 and the like are known. In these publications, a coil is wound around the base end portion of the electrode to prevent the electrode from being eccentric when forming the airtight seal portion, and
Further, a technique of facilitating manufacturing is disclosed.
All of the techniques described in these publications prevent the eccentricity of the electrodes when forming the airtight seal portion.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、最近では、
液晶プロジェクタの光源としてのショートアーク型高圧
水銀ランプは、より一層の小型化、点光源化が要求さ
れ、このため水銀の封入量は益々増大してきている。こ
のような技術背景のもと、水銀の封入量が０．２５ｍｇ
／ｍｍ３以上となるようなショートアーク型の高圧水銀
ランプでは、当該ランプ点灯時における動作圧力が２０
ＭＰａ以上にも達するため、従来技術では発生しなかっ
た破裂という問題が発生する場合があると判明した。By the way, recently,
The short arc type high pressure mercury lamp as a light source of a liquid crystal projector is required to be further downsized and to have a point light source, and therefore, the amount of mercury enclosed is increasing more and more. Against this technical background, the enclosed amount of mercury is 0.25 mg.
In a short arc type high-pressure mercury lamp with a discharge rate of at least 1 / mm 3, the operating pressure when the lamp is lit is 20
It has been found that there is a case where a problem of rupture, which has not occurred in the conventional technique, may occur because the pressure reaches as high as MPa or more.
【０００５】このような問題を解決するには、電極を保
持するコイル材と封止管部との接触部分における密着性
を、よりいっそう向上させることが好ましい。このため
に、封止管部における石英ガラスを十分に焼き込めばよ
いと考えられる。しかしながら、石英ガラスが電極に接
触しないように調節することは、製作上極めて困難であ
る。具体的には、放電容器構成用の石英ガラス管の封止
管部内に電極等を挿入し、該石英ガラス管の内部を減圧
状態として、封止管部の外周からバーナーにより加熱す
るが、その際、十分に焼きこみをしようとすると、バー
ナーの火炎の厚みがあるため、石英ガラスが軟化したと
きに石英ガラスが電極構成材料に接触してしまう。一
方、コイル材の内端部よりもやや外方を重点的に焼きこ
みをしようとすると、コイル材が発光管部内に露出した
状態となり、点灯開始直後、コイルの端部と他方の電極
との間で不所望な放電が発生する。In order to solve such a problem, it is preferable to further improve the adhesion at the contact portion between the coil material holding the electrode and the sealing tube portion. For this reason, it is considered that the quartz glass in the sealing tube portion should be sufficiently baked. However, it is extremely difficult to manufacture the quartz glass so as not to contact the electrodes. Specifically, an electrode or the like is inserted into the sealing tube portion of the quartz glass tube for forming the discharge vessel, the inside of the quartz glass tube is depressurized, and heating is performed by a burner from the outer periphery of the sealing tube portion. At this time, if the burner is sufficiently burned, the thickness of the burner flame causes the quartz glass to come into contact with the electrode constituent material when the quartz glass softens. On the other hand, when attempting to burn the coil material slightly outside of the inner end of the coil material, the coil material is exposed inside the arc tube, and immediately after the start of lighting, the end of the coil and the other electrode are separated. In between, an undesired discharge occurs.
【０００６】これに鑑み、石英ガラスと電極構成材料が
接触しても、双方に歪など両者の熱膨張係数の差異によ
る影響が発生しない程度まで、若しくは、コイル材が放
電空間に露出しても対向電極と放電しない程度まで、封
止管部を外方に延在させて、気密シール部をランプの中
心部から離しておくことも可能であるが、これによると
電極と封止管部との間に隙間が形成され、この間隙内に
水銀が流入するために、水銀が未蒸発になって動作圧力
が不十分となってしまう。結果、所望の光出力が得られ
なくなってしまう。更には、電極の保持部分と電極先端
との距離が過大になると、電極を保持できなくなる。こ
の発明が解決しようとする課題は、放電開始直後も安定
した動作特性を有すると共に、十分な耐圧力性を有する
ショートアーク型超高圧水銀ランプを提供することにあ
る。In view of this, even if the quartz glass and the electrode constituent material come into contact with each other, they are not affected by a difference in thermal expansion coefficient between them, such as strain, or even if the coil material is exposed to the discharge space. It is also possible to extend the sealing tube part to the outside so as not to discharge the opposite electrode and to keep the airtight seal part away from the central part of the lamp. Since a gap is formed between them and mercury flows into this gap, mercury is not evaporated and the operating pressure becomes insufficient. As a result, the desired light output cannot be obtained. Furthermore, if the distance between the electrode holding portion and the electrode tip becomes too large, the electrode cannot be held. The problem to be solved by the present invention is to provide a short arc type ultra-high pressure mercury lamp having stable operation characteristics immediately after the start of discharge and having sufficient pressure resistance.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のショートアーク
型高圧水銀ランプは、石英ガラスからなり、発光管部と
当該発光管部に連設された封止管部とを有する放電容器
を具え、前記発光管部内に、一対の電極が対向配置され
ると共に、水銀が封入されてなるショートアーク型高圧
水銀ランプにおいて、少なくとも一方の電極の基端側部
分が、前記封止管部に溶着されたコイル材に挿通されて
おり、前記コイル材は、当該コイル材を構成する素線の
端部が前記発光管部内に露出されることなく、当該コイ
ル材の内端面が前記発光管部内に露出して配置されてい
ることを特徴とする。また、上記ショートアーク型高圧
水銀ランプにおいて、コイル材を構成する素線の端部が
前記放電容器を構成する石英ガラスに埋没されることに
より、当該素線の端部を発光管部内に露出させないよう
にするのがよい。また、上記ショートアーク型高圧水銀
ランプにおいて、コイル材は、一の素線が電極の軸方向
に往復して巻回されることにより、多重に巻回された多
重コイルであり、素線の両端部が当該コイル材の外端側
に位置されているのがよい。A short arc type high pressure mercury lamp of the present invention comprises a discharge vessel made of quartz glass and having an arc tube section and a sealing tube section connected to the arc tube section. In a short arc type high-pressure mercury lamp in which a pair of electrodes are arranged to face each other in the arc tube section and mercury is sealed, at least one of the electrodes on the proximal end side is welded to the sealing tube section. The coil material is inserted through the coil material, and the inner end surface of the coil material is exposed in the arc tube portion without exposing the end portions of the wires forming the coil material in the arc tube portion. It is characterized by being arranged. Further, in the above short arc type high pressure mercury lamp, the end of the wire forming the coil material is buried in the quartz glass forming the discharge vessel, so that the end of the wire is not exposed inside the arc tube. It is better to do so. Further, in the short arc type high pressure mercury lamp, the coil material is a multiple coil that is wound in a multiple manner by winding one wire back and forth in the axial direction of the electrode. The portion is preferably located on the outer end side of the coil material.
【０００８】本願発明によれば、コイル材を、当該コイ
ル材を構成する素線の端部が、前記発光管部内に露出さ
れることなく、該コイル材の内端面が前記発光管部内に
露出して配置されているので、コイル材と封止管部とを
密着性よく十分に焼きこむことが可能となり、更にこの
コイル材の素線の端部を放電空間に露出しないようにし
ているので、ランプ点灯開始直後でも不所望な放電が生
じることが回避されるようになる。その結果、点灯時の
水銀蒸気圧がきわめて高い放電ランプであって、十分な
耐圧力性を有するショートアーク型超高圧水銀ランプを
提供できる。According to the present invention, the inner end surface of the coil material is exposed in the arc tube portion without exposing the end portion of the wire constituting the coil material in the arc tube portion. Since it is arranged so that the coil material and the sealing tube portion can be sufficiently burned with good adhesion, and the end of the wire of the coil material is not exposed to the discharge space. It is possible to avoid the occurrence of undesired discharge even immediately after the start of lighting the lamp. As a result, it is possible to provide a short arc type ultra-high pressure mercury lamp which is a discharge lamp having an extremely high mercury vapor pressure during lighting and has sufficient pressure resistance.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明のショートアーク型
高圧水銀ランプについて、図面を参照して詳細に説明す
る。図１は、本発明のショートアーク型高圧水銀ランプ
の構成の一例を示す説明用断面図である。このショート
アーク型高圧水銀ランプは、直流点灯型のものであり、
その放電容器１０は、石英ガラスにより形成され、楕円
球形の発光管部１１と、この発光管部１１の両端から外
方に伸びるよう連設されたロッド状の封止管部１２、１
３とを有する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The short arc high-pressure mercury lamp of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of the structure of a short arc type high pressure mercury lamp of the present invention. This short arc type high pressure mercury lamp is a direct current lighting type,
The discharge vessel 10 is made of quartz glass, and has an elliptic spherical arc tube portion 11 and rod-shaped sealing tube portions 12 and 1 connected to extend outward from both ends of the arc tube portion 11.
3 and 3.
【００１０】また、封止管部の内周面にコイル材が固着
され、このコイル材により電極棒が軸断面方向の移動に
対して固定的にかつ軸方向の移動に対して略移動可能な
状態に保持されている。これにより電極を所期の位置に
高い位置精度で配置できると共に、ランプ動作時におい
て高温に熱せられて熱膨張しても自由に伸縮することが
できる。Further, a coil material is fixed to the inner peripheral surface of the sealing tube portion, and the coil material allows the electrode rod to be fixed with respect to the movement in the axial cross section and substantially movable with respect to the movement in the axial direction. Is held in a state. As a result, the electrodes can be arranged at a predetermined position with high positional accuracy, and can be freely expanded and contracted even if they are heated to a high temperature and thermally expanded during lamp operation.
【００１１】発光管部１１内には、放電容器１０の管軸
上において、電極間距離が例えば３．０ｍｍ以下となる
状態で陰極１４と陽極１５とが互いに対向配置されてお
り、陰極１４を先端に有する電極棒１６（以下「陰極
棒」という。）が一方の封止管部１２内を伸び、当該封
止管部１２の外端部において気密に埋設された金属箔１
８を介して外部リード棒１９に接続されて気密シールが
形成されている。陽極１５についても、同様の構成とさ
れている。図において、１７は陽極棒である。（後段に
おいて、陰極棒（１６）及び陽極棒（１７）をまとめて
「電極棒」ともいう。）そして、発光管部１１内には、
例えば０．２５ｍｇ／ｍｍ３以上の水銀、および例えば
アルゴンなどの希ガスよりなる封入ガスが封入されてい
る。これにより、波長３８０〜７８０ｎｍの可視光の連
続スペクトルを放射することができ、例えば液晶プロジ
ェクタの光源として好適に用いることができる。In the arc tube portion 11, a cathode 14 and an anode 15 are arranged so as to face each other on the tube axis of the discharge vessel 10 with the distance between the electrodes being, for example, 3.0 mm or less. An electrode rod 16 (hereinafter referred to as a “cathode rod”) having a tip extends inside one sealing tube portion 12, and a metal foil 1 is airtightly embedded at an outer end portion of the sealing tube portion 12.
8 is connected to the external lead bar 19 via 8 to form an airtight seal. The anode 15 has the same configuration. In the figure, 17 is an anode rod. (In the latter stage, the cathode rod (16) and the anode rod (17) are collectively referred to as "electrode rod".) Then, in the arc tube portion 11,
For example, a filling gas made of 0.25 mg / mm 3 or more of mercury and a rare gas such as argon is filled. As a result, a continuous spectrum of visible light having a wavelength of 380 to 780 nm can be emitted, and it can be suitably used, for example, as a light source of a liquid crystal projector.
【００１２】封止管部１２、１３内においては、コイル
材２０，２１が、電極棒１６、１７の、各々基端側部分
１６Ａ、１７Ａが挿通された状態で配置されており、こ
のコイル材２０、２１の外周面は、封止管部１２、１３
の内周面に一体に溶着されている。In the sealing tube portions 12 and 13, the coil members 20 and 21 are arranged with the base end side portions 16A and 17A of the electrode rods 16 and 17 inserted, respectively. The outer peripheral surfaces of 20 and 21 are sealed tube portions 12, 13
Is integrally welded to the inner peripheral surface of the.
【００１３】以下、図２に示す陰極側の拡大図を参照し
て本願発明を説明する。なお陽極側も同様である。図２
に拡大して示すように、封止管部１２の内周面には、発
光管部１１内に露出した部分を除いてコイル材２０が固
着されており、このコイル材２０により陰極棒１６が保
持されている。コイル材２０は、金属からなるコイル用
の素線が巻回されて構成されており、その材質として
は、例えばタングステン、モリブデン、タンタルおよび
これらの合金などが用いられる。また、コイル材２０
は、例えばその外端２２近傍において陰極棒１６に係止
あるいはカシメにより、一体的に連結されている。The present invention will be described below with reference to the enlarged view of the cathode side shown in FIG. The same applies to the anode side. Figure 2
As shown in an enlarged scale, the coil material 20 is fixed to the inner peripheral surface of the sealing tube portion 12 except for the portion exposed inside the arc tube portion 11. Is held. The coil material 20 is formed by winding a coil wire made of a metal, and the material thereof is, for example, tungsten, molybdenum, tantalum, or an alloy thereof. In addition, the coil material 20
Are integrally connected to the cathode rod 16 by locking or caulking in the vicinity of the outer end 22 thereof.
【００１４】一方、コイル材２０の内端２３は、管軸Ｌ
方向の位置が、一方の封止管部１２の基端１２Ａを基準
として、その内方に変位している。その変位距離Ｓは０
〜０．２ｍｍであることが好ましい。コイル材２０が、
変位距離Ｓが０ｍｍに満たない場合には、一方の封止管
部１２をその外周から加熱してコイル材２０を溶着させ
る場合に、コイル材２０の内端近傍を十分に加熱しよう
としたとき封止管部１２の石英ガラスが陰極棒１６に接
触する可能性があるためにバーナーによる焼きこみが不
足して確実に溶着させることができなくなる。従って、
一方の封止管部１２に十分な耐圧が得られないおそれが
ある。一方、変位距離Ｓが０．２ｍｍを超える場合に
は、点灯初期にアークが安定する可能性が高くなり溶断
し、黒化の原因となるおそれがある。ここに、「基準」
とは、発光管部１１と一方の封止管部１２の境界をい
う。On the other hand, the inner end 23 of the coil material 20 has a tube axis L.
The position in the direction is displaced inward with respect to the base end 12A of the one sealing tube portion 12 as a reference. The displacement distance S is 0
It is preferably about 0.2 mm. The coil material 20
When the displacement distance S is less than 0 mm, when one of the sealing tube portions 12 is heated from its outer periphery to weld the coil material 20, when the vicinity of the inner end of the coil material 20 is sufficiently heated. Since the quartz glass of the sealing tube portion 12 may come into contact with the cathode rod 16, burnout by the burner is insufficient and reliable welding cannot be performed. Therefore,
There is a possibility that one of the sealing tube portions 12 may not have a sufficient pressure resistance. On the other hand, when the displacement distance S exceeds 0.2 mm, there is a high possibility that the arc will be stable in the initial stage of lighting, and the arc may melt and cause blackening. Where the "standard"
Means the boundary between the arc tube portion 11 and the one sealing tube portion 12.
【００１５】図３は、図２のコイル材２０をとり出して
示すコイル材の内端面の正面図である。このようにコイ
ル材２０の素線一端部２４は、コイルの径の外方向に屈
曲されると共に延在されて形成されており、これによ
り、通常の封止工程を行うことによって、図２に示すよ
うに一端部２４が放電容器１０を構成する石英ガラスに
埋設されることになり、従って、発光管部１１内部に露
出していない状態とされる。このように、コイル材２０
の素線の一端部２４を発光管部１１内部に露出しない状
態とすることで、電極距離が極小であっても点灯開始直
後の不所望な放電を防止できるようになる。FIG. 3 is a front view of the inner end surface of the coil material shown by taking out the coil material 20 of FIG. As described above, the one end portion 24 of the coil wire 20 of the coil material 20 is formed by being bent and extended outward in the diameter of the coil. As shown in the figure, the one end 24 is embedded in the quartz glass forming the discharge vessel 10, and thus is not exposed inside the arc tube 11. In this way, the coil material 20
By making one end 24 of the element wire not exposed inside the arc tube portion 11, it becomes possible to prevent undesired discharge immediately after the start of lighting even if the electrode distance is minimal.
【００１６】上記のショートアーク型高圧水銀ランプを
製造する方法について説明する。陰極棒１６の先端部に
陰極用コイルを巻回することにより陰極１３を形成し、
この陰極棒１６の基端側部分にコイル材２０が装着され
ると共に、金属箔１８を介して外部リード棒１９に接続
されて陰極構造体が形成される。一方、陽極側も同様の
工程により陽極構造体が形成される。また、放電容器材
料のそれぞれの封止管部の内径は、陰極構造体および陽
極構造体の最大外径よりも若干大きいものとされ、例え
ば陰極構造体が挿入される封止管部の内径は、陰極構造
体の最大外径、すなわち補助ガラス管の外径より例えば
０．２ｍｍ大きいものとされる。A method for manufacturing the above short arc type high pressure mercury lamp will be described. The cathode 13 is formed by winding a cathode coil around the tip of the cathode rod 16.
The coil member 20 is attached to the base end side portion of the cathode rod 16, and is connected to the external lead rod 19 via the metal foil 18 to form a cathode structure. On the other hand, the anode structure is formed on the anode side by the same process. Further, the inner diameter of each sealing tube portion of the discharge vessel material is set to be slightly larger than the maximum outer diameter of the cathode structure and the anode structure, and for example, the inner diameter of the sealing tube portion into which the cathode structure is inserted is The outer diameter of the cathode structure, that is, the outer diameter of the auxiliary glass tube is, for example, 0.2 mm larger.
【００１７】放電容器材料を構成する石英ガラス管の封
止管部部分の内部に、電極構造体の一方を挿入して所定
位置に固定し、該石英ガラス管の内部を減圧して、該石
英ガラス管をその軸が垂直となるよう配置して係る封止
管部部分を外周からバーナーで加熱することにより、金
属箔１８により当該封止管部の気密シールを形成する。
そして、石英ガラス管を一旦冷却させた後、水銀および
封入ガスなどの封入物を充填する。その後、他方の電極
構造体を石英ガラス管の他方の封止管部に挿入して、バ
ーナー等で当該封止管部部分を加熱し、金属箔１８によ
って気密シールを形成する。One of the electrode structures is inserted into the inside of the sealing tube portion of the quartz glass tube constituting the discharge vessel material and fixed at a predetermined position, the inside of the quartz glass tube is decompressed, and the quartz glass tube is closed. By arranging the glass tube so that its axis is vertical and heating the sealing tube portion concerned from the outer periphery with a burner, the airtight seal of the sealing tube portion is formed by the metal foil 18.
Then, the quartz glass tube is once cooled and then filled with a filling material such as mercury and a filling gas. Then, the other electrode structure is inserted into the other sealing tube portion of the quartz glass tube, the sealing tube portion is heated by a burner or the like, and the metal foil 18 forms an airtight seal.
【００１８】以上において、本発明のショートアーク型
高圧水銀ランプにおける寸法例の一例を挙げると、以下
のとおりである。発光管部１１の最大外径は９〜１３ｍ
ｍ、内容積は１００〜３００ｍｍ３とされる。また、封
止管部１２、１３の外径は６〜１０ｍｍ、内径は１．５
〜２．５ｍｍ、長さは１０〜６０ｍｍとされる。陰極１
３の最大外径は０．６〜１．２ｍｍ、陰極棒１６の外径
は０．３〜０．８ｍｍである。コイル材２０の長さは
２．０〜７．０ｍｍ、コイル材２０を構成する金属線径
は０．１〜０．３ｍｍ、コイル材内径は０．３５〜０．
８５ｍｍ、コイル材最大外径は０．５＿〜１．０ｍｍで
ある。また、図３において、コイル素線の一端部２４に
おける延在部ｄは、０．１〜０．５ｍｍである。An example of the dimensions of the short arc type high pressure mercury lamp of the present invention is given below. The maximum outer diameter of the arc tube portion 11 is 9 to 13 m.
m, and the internal volume is 100 to 300 mm 3 . Moreover, the outer diameter of the sealing tube portions 12 and 13 is 6 to 10 mm, and the inner diameter is 1.5.
The length is set to 2.5 mm and the length is set to 10 to 60 mm. Cathode 1
3 has a maximum outer diameter of 0.6 to 1.2 mm, and the cathode rod 16 has an outer diameter of 0.3 to 0.8 mm. The length of the coil material 20 is 2.0 to 7.0 mm, the diameter of the metal wire forming the coil material 20 is 0.1 to 0.3 mm, and the inner diameter of the coil material is 0.35 to 0.
85 mm, the maximum outer diameter of the coil material is 0.5 to 1.0 mm. Further, in FIG. 3, the extending portion d at the one end portion 24 of the coil wire is 0.1 to 0.5 mm.
【００１９】以上のショートアーク型高圧水銀ランプに
よれば、石英ガラスが陰極棒１６に接触することなく、
コイル材２０の内端面２３が発光管部１１内に露出する
ように配置されていて封止管部１２を加熱してコイル材
２０を溶着させる場合に、コイル材２０内端の近傍を十
分に加熱することができるので、コイル材２０と封止管
部１２との接触部分における密着性を向上させることが
できる。結果、十分な耐圧力性を有するショートアーク
型超高圧水銀ランプが得られる。According to the above short arc type high pressure mercury lamp, the quartz glass does not come into contact with the cathode rod 16,
When the inner end surface 23 of the coil material 20 is disposed so as to be exposed in the arc tube portion 11 and the sealing tube portion 12 is heated to weld the coil material 20, the vicinity of the inner end of the coil material 20 should be sufficient. Since heating can be performed, the adhesion at the contact portion between the coil material 20 and the sealing tube portion 12 can be improved. As a result, a short arc type ultra high pressure mercury lamp having sufficient pressure resistance can be obtained.
【００２０】図４は、他の実施形態を説明する本発明の
要部を示す説明用断面図である。なお、図１〜図３説明
した構成と同様の構成については同じ符号を付し、その
説明は省略する。コイル材２０は、陰極棒１６の外周に
沿って管軸Ｌ方向に内方に向けて巻回されて形成された
小径コイル部と、同一コイル素線がコイル材２０内端に
おいて折返されることにより小径コイル部の外周に沿っ
て管軸Ｌ方向の外方に向けて巻回されて形成された大径
コイル部とからなり、該コイル素線の巻回始端部２５及
び終端部２６は、封止管部１２内において陰極棒１６の
基端部側に位置されている。また、このコイル素線が折
返されて形成されたコイル材２０の内端面２３は、発光
管部１１内に露出した状態とされている。なお、コイル
材２０における大径コイル部の外周面は封止管部１２に
溶着されており、陰極棒１６は小径コイル部内部に挿通
されて保持されている。FIG. 4 is an explanatory sectional view showing an essential part of the present invention for explaining another embodiment. The same components as those described with reference to FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The coil material 20 has a small-diameter coil portion formed by being wound inward in the tube axis L direction along the outer periphery of the cathode rod 16, and the same coil wire is folded at the inner end of the coil material 20. And a large-diameter coil portion formed by being wound outward along the pipe axis L along the outer circumference of the small-diameter coil portion, and the winding start end portion 25 and the end portion 26 of the coil wire are It is located on the base end side of the cathode rod 16 in the sealing tube portion 12. The inner end surface 23 of the coil material 20 formed by folding back the coil wire is exposed in the arc tube portion 11. The outer peripheral surface of the large-diameter coil portion of the coil material 20 is welded to the sealing tube portion 12, and the cathode rod 16 is inserted and held inside the small-diameter coil portion.
【００２１】このような構成によっても、コイル材２０
の内端２３部分を十分に加熱することができるので、コ
イル材２０と封止管部１２との接触部分における密着性
を向上させることができ、従って、十分な耐圧力性を有
するショートアーク型超高圧水銀ランプが得られるよう
になる。また、コイル素線の始端部２５及び終端部２６
がいずれも陰極棒１６の基端部側に位置されおり、発光
管部１１内に露出したコイル材２０の内端面２３は平滑
な面で構成されているので電子が放出されにくいため、
電極距離が極小であっても点灯開始直後の不所望な放電
が発生しにくい。なお、この実施形態においてコイル素
線の他端部２６は陰極棒１６の基端部近傍に至らずと
も、封止管部１２内に位置されて発光管部１１内に露出
していなければよい。With such a structure as well, the coil material 20
Since the inner end 23 portion of the can be sufficiently heated, it is possible to improve the adhesion at the contact portion between the coil material 20 and the sealing tube portion 12, and therefore, the short arc type having sufficient pressure resistance. An ultra-high pressure mercury lamp can be obtained. In addition, the starting end portion 25 and the terminating end portion 26 of the coil wire
Are located on the base end side of the cathode rod 16, and the inner end surface 23 of the coil material 20 exposed in the arc tube portion 11 is a smooth surface, so that it is difficult for electrons to be emitted.
Even if the electrode distance is extremely short, undesired discharge is unlikely to occur immediately after the start of lighting. In this embodiment, the other end 26 of the coil wire does not have to be located inside the sealing tube 12 and exposed inside the arc tube 11 even if it does not reach the vicinity of the base end of the cathode rod 16. .
【００２２】この実施形態によっても、コイル材２０に
より陰極棒１６が石英ガラスと接触することなく、管軸
Ｌ方向で伸縮可能な状態に保持されているので、電極が
熱膨張した場合も、封止管部１２にクラックなど発生す
ることがない。Also in this embodiment, since the cathode rod 16 is held in the state of being expandable and contractable in the tube axis L direction by the coil material 20 without coming into contact with the quartz glass, even if the electrode is thermally expanded, it is sealed. No cracks are generated in the stop tube portion 12.
【００２３】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明においては、種々の変形を加えることがで
きる。例えば、上記において、直流型の放電ランプにお
いてのみ説明したが、交流型の放電ランプに採用するこ
とももちろん可能である。放電ランプにおける一方の封
止管部においてのみ本願発明に係る構成としてもその効
果を得ることができるが、直流型放電ランプである場
合、少なくとも陰極側の封止管部において本願発明の構
成とし、交流型放電ランプである場合、両方の電極の封
止管部において係る構成とすると、目的の効果を十分に
得ることができるようになる。Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications can be added to the present invention. For example, in the above description, only the DC type discharge lamp has been described, but it is of course possible to employ the AC type discharge lamp. The effect can be obtained even with the configuration according to the present invention only in one of the sealing tube portions in the discharge lamp, but in the case of a DC discharge lamp, at least the sealing tube portion on the cathode side has the configuration of the present invention, In the case of an AC discharge lamp, when the sealing tube portions of both electrodes have such a configuration, the desired effect can be sufficiently obtained.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明のショートアーク型高圧水銀ラ
ンプの実施例について具体的に説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものではない。
＜実施例１＞図１に示す構成に従って、下記の仕様によ
る本発明のショートアーク型高圧水銀ランプを作製し
た。
放電容器（１０）：材質；石英ガラス、寸法；放電容器
（１０）の全長１６０ｍｍ、発光管部（１１）の外径１
２．６ｍｍ、発光管部（１１）の内径７．４ｍｍ、封止
管部（１２）の長さ４７ｍｍ、封止管部（１２）の外径
７．３ｍｍ、金属箔（１８）の長さ３６ｍｍ、金属箔
（１８）の幅１．５ｍｍ、金属箔（１８）の厚み２０μ
ｍ、
陰極（１４）：材質；タングステン、寸法；陰極（１
５）の最大外径３ｍｍ、陰極（１５）の長さ６．５ｍ
ｍ、陰極棒（１６）の長さ７．９ｍｍ、陰極棒（１６）
の外径０．８ｍｍ、陽極（１４）と陰極（１５）との離
間距離：１．５ｍｍ、
コイル材（２０）：材質；タングステン、寸法；コイル
材（２０）の長さ４．２ｍｍ、コイル材（２０）を構成
する金属線径０．１ｍｍ、
定格電力：２００Ｗ、
定格電圧：８２Ｖ、
封入物：アルゴンガス（封入時圧力１３ｋＰａ），水銀
０．２５ｍｇ／ｍｍ３、管壁負荷：１Ｗ／ｍｍ２ EXAMPLES Examples of the short arc type high pressure mercury lamp of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited thereto. Example 1 A short arc type high pressure mercury lamp of the present invention having the following specifications was produced in accordance with the configuration shown in FIG. Discharge container (10): Material: Quartz glass, Dimensions: Total length of discharge container (10) 160 mm, Outer diameter of arc tube part (11) 1
2.6 mm, arc tube (11) inner diameter 7.4 mm, sealing tube (12) length 47 mm, sealing tube (12) outer diameter 7.3 mm, metal foil (18) length 36 mm, width of metal foil (18) 1.5 mm, thickness of metal foil (18) 20 μ
m, cathode (14): material; tungsten, size; cathode (1
5) maximum outer diameter 3 mm, cathode (15) length 6.5 m
m, length of cathode rod (16) 7.9 mm, cathode rod (16)
Outer diameter of 0.8 mm, separation distance between anode (14) and cathode (15): 1.5 mm, coil material (20): material; tungsten, dimensions; length of coil material (20) 4.2 mm, coil Diameter of metal wire constituting material (20): 0.1 mm, rated power: 200 W, rated voltage: 82 V, inclusion: Argon gas (pressure when filling 13 kPa), mercury 0.25 mg / mm 3 , tube wall load: 1 W / mm 2
【００２５】このようにして作製された放電ランプ３０
本について、陰極が陽極の上方に位置される姿勢の垂直
点灯方式により、定格条件に従って連続点灯させた。い
ずれのものも、点灯時間が２０００時間を超えても破裂
することなく、点灯時に比較して光束維持率が９０％以
上であり、所望の連続発光スペクトルが得られた。ま
た、封止管部に異常は見られなかった。The discharge lamp 30 manufactured in this way
The book was continuously lit according to the rated conditions by the vertical lighting method in which the cathode was positioned above the anode. All of them did not burst even after the lighting time exceeded 2000 hours, had a luminous flux maintenance factor of 90% or more as compared with the lighting time, and obtained a desired continuous emission spectrum. Further, no abnormality was found in the sealed tube portion.
【００２６】＜比較例１＞コイル材が発光管部内に露出
していないことの他は、実施例１と同様の仕様により、
比較用のショートアーク型放電ランプを作製し、実施例
１と同様の実験を行ったところ、点灯時間が２００時間
経過した時点で、封止管部の基端にクラックが生じて放
電容器が破裂し、十分な信頼性が得られなかった。<Comparative Example 1> According to the same specifications as in Example 1, except that the coil material is not exposed in the arc tube portion.
When a short arc type discharge lamp for comparison was prepared and the same experiment as in Example 1 was conducted, a crack was generated at the base end of the sealing tube portion at the time when the lighting time was 200 hours, and the discharge vessel ruptured. However, sufficient reliability was not obtained.
【００２７】＜比較例１＞コイル材の素線の端部が発光
管部内に露出していることの他は、実施例１と同様の仕
様により、比較用のショートアーク型放電ランプを作製
し、実施例１と同様の実験を行ったところ、点灯開始直
後、コイル素線端部と他方側電極との間で放電が生じて
発光管部内面に黒化が発生し、点灯後５０時間で光束が
点灯時の７０％以下に低下した。Comparative Example 1 A short arc type discharge lamp for comparison was manufactured according to the same specifications as in Example 1 except that the ends of the coil wire were exposed inside the arc tube. An experiment similar to that in Example 1 was performed. Immediately after the start of lighting, discharge was generated between the end of the coil wire and the electrode on the other side, blackening occurred on the inner surface of the arc tube, and 50 hours after lighting. The luminous flux was reduced to 70% or less of that during lighting.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明のショートアーク型高圧水銀ラン
プによれば、コイル材は、コイル材を構成する素線の端
部が前記発光管部内に露出されることなく、該コイル材
の内端面が前記発光管部内に露出して配置されているこ
とにより、コイル材の内端近傍を十分に加熱することが
できるようになり、コイル材と封止管部との接触部分に
おける密着性を向上させることができ、従って、十分な
耐圧力性を有するショートアーク型超高圧水銀ランプが
得られるようになる。また、コイル素線の端部が発光管
部内に露出していないので、電極距離が極小であっても
点灯開始直後の不所望な放電を防止することができ、所
望の発光特性が得られるショートアーク型高圧水銀ラン
プを提供することができる。According to the short arc type high pressure mercury lamp of the present invention, the coil material has an inner end surface of the coil material without exposing the end portions of the wires constituting the coil material to the arc tube portion. Is exposed in the arc tube portion, it is possible to sufficiently heat the vicinity of the inner end of the coil material, and improve the adhesion at the contact portion between the coil material and the sealing tube portion. Therefore, a short arc type ultra-high pressure mercury lamp having sufficient pressure resistance can be obtained. Further, since the ends of the coil wires are not exposed inside the arc tube portion, it is possible to prevent undesired discharge immediately after the start of lighting even if the electrode distance is minimal, and to obtain a desired light emitting characteristic. An arc type high pressure mercury lamp can be provided.
【図１】本発明の実施形態に係るショートアーク型高圧
水銀ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing an example of the configuration of a short arc type high pressure mercury lamp according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示すショートアーク型高圧水銀ランプの
一方の封止管部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of one sealing tube portion of the short arc type high pressure mercury lamp shown in FIG.
【図３】コイル材の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a coil material.
【図４】他の実施形態に係るショートアーク型高圧水銀
ランプの構成の一例を示す一方の封止管部の拡大断面図
である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of one sealing tube portion showing an example of the configuration of a short arc type high pressure mercury lamp according to another embodiment.
１０ 放電容器 １１ 発光管部 １２、１３ 封止管部 １２Ａ 基端 １４ 陽極 １５ 陰極 １６ 電極棒（陰極棒） １６Ａ 基端側部分 １７ 陽極棒 １７Ａ 金属コイル １８ 金属箔 １９ 外部リード棒 ２０、２１ コイル材 ２２ 外端部 ２３ 内端面 ２４ 一端部 ２５ 始端部 ２６ 終端部 Ｓ 変位距離 Ｌ 管軸 10 discharge vessel 11 arc tube 12, 13 Sealed tube part 12A base end 14 Anode 15 cathode 16 electrode rod (cathode rod) 16A base end part 17 Anode rod 17A metal coil 18 metal foil 19 External lead rod 20,21 Coil material 22 Outer end 23 Inner end face 24 One end 25 Starting point 26 Terminal S displacement distance L tube axis
Claims (3)
光管部に連設された封止管部とを有する放電容器を具
え、前記発光管部内に、一対の電極が対向配置されると
共に、水銀が封入されてなるショートアーク型高圧水銀
ランプにおいて、 少なくとも一方の電極の基端側部分が、前記封止管部に
溶着されたコイル材に挿通されており、 前記コイル材は、当該コイル材を構成する素線の端部が
前記発光管部内に露出することなく、当該コイル材の内
端面が前記発光管部内に露出して配置されていることを
特徴とするショートアーク型高圧水銀ランプ。1. A discharge vessel, which is made of quartz glass and has an arc tube section and a sealing tube section connected to the arc tube section, wherein a pair of electrodes are arranged to face each other in the arc tube section. In a short arc type high pressure mercury lamp in which mercury is sealed, at least one of the electrodes has a base end side portion inserted into a coil material welded to the sealing tube portion, and the coil material is the coil. A short arc high-pressure mercury lamp, characterized in that the inner end surface of the coil material is disposed so as to be exposed inside the arc tube portion without exposing the end portions of the wires constituting the material to the arc tube portion. .
素線端部は、前記放電容器を構成する石英ガラスに埋設
されていることを特徴とする請求項1記載のショートア
ーク型高圧水銀ランプ。2. The short arc type high pressure mercury according to claim 1, wherein an end portion of the wire located near the inner end surface of the coil material is embedded in quartz glass forming the discharge vessel. lamp.
向に往復して巻回されることにより多重に巻回された多
重コイルであり、素線の両端部が当該コイル材の外端側
に位置されていることを特徴とする請求項１記載のショ
ートアーク型高圧水銀ランプ。3. The coil material is a multiple coil in which one element wire is wound back and forth in the axial direction of an electrode so as to be multiply wound, and both ends of the element wire are made of the coil material. The short arc type high pressure mercury lamp according to claim 1, wherein the short arc type high pressure mercury lamp is located on the outer end side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002105331A JP2003303573A (en) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | Short arc type high pressure mercury lamp |
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| JP2008097884A (en) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Ushio Inc | High-pressure mercury lamp |
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- 2002-04-08 JP JP2002105331A patent/JP2003303573A/en not_active Withdrawn
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