JP2008071718A - High-pressure discharge lamp - Google Patents
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Description
本発明は、熱膨張によるクラックの生じない強度に優れた高圧放電ランプに関するものである。 The present invention relates to a high-pressure discharge lamp excellent in strength without causing cracks due to thermal expansion.
プロジェクター、リアプロテレビ等に使用される高圧放電ランプは、周知のように点灯時に極めて高い水銀蒸気圧が発光空間内に加わるため、放電ランプを構成する封体ガラスには、耐熱性、耐圧性を考慮して、軟化点が高く且つ高硬質である例えば石英ガラスが使用される。一方、電極及びこれを保持する電極棒は主として例えばタングステンが使用され、電極を、封体ガラスの発光空間を形成する発光部内に所定位置させ、電極棒を埋設した状態で封体ガラスの端部を溶融封着し、封止部を形成するものである。 As is well known, high pressure discharge lamps used in projectors, rear-pro televisions, etc., have a very high mercury vapor pressure in the light emitting space when they are lit. Therefore, the envelope glass constituting the discharge lamps has high heat resistance and pressure resistance. In consideration, for example, quartz glass having a high softening point and a high hardness is used. On the other hand, for example, tungsten is mainly used for the electrode and the electrode rod for holding the electrode, and the electrode is placed at a predetermined position in the light emitting portion forming the light emitting space of the envelope glass, and the end portion of the envelope glass is embedded in the electrode rod. Is melt-sealed to form a sealed portion.
処が、金属で最も熱膨張係数が低いとされるタングステンであっても、その係数は44×10−7であり、熱膨張係数が低い石英ガラスの熱膨張係数の5〜7×10−7と比較すると極端な差がある。従って、上記のように石英ガラス製の封体ガラスの封止部を、電極棒を貫通させた状態で溶融封着する構成であると、特に発光時の高温、或いはその冷却により応力が発生し、タングステン製の電極棒近傍の封止部分に於ける石英ガラスにクラックが生じて、気密性が損なわれる不都合があった。
Treatment is, even tungsten most thermal expansion coefficient of a metal is low, the coefficient is 44 × 10 -7, the thermal expansion coefficient of the
この問題をできるだけ回避するべく封止部内に金属箔を配し、電極棒の端部をこの金属箔に電気的に接続する手段が採られている。ここでの金属箔として代表的なものはモリブデン箔であり、モリブデンもまたその熱膨張係数が約50×10−7と高いが、箔としての厚みを15ミクロンから30ミクロンと極めて薄くすることにより、石英ガラスの熱膨張係数と極端に差があっても応力が吸収され、溶着封止してもクラックが生じることがないとされている。しかしながら、電極棒と封止部とは依然として接触している状態であるので、この部分でのクラックの問題は解決されていない。 In order to avoid this problem as much as possible, a means for arranging a metal foil in the sealing portion and electrically connecting the end of the electrode rod to the metal foil is employed. A typical metal foil here is a molybdenum foil. Molybdenum also has a high coefficient of thermal expansion of about 50 × 10 −7. Even if there is an extreme difference from the thermal expansion coefficient of quartz glass, the stress is absorbed, and no cracks are generated even after welding and sealing. However, since the electrode rod and the sealing portion are still in contact with each other, the problem of cracks at this portion has not been solved.
この問題を解決するために、従来より様々な対策が採られている。
特許文献1の発明は、封止部内に於ける電極棒にコイルを巻回し、石英ガラスと電極棒との間にコイルを介在させることにより、電極棒の熱膨張による石英ガラスへの応力を緩和させ、クラックの発生を抑止するとしている。しかしながら、電極棒の一部やコイルの周辺部では微細なクラックの発生が防げなかった。コイルの巻回を電極棒全域に行うことが困難であるため、電極棒と封止部とは接触しているからである。また、成形時の手間も大きい。
The invention of
特許文献2の発明は、特許文献1の発明に代わるものとして案出されたものであって、封止部内に於ける電極棒と石英ガラスとの間に微細な空隙を形成して非接触状態にし、電極棒の熱膨張による影響を避けてクラックの発生を防止しようとするものである。しかしながら、上記微細な空隙の形成には極めて高い精度と技術的な困難さが伴い、発光空間を形成する発光部と連通状態であるため、封入された水銀等が金属箔の腐食の原因となる欠点がある。
The invention of
次に特許文献3の発明は、封止部内に於ける電極棒と金属箔との接続部分で、電極棒を金属箔で覆い、電極棒の電極エッジを露出させない構成としたものであるが、電極エッジ部分を覆うだけであるから、電極棒の殆どは封止部と接触しており、クラックの発生を抑止することはできない。
Next, the invention of
そこで封止部として、電極棒の熱膨張係数に近い係数の軟質ガラスを使用して、封止部に於けるクラックの発生を抑止し、且つこの軟質ガラス製の封止部と、発光空間となる発光部を形成する石英ガラスとを接合して封体ガラスを成形することが考えられる。しかしながら単に石英ガラスと軟質ガラスとを接合するだけでは、両者の間に熱膨張係数に極端な差があって凝固速度が異なるため、前記と同様のクラックが生じる。 Therefore, the soft glass having a coefficient close to the thermal expansion coefficient of the electrode rod is used as the sealing part, and the generation of cracks in the sealing part is suppressed, and the soft glass sealing part, the light emitting space, and It is conceivable to form a sealed glass by bonding with a quartz glass forming a light emitting portion. However, if the quartz glass and the soft glass are simply joined, there is an extreme difference in the coefficient of thermal expansion between them, and the solidification rate is different.
特許文献4、特許文献5の発明は、この点に配慮し、熱膨張係数に極端な差のあるガラス同士を接合するための手段を開示するものであり、具体的には、石英ガラスと、石英よりも熱膨張係数の大きな軟質ガラスとの間に、熱膨張係数が少しずつ異なるガラス(中間ガラス)を何種類か挟んで介在させて、熱膨張係数の差による歪みを緩和させようとするものである。
In consideration of this point, the inventions of
しかしながらこの中間ガラスはリング状であるので、特許文献4のように積層状としても、或いは特許文献5のように軸方向に配列しても、大型化してしまうことは避けられず、工程に手間がかかり、コストが嵩み、それでもなおクラック発生の根本的解決にならない欠点があった。
However, since this intermediate glass is ring-shaped, it is inevitable that it will increase in size even if it is laminated as in
よって本発明は、上述した従来技術の欠点、不都合、不満を解消するべく開発されたもので、封体ガラスの封止部部分でのクラックの発生を極力抑止して高圧放電ランプの寿命を伸ばしながらも、構造を簡潔にし、製造工程を少なくし、廉価に製造できるようにすることを目的とする。 Therefore, the present invention was developed to eliminate the above-mentioned disadvantages, disadvantages and dissatisfactions of the prior art, and the generation of cracks at the sealing portion of the envelope glass is suppressed as much as possible to extend the life of the high-pressure discharge lamp. However, the object is to simplify the structure, reduce the number of manufacturing steps, and enable low-cost manufacturing.
上記課題を解決するため、本発明の高圧放電ランプは、内部を発光空間とした発光部の両端に封止部を一体成形した封体ガラスの前記した封止部内に金属箔を埋設し、先端を前記した発光空間に位置させた電極棒の基端を前記した金属箔に接続した高圧放電ランプであって、前記した封止部内に於ける電極棒部分を金属箔部分で完全被覆することを特徴とする構成である。 In order to solve the above problems, the high-pressure discharge lamp of the present invention has a metal foil embedded in the sealing portion of the sealing glass in which the sealing portion is integrally formed at both ends of the light emitting portion with the inside as the light emitting space, A high pressure discharge lamp in which the base end of the electrode rod positioned in the light emitting space is connected to the metal foil, and the electrode rod portion in the sealing portion is completely covered with the metal foil portion. This is a characteristic configuration.
この場合、封体ガラスを石英ガラス、電極棒をタングステン、金属箔をモリブデンで成形したことを特徴とする。 In this case, the sealing glass is formed of quartz glass, the electrode rod is formed of tungsten, and the metal foil is formed of molybdenum.
また、金属箔の一部を電極棒に巻回し、白金により電極棒に接続被覆することを特徴とする。 Further, a part of the metal foil is wound around the electrode rod, and the electrode rod is connected and covered with platinum.
本発明は上述した構成であるので、石英ガラス製の封止部内に位置するタングステン製の電極棒は、同じく封止部内に位置するモリブデン製の金属箔の一部で完全被覆される。 Since the present invention has the above-described configuration, the tungsten electrode rod located in the sealing portion made of quartz glass is completely covered with a part of the metal foil made of molybdenum also located in the sealing portion.
モリブデン金属箔は極めて薄いので、石英ガラスの熱膨張係数と極端に差があっても応力が吸収され、封止部を溶着封止してもクラックが生じることはない。従って、金属箔に完全被覆された電極棒が封止部に直接接触することはないので、この部分でのクラックの問題は生じない。それ故、構造を簡潔にして小型化が図れ、製造工程が簡略化できて廉価に製造でき、クラックの発生を極力抑止して寿命を伸ばすことができる等、多くの優れた作用効果を奏する。 Since the molybdenum metal foil is extremely thin, stress is absorbed even if there is an extreme difference from the thermal expansion coefficient of quartz glass, and cracks do not occur even if the sealing portion is welded and sealed. Therefore, since the electrode rod completely covered with the metal foil does not directly contact the sealing portion, the problem of cracks at this portion does not occur. Therefore, the structure can be simplified, the size can be reduced, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing process can be made inexpensively, and the occurrence of cracks can be suppressed as much as possible to extend the life.
本発明の高圧放電ランプ1は、内部を発光空間3とした略球形の発光部4の両端に封止部5を一体成形した石英ガラス製の封体ガラス2にあって、封止部5内にモリブデン金属箔6を埋設し、先端を発光空間3に位置させたタングステン電極棒7の基端をモリブデン金属箔6に接続した構造で、封止部5内に於けるタングステン電極棒7部分をモリブデン金属箔6の一部分で完全被覆する構成である。
The high-
封体ガラス2は、発光効率を向上させるために高温度になることに鑑み、また機械的強度を確保するため、軟化点の高い高硬質ガラスである石英ガラスを用いるのである。
The sealing
タングステン電極棒7に対するモリブデン金属箔6への完全被覆は、図4に示すように、タングステン電極棒7をモリブデン金属箔6の所定位置にあてがい、タングステン電極棒7の基端近傍位置(矢視C)でモリブデン金属箔6の一部を切断して巻回し、白金8と共に熱溶着させて行う。
As shown in FIG. 4, the
但し、タングステン電極棒7に巻回したモリブデン金属箔6の先端は、封止部5を溶融成形する際に、発光空間3内に露出しないようにする。モリブデン金属箔6の先端が露出していると、発光空間3内で対向する他方の電極との間で点灯開始直後に放電が生じ、封体ガラス2が黒化したり破裂したりする虞れがあるからである。
However, the tip of the
1 高圧放電ランプ
2 封体ガラス
3 発光空間
4 発光部
5 封止部
6 金属箔
7 電極棒
8 白金
DESCRIPTION OF
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