JP2009277537A - High-pressure discharge lamp and lighting system - Google Patents

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Shuhei Kobayashi
周平 小林
Masahiko Kase
征彦 加瀬
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-pressure discharge lamp with a silica glass translucent airtight container whose sealing portion has suitably improved strength in the severe conditions of the high-pressure discharge lamp, and to provide a lighting system. <P>SOLUTION: The high-pressure discharge lamp includes the silica glass translucent airtight container 1, a sealed metal foil 2 embedded inside the sealing portion 1b thereof, an electrode 3 having an electrode shaft portion 3b connected at its base end to the sealed metal foil, a sub coil 4 mounted in the sealing portion around the electrode shaft portion, and having a first region R1 including a first coil portion 4a having one end located on the side of a discharge space and the other end continuously extending toward the vicinity of a connection portion between the sealed metal foil and the electrode shaft portion, and a second region R2 including a severed portion Cs located adjacent to the other end of the first coil portion and a second coil portion 4b having one end opposed to the other end of the first coil portion via the severed portion and the other end located adjacent to the connection portion to the electrode shaft portion, and a discharge medium filled therein to produce a pressure of 1 MPa or greater during light-on. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、封止部に封着金属箔を用いた高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置に関する。   The present invention relates to a high-pressure discharge lamp using a sealing metal foil for a sealing portion and a lighting device including the same.

高圧放電ランプに石英ガラス製の透光性気密容器を用いる場合、透光性気密容器の放電空間の包囲部に隣接する封止部内にモリブデンを主成分とする厚さ20μm程度の封着金属箔を気密に埋設して、気密を維持しながら内部に通電を行うのが一般的である。そして、封着金属箔の一端側に電極軸部の基端部を、他端側に電流導入導体の先端部を、それぞれ溶接して、封止部を経由して電極に電流を供給するように構成される。   When a translucent hermetic vessel made of quartz glass is used for the high-pressure discharge lamp, a sealed metal foil having a thickness of about 20 μm mainly composed of molybdenum in a sealing portion adjacent to the surrounding portion of the discharge space of the translucent airtight vessel. It is common to energize the inside while embedding airtightly and maintaining airtightness. Then, the base end portion of the electrode shaft portion is welded to one end side of the sealing metal foil, and the tip end portion of the current introduction conductor is welded to the other end side, so that current is supplied to the electrode via the sealing portion. Configured.

点灯時の放電空間内の圧力が1MPa以上、石英ガラス製の透光性気密容器の温度が500℃以上となる超高圧形の高圧放電ランプにおいては、十分な耐圧性および耐熱性が高圧放電ランプの各部に求められる。特に透光性気密容器の封止部内において、電極軸部とその周囲を覆う石英ガラスとの熱膨張係数の差が比較的大きいため、これらが直接接触する場合、大きな熱応力がそれらの間に生じ、封止部の石英ガラス内にクラックが発生して、点灯時における透光性気密容器破損の原因の一つとなることがよく知られている。とりわけ、電極は、その軸部の温度が電極主部に近付くほど高くなるため、放電空間に近い部分ほど上記の熱応力の影響を受けて封止部にクラックが発生しやすく、これに伴って透光性気密容器が破損するなどの問題が発生することも経験的に知られている。   In an ultra-high pressure type high pressure discharge lamp in which the pressure in the discharge space during lighting is 1 MPa or more and the temperature of the light-transmitting airtight container made of quartz glass is 500 ° C. or more, the high pressure discharge lamp has sufficient pressure resistance and heat resistance. Is required for each part. Especially in the sealed part of the translucent airtight container, the difference in thermal expansion coefficient between the electrode shaft part and the quartz glass covering the periphery is relatively large. It is well known that this occurs and a crack occurs in the quartz glass of the sealing part, which is one of the causes of breakage of the light-transmitting hermetic container at the time of lighting. In particular, since the temperature of the shaft portion of the electrode becomes higher as it approaches the electrode main portion, the portion closer to the discharge space is more susceptible to cracking in the sealing portion due to the influence of the thermal stress. It is also empirically known that problems such as breakage of the translucent airtight container occur.

電極軸部と封止部の熱膨張係数の相違に伴う熱応力に起因する封止部のクラックが発生して、これがリーク発生の要因になるのを抑制する手段として自動車用ヘッドランプの光源として使用されるメタルハライドランプおよびその製造方法が提案されている(特許文献1参照。)。特許文献1では、石英ガラス製の透光性気密容器の封止部内に埋設される電極の棒状部分に装着するサブコイルの内径を電極の棒状部分の外径よりも適宜に大きくし、かつ封止を行うときにコイルターン間から溶融した石英ガラスが入り込むことのないピッチとして形成する。そして、サブコイルの一端を電極の棒状部分が溶接されている封着金属箔に溶接してから、サブコイルの長さの略半分の位置を保持して電極棒の放電端側に引っ張ることでサブコイルにおけるモリブデン箔側の部分のピッチを伸長させるとともに密着させる。   As a light source for automobile headlamps as a means to suppress the occurrence of cracks in the sealing part due to thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the electrode shaft part and the sealing part. A metal halide lamp to be used and a manufacturing method thereof have been proposed (see Patent Document 1). In Patent Document 1, the inner diameter of the subcoil attached to the rod-shaped portion of the electrode embedded in the sealing portion of the light-transmitting airtight container made of quartz glass is appropriately larger than the outer diameter of the rod-shaped portion of the electrode, and the sealing is performed. Is formed as a pitch that does not allow molten quartz glass to enter from between coil turns. Then, after welding one end of the subcoil to the sealing metal foil to which the rod-shaped portion of the electrode is welded, the position of the subcoil is held at about half the length of the subcoil and pulled to the discharge end side of the electrode rod. The pitch of the molybdenum foil side is extended and adhered.

特許文献1によれば、サブコイルにおけるモリブデン箔側の部分のピッチが伸長される結果、当該伸張部分においては石英ガラス製の透光性気密容器と電極の棒状部分が接触して、メタルハライドおよび水銀の侵入が阻止されるので、石英ガラス製の透光性気密容器と封着金属箔との剥離が防止される旨記載されている。   According to Patent Document 1, the pitch of the molybdenum foil side portion of the subcoil is extended. As a result, the translucent airtight container made of quartz glass and the rod-like portion of the electrode are in contact with each other, and the metal halide and mercury Since penetration is prevented, it is described that peeling between the translucent airtight container made of quartz glass and the sealing metal foil is prevented.

特開平10−269941号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-269941

ところが、点灯時の放電空間内の圧力および透光性気密容器の温度が頗る高くなるような場合や点灯時間に伴って放電媒体と石英ガラスおよび金属との化学反応が発生して強度変化が大きくなりやすい場合など条件がとりわけ厳しい高圧放電ランプの場合には、その各部に高い耐圧性と耐熱性を有していることが要求される。特に封止部においては、電極軸部とその周囲を包囲する石英ガラスとは、それらの熱膨張係数差が無視し得ない程度に大きく、特許文献1などの従来技術だけで封止部の強度を上述した高圧放電ランプが要求する程度まで十分に高めることが困難であることが分かった。   However, when the pressure in the discharge space at the time of lighting and the temperature of the light-transmitting hermetic container become high or when the lighting medium is turned on, a chemical reaction occurs between the discharge medium, quartz glass, and metal, resulting in a large intensity change. In the case of a high-pressure discharge lamp with particularly severe conditions such as when it tends to occur, each part is required to have high pressure resistance and heat resistance. In particular, in the sealing portion, the difference between the thermal expansion coefficients of the electrode shaft portion and the quartz glass surrounding the electrode shaft portion is so large that it cannot be ignored. It has been found that it is difficult to sufficiently increase the pressure to the extent required by the high-pressure discharge lamp described above.

封止部の強度を十分に高めるためには、耐圧性と耐熱性を向上させる必要がある。耐圧性は、透光性気密容器内の圧力を高くしたときに、当該透光性気密容器、特にその封止部がどの程度の圧力まで耐えるかを示す指標であり、例えば静水耐圧試験により知ることができる。点灯時の透光性気密容器内の高い圧力に封止部が耐えるためには、封止部の耐圧性が高いとともに封止部が点灯時の高温と消灯時の温度低下との繰り返しに耐える必要がある。この封止部が点灯時および消灯時の温度変化の繰り返しに耐える指標が耐熱性である。   In order to sufficiently increase the strength of the sealing portion, it is necessary to improve pressure resistance and heat resistance. The pressure resistance is an index indicating how much pressure the translucent airtight container, particularly its sealing part, can withstand when the pressure in the translucent airtight container is increased. be able to. In order for the sealing part to withstand the high pressure in the light-transmitting airtight container when it is turned on, the sealing part has high pressure resistance and the sealing part can withstand repeated high temperatures during lighting and low temperatures during light extinction. There is a need. An index that can withstand repeated temperature changes when the sealing portion is turned on and off is heat resistance.

封止部の耐熱性が不足すると、封止部の電極軸部に接する石英ガラス部分にクラックが発生する。また、高圧放電ランプの点灯時に上記クラックに透光性気密容器の内圧に起因する応力が作用して透光性気密容器が破損に至る。さらに、上記クラックは、高圧放電ランプの使用時における点灯および消灯の繰り返しにより封止部の温度が大きく変化する場合に発生し、またそれが成長することが多い。   When the heat resistance of the sealing part is insufficient, a crack occurs in the quartz glass part in contact with the electrode shaft part of the sealing part. Further, when the high-pressure discharge lamp is turned on, a stress caused by the internal pressure of the light-transmitting airtight container acts on the crack, and the light-transmitting airtight container is damaged. Furthermore, the crack is often generated when the temperature of the sealing portion changes greatly due to repeated lighting and extinction when the high-pressure discharge lamp is used, and it often grows.

また、封止部の強度は、点灯時間の増大に伴って初期状態より低下していくため、封止部内にクラックが存在すると、そこに応力集中が発生して初期の封止部強度を低下させるので、クラックが封止部内に存在しないのが理想的である。   In addition, since the strength of the sealing part decreases from the initial state as the lighting time increases, if there are cracks in the sealing part, stress concentration occurs and the initial sealing part strength decreases. Therefore, it is ideal that no crack exists in the sealing portion.

本発明は、石英ガラス製の透光性気密容器における封止部の強度を条件が厳しい高圧放電ランプであっても好適な程度に向上させた高圧放電ランプおよびこれを備えた照明装置を提供することを目的とする。   The present invention provides a high-pressure discharge lamp in which the strength of a sealing portion in a light-transmitting hermetic container made of quartz glass is improved to a suitable level even in a high-pressure discharge lamp having severe conditions, and an illumination device including the same. For the purpose.

本発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間が形成された包囲部および包囲部の端部に連接された封止部を備えた石英ガラス製の透光性気密容器と;透光性気密容器の封止部の内部に気密に埋設された封着金属箔と;基端が封着金属箔に接続した電極軸部および電極軸部の先端に配設されて放電空間に臨む電極主部を備えた電極と;透光性気密容器の封止部内において電極軸部の周囲に装着されるとともに、一端が放電空間側に位置し他端が封着金属箔と電極軸部との接続部近傍に向かって連続して延在する第1コイル部からなる第1の領域と第1コイル部の他端に隣接する寸断部および一端が寸断部を介して第1コイル部の他端に対向し、かつ他端が電極軸部との接続部に隣接する第2コイル部からなる第2の領域とを備えているサブコイルと;先端が封着金属箔に接続し、基端が封止部から外部に露出した電流導入導体と;点灯時に1MPa以上の圧力を呈するように透光性気密容器の内部に封入された放電媒体と;を具備していることを特徴としている。   A high-pressure discharge lamp according to the present invention includes a light-transmitting hermetic container made of quartz glass provided with an enclosing part in which a discharge space is formed and a sealing part connected to an end of the encircling part; A sealing metal foil embedded hermetically in the sealing portion of the electrode; an electrode shaft portion whose base end is connected to the sealing metal foil, and an electrode main portion disposed at the tip of the electrode shaft portion and facing the discharge space An electrode provided; and mounted around the electrode shaft in the sealing portion of the light-transmitting hermetic container, with one end positioned on the discharge space side and the other end in the vicinity of the connection between the sealed metal foil and the electrode shaft A first region consisting of a first coil portion extending continuously toward the end, and a cut portion and one end adjacent to the other end of the first coil portion face the other end of the first coil portion via the cut portion. And a second region comprising a second coil portion having the other end adjacent to the connection portion with the electrode shaft portion. A current introduction conductor having a distal end connected to the sealing metal foil and a proximal end exposed to the outside from the sealing portion; a discharge sealed inside the translucent airtight container so as to exhibit a pressure of 1 MPa or more at the time of lighting. And a medium.

本発明においては、サブコイルが透光性気密容器の封止部内において電極軸部の周囲に装着されるとともに、一端が放電空間側に位置し他端が封着金属箔と電極軸部との接続部近傍に向かって連続して延在する第1コイル部からなる第1の領域と第1コイル部の他端に隣接する寸断部および一端が寸断部を介して第1コイル部の他端に対向し、かつ他端が電極軸部との接続部に隣接する第2コイル部からなる第2の領域とを備えていることにより、寸断部において石英ガラスが電極軸部の全周にわたって密着するため、放電媒体が封着金属箔側へ侵入するのを確実に阻止でき、その結果封着金属箔に剥離が発生しにくくなる。また、第2コイル部が装着されているため、当該部分において石英ガラスが電極軸部に密着しにくくなって封着金属箔に近接した領域の電極軸部と石英ガラスとの間に作用する熱応力が低減される。さらに、封止部内の電極軸部の放電空間側に位置するサブコイルの第1の領域における第1コイル部が石英ガラスと電極軸部との間に介在することによって石英ガラスが直接電極軸部に接触しなくなり、その結果クラック発生が抑制される。   In the present invention, the subcoil is mounted around the electrode shaft portion in the sealing portion of the translucent airtight container, and one end is positioned on the discharge space side and the other end is connected to the sealing metal foil and the electrode shaft portion. A first region consisting of a first coil portion extending continuously toward the vicinity of the portion, a severing portion adjacent to the other end of the first coil portion and one end to the other end of the first coil portion via the severing portion The quartz glass is in close contact with the entire circumference of the electrode shaft portion at the cut portion by providing the second region of the second coil portion that is opposed and has the other end adjacent to the connection portion with the electrode shaft portion. Therefore, it is possible to reliably prevent the discharge medium from entering the sealing metal foil, and as a result, the sealing metal foil is less likely to be peeled off. In addition, since the second coil portion is mounted, the quartz glass hardly adheres to the electrode shaft portion in the portion, and the heat acting between the electrode shaft portion and the quartz glass in the region close to the sealing metal foil. Stress is reduced. Further, the first coil portion in the first region of the subcoil located on the discharge space side of the electrode shaft portion in the sealing portion is interposed between the quartz glass and the electrode shaft portion, so that the quartz glass is directly attached to the electrode shaft portion. As a result, the occurrence of cracks is suppressed.

以上の結果、電極軸部と封着金属箔との接続部近傍におけるクラック発生が抑制され、高圧放電ランプの点灯および消灯によって熱負荷が繰り返し作用したときでも高い耐熱性と耐圧性を示して封止部の強度が向上するため、内圧および温度が頗る高くなるような場合および/または点灯時間に伴って放電媒体と石英ガラスおよび金属との化学反応が発生して強度変化が大きくなりやすい場合など条件がとりわけ厳しくても良好な高圧放電ランプが得られる。   As a result, the generation of cracks in the vicinity of the connection between the electrode shaft and the sealing metal foil is suppressed, and even when a thermal load is repeatedly applied by turning on and off the high-pressure discharge lamp, it shows high heat resistance and pressure resistance. The strength of the stop is improved, so that the internal pressure and temperature increase and / or the chemical reaction between the discharge medium, quartz glass, and metal tends to increase with the lighting time, etc. A good high pressure discharge lamp can be obtained even under particularly severe conditions.

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の高圧放電ランプを実施するための一形態を示す正面図および要部拡大正面図である。なお、要部拡大正面図は、正面図の枠で囲んだ部分のうち封止部の部分を拡大して示している。   FIG. 1 is a front view and an enlarged front view of a main part showing an embodiment for implementing a high-pressure discharge lamp of the present invention. In addition, the principal part enlarged front view has expanded and shown the part of the sealing part among the parts enclosed with the frame of the front view.

本発明の高圧放電ランプは、プロジェクション用、自動車前照灯用および一般照明用など多様な用途に適応し得るものであり、透光性気密容器1、封着金属箔2、電極3、サブコイル4、電流導入導体5および放電媒体を具備して構成されている。図示の形態の高圧放電ランプはプロジェクション用であり、上記構成に加えて口金6および外部リード線7を備えている。   The high-pressure discharge lamp of the present invention can be applied to various uses such as projection, automobile headlamps, and general lighting. The translucent airtight container 1, the sealing metal foil 2, the electrode 3, and the subcoil 4. The current introduction conductor 5 and the discharge medium are provided. The high-pressure discharge lamp of the form shown in the figure is for projection, and is provided with a base 6 and an external lead wire 7 in addition to the above configuration.

透光性気密容器1は、石英ガラス製であり、包囲部1aおよび封止部1bを備えている。包囲部1aは、バルブ状に膨出していて、内部に放電空間1cが形成されている。また、包囲部1aは、内部の放電空間の形状が回転楕円状、紡錘状、球状または円筒状など所望の形状にすることができる。封止部1bは、包囲部1aの端部に連接されていて、透光性気密容器1を封止している。封止は、シュリンクシール、ピンチシールまたはそれらの併用などを適宜採用して行うことができる。また、封止部1bは、本発明においてその数が特段限定されないが、本形態の場合、一対が包囲部1aの管軸方向の両端部に連続して形成されて管軸方向に延在している。   The translucent airtight container 1 is made of quartz glass and includes a surrounding portion 1a and a sealing portion 1b. The surrounding part 1a bulges in a bulb shape, and a discharge space 1c is formed inside. In addition, the surrounding portion 1a can have a desired shape such as a spheroid, spindle, sphere, or cylinder in the shape of the internal discharge space. The sealing part 1b is connected to the end part of the surrounding part 1a, and seals the translucent airtight container 1. Sealing can be performed by appropriately adopting a shrink seal, a pinch seal, or a combination thereof. Further, the number of the sealing portions 1b is not particularly limited in the present invention, but in the case of this embodiment, a pair is formed continuously at both ends in the tube axis direction of the surrounding portion 1a and extends in the tube axis direction. ing.

封着金属箔2は、例えばモリブデンなどの耐熱性で、かつ導電性の金属からなる厚さ20〜30μm程度の箔であり、少なくともその長手方向の中間部が封止部2の内部に気密に埋設されていて、気密を維持しながら外部からの通電を可能にする。   The sealing metal foil 2 is a heat-resistant and conductive foil made of, for example, molybdenum and having a thickness of about 20 to 30 μm, and at least an intermediate portion in the longitudinal direction thereof is airtight inside the sealing portion 2. It is buried and enables external energization while maintaining airtightness.

電極3は、電極主部3aおよび電極軸部3bを備えている。電極主部3aは、タングステンなどの耐熱性金属を主体として構成され、放電空間1cに臨んで放電を生起させる。そして、所望により先端に尖端部を形成したり、側面に放熱を促進する溝形成やコイル巻装などを施したりすることができる。電極軸部3bは、タングステンなどの耐熱性金属からなり、その先端部で電極主部3aを支持し、基端部が封着金属箔2の放電空間側の端部に溶接などにより接続する。また、電極軸部3bは、電極主部3aと一体成形されていてもよいし、別体に形成して一体化してもよい。   The electrode 3 includes an electrode main portion 3a and an electrode shaft portion 3b. The electrode main part 3a is mainly composed of a heat-resistant metal such as tungsten, and causes discharge to occur in the discharge space 1c. Then, if desired, a pointed portion can be formed at the tip, or groove formation or coil winding for promoting heat dissipation can be performed on the side surface. The electrode shaft portion 3b is made of a heat-resistant metal such as tungsten, supports the electrode main portion 3a at its tip portion, and has a base end portion connected to the end portion on the discharge space side of the sealing metal foil 2 by welding or the like. The electrode shaft portion 3b may be integrally formed with the electrode main portion 3a, or may be formed separately and integrated.

サブコイル4は、電極軸部の直径に比較して頗る直径の小さいタングステンなどからなる耐火性金属線であり、透光性気密容器1の封止部1b内において電極軸部3bの周囲に装着されるとともに、第1の領域R1および第2の領域R2とを備えている。第1の領域R1は、一端が放電空間1c側に位置し、他端が封着金属箔2と電極軸部3bとの接続部に向かって一端から連続して封着金属箔2に比較的近い位置まで延在する第1コイル部4aからなる。   The subcoil 4 is a refractory metal wire made of tungsten or the like having a smaller diameter than the diameter of the electrode shaft portion, and is mounted around the electrode shaft portion 3b in the sealing portion 1b of the translucent airtight container 1. And a first region R1 and a second region R2. One end of the first region R1 is located on the discharge space 1c side, and the other end is relatively continuous with the sealing metal foil 2 from one end toward the connecting portion between the sealing metal foil 2 and the electrode shaft portion 3b. It consists of the 1st coil part 4a extended to a near position.

第2の領域R2は、第1の領域R1と封着金属箔2との間に位置していて、寸断部Csおよび第2コイル部4bからなる。寸断部Csは、第1コイル部4aの他端に隣接して形成され、電極軸部3bの長さ方向の距離が極短く設定される。第2コイル部4bは、一端が寸断部Csを介して第1コイル部4aの他端に対向し、他端が電極軸部3bと封着金属箔2の接続部に隣接する。   2nd area | region R2 is located between 1st area | region R1 and the sealing metal foil 2, and consists of the cutting part Cs and the 2nd coil part 4b. The cut portion Cs is formed adjacent to the other end of the first coil portion 4a, and the distance in the length direction of the electrode shaft portion 3b is set to be extremely short. One end of the second coil portion 4b faces the other end of the first coil portion 4a via the cut portion Cs, and the other end is adjacent to the connection portion between the electrode shaft portion 3b and the sealing metal foil 2.

したがって、サブコイル4は、電極軸部3bと封着金属箔2の接続部に比較的近い位置で寸断され、その寸断部Csを介して第1コイル部4aと第2コイル部4bとに分離している。   Therefore, the subcoil 4 is cut off at a position relatively close to the connection portion between the electrode shaft portion 3b and the sealing metal foil 2, and is separated into the first coil portion 4a and the second coil portion 4b via the cut portion Cs. ing.

第1の領域R1における第1コイル部4aは、石英ガラスが直接電極軸部3bに接触するのを回避することができる程度にピッチが比較的小さく設定されている部分を少なくとも主体としている。また、第1コイル部4aの長さは、封止部1bの放電空間1c側の端部から電極軸部3bと封着金属箔2の接続部近傍の手前までの間に配設されるように設定される。そうすれば、石英ガラスが直接電極軸部3bに接触するのを第1コイル部4aが阻止する。なお、所望により第1コイル部4aの封着金属箔2側における一部領域のピッチを大きくすることが許容される。   The first coil portion 4a in the first region R1 mainly includes at least a portion where the pitch is set to be relatively small so that the quartz glass can be prevented from directly contacting the electrode shaft portion 3b. Further, the length of the first coil portion 4 a is arranged between the end portion of the sealing portion 1 b on the discharge space 1 c side to the front side in the vicinity of the connection portion between the electrode shaft portion 3 b and the sealing metal foil 2. Set to If it does so, the 1st coil part 4a will prevent that quartz glass contacts the electrode shaft part 3b directly. If desired, it is allowed to increase the pitch of a partial region on the side of the sealing metal foil 2 of the first coil portion 4a.

第2の領域R2の寸断部Csは、第1コイル部4aの他端に隣接し、第1コイル部4aと第2コイル部4bとの間を分断した状態でその間に小さな間隙を提供する。なお、封止時すなわち封止部1bを形成する加熱工程において、寸断部Csの部位で石英ガラスが電極軸部3bにその全周にわたって密着する。しかし、寸断部Csの軸方向の長さが大きすぎると、電極軸部3bと石英ガラスの熱膨張係数の相違によって高圧放電ランプの点灯および消灯時に生じる熱応力のために、封止部1bにクラックが発生しやすくなるので、好ましくいない。   The cut portion Cs of the second region R2 is adjacent to the other end of the first coil portion 4a, and provides a small gap between the first coil portion 4a and the second coil portion 4b. At the time of sealing, that is, in the heating step for forming the sealing portion 1b, the quartz glass is in close contact with the electrode shaft portion 3b at the part of the severing portion Cs. However, if the length in the axial direction of the cut-off portion Cs is too large, the sealing portion 1b is caused by thermal stress generated when the high-pressure discharge lamp is turned on and off due to the difference in thermal expansion coefficient between the electrode shaft portion 3b and quartz glass. This is not preferable because cracks are likely to occur.

また、寸断部Csは、封止に先立って予め全体として一体化されているサブコイル4を第1コイル部4aと第2コイル部4bとに分断しておくことによって形成することができる。あるいは、一体に形成されたサブコイル4が封止工程の遂行中の加熱処理において、高温の石英ガラスがサブコイル4に接触することにより、変形が進み、遂には寸断に至ることによって形成されたものであってもよい。または、封止に先立って第2コイル部4bの一部の部位を予め切除しておいてから封止した結果として、切除した部位とその他の部位との間に寸断部Csが形成したものであってもよい。   Further, the dimension cut portion Cs can be formed by dividing the sub-coil 4 integrated as a whole in advance into a first coil portion 4a and a second coil portion 4b prior to sealing. Alternatively, the integrally formed subcoil 4 is formed by heat treatment while the sealing process is being performed, when the high-temperature quartz glass comes into contact with the subcoil 4, so that the deformation progresses and finally the cutting is performed. There may be. Alternatively, as a result of sealing a part of the second coil portion 4b in advance prior to sealing and then sealing, a severing portion Cs is formed between the removed part and the other part. There may be.

第2の領域R2における第2コイル部4aは、寸断部Csにおける石英ガラスの電極軸部3bに対する密着部の面積を必要最小限の程度になるように抑制するとともに、第2コイル部4aの部分では石英ガラスと電極軸部3bとの間に第2コイル部4aが介在して緩和作用を行うことにより、点灯および消灯を繰り返したときにも封着金属箔2と電極軸部3bとの接続部近傍にクラックが発生しないように作用する。その結果、封止部1bの耐熱性が向上する。   The second coil portion 4a in the second region R2 suppresses the area of the close contact portion with respect to the electrode shaft portion 3b of quartz glass in the severing portion Cs so as to become a necessary minimum level, and a portion of the second coil portion 4a. In this case, the second coil portion 4a is interposed between the quartz glass and the electrode shaft portion 3b to perform a relaxing action, so that the sealing metal foil 2 and the electrode shaft portion 3b can be connected even when lighting and turning off are repeated. It acts so that a crack does not occur in the vicinity of the part. As a result, the heat resistance of the sealing portion 1b is improved.

また、封止工程中の加熱処理において、第2コイル部4aが比較的強く加熱される結果、そのコイルターンが変形してピッチや形状が乱れていたり、一部が欠損されたりしても、上述の機能に本質的な支障を来たすことはない。このことは、所望により封止工程に先立って予めターンの一部を切除することも許容されることを意味する。   Further, in the heat treatment during the sealing step, as a result of the second coil portion 4a being heated relatively strongly, even if the coil turn is deformed and the pitch or shape is disturbed, or part of the coil is lost, There is no substantial hindrance to the above functions. This means that part of the turn can be excised in advance prior to the sealing step if desired.

さらに、第2コイル部4bの封着金属箔2側のコイル終端部eを封着金属箔2に溶接するなどによって固着した構造の電極マウントを形成してから封止するのが好ましい。なお、封着金属箔2への固着に代えて電極軸部3bの基端部に固着してもよい。これにより、封止部1bの加熱処理工程において、封着金属箔2と電極軸部3bとの接続部近傍を十分に加熱した際に、サブコイル4の上記接続部近傍においてサブコイル4が寸断して寸断部Csを形成しやすくなる。このため、電極軸部3bにサブコイル4を装着したときには、単一コイルの態様をなしていても、封止工程においてサブコイル4が寸断されて第1コイル部4aと第2コイル部4bとに寸段するのが容易になる。また、寸断された際に、第2のコイル部4bが上記固着部側に引っ張られて、コイルターンやピッチが乱れて変形し、適当な長さの寸段部Csが形成されやすくなる。   Furthermore, it is preferable to seal after forming an electrode mount having a structure in which the coil terminal portion e on the side of the sealing metal foil 2 of the second coil portion 4 b is fixed to the sealing metal foil 2. Instead of fixing to the sealing metal foil 2, it may be fixed to the base end portion of the electrode shaft portion 3b. Thereby, in the heat treatment process of the sealing part 1b, when the vicinity of the connection part between the sealing metal foil 2 and the electrode shaft part 3b is sufficiently heated, the sub coil 4 is cut in the vicinity of the connection part of the sub coil 4. It becomes easy to form the cut part Cs. For this reason, when the subcoil 4 is mounted on the electrode shaft portion 3b, the subcoil 4 is cut off in the sealing step even if it is in the form of a single coil, and the first coil portion 4a and the second coil portion 4b are dimensioned. Easy to step. Further, when the size is cut, the second coil portion 4b is pulled toward the fixing portion, and the coil turn and pitch are disturbed and deformed, so that a stepped portion Cs having an appropriate length is easily formed.

しかしながら、上述のように予め電極軸部3bにサブコイル4を寸断部Csにより分離して、第1コイル部4aと第2コイル部4bとを形成してから封止部1bを形成しても、加熱条件が同じである限り、加熱時に寸断が生じる態様におけるのと同様な封止性能を得ることができる。   However, even if the sealing portion 1b is formed after the first coil portion 4a and the second coil portion 4b are formed after the subcoil 4 is separated from the electrode shaft portion 3b in advance by the cut portion Cs as described above, As long as the heating conditions are the same, it is possible to obtain the same sealing performance as in the embodiment in which severing occurs during heating.

電流導入導体5は、モリブデンなどの導電性金属からなり、その先端部が封着金属箔2の外部側の端部に溶接などにより接続し、基端部が透光性気密容器1の外部へ露出する。   The current introduction conductor 5 is made of a conductive metal such as molybdenum, and its distal end is connected to the outer end of the sealing metal foil 2 by welding or the like, and the proximal end is connected to the outside of the translucent airtight container 1. Exposed.

放電媒体は、透光性気密容器1の内部に封入されている。放電により所望の放射を得るために、既知の各種放電媒体を封入することができる。例えば、メタルハライドランプの場合には、発光金属のハロゲン化物、希ガスおよびランプ電圧形成物質を封入する。なお、ランプ電圧形成物質は、主として高圧放電ランプのランプ電圧を形成する媒体であり、水銀または蒸気圧が比較的高くて可視域における発光が少ない亜鉛などの金属のハロゲン化物を封入することができる。超高圧水銀ランプの場合には水銀および希ガスを封入する。希ガス放電ランプの場合にはキセノンなどの希ガスを封入する。   The discharge medium is enclosed in the translucent airtight container 1. Various known discharge media can be encapsulated to obtain the desired radiation by discharge. For example, in the case of a metal halide lamp, a light emitting metal halide, a rare gas, and a lamp voltage forming substance are enclosed. The lamp voltage forming substance is a medium that mainly forms the lamp voltage of a high-pressure discharge lamp, and can encapsulate mercury or a metal halide such as zinc having a relatively high vapor pressure and low light emission in the visible range. . In the case of an ultra high pressure mercury lamp, mercury and a rare gas are enclosed. In the case of a rare gas discharge lamp, a rare gas such as xenon is enclosed.

本発明は、封止部の強度が向上するので、希ガスの封入圧が水銀入りの放電媒体の態様より高いために、点灯時における封止部の温度および内圧が高くなる水銀フリーの態様において好適である。   In the present invention, since the strength of the sealing portion is improved, the sealing pressure of the rare gas is higher than that of the discharge medium containing mercury, so that the temperature and internal pressure of the sealing portion at the time of lighting are high. Is preferred.

図示の形態において、放電媒体は、主として発光に寄与する金属のハロゲン化物、主としてランプ電圧形成に寄与する亜鉛などの金属ハロゲン化物および希ガスからなる水銀フリーの構成である。また、発光に寄与する金属のハロゲン化物としてスカンジウムハロゲン化物(ScX)を用いている。なお、ハロゲン(X)としてはヨウ素および臭素のいずれか一方または両方を用いるのが好適である。ランプ電圧形成に寄与する金属ハロゲン化物としてヨウ化亜鉛ZnIを用いている。希ガスとしてはキセノンを1.0MPa封入している。 In the illustrated embodiment, the discharge medium has a mercury-free configuration mainly composed of a metal halide that contributes to light emission, a metal halide such as zinc that mainly contributes to lamp voltage formation, and a rare gas. Further, scandium halide (ScX 3 ) is used as a metal halide contributing to light emission. As halogen (X), it is preferable to use one or both of iodine and bromine. Zinc iodide ZnI 2 is used as a metal halide that contributes to lamp voltage formation. As the rare gas, xenon is sealed at 1.0 MPa.

口金6は、所望により配設され、高圧放電ランプに給電するとともに所望により高圧放電ランプを支持するのに機能する。本形態においては、プロジェクション用の高圧放電ランプなので、反射鏡と組み合わせて使用されるので、反射鏡を支持することで高圧放電ランプを支持する。このため、本形態における口金6は、透光性気密容器1の一対の封止部1b、1bの一方にのみ装着されている。したがって、口金6は、上記一方の封止部1bから導出された図示されていない電流導入導体に接続するボルト状の口金端子tを有している。   The base 6 is disposed as desired, and functions to supply power to the high pressure discharge lamp and to support the high pressure discharge lamp as desired. In this embodiment, since it is a high-pressure discharge lamp for projection, it is used in combination with a reflecting mirror. Therefore, the high-pressure discharge lamp is supported by supporting the reflecting mirror. For this reason, the nozzle | cap | die 6 in this form is mounted | worn with only one of a pair of sealing parts 1b and 1b of the translucent airtight container 1. FIG. Accordingly, the base 6 has a bolt-shaped base terminal t connected to a current introduction conductor (not shown) led out from the one sealing portion 1b.

外部リード線7は、所望により配設され、透光性気密容器1の口金を装着しない封止部1bの電流導入導体5に接続している。そうして、口金6の口金端子と外部リード線7との間に図示しない点灯回路が接続されて高圧放電ランプが点灯する。   The external lead wire 7 is disposed as desired, and is connected to the current introduction conductor 5 of the sealing portion 1b where the cap of the light-transmitting airtight container 1 is not attached. Then, a lighting circuit (not shown) is connected between the base terminal of the base 6 and the external lead wire 7, and the high pressure discharge lamp is lit.

なお、図示されていないが、所望により透光性気密容器1を内部に収納する外管を配設することができる。   In addition, although not shown in figure, the outer tube which accommodates the translucent airtight container 1 inside can be arrange | positioned if desired.

次に、封止部におけるサブコイルの構成と耐圧性能の関係についての実験結果について説明する。
(1)全体をピッチ250%で形成したサブコイルを装着した構成(比較例1)。
(2)封着金属箔と電極軸部の接続部近傍をピッチ400%、残余の部分を250%で形成したサブコイルを装着した構成(比較例2)。
(3)比較例2の構成に加えて封着金属箔と電極軸部の接続部近傍に位置する寸断部を介して第1コイル部および第2コイル部を分離形成した構成(本発明)。
Next, experimental results regarding the relationship between the configuration of the subcoil in the sealing portion and the pressure resistance performance will be described.
(1) A configuration in which a subcoil formed entirely at a pitch of 250% is mounted (Comparative Example 1).
(2) A configuration in which a sub-coil having a pitch of 400% in the vicinity of the connection portion between the sealing metal foil and the electrode shaft portion and a remaining portion of 250% is mounted (Comparative Example 2).
(3) A configuration in which the first coil portion and the second coil portion are separately formed via a cut portion located in the vicinity of the connection portion between the sealing metal foil and the electrode shaft portion in addition to the configuration of Comparative Example 2 (the present invention).

上記(1)ないし(3)の各構成について封止部以外の仕様が同一のそれぞれ10灯の水銀フリー形の高圧放電ランプを試作して耐圧性能を比較した結果、破壊圧力は(1)の構成が10〜12MPa、(2)の構成が11.5〜13MPa、(3)の構成が12.5〜18.5MPaであった。したがって、(1)<(2)<(3)の構成の順で耐圧性が高くなることが明らかになった。すなわち、本発明によれば、比較例1および2より耐圧性能が高くなる。   As a result of trial manufacture of 10 mercury-free high-pressure discharge lamps having the same specifications other than the sealing portion for each of the configurations (1) to (3) and comparing the pressure resistance performance, the breakdown pressure is The configuration was 10 to 12 MPa, the configuration (2) was 11.5 to 13 MPa, and the configuration (3) was 12.5 to 18.5 MPa. Accordingly, it has been clarified that the pressure resistance increases in the order of the configuration of (1) <(2) <(3). That is, according to the present invention, the pressure resistance performance is higher than those of Comparative Examples 1 and 2.

次に、本発明におけるサブコイル4の第1の領域R1および第2の領域R2の長さと耐圧性の関係について図2を参照して説明する。図2は、前記(3)に示す本発明の構成において、サブコイル4中の第2の領域R2の長さをAとし、全長(R1+R2)をBに固定して、BにおけるAの値を変化させて破壊圧力を調査した結果を示している。図において、横軸はA/B(%)を、縦軸は破壊圧力(MPa)を、それぞれ示す。なお、図中のA/B(%)=0は、前記比較例2の場合である。また、上記A、Bについては図1にも示している。   Next, the relationship between the length and the pressure resistance of the first region R1 and the second region R2 of the subcoil 4 in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows that the length of the second region R2 in the subcoil 4 is A and the total length (R1 + R2) is fixed to B, and the value of A in B is changed in the configuration of the present invention shown in (3). This shows the result of investigating the burst pressure. In the figure, the horizontal axis represents A / B (%), and the vertical axis represents the breaking pressure (MPa). Note that A / B (%) = 0 in the figure is the case of Comparative Example 2. The above A and B are also shown in FIG.

図2に示す調査結果によれば、本発明においては、2<A/B<42(%)の範囲内で従来技術より耐圧性が明らかに優れるので好適であり、とりわけ13<A/B<37(%)の範囲内で特に高い耐圧性が得られることが理解できる。   According to the investigation results shown in FIG. 2, the present invention is preferable because the pressure resistance is clearly superior to the prior art within the range of 2 <A / B <42 (%), and in particular, 13 <A / B <. It can be understood that particularly high pressure resistance is obtained within the range of 37 (%).

次に、本発明における第2コイル部の形態の例について図3(a)ないし(c)に示す電極マウントの要部写真を参照して説明する。すなわち、図3(a)は本発明における第2コイル部の第1の例、同じく(b)は第2の例、(c)は比較例である。なお、写真は、電極マウントを側面から撮影したもので、右側下部に封着金属箔の肉厚方向の側面に電極軸部が接続している状態が見える。   Next, an example of the configuration of the second coil portion in the present invention will be described with reference to the main part photograph of the electrode mount shown in FIGS. 3A is a first example of the second coil portion according to the present invention, FIG. 3B is a second example, and FIG. 3C is a comparative example. The photograph is taken from the side of the electrode mount, and it can be seen that the electrode shaft is connected to the side of the sealing metal foil in the thickness direction at the lower right side.

(a)に示す第1の形態では、封止工程における加熱により電極軸部に装着されたサブコイルの封着金属箔の近傍において切断されて矢印Csの下方に現れている寸断部、矢印4aの下方に現れている第1コイル部および矢印4bの下方に現れている第2コイル部がそれぞれ見える。なお、サブコイルが切断されたことにより、寸断部Csに近接する第1コイル部および第2コイル部のピッチが変形して小さくなっている。   In the first form shown in (a), a severed portion that is cut in the vicinity of the sealing metal foil of the subcoil attached to the electrode shaft portion by heating in the sealing step and appears below arrow Cs, The first coil part appearing below and the second coil part appearing below arrow 4b can be seen. In addition, the pitch of the 1st coil part and 2nd coil part which adjoins to the cutting part Cs deform | transforms and becomes small because the sub coil was cut | disconnected.

(b)に示す第2の形態では、封止工程に先立ち電極軸部に装着されたサブコイルを封着金属箔近傍で切断して、矢印Csに示す寸断部、矢印4aの下方に現れている第1コイル部および矢印4bの下方に現れている第2コイル部がそれぞれ見える。また、第2コイル部は、図の左側の1ターンが残っているが、それ以外のターンが写真に示す正面とその裏面の正対位置が部分的に削除されている。   In the second form shown in (b), the subcoil attached to the electrode shaft portion is cut in the vicinity of the sealing metal foil prior to the sealing step, and appears at the cut portion indicated by arrow Cs, below arrow 4a. The first coil part and the second coil part appearing below the arrow 4b can be seen. Further, the second coil part has one turn on the left side of the figure, but the other fronts are partially deleted from the front and back face positions shown in the photograph.

(c)に示す比較例の形態は、前述の(1)に示す比較例1であり、電極軸部に装着された矢印4の下方に現れているサブコイルが全長にわたり一体化されている。   The form of the comparative example shown in (c) is the comparative example 1 shown in (1) described above, and the subcoils appearing below the arrow 4 attached to the electrode shaft portion are integrated over the entire length.

図4は、本発明の照明装置を実施するための一形態を示す模式図である。照明装置は、照明装置本体11、高圧放電ランプ12および点灯装置13を具備し、本形態においてはプロジェクタを構成している。   FIG. 4 is a schematic view showing an embodiment for carrying out the lighting device of the present invention. The illuminating device includes an illuminating device body 11, a high-pressure discharge lamp 12, and a lighting device 13, and constitutes a projector in this embodiment.

照明装置本体11は、照明装置から高圧放電ランプ12および点灯装置13を除いた残余の部分であり、本形態においてはケース11a、ランプソケットおよび光学系11bなどを構成要素として含んでいる。   The illuminating device main body 11 is a remaining portion obtained by removing the high-pressure discharge lamp 12 and the lighting device 13 from the illuminating device, and includes a case 11a, a lamp socket, an optical system 11b, and the like as constituent elements in this embodiment.

高圧放電ランプ12は、反射鏡14に組み込まれているが、図1に示す構成である。   The high-pressure discharge lamp 12 is incorporated in the reflecting mirror 14 and has the configuration shown in FIG.

点灯装置13は、電子化点灯回路およびイグナイタからなり、高圧放電ランプ12をイグナイタにより始動し、電子化点灯回路により点灯する。   The lighting device 13 includes an electronic lighting circuit and an igniter. The high pressure discharge lamp 12 is started by the igniter and is lit by the electronic lighting circuit.

本発明の高圧放電ランプを実施するための一形態を示す正面図および要部拡大正面図The front view and principal part expansion front view which show the form for implementing the high pressure discharge lamp of this invention サブコイルの全長に対する第2の領域の長さの比率と破壊圧力の関係を示すグラフGraph showing the relationship between the ratio of the length of the second region to the total length of the subcoil and the burst pressure 本発明における第2コイル部の形態の例(a)および(b)を比較例(c)と共に示す写真The photograph which shows the example (a) and (b) of the form of the 2nd coil part in this invention with the comparative example (c) 本発明の照明装置を実施するための一形態を示す模式図The schematic diagram which shows one form for implementing the illuminating device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…透光性気密容器、1a…包囲部、1b…封止部、2…封着金属箔、3…電極、3a…電極主部、3b…電極軸部、4…サブコイル、4a…第1コイル部、4b…第2コイル部、5…電流導入導体、6…口金、7…外部リード線、Cs…寸断部、e…コイル終端部、R1…第1の領域、R2…第2の領域、t…口金端子   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Translucent airtight container, 1a ... Enclosing part, 1b ... Sealing part, 2 ... Sealing metal foil, 3 ... Electrode, 3a ... Electrode main part, 3b ... Electrode axial part, 4 ... Subcoil, 4a ... 1st Coil portion, 4b ... second coil portion, 5 ... current introduction conductor, 6 ... cap, 7 ... external lead wire, Cs ... cutting portion, e ... coil termination portion, R1 ... first region, R2 ... second region , T ... Cap terminal

Claims (4)

内部に放電空間が形成された包囲部および包囲部の端部に連接された封止部を備えた石英ガラス製の透光性気密容器と;
透光性気密容器の封止部の内部に気密に埋設された封着金属箔と;
基端が封着金属箔に接続した電極軸部および電極軸部の先端に配設されて放電空間に臨む電極主部を備えた電極と;
透光性気密容器の封止部内において電極軸部の周囲に装着されるとともに、一端が放電空間側に位置し他端が封着金属箔と電極軸部との接続部近傍に向かって連続して延在する第1コイル部からなる第1の領域と第1コイル部の他端に隣接する寸断部および一端が寸断部を介して第1コイル部の他端に対向し、かつ他端が電極軸部との接続部に隣接する第2コイル部からなる第2の領域とを備えているサブコイルと;
先端が封着金属箔に接続し、基端が封止部から外部に露出した電流導入導体と;
点灯時に1MPa以上の圧力を呈するように透光性気密容器の内部に封入された放電媒体と;
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
A translucent airtight container made of quartz glass provided with an enclosure part in which a discharge space is formed and a sealing part connected to an end part of the enclosure part;
A sealed metal foil hermetically embedded in the inside of the sealing part of the translucent airtight container;
An electrode having a base end connected to the sealing metal foil and an electrode main portion disposed at a tip end of the electrode shaft and facing the discharge space;
In the sealing part of the translucent airtight container, it is mounted around the electrode shaft part, one end is located on the discharge space side, and the other end is continuous toward the vicinity of the connection part between the sealing metal foil and the electrode shaft part. A first region consisting of the first coil portion extending and a cut portion and one end adjacent to the other end of the first coil portion are opposed to the other end of the first coil portion through the cut portion, and the other end is A subcoil provided with a second region composed of a second coil portion adjacent to the connection portion with the electrode shaft portion;
A current introduction conductor having a distal end connected to the sealing metal foil and a proximal end exposed to the outside from the sealing portion;
A discharge medium enclosed in a translucent airtight container so as to exhibit a pressure of 1 MPa or more when lit;
A high-pressure discharge lamp comprising:
サブコイルは、第2の領域の長さをAとし、第1および第2の領域の長さをBとしたとき、比A/Bが下記数式1を満足することを特徴とする請求項1記載の高圧放電ランプ。
[数式1]
2<A/B<42
2. The subcoil according to claim 1, wherein the ratio A / B satisfies the following expression 1 when the length of the second region is A and the length of the first and second regions is B: 2. High pressure discharge lamp.
[Formula 1]
2 <A / B <42
放電媒体は、水銀フリーであることを特徴とする請求項1または2記載の高圧放電ランプ。   3. The high-pressure discharge lamp according to claim 1, wherein the discharge medium is mercury-free. 照明装置本体と;
照明装置本体に配設された請求項1ないし3のいずれか一記載の高圧放電ランプと;
高圧放電ランプを点灯する点灯装置と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
A lighting device body;
A high-pressure discharge lamp according to any one of claims 1 to 3 disposed in a lighting device body;
A lighting device for lighting the high-pressure discharge lamp;
An illumination device comprising:
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