JP3182877B2 - メタルハライドランプの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、メタルハライドラン
プの製造方法に関し、特に外管を設けずに発光管のみで
用いられ、比較的小型の映像用光源として利用されるメ
タルハライドランプの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外管を設けずに発光管のみで用い
られるショートアークメタルハライドランプは、その演
色性の良さと発光効率が大きいこと等により、光学系を
利用した映像機器、例えばオーバーヘッドプロジェク
タ，オーバーヘッドタイプの液晶プロジェクションテレ
ビ、更には映写機等の光源として利用され、普及しつつ
ある。

【０００３】メタルハライドランプは、発光管に稀土類
金属ハロゲン化物を主体に封入し、その発光を利用する
ことにより演色性が高くなっていることが知られてい
て、特にDyを封入したものは良く利用されているが、発
光管材料として使用される石英と、寿命中高温部で反応
することにより、発光管が失透する。そのため点灯時高
温となる部分を冷却し、低温部はそのままとし、失透を
抑えて光学的特性を変えないようにする手段を設けたメ
タルハライドランプ装置の提案がなされている。

【０００４】次にかかる冷却手段を備えたメタルハライ
ドランプ装置の構成例を図７及び８に基づいて説明す
る。両図において、105 は内径100 mm，ｆ＝13mmのチタ
ニア・シリカの薄膜を設けた反射鏡で、その焦点付近に
発光部が位置するように、両端に電極102 ，102 ′を備
えた発光管101 を設置し、水平点灯時に上側となる発光
管個所に向けて送風用ダクト106 が設置されていて、こ
れら発光管101 及び送風用ダクト106 は共に反射鏡105
の基部に固定用セメント107 で固定されている。発光管
101 の最大外径は11mm、最大内径は8.８mm、肉厚は約1.
１mm、アーク長は4.５mm、内容積は0.４ccであり、DyＩ
₃ −NdＩ₃ −CsＩを重量比で８：２：５となるようにし
て約0.６mg封入する他に、バッファガスとして水銀10mg
と始動用補助ガスとしてAr200 トールを封入している。
また発光管101 の送風用ダクト106より遠い側の電極102
の周辺の発光管外周部にアルミナとシリカからなる保
温兼反射膜４が設けられ、電極102 ，102 ′はモリブデ
ン箔103 ，103 ′を介して外部リード線に接続されてい
る。

【０００５】そして、このように構成したメタルハライ
ドランプ装置は矩形波電子安定器を用いて入力電力150
Ｗで点灯され、送風用ダクト106 からは1.５メートル／
秒の速度で約２リットル／分の流量の空気を送り、発光
管101 の上部を冷却し、40インチスクリーンパネルの中
心が5000lx、周辺でも1500lxの明るさが得られるような
光学系を用いて照射されるようになっている。

【０００６】上記のように、メタルハライドランプ発光
管101 に送風用ダクト106 を配設して送風冷却すること
により、寿命中の失透は遅くなり、送風なしの場合に比
較して、スクリーンの中心照度維持率は著しく改善され
る。しかしながら、その効果は未だ充分ではなく、更に
改善しようとしても、使用される映像機器の大きさや、
ファン等から発生するノイズ等の問題もあり、その改善
は困難であった。

【０００７】上記問題点を解決するため、本件発明者
は、先に、両端に電極を設け少なくとも稀土類金属ハロ
ゲン化物を封入した発光管を、外管を設けずに水平に配
置して点灯するメタルハライドランプにおいて、図９に
示すように、送風手段106 から遠い側の電極102 周辺の
発光管外周部に保温兼反射膜104 を施し、該保温兼反射
膜104 を塗布していない発光管部分 101ａの肉厚を薄
く、保温兼反射膜を塗布した側の発光管部分 101ｂの肉
厚を厚く形成し、発光管の肉厚を非対称にするものを提
案した。

【０００８】このように構成したメタルハライドランプ
は、送風手段から送風される発光管部分の肉厚が保温兼
反射膜が形成されている発光管部分の肉厚より薄く形成
されているので、冷却効果が促進されて失透速度は一層
遅くされ、長期間に亘り高スクリーン照度維持率を保持
することが可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示すような肉厚の非対称の発光管を製造する際に、肉厚
の異なる部分の外形形状を同一形状とし、発光管の内径
を管軸方向に従って制御して、肉薄部と肉厚部を形成す
ることは、機械装置では極めてその加工が難しく、手加
工で行わざるを得なかった。しかし、手加工では所定の
肉厚精度が得られないばかりでなく、量産化において大
きな問題があった。

【００１０】本発明は、管軸方向に沿って肉厚を変えた
発光管を製造する場合における上記問題点を解消するた
めになされたもので、十分に精度が得られると共に量産
化が可能なメタルハライドランプの製造方法を提供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するため、本発明は、両端に電極を設け少なくとも稀
土類金属ハロゲン化物を封入しアーク長を10mm以下とし
た発光管の、一方の電極周辺の外周部に保温兼反射膜を
施し、該保温兼反射膜を施した発光管部分の肉厚を他の
部分の肉厚より厚く形成し、該発光管を外管を設けずに
水平に配置して用いるように構成したメタルハライドラ
ンプの製造方法において、楕円面，球面，放物面等の曲
面をもつ曲面状モールド面と該曲面状モールド面の最大
径部分に連接される円錐面をもつ円錐面状モールド面と
を有する一対のモールド部材を用い、対向させて組み立
てた前記モールド部材内に石英管素材の加熱溶融部分を
配置し、該石英管素材内に加圧流体を導入して石英管素
材をモールド面に加圧してメタルハライドランプ発光管
を製造するものである。

【００１２】このように曲面状モールド面と円錐面状モ
ールド面をもつ一対のモールド部材を用いて、石英管素
材を成形加工することにより、円錐面状モールド面によ
り成形される石英管部分は、曲面状モールド面により成
形される石英管部分より外径が小さく形成されるため、
必然的にその部分の肉厚は、曲面状モールド面により成
形される部分の肉厚より厚く形成される。したがって肉
厚の異なる非対称発光管を精度よく量産化することが可
能となる。

【００１３】

【実施例】次に実施例について説明する。本発明に係る
メタルハライドランプ発光管の製造方法においては、ま
ず、図１に示すような形状の一対のモールド部材１，
１′を用いる。モールド部材１，１′は、いずれも同一
形状のモールド面を備えているもので、両端部には加工
する石英管素材の管外径より僅かに大きな径を有する溝
１ａが設けられており、中央部には左半分に球面状のモ
ールド面１ｂが形成されており、その右半分には円錐面
状のモールド面１ｃが形成されている。そして球面状モ
ールド面１ｂと円錐面状モールド面１ｃとは最大径部分
で互いに連接されており、また球面状モールド面１ｂ及
び円錐面状モールド面１ｃの最小径部分と両端溝部１ａ
が、それぞれ連接してモールド面を形成している。

【００１４】次に、このように形成されたモールド面を
もつモールド部材１，１′を用いて発光管を成形加工す
る工程について説明する。まず、図２に示すような石英
管素材２のほぼ中央部を、水素酸素の強炎で約2000℃〜
2100℃に回転させながら均等に加熱して溶融させる。

【００１５】次いで、石英管素材２の加熱溶融部分２ａ
がモールド部材１，１′の中央部分に位置するように配
置してモールド部材１，１′をパックし、石英管素材２
の回転を止める。その後直ちに石英管素材２の片側端を
封止し、他方端より不活性ガス等の加圧流体を導入し
て、１〜２kg／cm² の圧力をかけて石英管素材２の溶融
部分２ａを、モールド部材１，１′のモールド面に沿っ
て膨らまして成形加工する。その結果、図３に示すよう
に、円錐面状部分11ａの肉厚が球面状部分11ｂの肉厚よ
り厚い形状の石英製風袋11が形成される。

【００１６】次に、この石英製風袋11を用いて、その両
端に、直径0.３mmのタングステン線を密着巻してコイル
長を2.５mmとしたタングステンコイルを、直径0.45mmの
タングステン芯棒に固着して形成した電極12，12′を配
置して、モリブデン製のエッジ付箔13，13′を利用して
気密封着して発光管14を形成する。そして該発光管14内
にはDyＩ₃ −NdＩ₃ −CsＩを重量比で８：２：５と選定
したものを0.６mgと、アークを絞って光学的な効率を向
上させるためのHgＩ₂ を0.２mgと、バッファガスとして
の水銀を10mgと、始動用補助ガスとしてのArを20000 Pa
封入し、更に円錐面状側に設けた電極12の周辺の発光管
外周部に、50％ずつのアルミナとシリカからなる保温兼
反射膜15を塗布し、図４に示すメタルハライドランプを
構成する。

【００１７】このように構成したメタルハライドランプ
は、図９に示したメタルハライドランプと同等の色特性
及び寿命特性を備えているものであり、しかも球面状モ
ールド面と円錐面状モールド面を組み合わせたモールド
面をもつモールド部材を用いることにより、保温兼反射
膜を塗布する側の肉厚を他の部分の肉厚より厚くした発
光管を加工精度よく、量産化することができる。

【００１８】上記実施例は、球面状モールド面に１つの
円錐面からなる円錐面状モールド面を組み合わせたモー
ルド面をもつモールド部材を用いて、発光管を成形する
ものを示したが、球面状モールド面に２つの円錐面を連
接結合した円錐面状モールド面を組み合わせたモールド
面をもつモールド部材を用いて発光管を成形することも
できる。そのようなモールド面をもつモールド部材を用
いて成形した石英製風袋21を図５に示し、その風袋21を
用いて構成したメタルハライドランプ発光管22を図６に
示す。なお図５において、11ａ-1，11ａ-2は、２つの円
錐面を結合した円錐面状モールド面をもつモールド部材
で成形加工された２つの円錐面状部分を、それぞれ示し
ている。

【００１９】また上記実施例では、球面状モールド面と
円錐面状モールド面を組み合わせたモールド面をもつモ
ールド部材を用いたものを示したが、球面状モールド面
の代わりに楕円面，放物面などの他の曲面状モールド面
を組み合わせたモールド面をもつモールド部材を用いた
場合も、同様の作用効果が得られる。

【００２０】なお本発明においては、アーク長を10mm以
下としたメタルハライドランプ発光管を対象としている
ものであるが、アーク長が10mmを越える大型の発光管で
は、本発明において対象としているメタルハライドラン
プは光学系を利用した映像機器等の光源として用いられ
るものであるため、ミラー，レンズ等の光学部品が大き
くなり、したがって装置も大型化してしまうので好まし
くない。またアーク長が10mmを越える大型の発光管で
は、モールド部材を用いて成形加工を行っても、精度上
さほどよいものが得難い。したがって、本発明において
はアーク長10mm以下の発光管を対象としているものであ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、曲面状モールド面と円錐面状モールド
面を組み合わせたモールド面をもつモールド部材で、石
英管素材を成形加工するようにしたので、肉厚が異なる
非対称のメタルハライドランプ発光管を精度よく量産化
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメタルハライドランプの製造方法
の一実施例に用いるモールド部材の構成例を示す斜視図
である。

【図２】発光管形成用の石英管素材を示す斜視図であ
る。

【図３】図１に示したモールド部材により成形加工され
た石英製風袋を示す断面図である。

【図４】図３に示した石英製風袋を用いて形成されたメ
タルハライドランプを示す図である。

【図５】他の構成のモールド部材により成形加工された
石英製風袋を示す断面図である。

【図６】図５に示した石英製風袋を用いて形成されたメ
タルハライドランプを示す図である。

【図７】従来のメタルハライドランプ装置の一構成例を
一部省略して示す斜視図である。

【図８】図７に示した従来例の要部断面図である。

【図９】先に提案したメタルハライドランプの要部を示
す断面図である。

【符号の説明】

１，１′ モールド部材 １ａ 溝部 １ｂ 球面状モールド面 １ｃ 円錐面状モールド面 ２ 石英管素材 11，21 石英製風袋 12，12′ 電極 13，13′ エッジ付箔 14，22 発光管

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端に電極を設け少なくとも稀土類金属
   ハロゲン化物を封入しアーク長を10mm以下とした発光管
   の、一方の電極周辺の外周部に保温兼反射膜を施し、該
   保温兼反射膜を施した発光管部分の肉厚を他の部分の肉
   厚より厚く形成し、該発光管を外管を設けずに水平に配
   置して用いるように構成したメタルハライドランプの製
   造方法において、楕円面，球面，放物面等の曲面をもつ
   曲面状モールド面と該曲面状モールド面の最大径部分に
   連接される円錐面をもつ円錐面状モールド面とを有する
   一対のモールド部材を用い、対向させて組み立てた前記
   モールド部材内に石英管素材の加熱溶融部分を配置し、
   該石英管素材内に加圧流体を導入して石英管素材をモー
   ルド面に加圧して発光管を成形加工することを特徴とす
   るメタルハライドランプの製造方法。