JP3480454B2 - Short arc type ultra-high pressure discharge lamp - Google Patents
Short arc type ultra-high pressure discharge lampInfo
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Description
【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 which has a mercury vapor pressure of 150 atm or more when lit, 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 sufficient color rendering on a rectangular screen. Therefore, as a light source, mercury or metal halide is used. The enclosed metal halide lamp is used. In addition, such a metal halide lamp has recently been further miniaturized and made into a point light source, and a lamp having an extremely small distance between electrodes has been put into 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。Under such a background, recently, a lamp having a mercury vapor pressure which has never been present, for example, 150 atm has been proposed in place of the metal halide lamp. This is to increase the mercury vapor pressure to suppress (narrow down) the spread of the arc and to further improve the light output. Such an ultra-high pressure discharge lamp is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2-145861 and 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. Therefore, in the side tube parts extending on both sides of the arc tube part, the quartz glass forming the side tube part is It is necessary to firmly and firmly adhere the electrode and the metal foil for power supply. This is because if the adhesion is poor, the filled gas may escape or cracks may occur. Therefore, 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 that state, the thick quartz glass is gradually shrunk or the quartz glass is pinch-sealed to improve 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, when the quartz glass is baked at an excessively high temperature, the adhesion between the quartz glass and the electrode or the metal foil is improved, but the problem that the side tube portion is likely to be damaged after the completion of the discharge lamp is still a problem. Occurred.
This problem is due to the relative expansion and contraction due to the difference in 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. The amount is different, and it is considered that this causes cracks to occur in the contact area between the two. This crack is initially very small, but
It is considered that cracks grow in combination with the ultra-high pressure state during lamp operation, which causes damage to 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 portion 11 is connected to the arc tube portion 10, and the electrode 2 is joined to the metal foil 3 in the side tube portion 11. The coil member 5 is wound around the electrode 2 embedded in the side tube portion 11. In this structure, the coil member 5 wound around the electrode 2 relaxes the stress on the silica glass due to the thermal expansion of the electrode 2, and is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 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 alleviated by such a structure, in reality, the crack K remains around the electrode 2 and the coil member 5.
Although the cracks K are extremely small, sometimes the side tube portion 11 is damaged when the mercury vapor pressure of the arc tube portion 10 is about 150 atm. 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 cracks K is promoted during the lighting of the lamp, and as a result, There is a problem that the side tube portion 11 is significantly damaged. In other words, even if the cracks K are initially small, they grow gradually larger when the lamp is lit at a high mercury vapor pressure. It can be said that this is a new technical problem that never exists in a mercury lamp having a vapor pressure during lighting 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 to solve such a problem, and has a sufficiently high pressure resistance in an ultra-high pressure discharge lamp which is ignited with an extremely high mercury vapor pressure. Providing 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/
mm3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。In order to solve the above-mentioned problems, a short arc type ultra high pressure discharge lamp of the present invention has a pair of electrodes facing each other inside, and 0.15 mg /
A short arc type ultra-high pressure discharge lamp comprising an arc tube portion enclosing mercury of mm 3 or more and side tube portions extending on both sides of the arc tube and sealing a metal foil connected to the electrode. The end face is arranged in the side tube portion with a minute gap formed between the end face of the electrode 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. The quartz glass is also arranged in this 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-mentioned structure, the short arc type ultra-high pressure discharge lamp of the present invention can completely or almost completely suppress the minute cracks generated in the side tube portion.
This is because the electrode (electrode rod) located in the side tube portion has a void on the surface (including the end surface) between it and the quartz glass, so the boundary between the quartz glass and the electrode is not in close contact. Is. With such a structure, since the surface of the electrode is not in contact with the quartz glass, even if the electrode moves relatively to the quartz glass, a crack due to this movement does not naturally occur between them. It 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. 2000-
No. 168798 proposes a structure of a side tube portion in which a gap is provided on the surface of an electrode as shown in FIG. In the figure, 10 is an arc tube portion, 11 is a side tube portion, and the electrode 2 is joined to the metal foil 3 in the side tube portion 11. The electrode 2 is
The side surface 2a and the end surface 2b are arranged apart from the quartz glass via a minute gap B. However, the structure disclosed in this application is an effective structure in the sense that cracks between the electrode 2 and the quartz glass are well prevented, but such a structure causes new problems.
【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 shows an enlarged view of portion A in FIG. FIG. 8A is an enlarged view of the portion A of FIG. 7, and FIG.
Shows a cross-sectional view of the CC ′ cross section of (a) seen from above (D side), and (c) shows the DD ′ cross section of (a) on the left side (C side).
The sectional view seen from is shown. As shown in the figure, the void B exists up to the side surface 2a and the end surface 2b of the electrode 2. However, when such a void B is formed, a wedge-shaped void X is undesirably generated in the region surrounded by the quartz glass and the metal foil 3 on the end surface 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 shows an enlarged view of the gap X. Void X
Is directly connected to the arc tube portion 10 through the void B, so that a high atmospheric pressure (150 atmospheric pressure or more) generated in the arc tube portion 10 is similarly applied. This high pressure
The wedge-shaped void X is strongly applied in the directions P3 and P4 shown in the figure, which causes the quartz glass and the metal foil 3 to be peeled off. Such a phenomenon is
This eventually leads to the peeling of the quartz glass and the metal foil, which in turn leads to damage to the discharge lamp. In addition, such a phenomenon has a structure in which the arc tube portion and the electrode end surface are connected by a gap, and the internal pressure is 100 atm or more, and 150 or 20 is higher as in the present invention.
It can be said that this is a unique technical problem that occurs in a discharge lamp having an extremely high pressure of 0 or even 300 atm or more.
【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 space B is provided between the electrode and the quartz glass.
In order to solve the technical problem peculiar to the discharge lamp in which the internal pressure of the light emitting part is 150 atm or more, the inventors of the present invention have made diligent studies, and as a result, devised the shape of the end face of the electrode. It is a thing.
【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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A short arc type ultra high pressure mercury lamp of 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 portion 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 portion 10, a pair of electrodes 2 made of tungsten 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. The 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. This improves the lighting startability, and tungsten is wound 4 to 5 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/mm3以上となる。The arc tube 10 is filled with mercury as a light emitting substance and a rare gas such as argon or xenon as a lighting starting gas. The amount of mercury enclosed is calculated and enclosed so that the vapor pressure during stable lighting is 150 atm or more, preferably 200 atm or more, more preferably 300 atm or more. For example, when the mercury vapor pressure is 150 atm or higher, the amount of mercury enclosed is 0.1
It becomes 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 portion 10 and the side tube portion 11, and corresponds to FIGS. 7 and 10. As shown in the figure, in the side pipe portion 11,
The electrode 2 is welded to the metal foil 3 at the welded portion, and has a void B between the electrode 2 and the quartz glass forming the side tube portion 11 in the other region. Specifically, the electrode 2 is
The side surface 2a and the end surface 2b on the sealing side are not in contact with the quartz glass which is the material of the side tube portion 11. In addition, metal foil 3
Although the voids and the voids B are actually extremely small or thin, they are exaggerated in the drawings for the purpose of explaining the invention. Further, FIG. 3 also shows the end portion 2b of the electrode and corresponds to FIG. (A) is an enlarged view of the electrode end, (b) is C- of (a)
A cross-sectional view of the C ′ cross section viewed from above (D side) is shown (c)
Shows a cross-sectional view of the DD ′ cross section of (a) viewed from the left side (C side).
【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 void B is determined from the viewpoint that the electrode can freely expand and contract in the axial direction without being constrained by the difference in expansion coefficient between the material forming the electrode and the material forming the side tube. When the electrode is made of tungsten and the side tube is made of quartz glass, the width B of the void is 6 to 16
It is selected from the range of μm and exists in the gap B in the length direction of the electrode of 3 to 5 mm. By the way, the outer diameter of the electrode is, for example,
It is 0.4 to 1.3 mmΦ. By forming such a void B, it is possible to favorably prevent the occurrence of cracks due to the relative movement of the electrode and the quartz glass. Further, according to the present invention, the shape of the end face on the outer side 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, it is possible to favorably prevent the technical problem caused by providing the void B, that is, the generation of the wedge-shaped undesired void X and its growth.
【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 portion. As shown in the figure, the end portion 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 void B formed around the electrode has substantially the same shape. Formed as. Then, the electrode end portion and the metal foil 2 form an acute angle structure, and the quartz glass also enters the acute angle structure as shown in FIG. 11a. Here, the “acute angle structure” means the illustrated Θ formed by the electrode end surface of the void B and the metal foil 3. And quartz glass 11a
On the other hand, a high pressure P from the air gap B is applied in the direction of the arrow in the figure, and this pressure P is divided by the angle Θ into the component force P1 and the component force P.
It is divided into two and the component force P2 acts so as to bring the quartz glass 11a and the metal foil 3 into close contact with each other. This action can satisfactorily solve the problem of peeling from the portion. That is, in the present invention, the wedge-shaped undesired void is not generated by devising the end face structure of the electrode 2, and therefore, the problem of peeling the metal foil caused by the wedge-shaped void is satisfactorily solved. It becomes possible to do. Further, even if the wedge-shaped void X is generated in the manufacturing stage, the force P2 for adhering the quartz glass and the metal foil to each other is stronger than the force P3 for peeling the quartz glass and the metal foil, so that 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 and the more acute angle structure with the metal foil are not limited to those shown in FIG. FIG. 5 shows another acute angle structure. (A) and (b) are the ones in which the ends of the electrodes are conical, and 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 Θ of the point 52 is formed to be 30 °. Further, as shown in (c), a cylindrical electrode may be cut obliquely, and the acute angle Θ of the point 53 is formed at 45 °. The acute-angled structure formed at the end of the electrode is not limited to that of this embodiment, and other structures can be adopted. Also,
Various angles can be adopted as 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 paragraph 0025 below. In FIG. 6, the horizontal axis represents the angle Θ, and data is collected in the range of 20 ° to 90 °. The vertical axis represents an undesired component force generated in the wedge-shaped void, that is, P3 in FIGS. 4 and 9.
The angle Θ of 90 ° means the conventional electrode end face structure shown in FIG. From the relationship shown in FIG. 6, it can be seen that the undesired component force generated in the wedge-shaped void becomes negative when the angle Θ falls below 70 °. This means that in an acute angle structure defined by angle Θ, angle Θ is 7
Below 0 °, the stress P that separates the metal foil from the quartz glass
It 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 is small. That is, it can be seen that when the angle Θ is less than 70 °, the effect of the present invention is remarkably generated, and as the angle θ decreases to 55 °, 40 °, and 20 °, the effect increases. Even if the angle Θ is larger than 70 °, the stress P
Although 3 cannot be made smaller than the stress P2, the difference can be reduced more than when 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 relation is strictly interpreted, it depends on conditions such as the size of the void B, the area of the electrode end face, and the internal pressure of the discharge space, and the angle Θ is 70.
Although it is necessary to consider these conditions also for the numerical value of °, the present inventors have found from various experiments that the mercury vapor pressure is 150 atm or more and the void B has a diameter of 6 to 16 μm. It has been confirmed that if Θ is 70 °, it has substantially the same effect. Regarding the manufacturing method of the discharge lamp of the present invention, Japanese Patent Application No.
See 0-168798. In particular, the method of forming the void 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/mm3
希ガス : アルゴンを100TorrNext, 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 Total length of lamp: 65.0 mm Length of side tube: 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 Encapsulated mercury amount: 0.15 mg / mm 3 Noble gas: Argon at 100 Torr
【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 forming the side tube portion, the occurrence of cracks in this portion is good. Can be prevented.
Further, since the acute angle structure is formed between the electrode end surface and the metal foil, the generation and growth of the wedge-shaped voids in that portion can be suppressed well.
【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 a 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 a 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 of 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 shows 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 shows 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 shows 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 shows 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 the relationship between the acute angle structure and the stress, which shows the effect of the present invention.
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 1 discharge lamp 10 arc tube 11 side pipe 2 electrodes 3 metal foil 4 External lead B void
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/36 H01J 61/20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 61/36 H01J 61/20
Claims (2)
0.15mg/mm3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 to face each other, and
A short arc type ultra-high pressure discharge lamp comprising an arc tube section containing 0.15 mg / mm 3 or more of mercury and side tube sections extending on both sides of the arc tube to seal a metal foil connected to electrodes. The electrode is arranged on its side surface and end face with a minute gap formed between it and the quartz glass which is the 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, and A short arc type ultra-high pressure discharge lamp characterized in that quartz glass is also arranged in the acute angle structure.
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 the acute angle structure is formed at an angle of 70 ° or less.
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