JP3893886B2 - 反射鏡付きランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ＯＨＰやスライドプロジェクター、実物投影機、液晶プロジェクター等の投影機器に組み込まれる、反射鏡付きランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＨＰ（オーバーヘッドプロジェクタ）や液晶プロジェクタがプレゼンテーションツールとして活用されている。これらの投映機器においては、光源ランプとして、発光効率の優れたショートアーク型のメタルハライドランプや水銀ランプ等の放電ランプが使用され、これらの放電ランプに設けられた封止部を凹面反射鏡の中央底部開口に挿入して固定し、一体的な構造にした反射鏡付きランプが投映機器に内蔵されている。
【０００３】
以下に、従来の反射鏡付きランプについて詳細に説明する。
図７は、従来の反射鏡付きランプに用いられるランプの一例を示す図である。
ランプ１はショートアーク型のメタルハライドランプ、水銀ランプ等の放電ランプであり、発光空間を形成する略楕円球状の発光管部３と、この発光管部３の両端から外側へ伸びるように連接されたロッド状の封止部４ａ，４ｂとを有してなり、例えば石英ガラスによって形成された放電容器２を有する。
発光管部３内には、タングステンからなる一対の電極５ａ，５ｂが放電容器２の管軸に沿って対向配置され、一対の電極５ａ，５ｂは、各々を先端に有する内部リード棒６ａ，６ｂが、例えば封止部４ａ，４ｂ内に埋設されたモリブデン等からなる金属箔７ａ，７ｂを介して、外部リード棒８ａ，８ｂと電気的に接続されている。
尚、発光管部３内には、水銀もしくは水銀と発光金属としての金属ハロゲン化物が封入され、且つ始動用ガスとしてアルゴン等の希ガスも封入される。金属ハロゲン化物としては、例えば沃化ジスプロシウム、沃化ネオジウムや沃化セシウム等が封入される。
【０００４】
次に、上述のランプに取り付けられる口金について、組み立て工程順にしたがって説明する。
図８は、従来の反射鏡付きランプに用いられるランプに取り付けられる口金の断面構造を示す図である。
最初に、ランプ１の、一方の封止部４ａより突出した外部リード棒８ａとニッケル撚り線３０とを電気的に接続する。接続方法には種々の方法がある。図８の場合、外部リード棒８ａとＮｉ撚り線３０の先端を重ね合せ、その重ね合せ部をスポット溶接することにより、外部リード棒８ａとＮｉ撚り線３０との接続を行っている。
次に、外部リード棒８ａに接続されたＮｉ撚り線３０を真鍮製の口金３１の撚り線挿通部３１ａに挿入し、ランプ１と口金３１との位置関係を定めた後、口金３１の接着剤注入部３１ｂに無機接着剤３２、例えばセラミックス系接着剤を注入する。接着剤は硬化し、ランプ１と口金３１は一体化する。
そして、最後に撚り線３０と口金３１とを口金ピン部３１ｃにおいて電気的に接続する。接続方法には、前述と同様に種々の方法があり、口金ピン部３１ｃに銀ロウを供給し、加熱溶融・固化させて接続しても良いし、アーク溶接により接続しても良い。
【０００５】
上述の工程によりランプ１に口金３１がを取り付けられると、次に、そのランプ１に凹面反射鏡が取り付けられる。
図９は、従来の反射鏡付きランプの一例であり、反射鏡部分はその断面を示している。
凹面反射鏡９は、耐熱性を有する硬質ガラス、例えば硼珪酸ガラスからなり、放物面もしくは楕円面形状を有する。
また、凹面反射鏡９には、口金３１が取り付けられた側のランプ１の封止部４ａを挿入するための開口９ａがその中央底部に、もう一方の封止部４ｂから突出した外部リード棒８ｂに接続された給電線１０ｂを凹面反射鏡９の外表面に引き出すための貫通孔９ｃが凹面反射鏡９の光反射部９ｂに設けられている。
また、凹面反射鏡９の光反射部９ｂには、例えば蒸着法によりチタニア（ＴｉＯ_２）とシリカ（ＳｉＯ_２）とを交互に積層した誘電体多層膜が形成され、紫外線領域及び赤外線領域の光を透過して可視光のみを反射するように、それぞれの誘電体膜の厚み、膜数が規定されている。
そして、上記凹面反射鏡９は、凹面反射鏡９の中心軸とランプ１の長手軸とが一致し、且つランプ１の発光輝点が凹面反射鏡９の焦点位置にくるように、ランプ１に対して配置され、無機接着剤１１、例えばセラミックス系接着剤により、ランプ１と一体化されている。
【０００６】
更に、口金３１のネジ部３１ｄには、絶縁素材により被覆された給電線１０ａが接続されている。取付方法には、種々の方法が有り、図９の場合、給電線１０ａの先端に、挿通孔（図示しない）を有する圧着端子１２が取り付けられ、該挿通孔にネジ部３１ｄが挿入される。そしてネジ部３１ｄと螺合するナット１３を用いて、圧着端子１２の固定及び、口金３１に対する給電線１０ａの接続がなされる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年反射鏡付きランプに関して、製造コストを削減するために、部品点数及び生産工程の削減が求められている。
ランプ１に取り付けられる口金３１は、凹面反射鏡９の中心軸とランプ１の長手軸とが一致し、且つランプ１の発光輝点が凹面反射鏡９の焦点位置にくるように、凹面反射鏡９に対してランプ１を移動させる際にランプ１を把持する部材として設けられ、同時に、外部リード棒８ａと給電線１０ａとを電気的に接続する機能を有している。
しかし、外部リード棒８ａと給電線１０ａとを直接接続することが可能であれば、反射鏡付きランプを構成する上で、口金３１は必ずしも必要なものではなかった。また、口金３１の取り付けには複数の工程が必要であったことから、口金３１を用いずに反射鏡付きランプを作製することが求められていた。
【０００８】
図１０は、口金の無いランプを反射鏡に取りつけた反射鏡付きランプの断面構造を示す図である。
口金の無いランプ１を凹面反射鏡９に取り付ける場合、凹面反射鏡９に対してランプ１を移動させる際には、ランプ１を把持する治具が必要になるが、口金の無いランプを凹面反射鏡９に取り付けることは可能である。
ところが、この構造の反射鏡付きランプを使用していく上で別の問題、すなわち図１０における反射鏡付きランプにおいて、給電線１０ａを持って凹面反射鏡を搬送したり、給電線１０ａを捻じる、引っ張るなどの意図しない行為を行った場合、使用時に所望の照度が得られなくなるという問題が発生した。
【０００９】
そして、本発明者は、上記問題について鋭意検討し、以下の理由によるものと推定した。
すなわち、給電線１０ａを持って、図１０に示した凹面反射鏡付きランプを搬送したり、給電線１０ａを捻じる、引っ張るなどの意図しない行為を行った場合、ランプ１の封止部４ａと無機接着剤１１の界面には、給電線１０ａを通してあらゆる方向からの力が働く。そして、図９に示した真鍮からなる口金３１と無機接着剤１１との接着力に比べ、石英ガラスからなるランプ１の封止部４ａと無機接着剤１１との接着力は弱いため、無理な力が加わった場合、ランプ１の発光輝点が凹面反射鏡１１の焦点位置からずれる。そして、その結果、使用時の照度低下がもたらされると考えられる。
【００１０】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、口金をランプに取り付ける工程が不要で、且つランプの発光輝点が凹面反射鏡の焦点位置からずれることの無い反射鏡付きランプを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、凹面反射鏡の中央底部に設けられた開口にベースが固定され、発光管部の少なくとも一端に封止部を有し、該封止部から外部リードが突出してなるランプの一つの封止部が、該ベースに接着剤により固定され、該封止部から突出した外部リードに、給電線が接続されてなる反射鏡付きランプにおいて、前記給電線を固定する、給電線固定部材の一端を、前記接着剤に埋設させて固定、もしくは前記ベースの外周に固定し、前記給電線を、前記給電線固定部材の他端に固定したことを特徴としている。
また、請求項２に記載の発明は、発光管部の少なくとも一端に封止部を有し、該封止部から外部リードが突出してなるランプの一つの封止部が、凹面反射鏡の中央底部に設けられた開口に挿入され、接着剤により固定され、該封止部から突出した外部リードに、給電線が接続されてなる反射鏡付きランプにおいて、前記給電線を固定する、給電線固定部材の一端を、前記接着剤に埋設させて固定、もしくは前記凹面反射鏡の外表面に固定し、前記給電線を、前記給電線固定部材の他端に固定したことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
上記構成によれば、給電線に加えられた力は、給電線固定部材により遮られるので、外部リードを介してランプの封止部と接着剤との界面に、大きな力が伝わることはない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の第１の実施例に係る反射鏡付きランプの断面構造を示す。
ランプ１は、直流点灯型のものであり、その放電容器２は石英ガラスにより形成され、発光空間を形成する楕円球形の発光管部３とこの発光管部３の両端から外方に伸びるように連設されたロッド状の陽極側封止部４０ａ，陰極側封止部４０ｂを有する。
発光管部３には、放電容器２の管軸上において、電極間距離が例えば２．０ｍｍ以下となる状態で陽極５０ａ、陰極５０ｂとが対向配置しており、陰極５０ｂは、該陰極５０ｂを先端に有する陰極側内部リード棒６０ｂが陰極側封止部４０ｂ内を伸び、当該陰極側封止部４０ｂに気密に埋設された陰極側金属箔７０ｂを介して陰極側外部リード棒８０ｂに電気的に接続されている。
陽極５０ａについても、同様の構成とされる。図において、６０ａは陽極側内部リード棒、７０ａは陽極側金属箔である。
また、放電ランプ１の放電容器２の陽極側封止部４０ａから突出した陽極側外部リード棒８０ａ、及び陰極側封止部４０ｂから突出した陰極側外部リード棒８０ｂのそれぞれの端部には、電力を供給する給電線１０ａ，１０ｂが接続されている。
【００１４】
そして、発光管部３内には、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。希ガスは例えば、１．３×１０^４Ｐａ封入される。
ここで、水銀の封入量は０．１５ｍｇ／ｍｍ^３以上であって、これは安定点灯時の水銀蒸気圧が百数十気圧以上になるものである。
【００１５】
このような高圧水銀ランプの一例を紹介すると、発光管部の最大外径１２ｍｍ、最大内径５ｍｍ、発光空間長（ランプの軸方向の長さ）１２ｍｍ、封入水銀量１７ｍｇ、発光空間の内容積１２０ｍｍ^３、定格電力１６０Ｗである。
【００１６】
凹面反射鏡９は、従来と同様、耐熱性を有する硬質ガラス、例えば硼珪酸ガラスからなり、放物面もしくは楕円面形状を有する。また、凹面反射鏡９には、ランプ１の陽極側封止部４０ａを挿入するための開口部９ａがその中央底部に、陰極側封止部４０ｂから突出した外部リード棒８０ｂに接続された給電線１０ｂを凹面反射鏡９の外表面に引き出すための貫通孔９ｃが凹面反射鏡９の光反射部９ｂに設けられている。
更に、凹面反射鏡９の光反射部９ｂには、例えば蒸着法によりチタニア（ＴｉＯ_２）とシリカ（ＳｉＯ_２）とを交互に積層した誘電体多層膜が形成され、紫外線領域及び赤外線領域の光を透過して可視光のみを反射するように、それぞれの誘電体膜の厚み、膜数が規定されている。
そして、上記凹面反射鏡９は、凹面反射鏡９の中心軸とランプ１の長手軸とが一致し、且つランプ１の発光輝点が凹面反射鏡９の焦点位置にくるように、ランプ１に対して配置され、無機接着剤１１、例えばセラミックス系接着剤により、ランプ１と一体化されている。
【００１７】
次に、本発明の第１の実施例に係る反射鏡付きランプの組み立て手順について説明する。
図２に、本発明の第１の実施例に係る反射鏡付きランプに用いられるベースの断面構造、給電線固定部材の構造を示す。
最初に、セラミックスからなる筒状のベース１４の接着部１４ａに、凹面反射鏡９の中央底部に設けられた開口９ａを挿入し、無機接着剤１１、例えばセラミックス系接着剤をその間に充填し、凹面反射鏡９とベース１４とを互いに固定する。
次に、ランプ１の陽極側封止部４０ａを、凹面反射鏡９の開口９ａを介して、ベース１４内部に挿入し、凹面反射鏡９の中心軸とランプ１の長手軸とが一致し、ランプ１の発光輝点（陽極５０ａと陰極５０ｂの対向部）が凹面反射鏡９の焦点位置にくるように配置し、無機接着剤１１をベース１４の接着部１４ｂに充填し、ベース１４にランプ１を固定する。
更に、ベース１４の接着部１４ｂから突出した、ランプ１の陽極側封止部４０ａを、金属、例えば銅からなる給電線固定部材１５の、円筒状のランプ挿通部１５ａに挿通し、無機接着剤１１をベース１４の接着部１４ｃに充填し、ベース１４と給電線固定部材１５とを一体化させる。したがって、給電線固定部材１５の一端、即ち円筒状のランプ挿通部１５ａは、接着剤１１に埋設されて固定されることになる。
最後に、給電線１０ａ，１０ｂを各外部リード棒８０ａ，８０ｂに接続する。この時、陽極側外部リード棒８０ａに接続された給電線１０ａを、給電線固定部材１５の他端、即ち給電線把持部１５ｂに挟み、圧着・固定する。
【００１８】
次に、図１に示した本発明の実施例の作用・効果を説明する。
本発明の第１の実施例に係る反射鏡付きランプにおいて、給電線固定部材１５の一端、即ち円筒状のランプ挿通部１５ａは、接着剤１１に埋設されて固定され、給電線１０ａは給電線固定部材１５の他端、即ち給電線把持部１５ｂに固定されるので、給電線１０ａに加えられた力、即ち給電線１０ａを持って凹面反射鏡付きランプを搬送したり、給電線１０ａを捻じる、引っ張るなどの行為を行った場合に生じる力は、給電線把持部１５ｂで遮られ、給電線１０ａが接続された外部リード棒８０ａを介してランプの封止部４０ａと接着剤１１との界面に伝わることはない。
よって、ランプ１の発光輝点が凹面反射鏡９の焦点位置からずれて、照度が低下することが無く、且つ口金をランプに取り付ける工程が不要な反射鏡付きランプを提供することができる。
【００１９】
図３に、本発明の第２の実施例に係る反射鏡付きランプの断面構造を示す。また、図４に、本発明の第２の実施例に係る反射鏡付きランプに用いられるベースの断面構造、給電線固定部材の構造を示す。
本発明の第２の実施例に係る反射鏡付きランプにおいて、凹面反射鏡９は、その開口部９ａはベース１６の接着部１６ａに挿入され、無機接着剤１１、例えばセラミックス系接着剤により凹面反射鏡９とベース１６とは互いに固定されている。
また、ランプ１の陽極側封止部４０ａは、凹面反射鏡９の中央底部に設けられた開口９ａを介して、セラミックスからなる筒状のベース１６の接着部１６ｂに挿通され、ベース１６の接着部１６ｂに充填した無機接着剤１１により、ベース１６に固定されている。
更に、金属、例えば銅からなる給電線固定部材１７のベース挟持部１７ａが、ベース１６の固定部材係止部１６ｃを挟み込んだ状態で圧着され、ベース１６に固定されている。
したがって、給電線固定部材１７の一端、即ちベース挟持部１７ａは、ベース１６の外周に固定されることになる。
そして最後に、給電線１０ａ，１０ｂが各外部リード棒８０ａ，８０ｂに接続される。この時、陽極側外部リード棒８０ａに接続された給電線１０ａは、第１の実施例と同様に、給電線固定部材１７の他端、即ち給電線把持部１７ｂに挟まれ、圧着・固定される。
【００２０】
次に、図３に示した本発明の実施例の作用・効果を説明する。
本発明の第２の実施例に係る反射鏡付きランプにおいて、給電線固定部材１７の一端、即ちベース挟持部１７ａは、ベース１６の外周に固定され、給電線１０ａは給電線固定部材１７の他端、即ち給電線把持部１７ｂに固定されるので、給電線１０ａに加えられた力、即ち給電線１０ａを持って凹面反射鏡付きランプを搬送したり、給電線１０ａを捻じる、引っ張るなどの行為を行った場合に生じる力は、給電線把持部１７ｂで遮られ、給電線１０ａが接続された外部リード棒８０ａを介してランプの封止部４０ａと接着剤１１との界面に伝わることはない。よって、ランプ１の発光輝点が凹面反射鏡９の焦点位置からずれて、照度が低下することが無く、且つ口金をランプに取り付ける工程が不要な反射鏡付きランプを提供することができる。
【００２１】
図５，６に、本発明の第３，第４の実施例に係る反射鏡付きランプの断面構造を示す。
本発明の第３，第４の実施例に係る反射鏡付きランプにおいて、ランプ１は、その封止部４０ａが凹面反射鏡９の開口部９ａに挿入され、凹面反射鏡９の中心軸とランプ１の長手軸とが一致し、ランプ１の発光輝点（陽極５０ａと陰極５０ｂの対向部）が凹面反射鏡９の焦点位置にくるように配置されて、無機接着剤１１により凹面反射鏡９に固定されている。
そして、金属、例えば銅からなる給電線固定部材１９の一端が、第３の実施例の場合には、凹面反射鏡９の開口部９ａ内の無機接着剤１１に埋設されて固定され、第４の実施例の場合には、凹面反射鏡９の外表面、即ち開口部９ａの外周に固定されている。
更に、陽極側外部リード棒８０ａに接続された給電線１０ａは、第１，２の実施例と同様に、給電線固定部材１９の他端、即ち給電線把持部１９ａに挟まれ、圧着・固定されている。
【００２２】
次に、図５，６に示した本発明の実施例の作用・効果を説明する。
本発明の第３，４の実施例に係る反射鏡付きランプにおいて、給電線固定部材１９の一端は、凹面反射鏡９の開口部９ａ内の無機接着剤１１に埋設されて固定、もしくは凹面反射鏡９の外表面、即ち開口部９ａの外周に固定され、給電線１０ａは、給電線固定部材１９の他端、即ち給電線把持部１９ａに固定されるので、給電線１０ａに加えられた力、即ち給電線１０ａを持って凹面反射鏡付きランプを搬送したり、給電線１０ａを捻じる、引っ張るなどの行為を行った場合に生じる力は、給電線把持部１９ａで遮られ、給電線１０ａが接続された外部リード棒８０ａを介してランプの封止部４０ａと接着剤１１との界面に伝わることはない。
よって、ランプ１の発光輝点が凹面反射鏡９の焦点位置からずれて、照度が低下することが無く、且つ口金をランプに取り付ける工程が不要な反射鏡付きランプを提供することができる。
【００２３】
なお、上記第１乃至第４の実施例においては、ランプ１として、直流点灯型のものを用いたが、これに限るものではなく交流点灯型のものであっても良い。
【００２４】
【効果】
本発明の反射鏡付きランプによれば、ランプの発光輝点が凹面反射鏡の焦点位置からずれて、照度が低下することの無い、そして口金をランプに取り付ける工程が不要な反射鏡付きランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係る反射鏡付きランプの断面構造を示す図である。
【図２】 本発明の第１の実施例に係る反射鏡付きランプに用いられるベースの断面構造、給電線固定部材の構造を示す図である。
【図３】 本発明の第２の実施例に係る反射鏡付きランプの断面構造を示す図である。
【図４】 本発明の第２の実施例に係る反射鏡付きランプに用いられるベースの断面構造、給電線固定部材の構造を示す図である。
【図５】 本発明の第３の実施例に係る反射鏡付きランプの断面構造を示す図である。
【図６】 本発明の第４の実施例に係る反射鏡付きランプの断面構造を示す図である。
【図７】 従来の反射鏡付きランプに用いられるランプの一例を示す図である。
【図８】 従来の反射鏡付きランプに用いられるランプに取り付けられる口金の断面構造を示す図である。
【図９】 従来の反射鏡付きランプの一例を示す図である。
【図１０】 口金の無いランプを凹面反射鏡に取りつけた反射鏡付きランプの断面構造を示す図である。
【符号の説明】
１ ランプ
２ 放電容器
３ 発光管部
４ａ，４ｂ 封止部
５ａ，５ｂ 電極
６ａ，６ｂ 内部リード棒
７ａ，７ｂ 金属箔
８ａ，８ｂ 外部リード棒
９ 凹面反射鏡
９ａ 開口
９ｂ 光反射部
９ｃ 貫通孔
１０ａ，１０ｂ 給電線
１１，３２ 無機接着剤
１２ 圧着端子
１３ ナット
１４，１６ ベース
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１６ａ，１６ｂ 接着部
１５，１７，１９ 給電線固定部材
１５ａ ランプ挿通部
１５ｂ，１７ｂ，１９ａ 給電線把持部
１６ｃ 固定部材係止部
１７ａ ベース挟持部
１８ ネジ
３０ Ｎｉ撚り線
３１ 口金
３１ａ 撚り線挿通部
３１ｂ 接着剤注入部
３１ｃ 口金ピン部
３１ｄ ネジ部
４０ａ 陽極側封止部
４０ｂ 陰極側封止部
５０ａ 陽極
５０ｂ 陰極
６０ａ 陽極側内部リード棒
６０ｂ 陰極側内部リード棒
７０ａ 陽極側金属箔
７０ｂ 陰極側金属箔
８０ａ 陽極側外部リード棒
８０ｂ 陰極側外部リード棒

Claims (2)

1. 凹面反射鏡の中央底部に設けられた開口にベースが固定され、発光管部の少なくとも一端に封止部を有し、該封止部から外部リードが突出してなるランプの一つの封止部が、該ベースに接着剤により固定され、該封止部から突出した外部リードに、給電線が接続されてなる反射鏡付きランプにおいて、
   前記給電線を固定する、給電線固定部材の一端を、前記接着剤に埋設させて固定、もしくは前記ベースの外周に固定し、
   前記給電線を、前記給電線固定部材の他端に固定したことを特徴とする反射鏡付きランプ。
2. 発光管部の少なくとも一端に封止部を有し、該封止部から外部リードが突出してなるランプの一つの封止部が、凹面反射鏡の中央底部に設けられた開口に挿入され、接着剤により固定され、該封止部から突出した外部リードに、給電線が接続されてなる反射鏡付きランプにおいて、
   前記給電線を固定する、給電線固定部材の一端を、前記接着剤に埋設させて固定、もしくは前記凹面反射鏡の外表面に固定し、
   前記給電線を、前記給電線固定部材の他端に固定したことを特徴とする反射鏡付きランプ。

Images