JP4281655B2 - ショートアーク型放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、例えば、映写機用の光源として使用されるキセノンが封入されたショートアーク型放電ランプや、半導体露光用の光源として使用される水銀を封入したショートアーク型放電ランプに関する。

ショートアーク型放電ランプは、通常、ブレークダウン電圧を下げるために、発光管の外表面にトリガーワイヤーを配設している。

特開昭５１−７８５８６号公報には、トリガーワイヤーをランプに固定する方法として、発光管の両端に連接される封止管においてトリガーワイヤーを一周させ、一周させたトリガーワイヤーの端部を工具で捻って留める技術が開示されている。

また、特開２００２−３６７５６６号公報には、ステンレス等のばね性を有する金属線を発光管の形状に合わせてアーチ状に加工し、その両端を発光管の両端から伸びる封止管の直径に合わせたスプリング部分で形成し、そのスプリング部分を開くことにより封止管に架け、ばね性で締まることによりトリガーワイヤーを発光管と封止管に係止する技術が開示されている。

特開昭５１−７８５８６号公報 特開２００２−３６７５６６号公報

しかし、上記特開昭５１−７８５８６号公報に示すものは、トリガーワイヤーの端部を工具で捻って留めるため、捻る工具が封止管や発光管のガラス表面に接触してガラス表面に傷を付けるおそれがある。ランプ点灯中は発光管内部が高圧となるショートアーク型放電ランプにおいては、このような傷はランプ破裂の要因となる。また捻り作業が複数回繰り返されるので、封止管や発光管の表面に形成された保温膜にトリガーワイヤーが擦れ、保温膜を剥がし、ランプの外観を損ねるおそれもある。

また、特開２００２−３６７５６６号公報のトリガーワイヤーは、トリガーワイヤーの取り付け時間が短縮され、作業性は改善されるが、点灯時間が長時間になると、その間、トリガーワイヤーが高温に曝され、ばね性が失われ、スプリング部分の形状が緩み封止管から外れてしまう問題がある。ランプからトリガーワイヤーが外れてしまうと、本来始動を補助するトリガーワイヤーの機能が失われてしまう。

高温によるステンレス製のトリガーワイヤーの緩み対策としては、ワイヤー線径を太くすることも考えられる。しかし、線径を太くすると硬くなるので、トリガーワイヤーの取り付け作業が難くなり、作業性改善のためにスプリング形状に予め成形するという本来の目的が失われてしまう。また硬くなると、封止管をスプリング部分に挿入する際に、封止管のガラス表面を傷を付け、ランプ破裂の要因となる。さらに、半導体露光用のランプでは、太いトリガーワイヤーはランプからの放射光を遮ってしまうので、被照射面の照度均一性を阻害することにもなる。

また、高温によるステンレス製のトリガーワイヤーの緩み対策として、ワイヤーの材料を変更することも考えられる。しかし、ランプ点灯中は大気中で５００〜７５０℃になる発光管に隣接するトリガワイヤーは高温にさらされるため、長時間にわたって高温下で耐性があり、ばね材料として適する金属線は限定されてくる。例えば、白金等は高温に強くばね材としては好ましいが、高価であり、また断線し易い等の欠点がある。

本発明の目的は、上記の種々の問題点に鑑み、ショートアーク型放電ランプにトリガーワイヤーを固定する際に、ランプを傷つけず、簡単に取り付けることができ、しかもランプの高温下での長時間の使用によってばね性が消失しても、確実に封止管で保持する機能を有するトリガーワイヤーを具備したショートアーク型放電ランプを提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、一対の電極が対向配置された発光管と、該発光管の両端方向に伸びる一対の封止管と、両端部がそれぞれ前記一対の封止管に巻回され、中間部が前記発光管の外表面に沿って配設されるトリガーワイヤーとからなるショートアーク型放電ランプにおいて、前記トリガーワイヤーは、少なくとも一方の封止管側において、前記中間部と前記端部間に形成された屈曲部と、前記端部の先端部に形成された曲げ返し部とを備え、前記屈曲部を前記曲げ返し部に引っ掛けて、前記封止管に係止したことを特徴とするショートアーク型放電ランプである。

第２の手段は、第１の手段において、前記一対の電極が上下に配置される垂直点灯時おいては、前記トリガーワイヤは、上側の封止管側にのみ、前記屈曲部と前記曲げ返し部とを備えることを特徴とするショートアーク型放電ランプである。

請求項１に記載の発明によれば、一対の電極が対向配置された発光管と、該発光管の両端方向に伸びる一対の封止管と、両端部がそれぞれ前記一対の封止管に巻回され、中間部が前記発光管の外表面に沿って配設されるトリガーワイヤーとからなるショートアーク型放電ランプにおいて、前記トリガーワイヤーは、少なくとも一方の封止管側において、前記中間部と前記端部間に形成された屈曲部と、前記端部の先端部に形成された曲げ返し部とを備え、前記屈曲部を前記曲げ返し部に引っ掛けて、前記封止管に係止するようにしたので、ショートアーク型放電ランプにトリガーワイヤーを固定する際に、ランプを傷つけず、簡単に取り付けられ、しかもランプの高温下での長時間の使用によってばね性が消失して巻き回し部が緩んだとしても、曲げ返し部に屈曲部が引っ掛けられているので、巻き回し部の緩みが制御されて、更に緩むことがないため、トリガワイヤーの外れを防ぎ、トリガーワイヤーを確実に封止管で保持させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記一対の電極が上下に配置される垂直点灯時おいては、前記トリガーワイヤーは、上側の封止管側にのみ、前記屈曲部と前記曲げ返し部とを備え、前記封止管に係止するようにしたので、下側の封止管側では、トリガーワイヤーを封止管に巻回するのみであっても、トリガーワイヤーをランプの高温下で長時間使用しても、ランプに確実に保持させることができる。

本発明の第１の実施形態を図１乃至図３を用いて説明する。
図１（１）は、本実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図、図１（２）は図１（１）に示す屈曲部３及び曲げ返し部５１付近の拡大図である。

これらの図において、１はショートアーク型放電ランプの発光管の外表面に沿って配設されるアーチ状に形成されたトリガーワイヤーの中間部、２はショートアーク型放電ランプの封止管に係止されるトリガーワイヤーの端部、３は中間部１と端部２間に形成される屈曲部、４は端部２における封止管部に巻回される巻回部、５１は端部２の先端部において、略Ｖ字状に折り曲げられた曲げ返し部である。

図２は、図１（１）に示したトリガーワイヤーの作成手順を示す図である。
まず、図２（１）において、ワイヤーの片側でトリガーワイヤーの一方の端部２となる部分を輪状に形作る。次に、図２（２）において、トリガーワイヤーの中間部１となる部分をアーチ状に形作る。次に、図２（３）において、トリガーワイヤーの他方の端部２となる部分を輪状に形作る。次に、図２（４）において、図２（３）において形作られたものの形状を固定するために、熱処理加工を施す。次に、図２（５）において、図示する起点Ａ，Ｂを境にして端部２を略９０度曲げる。次に、図２（６）において、起点Ａ，Ｂを境にして端部２が略９０度曲げられた結果、先の起点Ａ，Ｂにおいてそれぞれ屈曲部３が形作られる。次に、図２（７）において、図示する起点Ｃ，Ｄを境にして端部２の先端部分を外側に略１８０度曲げる。起点Ｃ，Ｄを境にして端部２の先端部分が外側に略１８０度曲げられた結果、端部２の拡大図に示すように、曲げ返し部５１が形作られる。その結果、図２（８）に示すように、本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーが得られる。

図３は、本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーをショートアーク型放電ランプに取り付ける手順を示す図である。
なお、同図において、６はショートアーク型放電ランプの発光管、７はショートアーク型放電ランプの封止管である。

まず、図３（１）に示すように、ショートアーク型放電ランプにトリガーワイヤーを係止するために、両者を対向させる。次に、図３（２）に示すように、トリガーワイヤーの一方の端部２の屈曲部３と曲げ返し部５１との間を拡げて、その一方の端部２を一方の封止管７に架ける。次に、図３（３）に示すように、屈曲部３から中間部１側を略Ｖ字状に形成された曲げ返し部５１間に挟み込む。その結果、一方の端部２は一方の封止管７に係止される。次に、図３（４）に示すように、図３（２）及び図３（３）と同様の手順を繰り返して、他方の端部２を他方の封止管７に係止する。

このように、本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーによれば、ランプにトリガーワイヤーを固定する際に、ランプを傷つけずに、簡単に取り付けることができる。また、ランプの高温下での長時間の使用によってトリガーワイヤーのばね性が消失しても、確実に封止管で保持させることができる。

次に、本発明の第２の実施形態を図４及び図５を用いて説明する。
図４（１）は、本実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図、図４（２）は図４（１）に示す屈曲部３及び曲げ返し部５２付近の拡大図である。
これらの図において、５２はトリガーワイヤーの端部２の先端部に形成された小さな輪状の曲げ返し部である。なお、その他の構成は図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。

図５は、図４（１）に示したトリガーワイヤーの作成手順を示す図である。
まず、図５（１）において、ワイヤーの片側でトリガーワイヤーの一方の端部２の先端部に形成される小さな輪状の曲げ返し部５２を形作る。次に、図５（２）において、ワイヤーの片側でトリガーワイヤーの一方の端部２となる部分を輪状に形作る。次に、図５（３）において、トリガーワイヤーの中間部１となる部分をアーチ状に形作る。次に、図５（４）において、トリガーワイヤーの他方の端部２となる部分を輪状に形作る。次に、図５（５）において、トリガーワイヤーの他方の端部２の小さな輪状の曲げ返し部５２を形作る。次に、図５（６）において、図５（５）において形作られたものの形状を固定するために、熱処理加工を施す。次に、図５（７）において、図示する起点Ａ，Ｂを境にして端部２を略９０度曲げる。次に、図２（８）において、起点Ａ，Ｂを境にして端部２が略９０度曲げられた結果、先の起点Ａ，Ｂにおいてそれぞれ屈曲部３が形作られる。その結果、本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーが得られる。

本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーをショートアーク型放電ランプに取り付ける手順は図示していないが、第１の実施形態の図３に示した取り付ける手順とほぼ同様である。図３（３）及び図３（４）に相当する手順において、屈曲部３の中間部１側を小さな輪状に形成された曲げ返し部５２間に挟み込む点で相違するが、トリガーワイヤーの両端部２がそれぞれ両方の封止管７に係止される点では同じである。

本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーにおいても、ランプにトリガーワイヤーを固定する際に、ランプを傷つけず、簡単に取り付けることができ、ランプの高温下での長時間の使用によってトリガーワイヤーのばね性が消失しても、確実に封止管で保持させることができる。

次に、本発明の第３の実施形態を図６を用いて説明する。
図６（１）は、本実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図、図６（２）は図６（１）に示す屈曲部３及び曲げ返し部５３付近の拡大図である。
これらの図において、５３はトリガーワイヤーの端部２の先端部に小さな略４角状に形成された曲げ返し部である。なお、その他の構成は図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。

本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーの作成手順は図示していないが、第１の実施形態の図２の作成手順とほぼ同様である。図２（７）以下に相当する作成手順において、端部２の先端部に小さな略４角状に形成された曲げ返し部５３を形作る点で相違する。

また、本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーをショートアーク型放電ランプに取り付ける手順も図示していないが、第１の実施形態の図３に示した取り付ける手順とほぼ同様である。図３（３）及び図３（４）に相当する手順において、屈曲部３の中間部１側を小さな略４角状に形成された曲げ返し部５３間に挟み込む点で相違するが、トリガーワイヤーの両端部２はそれぞれ両方の封止管７に係止される点では同じである。

本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーにおいても、ランプにトリガーワイヤーを固定する際に、ランプを傷つけず、簡単に取り付けることができ、ランプの高温下での長時間の使用によってトリガーワイヤーのばね性が消失しても、確実に封止管で保持させることができる。

次に、本発明の第４の実施形態を図７を用いて説明する。
図７は、本実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図である。
本実施形態の発明に係るトリガーワイヤーは、トリガーワイヤーの中間部１の両端に形成される端部２のうち、一方の端部２には曲げ返し部５１を形成するが、他方の端部２には封止管に巻回される巻回部４のみを形成し、曲げ返し部５１を形成しない。なお、その他の構成は図１に示す同符号の構成に対応するので、説明を省略する。また、曲げ返し部５１に代えて、第２の実施形態及び第３の実施形態の曲げ返し部５２，５３を採用してもよい。

このトリガーワイヤーは、発光管の一対の電極を上下に配置して垂直点灯する時に、上側の封止管側では、屈曲部３を曲げ返し部５１に引っ掛けて封止管に係止するが、下側の封止管側では、巻回部４を封止管に巻回するのみである。垂直点灯時は、トリガーワイヤーをこのように構成しても、トリガーワイヤーを、ランプの高温下での長時間の使用に際し、ランプに確実に保持させることができる。

図８は、各実施形態の発明に係るトリガーワイヤーと図９に示す従来技術に係るトリガーワイヤーとの、点灯時間経過に対するランプからのトリガーワイヤーの緩みを判定した表である。
同表に示すように、従来技術に係るトリガーワイヤーによれば、５００時間を経過した時点から次第にランプからトリガーワイヤーが緩むことが確認されたが、本発明に係るトリガーワイヤーによれば、１２５０時間を経過しても、ランプからトリガーワイヤーが緩まず、本発明に係るトリガーワイヤーのランプへの係止手段が優れていることが確認された。

図９は、点灯時間経過に対するランプからのトリガーワイヤーの緩みを判定するために作成された、従来技術に係るトリガーワイヤーの構成を示す図である。
同図に示すように、このトリガーワイヤーは、トリガーワイヤーの両端部に形成される巻回部において、それぞれ一対の封止管に巻回され、中間部において発光管の外表面に沿って配設されるが、各実施形態の発明に係るトリガーワイヤーのように、屈曲部を曲げ返し部に引っ掛けて、封止管に係止するような係止手段を備えていない。

第１の実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図である。 図１に示したトリガーワイヤーの作成手順を示す図である。 第１の実施形態の発明に係るトリガーワイヤーをショートアーク型放電ランプに取り付ける手順を示す図である。 第２の実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図である。 図４に示したトリガーワイヤーの作成手順を示す図である。 第３の実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図である。 第４の実施形態の発明に係るショートアーク型放電ランプに係止されるトリガーワイヤーの構成を示す図である。 各実施形態の発明に係るトリガーワイヤーと図９に示す従来技術に係るトリガーワイヤーとの、点灯時間経過に対するランプからのトリガーワイヤーの緩みを判定した表である。 従来技術に係るトリガーワイヤーの構成を示す図である。

符号の説明

１ 中間部
２ 端部
３ 屈曲部
４ 巻回部
５１，５２，５３ 曲げ返し部
６ 発光管
７ 封止管

Claims (2)

1. 一対の電極が対向配置された発光管と、該発光管の両端方向に伸びる一対の封止管と、両端部がそれぞれ前記一対の封止管に巻回され、中間部が前記発光管の外表面に沿って配設されるトリガーワイヤーとからなるショートアーク型放電ランプにおいて、
   前記トリガーワイヤーは、少なくとも一方の封止管側において、前記中間部と前記端部間に形成された屈曲部と、前記端部の先端部に形成された曲げ返し部とを備え、前記屈曲部を前記曲げ返し部に引っ掛けて、前記封止管に係止したことを特徴とするショートアーク型放電ランプ。
2. 前記一対の電極が上下に配置される垂直点灯時おいては、前記トリガーワイヤーは、上側の封止管側にのみ、前記屈曲部と前記曲げ返し部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
   

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