JP4442124B2 - Short arc discharge lamp - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ用、半導体露光用、紫外線硬化用等の光源に使用されるショートアーク放電ランプに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、プロジェクタ用の光源には、従来からキセノンガスが封入されたショートアーク放電ランプがしばしば用いられる。最近では、プロジェクタの投射映像の明るさをより明るくすることが強く要求されるようになった。このため、封入されるキセノンガスのガス量が多くなる傾向にある。従って、最近のショートアーク放電ランプは、点灯中の発光管内のガス圧が極めて高くなっている。
【0003】
かかるショートアーク放電ランプは、石英ガラスからなる球形や楕円球形をした発光管内にキセノンガスが封入されるとともに、陰極と陽極が対向配置される。そして、陰極および陽極の電極芯棒が発光管の両側に続く側管の端部でシールされている。そして、陰極および陽極の電極芯棒を保持するために、側管の発光管側の端部を加熱して絞り込み、縮径して絞り込み部を形成している。しかし、側管の絞り込み部で陰極および陽極の電極芯棒を直接保持するためには、絞り込み量を大きくする必要がある。
【0004】
このため、従来から陰極および陽極の電極芯棒を石英ガラスからなる電極芯棒保持用筒体に挿通し、側管の絞り込み部を保持用筒体に溶着することにより陰極および陽極の電極芯棒を保持する技術が使われている。
【0005】
側管の絞込み部を保持用筒体に溶着すると、溶着端部において、小さなクサビ状の隙間ができる。そして点灯時に割れが生じる原因となりうる。側管の絞り込み部が保持用筒体に溶着しない技術として、特開昭51-148274号公報には、保持用筒体の外周にモリブデン、タンタル、タングステン、チタンといった高融点金属の箔か10μm〜30μmの薄層を設けることが記載されている。
【0006】
図1に従来技術として、同公報の技術を使用した従来のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。一部断面図で示す。電極芯棒23は電極芯棒保持用の石英ガラス製の保持用筒体30に挿通保持されている。保持用筒体30の外周に被覆材40を介在させている。保持用筒体30が軸方向に動かないように側管11に内凹個所70を設けることが記載されている。14は口金である。
【0007】
しかし、この特開昭51-148274号公報に開示された技術においては、保持用筒体30が軸方向に発光管10側へ動く可能性があり、ランプの耐震動性が低くなり、ランプ破損を起こしやすい。そして、発光管10側への保持用筒体30の移動を防止するためにタングステン巻線60を設けているが、部品点数が増える上、異なる寸法のランプに対してそれぞれ寸法の異なるタングステン巻線60を追加して設けなければならない、という不具合が生じる。
【0008】
【特許文献1】
特開昭51−148274号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、電極芯棒保持用の石英ガラス製の保持用筒体の軸方向の移動を防止でき、耐震動性が高められ、ランプ破裂を防止できるショートアーク放電ランプを提供することにある。
【0010】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、発光管内に陰極と陽極が対向配置され、該陰極の電極芯棒および該陽極の電極芯棒が保持用筒体に挿通されて保持され、該保持用筒体が該発光管に続く側管の絞込み部で支持されており、該保持用筒体の外周が金属からなる被覆材で被覆されたショートアーク放電ランプにおいて、前記保持用筒体が管軸方向の中央部に小径部を有し、前記側管の絞込み部が該保持用筒体の小径部を押さえるように設けられ、前記被覆材が該保持用筒体の管軸方向へ連続して伸びる複数の突条部を有しており、該被覆材の該保持用筒体の周方向の断面形状が波形状および/またはノコギリ歯形状であることを特徴とするショートアーク放電ランプとするものである。
【0014】
【作用】
本発明においては、保持用筒体が管軸方向に小径部を有することで、側管内部を減圧にして保持用筒体の位置する側管外周から加熱することで、保持用筒体の小径部に対応する箇所で特に側管が焼き込まれることで、保持用筒体の小径部で押さえるように固定され、これにより保持用筒体の軸方向の移動が防止しでき、なおかつ、特開昭51−148274号公報で示されたような保持用筒体以外の部品の必要がない。
【0015】
ただし、保持用筒体と側管の溶着を防止するために保持用筒体の外周には高融点金属からなる被覆材を設ける必要がある。そこで、小径部のある保持用筒体の位置する側管外周から加熱・縮径したときに、当該被覆材が平坦な箔形状または薄板形状であると、保持用筒体に被覆材を巻き回して被覆し、側管外周から焼き込んだ際に、被覆材が側管内壁に押され、被覆材表面に、局所的に折れ曲がり鋭利な角部をもった皺が生じることがある。この皺が生じることにより、ランプの見栄えが悪くランプの外観が損なわれ、ランプの商品価値が低下するだけでなく、皺の折れ曲がり部先端に応力集中が生じ、ランプ破裂を招く恐れがある。
【0016】
そこで保持用筒体に小径部があり、かつ保持用筒体の外周には高融点金属からなる被覆材が設けてあっても、被覆材が該保持用筒体の管軸方向へ連続して伸びる複数の突条部を有しており、該被覆材の該保持用筒体の周方向の断面形状が波形状またはノコギリ歯形状、波形状とノコギリ形状の混在形状であることにより側管外周から加熱、縮径したときに被覆材が伸縮して、被覆材の局所的に折れ曲がった皺を防止することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明する。図2は、本発明のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。一部断面図で示す。本発明のショートアーク放電ランプの一例としてはキセノンショートアーク放電ランプがある。石英ガラスからなる発光管10内には、タングステン棒からなる一対の電極芯棒23の先端に固定されたと陽極22と陰極(不図示)が対向配置されている。また、発光管10内には、キセノンガスが封入されている。発光管10の両側から側管11が伸びており、側管11端部において、電極芯棒23がシールされている。14はシール部を覆う口金14である。
【0018】
石英ガラスからなり、外周面に長手方向中央部に小径部を有する保持用筒体30に電極芯棒23がそれぞれ挿通されて、電極芯棒23は保持用筒体30によって保持されている。保持用筒体30はその長手方向で小径部31を有しており、側管外周からの加熱により、側管11は小径部31に対応する箇所で特に焼き込まれ、保持用筒体30を押さえるように固定される。保持用筒体30は、図2で示した形状以外を例示すれば図3(a)、(b)、(c)で示した形状のものが可能であるが、これらの形状に限定されるものではない。図3(b)は保持用筒体30の長手方向両端部に突起部32を有したものである。突起部32は両端部に限らず、保持用筒体の外周面上にあればよい。図3(c)は外観が概略鼓状のものであり特にガラスの成形のし易さ(製作しやすさ)の上から好適である。33は電極芯棒が挿通される貫通孔である。
【0019】
図3(a)、(b)、(c)で示したが、保持用筒体30の小径部31と該小径部以外の部分との直径の最大差の1/2をa(mm)としたとき、aが0.1mmの場合は、小径部31としてのくぼみが小さすぎ、側管11外周から加熱、縮径しても保持用筒体30を十分に固定できない。また、2mmを超えると、側管11外周から加熱、縮径した際に、縮径されすぎるため、ガラスに歪が発生する恐れがあるので、0.2≦a≦2であることが好ましい。
【0020】
図4(a)、(b)、(c)は図3(a)、(b)、(c)で示した各保持用筒体30を側管11内に入れ、側管11外部から加熱して絞り込んだ状態を示す。そして、発光管10内を減圧状態にして、側管11の発光管10側の端部を加熱することにより側管11を縮径して絞り込み部12を形成している。保持用筒体30と絞り込み部12の間に、図2に示すように、高融点金属からなる被覆材50で被覆されている。この被覆によって保持用筒体30と絞り込み部12は溶着によって一体化することなく固定されている。
図4(d)に図4(c)のA−A´断面図を示す。図中、被覆材50はその断面形状が保持用筒体の全周に亘り、波を打ったような形状またはノコギリ歯形状、あるいは波形状とノコギリ歯形状の混合形状を示す。
【0021】
具体的には、被覆材50は図5で示したように波状のモリブデン製の箔または薄板が好適に使用される。モリブデン製の箔または薄板に一定方向に折り返しをつけて山・谷・山・谷が交互になるように突条部50a、50bが作られた、いわゆるギザギザ加工を施したものである。
【0022】
寸法の一例を挙げれば、図5で、被覆材50の山の高さcは0.2mm、被覆材50の山のピッチbは1.0mm、厚みtは15μmである。ギザギザ加工は折り曲げ高さは被覆材50の山の高さcに相当するが、2mm以下でないと箔の伸縮効果が得られにくい。また、ピッチ2mm以下でないと同じくと箔の伸縮効果が得られにくい。
【0023】
被覆材50としては、前述のようにモリブデン箔を使用することができる。モリブデン箔は展延性が良好であり好適である。モリブデンの他にも高融点金属のタングステン、タンタル、ジルコニウム、チタンなども使用できる。被覆材50の厚みは30μm以下が好ましい。
【0024】
被覆材としてモリブデン箔を使用する場合の保持用円筒体部分の溶着方法を説明する。先ず、保持用筒体30の外周面にギザギザ加工した被覆材50であるモリブデン箔を複数の突条部が軸方向へ連続して伸びるように巻きつけ、その後、保持用筒体30の軸方向両端面側にはモリブデン箔を折り曲げる。保持用筒体30に被覆材50を巻き回した状態を斜視図で示すと図6の通りである。図6では保持用円筒体30は軸方向の略中央部に小径部31を有する例に相当し、被覆材50であるモリブデン箔を、複数の突条部を軸方向へ連続して伸びるように巻きつけた様子が示されている。
【0025】
そして、側管11内に、電極を先端に備えた電極芯棒23を挿通させた保持用円筒体30を挿入し、側管11に続く発光管内を減圧状態にして、側管11を管軸方向に沿って加熱すると側管11が縮径し、絞り込み部12が形成されるが、モリブデン箔からなる被覆材50が介在するので、保持用筒体30と絞り込み部12は溶着によって一体化することなく固定される。そのときに被覆材50の軸方向へ連続して伸びる複数の突条部が側管11の加熱・縮径の過程で形状を変えつつ変形し、局部的な折れ曲がり皺の生じるのを抑制する。なお、保持用筒体30は、完全な円筒体だけでなく、5角形以上の多角形の筒体であってもよい。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のショートアーク放電ランプでは石英ガラス製の保持用筒体に小径部をもち、ギザギザ加工を施した高融点金属の被覆材をその保持用筒体の外周に巻き回しているので、保持用筒体の位置する側管の外面から加熱して側管を縮径しても、被覆材表面には局所的に折れ曲がった皺が生じず、箔とガラス接触部に応力が集中することなく破損しない。
【0027】
本発明によれば、輸送時などランプに振動が加わっても保持用筒体のガラス管が移動せず、シール部に力が集中することなく、破損しないショートアーク放電ランプとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。
【図2】本発明のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。
【図3】本発明のショートアーク放電ランプに供される保持用筒体の実施例を示す。
【図4】本発明のショートアーク放電ランプの、保持用筒体部分近傍の拡大図および断面図である。
【図5】高融点金属の被覆材の拡大図である。
【図6】ギザギザ加工したモリブデン箔を保持用筒体に巻き回した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
10 発光管
11 側管
12 絞り込み部
13 シール部
14 口金
22 陽極
23 電極芯棒
30 保持用筒体
31 小径部
32 突起部
33 貫通孔
40 被覆材
50 被覆材
50a 突条部
50b 突条部
60 タングステン巻線
70 内凹個所[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a short arc discharge lamp used for a light source for projectors, semiconductor exposure, ultraviolet curing and the like.
[0002]
[Prior art]
For example, as a light source for a projector, a short arc discharge lamp in which xenon gas is sealed is often used. Recently, there has been a strong demand for a brighter projected image from the projector. For this reason, there exists a tendency for the gas amount of the xenon gas enclosed to increase. Therefore, recent short arc discharge lamps have extremely high gas pressure in the arc tube during lighting.
[0003]
In such a short arc discharge lamp, a xenon gas is sealed in a spherical or elliptical arc tube made of quartz glass, and a cathode and an anode are arranged to face each other. And the electrode core rod of a cathode and an anode is sealed by the edge part of the side tube which follows the both sides of an arc_tube | light_emitting_tube. And in order to hold | maintain the electrode core rod of a cathode and an anode, the edge part by the side of the arc_tube | light_emitting_tube side of a side tube is heated and squeezed, and it reduces in diameter and forms the squeezed part. However, in order to directly hold the cathode and anode electrode core rods at the narrowing portion of the side tube, it is necessary to increase the narrowing amount.
[0004]
Therefore, the cathode and anode electrode core rods are conventionally inserted by inserting the electrode core rods of the cathode and anode into the electrode core rod holding cylinder made of quartz glass and welding the narrowed portion of the side tube to the holding cylinder. The technology that holds is used.
[0005]
When the narrowed portion of the side tube is welded to the holding cylinder, a small wedge-shaped gap is formed at the weld end. And it can be a cause of cracking during lighting. As a technique in which the narrowed portion of the side tube is not welded to the holding cylinder, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-148274 discloses a high melting point metal foil such as molybdenum, tantalum, tungsten, titanium on the outer periphery of the holding cylinder. It is described that a thin layer of 30 μm is provided.
[0006]
FIG. 1 shows a schematic diagram of a side tube on the anode side of a conventional short arc discharge lamp using the technique of the publication as a conventional technique. Shown in partial cross-sectional view. The
[0007]
However, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 51-148274, there is a possibility that the
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 51-148274
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a short arc discharge lamp that can prevent axial movement of a quartz glass holding cylinder for holding an electrode core bar, can improve vibration resistance, and can prevent lamp burst. It is in.
[0010]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
[0014]
[Action]
In the present invention, the holding cylinder has a small-diameter portion in the tube axis direction, so that the inside of the side tube is depressurized and heated from the outer periphery of the side tube where the holding cylinder is located. In particular, the side tube is burned at a position corresponding to the portion, and is fixed so as to be pressed by the small-diameter portion of the holding cylinder, thereby preventing the holding cylinder from moving in the axial direction. There is no need for parts other than the holding cylinder as shown in Japanese Patent Publication No. 51-148274.
[0015]
However, in order to prevent welding between the holding cylinder and the side tube, it is necessary to provide a coating material made of a refractory metal on the outer periphery of the holding cylinder. Therefore, when the covering material is a flat foil shape or thin plate shape when heated and reduced in diameter from the outer periphery of the side tube where the holding cylinder with the small diameter portion is located, the covering material is wound around the holding cylinder. When the coating material is coated and burned from the outer periphery of the side tube, the coating material is pushed against the inner wall of the side tube, and the surface of the coating material may be locally bent and have wrinkles with sharp corners. The generation of the wrinkles not only deteriorates the appearance of the lamp but also deteriorates the appearance of the lamp, thereby reducing the commercial value of the lamp. In addition, stress concentration may occur at the end of the bent portion of the wrinkle, which may cause lamp explosion.
[0016]
Therefore, even if the holding cylinder has a small diameter portion and a coating material made of a refractory metal is provided on the outer periphery of the holding cylinder, the coating material continues in the tube axis direction of the holding cylinder. The outer periphery of the side tube has a plurality of extending ridges, and the cross-sectional shape in the circumferential direction of the holding cylinder of the covering material is a wave shape or a sawtooth shape, or a mixed shape of a wave shape and a sawtooth shape. The coating material expands and contracts when heated and reduced in diameter, and the wrinkles that are locally bent of the coating material can be prevented.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 2 shows a schematic view of the side tube on the anode side of the short arc discharge lamp of the present invention. Shown in partial cross-sectional view. An example of the short arc discharge lamp of the present invention is a xenon short arc discharge lamp. In the
[0018]
The
[0019]
As shown in FIGS. 3A, 3B and 3C, a half of the maximum difference in diameter between the
[0020]
4A, 4B, and 4C, the holding
FIG. 4D shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. In the figure, the covering
[0021]
Specifically, as the covering
[0022]
As an example of the dimensions, in FIG. 5, the height c of the peak of the covering
[0023]
As the covering
[0024]
A method of welding the holding cylindrical portion when using a molybdenum foil as the covering material will be described. First, a molybdenum foil, which is a
[0025]
Then, a holding
[0026]
【The invention's effect】
As described above, in the short arc discharge lamp of the present invention, the holding tube made of quartz glass has a small-diameter portion, and the refractory metal coating material which has been subjected to the knurling process is wound around the outer periphery of the holding tube. Therefore, even if the diameter of the side tube is reduced by heating from the outer surface of the side tube where the holding cylinder is located, no locally bent wrinkles are generated on the coating material surface, and stress is applied to the foil and glass contact portion. Will not break without concentrating.
[0027]
According to the present invention, the glass tube of the holding cylinder does not move even when vibration is applied to the lamp during transportation, etc., and the force is not concentrated on the seal portion, so that a short arc discharge lamp can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a side tube on the anode side of a conventional short arc discharge lamp.
FIG. 2 is a schematic view of a side tube on the anode side of a short arc discharge lamp of the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of a holding cylinder used in the short arc discharge lamp of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are an enlarged view and a sectional view of the vicinity of a holding cylinder portion of the short arc discharge lamp of the present invention. FIGS.
FIG. 5 is an enlarged view of a coating material of a refractory metal.
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a knurled molybdenum foil is wound around a holding cylinder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記保持用筒体が管軸方向の中央部に小径部を有し、前記側管の絞込み部が該保持用筒体の小径部を押さえるように設けられ、前記被覆材が該保持用筒体の管軸方向へ連続して伸びる複数の突条部を有しており、該被覆材の該保持用筒体の周方向の断面形状が波形状および/またはノコギリ歯形状であることを特徴とするショートアーク放電ランプ。A cathode and an anode are disposed opposite to each other in the arc tube, the cathode electrode core rod and the electrode core rod of the anode are inserted and held in a holding cylinder, and the holding cylinder is connected to the arc tube. In a short arc discharge lamp that is supported by a narrowing portion and the outer periphery of the holding cylinder is covered with a coating material made of a refractory metal,
The holding cylinder has a small-diameter portion at a central portion in the tube axis direction , the narrowing portion of the side tube is provided so as to press the small-diameter portion of the holding cylinder, and the covering material is the holding cylinder. A plurality of protrusions extending continuously in the tube axis direction, and the circumferential cross-sectional shape of the holding cylinder of the covering material is a wave shape and / or a sawtooth shape. Short arc discharge lamp.
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