JP4587118B2 - ショートアーク放電ランプ - Google Patents
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Description
然るに、重量の大きな陽極が確実に支持することができるよう外径の大きい陽極芯棒を用いると、封止部において封止が完全に行われないことがあり、また、点灯時にクラックが発生したりするおそれがあり、放電ランプの製造上の歩留まりが大きくなってしまう、という問題がある。
前記陽極においては、金属素線が金属芯線の外周にピッチ100%で巻回されてなる複合線材が前記陽極芯棒の先端部分の外周に巻回されてなる複合コイル体が設けられており、
前記陽極芯棒の先端にはコイル遮蔽部が設けられており、前記複合コイル体が陽極芯棒における当該コイル遮蔽部よりも基端側の部分に設けられており、
前記コイル遮蔽部は、複合コイル体の外径と同じまたはこれよりも大きい外径を有することを特徴とする。
図1は、本発明のショートアーク放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。このショートアーク放電ランプ(以下、単に「放電ランプ」ともいう。)は、直流点灯型の高圧水銀ランプであり、石英ガラスにより形成された、楕円球形の発光管部11と、この発光管部11の両端からそれぞれ外方に伸びるよう連設された封止部12、12とを有する放電容器10を具えている。
発光管部11の最大外径は9〜15mm、最大内径は3〜9mmとされ、封止部12の長さは10〜20mmとされる。また、陽極芯棒16の外径Qは0.2〜0.7mmである。陰極14および陽極15の電極間距離は例えば1.0〜2.0mmとされる。
また、この放電ランプは、発光管部11の管壁負荷が50〜250W/cm2 、好ましくは100〜200W/cm2 となる条件で点灯されるよう、例えば、定格電圧が80V、定格電流が2.0A、定格電力が160Wとして構成される。
管壁負荷が50W/cm2 未満であると発光効率が低いものとなって実用上の光出力が得られず、一方、管壁負荷が250W/cm2 よりも大きいと、発光管部11の管壁の温度の過度の上昇に起因して放電容器10を形成する石英ガラスの再結晶化による曇りが早期に発生して使用寿命が短いものとなるおそれがある。
その結果、放電ランプに供給する電流を増加して光の高出力化を実現しても、長期間にわたって安定に使用することのできるショートアーク放電ランプを得ることができる。
例えば、本発明のショートアーク放電ランプは、発光物質として水銀が封入された高圧水銀ランプとして構成されることに限定されず、例えば水銀などの金属蒸気とハロゲンとの混合物を発光物質とするメタルハライドランプとして構成されてもよい。
メタルハライドランプの一例においては、発光管部11の内表面に酸化アルミニウム(Al2 O3 )および酸化ニオブ(Nb2 O5 )などの金属酸化物の薄膜が例えばゾルゲル法によって0.1μmの厚さに形成されたものとされ、放電容器10の放電空間T内には、例えばメタルハライドとして二臭化スズ(SnBr2 )が5〜20mg、バッファガスとしてキセノンガスが例えば5気圧となる封入圧で封入され、さらに、発光管部11の管壁負荷が50〜100W/cm2 となる条件で点灯されるよう、例えば、定格電圧が80V、定格電流が3.1A、定格電力が250Wとして構成される。
さらに、封止部における封止構造は、金属箔による箔シール構造であることに限定されず、その他の構造、例えばロッドシール構造であってもよい。
図4に示されるように、この例のショートアーク放電ランプにおける陽極35は、陽極芯棒16の先端に、複合線材25による複合コイル体20の外径Rと同じまたはこれよりも大きい外径を有するコイル遮蔽部28が設けられており、陽極芯棒16における当該コイル遮蔽部28よりも基端側の部分に複合コイル体20が設けられることにより、構成されている。そして、陽極35が以上の構成を有することの他は、第1の実施の形態における放電ランプと同様の構成を有する。
このコイル遮蔽部28は、陽極芯棒16を構成する材料と同一の材料よりなるものである。この例においてはコイル遮蔽部28はタングステンよりなり、その最大外径Uは、例えば1.5〜2.1mmとされ、特に好ましくは複合コイル体20の外径Rと同じ大きさとされる。
複合コイル体20の外径Rは、複合線材25の外径をP、陽極芯棒16の外径をQとすると、式:(P×2)+Qで表され、例えば一例においては、Pは0.7mm、Qは0.7mmであり、この場合に、Rは2.1mmである。
図5に示されるように、この例のショートアーク放電ランプにおける陽極45は、陽極芯棒16の先端と複合線材25による複合コイル体20とが溶着された溶着部29を有する構成とされている。そして、陽極45が以上の構成を有することの他は、第1の実施の形態における放電ランプと同様の構成を有する。
図1に示す構成に従って、下記の仕様による高圧水銀ランプを作製した。
・陽極芯棒(16):材質;タングステン、寸法;長さ10mm、外径0.7mm、
・陽極(15):材質;タングステン、寸法;陽極(15)の最大外径2.1mm、陽極(15)の長さ5mm、金属素線(21)の材質がタングステン、金属素線(21)の外径が0.2mm、芯線(22)の材質がタングステン、芯線(22)の外径が0.3mm、複合線材(25)の陽極芯棒(16)への巻回ピッチが100%、
・陰極(14):材質;タングステン、寸法;陰極芯棒(17)の長さ10mm、陰極芯棒(17)の外径0.7mm、
・陰極(14)と陽極(15)との電極間距離:1.2mm、
・点灯条件:定格電流;2A、定格電圧;80V、定格電力;160W、管壁負荷;100W/cm2 、
・封入物:アルゴンガス(封入時圧力0.2気圧)、水銀20mg、臭素80μg
ただし、この高圧水銀ランプにおいて、陽極とは、複合コイル体(20)およびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
陽極芯棒の外径を0.4mmとし、複合コイル体(20)およびこれが巻回されるべき陽極芯棒(16)における先端部分よりなる陽極を構成したこと以外は、実施例1と同様にして高圧水銀ランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表1に示す。
複合線材(25)の代わりに外径0.7mmのタングステン製のワイヤが陽極芯棒(16)に巻回されて形成されたコイルが設けられている陽極を用いたこと以外は、実施例1と同様にして高圧水銀ランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表1に示す。
ただし、この高圧水銀ランプにおいて、陽極とは、コイルおよびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
陽極として外径1.8mm、長さ5mmの円錘台状の図6に示す陽極と同形状の電極体を陽極芯棒の先端に設けたこと以外は、実施例2と同様にして高圧水銀ランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表1に示す。
図1に示す構成に従って、下記の仕様によるメタルハライドランプを作製した。
・陽極芯棒(16):材質;タングステン、寸法;長さ11mm、外径0.7mm、
・陽極(15):材質;タングステン、寸法;陽極(15)の最大外径2.1mm、陽極(15)の長さ5mm、金属素線(21)の材質がモリブデン、金属素線(21)の外径が0.2mm、芯線(22)の材質がタングステン、芯線(22)の外径が0.3mm、複合線材(25)の陽極芯棒(16)への巻回ピッチが100%、
・陰極(14):材質;タングステン、寸法;陰極芯棒(17)の長さ11mm、陰極芯棒(17)の外径0.7mm、
・陰極(14)と陽極(15)との電極間距離:1.5mm、
・点灯条件:定格電流;3.1A、定格電圧;80V、定格電力;250W、管壁負荷;125W/cm2 、
・封入物:キセノンガス(封入時圧力5.0気圧)、二臭化スズ(SnBr2 )20mg、臭素80μg
ただし、このメタルハライドランプにおいて、陽極とは、複合コイル体(20)およびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
陽極芯棒の外径を0.6mmとし、複合コイル体(20)およびこれが巻回された陽極芯棒(16)における先端部分よりなる陽極を構成したこと以外は、実施例3と同様にしてメタルハライドランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表2に示す。
複合線材(25)の代わりに外径0.7mmのタングステン製のワイヤを陽極芯棒(16)に巻回されて形成されたコイルが設けられている陽極を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてメタルハライドランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表2に示す。
ただし、この高圧水銀ランプにおいて、陽極とは、コイルおよびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
陽極として外径1.8mm、長さ5mmの円錘台状の図6に示す陽極と同形状の電極体を陽極芯棒の先端に設けたこと以外は、実施例4と同様にしてメタルハライドランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表2に示す。
T 放電空間
11 発光管部
12 封止部
13 金属ワイヤ
14 陰極
15 陽極
16 陽極芯棒
17 陰極芯棒
18 金属箔
19 外部リード棒
20 複合コイル体
21 金属素線
22 金属芯線
25 複合線材
28 コイル遮蔽部
29 溶着部
35、45、55 陽極
L1 管軸
Claims (3)
- 発光管部およびこの発光管部の両端から外方に伸びる封止部を有する放電容器を具え、発光管部内において陽極と陰極とが対向配置されると共に、陽極芯棒の基端部が封止部において支持され、発光管部の管壁負荷が50〜250W/cm2 となる条件において点灯されるショートアーク放電ランプであって、
前記陽極においては、金属素線が金属芯線の外周にピッチ100%で巻回されてなる複合線材が前記陽極芯棒の先端部分の外周に巻回されてなる複合コイル体が設けられており、
前記陽極芯棒の先端にはコイル遮蔽部が設けられており、前記複合コイル体が陽極芯棒における当該コイル遮蔽部よりも基端側の部分に設けられており、
前記コイル遮蔽部は、複合コイル体の外径と同じまたはこれよりも大きい外径を有することを特徴とするショートアーク放電ランプ。 - 前記陽極芯棒の先端と前記複合線材による複合コイル体とが溶着されていることを特徴とする請求項1に記載のショートアーク放電ランプ。
- 前記複合線材の外径が、前記陽極芯棒の外径以上の大きさであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のショートアーク放電ランプ。
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