JP4629714B2 - 超高圧水銀放電ランプ - Google Patents

Description

この発明は、プロジェクター用光源に使用される超高圧水銀放電ランプに関するもので、更に詳しくは発光管の電極芯線の形状に関する。

プロジェクター用光源に使用される超高圧水銀放電ランプ（以下、ランプと呼ぶ場合もある）の発光管は、石英ガラスチューブの中に電極システムを挿入し、これらを封止する。超高圧水銀放電ランプの発光管の内部圧力は非常に高く、２００気圧に達する場合もある。
特開平１１−０６７１５６号公報

そのため、ランプの点灯中に発光管の石英ガラスチューブが、内圧に耐えきれずに破裂することがある。特に、電極溶接部の石英ガラスチューブと箔との密着性が悪くその間に隙間が生じる。その隙間に高圧の水銀が入り込み、石英ガラスチューブが破裂することがある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、石英バルブの破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀放電ランプを提供することを目的とする。

この発明に係る超高圧水銀放電ランプは、石英バルブ内に一対の電極システムを封止した発光管を有する超高圧水銀放電ランプにおいて、
一対の電極システムは、夫々、溶接部を有する電極と、一端が溶接部に溶接される箔と、箔の他端に接続されるリード線とを備え、
溶接部の電極の長手方向に直交する断面の形状を、略正弦波状、略台形、または略半円形とし、
箔と溶接部の最も面積の大きい平面部とを溶接することを特徴とする。

この発明に係る超高圧水銀放電ランプは、石英バルブ内に一対の電極システムを封止した発光管を有する超高圧水銀放電ランプにおいて、
一対の電極システムは、夫々、溶接部を有する電極と、一端が溶接部に溶接される箔と、箔の他端に接続されるリード線とを備え、
溶接部の端部に、電極の長手方向に切込を設け、切込に箔を差込み溶接することを特徴とする。

この発明に係る超高圧水銀放電ランプは、溶接部の電極の長手方向に直交する断面の形状を、略正弦波状、略台形、または略半円形とし、箔と溶接部の最も面積の大きい平面部とを溶接することにより、電極システムの封止時に石英バルブと箔又は電極との間に隙間が発生するのを抑制したので、石英バルブの破裂する恐れが少なく、信頼性の高い超高圧水銀放電ランプを得ることができる。

実施の形態１．
図１乃至図６は実施の形態１を示す図で、図１は反射鏡付放電ランプ１の一部を破断した側面図、図２は発光管２の断面図、図３は電極システム２４ｂの平面図（ａ）と側面図（ｂ）、図４は電極２１ｂの平面図（ａ）と側面図（ｂ）、図５は封止後の溶接部２１ｂ−２付近の断面図（（ａ）は実施の形態１の一例、（ｂ）は比較のために示す従来例）である。

図１に示すように、反射鏡付放電ランプ１（超高圧水銀放電ランプの一例）は、反射鏡３の内部に発光管２が収納される。発光管２の発光部分は、球面、楕円面、放物面等の碗状の反射鏡３の焦点に位置する。放射された光は、反射鏡３の内面に施された反射膜によって反射され、ランプ前方に放射される。放射された光はランプ前方に設けられて光学系に入射する。

図２に示すように、発光管２は、一対の電極システム２４ａと電極システム２４ｂとが石英バルブ２０内に配置される。電極システム２４ａは、電極２１ａ、箔２２ａ、リード線２３ａを備える。同様に、電極システム２４ｂは、電極２１ｂ、箔２２ｂ、リード線２３ｂを備える。発光管２内には、水銀と希ガスが封入される。そして、発光管２の両端部は、石英バルブ２０を加熱・溶融することで封止られる。

図３により、電極システム２４ａ及び電極システム２４ｂの構成を、電極システム２４ｂを例に説明する。電極システム２４ａの構成も、電極システム２４ｂと同じである。

図３に示すように、電極システム２４ｂは、電極２１ｂと、この電極２１ｂが一端部に溶接により固定される箔２２ｂと、この箔２２ｂの他端部に溶接により固定されるリード線２３ｂとを有する。箔２２ｂとリード線２３ｂの材料は、モリブデンである。箔２２ｂは、その厚さが数十ミクロン程度と非常に薄いものを使用する。箔２２ｂを薄くすることで石英バルブ２０との密着性が向上し、気密性が良くなる。

図４に示すように、電極２１ｂは芯線２１ｂ−４の一方の端部に放電部２１ｂ−１が形成されている。芯線２１ｂ−４の他方の端部は、箔２２ｂが溶接される溶接部２１ｂ−２になっている。本実施の形態は、溶接部２１ｂ−２の形状に特徴がある。従来の発光管に使用される電極は、溶接部の断面形状が円形である。本実施の形態の溶接部２１ｂ−２は、図４（ｂ）に示すように、その断面形状が円形ではなく、略正弦波状（頂点を中心とする１サイクル分）、略台形、又は略半円形等である。断面形状が略正弦波状、略台形、又は略半円形の溶接部２１ｂ−２の最も面積の大きい平面部が箔２２ｂに溶接される。このような形状の溶接部２１ｂ−２を持つ電極２１ｂの作用については、発光管２の製造工程を説明した後に述べることにする。図示はしないが、電極２１ａも溶接部２１ａ−２を備える。

溶接部２１ｂ−２の断面形状が略正弦波状の場合、最も面積の大きい平面部は、頂点を中心とする１サイクル分の底辺である。

溶接部２１ｂ−２の断面形状が略台形の場合、最も面積の大きい平面部は、底辺である。

溶接部２１ｂ−２の断面形状が略半円形の場合、最も面積の大きい平面部は、断面が直線部分の面である。

断面形状が略正弦波状、略台形、又は半円形の溶接部２１ｂ−２を持つ電極２１ｂの作用について以下説明する。

封止工程において、溶接部２１ｂ−２の断面形状が、例えば、図５（ｂ）に示すような円形の場合、同図に示すように、溶接部２１ｂ−２と箔２２ｂとの接触部付近は溶融した石英ガラスが届かずに、隙間２６が生ずる。この隙間２６に高圧の水銀が進入すると、石英バルブ２０が破裂する恐れがある。

本実施の形態の溶接部２１ｂ−２の断面形状は、略正弦波状、略台形、又は略半円形としたので、図５（ａ）に示すように、溶接部２１ｂ−２の断面形状が円形の場合に生じる隙間２６部分に溶接部２１ｂ−２が存在するため、隙間２６が発生しない。従って、石英バルブ２０が破裂する恐れが少なくなり、信頼性の高い超高圧水銀放電ランプを提供することが可能となる。

実施の形態２．
図６は実施の形態２を示す図で、（ａ）は電極２１ｂの形状を示す平面図、（ｂ）は電極システム２４ｂの平面図、（ｃ）は封止後の溶接部２１ｂ−２付近の断面図である。

図６（ａ）に示すように、電極２１ｂの溶接部２１ｂ−２に、その円形の断面の略中心付近に、芯線２１ｂ−４の長手方向に切込２７を設けている。

図６（ｂ）に示すように、切込２７部分に箔２２ｂを差込み溶接する。

図６（ｃ）に示すように、封止後の溶接部２１ｂ−２付近は、箔２２ｂ及び溶接部２１ｂ−２と石英バルブ２０との間に隙間２６は発生しない。

以上、電極２１ｂについて説明したが、電極２１ａについても同様である。

このように、電極２１ａ，２１ｂの溶接部２１ａ−２，２１ｂ−２に、その円形の断面の略中心付近に、芯線２１ａ−４，２１ｂ−４の長手方向に切込２７を設け、切込２７部分に箔２２ｂを差込み溶接することにより、封止後の溶接部２１ａ−２，２１ｂ−２付近において箔２２ａ，２２ｂ及び溶接部２１ａ−２，２１ｂ−２と石英バルブ２０との間に隙間２６が発生しないので、石英バルブ２０の破裂の恐れが少なくなり、信頼性の高い超高圧水銀放電ランプを提供することが可能となる。

実施の形態１を示す図で、反射鏡付放電ランプ１の一部を破断した側面図。 実施の形態１を示す図で、発光管２の断面図。 実施の形態１を示す図で、電極システム２４ｂの平面図（ａ）と側面図（ｂ）。 実施の形態１を示す図で、電極２１ｂの平面図（ａ）と側面図（ｂ）。 実施の形態１を示す図で、封止後の溶接部２１ｂ−２付近の断面図（（ａ）は実施の形態１の一例、（ｂ）は比較のために示す従来例）。 実施の形態２を示す図で、（ａ）は電極２１ｂの形状を示す平面図、（ｂ）は電極システム２４ｂの平面図、（ｃ）は封止後の溶接部２１ｂ−２付近の断面図。

符号の説明

１ 反射鏡付放電ランプ、２ 発光管、３ 反射鏡、２０ 石英バルブ、２１ａ 電極、２１ａ−１ 放電部、２１ａ−２ 溶接部、２１ａ−３ コイル、２１ａ−４ 芯線、２１ｂ 電極、２１ｂ−１ 放電部、２１ｂ−２ 溶接部、２１ｂ−４ 芯線、２２ａ 箔、２２ｂ 箔、２３ａ リード線、２３ｂ リード線、２４ａ 電極システム、２４ｂ 電極システム、２６ 隙間。

Claims (2)

1. 石英バルブ内に一対の電極システムを封止した発光管を有する超高圧水銀放電ランプにおいて、
   前記一対の電極システムは、夫々、溶接部を有する電極と、一端が前記溶接部に溶接される箔と、前記箔の他端に接続されるリード線とを備え、
   前記溶接部の前記電極の長手方向に直交する断面の形状を、頂点を中心とする１サイクル分の略正弦波形状とし、
   前記箔と前記溶接部の前記頂点を中心とする１サイクル分の略正弦波形状の底辺とを溶接することを特徴とする超高圧水銀放電ランプ。
2. 石英バルブ内に一対の電極システムを封止した発光管を有する超高圧水銀放電ランプにおいて、
   前記一対の電極システムは、夫々、溶接部を有する電極と、一端が前記溶接部に溶接される箔と、前記箔の他端に接続されるリード線とを備え、
   前記溶接部の前記電極の長手方向に直交する断面の形状を、略台形とし、
   前記箔と前記溶接部の前記略台形の底辺とを溶接することを特徴とする超高圧水銀放電ランプ。

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