JP4650787B2 - 放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、主にプロジェクタ装置やファイバー照明機器等の光源として用いられる超高圧放電ランプに関する。

近年、プロジェクタ装置は、高画質化、小型化、高輝度化、静音化が進んでおり、そのプロジェクタ装置に用いられるランプもまた、小型化、高輝度化が要求される。ランプに於いては、凹面反射鏡の小型化、高輝度化によるランプへの入力電力増加、静音化によるランプへの冷却風の減少、安全性向上の為、ランプ反射鏡の通風口無し（密閉状態）などにより、益々ランプの点灯中における温度は高くなる傾向にある。

ランプ冷却機構を備えたプロジェクタ装置において、放電ランプ点灯中の発光管封止部の金属箔と外部リードの溶接部温度は、上限３５０〜４００℃が望ましく、仮に４２０℃以上の状態でランプを点灯させた際、ランプは、点灯時間１００時間を経過すると、金属箔と外部リードの溶接部に酸化が起こり、封止部分が剥離し、溶断して不点灯となる。

従来、その対策として、発光管封止部内の金属箔の延長により、前記溶接部を発光管発光部の熱源から離して温度上昇を抑える方法や、特許第３２７５７５５号公報などに示されるように反射鏡に通風口を設ける等で、前記溶接部の温度上昇を抑える方法がある。しかし、ランプの冷却対策による金属箔の延長に伴って発光管全長が長くなり、ランプが大型化、及び、反射鏡からの発光管を突出させなければならないこと、また、反射鏡に通風口を設けることで、発光管破裂時の破裂片飛散の危険性、破裂片飛散を抑止する構造の設置によるコストアップなどの問題が生ずる。そこで、ランプの小型化、高輝度化、コストダウン、安全性向上に向けて、新たな冷却方法が要求される。
その他、発光管に赤外域放射率の高い材料を塗布する特許も、特開２００２−１５１００５、特開２００２−１５０９９９、特許第３２９０６４５号公報等に示されている。

特許第３２７５７５５号公報 特開２００２−１５１００５号公報 特開２００２−１５０９９９号公報 特許第３２９０６４５号公報

本発明は、従来のランプ冷却方法とは異なり、発光管全長の変更や放熱材塗布をすることなく、また、反射鏡に新たな冷却構造を設けることなく、ランプ点灯時に、発光管封止部内の溶接部の温度を上限４００℃以下にし、溶接部の劣化を防ぎ、ランプ寿命が長く、光学特性の安定したランプを提供することを目的とする。

本発明は、発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止管部に保持された一対の電極が該発光管内で対向配置され、前記発光管が反射鏡内に設けられた放電ランプにおいて、光が放射される側の発光管端部から突出した電極からのリード線部と、反射鏡の外部へ導通しているリード線との溶接部に設置された結線部材としてのスリーブを用いることにより、ランプより出射される光を遮ることなく、大きな表面積を持ち、放熱性を有することにより、長寿命のランプを提供することを目的とする。

結線材料として使用するスリーブは、ランプに通常使用されうる金属材料であり、例えばニッケル、アルミなどで、前記スリーブは、ランプより出射される光を遮ることなく、表面積が大きく、かつ発光管封止部の外径から飛び出ないように構成することが望ましい。さらに、使用条件によっては、冷却風の向きを考慮し、円筒形よりも外表面積が大きくなる形状とし、冷却風の当たる表面積が大きくなるように構成する。

上記目的を達成するために、石英ガラス製の発光管と該発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部にはそれぞれ、電極、金属箔、外部リードから成る電極マウントが封止され、前記発光管が反射鏡内に設けられた放電ランプの光が放射される側の発光管封止部において、発光管封止部端面の直径より小さい最大幅を有する外表面が凹凸状またはフィン状となっている形状の結線部材により前記外部リードと外部導線を取り付け、前記外部リードの長さ方向軸と前記外部導線の長さ方向軸が略９０°をなすことを特徴とする放電ランプ。

さらに、石英ガラス製の発光管と該発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部にはそれぞれ、電極、金属箔、外部リードから成る電極マウントが封止され、前記発光管が反射鏡内に設けられた放電ランプの光が放射される側の発光管封止部において、角形の筒状、または、外表面が凹凸状になっている形状の結線部材により前記外部リードと外部導線を取り付けたことを特徴とする放電ランプ。なお、円筒形より外表面積の大きい形状からなる結線部材の幅が、発光管封止部端面の直径より小さいとより一層の放熱効果が期待できる。

また、結線部材の形状は、角形の筒状の多角柱筒状やフィン状にし、外表面が凹凸形状となっている構造とする。さらに、前記多角柱筒状の面が平面でなく、丸みを帯びた曲面となっていても外表面が大きくなり、冷却効果が増す。なお、結線部材の幅とは、結線部材として発光管端部に取り付けたとき、発光管の封止部端面の径方向に相当する結線部材の長さと定義する。

以上のごとく構成することにより、ランプ発光管封止部内の金属箔と外部リードの溶接部の酸化による溶断を、発生し辛くし、本形状の結線部材を用いない状態では、発光管封止部内の金属箔と外部リードの溶接部の酸化による溶断によりランプを使用できない環境においても使用できるようになった。しかも、ランプの光学特性は、劣悪することなく使用できる。それにより、プロジェクタ装置の高画質化、小型化、高輝度化、静音化の要望からのランプ動作温度上昇の問題に対応することが出来る。

次に実施例について図１及至図５を用いて説明する。

図１は、本発明に係わる放電ランプの一実施例を示す図である。図１において、１は結線部材を示す。図２、３、は、結線部材の実施例を示す図である。

図１において、Ｌ１は発光管封止端面の直径を示し、図２、３におけるＬ２は、結線部材の最大幅を示す。これらの結線部材、反射鏡付きランプを用いて、発光管封止部の金属箔と外部リードの溶接部分の温度を下げる実験を行った。

結線部材の形状が図２、３のようなものを図１のように取り付けたランプと結線部材を取り付けない、従来のランプ図４で溶接点温度を比較した。温度測定箇所を２に示す。

図２、３の結線部材を使用した場合と従来の場合でランプを点灯させ、図４に示される２における箇所の温度は、図２使用が４８０℃、図３使用が４７０℃、従来が５００℃であった。従来に比べて、図２は２０℃、図３は３０℃の冷却効果が得られた。

更に上記ランプの結線部材の面に対して垂直に冷却風を与えて温度を測定した。図２、図３の結線部材の平面部分が冷却風にあたるように配置した。図２が４００℃、図３が３８０℃、従来が４８０℃であった。従来に比べて、図２は８０℃、図３は１００℃の更なる冷却効果が得られた。

ただし、ランプへの冷却風はランプを点灯した時に、溶接点温度以外の部分の温度が適正になる条件の冷却風とした。

本発明における使用したランプは、２００Ｗ入力で、縦５０ｍｍ横５０ｍｍの短焦点楕円リフレクターを用いた。また、図５に他の結線部材形状を示す。

結線部材を発光管に取り付けることで、ランプ点灯時にランプから前面に照射される光を遮る可能性があるが、図２、３、ともランプ専用の光学系にてスクリーンに照射した照度を測定したところ、照度の低下は見られなかった。しかし、より冷却効果を持たせるために結線部材をランプの光の照射方向に延ばした場合は、楕円反射鏡を用いた場合に限り、光を遮り照度低下が見られた。従って、ランプから出射される光を遮らない部所にて発光管封止部端部からの外部リードと外部導線の溶接部に、結線部材を設けることが望ましい。

楕円反射鏡を使用したランプは、光の照射方向への結線部材の長さが制限されるため、光の照射方向への結線部材の長さを伸ばさずに、表面積を増すことで、放熱効果を増し、ランプへの冷却風の当たる面積を増やせるので、発光管封止部の金属箔と外部リードの溶接部分の温度を下げることができる。

本発明の可能性は、主にプロジェクタ装置やファイバー照明機器等に使用される。

本発明に係わる反射鏡付きランプの断面図 結線部材形状の実施例の正面図と斜視図 結線部材形状の実施例の正面図と斜視図 従来の反射鏡付きランプの断面図 結線部材形状の実施例の正面図と斜視図

符号の説明

１ 結線部材
２ 温度測定箇所
３ 外部リード
４ 外部導線

Claims (1)

1. 石英ガラス製の発光管と該発光管の両側に連設された封止部を有し、該封止部にはそれぞれ、電極、金属箔、外部リードから成る電極マウントが封止され、前記発光管が反射鏡内に設けられた放電ランプの光が放射される側の発光管封止部において、発光管封止部端面の直径より小さい最大幅を有する外表面が凹凸状またはフィン状になっている形状の結線部材により前記外部リードと外部導線を取り付け、前記外部リードの長さ方向軸と前記外部導線の長さ方向軸が略９０°をなすことを特徴とする放電ランプ。

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