JP4984352B2 - Anti-oxidation structure of high-intensity discharge lamp and high-intensity discharge lamp having the structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種プロジェクタ装置に組み込まれる超高圧水銀ランプなどの高輝度放電ランプの封止部の酸化防止構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
傾斜機能材料を閉塞体として用いた高輝度放電ランプとして、特開平11−312492号公報に開示されるものが知られている。この先行技術(特に図4)の内容を図3に示す。
【0003】
即ち、高輝度放電ランプ100は一般的にはリフレクタ101と組み合わせてシールドビームランプ装置等として用いられる。リフレクタ101に装着するにあたってはリフレクタ101の焦点位置に高輝度放電ランプ100の発光源つまり内部電極102,102の中間位置を一致せしめる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタ装置の小型化を達成するには、リフレクタに高輝度放電ランプを組み付けたランプユニットの小型化が必須となっている。しかしながら、単純にランプユニットを小型化すると、リフレクタでの光の取込角が小さくなって光量が不足する。
【0005】
そこで、光量不足を補うために内部電極102,102間のギャップを現在の1.5mmよりも狭くし、より理想的な点光源に近づけて反射効率を向上させることが考えられる。
【0006】
しかしながら内部電極間のギャップを短くすると、ランプ電圧が低下し定常状態での電流値が上昇し、その結果電極摩擦速度が速くなって寿命が短くなる。そこで、ランプ電圧を上昇せしめるためにランプ内の発光物質圧を上昇させることが考えられるが。しかしながら、ランプ内の発光物質圧が上昇するとシールの信頼性が低下する。
【0007】
一方、封止管部を短くしてもランプユニットの小型化を達成できる。しかしながら、封止管部を短くすると、閉塞体を構成する傾斜機能材料の導電性部分が酸化し破壊されやすくなることが判明した。
【0008】
特開平11−312492号公報にあっては、図3に示すように、発光管部103に連続して形成された封止管部104を閉塞体105よりも延長せしめ、その先端を閉じることで、閉塞体105からの蒸発物質が外部(リフレクタ)へ漏れないようにしている。しかしながら、封止管部104の先端を閉じても気密にシールしているわけではないので、閉塞体の導電性部分は酸化してしまう。また仮に気密にシールできたとしても、封止管部104内に残っている酸素によって酸化してしまう。
【0009】
また、閉塞体の導電性部分の酸化を防止する先行技術として、WO98/47169号公報に開示されるものがあるが、この先行技術は側管(封止管部)よりも外側に露出した部分を大気遮断層で覆うという酸化防止構造であり、本願が目指すランプの小型化には適用できない技術である。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく本発明に係る高輝度放電ランプの酸化防止構造は、発光管部の両端に封止管部が一体的に設けられ、この封止管部に傾斜機能材料からなる閉塞体を絶縁性部分が内側になり導電性部分が外側になるように装着され、この閉塞体には一端が発光管部内に臨み他端が導電性部分に達するまで内部電極が挿入され、閉塞体の導電性部分には給電用の外部電極が接続された高輝度放電ランプにおいて、前記封止管部の少なくとも一方は閉塞体よりも外側位置まで延出されて先端部が封着され、この封着により封止管部内側に非酸化雰囲気空間を画成し、この非酸化雰囲気空間内に閉塞体の導電性部分が臨み、前記封止管部の先端封着部内にはMo箔が封入され、このMo箔と前記閉塞体の導電性部分とを接続する導電性部材を備え、前記導電性部材は、前記閉塞体の導電性部分の外側面に接続される構成とした。
【0011】
前記閉塞体の導電性部分に外部から給電するには、例えば前記封止管部の先端封着部内にMo箔を封入し、このMo箔を介して閉塞体の導電性部分に給電するようにすることが気密性を維持する上で好ましい。
【0012】
上記の構成とすることで、小型化した高輝度放電ランプが得られる。具体的には、内部電極間のギャップが1.5mm未満、好ましくは1.0mm以下、少なくとも一方の封止管部の長さが25mm未満、好ましくは20mm以下の高輝度放電ランプが得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図1は 本発明に係る高輝度放電ランプとしての超高圧水銀ランプの断面図、図2は同超高圧水銀ランプを適用したシールドビームランプ装置の全体図であり、耐熱性の結晶化ガラスからなるリフレクタ20の中心部に超高圧水銀ランプ1が着脱可能に取り付けられている。
【0014】
ランプ1は水銀蒸気を封入する発光管部2とこの発光管部2の両端に連続して設けられる左右の封止管部3、4を鋳込み成形などにより一体的に成形し、封止管部3、4は閉塞体5、6で気密にシールされている。
【0015】
前記発光管部2と封止管部3、4は高純度多結晶酸化ケイ素(SiO2)を材料とし、また前記閉塞体5、6は傾斜機能材料からなる。傾斜機能材料からなる閉塞体5、6は、絶縁性部分が内側(発光管部側)になり導電性部分が外側になるように装着され、絶縁性部分は主として発光管部2および封止管部3、4を構成する材料からなり、外側に向かってモリブデンの割合を徐々に多くすることで導電性部分となっている。なお、封止管部の材料としては、前記したSiO2の他、アルミナ(Al2O3)やYAGといった発光管として利用できる材料を適宜選択可能である。その際には、傾斜機能材料の絶縁性部分を構成する材料も同じものを利用するか熱膨張係数が近似する材料とする。また、導電性部分の材料もモリブデンの他、タングステンなど適宜材料を選択可能である。
【0016】
前記閉塞体5、6の絶縁性部分には一対のタングステン(W)製内部電極7、8が導電性部分に達する位置まで挿入され、挿入穴には熱膨張率差による内部電極7、8の抜け落ちを防止するためのサーメットなどを介在せしめている。なお、内部電極7、8間のギャップは本実施例の場合0.7mmを実現している。
【0017】
また、前記封止管部3の長さは30mm、封止管部4の長さは17mmとなっており、閉塞体5の導電性部分にはニオブ(Nb)またはタングステン(W)製の外部電極9が挿入され、更にその外側がソケット10を介してリフレクタ20に取り付けられている。なお、外部電極としては、電気的に導通がとれる素材であれば適宜選択可能で、上記素材の他、モリブデン(Mo)やニッケル(Ni)それらの合金などが利用可能である。
【0018】
一方、封止管部4の先端は非酸化状態で封着され非酸化雰囲気空間Sを形成し、この非酸化雰囲気空間S内に前記閉塞体6導電性部分が臨んでいる。また、封止管部4の先端封着部内にはMo(モリブデン)箔11を封入し、このMo箔11と閉塞体6の導電性部分とを導電性部材12で接続し、また、Mo箔11に外部電極13を接続し、外部との電気的導通を図っている。
【0019】
このようにMo箔11を介して給電を行うようにすれば、封止からのリークを有効に防止できるとともに、外部から空気が封止管部4内に入り込むことがないので、非酸化性雰囲気を持続でき、閉塞体6の導電性部分の酸化を防ぐことができる。
【0020】
実施例にあっては高輝度放電ランプとして超高圧水銀ランプについて説明したが、本発明はメタルハライドランプやナトリウムランプ等にも適用することができる。
【0021】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明によれば、内部電極間のギャップ或いは封止管部の長さを短くした小寸法でしかも閉塞体の導電性部が酸化されにくい高輝度放電ランプが得られる。したがって、各種プロジェクタなどの小型化をも達成できる高輝度放電ランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る超高圧水銀ランプの断面図
【図2】同超高圧水銀ランプを適用したシールドビームランプ装置の全体図
【図3】従来の超高圧水銀ランプを適用したシールドビームランプ装置の全体図
【符号の説明】
1…超高圧水銀ランプ、2…発光管部、3,4…封止管部、5,6…閉塞体、7,8…内部電極、9,13…外部電極、10…ソケット、11…Mo箔、12…導電性部材、S…非酸化雰囲気空間。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oxidation preventing structure for a sealing portion of a high-intensity discharge lamp such as an ultra-high pressure mercury lamp incorporated in various projector apparatuses.
[0002]
[Prior art]
As a high-intensity discharge lamp using a functionally gradient material as a closing body, one disclosed in JP-A-11-312492 is known. The contents of this prior art (particularly FIG. 4) are shown in FIG.
[0003]
That is, the high-
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to achieve miniaturization of the projector device, it is essential to miniaturize a lamp unit in which a high-intensity discharge lamp is assembled to a reflector. However, if the lamp unit is simply reduced in size, the angle of light taken in by the reflector is reduced and the amount of light is insufficient.
[0005]
Therefore, in order to compensate for the shortage of light quantity, it is conceivable to make the gap between the
[0006]
However, if the gap between the internal electrodes is shortened, the lamp voltage decreases and the current value in the steady state increases, resulting in an increase in electrode friction speed and a shortened life. Therefore, it is conceivable to increase the luminous substance pressure in the lamp in order to increase the lamp voltage. However, the reliability of the seal decreases as the luminescent material pressure in the lamp increases.
[0007]
On the other hand, the lamp unit can be downsized even if the sealing tube portion is shortened. However, it has been found that when the sealing tube portion is shortened, the conductive portion of the functionally gradient material constituting the closing body is oxidized and easily broken.
[0008]
In Japanese Patent Laid-Open No. 11-312492, as shown in FIG. 3, the
[0009]
Further, as a prior art for preventing the oxidation of the conductive portion of the closing body, there is one disclosed in WO98 / 47169, but this prior art is a portion exposed outside the side tube (sealing tube portion). Is an anti-oxidation structure that covers the surface with an air barrier layer, and is a technique that cannot be applied to the downsizing of the lamp that the present application aims at.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the oxidation prevention structure for a high-intensity discharge lamp according to the present invention has a sealing tube portion integrally provided at both ends of the arc tube portion, and the sealing tube portion is made of a functionally graded material. Is attached so that the insulating part is on the inside and the conductive part is on the outside, and an internal electrode is inserted into this closing body until one end faces the inside of the arc tube and the other end reaches the conductive part. In a high-intensity discharge lamp in which a power supply external electrode is connected to the conductive portion, at least one of the sealing tube portions extends to a position outside the closing body, and the tip portion is sealed, and this sealing is performed. by defining a non-oxidizing atmosphere space inside the sealing tube part, viewed the electrically conductive portion of the closure in a non-oxidizing atmosphere in the space is extraordinary, Mo foil is sealed in the distal sealing portion of the sealing tube portion And a conductive member for connecting the Mo foil and the conductive portion of the closure body. , The conductive member was configured to be connected to the outer surface of the electrically conductive portion of the closure.
[0011]
In order to supply power to the conductive part of the closing body from the outside, for example, a Mo foil is enclosed in the tip sealing part of the sealing tube part, and power is supplied to the conductive part of the closing body via the Mo foil. It is preferable to maintain airtightness.
[0012]
With the above configuration, a miniaturized high-intensity discharge lamp can be obtained. Specifically, a high-intensity discharge lamp is obtained in which the gap between the internal electrodes is less than 1.5 mm, preferably 1.0 mm or less, and the length of at least one sealing tube is less than 25 mm, preferably 20 mm or less.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view of an ultra-high pressure mercury lamp as a high-intensity discharge lamp according to the present invention, and FIG. 2 is an overall view of a shielded beam lamp apparatus to which the ultra-high pressure mercury lamp is applied. An ultrahigh pressure mercury lamp 1 is detachably attached to the center of a
[0014]
The lamp 1 is formed by integrally molding an arc tube portion 2 for enclosing mercury vapor and left and right sealing tube portions 3 and 4 provided continuously at both ends of the arc tube portion 2 by casting or the like. 3 and 4 are hermetically sealed by the
[0015]
The arc tube portion 2 and the sealing tube portions 3 and 4 are made of high-purity polycrystalline silicon oxide (SiO 2), and the
[0016]
A pair of tungsten (W)
[0017]
Further, the length of the sealing tube portion 3 is 30 mm, the length of the sealing tube portion 4 is 17 mm, and the conductive portion of the
[0018]
On the other hand, the front end of the sealing tube portion 4 is sealed in a non-oxidized state to form a non-oxidizing atmosphere space S, and the closed body 6 conductive portion faces the non-oxidizing atmosphere space S. Moreover, Mo (molybdenum)
[0019]
If power is supplied through the
[0020]
In the embodiment, an ultra-high pressure mercury lamp has been described as a high-intensity discharge lamp, but the present invention can also be applied to a metal halide lamp, a sodium lamp, or the like.
[0021]
【Effect of the invention】
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a high-intensity discharge lamp having a small size in which the gap between the internal electrodes or the length of the sealing tube portion is shortened and the conductive portion of the closing body is hardly oxidized. Therefore, it is possible to provide a high-intensity discharge lamp that can achieve downsizing of various projectors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an ultra-high pressure mercury lamp according to the present invention. FIG. 2 is an overall view of a shield beam lamp device to which the ultra-high pressure mercury lamp is applied. Overall view of the device [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Super high pressure mercury lamp, 2 ... Light emission tube part, 3, 4 ... Sealing tube part, 5, 6 ... Closure body, 7, 8 ... Internal electrode, 9, 13 ... External electrode, 10 ... Socket, 11 ... Mo Foil, 12 ... conductive member, S ... non-oxidizing atmosphere space.
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