JP5160290B2

JP5160290B2 - 超高圧水銀放電灯

Info

Publication number: JP5160290B2
Application number: JP2008109928A
Authority: JP
Inventors: 俊光田中; 直樹後藤; 伸幸今野
Original assignee: Mitsubishi Electric Lighting Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Lighting Corp
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2028-04-21
Also published as: WO2009130882A1; TW200949895A; JP2009259734A

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灯に関するもので、更に詳しくは発光管の電極芯線と箔との溶接部の構造に関する。

プロジェクター用光源に使用される超高圧水銀放電灯（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。超高圧水銀放電灯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。尚、以下この明細書では、石英ガラスチューブを石英バルブと呼ぶことにする。

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灯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灯は、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灯において、
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、
箔は一端に電極の溶接部に巻き付けられる巻き付け部を備え、巻き付け部を電極の溶接部に巻き付けた後に溶接により固定することを特徴とする。

この発明に係る超高圧水銀放電灯は、箔は、一端に箔の長手方向に直交する方向に一対の切り欠き部を設けることにより巻き付け部を形成することを特徴とする。

この発明に係る超高圧水銀放電灯は、巻き付け部を電極の溶接部に巻き付けた後に溶接する際に、箔同士が重なった部分と、その反対側の２点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灯は、巻き付け部にエンボス加工を施すことを特徴とする。

この発明に係る超高圧水銀放電灯は、箔は一端に電極の溶接部に巻き付けられる巻き付け部を備え、巻き付け部を電極の溶接部に巻き付けた後に溶接により固定することにより、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でき、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灯を得ることができる。

この発明に係る超高圧水銀放電灯は、箔の一端に箔の長手方向に直交する方向に一対の切り欠き部を設けることにより巻き付け部を形成するので、確実に石英バルブと箔又は電極との間に隙間の発生を抑制することができる。

この発明に係る超高圧水銀放電灯は、巻き付け部を電極の溶接部に巻き付けた後に溶接する際に、箔同士が重なった部分と、その反対側の２点を溶接することにより、箔と電極の溶接部との固定強度を一層高めることができる。

この発明に係る超高圧水銀放電灯は、巻き付け部にエンボス加工を施すことにより、箔と石英バルブを密着させる封止工程において、高温で熱加工しても石英バルブのクラックが発生するのを防止できる。

実施の形態１．
図１乃至図８は実施の形態１を示す図で、図１は反射鏡付放電灯１００の一部を破断した側面図、図２は発光管２の断面図、図３は箔２２ｂの平面図、図４は箔２２ｂを電極２１ｂに巻き付ける前の状態を示す図、図５は箔２２ｂを電極２１ｂに巻き付けた状態を示す図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は封止後の箔２２ｂと電極２１ｂとの溶接部付近の断面図である。図８は比較のために示す従来の封止後の溶接部付近の断面図である。

本実施の形態は、発光管２の内部に配置される電極と箔との溶接部に特徴がある。従って、反射鏡付放電灯１００（超高圧水銀放電灯の一例）の全体構成については、簡単に説明する。

図１に示すように、反射鏡付放電灯１００は、反射鏡３（図１の例は、放物型）の内部に発光管２が収納される。発光管２は、反射鏡３のネック部３ｂにセメント１８により固定される。発光管２の中心軸２ａが、反射鏡３の開口部３ａとネック部３ｂを結ぶ中心軸に一致し、発光部１１の中心が反射鏡３の焦点となる状態で固定される。セメント１８の主成分は、シリカである。

発光管２については後述するが、発光管２の電極システム２４ａの電極２１ａに接続するリード線２３ａが、発光管２の前面側端面（反射鏡３の開口部３ａ側）から引き出される。リード線２３ａは、第１の端子１５ａに接続する。

また、発光管２の電極システム２４ｂの電極２１ｂに接続するリード線２３ｂが、発光管２の背面側端面（反射鏡３のネック部３ｂ側）から引き出される。リード線２３ｂは、第２の端子１５ｂに接続する。

石英バルブ２０のモリブデン箔２２ａの周囲を覆う部分に、トリガーコイル１７が巻かれる。トリガーコイル１７は、第２の端子１５ｂに接続する。

反射鏡３の前面の開口部３ａに、透光性の前面ガラス１９が取り付けられる。

発光管２の発光部１１の中心が、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光学系に入射する。

図２により、発光管２の構成を説明する。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２５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。

以下、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の箔２２ｂの電極２１ｂ側近傍に、箔２２ｂの長手方向に直交する方向に両端から切り込み、一対の切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２を形成する。

切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２より電極２１ｂ側を先端部２２ｂ−３（巻き付け部とする）とする。

箔２２ａ，２２ｂは、材質はモリブデンであり、厚さが数十ミクロンである。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。

電極２１ｂの溶接部２１ｂ−２に箔２２ｂの先端部２２ｂ−３を巻き付けるために、図４に示すように、箔２２ｂの先端部２２ｂ−３の上に電極２１ｂの溶接部２１ｂ−２をセットする。

そして、図５に示すように、電極２１ｂの溶接部２１ｂ−２に箔２２ｂの先端部２２ｂ−３を巻き付ける。

その後、図６に示すように、例えば、箔２２ｂ同士が重なった部分と、その反対側の２点を溶接する。

そして、電極システム２４ａ，２４ｂの封止を行う。封止後の溶接部付近の断面図を図７に示す。

図８の従来の反射鏡付放電灯の封止後の溶接部付近の断面図に示すように、溶接部２１ｂ−２の断面形状が円形で、箔２２ｂが平板の場合、箔２２ｂの封止工程において、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。

それに対し、本実施の形態の反射鏡付放電灯１は、電極システム２４ｂの箔２２ｂの電極２１ｂ側近傍に、箔２２ｂの長手方向に直交する方向に両端から切り込み、一対の切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２を形成する。切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２より電極２１ｂ側の先端部２２ｂ−３を電極２１ｂの溶接部２１ｂ−２に巻き付け、箔２２ｂ同士が重なった部分と、その反対側の２点を溶接することにより、箔２２ｂと電極２１ｂとの固定強度を確保しつつ、従来の反射鏡付放電灯で発生していた溶接部２１ｂ−２と箔２２ｂとの接触部付近の隙間２６（図８）を無くすことができるため、点灯中の発光管２の破裂を防止することができる。電極システム２４ａについても同様である。

一対の切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２は省くことも可能であるが、一対の切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２がない状態で先端部２２ｂ−３を電極２１ｂの溶接部２１ｂ−２に巻き付ける場合は、封止後の隙間２６を完全に無くすことができない。

一対の切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２を設けて、先端部２２ｂ−３を形成することで、封止後の隙間２６を完全に無くすことができる。

また、箔２２ａ，２２ｂと電極２１ａ，２１ｂとの溶接前に、箔２２ａ，２２ｂの先端部２２ａ−３（図示せず），２２ｂ−３を電極２１ａ，２１ｂの溶接部２１ａ−２（図示せず），２１ｂ−２に巻き付けるので、製造工程での箔２２ａ，２２ｂからの電極２１ａ，２１ｂの脱落を防止することができる。

以上のように、この実施の形態によれば、電極システム２４ａ，２４ｂの箔２２ａ，２２ｂの電極２１ａ，２１ｂ側近傍に、箔２２ａ，２２ｂの長手方向に直交する方向に両端から切り込み、夫々一対の切り欠き部２２ａ−１，２２ａ−２，及び切り欠き部２２ｂ−１，２２ｂ−２を形成し、切り欠き部２２ａ−１，２２ａ−２，２２ｂ−１，２２ｂ−２より電極２１ａ，２１ｂ側の先端部２２ａ−３，２２ｂ−３を電極２１ａ，２１ｂの溶接部２１ａ−２，２１ｂ−２に巻き付け溶接することにより、箔２２ａ，２２ｂと電極２１ａ，２１ｂとの固定強度を確保しつつ、従来の反射鏡付放電灯で発生していた溶接部２１ａ−２，２１ｂ−２と箔２２ａ，２２ｂとの接触部付近の隙間２６（図８）を無くすことができるため、点灯中の発光管２の破裂を防止することができる。

また、箔２２ａ，２２ｂと電極２１ａ，２１ｂとの溶接前に、箔２２ａ，２２ｂの先端部２２ａ−３，２２ｂ−３を電極２１ａ，２１ｂの溶接部２１ａ−２，２１ｂ−２に巻き付けるので、製造工程での箔２２ａ，２２ｂからの電極２１ａ，２１ｂの脱落を防止することができる。

さらに、箔２２ａ，２２ｂ同士が重なった部分と、その反対側の２点を溶接することにより、箔２２ｂと電極２１ｂとの固定強度を一層高めることができる。

実施の形態２．
図９、図１０は実施の形態２を示す図で、図９は箔２２ｂの部分的な平面図、図１０は箔２２ｂを電極２１ｂに巻き付けた状態を示す図である。

図９に示すように、本実施の形態の箔２２ｂは、先端部２２ｂ−３にエンボス加工２２ｂ−４が施されている。箔２２ａについても同様である。

エンボス加工とは凸版と凹版の間に材料をはさみプレスして材料の表面を浮き上がらせる加工方法である。平らな箔などを立体的に浮き上がらせることができる。

図９では、エンボス加工２２ｂ−４の形状が円の例を示しているが、形状は問わない。

図９のエンボス加工２２ｂ−４が施された箔２２ｂの先端部２２ｂ−３を電極２１ｂの芯線２１ｂ−４（溶接部２１ｂ−２）に巻き付けると、図１０のような電極システム２４ｂとなる。

箔２２ｂの先端部２２ｂ−３にエンボス加工２２ｂ−４を施すことにより、箔２２ｂと石英バルブ２０を密着させる封止工程において、高温で熱加工しても石英バルブ２０のクラックが発生するのを防止できる。これは、箔２２ｂの先端部２２ｂ−３にエンボス加工２２ｂ−４が施されているので、電極２１ｂの芯線２１ｂ−４の熱膨張による石英バルブ２０への応力を緩和させることができるからである。さらに、高温で熱加工ができるので、箔２２ｂと石英バルブ２０との密着性も向上させることができる。

実施の形態１を示す図で、反射鏡付放電灯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、箔２２ｂの平面図。実施の形態１を示す図で、箔２２ｂを電極２１ｂに巻き付ける前の状態を示す図。実施の形態１を示す図で、箔２２ｂを電極２１ｂに巻き付けた状態を示す図。実施の形態１を示す図で、図４のＡ−Ａ断面図。実施の形態１を示す図で、封止後の箔２２ｂと電極２１ｂとの溶接部付近の断面図。比較のために示す従来の封止後の溶接部付近の断面図。実施の形態２を示す図で、箔２２ｂの部分的な平面図。実施の形態２を示す図で、箔２２ｂを電極２１ｂに巻き付けた状態を示す図。

符号の説明

２発光管、３反射鏡、３ａ開口部、３ｂネック部、１１発光部、１５ａ第１の端子、１５ｂ第２の端子、１７トリガーコイル、１８セメント、１９前面ガラス、２０石英バルブ、２１ａ電極、２１ａ−２溶接部、２１ｂ電極、２１ｂ−１放電部、２１ｂ−２溶接部、２１ｂ−４芯線、２２ａ箔、２２ｂ箔、２２ｂ−１切り欠き部、２２ｂ−２切り欠き部、２２ｂ−３先端部、２２ｂ−４エンボス加工、２３ａリード線、２３ｂリード線、２４ａ電極システム、２４ｂ電極システム、２５水銀、２６隙間、１００反射鏡付放電灯。

Claims

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灯において、
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、
前記箔は一端に前記電極の前記溶接部に巻き付けられる巻き付け部を備え、前記巻き付け部を前記電極の前記溶接部に巻き付けた後に溶接により固定するとともに、
前記箔は、一端に該箔の長手方向に直交する方向に一対の切り欠き部を設けることにより前記巻き付け部を形成し、
前記巻き付け部を前記電極の前記溶接部に巻き付けた後に溶接する際に、前記箔同士が重なった部分と、その反対側の２点を溶接し、
前記巻き付け部に、エンボス加工を施すことを特徴とする超高圧水銀放電灯。
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灯において、
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、
前記箔は一端に前記電極の前記溶接部に巻き付けられる巻き付け部を備え、前記巻き付け部を前記電極の前記溶接部に巻き付けた後に溶接により固定するとともに、
前記巻き付け部に、エンボス加工を施すことを特徴とする超高圧水銀放電灯。