JP5040577B2 - Super high pressure discharge lamp - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、液晶ディスプレイ装置やDMD(デジタルミラーデバイス:登録商標)を使用したDLP(デジタルライトプロセッサ:登録商標)などのプロジェクタ装置に使用される超高圧放電ランプに関し、特に、0.15mg/mm3 以上の水銀が発光管内に封入されてなり、点灯時における水銀蒸気圧が150気圧以上になる超高圧放電ランプに関する。 The present invention relates to an ultra-high pressure discharge lamp used in a projector device such as a liquid crystal display device or a DLP (digital light processor: registered trademark) using a DMD (digital mirror device: registered trademark), and particularly 0.15 mg. The present invention relates to an ultrahigh pressure discharge lamp in which mercury of / mm 3 or more is enclosed in an arc tube and the mercury vapor pressure during lighting is 150 atmospheres or more.
従来より、例えば液晶プロジェクタやDMDを使用したDLP等に代表される投射型プロジェクタ装置においては、矩形状のスクリーンに対して、均一にしかも十分な演色性をもって画像を照明させることができることから、発光管内に水銀や金属ハロゲン化物を封入したメタルハライドランプが光源として広く利用されてきた。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a projection type projector apparatus represented by, for example, a liquid crystal projector or a DLP using a DMD, an image can be illuminated uniformly and with sufficient color rendering on a rectangular screen. A metal halide lamp in which mercury or a metal halide is enclosed in a tube has been widely used as a light source.
近年においては、このようなプロジェクタ装置用の光源に対して、一層の小型化、点光源化が要求されており、メタルハライドランプに代わって、点灯時の水銀蒸気圧が例えば150気圧以上になる超高圧放電ランプを使用することが主流になっている。
このような超高圧水銀ランプを光源として使用すれば、水銀蒸気圧が極めて高いことにより、放電アークの広がりを抑えることができるので、より一層の光出力の向上を図ることができる。
In recent years, there has been a demand for further miniaturization and point light sources for such light sources for projector devices. Instead of metal halide lamps, the mercury vapor pressure during lighting exceeds, for example, 150 atmospheres or more. The use of high-pressure discharge lamps has become mainstream.
If such an ultra-high pressure mercury lamp is used as a light source, since the mercury vapor pressure is extremely high, the spread of the discharge arc can be suppressed, so that the light output can be further improved.
このような超高圧放電ランプは、内部に密閉空間を備える球状の発光部およびこの発光部の両端に連続してそれぞれ管軸に沿って伸びるロッド状の封止部よりなる、例えば石英ガラス製の発光管を具えてなり、発光部内には、各々、例えばタングステンからなる一対の電極が対向配置され、各々の電極がそれぞれ各々の封止部内において管軸に沿って伸びるよう気密に埋設された金属箔を介して封止部の外端面より外方に突出して伸びるよう設けられた外部リードに電気的に接続されている。 Such an ultra-high pressure discharge lamp is composed of a spherical light emitting portion having a sealed space inside and a rod-shaped sealing portion extending along the tube axis continuously at both ends of the light emitting portion, for example, made of quartz glass. A metal comprising an arc tube, a pair of electrodes made of tungsten, for example, facing each other in the light emitting portion, and each electrode being hermetically embedded so as to extend along the tube axis in each sealing portion It is electrically connected to an external lead provided so as to protrude outward from the outer end surface of the sealing portion through the foil.
而して、例えばプロジェクタ用の光源として利用される超高圧放電ランプは、点灯、消灯を繰り返して使用されるため、点灯時および消灯時に、電極材料と発光管材料との熱膨張率差に起因して封止部に応力が発生しやすく、超高圧放電ランプの耐圧性を低下させることが知られている。 Thus, for example, an ultra-high pressure discharge lamp that is used as a light source for a projector is repeatedly turned on and off, resulting in a difference in thermal expansion coefficient between the electrode material and the arc tube material when the lamp is turned on and off. Thus, it is known that stress is easily generated in the sealing portion and the pressure resistance of the ultrahigh pressure discharge lamp is lowered.
このような問題に対して、超高圧放電ランプの耐圧性を向上させるための種々対策が講じられており、具体的には、例えば、図8に示すように、電極材料の膨張、収縮に起因して発光管42の構成材料例えば石英ガラスに生ずる応力を緩和させるために、電極40の、封止部43内に埋設されたロッド状の電極部分にコイル部材41を巻き付ける構成の超高圧放電ランプが提案されている(特許文献1参照)。
このような構成の超高圧放電ランプによれば、電極部材と石英ガラスとが直接密着しない構成とされていることにより、点灯時および消灯時における電極40の膨張、収縮に起因する応力を緩和することができる、とされている。
Various measures for improving the pressure resistance of the ultrahigh pressure discharge lamp have been taken against such a problem. Specifically, for example, as shown in FIG. Then, in order to relieve stress generated in the constituent material of the
According to the super high pressure discharge lamp having such a configuration, the electrode member and the quartz glass are configured not to be in direct contact with each other, thereby relieving the stress caused by the expansion and contraction of the
また、電極の膨張、収縮に起因して発光管材料に生ずる応力を緩和させる技術として、例えば、図9に示すように、電極45として、アーク放電を保持する先端部側から金属箔48に接合される後端部側に向かうに従って徐々に直径が減少するテーパー部46を有するものが用いられ、このテーパー部46が封止部52から発光部51に至る境界部分における発光管50の最小内径部Pに対応して位置されると共に、テーパー部46とガラス部材との間に、比較的大きな隙間が形成された状態で配置することによって、点灯時および消灯時における電極45の膨張、収縮が生じても、電極45が発光管50の内面に接触して発光管50(封止部52)に応力が発生することが防止された構造の超高圧放電ランプが提案されている(特許文献2参照)。
Further, as a technique for relieving the stress generated in the arc tube material due to the expansion and contraction of the electrode, for example, as shown in FIG. 9, the
しかしながら、上記従来の超高圧放電ランプでは、点灯、消灯が繰り返して行われていくと、封止部から発光部に至る境界部分における発光管の最小内径部に対応する位置において、電極が大きく曲がり、電極が破断してしまうことがあるという、問題が生ずることが判明した。
また、封止部から発光部に至る境界部分における発光管の最小内径部において、クラックが発生して超高圧放電ランプ自身が破裂することがあるという、問題が生ずることが判明した。
However, in the above-described conventional ultra-high pressure discharge lamp, when lighting and extinguishing are repeated, the electrode bends greatly at a position corresponding to the minimum inner diameter portion of the arc tube at the boundary portion from the sealing portion to the light emitting portion. It has been found that a problem arises that the electrode may break.
Further, it has been found that there is a problem in that the ultra high pressure discharge lamp itself may be ruptured at the minimum inner diameter portion of the arc tube at the boundary portion from the sealing portion to the light emitting portion.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、超高圧放電ランプ自身の破裂や電極の曲がり(変形)が生ずることがなく、所期の性能が長期間の間にわたって安定的に得られる超高圧放電ランプを提供することを目的とする。 The present invention has been made based on the above circumstances, and the expected performance is stable over a long period of time without rupture of the ultra high pressure discharge lamp itself or bending (deformation) of the electrode. It is an object of the present invention to provide an ultra-high pressure discharge lamp that can be obtained in a practical manner.
本発明の超高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置されると共に0.15mg/mm3 以上の水銀が封入された放電空間を形成する略球形状または略楕円球形状の発光部と、当該発光部の両端のそれぞれに連続して管軸に沿って伸びるロッド状の封止部とよりなる発光管を具え、
各々の電極は、管軸に沿って伸びる電極軸部を有し、当該電極軸部の基端側部分が前記封止部内において管軸に沿って伸びるよう気密に埋設された金属箔に接合されてなる超高圧放電ランプにおいて、
少なくとも一方の電極における電極軸部は、発光管の放電空間を形成する発光部の内面における封止部側端部である最小内径部の位置に、軸方向外方側に向かうに従って外径が大きくなるテーパー部を有することを特徴とする。
The ultra-high pressure discharge lamp of the present invention includes a light emitting part having a substantially spherical shape or a substantially elliptical sphere shape that forms a discharge space in which a pair of electrodes are opposed to each other and 0.15 mg / mm 3 or more of mercury is enclosed. A light emitting tube comprising a rod-shaped sealing portion extending along the tube axis continuously to both ends of the light emitting portion,
Each electrode has an electrode shaft portion extending along the tube axis, and a base end side portion of the electrode shaft portion is bonded to a metal foil embedded in an airtight manner so as to extend along the tube axis in the sealing portion. In the ultra high pressure discharge lamp
The electrode shaft portion of at least one of the electrodes has a larger outer diameter toward the outer side in the axial direction at the position of the minimum inner diameter portion that is the end portion on the sealing portion side of the inner surface of the light emitting portion forming the discharge space of the arc tube. It has the taper part which becomes.
本発明の超高圧放電ランプにおいては、前記電極軸部のテーパー部は、軸方向外方側に向かうに従って外径が一様に大きくなるよう形成されており、電極の中心軸を含む断面における稜線の、電極の中心軸に対する角度Aが0.2°≦A≦8°の範囲であることが好ましい。
In the ultrahigh pressure discharge lamp of the present invention, the taper portion of the electrode shaft portion is formed so that the outer diameter is uniformly increased toward the outer side in the axial direction, and the ridge line in the cross section including the central axis of the electrode The angle A with respect to the central axis of the electrode is preferably in the range of 0.2 ° ≦ A ≦ 8 °.
本発明の超高圧放電ランプによれば、少なくとも一方の電極が、封止部から発光部に至る境界部分における発光管の最小内径部に対応する位置に、軸方向外方側に向かうに従って外径が大きくなるテーパー部を有する構成とされていることにより、主として、点灯時において熱膨張した状態にある電極がランプが消灯されたときに収縮する過程において、テーパー面の作用によって、電極の表面が発光管の最小内径部の内面に対して離間するよう径方向および軸方向に収縮されるため、電極の収縮(形状復元)が発光管によって阻害されることを防止することができると共に、点灯時に電極が発光管の内面と熱的に密着した場合であっても、ランプが消灯されたときに、電極をテーパー面の作用によって発光管から容易に引き剥がすことができる結果、電極曲がりが発生することを確実に防止することができる。
しかも、電極のテーパー部分の外面と発光管の内面とが熱的に密着したままの状態となることを確実に防止することができるので、点灯および消灯動作が繰り返して行われた場合であっても、封止部にクラックが発生して超高圧放電ランプ自身が破裂することを確実に防止することができ、従って、所期の性能が長期間の間にわたって安定的に得られる。
According to the ultrahigh pressure discharge lamp of the present invention, at least one of the electrodes has an outer diameter toward the axially outward side at a position corresponding to the minimum inner diameter portion of the arc tube at the boundary portion from the sealing portion to the light emitting portion. In the process where the electrode that is in a thermally expanded state at the time of lighting contracts when the lamp is extinguished, the surface of the electrode is caused by the action of the tapered surface. Since it is contracted in the radial direction and the axial direction so as to be separated from the inner surface of the smallest inner diameter portion of the arc tube, it is possible to prevent the contraction (shape restoration) of the electrode from being hindered by the arc tube, and at the time of lighting Even when the electrode is in thermal contact with the inner surface of the arc tube, the electrode can be easily detached from the arc tube by the action of the tapered surface when the lamp is extinguished. That result, it is possible to reliably prevent the electrode bending occurs.
In addition, since it is possible to reliably prevent the outer surface of the tapered portion of the electrode and the inner surface of the arc tube from being in thermal contact with each other, the lighting and extinguishing operations are repeated. However, it is possible to reliably prevent cracks from occurring in the sealing portion and the ultrahigh pressure discharge lamp itself from rupturing, so that the desired performance can be stably obtained over a long period of time.
図1は、本発明の超高圧放電ランプの一例における構成の概略を示す断面図、図2は、図1に示す超高圧放電ランプの一部を示す拡大断面図である。
この超高圧放電ランプ10は、内部に放電空間を形成する例えば略球形状または略楕円球形状の発光部12およびこの発光部12の両端のそれぞれに連続して管軸方向外方に伸びるロッド状の封止部13よりなる、例えば石英ガラスよりなる発光管11を備えており、封止部13は例えばシュリンクシール法により形成されている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an outline of the configuration of an example of an ultrahigh pressure discharge lamp according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the ultrahigh pressure discharge lamp shown in FIG.
The ultra-high
発光部12の内部には、各々、例えばタングステン等からなる一対の電極20が互いに対向して配置されており、各々の電極20は、各封止部13内において管軸方向に伸びるよう気密に埋設されて配設された、それぞれモリブデン等の導電性材料からなる帯板状の金属箔18を介して、封止部13の外端面より管軸方向外方に突出して伸びる外部リード15に電気的に接続されている。ここに、電極間距離は、例えば0.5〜2.0mmである。
A pair of
また、発光部12の内部には、水銀、希ガスおよびハロゲンガスが封入されている。
水銀の封入量は、点灯時における発光部12内の水銀蒸気圧が150気圧以上となる量、例えば0.15mg/mm3 以上とされている。また、点灯時の水銀蒸気圧が200気圧あるいは300気圧以上となる量の水銀を封入して、点灯時の水銀蒸気圧をさらに高くすることにより、プロジェクタ装置に適した光源として確実に構成することができる。
希ガスは、点灯始動性を改善するためのものであって、例えばアルゴンガスが13kPaの量で封入されている。
ハロゲンガスは、ハロゲンサイクルを利用してランプの寿命を延ばすと共に発光部12の破損および失透を防止するためのものであって、その封入量は、例えば10-6〜10-2μmol/mm3 の範囲内において、ランプの仕様に応じて適宜調整される。
In addition, mercury, a rare gas, and a halogen gas are sealed inside the
The amount of mercury enclosed is such that the mercury vapor pressure in the
The rare gas is for improving the lighting startability, and for example, argon gas is sealed in an amount of 13 kPa.
The halogen gas is used to extend the life of the lamp using the halogen cycle and prevent the
各々の電極20は、例えばロッド状の電極材料を切削することにより形成されたものであり、コイル部22が形成された電極本体部21と、この電極本体部21に連続して軸方向外方に伸びる電極軸部25とにより構成されている。
電極軸部25は、ロッド状の先端側部分26と、この先端側部分26に続く、軸方向外方側に向かうに従って外径の大きさが一様に大きくなるテーパー部分27と、このテーパー部分27に続くロッド状の基端側部分28とを有する。
各々の電極20は、電極軸部25のテーパー部分27が、少なくとも封止部13から発光部12に至る境界部分における発光管11の最小内径部の位置Pに対応する状態で、換言すれば、当該最小内径部の位置Pが電極軸部25のテーパー部分27に位置された状態で、配置されている。
具体的には、点灯時における電極の軸方向の膨張量(伸び)を考慮すると、電極軸部25のテーパー部分27が封止部13から発光部12に至る境界部分における発光管11の最小内径部の位置Pを含む長さ0.5mmの領域内に対応するよう位置されていることが好ましい。
Each
The
Each
Specifically, in consideration of the axial expansion amount (elongation) of the electrode during lighting, the minimum inner diameter of the
電極軸部25におけるテーパー部分27の、電極20の中心軸に対する角度Aは、例えば0.2°≦A≦8°の範囲であることが好ましい。角度Aが上記角度範囲内であることにより、電極曲がりおよび発光管11の破裂が生ずることを確実に防止することができる。これに対して、角度Aが8°より大きい場合には、発光管11の破裂が生じやすくなり、角度Aが0.2°より小さい場合には、電極曲がりが生じやすくなる。
The angle A of the tapered
上記超高圧放電ランプ10の電極20のその他の構成部分に関する数値例を示すと、例えばランプ電力が100〜300Wである超高圧放電ランプの場合には、電極軸部25における基端側部分28の外径D1および先端側部分26の外径D2は、テーパー部分27の開き角Aが上記角度範囲を満足するよう設定されていれば、特に限定されるものではないが、例えば、基端側部分28の外径D1が0.4〜0.8mmの範囲、先端側部分26の外径D2が0.35〜0.78mmの範囲、電極軸部25における基端側部分28の長さが例えば0.5〜3.0mmの範囲、電極軸部25における先端側部分26の長さが例えば0.5〜3.0mmの範囲であり、電極軸部25のテーパー部分27の長さLが例えば0.5〜2.9mmの範囲、電極本体部21の外径が例えば1.0〜3.0mmの範囲、長さが例えば2.5〜5.0mmの範囲である。
An example of numerical values relating to the other components of the
而して、上記のような超高圧放電ランプの点灯時においては、図3に示すように、電極20は径方向に膨張すると共に軸方向においても主に発光部方向(軸方向内方)に膨張するのに対して、発光管11は、その構成材料である例えば石英ガラスの熱膨張係数が電極20を構成する例えばタングステンのそれよりもはるかに小さいため、電極20と比べてほとんど膨張せず、その形状は維持されたままの状態であることから、電極20が膨張することによって発光管11、特に、封止部13から発光部12に至る境界部分における最小内径部の位置Pの内面に接触してその一部が熱的に密着し、その後、超高圧放電ランプが消灯されたときに、電極20が収縮されるに際して、当該密着した部分を支点として電極曲がりが発生したり、その後、点灯および消灯が繰り返して行われることにより、電極20の膨張、収縮による発光管11に生ずる応力に起因して当該密着した部分にクラックが発生して破裂に至るおそれがある。
Thus, when the ultrahigh pressure discharge lamp as described above is turned on, as shown in FIG. 3, the
然るに、電極20が、封止部13から発光部12に至る境界部分における発光管11の最小内径部に対応する位置Pにおいて、軸方向外方側に向かうに従って外径が一様に大きくなるテーパー部分27を有する構成とされていることにより、上記構成の超高圧放電ランプ10によれば、点灯時において熱膨張した状態にある電極20が消灯時に収縮する過程において、テーパー面の作用によって、電極20の表面が発光管11の最小径部の内面に対して離間するよう径方向および軸方向に収縮されるため、電極20の収縮(形状復元)が発光管11によって阻害されることを防止することができると共に、点灯時に電極20が発光管11と熱的に密着した場合であっても、ランプが消灯されたときに、電極20をテーパー面の作用によって発光管11から容易に引き剥がすことができる結果、電極曲がりが発生することを確実に防止することができる。
しかも、電極20のテーパー部分27の外面と発光管11の内面とが熱的に密着したままの状態となることを確実に防止することができるので、点灯および消灯が繰り返して行われた場合であっても、封止部13にクラックが発生して超高圧放電ランプ10自身が破裂することを確実に防止することができ、従って、所期の性能が長期間の間にわたって安定的に得られる。
However, at the position P corresponding to the minimum inner diameter portion of the
In addition, since it is possible to reliably prevent the outer surface of the tapered
以下、本発明の効果を確認するために行った実験例について説明する。
図1に示す超高圧水銀ランプの構成に従って、電極軸部の基端側部分の外径D1、電極軸部の先端側部分の外径D2、電極軸部のテーパー部分の長さLおよび電極軸部のテーパー部分の角度Aが下記表1に従って変更された20種類の超高圧放電ランプを、以下の仕様に基づいて、各5本ずつ、合計100本作製した。
Hereinafter, experimental examples performed for confirming the effects of the present invention will be described.
According to the configuration of the ultrahigh pressure mercury lamp shown in FIG. 1, the outer diameter D1 of the proximal end portion of the electrode shaft portion, the outer diameter D2 of the distal end portion of the electrode shaft portion, the length L of the tapered portion of the electrode shaft portion, and the electrode shaft Based on the following specifications, a total of 100 ultra-high pressure discharge lamps of 20 types in which the angle A of the taper part of the part was changed according to the following Table 1 were produced.
<ランプ基本仕様>
発光管は、発光部の最大外径が12mm、発光部の全長が12mm、発光部の内容積が137mm3 、封止部の外径が5.7mm、封止部の長さが22mmである。
電極は、電極軸部の基端側部分の長さが0.6mm、電極軸部の先端側部分の長さが0.5mm、電極本体部の外径が1.8mm、電極本体部の長さが8.0mmであるものである。
水銀の封入量は0.15mg/mm3 であり、アルゴンガス(希ガス)の封入量が13kPaであり、ハロゲンガスの封入量が3.0μmol/mm3 である。
封止部は、シュリンクシール法によって形成されたものであり、封止部から発光部に至る境界部分における発光管の最小内径部を含む長さ0.5mmの領域が、電極のテーパー部分に対応するよう形成されている。
<Lamp basic specifications>
The arc tube has a maximum outer diameter of the light emitting part of 12 mm, an entire length of the light emitting part of 12 mm, an inner volume of the light emitting part of 137 mm 3 , an outer diameter of the sealing part of 5.7 mm, and a length of the sealing part of 22 mm. .
The electrode has a length of the proximal end portion of the electrode shaft portion of 0.6 mm, a length of the distal end portion of the electrode shaft portion of 0.5 mm, an outer diameter of the electrode body portion of 1.8 mm, and a length of the electrode body portion Is 8.0 mm.
The enclosed amount of mercury is 0.15 mg / mm 3 , the enclosed amount of argon gas (rare gas) is 13 kPa, and the enclosed amount of halogen gas is 3.0 μmol / mm 3 .
The sealing part is formed by the shrink seal method, and the 0.5 mm long region including the minimum inner diameter part of the arc tube at the boundary part from the sealing part to the light emitting part corresponds to the taper part of the electrode. It is formed to do.
このようにして得られた超高圧放電ランプの各々について、下記表1に示す点灯電力で、15分間の間連続点灯した後、15分間の間消灯する動作を、500回繰り返して行う点灯試験を実施することにより、電極曲がりの発生有無を調べた。その結果を下記表1に示す。
電極曲がりの評価については、試験前後で電極先端位置が1.0mm以上変化した場合を「電極曲がり」が発生しているものと判断し、各ランプ群について、電極曲がりが発生したランプの本数を調べ、電極曲がりの発生がなかったものを「○」、電極曲がりの発生が2本以下であるものを「△」、電極曲がりが3本以上発生したものを「×」とした。
Each of the ultrahigh pressure discharge lamps thus obtained was subjected to a lighting test in which the operation of turning on continuously for 15 minutes and then turning off for 15 minutes at the lighting power shown in Table 1 was repeated 500 times. By performing, the presence or absence of the occurrence of electrode bending was examined. The results are shown in Table 1 below.
For the evaluation of electrode bending, it is determined that “electrode bending” has occurred when the electrode tip position has changed by 1.0 mm or more before and after the test. For each lamp group, the number of lamps in which electrode bending has occurred is determined. As a result of the investigation, “◯” indicates that no electrode bending occurred, “Δ” indicates occurrence of two or less electrode bendings, and “x” indicates that three or more electrode bendings occurred.
また、上記の超高圧放電ランプの各々について、下記表1に示す点灯電力で、15分間の間連続点灯した後、15分間の間消灯する動作を500回繰り返して行う点灯試験を実施することにより、破裂の発生有無を調べた。結果を下記表1に示す。破裂に関して、破裂の発生がなかったものを「○」、破裂の発生が2本以下であるものを「△」、破裂が3本以上発生したものを「×」とした。
以上において、超高圧放電ランプの評価水準については、電極曲がりの発生、および、破裂のいずれか一方の評価が「×」である場合には、判定を「×」とした。
In addition, for each of the above ultra-high pressure discharge lamps, by performing a lighting test in which the lighting power shown in Table 1 below is continuously turned on for 15 minutes and then turned off for 15 minutes. The presence or absence of rupture was examined. The results are shown in Table 1 below. Regarding the rupture, “◯” indicates that no rupture occurred, “Δ” indicates that two or less ruptures occurred, and “x” indicates that three or more ruptures occurred.
In the above, regarding the evaluation level of the ultra-high pressure discharge lamp, the evaluation was “x” when the evaluation of either the occurrence of electrode bending or the burst was “x”.
以上の実験結果から明らかなように、電極が軸方向外方に向かうに従って外径が大きくなるテーパー部分を有する構成(D1>D2)である、本発明に係る超高圧放電ランプ(ランプ群1〜16)によれば、電極曲がりが発生することを防止することができることが確認された。
また、電極が軸方向外方に向かうに従って外径が大きくなるテーパー部分を有する構成の超高圧放電ランプ(ランプ群1〜16)において、さらに、テーパー部分の角度Aが0.2°≦A≦8°であるもの(ランプ群5〜16)によれば、電極曲がりが発生することを防止することができると共に、破裂の発生を防止することができることが確認された。
これに対して、電極がテーパー部分を有さない構成、すなわち、軸方向に対して均一な外径を有する構成(D1=D2)の超高圧放電ランプ(ランプ17,18)、および、電極が軸方向外方に向かうに従って外径が小さくなるテーパー部分を有する構成(D1<D2)の超高圧放電ランプ(ランプ19,20)は、電極曲がりが発生することが確認された。ランプ群17〜20におけるランプに「電極曲がり」が発生した理由としては、消灯するときに、電極の収縮が発光管によって阻害されてしまうためであると考えられる。
As is clear from the above experimental results, the ultrahigh pressure discharge lamps (lamp groups 1 to 2) according to the present invention having a configuration (D1> D2) in which the outer diameter of the electrode increases as it goes outward in the axial direction. 16) It was confirmed that the occurrence of electrode bending can be prevented.
In the ultrahigh pressure discharge lamps (lamp groups 1 to 16) having a tapered portion whose outer diameter increases as the electrode moves outward in the axial direction, the angle A of the tapered portion is further 0.2 ° ≦ A ≦. It was confirmed that, when the angle is 8 ° (
On the other hand, an ultra high pressure discharge lamp (lamps 17 and 18) having a configuration in which the electrode does not have a tapered portion, that is, a configuration having a uniform outer diameter in the axial direction (D1 = D2), and the electrode It was confirmed that the ultra high pressure discharge lamps (lamps 19 and 20) having a tapered portion (D1 <D2) having an outer diameter that decreases in the axial direction outwardly cause electrode bending. The reason why the “electrode bending” occurs in the lamps in the lamp groups 17 to 20 is considered to be because the contraction of the electrodes is hindered by the arc tube when the lamp is turned off.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、電極は、封止部から発光部に至る境界部分における発光管の最小内径部に対応する位置において、軸方向外方側に向かうに従って外径が大きくなるテーパー部分を有する形状とされてさえいれば、上記実施形態に係る形状のものに限定されるものではなく、例えば図4および図5に示す形状のものであっても、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, the electrode is even shaped to have a tapered portion whose outer diameter increases toward the outer side in the axial direction at a position corresponding to the smallest inner diameter portion of the arc tube at the boundary portion from the sealing portion to the light emitting portion. If it is, it will not be limited to the thing of the shape which concerns on the said embodiment, For example, even if it is a thing shown in FIG. 4 and FIG. 5, the effect similar to the said Example can be acquired.
図4に示す電極20のテーパー部分27は、電極20の中心軸を含む断面において、先端側部分と基端側部分とを結ぶ仮想直線(稜線)に対して内方側に凸状となる形状を有し、電極20の軸方向に対して基端側に向かうに従って外径が大きくなるよう構成されている。
この電極20におけるテーパー部分の角度Aは、上記実施例に係るものと同様に定義され、角度Aが0.2°≦A≦8°とされていることが好ましい。
The tapered
Angle A of the tapered portion in the
図5に示す電極20のテーパー部分27は、電極20の中心軸を含む断面において、先端側部分と基端側部分とを結ぶ仮想直線(稜線)に対して外方側に凸状となる形状を有し、電極20の軸方向に対して基端側に向かうに従って外径が大きくなるよう構成されている。
この電極20におけるテーパー部分の角度Aは、上記実施例に係るものと同様に定義され、角度Aが0.2°≦A≦8°とされていることが好ましい。
The tapered
Angle A of the tapered portion in the
さらに、電極における電極軸部全体が軸方向に対して基端側に向かうに従って外径が大きくなるテーパー状に構成されたものであっても、図1および図2に示す電極において、先端側部分および後端側部分のいずれか一方を有さない構成のものであってもよい。 Further, even if the entire electrode shaft portion of the electrode is configured to have a tapered shape whose outer diameter increases toward the base end side with respect to the axial direction, in the electrode shown in FIG. 1 and FIG. And the thing of the structure which does not have any one of a rear-end side part may be sufficient.
さらにまた、本発明の超高圧放電ランプにおける電極は、電極本体部および電極軸部が一体に形成されたものである必要はなく、例えば、図6に示すように、外径D2の先端側部分36、テーパー部分37および外径D1(>D2)の基端側部分38を有する電極軸部35の先端にタングステンからなる線材を巻回した状態で先端側に位置される一部分を溶融させることにより、電極軸部35の先端が溶融することなく残存することによって、点灯時に放電アークが集中する突起部33が形成されると共に、溶融することなく残存するタングステン線材の一部によってコイル部32が構成され、これにより、電極本体部31が形成されてなる電極30であってもよい。
Furthermore, the electrode in the ultra-high pressure discharge lamp of the present invention does not need to be formed integrally with the electrode main body and the electrode shaft. For example, as shown in FIG. 36. By melting a portion located on the distal end side in a state where a wire rod made of tungsten is wound around the distal end of an
さらにまた、本発明の超高圧放電ランプにおいては、電極がテーパー部分を有するものであれば、その他の構成は上記実施例のものに限定されるものではい。
(1)図7に示すように、電極20のテーパー部分27の基端から基端側部分28に続く領域にコイル部材29が設けられ、これにより、電極軸部25と発光管とが直接的に接触しない構造とされていてもよい。
(2)本発明の超高圧放電ランプにおいては、発光管における封止部がシュリンクシール法により形成されたものに限定されず、ピンチシール法により形成されたものであってもよい。
(3)交流点灯型および直流点灯型のいずれについても、本発明を適用することができ、例えば直流点灯型のものにおいては、陰極をテーパー部分を有するものとして構成することにより、所期の効果を得ることができる。
Furthermore, in the ultrahigh pressure discharge lamp of the present invention, other configurations are not limited to those of the above-described embodiment as long as the electrode has a tapered portion.
(1) As shown in FIG. 7, the
(2) In the ultrahigh pressure discharge lamp of the present invention, the sealing portion in the arc tube is not limited to the one formed by the shrink seal method, and may be formed by the pinch seal method.
(3) The present invention can be applied to both the AC lighting type and the DC lighting type. For example, in the DC lighting type, the desired effect can be obtained by configuring the cathode as having a tapered portion. Can be obtained.
10 超高圧放電ランプ
11 発光管
12 発光部
13 封止部
15 外部リード
18 金属箔
20 電極
21 電極本体部
22 コイル部
25 電極軸部
26 先端側部分
27 テーパー部分
28 基端側部分
29 コイル部材
30 電極
31 電極本体部
32 コイル部
33 突起部
35 電極軸部
36 先端側部分
37 テーパー部分
38 基端側部分
40 電極
41 コイル部材
42 発光管
43 封止部
45 電極
46 テーパー部
48 金属箔
50 発光管
51 発光部
52 封止部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
各々の電極は、管軸に沿って伸びる電極軸部を有し、当該電極軸部の基端側部分が前記封止部内において管軸に沿って伸びるよう気密に埋設された金属箔に接合されてなる超高圧放電ランプにおいて、
少なくとも一方の電極における電極軸部は、発光管の放電空間を形成する発光部の内面における封止部側端部である最小内径部の位置に、軸方向外方側に向かうに従って外径が大きくなるテーパー部を有することを特徴とする超高圧放電ランプ。 A pair of electrodes facing each other and a light emitting part having a substantially spherical shape or a substantially elliptical spherical shape forming a discharge space in which 0.15 mg / mm 3 or more of mercury is enclosed, and both ends of the light emitting part Comprising an arc tube consisting of a rod-shaped sealing part continuously extending along the tube axis;
Each electrode has an electrode shaft portion extending along the tube axis, and a base end side portion of the electrode shaft portion is bonded to a metal foil embedded in an airtight manner so as to extend along the tube axis in the sealing portion. In the ultra high pressure discharge lamp
The electrode shaft portion of at least one of the electrodes has a larger outer diameter toward the outer side in the axial direction at the position of the minimum inner diameter portion that is the end portion on the sealing portion side of the inner surface of the light emitting portion forming the discharge space of the arc tube. An ultra-high pressure discharge lamp having a tapered portion.
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