放電ランプ
【課題】 製造が容易で、かつ封止部の耐久性を向上可能な放電ランプを提供する。
【解決手段】
本発明の放電ランプは、内部に放電空間２２を有する球体部１１および球体部１１に連設された封止部１２を備えたガラスバルブ１と、放電空間２２に封入された放電媒体と、封止部１２に封着されたマウント３とを具備する放電ランプであって、マウント３は、封着部４１１および通電部４１２を有する第１の傾斜機能部材４１と、貫通穴５１を有するガラスビーズ（電極支持部材）５と、少なくとも一部がガラスビーズ５の貫通穴５１に配置された状態で、第１の傾斜機能部材４１の通電部４１２と接続された電極６とを備えており、第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１およびガラスビーズ５が封止部１２に溶着されていることを特徴とする。
【解決手段】
本発明の放電ランプは、内部に放電空間２２を有する球体部１１および球体部１１に連設された封止部１２を備えたガラスバルブ１と、放電空間２２に封入された放電媒体と、封止部１２に封着されたマウント３とを具備する放電ランプであって、マウント３は、封着部４１１および通電部４１２を有する第１の傾斜機能部材４１と、貫通穴５１を有するガラスビーズ（電極支持部材）５と、少なくとも一部がガラスビーズ５の貫通穴５１に配置された状態で、第１の傾斜機能部材４１の通電部４１２と接続された電極６とを備えており、第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１およびガラスビーズ５が封止部１２に溶着されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶や半導体の露光用や液晶プロジェクタ用などに使用される放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶や半導体の露光や液晶プロジェクタなどに使用される放電ランプとしては、特開２００６−２３６７５６号公報（以下、特許文献１）などがある。従来、一般的に高圧放電ランプと呼ばれるこの種のランプの気密封着には、特許文献１のように金属箔を使用するのが一般的である。
【０００３】
しかし、封着材として金属箔を使用した放電ランプは、封止部の耐圧が低いという問題がある。そこで、傾斜機能材料（Functionally Graded Materials。以下、ＦＧＭ）を封着材として使用した放電ランプが開発されている。ＦＧＭとは、組成が異なる複数の素材が傾斜し、一体的に組み合わされてなる材料のことであり、このＦＧＭを使用した放電ランプとしては、特開２００２−３４３３０４号公報（以下、特許文献２）、特開２００３−２３６７５６号公報（以下、特許文献３）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３６７５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３３０４号公報
【特許文献３】特開２００３−２６３９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このＦＧＭを用いた放電ランプは、入力が５００Ｗ以下であるような、比較的小型の放電ランプでしか使用されていないのが現状である。これは大型の放電ランプの大きさに適合した大型のＦＧＭの製造や、ＦＧＭを使用する場合の気密性の保持が困難であることに起因する。一方で、ＦＧＭを使用した大型の放電ランプを実現できたとしても、大型放電ランプの電極、特に陽極の重量は従来の電極の重量の倍以上となるため、製造時やランプの運搬時等に、封止部が破損するなどの問題が懸念されている。
【０００６】
本発明の目的は、製造が容易で、かつ封止部の耐久性を向上可能な放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の放電ランプは、内部に放電空間を有する球体部および前記球体部に連設された封止部を備えた発光管と、前記放電空間に封入された放電媒体と、前記封止部に封着されたマウントとを具備する放電ランプであって、前記マウントは、封着部および通電部を有する傾斜機能部材と、貫通穴を有する電極支持部材と、少なくとも一部が前記電極支持部材の前記貫通穴に配置された状態で、前記傾斜機能部材の前記通電部と接続された電極とを備えており、前記傾斜機能部材の前記封着部および前記電極支持部材が前記封止部に溶着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造が容易で、かつ封止部の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図２】図１の放電ランプの断面について説明するための図。
【図３】図２において一点鎖線で囲んだＺの範囲について説明するための図。
【図４】傾斜機能部材について説明するための図。
【図５】本実施の形態の放電ランプの一製造方法について説明するための図。
【図６】実施例２の放電ランプについて説明するための図。
【図７】各放電ランプの封止後の不良について試験した結果について説明するための図。
【図８】各放電ランプの破壊圧力について試験した結果について試験について説明するための図。
【図９】各放電ランプを点灯させたときの残存率について試験について説明するための図。
【図１０】図７〜図９の試験をまとめた結果について説明するための図。
【図１１】放電ランプの他の例について説明するための図。
【図１２】図１１の放電ランプの断面について説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の放電ランプについて、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図、図２は図１の放電ランプの断面について説明するための図、図３は図２において一点鎖線で囲んだＺの範囲について説明するための図である。
【００１１】
図１に示す放電ランプは、点灯時の内圧が１．０ＭＰａ（約１０気圧）以上となる、いわゆる超高圧型に分類される放電ランプであり、発光管として、石英ガラスからなるガラスバルブ１を備えている。ガラスバルブ１は細長い形状であり、その中央付近には楕円状の球体部１１が形成されている。球体部１１の両端には、円柱状の一対の封止部１２が球体部１１と連続的に形成されている。
【００１２】
この球体部１１の内部には、楕円状の放電空間２１が形成されている。この放電空間２１には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、水銀と希ガスとで構成されている。希ガスには、キセノンが使用されている。その封入圧力は、目的によって調整することができる。本実施の形態ではバッファガスとして作用させるため、２０℃において０．０５ＭＰａ〜０．５ＭＰａの圧力としている。なお、希ガスには、アルゴンやクリプトンなどのガスを用いたり、それらの混合ガスを使用することもできる。また、水銀を封入しない放電媒体の構成であってもよい。
【００１３】
封止部１２には、マウント３が封着されている。マウント３は、傾斜機能部材４、ガラスビーズ５、電極６およびアウターリード７によって構成されている。
【００１４】
傾斜機能部材４はＦＧＭである。本実施の形態では、図４に示すように円柱状を呈する第１、第２の傾斜機能部材４１、４２を組み合わせて使用している。第１、第２の傾斜機能部材４１、４２は、一端側に封着部４１１、４２１、他端側に通電部４１２、４２２、その間に緩衝部４１３、４２３を備えており、それらが軸方向に段階的に変化してなる。
【００１５】
封着部４１１、４２１は、発光管を構成する材料の割合を高くしたことにより、ガラスバルブ１との封着に適するように構成した部分である。一般的には、シリカやセラミックスなどの割合が１００％〜９５％程度であるのが望ましい。通電部４１２、４２２は、金属材料の割合を高くしたことにより、電極６やアウターリード７との通電や接続に適するように構成した部分である。一般的には、タングステンやモリブデンなどの割合が２０％〜３０％程度（＝シリカの割合が８０％〜７０％程度）であるのが望ましい。緩衝部４１３、４２３は、封着部４１１、４２１と通電部４１２、４２２の間の組成により構成された部分である。
【００１６】
なお、傾斜機能部材４は上述したように第１、第２の傾斜機能部材４１、４２を組み合わせて使用している。具体的には、傾斜機能部材４は通電部４１２、４２２の端面同士を、例えばシリカとモリブデンからなる導電性のペースト、いわゆるサーメットにより接着することによって、軸方向に封着部〜通電部〜封着部と変化する一つの傾斜機能材料であるかのように構成されている。また、この第１、第２の傾斜機能部材４１、４２には、封着部４１１、４２１から緩衝部４１３、４２３を通って、通電部４１２、４２２の途中まで、その中心軸に沿うように穴４１４、４２４が形成されている。このような穴４１４、４２４は、例えばドリルで切削することにより形成することができる。
【００１７】
ガラスビーズ５は、電極支持部材として構成された石英ガラスからなる円柱状のガラス部材であり、第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１側に、封着部４１１と接触するように配置されている。ガラスビーズ５には、貫通穴５１が軸方向に貫通するように形成されている。
【００１８】
電極６は、タングステンを主体とした材料からなり、先端部６１と第１の軸部６２と第２の軸部６３とで構成されている。先端部６１は放電空間２１内に位置し、外観上、３ｍｍ〜１０ｍｍの電極間隔を保って、互いの先端同士が対向するように配置されている。第１の軸部６２は先端部６１に連設された直径がｒ１（ｍｍ）の軸であり、少なくとも一部がガラスビーズ５の貫通穴５１内に配置されている。第２の軸部６３は、第１の軸部６２に連設された直径がｒ２（ｍｍ）の軸であり、その大部分が第１の傾斜機能部材４１の穴４１４内に配置され、通電層４１２と接続されている。通電層４１２との接続には、サーメットからなる接着剤３１を第２の軸部６３の外表面と穴４１４の内表面の間に形成することで機械的かつ電気的な接続を可能にしている。
【００１９】
なお、本実施の形態は、直流で点灯するタイプの放電ランプであるので、互いの電極設計が異なるものとなっている。具体的には、先端部６１の容積が大きく異なり、一方（陽極）は容積が大きく、他方（陰極）は容積が小さく構成されている。また、電極６の放電空間２２への突出長さも異なり、陰極の方が長くなっているため、電極先端間の中心は陽極側にずれ、陰極の先端は放電空間２２の中心付近に配置された態様となっている。
【００２０】
アウターリード７は、例えば、モリブデンからなる金属線である。その一端は、第２の傾斜機能部材４２の穴４２４に配置され、通電層４２２と接続されされ、他端は管軸に沿ってガラスバルブ１の外部に延出されている。この通電部４２２との接続は、接着剤３２をアウターリード７の外表面と穴４２４の内表面の間に形成することで行っている。
【００２１】
ここで、傾斜機能部材４付近の構成について詳しく説明する。
図３に示されているように、マウント３は、その両端部分、すなわち封着部４１１とビーズ体５がバルブ中央側溶着部１２１に、封着部４２１がバルブ端側溶着部１２２に溶着されることで、封止部１２に気密に封着されている。このように傾斜機能部材４の封着部４１１のバルブ中央側にガラスビーズ５を配置する構造としたことで、溶着可能な範囲が広くなるため、中間部４１３にバルブ中央側溶着部１２１がかかってしまうような設計の回避が可能となるとともに、封止工程時やランプの搬送時などに電極軸を介して封止部に曲げ応力が作用しても、封止部が破壊されることを抑制可能となる。また、ガラスビーズ５と封着部４１１とが接触する端面同士の直径を同等（＝差が±１．０ｍｍ以内、望ましくは０．５ｍｍ以内）としてあるので、ガラスビーズ５と封着部４１１の境界付近における封着形状の不具合を抑制可能である。なお、封着により形成される空間２２および空間２３には、アルゴンなどの希ガスを封入してもよい。
【００２２】
また、電極６は、第２の軸部６３の直径ｒ２よりも、第１の軸部６２の直径ｒ１の方が大きい構造となっている。第２の軸部６３の直径ｒ２が小さいと、第１の傾斜機能体４１に形成する穴４１４の大きさも小さくて済むため、製造面でのメリットが大きくなる。一方、第１の軸部６２の直径ｒ１が大きいと、搬送時などによってランプが大きく振動しても、封止部１２やガラスビーズ５にかかる負担が軽減される。ランプが大型であったり、直流点灯用であるために電極（陽極）の重量が重い場合に特に有利である。すなわち、このような電極の構造により、製造を容易にしつつ、封止部の耐久性を高めることが可能となる。なお、本実施の形態のように、電極支持部材としてガラスビーズを用いる場合には、貫通穴５１内に位置する第１の軸部４１にクッション材として金属箔３３を巻きつけ、第１の軸部６２を金属箔３３を介して貫通穴５１と接触させる構造にするのが望ましい。
【００２３】
上記のように構成された放電ランプは、陽極が高圧側、陰極が低圧側になるように直流点灯回路（図示なし）と接続され、管軸が略水平の状態で１ｋＷ以上の電力で点灯される。
【００２４】
放電ランプの一製造方法について、図５を参照しながら説明する。なお、図５では、管軸を縦にした図を表示しているが、実際には管軸を横、すなわち略水平にして各工程を行っている。
まず、（ａ）のように、球体部１１が形成されたガラスバルブ１を専用の旋盤（図示なし）に配置固定し、ガラスバルブ１の開口端からマウント３を挿入する。マウント３のガラスビーズ７を球体部１１近傍の封止部形成予定部１２’内に配置したら、（ｂ）のように、ガラスバルブ１を軸周りに回転させながら、ガラスビーズ７が配置されている封止部形成予定部１２’を加熱装置ＨＡにより加熱する。この工程では、ガラスバルブ１の内部には０．０５ＭＰａ程度のアルゴンが封入された負圧の雰囲気であるため、加熱によってガラスが軟化点にまで達すると封止部形成予定部１２’が内径方向にシュリンクして、自然にガラスビーズ７に溶着することになる。さらに、（ｃ）のように、第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１が位置する封止部形成予定部１２’も加熱装置ＨＡにより加熱溶着する。このようにして、球体部１１付近の封止部１２にバルブ中央側溶着部１２１を形成するわけであるが、ガラスビーズ５と封着部４１１とが隣接配置された本構造では溶着可能な範囲が広いので、封止工程を容易かつ確実に行うことができる。なお、加熱装置ＨＡとしては、酸水素バーナーやＣＯ２レーザーなどを使用することができる。
【００２５】
次に、形成された直後のバルブ中央側溶着部１２１を、（ｄ）のように、冷却装置ＣＡにより冷却する。冷却装置ＣＡとしては、例えば液体窒素を使用できる。バルブ中央側溶着部１２１が室温程度にまで冷却されたら、（ｅ）のように、第２の傾斜機能部材４２の封着部４２１が位置する封止部形成予定部１２’を加熱装置ＨＡにより加熱溶着させて、バルブ端側溶着部１２２を形成する。このように、バルブ中央側溶着部１２１を十分に冷却したのちにバルブ端側溶着部１２２を形成することで、封止後のランプの破損を少なくすることが可能となる。つまり、ＦＧＭの通電部などの金属濃度が高い部分は線膨張係数が大であり、バルブ中央側溶着部１２１の形成直後は管軸方向に相対的に膨張しているから、その状態でバルブ端側溶着部１２２を形成したことによって封止後にＦＧＭやガラスに応力が加わってしまうことを防止することができる。ちなみに、バルブ中央側溶着部１２１とバルブ端側溶着部１２２を同時に形成する方法、バルブ端側溶着部１２２を先に形成し、冷却後バルブ中央側溶着部１２１を形成する方法によりランプを作成したところ、前者は封止後に傾斜機能部材が破損して、点灯しないランプが発生し、後者は電極位置不良や偏芯が発生したため、図５のような製造方法は実験的に有効であるといえる。
【００２６】
最後に、アウターリード７付近の封止部形成予定部１２’も加熱溶着させたのち、（ｆ）のように不要な部分を除くことで一方の封止部１２が完成する。同様に、他方の封止部形成予定部１２’についても図５のような工程を経ることで、図１に示す本実施の形態の放電ランプを作成することができる。
【００２７】
本発明の放電ランプの実施例の一仕様を下記に示す。
（実施例１）
ガラスバルブ１；石英ガラス製、球体部１１の最大内径＝２５ｍｍ、最大外径＝３０ｍｍ、長手方向の球体長＝４７ｍｍ、放電空間２１の内容積＝１２０００ｍｍ３、封止部１２の外径＝１６ｍｍ、バルブ中央側溶着部１２１、バルブ端側溶着部１２２の外径＝１５ｍｍ、
水銀＝４０ｍｇ／ｃｃ、希ガス；キセノン、ガス圧＝０．１ＭＰａ、
傾斜機能部材４；シリカとモリブデンのＦＧＭ、封着層４１１、４２１＝シリカ１００％、通電層４１２、４２２＝シリカ７５％、外径＝７ｍｍ、穴４１４、４２４の径Ｒ１＝３．１ｍｍ、
ガラスビーズ５；石英ガラス製、長さ＝８．０ｍｍ、外径＝８．０ｍｍ、貫通穴５１の径Ｒ２＝３．５ｍｍ、
電極６；ドープタングステン製、陽極先端部６１の径＝９ｍｍ、陰極先端部６１の径＝３ｍｍ、第１の軸部６２の径ｒ１＝３ｍｍ、第２の軸部６３の径ｒ２＝２．５ｍｍ、電極間距離（外観上）＝３ｍｍ、
リード線７；モリブデン製、直径＝３ｍｍ、
空間２２；約０．０５ＭＰａのアルゴン。
（実施例２）
図６のように、端部に封着部４１１と接触する部分の外径と同等にする縮径部５２を形成したガラスビーズ５を使用した放電ランプ。縮径部５２は、実施例１のガラスビーズ５の端部を０．５ｍｍ分だけＣ面取りすることで形成。その他の仕様は、実施例１と同じ。
【００２８】
実施例１、実施例２と、ガラスバルブの寸法などは同じだが、特許文献１のようにガラスビーズと金属箔を封着した放電ランプ（以下、従来例１）、特許文献２のようにＦＧＭを封着した放電ランプ（以下、従来例２）について、様々な試験を行った。なお、各試験の試験本数はそれぞれ１０本である。
【００２９】
まず、各放電ランプの封止後の状態について試験した。その結果を図７に示す。
結果からわかるように、従来例２、従来例１、実施例１、実施例２の順で封止後の不良が多くなっている。不良の内容を詳しく見ると、従来例２では、封止部の割れ、電極の偏芯、電極間隔、封止部形状について不良が発生していることから、マウントの封着位置の精度が悪いといえる。中には、機能傾斜部材においてシリカの割合が１００〜９８％以外の部分にガラスが溶着したことで、熱応力によって破壊に至ったランプもあった。従来例１では、溶着不良や封止後の割れが発生していることから、金属箔部分の封止に難があるといえる。
【００３０】
これに対して、実施例１では、第一にガラスビーズと傾斜機能部材の封着部を連設し、ガラスを溶着可能な領域を広く確保したこと、第二に直径の大きなガラスビーズによって封止部形成予定部とのガラスの距離を近くし、封止工程における難易度を低下させたことにより、封止後の不良の発生を抑制できたと考えられる。また、実施例２では、縮径部により封着部と接触する部分のガラスビーズの外径と傾斜機能部材の外径とを互いに等しくしたために、実施例１で発生した傾斜機能部材とガラスビーズ間のわずかな封着部の不具合も抑制されたと考えられる。以上のとおり、実施例１や実施例２のように電極支持部材を採用することで、ＦＧＭを用いた場合でも封止工程の難易度が低下し、不良発生率を抑制できることができる。
【００３１】
次に、各放電ランプの破壊圧力について試験した。その結果を図８に示す。図中の破壊圧力は、一端にそれぞれのマウントを封着したランプの他端側からガラスバルブ内にシリコンオイルを充填したのち、その他端に加圧機器を接続して、ランプ内の圧力を徐々に上昇させていったときにランプが破壊される圧力の数値を示したものである。
【００３２】
結果からわかるように、破壊圧力は、実施例１、実施例２が高く、従来例２も比較的高いが、従来例１は顕著に低くなっている。従来例１の破壊圧力が他に比べて顕著に低いのは、このランプだけ金属箔による封着であることに関係している。また、破壊圧力の偏差に着目すると、実施例２は極めて小さくなっている。これは、実施例２は、他のランプと比べて製作後の封止部の形状が安定しており、封止部の破壊の原因となるマイクロクラックなどが発生しにくいためと考えられる。
【００３３】
次に、安定時に１ｋＷとなる電力（電圧＝５０Ｖ、電流＝２０Ａ）を投入したときのランプの諸特性について試験した。明るさ、電気特性、分光分布などの点灯初期のランプの特性は、何れのランプもほぼ同等であった。また、１０００時間の連続点灯後の照度維持率も、何れのランプもほぼ同等であった。この結果から、マウントの構成を変えてもランプの諸特性は変動しないと結論される。
【００３４】
次に、各放電ランプを点灯させたときの残存率について試験した。その結果を図９に示す。試験は、１時間点灯したのち、１０分消灯するサイクルを繰り返す点滅点灯試験としている。なお、この試験においては、投入電力を通常よりも２倍負荷が高い２ｋＷに設定している。
【００３５】
結果からわかるように、実施例１、実施例２は、１５００時間が経過しても残存率は１００％であるが、従来例１、従来例２は試験時間の経過とともに残存率が低下し、１５００時間になると従来例１は５０％、従来例２は９０％に残存率が低下している。従来例１は、金属箔封止部分においてガラスが剥離し、それによって発生したクラックにより、ランプ内部のガスがリークしたことが残存率低下の原因である。従来例２は、傾斜機能部材の封着部のみならず、緩衝部にもわずかにガラスが封着されていたことで熱応力によって割れ、ガスがリークしたことが残存率低下の原因である。これに対し、実施例１、実施例２は上記のような問題は生じないため、１５００時間が経過しても寿命が良好であったと考えられる。また、実施例のランプでは、ガラスビーズ５が放電空間２１と傾斜機能部材４の間に配置されており、高温化での使用に弱いＦＧＭを熱源から遠ざける構造になっているため、ＦＧＭの熱劣化が抑制されたことも長寿命に影響していると考えられる。
【００３６】
図７〜図９の結果をまとめると図１０のようになる。◎は特に優れる、○は優れる、△は現行同等、×は劣ることを意味しており、この図１０から、実施例１であれば製造面、耐破裂性能面どちらにおいても現行よりも優れたランプを実現でき、実施例２であればさらに優れたランプを実現できることが明白である。
【００３７】
したがって、本実施の形態では、電極６をその一部がガラスビーズ５の貫通穴５１に挿入された状態で、第１の傾斜機能部材４１の通電部４１２に接続されるようにし、ガラスビーズ５および第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１を封止部１２に溶着するようにしたことにより、封止工程時にガラスを溶着可能な領域が広くなり、ガラスと熱膨張率が近い部分のみに確実に溶着することができるとともに、封止工程時やランプの搬送時などに電極軸を介して封止部に曲げ応力が作用しても、その応力に対して十分な強度を維持できるため、製造が容易で、かつ封止部の耐久性を向上させることができる。
【００３８】
また、実施例１のように、第１の傾斜機能部材４１およびガラスビーズ５を円柱状とし、封着部４１１とガラスビーズ５とが接触するように配置するとともに、その互いに接触する封着部４１１の端面とガラスビーズ５の端面の外径を同等にしたことにより、第１の傾斜機能部材４１とガラスビーズ５の境界付近における封着部の不具合を抑制することができる。なお、封着部４１１の端面とガラスビーズ５の端面は必ずしも接触している必要はなく、近接していれば同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、実施例２のように、封着部４１１と接触するガラスビーズ５の端部に縮径部５１を形成したことにより、製造時において封止部形成予定部１２’との距離を短くすることが可能な直径の大きなガラスビーズ５を採用しつつ、互いに接触する封着部４１１の端面とガラスビーズ５の端面の外径を同等にすることができるので、封止工程を容易にしつつ、封着部の不具合も抑制することができる。この実施例２のようなＣ面取りの場合、角度αが４５度以下であるのが望ましい。なお、縮径部５１は、Ｒ面取りすることにより、上記に類する円弧形状であってもよい。
【００４０】
また、第１の軸部６２の直径をｒ１、第２の軸部６３の直径をｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２を満たすようにしたことで、第１の傾斜機能部材４１に形成する穴４１４の大きさを小さくしながらも、電極６のガラスビーズ５の貫通穴５１に配置される軸の直径は大きくすることができるので、ＦＧＭは製造上、有利となるとともに、電極６の重量、搬送時の振動などによって生じるガラスビーズ５などへの負担を軽減することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００４２】
発光管は、セラミックスなどの耐熱性と透光性を具備した材料で構成してもよい。その場合は、ＦＧＭや電極支持部材などの材料もそれに適した材料に変更すべきである。
【００４３】
空間２２は、目的によりその設計を変更してもよい。例えば、点灯中の傾斜機能部材４の温度を好適にするために、封入するガスの熱伝導率や、空間２２の体積、特に傾斜機能部材４の外面と封止部１２の内面の距離を調整してもよい。
【００４４】
マウント３は、例えば、図１１、図１２のように、傾斜機能部材４、ガラスビーズ５、電極６、アウターリード７、金属箔８およびインナーリード９で構成されたようなものであってもよい。つまり、マウント３はガラス部材や金属部材などを一体的に組み立てたものであれば、その定義に含まれる。
【００４５】
傾斜機能部材４は、材料が連続的に傾斜したものであってもよいし、径方向に傾斜したものであってもよい。また、使用する傾斜機能部材の数も限定されないし、それら複数の傾斜機能部材の接続は嵌合や溶着などであってもよい。
【００４６】
傾斜機能部材４と電極６やアウターリード７等との接続は、通電部の一部を軸方向に突出させ、その突出部と電極６等とを金属箔などで巻きつけて固定するようにしてもよい。
【００４７】
電極支持部材は、モリブデンからなる金属箔を多重巻きしたものであってもよい。要は封止や点灯時の温度によっても変形しにくく、かつ封止後のガラスとの熱応力を緩和させられる材料・構造であればよい。
【００４８】
電極６は、別体形成されたものであってもよい。また、形状は直棒状などであってもよいし、一対の電極がともに同じ形状であってもよい。また、材料は、純タングステン、ドープタングステン、トリエーテッドタングステン、レニウムタングステンなどであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ ガラスバルブ
１１ 球体部
１２ 封止部
２１ 放電空間
３ マウント
４ 傾斜機能部材
４１、４２ 第１、第２の傾斜機能部材
４１１、４２１ 封着部
４１２、４２２ 通電部
５ ガラスビーズ
５１ 貫通穴
５２ 縮径部
６ 電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶や半導体の露光用や液晶プロジェクタ用などに使用される放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶や半導体の露光や液晶プロジェクタなどに使用される放電ランプとしては、特開２００６−２３６７５６号公報（以下、特許文献１）などがある。従来、一般的に高圧放電ランプと呼ばれるこの種のランプの気密封着には、特許文献１のように金属箔を使用するのが一般的である。
【０００３】
しかし、封着材として金属箔を使用した放電ランプは、封止部の耐圧が低いという問題がある。そこで、傾斜機能材料（Functionally Graded Materials。以下、ＦＧＭ）を封着材として使用した放電ランプが開発されている。ＦＧＭとは、組成が異なる複数の素材が傾斜し、一体的に組み合わされてなる材料のことであり、このＦＧＭを使用した放電ランプとしては、特開２００２−３４３３０４号公報（以下、特許文献２）、特開２００３−２３６７５６号公報（以下、特許文献３）がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３６７５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３４３３０４号公報
【特許文献３】特開２００３−２６３９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このＦＧＭを用いた放電ランプは、入力が５００Ｗ以下であるような、比較的小型の放電ランプでしか使用されていないのが現状である。これは大型の放電ランプの大きさに適合した大型のＦＧＭの製造や、ＦＧＭを使用する場合の気密性の保持が困難であることに起因する。一方で、ＦＧＭを使用した大型の放電ランプを実現できたとしても、大型放電ランプの電極、特に陽極の重量は従来の電極の重量の倍以上となるため、製造時やランプの運搬時等に、封止部が破損するなどの問題が懸念されている。
【０００６】
本発明の目的は、製造が容易で、かつ封止部の耐久性を向上可能な放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の放電ランプは、内部に放電空間を有する球体部および前記球体部に連設された封止部を備えた発光管と、前記放電空間に封入された放電媒体と、前記封止部に封着されたマウントとを具備する放電ランプであって、前記マウントは、封着部および通電部を有する傾斜機能部材と、貫通穴を有する電極支持部材と、少なくとも一部が前記電極支持部材の前記貫通穴に配置された状態で、前記傾斜機能部材の前記通電部と接続された電極とを備えており、前記傾斜機能部材の前記封着部および前記電極支持部材が前記封止部に溶着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造が容易で、かつ封止部の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図２】図１の放電ランプの断面について説明するための図。
【図３】図２において一点鎖線で囲んだＺの範囲について説明するための図。
【図４】傾斜機能部材について説明するための図。
【図５】本実施の形態の放電ランプの一製造方法について説明するための図。
【図６】実施例２の放電ランプについて説明するための図。
【図７】各放電ランプの封止後の不良について試験した結果について説明するための図。
【図８】各放電ランプの破壊圧力について試験した結果について試験について説明するための図。
【図９】各放電ランプを点灯させたときの残存率について試験について説明するための図。
【図１０】図７〜図９の試験をまとめた結果について説明するための図。
【図１１】放電ランプの他の例について説明するための図。
【図１２】図１１の放電ランプの断面について説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の放電ランプについて、図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図、図２は図１の放電ランプの断面について説明するための図、図３は図２において一点鎖線で囲んだＺの範囲について説明するための図である。
【００１１】
図１に示す放電ランプは、点灯時の内圧が１．０ＭＰａ（約１０気圧）以上となる、いわゆる超高圧型に分類される放電ランプであり、発光管として、石英ガラスからなるガラスバルブ１を備えている。ガラスバルブ１は細長い形状であり、その中央付近には楕円状の球体部１１が形成されている。球体部１１の両端には、円柱状の一対の封止部１２が球体部１１と連続的に形成されている。
【００１２】
この球体部１１の内部には、楕円状の放電空間２１が形成されている。この放電空間２１には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、水銀と希ガスとで構成されている。希ガスには、キセノンが使用されている。その封入圧力は、目的によって調整することができる。本実施の形態ではバッファガスとして作用させるため、２０℃において０．０５ＭＰａ〜０．５ＭＰａの圧力としている。なお、希ガスには、アルゴンやクリプトンなどのガスを用いたり、それらの混合ガスを使用することもできる。また、水銀を封入しない放電媒体の構成であってもよい。
【００１３】
封止部１２には、マウント３が封着されている。マウント３は、傾斜機能部材４、ガラスビーズ５、電極６およびアウターリード７によって構成されている。
【００１４】
傾斜機能部材４はＦＧＭである。本実施の形態では、図４に示すように円柱状を呈する第１、第２の傾斜機能部材４１、４２を組み合わせて使用している。第１、第２の傾斜機能部材４１、４２は、一端側に封着部４１１、４２１、他端側に通電部４１２、４２２、その間に緩衝部４１３、４２３を備えており、それらが軸方向に段階的に変化してなる。
【００１５】
封着部４１１、４２１は、発光管を構成する材料の割合を高くしたことにより、ガラスバルブ１との封着に適するように構成した部分である。一般的には、シリカやセラミックスなどの割合が１００％〜９５％程度であるのが望ましい。通電部４１２、４２２は、金属材料の割合を高くしたことにより、電極６やアウターリード７との通電や接続に適するように構成した部分である。一般的には、タングステンやモリブデンなどの割合が２０％〜３０％程度（＝シリカの割合が８０％〜７０％程度）であるのが望ましい。緩衝部４１３、４２３は、封着部４１１、４２１と通電部４１２、４２２の間の組成により構成された部分である。
【００１６】
なお、傾斜機能部材４は上述したように第１、第２の傾斜機能部材４１、４２を組み合わせて使用している。具体的には、傾斜機能部材４は通電部４１２、４２２の端面同士を、例えばシリカとモリブデンからなる導電性のペースト、いわゆるサーメットにより接着することによって、軸方向に封着部〜通電部〜封着部と変化する一つの傾斜機能材料であるかのように構成されている。また、この第１、第２の傾斜機能部材４１、４２には、封着部４１１、４２１から緩衝部４１３、４２３を通って、通電部４１２、４２２の途中まで、その中心軸に沿うように穴４１４、４２４が形成されている。このような穴４１４、４２４は、例えばドリルで切削することにより形成することができる。
【００１７】
ガラスビーズ５は、電極支持部材として構成された石英ガラスからなる円柱状のガラス部材であり、第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１側に、封着部４１１と接触するように配置されている。ガラスビーズ５には、貫通穴５１が軸方向に貫通するように形成されている。
【００１８】
電極６は、タングステンを主体とした材料からなり、先端部６１と第１の軸部６２と第２の軸部６３とで構成されている。先端部６１は放電空間２１内に位置し、外観上、３ｍｍ〜１０ｍｍの電極間隔を保って、互いの先端同士が対向するように配置されている。第１の軸部６２は先端部６１に連設された直径がｒ１（ｍｍ）の軸であり、少なくとも一部がガラスビーズ５の貫通穴５１内に配置されている。第２の軸部６３は、第１の軸部６２に連設された直径がｒ２（ｍｍ）の軸であり、その大部分が第１の傾斜機能部材４１の穴４１４内に配置され、通電層４１２と接続されている。通電層４１２との接続には、サーメットからなる接着剤３１を第２の軸部６３の外表面と穴４１４の内表面の間に形成することで機械的かつ電気的な接続を可能にしている。
【００１９】
なお、本実施の形態は、直流で点灯するタイプの放電ランプであるので、互いの電極設計が異なるものとなっている。具体的には、先端部６１の容積が大きく異なり、一方（陽極）は容積が大きく、他方（陰極）は容積が小さく構成されている。また、電極６の放電空間２２への突出長さも異なり、陰極の方が長くなっているため、電極先端間の中心は陽極側にずれ、陰極の先端は放電空間２２の中心付近に配置された態様となっている。
【００２０】
アウターリード７は、例えば、モリブデンからなる金属線である。その一端は、第２の傾斜機能部材４２の穴４２４に配置され、通電層４２２と接続されされ、他端は管軸に沿ってガラスバルブ１の外部に延出されている。この通電部４２２との接続は、接着剤３２をアウターリード７の外表面と穴４２４の内表面の間に形成することで行っている。
【００２１】
ここで、傾斜機能部材４付近の構成について詳しく説明する。
図３に示されているように、マウント３は、その両端部分、すなわち封着部４１１とビーズ体５がバルブ中央側溶着部１２１に、封着部４２１がバルブ端側溶着部１２２に溶着されることで、封止部１２に気密に封着されている。このように傾斜機能部材４の封着部４１１のバルブ中央側にガラスビーズ５を配置する構造としたことで、溶着可能な範囲が広くなるため、中間部４１３にバルブ中央側溶着部１２１がかかってしまうような設計の回避が可能となるとともに、封止工程時やランプの搬送時などに電極軸を介して封止部に曲げ応力が作用しても、封止部が破壊されることを抑制可能となる。また、ガラスビーズ５と封着部４１１とが接触する端面同士の直径を同等（＝差が±１．０ｍｍ以内、望ましくは０．５ｍｍ以内）としてあるので、ガラスビーズ５と封着部４１１の境界付近における封着形状の不具合を抑制可能である。なお、封着により形成される空間２２および空間２３には、アルゴンなどの希ガスを封入してもよい。
【００２２】
また、電極６は、第２の軸部６３の直径ｒ２よりも、第１の軸部６２の直径ｒ１の方が大きい構造となっている。第２の軸部６３の直径ｒ２が小さいと、第１の傾斜機能体４１に形成する穴４１４の大きさも小さくて済むため、製造面でのメリットが大きくなる。一方、第１の軸部６２の直径ｒ１が大きいと、搬送時などによってランプが大きく振動しても、封止部１２やガラスビーズ５にかかる負担が軽減される。ランプが大型であったり、直流点灯用であるために電極（陽極）の重量が重い場合に特に有利である。すなわち、このような電極の構造により、製造を容易にしつつ、封止部の耐久性を高めることが可能となる。なお、本実施の形態のように、電極支持部材としてガラスビーズを用いる場合には、貫通穴５１内に位置する第１の軸部４１にクッション材として金属箔３３を巻きつけ、第１の軸部６２を金属箔３３を介して貫通穴５１と接触させる構造にするのが望ましい。
【００２３】
上記のように構成された放電ランプは、陽極が高圧側、陰極が低圧側になるように直流点灯回路（図示なし）と接続され、管軸が略水平の状態で１ｋＷ以上の電力で点灯される。
【００２４】
放電ランプの一製造方法について、図５を参照しながら説明する。なお、図５では、管軸を縦にした図を表示しているが、実際には管軸を横、すなわち略水平にして各工程を行っている。
まず、（ａ）のように、球体部１１が形成されたガラスバルブ１を専用の旋盤（図示なし）に配置固定し、ガラスバルブ１の開口端からマウント３を挿入する。マウント３のガラスビーズ７を球体部１１近傍の封止部形成予定部１２’内に配置したら、（ｂ）のように、ガラスバルブ１を軸周りに回転させながら、ガラスビーズ７が配置されている封止部形成予定部１２’を加熱装置ＨＡにより加熱する。この工程では、ガラスバルブ１の内部には０．０５ＭＰａ程度のアルゴンが封入された負圧の雰囲気であるため、加熱によってガラスが軟化点にまで達すると封止部形成予定部１２’が内径方向にシュリンクして、自然にガラスビーズ７に溶着することになる。さらに、（ｃ）のように、第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１が位置する封止部形成予定部１２’も加熱装置ＨＡにより加熱溶着する。このようにして、球体部１１付近の封止部１２にバルブ中央側溶着部１２１を形成するわけであるが、ガラスビーズ５と封着部４１１とが隣接配置された本構造では溶着可能な範囲が広いので、封止工程を容易かつ確実に行うことができる。なお、加熱装置ＨＡとしては、酸水素バーナーやＣＯ２レーザーなどを使用することができる。
【００２５】
次に、形成された直後のバルブ中央側溶着部１２１を、（ｄ）のように、冷却装置ＣＡにより冷却する。冷却装置ＣＡとしては、例えば液体窒素を使用できる。バルブ中央側溶着部１２１が室温程度にまで冷却されたら、（ｅ）のように、第２の傾斜機能部材４２の封着部４２１が位置する封止部形成予定部１２’を加熱装置ＨＡにより加熱溶着させて、バルブ端側溶着部１２２を形成する。このように、バルブ中央側溶着部１２１を十分に冷却したのちにバルブ端側溶着部１２２を形成することで、封止後のランプの破損を少なくすることが可能となる。つまり、ＦＧＭの通電部などの金属濃度が高い部分は線膨張係数が大であり、バルブ中央側溶着部１２１の形成直後は管軸方向に相対的に膨張しているから、その状態でバルブ端側溶着部１２２を形成したことによって封止後にＦＧＭやガラスに応力が加わってしまうことを防止することができる。ちなみに、バルブ中央側溶着部１２１とバルブ端側溶着部１２２を同時に形成する方法、バルブ端側溶着部１２２を先に形成し、冷却後バルブ中央側溶着部１２１を形成する方法によりランプを作成したところ、前者は封止後に傾斜機能部材が破損して、点灯しないランプが発生し、後者は電極位置不良や偏芯が発生したため、図５のような製造方法は実験的に有効であるといえる。
【００２６】
最後に、アウターリード７付近の封止部形成予定部１２’も加熱溶着させたのち、（ｆ）のように不要な部分を除くことで一方の封止部１２が完成する。同様に、他方の封止部形成予定部１２’についても図５のような工程を経ることで、図１に示す本実施の形態の放電ランプを作成することができる。
【００２７】
本発明の放電ランプの実施例の一仕様を下記に示す。
（実施例１）
ガラスバルブ１；石英ガラス製、球体部１１の最大内径＝２５ｍｍ、最大外径＝３０ｍｍ、長手方向の球体長＝４７ｍｍ、放電空間２１の内容積＝１２０００ｍｍ３、封止部１２の外径＝１６ｍｍ、バルブ中央側溶着部１２１、バルブ端側溶着部１２２の外径＝１５ｍｍ、
水銀＝４０ｍｇ／ｃｃ、希ガス；キセノン、ガス圧＝０．１ＭＰａ、
傾斜機能部材４；シリカとモリブデンのＦＧＭ、封着層４１１、４２１＝シリカ１００％、通電層４１２、４２２＝シリカ７５％、外径＝７ｍｍ、穴４１４、４２４の径Ｒ１＝３．１ｍｍ、
ガラスビーズ５；石英ガラス製、長さ＝８．０ｍｍ、外径＝８．０ｍｍ、貫通穴５１の径Ｒ２＝３．５ｍｍ、
電極６；ドープタングステン製、陽極先端部６１の径＝９ｍｍ、陰極先端部６１の径＝３ｍｍ、第１の軸部６２の径ｒ１＝３ｍｍ、第２の軸部６３の径ｒ２＝２．５ｍｍ、電極間距離（外観上）＝３ｍｍ、
リード線７；モリブデン製、直径＝３ｍｍ、
空間２２；約０．０５ＭＰａのアルゴン。
（実施例２）
図６のように、端部に封着部４１１と接触する部分の外径と同等にする縮径部５２を形成したガラスビーズ５を使用した放電ランプ。縮径部５２は、実施例１のガラスビーズ５の端部を０．５ｍｍ分だけＣ面取りすることで形成。その他の仕様は、実施例１と同じ。
【００２８】
実施例１、実施例２と、ガラスバルブの寸法などは同じだが、特許文献１のようにガラスビーズと金属箔を封着した放電ランプ（以下、従来例１）、特許文献２のようにＦＧＭを封着した放電ランプ（以下、従来例２）について、様々な試験を行った。なお、各試験の試験本数はそれぞれ１０本である。
【００２９】
まず、各放電ランプの封止後の状態について試験した。その結果を図７に示す。
結果からわかるように、従来例２、従来例１、実施例１、実施例２の順で封止後の不良が多くなっている。不良の内容を詳しく見ると、従来例２では、封止部の割れ、電極の偏芯、電極間隔、封止部形状について不良が発生していることから、マウントの封着位置の精度が悪いといえる。中には、機能傾斜部材においてシリカの割合が１００〜９８％以外の部分にガラスが溶着したことで、熱応力によって破壊に至ったランプもあった。従来例１では、溶着不良や封止後の割れが発生していることから、金属箔部分の封止に難があるといえる。
【００３０】
これに対して、実施例１では、第一にガラスビーズと傾斜機能部材の封着部を連設し、ガラスを溶着可能な領域を広く確保したこと、第二に直径の大きなガラスビーズによって封止部形成予定部とのガラスの距離を近くし、封止工程における難易度を低下させたことにより、封止後の不良の発生を抑制できたと考えられる。また、実施例２では、縮径部により封着部と接触する部分のガラスビーズの外径と傾斜機能部材の外径とを互いに等しくしたために、実施例１で発生した傾斜機能部材とガラスビーズ間のわずかな封着部の不具合も抑制されたと考えられる。以上のとおり、実施例１や実施例２のように電極支持部材を採用することで、ＦＧＭを用いた場合でも封止工程の難易度が低下し、不良発生率を抑制できることができる。
【００３１】
次に、各放電ランプの破壊圧力について試験した。その結果を図８に示す。図中の破壊圧力は、一端にそれぞれのマウントを封着したランプの他端側からガラスバルブ内にシリコンオイルを充填したのち、その他端に加圧機器を接続して、ランプ内の圧力を徐々に上昇させていったときにランプが破壊される圧力の数値を示したものである。
【００３２】
結果からわかるように、破壊圧力は、実施例１、実施例２が高く、従来例２も比較的高いが、従来例１は顕著に低くなっている。従来例１の破壊圧力が他に比べて顕著に低いのは、このランプだけ金属箔による封着であることに関係している。また、破壊圧力の偏差に着目すると、実施例２は極めて小さくなっている。これは、実施例２は、他のランプと比べて製作後の封止部の形状が安定しており、封止部の破壊の原因となるマイクロクラックなどが発生しにくいためと考えられる。
【００３３】
次に、安定時に１ｋＷとなる電力（電圧＝５０Ｖ、電流＝２０Ａ）を投入したときのランプの諸特性について試験した。明るさ、電気特性、分光分布などの点灯初期のランプの特性は、何れのランプもほぼ同等であった。また、１０００時間の連続点灯後の照度維持率も、何れのランプもほぼ同等であった。この結果から、マウントの構成を変えてもランプの諸特性は変動しないと結論される。
【００３４】
次に、各放電ランプを点灯させたときの残存率について試験した。その結果を図９に示す。試験は、１時間点灯したのち、１０分消灯するサイクルを繰り返す点滅点灯試験としている。なお、この試験においては、投入電力を通常よりも２倍負荷が高い２ｋＷに設定している。
【００３５】
結果からわかるように、実施例１、実施例２は、１５００時間が経過しても残存率は１００％であるが、従来例１、従来例２は試験時間の経過とともに残存率が低下し、１５００時間になると従来例１は５０％、従来例２は９０％に残存率が低下している。従来例１は、金属箔封止部分においてガラスが剥離し、それによって発生したクラックにより、ランプ内部のガスがリークしたことが残存率低下の原因である。従来例２は、傾斜機能部材の封着部のみならず、緩衝部にもわずかにガラスが封着されていたことで熱応力によって割れ、ガスがリークしたことが残存率低下の原因である。これに対し、実施例１、実施例２は上記のような問題は生じないため、１５００時間が経過しても寿命が良好であったと考えられる。また、実施例のランプでは、ガラスビーズ５が放電空間２１と傾斜機能部材４の間に配置されており、高温化での使用に弱いＦＧＭを熱源から遠ざける構造になっているため、ＦＧＭの熱劣化が抑制されたことも長寿命に影響していると考えられる。
【００３６】
図７〜図９の結果をまとめると図１０のようになる。◎は特に優れる、○は優れる、△は現行同等、×は劣ることを意味しており、この図１０から、実施例１であれば製造面、耐破裂性能面どちらにおいても現行よりも優れたランプを実現でき、実施例２であればさらに優れたランプを実現できることが明白である。
【００３７】
したがって、本実施の形態では、電極６をその一部がガラスビーズ５の貫通穴５１に挿入された状態で、第１の傾斜機能部材４１の通電部４１２に接続されるようにし、ガラスビーズ５および第１の傾斜機能部材４１の封着部４１１を封止部１２に溶着するようにしたことにより、封止工程時にガラスを溶着可能な領域が広くなり、ガラスと熱膨張率が近い部分のみに確実に溶着することができるとともに、封止工程時やランプの搬送時などに電極軸を介して封止部に曲げ応力が作用しても、その応力に対して十分な強度を維持できるため、製造が容易で、かつ封止部の耐久性を向上させることができる。
【００３８】
また、実施例１のように、第１の傾斜機能部材４１およびガラスビーズ５を円柱状とし、封着部４１１とガラスビーズ５とが接触するように配置するとともに、その互いに接触する封着部４１１の端面とガラスビーズ５の端面の外径を同等にしたことにより、第１の傾斜機能部材４１とガラスビーズ５の境界付近における封着部の不具合を抑制することができる。なお、封着部４１１の端面とガラスビーズ５の端面は必ずしも接触している必要はなく、近接していれば同様の効果を得ることができる。
【００３９】
また、実施例２のように、封着部４１１と接触するガラスビーズ５の端部に縮径部５１を形成したことにより、製造時において封止部形成予定部１２’との距離を短くすることが可能な直径の大きなガラスビーズ５を採用しつつ、互いに接触する封着部４１１の端面とガラスビーズ５の端面の外径を同等にすることができるので、封止工程を容易にしつつ、封着部の不具合も抑制することができる。この実施例２のようなＣ面取りの場合、角度αが４５度以下であるのが望ましい。なお、縮径部５１は、Ｒ面取りすることにより、上記に類する円弧形状であってもよい。
【００４０】
また、第１の軸部６２の直径をｒ１、第２の軸部６３の直径をｒ２としたとき、ｒ１＞ｒ２を満たすようにしたことで、第１の傾斜機能部材４１に形成する穴４１４の大きさを小さくしながらも、電極６のガラスビーズ５の貫通穴５１に配置される軸の直径は大きくすることができるので、ＦＧＭは製造上、有利となるとともに、電極６の重量、搬送時の振動などによって生じるガラスビーズ５などへの負担を軽減することができる。
【００４１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００４２】
発光管は、セラミックスなどの耐熱性と透光性を具備した材料で構成してもよい。その場合は、ＦＧＭや電極支持部材などの材料もそれに適した材料に変更すべきである。
【００４３】
空間２２は、目的によりその設計を変更してもよい。例えば、点灯中の傾斜機能部材４の温度を好適にするために、封入するガスの熱伝導率や、空間２２の体積、特に傾斜機能部材４の外面と封止部１２の内面の距離を調整してもよい。
【００４４】
マウント３は、例えば、図１１、図１２のように、傾斜機能部材４、ガラスビーズ５、電極６、アウターリード７、金属箔８およびインナーリード９で構成されたようなものであってもよい。つまり、マウント３はガラス部材や金属部材などを一体的に組み立てたものであれば、その定義に含まれる。
【００４５】
傾斜機能部材４は、材料が連続的に傾斜したものであってもよいし、径方向に傾斜したものであってもよい。また、使用する傾斜機能部材の数も限定されないし、それら複数の傾斜機能部材の接続は嵌合や溶着などであってもよい。
【００４６】
傾斜機能部材４と電極６やアウターリード７等との接続は、通電部の一部を軸方向に突出させ、その突出部と電極６等とを金属箔などで巻きつけて固定するようにしてもよい。
【００４７】
電極支持部材は、モリブデンからなる金属箔を多重巻きしたものであってもよい。要は封止や点灯時の温度によっても変形しにくく、かつ封止後のガラスとの熱応力を緩和させられる材料・構造であればよい。
【００４８】
電極６は、別体形成されたものであってもよい。また、形状は直棒状などであってもよいし、一対の電極がともに同じ形状であってもよい。また、材料は、純タングステン、ドープタングステン、トリエーテッドタングステン、レニウムタングステンなどであってもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１ ガラスバルブ
１１ 球体部
１２ 封止部
２１ 放電空間
３ マウント
４ 傾斜機能部材
４１、４２ 第１、第２の傾斜機能部材
４１１、４２１ 封着部
４１２、４２２ 通電部
５ ガラスビーズ
５１ 貫通穴
５２ 縮径部
６ 電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間を有する球体部および前記球体部に連設された封止部を備えた発光管と、前記放電空間に封入された放電媒体と、前記封止部に封着されたマウントとを具備する放電ランプであって、
前記マウントは、封着部および通電部を有する傾斜機能部材と、貫通穴を有する電極支持部材と、少なくとも一部が前記電極支持部材の前記貫通穴に配置された状態で、前記傾斜機能部材の前記通電部と接続された電極とを備えており、
前記傾斜機能部材の前記封着部および前記電極支持部材が前記封止部に溶着されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記傾斜機能部材および前記電極支持部材は円柱状で、前記電極支持部材は前記封着部に近接または接触するように配置されており、その互いに近接または接触する前記封着部の端面と前記電極支持部材の端面の外径が同等であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記封着部に近接または接触する前記電極支持部材の端部には、縮径部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項１】
内部に放電空間を有する球体部および前記球体部に連設された封止部を備えた発光管と、前記放電空間に封入された放電媒体と、前記封止部に封着されたマウントとを具備する放電ランプであって、
前記マウントは、封着部および通電部を有する傾斜機能部材と、貫通穴を有する電極支持部材と、少なくとも一部が前記電極支持部材の前記貫通穴に配置された状態で、前記傾斜機能部材の前記通電部と接続された電極とを備えており、
前記傾斜機能部材の前記封着部および前記電極支持部材が前記封止部に溶着されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記傾斜機能部材および前記電極支持部材は円柱状で、前記電極支持部材は前記封着部に近接または接触するように配置されており、その互いに近接または接触する前記封着部の端面と前記電極支持部材の端面の外径が同等であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記封着部に近接または接触する前記電極支持部材の端部には、縮径部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２２２１２１（Ｐ２０１１−２２２１２１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−８６２５５（Ｐ２０１０−８６２５５）
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２日（２０１０．４．２）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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