高圧放電ランプ
【課題】 封体ガラス部分でのクラックの発生を極力抑止して高圧放電ランプの寿命を伸ばしながらも、構造を簡潔にし、製造工程を少なくし、廉価に製造できるようにすることにある。
【解決手段】 内部を発光空間３とした発光部４の両端に封止部５を一体成形した石英ガラス製の封体ガラス２の前記した封止部５内にモリブデン製の金属箔６を埋設し、先端を前記した発光空間３に位置させたタングステン製の電極棒７の基端を前記した金属箔６に接続した高圧放電ランプ１であって、封止部５内に於ける電極棒７部分を金属箔６部分で完全被覆することを特徴とする構成である。
【解決手段】 内部を発光空間３とした発光部４の両端に封止部５を一体成形した石英ガラス製の封体ガラス２の前記した封止部５内にモリブデン製の金属箔６を埋設し、先端を前記した発光空間３に位置させたタングステン製の電極棒７の基端を前記した金属箔６に接続した高圧放電ランプ１であって、封止部５内に於ける電極棒７部分を金属箔６部分で完全被覆することを特徴とする構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱膨張によるクラックの生じない強度に優れた高圧放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター、リアプロテレビ等に使用される高圧放電ランプは、周知のように点灯時に極めて高い水銀蒸気圧が発光空間内に加わるため、放電ランプを構成する封体ガラスには、耐熱性、耐圧性を考慮して、軟化点が高く且つ高硬質である例えば石英ガラスが使用される。一方、電極及びこれを保持する電極棒は主として例えばタングステンが使用され、電極を、封体ガラスの発光空間を形成する発光部内に所定位置させ、電極棒を埋設した状態で封体ガラスの端部を溶融封着し、封止部を形成するものである。
【０００３】
処が、金属で最も熱膨張係数が低いとされるタングステンであっても、その係数は４４×１０−７であり、熱膨張係数が低い石英ガラスの熱膨張係数の５〜７×１０−７と比較すると極端な差がある。従って、上記のように石英ガラス製の封体ガラスの封止部を、電極棒を貫通させた状態で溶融封着する構成であると、特に発光時の高温、或いはその冷却により応力が発生し、タングステン製の電極棒近傍の封止部分に於ける石英ガラスにクラックが生じて、気密性が損なわれる不都合があった。
【０００４】
この問題をできるだけ回避するべく封止部内に金属箔を配し、電極棒の端部をこの金属箔に電気的に接続する手段が採られている。ここでの金属箔として代表的なものはモリブデン箔であり、モリブデンもまたその熱膨張係数が約５０×１０−７と高いが、箔としての厚みを１５ミクロンから３０ミクロンと極めて薄くすることにより、石英ガラスの熱膨張係数と極端に差があっても応力が吸収され、溶着封止してもクラックが生じることがないとされている。しかしながら、電極棒と封止部とは依然として接触している状態であるので、この部分でのクラックの問題は解決されていない。
【０００５】
この問題を解決するために、従来より様々な対策が採られている。
【特許文献１】特開平１１−１７６３８５号公報
【特許文献２】特開２００１−３５１５７６号公報
【特許文献３】特開２００１−２５０５０４号公報
【特許文献４】特開２００２−１９０２７５号公報
【特許文献５】実開昭５８−８５７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明は、封止部内に於ける電極棒にコイルを巻回し、石英ガラスと電極棒との間にコイルを介在させることにより、電極棒の熱膨張による石英ガラスへの応力を緩和させ、クラックの発生を抑止するとしている。しかしながら、電極棒の一部やコイルの周辺部では微細なクラックの発生が防げなかった。コイルの巻回を電極棒全域に行うことが困難であるため、電極棒と封止部とは接触しているからである。また、成形時の手間も大きい。
【０００７】
特許文献２の発明は、特許文献１の発明に代わるものとして案出されたものであって、封止部内に於ける電極棒と石英ガラスとの間に微細な空隙を形成して非接触状態にし、電極棒の熱膨張による影響を避けてクラックの発生を防止しようとするものである。しかしながら、上記微細な空隙の形成には極めて高い精度と技術的な困難さが伴い、発光空間を形成する発光部と連通状態であるため、封入された水銀等が金属箔の腐食の原因となる欠点がある。
【０００８】
次に特許文献３の発明は、封止部内に於ける電極棒と金属箔との接続部分で、電極棒を金属箔で覆い、電極棒の電極エッジを露出させない構成としたものであるが、電極エッジ部分を覆うだけであるから、電極棒の殆どは封止部と接触しており、クラックの発生を抑止することはできない。
【０００９】
そこで封止部として、電極棒の熱膨張係数に近い係数の軟質ガラスを使用して、封止部に於けるクラックの発生を抑止し、且つこの軟質ガラス製の封止部と、発光空間となる発光部を形成する石英ガラスとを接合して封体ガラスを成形することが考えられる。しかしながら単に石英ガラスと軟質ガラスとを接合するだけでは、両者の間に熱膨張係数に極端な差があって凝固速度が異なるため、前記と同様のクラックが生じる。
【００１０】
特許文献４、特許文献５の発明は、この点に配慮し、熱膨張係数に極端な差のあるガラス同士を接合するための手段を開示するものであり、具体的には、石英ガラスと、石英よりも熱膨張係数の大きな軟質ガラスとの間に、熱膨張係数が少しずつ異なるガラス（中間ガラス）を何種類か挟んで介在させて、熱膨張係数の差による歪みを緩和させようとするものである。
【００１１】
しかしながらこの中間ガラスはリング状であるので、特許文献４のように積層状としても、或いは特許文献５のように軸方向に配列しても、大型化してしまうことは避けられず、工程に手間がかかり、コストが嵩み、それでもなおクラック発生の根本的解決にならない欠点があった。
【００１２】
よって本発明は、上述した従来技術の欠点、不都合、不満を解消するべく開発されたもので、封体ガラスの封止部部分でのクラックの発生を極力抑止して高圧放電ランプの寿命を伸ばしながらも、構造を簡潔にし、製造工程を少なくし、廉価に製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の高圧放電ランプは、内部を発光空間とした発光部の両端に封止部を一体成形した封体ガラスの前記した封止部内に金属箔を埋設し、先端を前記した発光空間に位置させた電極棒の基端を前記した金属箔に接続した高圧放電ランプであって、前記した封止部内に於ける電極棒部分を金属箔部分で完全被覆することを特徴とする構成である。
【００１４】
この場合、封体ガラスを石英ガラス、電極棒をタングステン、金属箔をモリブデンで成形したことを特徴とする。
【００１５】
また、金属箔の一部を電極棒に巻回し、白金により電極棒に接続被覆することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述した構成であるので、石英ガラス製の封止部内に位置するタングステン製の電極棒は、同じく封止部内に位置するモリブデン製の金属箔の一部で完全被覆される。
【００１７】
モリブデン金属箔は極めて薄いので、石英ガラスの熱膨張係数と極端に差があっても応力が吸収され、封止部を溶着封止してもクラックが生じることはない。従って、金属箔に完全被覆された電極棒が封止部に直接接触することはないので、この部分でのクラックの問題は生じない。それ故、構造を簡潔にして小型化が図れ、製造工程が簡略化できて廉価に製造でき、クラックの発生を極力抑止して寿命を伸ばすことができる等、多くの優れた作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の高圧放電ランプ１は、内部を発光空間３とした略球形の発光部４の両端に封止部５を一体成形した石英ガラス製の封体ガラス２にあって、封止部５内にモリブデン金属箔６を埋設し、先端を発光空間３に位置させたタングステン電極棒７の基端をモリブデン金属箔６に接続した構造で、封止部５内に於けるタングステン電極棒７部分をモリブデン金属箔６の一部分で完全被覆する構成である。
【００１９】
封体ガラス２は、発光効率を向上させるために高温度になることに鑑み、また機械的強度を確保するため、軟化点の高い高硬質ガラスである石英ガラスを用いるのである。
【実施例１】
【００２０】
タングステン電極棒７に対するモリブデン金属箔６への完全被覆は、図４に示すように、タングステン電極棒７をモリブデン金属箔６の所定位置にあてがい、タングステン電極棒７の基端近傍位置（矢視Ｃ）でモリブデン金属箔６の一部を切断して巻回し、白金８と共に熱溶着させて行う。
【００２１】
但し、タングステン電極棒７に巻回したモリブデン金属箔６の先端は、封止部５を溶融成形する際に、発光空間３内に露出しないようにする。モリブデン金属箔６の先端が露出していると、発光空間３内で対向する他方の電極との間で点灯開始直後に放電が生じ、封体ガラス２が黒化したり破裂したりする虞れがあるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る高圧放電ランプの一部を示す正面断面図である。
【図２】本発明に係る高圧放電ランプの一部を示す平面断面図である。
【図３】（ａ）は、要部の拡大平面断面図、（ｂ）は（ａ）に於けるＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）に於けるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】タングステン電極棒に対するモリブデン金属箔の接続前の状態を示す平面図である。
【図５】本発明に係る高圧放電ランプの全体を示す平面断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 高圧放電ランプ
２ 封体ガラス
３ 発光空間
４ 発光部
５ 封止部
６ 金属箔
７ 電極棒
８ 白金
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱膨張によるクラックの生じない強度に優れた高圧放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター、リアプロテレビ等に使用される高圧放電ランプは、周知のように点灯時に極めて高い水銀蒸気圧が発光空間内に加わるため、放電ランプを構成する封体ガラスには、耐熱性、耐圧性を考慮して、軟化点が高く且つ高硬質である例えば石英ガラスが使用される。一方、電極及びこれを保持する電極棒は主として例えばタングステンが使用され、電極を、封体ガラスの発光空間を形成する発光部内に所定位置させ、電極棒を埋設した状態で封体ガラスの端部を溶融封着し、封止部を形成するものである。
【０００３】
処が、金属で最も熱膨張係数が低いとされるタングステンであっても、その係数は４４×１０−７であり、熱膨張係数が低い石英ガラスの熱膨張係数の５〜７×１０−７と比較すると極端な差がある。従って、上記のように石英ガラス製の封体ガラスの封止部を、電極棒を貫通させた状態で溶融封着する構成であると、特に発光時の高温、或いはその冷却により応力が発生し、タングステン製の電極棒近傍の封止部分に於ける石英ガラスにクラックが生じて、気密性が損なわれる不都合があった。
【０００４】
この問題をできるだけ回避するべく封止部内に金属箔を配し、電極棒の端部をこの金属箔に電気的に接続する手段が採られている。ここでの金属箔として代表的なものはモリブデン箔であり、モリブデンもまたその熱膨張係数が約５０×１０−７と高いが、箔としての厚みを１５ミクロンから３０ミクロンと極めて薄くすることにより、石英ガラスの熱膨張係数と極端に差があっても応力が吸収され、溶着封止してもクラックが生じることがないとされている。しかしながら、電極棒と封止部とは依然として接触している状態であるので、この部分でのクラックの問題は解決されていない。
【０００５】
この問題を解決するために、従来より様々な対策が採られている。
【特許文献１】特開平１１−１７６３８５号公報
【特許文献２】特開２００１−３５１５７６号公報
【特許文献３】特開２００１−２５０５０４号公報
【特許文献４】特開２００２−１９０２７５号公報
【特許文献５】実開昭５８−８５７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の発明は、封止部内に於ける電極棒にコイルを巻回し、石英ガラスと電極棒との間にコイルを介在させることにより、電極棒の熱膨張による石英ガラスへの応力を緩和させ、クラックの発生を抑止するとしている。しかしながら、電極棒の一部やコイルの周辺部では微細なクラックの発生が防げなかった。コイルの巻回を電極棒全域に行うことが困難であるため、電極棒と封止部とは接触しているからである。また、成形時の手間も大きい。
【０００７】
特許文献２の発明は、特許文献１の発明に代わるものとして案出されたものであって、封止部内に於ける電極棒と石英ガラスとの間に微細な空隙を形成して非接触状態にし、電極棒の熱膨張による影響を避けてクラックの発生を防止しようとするものである。しかしながら、上記微細な空隙の形成には極めて高い精度と技術的な困難さが伴い、発光空間を形成する発光部と連通状態であるため、封入された水銀等が金属箔の腐食の原因となる欠点がある。
【０００８】
次に特許文献３の発明は、封止部内に於ける電極棒と金属箔との接続部分で、電極棒を金属箔で覆い、電極棒の電極エッジを露出させない構成としたものであるが、電極エッジ部分を覆うだけであるから、電極棒の殆どは封止部と接触しており、クラックの発生を抑止することはできない。
【０００９】
そこで封止部として、電極棒の熱膨張係数に近い係数の軟質ガラスを使用して、封止部に於けるクラックの発生を抑止し、且つこの軟質ガラス製の封止部と、発光空間となる発光部を形成する石英ガラスとを接合して封体ガラスを成形することが考えられる。しかしながら単に石英ガラスと軟質ガラスとを接合するだけでは、両者の間に熱膨張係数に極端な差があって凝固速度が異なるため、前記と同様のクラックが生じる。
【００１０】
特許文献４、特許文献５の発明は、この点に配慮し、熱膨張係数に極端な差のあるガラス同士を接合するための手段を開示するものであり、具体的には、石英ガラスと、石英よりも熱膨張係数の大きな軟質ガラスとの間に、熱膨張係数が少しずつ異なるガラス（中間ガラス）を何種類か挟んで介在させて、熱膨張係数の差による歪みを緩和させようとするものである。
【００１１】
しかしながらこの中間ガラスはリング状であるので、特許文献４のように積層状としても、或いは特許文献５のように軸方向に配列しても、大型化してしまうことは避けられず、工程に手間がかかり、コストが嵩み、それでもなおクラック発生の根本的解決にならない欠点があった。
【００１２】
よって本発明は、上述した従来技術の欠点、不都合、不満を解消するべく開発されたもので、封体ガラスの封止部部分でのクラックの発生を極力抑止して高圧放電ランプの寿命を伸ばしながらも、構造を簡潔にし、製造工程を少なくし、廉価に製造できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明の高圧放電ランプは、内部を発光空間とした発光部の両端に封止部を一体成形した封体ガラスの前記した封止部内に金属箔を埋設し、先端を前記した発光空間に位置させた電極棒の基端を前記した金属箔に接続した高圧放電ランプであって、前記した封止部内に於ける電極棒部分を金属箔部分で完全被覆することを特徴とする構成である。
【００１４】
この場合、封体ガラスを石英ガラス、電極棒をタングステン、金属箔をモリブデンで成形したことを特徴とする。
【００１５】
また、金属箔の一部を電極棒に巻回し、白金により電極棒に接続被覆することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は上述した構成であるので、石英ガラス製の封止部内に位置するタングステン製の電極棒は、同じく封止部内に位置するモリブデン製の金属箔の一部で完全被覆される。
【００１７】
モリブデン金属箔は極めて薄いので、石英ガラスの熱膨張係数と極端に差があっても応力が吸収され、封止部を溶着封止してもクラックが生じることはない。従って、金属箔に完全被覆された電極棒が封止部に直接接触することはないので、この部分でのクラックの問題は生じない。それ故、構造を簡潔にして小型化が図れ、製造工程が簡略化できて廉価に製造でき、クラックの発生を極力抑止して寿命を伸ばすことができる等、多くの優れた作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の高圧放電ランプ１は、内部を発光空間３とした略球形の発光部４の両端に封止部５を一体成形した石英ガラス製の封体ガラス２にあって、封止部５内にモリブデン金属箔６を埋設し、先端を発光空間３に位置させたタングステン電極棒７の基端をモリブデン金属箔６に接続した構造で、封止部５内に於けるタングステン電極棒７部分をモリブデン金属箔６の一部分で完全被覆する構成である。
【００１９】
封体ガラス２は、発光効率を向上させるために高温度になることに鑑み、また機械的強度を確保するため、軟化点の高い高硬質ガラスである石英ガラスを用いるのである。
【実施例１】
【００２０】
タングステン電極棒７に対するモリブデン金属箔６への完全被覆は、図４に示すように、タングステン電極棒７をモリブデン金属箔６の所定位置にあてがい、タングステン電極棒７の基端近傍位置（矢視Ｃ）でモリブデン金属箔６の一部を切断して巻回し、白金８と共に熱溶着させて行う。
【００２１】
但し、タングステン電極棒７に巻回したモリブデン金属箔６の先端は、封止部５を溶融成形する際に、発光空間３内に露出しないようにする。モリブデン金属箔６の先端が露出していると、発光空間３内で対向する他方の電極との間で点灯開始直後に放電が生じ、封体ガラス２が黒化したり破裂したりする虞れがあるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る高圧放電ランプの一部を示す正面断面図である。
【図２】本発明に係る高圧放電ランプの一部を示す平面断面図である。
【図３】（ａ）は、要部の拡大平面断面図、（ｂ）は（ａ）に於けるＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）に於けるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】タングステン電極棒に対するモリブデン金属箔の接続前の状態を示す平面図である。
【図５】本発明に係る高圧放電ランプの全体を示す平面断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１ 高圧放電ランプ
２ 封体ガラス
３ 発光空間
４ 発光部
５ 封止部
６ 金属箔
７ 電極棒
８ 白金
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を発光空間（３）とした発光部（４）の両端に封止部（５）を一体成形した封体ガラス（２）の前記封止部（５）内に金属箔（６）を埋設し、先端を前記発光空間（３）に位置させた電極棒（７）の基端を前記金属箔（６）に接続した高圧放電ランプであって、前記封止部（５）内に於ける前記電極棒（７）部分を前記金属箔（６）部分で完全被覆することを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
封体ガラス（２）を石英ガラス、電極棒（７）をタングステン、金属箔（６）をモリブデンで成形したことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
金属箔（６）の一部を電極棒（７）に巻回し、白金（８）により接続被覆することを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項１】
内部を発光空間（３）とした発光部（４）の両端に封止部（５）を一体成形した封体ガラス（２）の前記封止部（５）内に金属箔（６）を埋設し、先端を前記発光空間（３）に位置させた電極棒（７）の基端を前記金属箔（６）に接続した高圧放電ランプであって、前記封止部（５）内に於ける前記電極棒（７）部分を前記金属箔（６）部分で完全被覆することを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
封体ガラス（２）を石英ガラス、電極棒（７）をタングステン、金属箔（６）をモリブデンで成形したことを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
金属箔（６）の一部を電極棒（７）に巻回し、白金（８）により接続被覆することを特徴とする請求項１に記載の高圧放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−７１７１８（Ｐ２００８−７１７１８Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５１６７３（Ｐ２００６−２５１６７３）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（５０４３６９６７２）新光和株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（５０４３６９６７２）新光和株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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