説明

高圧放電ランプ

【課題】封止管内の金属箔に凹溝を形成し、電極軸および外部リードを該凹溝に嵌合してなる高圧放電ランプにおいて、凹溝形成による金属箔の平坦部の減少をなくすことのできるランプ構造を提案することである。
【解決手段】封止管内の金属箔には、その両端部から所定距離の位置に横断方向のスリットが形成され、前記凹溝は金属箔の端部から該スリットに至るまで形成されており、前記凹溝に電極軸および外部リードを嵌合していることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は高圧放電ランプに関し、特に、液晶ディスプレイ装置やデジタルライトプロッセッサーなどの投射型プロジェクター装置などに用いられる高圧放電ランプに係わる。
【背景技術】
【0002】
プロジェクター装置のバックライトとして使用される高圧放電ランプにおいては、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することが要求され、このためその光源としては、水銀を多量に、例えば、0.15mg/mm以上封入し、点灯時には150気圧以上の高い水銀蒸気圧を実現するランプが求められている。
【0003】
このような高圧放電ランプにおいては、上記したように、ランプ点灯時の水銀蒸気圧が極めて高圧となるので、該高圧を維持するための金属箔と封止管のガラスの高い密着性が非常に重要なこととなる。該高密着性が実現されなければ、封止管における発光管側の端部において金属箔が剥れて(箔浮き)クラックが発生し、ついにはランプが破裂するといった事態が生じることもある。
また、同時に、この種のランプでは特に電極間距離が例えば、1.5mmと極めて小さいため、封止工程において電極軸がわずかでもずれると、電極先端位置に大きな影響を及ぼし、電極間距離、即ち放電距離が大きく変わることになる。
このように、この種の放電ランプの封止部においては、耐圧性を備えつつ、電極軸の位置を確実に発光管の中心軸上に配置することが要求される。
【0004】
ところで、このような放電ランプを製造する上では、その封止工程において、筒状の石英ガラスからなる放電容器材料内に、電極、金属箔、外部リード棒を一体化したマウントを挿入し、放電容器用ガラス管をその管軸を中心として回転をさせながら、封止部の外周を加熱、溶融して封止する、いわゆるシュリンクシール方式が採用されている。
このようなランプにおいては、ガラス管内部に金属箔を正しい位置に配置できたとしても、電極軸はその太さ分だけのずれが生じ、一方、電極軸を封止管中心に位置するには相対的に箔の面を管の中心からずらす必要がある。そしてランプの封止作業において電極軸を発光管の中心軸上に安定的に位置させることはきわめて困難で、作業者の熟練度によってばらつきが発生しやすく、都度の電極先端の位置合わせが必須である。
【0005】
このような製造上の問題を改善する高圧放電ランプとして、特許文献1記載のものが知られている。
図9に従来の高圧放電ランプが示されており、(a)はランプ全体の断面図、(b)は金属箔の長手方向断面拡大図、(c)はその側面図である。
【0006】
図9(a)において、放電容器1は発光管2と、その両端に連設された封止管3とからなり、発光管2内には一対の電極4、4が対向配置されている。それぞれの封止管3内には金属箔5が埋設され、その両端にはそれぞれ、電極4の電極軸6の後端部6aと、外部リード7の先端部7aが接続されている。
【0007】
図9(b)に示すように、金属箔5の両端部には、凹溝8、9が形成されていて、該凹溝8、9は、金属箔5の端から所定の長さ方向に延在し、そこから溝の深さを徐々に浅く移行していき、平坦部に連なるように形成されている。図9(b)において、8a、9aが本来の凹溝であり、8b、9bは移行溝部分、10が平坦部である。
そして、図9(c)に示すように、電極軸6の後端部6aと外部リード7の先端部7aが、金属箔6の凹溝8および9に嵌合されているものである。
【0008】
このような金属箔構造とすることにより、金属箔と電極軸、および金属箔と外部リードとの互いの位置を正確に位置づけることが可能となるという効果を奏するものである。
【0009】
しかしながら、該従来技術においては、金属箔5の端部から形成される本来の凹溝8a、9aは、溝の深さを徐々に小さくしていく移行溝部分8b、9bを経て平坦部10に連なる形状であるために、封止部で本来的に封止機能をつかさどる平坦部10の長さが短くなり、封止機能に支障をきたすことがあり、該平坦部10の長さを必要十分に担保しようとすると、金属箔全体の長さ、ひいてはランプ全体の長さが長くなってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開2007−329044号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
この発明が解決しようとする課題は、封止管内の金属箔に凹溝を形成し、電極軸および外部リードを該凹溝に嵌合してなる高圧放電ランプにおいて、凹溝形成による金属箔の平坦部の減少をなくすことのできるランプ構造を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記課題を解決するために、この発明に係る高圧放電ランプは、内部に一対の電極が対向配置された発光管と、該発光管の両端に連設されて電極の電極軸の一部を封止する封止管とからなる放電容器と、前記封止管内に埋設されて先端部が電極軸の後端部に接合された金属箔と、該金属箔に先端部が接合され、後端部が封止管外方に突出する外部リードとを備え、前記金属箔はその両端部に凹溝が形成され、該凹溝に電極軸および外部リードが嵌合されてなる高圧放電ランプにおいて、封止管内の金属箔には、両端部から所定距離の位置に横断方向のスリットが形成され、前記凹溝は金属箔の端部から該スリットに至るまで形成されていることを特徴とする。
【0013】
また、前記金属箔には、端部から前記スリットまでの中間位置に、第2の横断方向のスリットが形成され、前記端部から第2のスリットに至るまでと、該第2のスリットから前記スリットに至るまでに、互いに凹み方向の異なる凹溝が形成されていることを特徴とする。
【0014】
さらに、前記スリットの両端には丸みを有する開口が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
この発明の高圧放電ランプによれば、金属箔に形成する凹溝は該金属箔の端部から横断方向のスリットまでの長さで決定され、従来技術のような平坦部に至る移行溝部分が存在せず、したがって、金属箔の平坦部の長さを十分に確保でき、封止機能が十分に発揮でき、そのため、放電ランプの小型化が図れるという効果を奏するものである。
【0016】
また、金属箔端部とスリットとの間に、溝の凹み方向を互いに反対にした凹溝を形成したので、金属箔と電極軸あるいは外部リードとの位置関係をより正確に保持できる。
【0017】
さらに、スリットの両端に丸い開口を形成したことにより、スリット両端での応力集中を防ぎ、金属箔の亀裂を防止できる、
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の高圧放電ランプにおける金属箔、電極、外部リードからなるマウントの斜視図
【図2】図1の部分拡大分解図
【図3】図1の側面図
【図4】図3のA−A断面図
【図5】本発明の他の実施例の部分斜視図
【図6】図5の部分拡大分解図
【図7】本発明の更に他の実施例の斜視図
【図8】図7の部分拡大分解図
【図9】従来技術の断面図および側面図
【発明を実施するための形態】
【0019】
図1は本発明の高圧放電ランプにおける金属箔と、電極と、外部リードとからなるマウントの斜視図であり、図2はその部分拡大分解図である。
図2において、金属箔5には、その両端5a、5bから所定の距離位置に横断方向のスリット11、12が形成されている。そして、両端5a、5bからスリット11、12に至るまで凹溝13、14がプレス加工により形成されている。
また、前記スリット11、12の両端には丸みを有する、例えば円形の開口15、16が形成されている。
これにより、スリット11、12を形成した際の端部での応力の集中を緩和できるものである。
【0020】
そして、凹溝11には電極4の電極軸6の端部6aが嵌合されており、また、凹溝12には、図2では図示しない、外部リード7の端部7aが嵌合されている。
図1に金属箔5の凹溝11、12に電極4の電極軸6と、外部リード7がそれぞれ嵌合されてマウントが組立てられた状態が図示されている。
金属箔5と、電極軸6および外部リード7とは溶接等により固着され、機械的および電気的な接続がなされている。
【0021】
図3および図4から分かるように、凹溝11は電極軸6に、また、凹溝12は外部リード7に沿うように形成されていて、これらが嵌合したときに、電極軸6と外部リード7の軸心が金属箔5の表面と略同一となるようにされていることが望ましい。
【0022】
上記実施例においては、金属箔5は全長に亘ってほぼ同一幅のものを示したが、金属箔端部に小幅部を形成し、電極軸を接合するものであってもよい。
図5および図6において、金属箔5の電極側の端部には、幅が縮小された小幅部18が延設されていて、凹溝13は該小幅部18からスリット11に至る部分に形成されている。電極4の電極軸6は、その端部6aが該小幅部18に形成された凹溝13に嵌合されている。
【0023】
このような構成とすることによって、封止時に電極軸6と金属箔5の小幅部18とを包み込んだガラス部材との密着性がより良好になる。
【0024】
図7および図8には更に他の実施例が示されている。
図7に示すように、金属箔5の両端部のスリット11、12と箔端部5a、5bとの中間位置に第2の横断方向のスリット20、21が形成されている。
図8に示すように、この第2のスリット20には、前記スリット11の場合と同様に、両端部に丸みを有する開口22、22が形成されている。そして、金属箔5の端部5aから前記第2のスリット20にかけて図の下方に向けた第1の凹溝23が形成され、前記第2のスリット20からスリット11にかけて前記第1の凹溝23とは凹み方向が逆の第2の凹溝24が形成されている。
電極軸6の端部6aは、前記第1の凹溝23と第2の凹溝24とに上下方向か挟まれるように装着される。
なお、これら第1の凹溝23と第2の凹溝24はその凹み方向が逆であってもいいことは勿論である。
【0025】
図8には図示しないが、図7における反対側の端部5bにおいても同様な構造が採用されている。そして、図7では、これらの第1と第2の凹溝の凹み方向の関係が、図8に示すものとは逆の例が示されている。
【0026】
このようにすることにより、金属箔5と電極軸6および外部リード7との接合がより一層強固なものとなり互いの相対位置関係にずれが生じることがないという効果を奏する。
【0027】
<実施形態> 以上のような電極、外部リードおよび金属箔の数値例を以下に列挙する。 電極軸部は、中心軸と平行な長手方向の全長が4mm〜10mm、軸部の外端部の外径が0.3mm〜0.5mmである。外部リードは、中心軸と平行な長手方向の全長が30mm〜50mmであり、またその外径が0.5〜0.8mmである。 金属箔は例えば、全長が10mm〜30mmであり、厚さは20μm〜25μm、金属箔の平坦部における幅は1.5〜.2.0mmである。金属箔の端部からスリットまでの距離は例えば1.0〜3.0mmであり、スリットの長さは0.5〜0.9mmである。
【0028】
<具体例> 以下に、この高圧放電ランプの一具体例にかかる仕様を示す。なおこのランプにおいては定常点灯時においては交流方式で動作するものであり、電極の構成は一方と他方において同様のものとして構成した。
【0029】
<ランプ仕様>放電容器:材質 石英ガラス、発光管:最大外径11.3mm、全長75mm、放電空間の内容積81.5mm電極:材質 タングステン、全長(頭部〜軸部を含めた長さ)7.6mm、最大外径1.8mm、軸部の直径0.4mm電極間距離:1.1mm外部リード:材質 モリブデン、直径0.5mm、全長47mm金属箔:材質 モリブデン、長さ17mm、幅1.5mm、厚さ20μm封入物:水銀0.29mg/mm、臭素ガス3.0×10−4μmol/mm、アルゴン13.3kPa入力電力:275W
【0030】
上記構成の金属箔の両方の端部に、それぞれ端部から1.5mmの位置に、全長0.7mmのスリットを、レーザー加工により形成した。そして、金属箔におけるスリットの外方の領域に、電極軸又は外部リードの線径に合わせて、断面略半円状の溝部をプレス加工により形成した。なお、このような条件によれば、金属箔の中央の平坦部長さは14mmとなる。 溝部に電極軸又は外部リードを嵌合してスポット溶接し、電気的、機械的に接合した後、発光管構成用のガラス管に挿入してシュリンクシールにより封止した。 ランプ安定点灯時における水銀蒸気圧は、理論上170気圧以上であるが、封止管部の耐圧性が良好で箔浮きやその他の異常は一切確認されなかった。
【0031】
以上説明したように、本発明に係る高圧放電ランプは、金属箔端部から所定の距離位置に横断方向のスリットを設け、端部から該スリットにかけて凹溝を形成するようにしたので、金属箔には従来技術のような移行溝部分ができることなく、スリットから直ちに平坦部となり、該平坦部の長さが十分に確保でき、確実な密着性が得られるものである。
【符号の説明】
【0032】
1 放電容器 2 発光管3 封止管4 電極5 金属箔6 電極軸7 外部リード11、12 スッリット13、14 凹溝15、16 開口18 小幅部20、21 第2のスリット23、24 第1および第2の凹溝

【特許請求の範囲】
【請求項1】
内部に一対の電極が対向配置された発光管と、該発光管の両端に連設されて電極の電極軸の一部を封止する封止管とからなる放電容器と、前記封止管内に埋設されて先端部が電極軸の後端部に接合された金属箔と、該金属箔に先端部が接合され、後端部が封止管外方に突出する外部リードとを備え、前記金属箔はその両端部に凹溝が形成され、該凹溝に電極軸および外部リードが嵌合されてなる高圧放電ランプにおいて、 前記金属箔には、両端部から所定距離の位置に横断方向のスリットが形成され、前記凹溝は金属箔の端部から該スリットに至るまで形成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項2】
前記金属箔には、端部から前記スリットまでの中間位置に、第2の横断方向のスリットが形成され、前記端部から第2のスリットに至るまでと、該第2のスリットから前記スリットに至るまでに、互いに凹み方向が異なる凹溝が形成されてい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3】
前記スリットの両端には丸みを有する開口が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の高圧放電ランプ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−205677(P2010−205677A)
【公開日】平成22年9月16日(2010.9.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−52459(P2009−52459)
【出願日】平成21年3月5日(2009.3.5)
【出願人】(000102212)ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Fターム(参考)】