(57)【要約】      （修正有）【課題】ランプの点灯消灯を繰り返した場合に封止部にクラックが生じることがなく、作業者毎に封止部に対するトリガーワイヤーの位置のばらつきが生じることを防止してトリガーワイヤーと陽極との距離を常に一定に維持して、低始動印加電圧でも確実に点灯可能な超高圧水銀ランプを提供する。【解決手段】放電容器の外表面に設けられたトリガーワイヤーを具備し、その一端を一方の封止部の外表面に配置して当該封止部から外方に突出する外部リード側に向かって周回するように形成したコイル状の保持部と、その他端を他方の封止部から突出する外部リードに接続することによって形成された前記放電容器の管軸に沿って伸びる張渡部とを有し、前記保持部は、前記張渡部による引張りの力が伝達されて発光部に当接することにより、弾性的に変形し前記発光部に押し付けられるようにして前記封止部に固定される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部とその両端に連続して形成された封止部とを有する放電容器と、封止部に埋設された金属箔の一端に接続された発光部内で対向する一対の電極と、金属箔の他端に接続された封止部から外方に突出する一対の外部リードと、放電容器の外表面に設けられたトリガーワイヤーとからなる超高圧水銀ランプにおいて、
前記トリガーワイヤーは、その一端を一方の封止部の外表面に配置して当該封止部から外方に突出する外部リード側に向かって周回するように形成したコイル状の保持部と、その他端を他方の封止部から突出する外部リードに接続することによって形成された前記放電容器の管軸に沿って伸びる張渡部とを有し、
前記保持部は、前記張渡部による引張りの力が伝達されて前記発光部に当接することにより、弾性的に変形し前記発光部に押し付けられるようにして前記封止部に固定されることを特徴とする超高圧水銀ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶プロジェクタ装置や、ＤＬＰプロジェクター装置などの大画面投影装置用の光源に使用される超高圧水銀ランプに関する。特に、点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上に達する超高圧水銀ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ装置は、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要求される。このため、光源としては、水銀を発光物質とする水銀ランプ、金属ハロゲン化物を発光物質とするメタルハライドランプ、キセノンガスを発光物質とするキセノンランプなどのショートアーク型高圧放電ランプが用いられている。
【０００３】
近年、このような液晶プロジェクタ装置は、容易に持ち運びができるように小型軽量化の要求が高まっていることから、液晶プロジェクタ用の液晶パネルは年々小型化されてきている。したがって、小型化された液晶パネルに効率良く集光させるために光源の一層の小型化、高輝度化が要求されている。このため、近年では光源として、前述の水銀ランプのうち、電極間距離が短くさらに点灯時の水銀蒸気圧が１５０気圧以上に達するように多量の水銀が封入された超高圧水銀ランプが用いられている。
【０００４】
さらに、液晶プロジェクタ装置を小型化させるために、光源だけでなく点灯装置の小型化も求められている。点灯装置の大きさは、点灯装置に配設されたイグナイタの大きさで決まると言っても過言ではない。イグナイタの大きさはランプに印加する電圧値の大きさに依存し、印加電圧値が小さいほどイグナイタを小型化することが出来る。すなわち、ランプに印加する電圧値を小さくすることが出来れば、イグナイタを小型化でき、更には点灯装置も小型化することができる。
従来、液晶プロジェクタ用の光源として用いられる超高圧水銀ランプにおいては、ランプ始動時における絶縁破壊電圧値を下げることを目的として、放電容器の外表面にトリガーワイヤーが設けられた構造が採用されてきた。
【０００５】
図５は、従来の超高圧水銀ランプを説明するための図を示す。
超高圧水銀ランプ５０は、発光部５１とその両端に連続して形成された封止部５２とを有する放電容器５３と、封止部５２に埋設された金属箔５４の一端に接続された、発光部５１内で対向する一対の電極（陽極５５、陰極５６）と、金属箔５４の他端に接続された、封止部５２から外方に突出する一対の外部リード５７と、放電容器５３の外表面に設けられたトリガーワイヤー５８とからなる。
トリガーワイヤー５８は、一方の封止部５２の外表面に固定された環状部５８１と、環状部５８１の下端部５８１ａに繋がり他方の封止部５２から外方に突出する外部リード５７に接続された張渡部５８２とを有する。
【０００６】
図６は、従来の超高圧水銀ランプの封止部へのトリガーワイヤーの取り付け方法について説明するための図である。
まず、図６（ａ）に示すように、トリガーワイヤー５８となるべき１本の線状部材５８０の一端５８０ａ側を屈曲させることにより、封止部の径よりも大径の環状部５８１を形成する。次に、図６（ｂ）に示すように、一方の封止部５２の外表面に環状部５８１を配置した後、例えばペンチなどの工具を用いて線状部材５８０の一端５８０ａを線状部材５８０に対して捻り込むことによって、環状部５８１を封止部５２に固定する。最後に、図６（ｃ）に示すように、線状部材５８０の他端５８０ｂを、他方の封止部５２から外方に突出している外部リード５７に巻き回すことによって、張渡部５８２が形成される。
【０００７】
図５に示す超高圧水銀ランプ５０においては、トリガーワイヤー５８に不図示の外部回路に配設されたイグナイタにて、例えば、１０ｋＶ程度の高電圧を印加することにより保持部５８１と陽極５５との間で火種となる電離が起こり、この電離を起点に陽極５５と陰極５６との間で絶縁破壊が生じる。火種となる電離が起こることでランプ始動時における絶縁破壊電圧を大幅に下げることができるので、ランプを容易に点灯させることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図５に示す環状部５８１は、切れ目なく繋がった状態で封止部５２の外表面に強固に固定されているので、その下端部５８１ａに対して張渡部５８２による引張りの力５１０が伝達されると、封止部５２のうち環状部５８１が当接する部分を構成する石英ガラスに圧縮応力を加える。環状部５８１は、ランプ点灯時には径方向に膨張するものの、ランプを消灯して封止部５２が自然冷却されて環状部５８１の温度が下がると径方向に収縮して封止部５２に圧縮応力を加える。とりわけ、点灯時における封止部の温度が９００℃以上にも達するような超高圧水銀ランプにおいては、環状部５８１が収縮する際に封止部５２に大きな圧縮応力が加わる。
すなわち、ランプの点灯、消灯を繰り返す毎に封止部５２に対して環状部５８１による過大な圧縮応力が加わるため、繰り返し回数が増すと封止部５２にクラックが生じ、このクラックが成長することにより遂には封止部５２が破損するという問題が発生する。
【０００９】
このような問題を解決するために、環状部５８１が封止部５２に加える圧縮応力を緩和させるために、図６（ｂ）に示す環状部５８１を封止部５２に固定する際の捻り込みを加減することにより封止部５２に対して環状部５８１を強く固定しない方法が提案された。
【００１０】
しかしながらこの方法によると、環状部５８１は、封止部５２に対して強く固定されていないので、封止部５２に対して環状部５８１の位置が決まりにくい。また、図７に示すように時間の経過とともに下端部５８１ａが張渡部５８２による引張りの力５１０によって発光部５１側へ徐々にずれていくのに対し、上端部５８１ｂには引張りの力５１０がかからないため発光部５１と逆側に徐々にずれていく。そして、環状部５８１が放電容器５３の管軸５００に対して傾斜して固定された状態で、ランプの点灯、消灯を繰り返すと前述のように封止部５２に圧縮応力が加わるので、封止部５２にクラックを生じてしまい、前述の問題を解決することができない。
【００１１】
さらに、前述の捻り込み作業は、作業者の手作業によって行われるため、捻り込みの度合いにばらつきを生じる。具体的に説明すると、過剰に捻り込むと早期に封止部５２にクラックが生じ、捻り込みが不十分であると環状部５８１が管軸５００に沿って移動しやすい状態となる。製造段階において、トリガーワイヤー５８は環状部５８１と陽極５５との距離が一定となるように配置されるが、上記の捻り込みが不十分であるとランプ輸送時の振動や取り扱いによって環状部５８１がずれていくなどの理由により、必ずしも環状部５８１と陽極５５との距離を一定に維持することができない。
環状部５８１と陽極５５との距離が一定に維持されないと、ランプの絶縁破壊電圧値にばらつきが生じたり、イグナイタによる電圧印加から絶縁破壊するまでの時間（始動遅れ）にばらつきが生じる。特に点灯装置を小型化するためにイグナイタ印加電圧を、例えば、５ＫＶ程度と低くした場合には絶縁破壊せずにランプが点灯しないケースも発生した。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、ランプの点灯消灯を繰り返した場合に封止部にクラックが生じることがなく、さらに、作業者毎に封止部に対するトリガーワイヤーの位置のばらつきが生じることを防止してトリガーワイヤーと陽極との距離を常に一定に維持することにより、低いイグナイタ印加電圧でも確実に点灯させることが可能な超高圧水銀ランプを提供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に、本発明の超高圧水銀ランプは、発光部とその両端に連続して形成された封止部とを有する放電容器と、封止部に埋設された金属箔の一端に接続された発光部内で対向する一対の電極と、金属箔の他端に接続された封止部から外方に突出する一対の外部リードと、放電容器の外表面に設けられたトリガーワイヤーとからなり、前記トリガーワイヤーは、その一端を一方の封止部の外表面に配置して当該封止部から外方に突出する外部リード側に向かって周回するように形成したコイル状の保持部と、その他端を他方の封止部から突出する外部リードに接続することによって形成された前記放電容器の管軸に沿って伸びる張渡部とを有し、
前記保持部は、前記張渡部による引張りの力が伝達されて前記発光部に当接することにより、弾性的に変形し前記発光部に押し付けられるようにして前記封止部に固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の超高圧水銀ランプによれば、トリガーワイヤーの保持部は、自在に伸縮可能な構造であり、さらに、張渡部による引張りの力が伝達されて弾性的に変形して発光部に押し付けられることにより封止部に固定されるので、作業者毎に封止部に対する保持部の位置にばらつきを生じることもない。
これにより、ランプの点灯消灯を繰り返しても封止部に加わる圧縮応力を緩和することができるので、封止部にクラックが生じることがない。さらに、保持部と電極との距離を常に一定に維持することができるので、絶縁破壊電圧やイグナイタによる電圧印加から絶縁破壊するまでの時間（始動遅れ）にばらつきを生じることがなく、イグナイタ印加電圧を５ＫＶ程度の低電圧にした場合でも確実に点灯可能なランプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の超高圧水銀ランプを説明するための図である。
【図２】本発明の超高圧水銀ランプの封止部にトリガーワイヤーを取り付ける方法について説明するための図である。
【図３】トリガーワイヤーの保持部の機能について説明するための図である。
【図４】図３に示す斜線部分Ａにおける拡大断面図である。
【図５】従来の超高圧水銀ランプを説明するための図である。
【図６】従来の超高圧水銀ランプの封止部にトリガーワイヤーを取り付ける方法について説明するための図である。
【図７】トリガーワイヤーの環状部が放電容器の管軸に対して傾斜することを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の超高圧水銀ランプを説明するための図を示す。
超高圧水銀ランプ１０は、発光部１１とその両端に連続して形成された封止部１２とを有する放電容器１３と、封止部１２に埋設された金属箔１４の一端に接続された発光部１１内で対向する一対の電極（陽極１５、陰極１６）と、金属箔１４の他端に接続された封止部１２から外方に突出する一対の外部リード１７と、放電容器１３の外表面に設けられたトリガーワイヤー１８とからなる。放電容器１３の内側に形成された放電空間１９には、発光物質として水銀が封入され、始動用の希ガスとしてアルゴンが封入される。
【００１７】
トリガーワイヤー１８は、その一端１８ａが一方の封止部１２の外表面に配置されて当該封止部１２から外方に突出する外部リード１７側に向かって周回する保持部１８１と、その他端１８ｂが他方の封止部１２から外方に突出する外部リード１７に接続されることによって形成され、放電容器１３の管軸１００に沿って伸びる張渡部１８２とから構成される。
【００１８】
図２は、本発明の超高圧水銀ランプの封止部にトリガーワイヤーを取り付ける方法について説明するための図である。
まず、図２（ａ）に示すように、トリガーワイヤー１８となるべき線状部材１８０の一端１８０ａ側は、あらかじめ周回部１８３が形成されてコイル状に形成される。次に、図２（ｂ）に示すように、線状部材１８０の一端１８０ａが発光部１１側に配置されるように、周回部１８３に一方の封止部１２を挿通させることにより、一方の封止部１２の外表面には保持部１８１が形成される。その後、図２（ｃ）に示すように、線状部材１８０の他端１８０ｂを他方の封止部１２から外方に突出する外部リード１７に複数回（図２（ｃ）では３回）巻き回すことによって、管軸方向１００に沿って伸びる張渡部１８２を形成する。
【００１９】
保持部１８１は、必ずしもあらかじめコイル状に形成されている必要はなく、例えば、線状部材１８０の一端１８０ａを封止部１２の外表面に配置し、当該封止部１２から外方に突出する外部リード１７方向に線状部材１８０を巻き回すことによって保持部１８１を形成しても良い。
【００２０】
図１に示す超高圧水銀ランプ１０は、トリガーワイヤー１８の他端１８ｂが巻き回された外部リード１７と電気的に接続された陰極１６に高電圧が印加され、封止部１２に固定された保持部１８１と陽極１５との間で火種となる電離が起こり、この電離を起点に陽極１５と陰極１６との間で絶縁破壊し、ランプが点灯するものである。
【００２１】
図３は、トリガーワイヤーの保持部の機能について説明するための図である。図４は、図３に示す点線部分Ａにおける拡大断面図である。
保持部１８１を構成するトリガーワイヤー１８の一端１８ａは自由端であるため、保持部１８１は、従来の超高圧水銀ランプ５０における環状部５８１のように切れ目なく繋がった構造とは異なり自在に伸縮可能な構造である。
さらに、保持部１８１は、その引出し部１８１ａに張渡部１８２による引張りの力１１０が伝達され保持部１８１の発光部１１側の端面が発光部１１の根元部１１ａに当接することにより、保持部１８１を圧縮する力１２０が生じる。この圧縮する力１２０により保持部１８１は弾性的に変形し、発光部１１に押し付けられるようにして封止部１２に固定されるため容易に動くことがない上、作業者毎に封止部１２に対する保持部１８１の位置にばらつきを生じることもない。
【００２２】
以上のような本発明の超高圧水銀ランプ１０によれば、保持部１８１は、自在に伸縮可能なため、ランプ点灯時に径方向に膨張した保持部１８１がランプ消灯後に自然冷却されて収縮する際に封止部１２に加える圧縮応力を緩和することができる。すなわち、ランプの点灯消灯を繰り返しても封止部１２にクラックが生じないので、封止部１２が破損することがない。
さらに保持部１８１は弾性的に変形し、発光部１１に押し付けられるようにして封止部１２に固定されて容易に動くことがないので、図４に示すように、保持部１８１と陽極１５との放電空間１９を介した最短距離Ｌを常に一定に保つことができる。したがって、保持部１８１と陽極１５との間の絶縁破壊電圧値やイグナイタによる電圧印加から絶縁破壊するまでの時間（始動遅れ）にばらつきが生じることがなく、イグナイタ印加電圧を５ＫＶ程度の低電圧にした場合にも確実にランプを点灯させることができる。
【００２３】
ここで、本発明の超高圧水銀ランプ１０の数値例を以下に示す。
陽極１５の最大外径、全長              ：１．８ｍｍ、１３ｍｍ
陰極１６の最大外径、全長              ：０．８ｍｍ、１０ｍｍ
電極間距離                            ：１．１ｍｍ
金属箔１４の幅、全長                  ：１．５ｍｍ、１４ｍｍ
封止部１２の最大外径、長さ            ：６ｍｍ、２１ｍｍ
放電容器１３の全長、最大外径、内容積  ：５０ｍｍ、１０ｍｍ、６７ｍｍ３
トリガーワイヤー１８の全長            ：４０ｍｍ
封入水銀密度                          ：０．２５ｍｇ／ｍｍ３
定格点灯電圧                          ：８０Ｖ
定格点灯電力                          ：２００Ｗ
希ガス                                ：アルゴン  １３．３ＫＰａ
【００２４】
トリガーワイヤー１８は、その直径が０．３ｍｍの１本の鉄とクロムの合金からなる線状部材により構成される。トリガーワイヤー１８の直径は、作業の容易性と高温部でも張渡部１８２で断線しないためには０．２ｍｍ〜０．６ｍｍであることが好ましい。０．６ｍｍを超えると張渡部１８２を形成する作業上、他方の封止部１２から外方に突出する外部リード１７に複数回巻き回すことが困難であり、０．２ｍｍ未満であると点灯時に高温に晒された際に断線するケースがあるため好ましくない。
【００２５】
トリガーワイヤー１８を構成するその他の材料としては、ランプ点灯時において、封止部１２の外表面の温度は９００℃以上にも達するため、高い耐熱性を有するものが好ましく、例えば、ニッケルとクロムの合金または鉄とクロムの合金などが好ましい。
【００２６】
図２（ａ）では、線状部材１８０の一端１８０ａ側において周回部１８３が１個のみ設けられているが、これに限るものではなく複数個設ける方が望ましい。
保持部１８１は弾性的に変形し、発光部１１に押し付けられるようにして封止部１２に固定される。周回部１８３を複数個設けることで弾性力を大きくすることが出来るので発光部１１から容易に動くことがなく、一定の位置に固定しやすい。
【００２７】
尚、本発明の超高圧水銀ランプにおいては、トリガーワイヤーの保持部が陽極側の封止部に固定された構造についてのみ説明したが、保持部が陰極側に固定された構造であっても良い。この場合には、保持部に繋がるトリガーワイヤーを陽極側の封止部から突出する外部リードに巻き回すことによって張渡部を形成すれば良い。
【００２８】
また、本発明の超高圧水銀ランプにおいては、直流点灯型について説明したが、点灯方式に依らず、即ち交流点灯型の超高圧水銀ランプにおいても同様の効果がある。
【符号の説明】
【００２９】
１０      超高圧水銀ランプ
１１      発光部
１１ａ    発光部１１の根元部
１２      封止部
１３      放電容器
１４      金属箔
１５      陽極
１６      陰極
１７      外部リード
１８      トリガーワイヤー
１８ａ    トリガーワイヤー１８の一端
１８ｂ    トリガーワイヤー１８の他端
５０      超高圧水銀ランプ
５１      発光部
５２      封止部
５３      放電容器
５４      金属箔
５５      陽極
５６      陰極
５７      外部リード
５８      トリガーワイヤー
１００    管軸
１１０    引張りの力
１２０    圧縮の力
１８０    線状部材
１８０ａ  線状部材１８０の一端
１８０ｂ  線状部材１８０の他端
１８１    保持部
１８１ａ  保持部１８１の下端部
１８２    張渡部
１８３    周回部
５００    管軸
５１０    引張りの力
５８０    線状部材
５８１    環状部
５８１ａ  環状部５８１の下端部
５８１ｂ  環状部５８１の上端部
５８２    張渡部
【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】
2010010139.tif 000009