(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状に湾曲した反射面を内部に有する胴体と、
当該胴体の反射面に囲まれて形成される放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、
前記胴体の前方に陰極給電用の金属リングを介して配置された、前記胴体の前面開口を塞ぐための窓部材と、
当該窓部材の周側面がロウ材によって固定される筒状の内部リング部、当該内部リング部よりも大径の筒状の外部リング部、および、当該内部リング部および外部リング部を繋ぎ、前記金属リングに固定される連結部を有する断面Ｕ字状のリング形状の窓支持部材とを備えるショートアーク型放電ランプにおいて、
前記窓支持部材の内部リング部が、前記窓部材よりも前方において窓部材の半径方向の内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分を有し、当該前縁部分は前記窓部材に接触しない状態とされていることを特徴とするショートアーク型放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胴体を有するショートアーク型放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
ショートアーク型放電ランプ（以下、単に「放電ランプ」ともいう。）の一形態として、ランプ本体（胴体）が不透明の絶縁部材によって形成され、光取り出し部のみが透光性部材によって形成されたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図４は、従来のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
この放電ランプは、凹状に湾曲した反射面４０ａを内部に有する胴体４０と、当該胴体４０の前面開口４０ｂを塞ぐための窓部材５０とを有し、胴体４０の反射面４０ａに囲まれて形成される放電空間Ｓには、陰極４２および陽極４３が互いに対向して配置されている。
【０００４】
窓部材５０は、筒状の内部リング部５５ａ、当該内部リング部５５ａよりも大径の筒状の外部リング部５５ｂ、および、内部リング部５５ａおよび外部リング部５５ｂを繋ぐ連結部５５ｃを有する断面Ｕ字状のリング状フランジ５５によって支持されている。
具体的には、窓部材５０は、リング状フランジ５５の内部リング部５５ａの内周面に図示しない接着層を介して窓部材５０の周側面が接触するよう嵌められていることにより、当該リング状フランジ５５によって支持されている。
そして、リング状フランジ５５に窓部材５０が支持されてなる窓組立体５６が、胴体４０の前方にセラミックスペーサリング４６および陰極給電用の金属リング４５を介して配置され、これらが胴体４０と共に円筒状の第１の金属筒体４８内に嵌められている。これにより、窓組立体５６が胴体４０に対して固定されている。
図４において、４７は、陰極４２を所定の位置に配置するための導電性支持部材、４９は、胴体４０を金属ブロック４１に固定するための第２の金属筒体である。
【０００５】
しかしながら、このような放電ランプは、リング状フランジ５５の内部リング部５５ａの前縁端が窓部材５０よりも後方（図４において左方）に位置する。このため、当該窓部材５０を下に向けて卓上などに載置させたときにキズが付き、ランプ点灯時にこのキズに起因するクラックが生じて破損するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−２６７２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような問題を解決するために、例えばリング状フランジの内部リング部の前縁端を窓部材よりも前方に突出させたものとして放電ランプを構成することが考えられる。このような放電ランプは、窓部材を下に向けて卓上に載置させた場合にもリング状フランジの内部リング部の前縁端が卓上に接することになり、当該窓部材にキズが付くことを防止することができる。
【０００８】
しかしながら、このような構造を有するショートアーク型放電ランプにおいても、窓部材にクラックが生じることがある。このクラックは下記のメカニズムで生じると考えている。
具体的には、窓部材はサファイア、リング状フランジはコバール金属によって形成するので、窓部材の周側面をメタライズ加工した後、当該窓部材の周側面とリング状フランジの内部リング部の内周面との間にロウ材を導入することにより、両者を接着している。
然るに、リング状フランジが窓部材よりも前方に突出する構造を有する場合には、放電ランプの製造時に、導入されたロウ材が当該リング状フランジに沿って窓部材の光出射面側に流れてしまう。このように製造された放電ランプを点灯させると、図５に示されるように、リング状フランジ６５における窓部材６０に近接した部位は放電空間の内圧を受けるために窓部材６０にロウ材よりなる接着層６３を介して引張応力がかかり、その結果、窓部材６０の光出射面の角部にクラックＣが生じてしまう。
【０００９】
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り、その目的は、窓部材にキズやクラックが生じることが抑止されたショートアーク型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】
【００１０】
本発明のショートアーク型放電ランプは、凹状に湾曲した反射面を内部に有する胴体と、
当該胴体の反射面に囲まれて形成される放電空間において互いに対向して配置された陰極および陽極と、
前記胴体の前方に陰極給電用の金属リングを介して配置された、前記胴体の前面開口を塞ぐための窓部材と、
当該窓部材の周側面がロウ材によって固定される筒状の内部リング部、当該内部リング部よりも大径の筒状の外部リング部、および、当該内部リング部および外部リング部を繋ぎ、前記金属リングに固定される連結部を有する断面Ｕ字状のリング形状の窓支持部材とを備えるショートアーク型放電ランプにおいて、
前記窓支持部材の内部リング部が、前記窓部材よりも前方において窓部材の半径方向の内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分を有し、当該前縁部分は前記窓部材に接触しない状態とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のショートアーク型放電ランプは、窓支持部材の内部リング部が、窓部材よりも前方において窓部材の半径方向の内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分を有する。従って、窓部材が前方に突出していないので、当該窓部材を下に向けて卓上などに載置させたときにもキズが付きにくい。また、窓支持部材が前縁部分を有することによって当該窓支持部材に大きな強度が得られ、従って、当該窓支持部材が変形しにくいものとなる。その結果、放電ランプを点灯したときにも窓部材に引張応力がかかることが抑制されるので、窓部材にクラックが生じることが抑止される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す断面図である。
【図２】図１のショートアーク型放電ランプの窓支持部材を部分的に拡大して示す断面図である。
【図３】本発明のショートアーク型放電ランプに係る窓支持部材の構成の別の一例を示す断面図である。
【図４】従来のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
【図５】窓部材においてクラックが生じることを説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のショートアーク型放電ランプの実施の形態について説明する。
図１は、本発明のショートアーク型放電ランプの構成の一例を示す断面図、図２は、図１のショートアーク型放電ランプの窓支持部材を部分的に拡大して示す断面図である。
この放電ランプは、凹状に湾曲した反射面２０ａを内部に有する外形が円柱状の胴体２０と、当該胴体２０の前面開口２０ｂを塞ぐための窓部材３０とを有している。また、胴体２０の反射面２０ａに囲まれて形成される放電空間Ｓには、反射面２０ａの焦点位置に間隙をもって陰極２２および陽極２３が互いに対向し、当該陰極２２および陽極２３が反射面２０ａの光軸に沿って伸びるように配置されている。また、胴体２０は金属ブロック２１に支持されている。
【００１４】
窓部材３０は、例えば円盤状を有し、サファイア等の光透過性材料からなるものである。
窓部材３０は、窓部材３０の外径に適合した内径の筒状の内部リング部３５ａ、当該内部リング部３５ａよりも大径の筒状の外部リング部３５ｂ、および、これらを繋ぐ連結部３５ｃを有する断面Ｕ字状の窓支持部材３５によって支持されている。
具体的には、窓部材３０は、窓支持部材３５の内部リング部３５ａの内周面に接着層（図示せず）を介して窓部材３０の周側面が接触するよう嵌められていることにより、当該窓支持部材３５によって支持されている。
【００１５】
窓支持部材３５に窓部材３０が支持されてなる窓組立体３６は、胴体２０の前方にセラミックスペーサリング２６および陰極給電用の例えばコバール製の金属リング２５を介して配置される。
そして、外部リング部３５ｂが胴体２０の外径に適合する内径を有する円筒状の例えばコバール製の第１の金属筒体２８内に溶接されている。これにより、窓組立体３６が胴体２０に対して固定されると共に、放電空間Ｓの気密状態が保たれている。
放電空間Ｓ内には、例えばキセノンガス等の不活性ガスが封入されている。
【００１６】
本発明の放電ランプに係る窓支持部材３５においては、内部リング部３５ａに、窓部材３０よりも前方において当該窓部材３０の半径方向の内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分３５ｄが形成されている。
この前縁部分３５ｄは、窓部材３０に接触しない状態とされている。前縁部分３５ｄが窓部材３０に接触しない状態とされていることによって、窓支持部材３５からの応力が窓部材に直接的にかかることが抑止される。
前縁部分３５ｄは、内部リング部３５ａを形成するための素材に対して曲げ加工を行うことにより、形成することができる。
【００１７】
窓部材３０の周側面は、例えばモリブデンおよびマンガンの混合物からなる金属によって被覆されてメタライズ加工されている。
窓部材３０と窓支持部材３５とを接着する接着層を形成するための接着剤としては、銀ロウ等のロウ材が用いられる。
【００１８】
胴体２０は、多結晶アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、セラミック等の絶縁部材からなるものであり、当該胴体２０の反射面２０ａは、放物線形、楕円形、非球面形を有するものとすることができる。
反射面２０ａは、銀やアルミニウムなどによる金属蒸着膜や、誘電体多層膜によって形成されている。
胴体２０は窓部材３０と同様にメタライズ加工され、金属筒体２８、２９と銀ロウ等のロウ材によって接着されている。
【００１９】
金属ブロック２１は、電気伝導性および熱伝導性の高い鉄を主成分としたコバール金属からなり、胴体２０と同等の外径を有する。
そして、胴体２０は、金属ブロック２１と共に当該胴体２０の外径に適合する内径を有する円筒状の第２の金属筒体２９内に溶接されることによって、当該金属ブロック２１に固定されている。
【００２０】
陰極２２は、先端に向かって小径となるテーパー状の先端部を有する棒状の、易電子放出物質を含むタングステン等の高融点金属よりなるものである。
陰極２２は、その先端部が放電空間Ｓ内において陽極２３の先端と対向する状態に配置されると共に、その基端部が例えば金属リング２５の円周上にほぼ等間隔になるように設けた３本の導電性支持部材２７によって支持されている。
【００２１】
導電性支持部材２７は、例えば耐熱性と溶接性を考慮したモリブデン等からなり、放電空間Ｓ内において、金属リング２５の半径方向内方に伸びるよう配置されている。導電性支持部材２７の先端部は陰極２２の基端部にロウ付け等によって溶接されており、基端部はロウ付け等によって金属リング２５に固定されている。
【００２２】
陰極２２は、導電性支持部材２７、金属リング２５および第１の金属筒体２８によって、溶接により気密性を保った状態で外部に電気的に接続されている。
【００２３】
陽極２３は、タングステン等の高融点金属よりなる略柱状のものである。
陽極２３は、その基端部が、胴体２０の光軸に沿って当該胴体２０および金属ブロック２１に形成された電極棒孔２４に挿通されると共にその先端部が放電空間Ｓ内において陰極２２に対向して配置されている。
陽極２３は、金属ブロック２１によって、溶接により気密性を保った状態で外部に電気的に接続されている。
【００２４】
このショートアーク型放電ランプは、放電空間Ｓに２０ＭＰａの圧力でキセノン等の不活性ガスが充填されており、定格電流２０Ａ、消費電力が３００Ｗのものである。
【００２５】
上記のショートアーク型放電ランプの寸法の一例を挙げると、胴体２０の全長が２０ｍｍ、外径が３２ｍｍ、陰極２２の全長が１４ｍｍ、ロッド径が１．５ｍｍ、先端のテーパー角が５０°、陽極２３の全長が２３ｍｍ、直径が４ｍｍ、陽極２３と陰極２２との電極間距離が１．４ｍｍ、窓部材３０の外径が２４．８９ｍｍ、厚み３ｍｍ、窓支持部材３５の前端からの距離が０．７ｍｍ、窓支持部材３５の高さｈが５．６５ｍｍ、外部リング部の外径が３１．５ｍｍ、内部リング部の外径が２６．３ｍｍ、厚みｗが０．６５ｍｍ、前縁部分３５ｄの曲げ加工半径がＲ０．５〜Ｒ１．２、前縁部分３５ｄの幅ｚが０．２ｍｍ、窓部材３０の光出射面と窓支持部材３５の前縁部分３５ｄの内面との距離ｄが０．０５ｍｍである。
【００２６】
本発明のショートアーク型放電ランプは、窓支持部材３５の内部リング部３５ａが、窓部材３０よりも前方において窓部材３０の半径方向の内方に向かって折り曲げられた形状の前縁部分３５ｄを有する。従って、窓部材３０が前方に突出していないので、当該窓部材３０を下に向けて卓上などに載置させたときにもキズが付きにくい。また、窓支持部材３５が前縁部分３５ｄを有することによって当該窓支持部材３５に大きな強度が得られ、従って、当該窓支持部材３５が変形しにくいものとなる。その結果、放電ランプを点灯したときにも窓部材３０に引張応力がかかることが抑制されるので、窓部材３０にクラックが生じることが抑止される。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されず、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、窓支持部材３５の前縁部分３５ｄは、窓部材３０の半径方向の内方に向かって折り曲げられたものに限定されず、図３に示すように、窓部材３０の半径方向の外方に向かって折り曲げられた形状のものであってもよい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明のショートアーク型放電ランプの具体的な実施例について説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００２９】
〔実施例１〕
図１および図２に示す構成に従って、下記の仕様のショートアーク型放電ランプを製造した。
・胴体（２０）：多結晶アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）製、全長２０ｍｍ、外径３２ｍｍ
・陰極（２２）：トリエーテッドタングステン製、ロッド径１．５ｍｍ、全長１４ｍｍ、先端のテーパー角５０°
・陽極（２３）：タングステン製、直径４ｍｍ、全長２３ｍｍ
・陽極（２３）と陰極（２２）との電極間距離：１．４ｍｍ
・封入ガス：キセノンガス、２．０ＭＰａ（２５℃換算）
・窓部材（３０）サファイア製、外径２４．８９ｍｍ、厚み３ｍｍ、窓支持部材３５の前端からの距離０．７ｍｍ
・窓支持部材（３５）：コバール製、高さ５．６５ｍｍ、外部リング部（３５ｂ）の外径３１．５ｍｍ、内部リング部（３５ａ）の外径２６．３ｍｍ、厚み０．６５ｍｍ、前縁部分（３５ｄ）の曲げ加工半径がＲ０．５〜Ｒ１．２、前縁部分（３５ｄ）の幅０．２ｍｍ
【００３０】
上記のショートアーク型放電ランプを、光出射方向が下方を向く状態で卓上に載置する載置テストを行った後、窓部材の表面のキズの有無を目視で観察した。その後、同一のランプを用いて、ランプ電力が３００Ｗ、ランプ電圧が１４Ｖの条件で１０分間点灯させた後５分間消灯する点灯消灯サイクルを１２００サイクル（３００時間）行う寿命テストを行った。寿命テスト後、窓部材のクラックの有無を目視若しくは拡大鏡で観察した。
結果を下記表１に示す。
【００３１】
〔比較例１〕
図２に示す窓支持部材の代わりに、内部リング部の先端が窓部材よりも前方に突出していない構成のものを用いたこと以外は実施例１と同様の構成および仕様のショートアーク型放電ランプを製造し、載置テストおよび寿命テストを実施例１と同様にして行い、窓部材におけるキズやクラックの有無を観察した。結果を下記表１に示す。
【００３２】
〔比較例２〕
図２に示す窓支持部材の代わりに、内部リング部の先端が窓部材よりも前方に突出しており、かつ、内部リング部の先端に曲げ加工が施されていない構成のものを用いたこと以外は実施例１と同様の構成および仕様のショートアーク型放電ランプを製造し、載置テストおよび寿命テストを実施例１と同様にして行い、窓部材におけるキズやクラックの有無を観察した。結果を下記表１に示す。
【００３３】
【表１】
0005900460.tif 000002
【００３４】
表１の結果から明らかなように、実施例１に係る本発明のショートアーク型放電ランプによれば、窓部材におけるキズやクラックの発生が抑制されることが確認された。
【符号の説明】
【００３５】
２０  胴体
２０ａ  反射面
２０ｂ  前面開口
２１  金属ブロック
２２  陰極
２３  陽極
２４  電極棒孔
２５  金属リング
２６  セラミックスペーサリング
２７  導電性支持部材
２８  第１の金属筒体
２９  第２の金属筒体
３０  窓部材
３５  窓支持部材
３５ａ  内部リング部
３５ｂ  外部リング部
３５ｃ  連結部
３５ｄ  前縁部分
３６  窓組立体
４０  胴体
４０ａ  反射面
４０ｂ  前面開口
４１  金属ブロック
４２  陰極
４３  陽極
４５  金属リング
４６  セラミックスペーサリング
４７  導電性支持部材
４８  第１の金属筒体
４９  第２の金属筒体
５０  窓部材
５５  リング状フランジ
５５ａ  内部リング部
５５ｂ  外部リング部
５５ｃ  連結部
５６  窓組立体
６０  窓部材
６３  接着層
６５  リング状フランジ
Ｃ  クラック
Ｓ  放電空間
【図１】
0005900460.tif 000003
【図２】
0005900460.tif 000004
【図３】
0005900460.tif 000005
【図４】
0005900460.tif 000006
【図５】
0005900460.tif 000007