(57)【要約】【課題】石英ガラス製の発光管とその両端に連設された側管とを備え、前記発光管内に一対の電極が対向配置され、該電極の芯線が前記側管の端部で封止されるとともに、該側管内で保持用筒体に挿通され支持されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、側管の絞り込み部の加熱縮径を十分に行っても、絞り込み部と保持用筒体との溶着が起こらないようにして、側管にクラックが発生して破損することを防止した構成を提供することである。【解決手段】前記保持用筒体が六方昌窒化ホウ素で構成されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス製の発光管とその両端に連設された側管とを備え、前記発光管内に一対の電極が対向配置され、該電極の芯線が前記側管の端部で封止されるとともに、該側管内で保持用筒体に挿通され支持されてなるショートアーク型放電ランプにおいて、
前記保持用筒体が六方昌窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）で構成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。
【請求項２】
前記保持用筒体を構成する六方晶窒化ホウ素の平均長径が1μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
【請求項３】
前記六方晶窒化ホウ素の純度が純度９０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
【請求項４】
前記保持用筒体中のカルシウム（Ｃａ）濃度が１％以下であることを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
【請求項５】
前記保持用筒体の前後に前記側管構成材料である石英ガラスの垂れ下がり部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
【請求項６】
前記保持用筒体と前記電極芯棒との間に金属箔を介在させたことを特徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ランプ。
【請求項７】
前記保持用筒体に軸方向の連通口を設けたことを特徴とする請求項１に記載の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】
この発明は、投射型プロジェクタ装置、映写機あるいは一般照明用などのショートアーク型放電ランプに関するものであり、特に、電極芯線を保持用筒体によって支持する構造のショートアーク型放電ランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、上記用途のショートアーク型放電ランプとして、キセノンガス（Ｘｅガス）の励起によって発光するショートアーク型放電ランプ（キセノンランプ）が用いられていて、最近では、プロジェクタの投射映像の明るさをより明るくすることが強く要求されるようになった。このため、投入する電力を大きくする、あるいは、封入するキセノンガスなどの発光ガスのガス量を多くする傾向にあり、従って、最近のショートアーク型放電ランプは、点灯中の発光管内のガス圧が極めて高くなっている。
【０００３】
このようなショートアーク型放電ランプでは、発光管に連設された側管内に保持用筒体を設け、これを側管の絞り込み部によって固定し、陰極および陽極の電極芯棒を該保持用筒体に挿通して支持することが行われている。
その構造の一例が、特開平１１−１３５０６７号公報（特許文献１）に示されている。
図４にその構造が示されており、石英ガラス製の発光管１０内に陰極２１と陽極２２が対向配置され、その電極芯線２３、２３が発光管１０に連設された側管１１、１１の端部の封止部１３、１３によって封止されている。
【０００４】
そして、図５に詳細が示されるように、側管１１、１１内には石英ガラス製の保持用筒体３０、３０が設けられていて、前記電極芯線２３、２３が、この保持用筒体３０、３０に挿通されて支持されている。
この保持用筒体３０は、側管１１の発光管１０側の端部を加熱縮径して絞り込み部１２を形成することで側管１１内に保持されている。
【０００５】
この特許文献１においては、保持用筒体３０と絞り込み部１２との間に金属箔４０を設けることで、保持用筒体３０は、絞り込み部１２に溶着により一体化されることなく固定されている。
そして、図６に示すように、側管１１を加熱して絞り込み部１２を形成する際、保持用筒体３０の端面を越えた部分において垂れ下がり部１４が形成されることがあるが、金属箔４０の存在により、この垂れ下がり部１４と保持用筒体３０が溶着することが防止される。
これにより、垂れ下がり部１４と保持用筒体３０の端面との間に高圧が作用しても、両者は溶着により一体化していないので、応力集中することがなくクラックの発生を防止できるものとしている。
【０００６】
しかしながら、側管１１に絞り込み部１２を形成する際に、垂れ下がり部１４と保持用筒体３０の端面とが溶着しないように、溶融した石英ガラスと金属箔が接触した時点で加熱を停止するという職人芸的な熟練を要する作業が必要であってその作業性が非常に悪い。といって、この絞り込み部１２の加熱縮径が十分でないと、保持用筒体３０の保持が不十分になるという問題もある。
また、図７に示すように、一方で、側管１１の絞り込み部１２を加熱しすぎると、垂れ下がり部１４が保持用筒体４０の端面と溶着一体化してしまい、両者の間にクサビ部５０が形成されてしまって、ここに応力集中が発生するという問題がある。
しかも、金属箔４０は１５μｍ程度と非常に薄く（図面では、構成を表すために厚さが誇張されて示されている）、垂れ下がり部１４が生じると保持用筒体３０との溶着が避けられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１３５０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のような従来技術の問題点に鑑みて、本発明の課題は、側管内で保持用筒体により電極芯線を支持してなるショートアーク型放電ランプにおいて、側管の絞り込み部の加熱縮径を十分に行っても、絞り込み部と保持用筒体との溶着が起こらないようにして、側管にクラックが発生して破損することを防止した構成を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るショートアーク型放電ランプは、側管内に保持された保持用筒体が六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）で構成されていることを特徴とする。
また、前記保持用筒体を構成する六方晶窒化ホウ素の平均長径が1μｍ以上であることを特徴とする。
また、前記六方晶窒化ホウ素の純度が純度９０％以上であることを特徴とする。
また、前記保持用筒体中のカルシウム（Ｃａ）濃度が１％以下であることを特徴とする。
また、前記保持用筒体の前後に前記側管構成材料である石英ガラスの垂れ下がり部を形成したことを特徴とする。
また、前記保持用筒体と前記電極芯棒との間に金属箔を介在させたことを特徴とする。
また、記保持用筒体に軸方向の連通口を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のショートアーク型放電ランプによれば、保持用筒体が六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）で構成されているので、溶融した石英ガラスと反応することがなく、石英ガラスと溶着しないので、保持用筒体が石英ガラス製の場合にできる溶着によるクサビ形状ができることがなく、応力集中によるクラックの発生や破損を起こすことがない。
また、側管の絞り込み部に、保持用筒体の前後に垂れ下がり部を形成することで、側管に溶着しない保持用筒体を該垂れ下がり部で固定し、軸方向に移動しないようにすることができる。
【００１１】
また、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）製の保持用筒体は電極芯線（Ｗ）よりも熱膨張率が小さいので、ランプ点灯初期に電極からの熱伝導により芯線の温度が急激に上昇して芯線が膨張し保持用筒体を押し広げるように応力が作用して破損に至ることがあるが、この保持用筒体と電極芯線との間に金属箔を介在させたことにより、電極芯線の熱膨張を吸収緩和することができる。
また、保持用筒体に軸方向の連通口を設けたことで、発光管内と側管内部空間とを連通したので、ランプ製作時にチップ管を介して排気処理を行う際に、発光管内と側管内部空間の不純ガスを効果的に排気することができる。
【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要部の断面図
【図２】本発明の他の実施例の断面図
【図３】本発明の保持用筒体の実施形態の断面図
【図４】従来（本発明の対象）のショートアーク型放電ランプの全体図
【図５】図４の要部拡大断面図
【図６】図５の要部の拡大断面図
【図７】従来技術の不具合の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本願発明のショートアーク型放電ランプの側管部分の断面図である。
ショートアーク型放電ランプを構成する側管１内に、保持用筒体２が配置されている。この保持用筒体２は、側管１を加熱収縮した絞り込み部３によって固定される。そして、この保持用筒体２には電極芯線４が挿通されて支持される。なお、ここでは図示されない電極および電極芯線４は、タングステン、モリブデン等の高融点材料からなる。
本発明における保持用筒体２は、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）により構成されている。
ここで、六方晶窒化ホウ素を選定した理由は、溶融した石英ガラスと反応しないこと、熱膨張率が石英ガラスと近いこと、熱衝撃温度が高いこと、である。
下記の表１にその特性を示す。なお、表１では、他のセラミックスの例を同時に示している。
【００１４】
＜表１＞
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表1からみて分かるように、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や複合セラミックス（ＢＮ−Ｓｉ３Ｎ４）は、熱膨張係数が石英ガラスと大きな差があり、また、熱衝撃性(熱衝撃温度)も低く、特に、アルミナでは、溶融軟化した石英ガラス（＞１８００℃）と接触した時点で割れてしまう。
六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）は、溶融した石英ガラスと反応せず、熱膨張係数も石英ガラスと近く、また、熱衝撃温度も１０００℃超と高いことから、保持用筒体として採用できるものである。
【００１５】
なお、類似する窒化ホウ素として立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）があるが、この立方晶窒化ホウ素は、不純物濃度にもよるが、純度９５〜９９．５％のもので、熱膨張率が、３８〜６０×１０−７程度と、石英ガラスに対して１桁程度大きく、加熱した石英ガラスと密着するような状況では残留応力が大きくなり、石英ガラス製側管または立方晶窒化ホウ素製保持用筒体のいずれか、もしくは両者が破損してしまい立方晶窒化ホウ素を保持用筒体として使用することはできない。
【００１６】
この発明で保持用筒体の材料として用いる六方晶窒化ホウ素の平均長径は１μｍ以上であることが好ましい。
１μｍ以下の窒化ホウ素粒子は、組み立て・加熱収縮（シュリンク）作業時に、紛体のごみが発生しやすく好ましくない。大きな粒子であれば何等の問題もない。
また、純度が９０％以上の六方晶窒化ホウ素が好ましい。
六方晶窒化ホウ素に含まれる不純物は、石英ガラスと反応し、高温でくっ付いてしまって、ランプの破損の原因となる。このため純度は９０％以上が好ましい。
また、カルシウム（Ｃａ）濃度は１％以下が好ましい。
このカルシウムは、石英ガラスに固溶して、側管と保持用筒体が溶着してしまい、好ましくない。
【００１７】
再度、図１を参照して、側管１における絞り込み部３において、保持用筒体２の前後に石英ガラスの垂れ下がり部５、５が形成されている。六方晶窒化ホウ素製の保持用筒体２は、石英ガラスと溶着せず、スベリがいいので、側管１内で移動することもあり、垂れ下がり部５によって軸方向に固定することが好ましい。
【００１８】
また、保持用筒体２と電極芯線４との間には金属箔６を設けることもできる。
保持用筒体２を構成する六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）は、電極芯線よりも膨張率が小さいため、電極芯棒４の温度の上昇により該電極芯線４が膨張して、保持用筒体２を押し広げ破損に至ることがあるが、金属箔６を介在させることで微小な空間を形成し、電極芯棒４の膨張を緩和させることができる。
【００１９】
図２に他の実施例が示されている。図２において、保持用筒体２には軸方向に延在する貫通孔７が穿設されている。これにより、発光管の内部空間Ｓ１と側管３の内部空間Ｓ２とが連通されている。
この種のランプ製作時には、発光管もしくは側管にチップ管を設けて、発光管内や側管内の不純ガスを排気することが行われるが、貫通孔７により発光管の内部空間Ｓ１と側管１の内部空間Ｓ２とが連通されているので、これら空間内の不純ガスを効果的に排気することができる。
【００２０】
図３に連通孔７のいくつかの形態が示され、図３（Ａ）は、断面円形の貫通孔からなり、図３（Ｂ）は、保持用筒体２の内部孔２ａに開口するスリットからなる。
【００２１】
以上説明したように、本発明のショートアーク型放電ランプでは、側管内に保持する保持用筒体を構成する材料として六方晶窒化ホウ素を用いたので、側管を加熱して絞り込み部を形成しても、溶融した石英ガラスが保持用筒体と反応することなく、保持用筒体に溶着することもないので、保持用筒体と石英ガラスの垂れ下がり部との間にクサビ形状が形成されることがなく、クラックの要因とならず、破損することもない。
【符号の説明】
【００２２】
１      側管
２      保持用筒体
２ａ    内部孔
３      絞り込み部
４      電極芯線
５      垂れ下がり部
６      金属箔
７      連通口
Ｓ１    発光管の内部空間
Ｓ２    側管の内部空間
【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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