(57)【要約】【課題】トリガーワイヤの発光部付近を延伸する張渡部の垂下りを防止し、始動電圧を低減させる効果を長期的に保持する。【解決手段】一対の電極５、６が対向して配置された発光部２と、発光部２の両端に連接された封止部３、４と、封止部３、４に保持され各封止部３、４外端から伸び出した外部リード９、１０と、発光部２の付近に設けられたトリガーワイヤ１１とを備え、トリガーワイヤ１１は、発光部２と一方の封止部３との境界付近から一方の封止部３の外端に向けて巻装されてなる第１のコイル部１１１と、第１のコイル部１１１から他方の外部リード１０に向け、発光部２の付近を延伸すると共に外部リード１０に固定された線状の張渡部１１２とを備える高圧放電ランプにおいて、他方の封止部４には、第２のコイル部１１３が形成され、張渡部１１２は、第２のコイル部１１３と他方の封止部４との間で挟持される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極が対向して配置された発光部と、該発光部の両端のそれぞれに連設された封止部と、前記それぞれの封止部に保持されると共にそれぞれの封止部の外端から伸び出した外部リードと、前記発光部の付近に設けられたトリガーワイヤとを備え、
該トリガーワイヤは、前記発光部と一方の封止部との境界付近から該一方の封止部の外端に向けて巻装されてなる第１のコイル部と、該第１のコイル部から他方の封止部の外端から伸び出した外部リードに向け、前記発光部の付近を延伸すると共に該外部リードに固定された線状の張渡部とを備える高圧放電ランプにおいて、
前記他方の封止部には、第２のコイル部が形成され、前記張渡部は、前記第２のコイル部と前記他方の封止部との間で挟持されていることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
前記第２のコイル部は、前記第１のコイル部と別部材であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
前記張渡部は、前記第２のコイル部のうちで最も発光部側に位置する巻回部以外の巻回部と前記他方の封止部との間で挟持されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
前記第１のコイル部及び／又は前記第２のコイル部は、前記発光部の付近においてコイルピッチが密になるように配設された密部と、該密部が配設された封止部の外端側に向けてコイルピッチが前記密部より疎になるように配設された疎部とを有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
前記高圧放電ランプは、前記それぞれの封止部に埋設された金属箔を備え、前記それぞれの金属箔の一端が前記一対の電極のそれぞれの端部に接続されると共に、前記それぞれの金属箔の他端がそれぞれの外部リードに接続され、
前記第１のコイル部及び／又は前記第２のコイル部は、前記金属箔の周囲におけるコイルピッチが、前記発光部の付近におけるコイルピッチに比べて疎であることを特徴とする請求項４に記載の高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧放電ランプに関し、特に、高圧放電ランプの発光部の付近を延伸するように設けられたトリガーワイヤによって、発光部内に設けられた一対の電極間における絶縁破壊を容易に行うことのできる高圧放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧放電ランプは、一般的に始動時に、高圧放電ランプの発光部内に設けられた一対の電極間の絶縁破壊を行うために、高いパルス電圧を印加することが必要とされている。そのため、高圧放電ランプを容易に始動させることは従来からの課題であった。従来においては、高いパルス電圧を発生させるイグナイタを高圧放電ランプに配設したり、点灯管などの始動器を高圧放電ランプに配設する等して、高いパルス電圧を発生させるようにしていた。
しかしながら、高パルス電圧を印加させて点灯する方法は、配線、ソケットなどに相応の絶縁性が必要であった。また、高圧放電ランプ内に始動器を内蔵することは、高圧放電ランプ自体が大きくなるため高圧放電ランプを小型化することができない。このため、高圧放電ランプの始動電圧を低減し、高いパルス電圧を必要としない構成が求められている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、高圧放電ランプの始動電圧を低減するために、それぞれの一方を発光管の両側の小径筒部の外周に巻装するとともに、それぞれの他方を発光管を跨いで電極と同電位となるように接続した金属製コイルを備える高圧放電ランプが示されている。
また、特許文献２には、一方を発光管の一端側の封止部の外周に巻装するとともに、他方を発光管の近傍を跨いで発光管の他端側の封止部の外端から伸び出た外部リードに接続して、該外部リードと同電位となるトリガーワイヤを備える高圧放電ランプが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７５７８０
【特許文献２】特開２００５−３２５２１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来技術に係る高圧放電ランプは、短期的には始動電圧を低減させることはできるが、点灯及び消灯を長期に繰返し行うに従って、始動電圧を低減させる効果が次第に低下することが確認された。
これは、高圧放電ランプの点灯及び消灯を長期に繰り返し行った場合、封止部の外周に巻装されたコイル部が次第に緩むため、コイル部に繋がる張渡部が鉛直方向下方に垂下がり、張渡部と発光部内に配置された電極との離間距離が広がるためである。
つまり、高圧放電ランプの点灯及び消灯の回数が少ない初期においては、張渡部と電極との離間距離が一定であるために、始動電圧を低減させる効果は十分に期待できるが、点灯及び消灯を何度も繰り返し行うと、熱膨張と収縮が繰り返されるため、張渡部と電極との離間距離が当初よりも広くなり、始動電圧を低減させる効果を十分に得ることができないためと考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑みて、トリガーワイヤの発光部付近を延伸する張渡部の垂下りを防止することにより、始動電圧を低減させる効果を長期に亘って得ることのできる高圧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】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、内部に一対の電極が対向して配置された発光部と、該発光部の両端のそれぞれに連設された封止部と、前記それぞれの封止部に保持されると共にそれぞれの封止部の外端から伸び出した外部リードと、前記発光部の付近に設けられたトリガーワイヤとを備え、該トリガーワイヤは、前記発光部と一方の封止部との境界付近から該一方の封止部の外端に向けて巻装されてなる第１のコイル部と、該第１のコイル部から他方の封止部の外端から伸び出した外部リードに向け、前記発光部の付近を延伸すると共に該外部リードに固定された線状の張渡部とを備える高圧放電ランプにおいて、前記他方の封止部には、第２のコイル部が形成され、前記張渡部は、前記第２のコイル部と前記他方の封止部との間で挟持されていることを特徴とする高圧放電ランプである。
第２の手段は、第１の手段において、前記第２のコイル部は、前記第１のコイル部と別部材であることを特徴とする高圧放電ランプである。
第３の手段は、第１の手段又は第２の手段において、前記張渡部は、前記第２のコイル部のうちで最も発光部側に位置する巻回部以外の巻回部と前記他方の封止部との間で挟持されることを特徴とする高圧放電ランプである。
第４の手段は、第１の手段ないし第３の手段のいずれか１つの手段において、前記第１のコイル部及び／又は前記第２のコイル部は、前記発光部の付近においてコイルピッチが密になるように配設された密部と、該密部が配設された封止部の外端側に向けてコイルピッチが前記密部より疎になるように配設された疎部とを有することを特徴とする高圧放電ランプである。
第５の手段は、第４の手段において、前記高圧放電ランプは、前記それぞれの封止部に埋設された金属箔を備え、前記それぞれの金属箔の一端が前記一対の電極のそれぞれの端部に接続されると共に、前記それぞれの金属箔の他端がそれぞれの外部リードに接続され、
前記第１のコイル部及び／又は前記第２のコイル部は、前記金属箔の周囲におけるコイルピッチが、前記発光部の付近におけるコイルピッチに比べて疎であることを特徴とする高圧放電ランプである。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、高圧放電ランプの点灯と消灯を長期にわたり繰り返しても、張渡部の垂れ下がりが第２のコイル部によって防止されることから、トリガーワイヤの張渡部と発光部内に配置された電極との離間距離を長期的に一定にすることができる。その結果、長期にわたり高圧放電ランプの始動電圧を低減する効果を得ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、高圧放電ランプに対してトリガーワイヤを容易に取付けることができる。
請求項３に記載の発明によれば、張渡部を発光部から適当に離れた箇所に配設することができるため、発光部における損傷又は失透の発生を防止することができる。
請求項４に記載の発明によれば、発光部の温度を容易に上昇させることができる。
請求項５に記載の発明によれば、金属箔温度の過剰な上昇を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る高圧放電ランプの構成を示す正面断面図である。
【図２】第２の実施形態に係る高圧放電ランプの一部の構成を示す正面断面図である。
【図３】第２の本実施形態に係る高圧放電ランプにおけるトリガーワイヤの取付け方法を示す図である。
【図４】第３の実施形態に係る高圧放電ランプの構成を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の第１の実施形態を図１を用いて説明する。
図１は、本実施形態に係る高圧放電ランプの構成を示す正面断面図である。
同図に示すように、この高圧放電ランプ１は、石英ガラスからなる球状の発光部２と、発光部２の両端にそれぞれ連設された一対の封止部３、４とで構成される。発光部２内には、定常モードで点灯したときの水銀蒸気圧が１５０気圧以上となるように、水銀が０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入されていると共に、それぞれの先端が向き合うように一対の電極５、６が配置されている。
【００１１】
電極５、６は、同図に示すように、突起が形成された球状の頭部５１、６１と、頭部５１、６１の後方に連なるコイル部５２、６２と、コイル部５２、６２の後方に連なる軸部５３、６３とを備え、これらがタングステンによって一体的に構成されている。それぞれの封止部３、４には、それぞれモリブデンからなる金属箔７、８が埋設されることで気密に封止されている。それぞれの金属箔７、８は、それぞれの一端にそれぞれの軸部５３、６３の端部が接続されると共に、それぞれの他端に外部リード９、１０が接続されている。それぞれの外部リード９、１０は、それぞれの封止部３、４の外方へと伸び出ている。
【００１２】
発光部２内に封入される水銀は、必要な可視光波長、例えば、波長３６０〜７８０ｎｍという放射光を得るためのものであり、０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上封入されており、この封入量は、温度条件によっても異なるが、点灯時１５０気圧以上という極めて高い蒸気圧を形成するためのものである。また、水銀をより多く封入することで点灯時の水銀蒸気圧が２００気圧以上、３００気圧以上という高い水銀蒸気圧の放電ランプを作ることができ、水銀蒸気圧が高くなるほどプロジェクタ装置に適した光源を実現することができる。
【００１３】
希ガスは、例えば、アルゴンガスであり、静圧で約１０〜２６ｋＰａ封入される。このような希ガスを封入するのは、点灯始動性を改善するためである。また、ハロゲンは、沃素、臭素、塩素などが、水銀その他の金属との化合物の形態で封入され、ハロゲンの封入量は、１０−６〜１０−２μｍｏｌ／ｍｍ３の範囲から選択される。その機能は、ハロゲンサイクルを利用した長寿命化（黒化防止）のためでもあるが、本発明の高圧放電ランプのように極めて小型で高い内圧を有するものの場合、発光部の失透防止のためでもある。
【００１４】
この高圧放電ランプ１は、それぞれの外部リード９、１０及び金属箔７、８を介して一対の電極５、６間に電圧が印加されることにより、電極５、６間で絶縁破壊が生じてプラズマが形成される。プラズマから放射される光のスペクトルは、紫外域から赤外域の広範囲に亘る。
【００１５】
トリガーワイヤ１１は、図１に示すように、一方の封止部３に巻装された第１のコイル部１１１と、第１のコイル部１１１に繋がる張渡部１１２とを有する。第１のコイル部１１１は、発光部２と一方の封止部３との境界付近から一方の封止部３の外端に向けて巻装されている。第１のコイル部１１１に一体的に繋がる張渡部１１２は、発光部２付近を他方の封止部４の外端に向けて延伸し、他方の外部リード１０に接続される。一方の封止部３に巻装された第１のコイル部１１１は、他方の封止部４の外方に伸び出た他方の外部リード１０と同電位である。更に、他方の封止部４には、第１のコイル部１１１と物理的に独立した別部材である第２のコイル部１１３が巻装されている。第１のコイル部１１１に繋がる張渡部１１２が、発光部２付近を延伸すると共に、第２のコイル部１１３の内方に通され、第２のコイル部１１３と他方の封止部４のガラスとの間で挟持される。
トリガーワイヤ１１の材質としては、例えば、ＦｅとＣｒの合金が用いられ、その線径は、例えば、φ０．３ｍｍである。
【００１６】
次に、本発明の第２の実施形態を図２を用いて説明する。
図２は、本実施形態に係る高圧放電ランプ１の発光部２と他方の封止部４付近の構成の一部を拡大して示した正面断面図である。
同図に示すように、トリガーワイヤ１１の、発光部２付近を延伸する張渡部１１２は、第２のコイル部１１３を構成する複数の巻回部のうち、発光部に最も近接する巻回部１１３ａ以外の、例えば、巻回部１１３ｆ〜１１３ｉによって他方の封止部４との間で挟持されている。具体的には、張渡部１１２が第２のコイル部１１３を構成する複数の巻回部１１３ａ〜１１３ｉのうちで、発光部２側から数えて６周目の巻回部１１３ｆの内方に挿入されている。
【００１７】
このように張渡部１１２の固定先として、第２のコイル部１１３の発光部２に最も近接する巻回部１１３ａを避ける理由は、以下の２つである。
第１に、張渡部１１２が発光部２に近接させ過ぎると、張渡部１１２が発光部２に当接することにより発光部２を損傷する惧れがある。第２に、張渡部１１２を発光部２に近接させ過ぎると、張渡部１１２自体が高温になって発光部２に当接することにより、発光部２を失透させる惧れがあるためである。失透の理由は、張渡部１１２が発光部２と接触すると、発光部２の接触部分の温度が上昇、又は、張渡部１１２の表面の汚れ等が発光部２に取り込まれ、発光部２が白濁、結晶化するためと考えられる。
このように、第２のコイル部１１３を構成する複数の巻回部１１３ａ〜１１３ｉのうち最も発光部２に近接する巻回部１１３ａ以外の巻回部、例えば、巻回部１１３ｆ〜１１３ｉに対して張渡部１１２を挿入することにより、張渡部１１２を発光部２から適当に離れた箇所に配設することができる。
【００１８】
更に、本実施形態に係る高圧放電ランプにおいては、例えば、図２に示すように、第２のコイル部１１３は、発光部２と他方の封止部４との境界付近に巻装された、例えば、隣接する巻回部１１３ａ〜１１３ｉの各コイル間隔が密となる密部１１３１と、例えば、密部１１３１より他方の封止部４の外端（同図紙面の右方）側に巻装された、隣接する巻回部１１３ｆ〜１１３ｉの各コイル間隔が疎になる疎部１１３２とを有する。ここで、密部１１３１は隣接するコイル間の間隔が０．３ｍｍ以下であり、疎部１１３２は隣接するコイル間の間隔が０．５ｍｍ以上であり、例えば２．３ｍｍである。すなわち、同図に示すように、第２のコイル部１１３は、他方の封止部４のうち発光部２に近い領域１１３１のコイルピッチが密であり、他方の封止部４のうち発光部２から遠方の領域１１３２のコイルピッチが疎になっている。
このように、発光部２の付近のコイルピッチを密にすることで、発光部２の保温効果を期待することができるので、発光部２の温度を上昇させることができる。また、発光部２の遠方の領域のコイルピッチを疎にすることで、金属箔８の周囲の温度を比較的低温とすることができる。金属箔８の周囲を比較的低温にすることで、金属箔８と他方の封止部４のガラスとが剥離するおそれがない。
なお、図示は省略するが、第１のコイル部１１１のコイルピッチに関しても、上記した第２のコイル部１１３と同様に構成しても良い。
【００１９】
図３は、本実施形態に係る高圧放電ランプにおけるトリガーワイヤの取付け方法を示す図である。
まず、図３（ａ）に示すように、所定の形状に形成された第１のコイル部１１１と張渡部１１２からなるトリガーワイヤ１１のうち、第１のコイル部１１１を一方の封止部３側から一方の封止部３と発光部２との境目付近まで挿入し、装着する。次に、図３（ｂ）に示すように、張渡部１１２は、発光部２及び他方の封止部４に沿って延伸させる。次に、図３（ｃ）に示すように、張渡部１１２を、第２のコイル部１１３のうち、第２のコイル部１１３の密部１１３１の外側であって、疎部１１３２の内側に挿入されるように配置する。次に、図３（ｄ）に示すように、図３（ｃ）の状態で、第２のコイル部１１３を、他方の封止部４側から他方の封止部４と発光部２との境目付近まで挿入し、装着する。次に、図３（ｅ）に示すように、張渡部１１２の先端部を他方の外部リード１０に固定する。
【００２０】
次に、本発明の第３の実施形態を図４を用いて説明する。
図４は、本実施形態に係る高圧放電ランプの構成を示す正面断面図である。
本実施形態のトリガーワイヤ１２は、図１に示した第１の実施形態のトリガーワイヤ１１と比べて、第１のコイル部１２１と第２のコイル部１２３を１本のトリガーワイヤによって構成した点で相違する。
同図に示すように、本実施形態に係るトリガーワイヤ１２は、一方の封止部３の周囲に配設された第１のコイル部１２１と、第１のコイル部１２１に続き発光部２に沿って延伸する張渡部１２２と、張渡部１２２に続いて他方の封止部４に巻装された第２のコイル部１２３と、第２のコイル部１２３に続く連結部１２４とを備え、これらが一体的に形成されている。トリガーワイヤ１２は、連結部１２４が他方の外部リード１０に巻装されることで、他方の外部リード１０と同電位となる。
【００２１】
より詳細には、第１のコイル部１２１は、発光部２と一方の封止部３の境界付近に配設され、発光部２と一方の封止部３の境界から一方の封止部３の外端に向けて巻装される。張渡部１２２は、発光部２の付近を発光部２に沿う形で一方の封止部３と他方の封止部４との間に架設されている。第２のコイル部１２３は、発光部２と他方の封止部４の境界付近に配設され、発光部２と他方の封止部４の境界から他方の封止部４の外端に向けて巻装される。第２のコイル部１２３に続く連結部１２４は、第２のコイル部１２３の外方を発光部２方向に延伸し、発光部２付近において反対方向にコの字状に折返し、第２のコイル部１２３の内方を通過して他方の封止部４の外端方向に延伸し、他方の外部リード１０に巻装接続される。
【符号の説明】
【００２２】
１  高圧放電ランプ
２  発光部
３  一方の封止部
４  他方の封止部
５、６  電極
５１、６１  頭部
５２、６２  コイル部
５３、６３  軸部
７、８  金属箔
９  一方の外部リード
１０  他方の外部リード
１１  トリガーワイヤ
１１１  第１のコイル部
１１２  張渡部
１１３  第２のコイル部
１１３ａ〜１１３ｉ  巻回部
１１３１  密部
１１３２  疎部
１２  トリガーワイヤ
１２１  第１のコイル部
１２２  張渡部
１２３  第２のコイル部
１２４  連結部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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