(57)【要約】【課題】  光出力の低下を抑制し、長寿命のショートアーク型放電ランプを提供することにある。【解決手段】  本発明のショートアーク型放電ランプは、発光管１に続く封止管２１，２２と、発光管１内に配置される陽極３と陰極４を支持する陽極リード棒５１と陰極リード棒５２とが、封止管２１，２２内で段継ぎガラス６１，６２によって封着されたショートアーク型放電ランプにおいて、陽極リード棒５１は保持用筒体７１に挿通されて保持され、保持用筒体７１が封止管２１の絞り込み部２ａにおいて支持されており、陰極リード棒５２は段継ぎガラス６２によってのみ支持され、発光管１の内部空間Ｓ１と陰極リード棒５２が位置する封止管２２の内部空間Ｓ２が連通し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】
発光管に続く封止管と、発光管内に配置される陽極と陰極を支持する陽極リード棒と陰極リード棒とが、封止管内で段継ぎガラスによって封着されたショートアーク型放電ランプにおいて、
前記陽極リード棒は保持用筒体に挿通されて保持され、該保持用筒体が前記封止管の絞り込み部において支持されており、
前記陰極リード棒は前記段継ぎガラスによってのみ支持され、
前記発光管の内部空間と前記陰極リード棒が位置する前記封止管の内部空間が連通し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】
前記陰極リード棒に封着された段継ぎガラスは、前記陰極リード棒に封着した封着部と、当該封着部に続き陰極リード棒から離間するように立ち上がった立上がり部を有し、
前記立上がり部を通る仮想線と、前記陰極リード棒の中心を通る長手方向軸との交点をＰとし、
交点Ｐから陰極の先端までの距離をＬ（ｍｍ）、交点Ｐより陰極先端側の陰極リードと陰極の合計重量Ｗ（ｇｆ）とすると、
Ｌ×Ｗが、２３０××１０３（ｍｍ・ｇｆ）未満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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影装置の光源に利用されるショートアーク型放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からプロジェクタ等の投影装置の光源として、図４に示すようなショートアーク型放電ランプが知られている。
このショートアーク型放電ランプは、石英ガラス製の発光管１の両端に石英ガラス製の封止管２１、２２が続いて形成され、発光管１内に一対の陽極３と陰極４が配置されており、陽極３は陽極リード棒５１によって支持されており、陰極４は陰極リード棒５２によって支持されている。
【０００３】
陽極リード棒５１は、陽極側の封止管２１内で段継ぎガラス６１によって封着されており、陰極リード棒５２は、陰極側の封止管２２内で段継ぎガラス６２によって封着されている。
【０００４】
陽極リード棒５１は保持用筒体７１に挿通されて保持され、保持用筒体７１は封止管２１を焼き込んで絞り込んだ絞り込み部２ａにおいて支持されている。
陰極リード棒５２は保持用筒体７２に挿通されて保持され、保持用筒体７２は封止管２２を焼き込んで絞り込んだ絞り込み部２ｂにおいて支持されている。
【０００５】
このようなショートアーク型放電ランプは、輝度を上げるために点灯中は発光管１の内圧が非常に高くなることから、高い内圧でも封止管２１、２２が破損しないように設計する必要があるため、また、ランプに大電流を流すことから、陽極３と陰極４を支持する陽極リード棒５１と陰極リード棒５２を封止管２１、２２から直接外部に突出させる必要があるために、封止管２１、２２と、陽極リード棒５１と陰極リード棒５２の封止には、段継ぎガラス６１、６２を用いた封止構造が採用されている。
このようなショートアーク型放電ランプは、特開２００４−２２４５２に記載されている。
【０００６】
しかしながら、最近では、ショートアーク型放電ランプからの光出力を高めた高輝度ランプが要求されてきており、ランプ電流が増加する傾向にある。
【０００７】
ランプ電流が増加すると、電極、特に、電子が流れ込む方の陽極の温度が上昇するものであり、これに伴い、陽極を構成しているタングステンが更に一層蒸発するものである。
蒸発したタングステンは、発光管内に飛散し、最終的には、発光管の内壁に黒化物として付着するものである。
【０００８】
このように、発光管の内壁に黒化物が付着すると、アークからの光が黒化物によって遮られ、ランプ点灯後、早期に光出力が低下する問題があった。
【特許文献１】特開２００４−２２４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、光出力の低下を抑制し、長寿命の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】
請求項１に記載のショートアーク型放電ランプは、発光管に続く封止管と、発光管内に配置される陽極と陰極を支持する陽極リード棒と陰極リード棒とが、封止管内で段継ぎガラスによって封着されたショートアーク型放電ランプにおいて、前記陽極リード棒は保持用筒体に挿通されて保持され、該保持用筒体が前記封止管の絞り込み部において支持されており、前記陰極リード棒は前記段継ぎガラスによってのみ支持され、前記発光管の内部空間と前記陰極リード棒が位置する前記封止管の内部空間が連通していることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載のショートアーク型放電ランプは、請求項１に記載のショートアーク型放電ランプであって、特に、前記陰極リード棒に封着された段継ぎガラスは、前記陰極リード棒に封着した封着部と、当該封着部に続き陰極リード棒から離間するように立ち上がった立上がり部を有し、前記立上がり部を通る仮想線と、前記陰極リード棒の中心を通る長手方向軸との交点をＰとし、交点Ｐから陰極の先端までの距離をＬ（ｍｍ）、交点Ｐより陰極先端側の陰極リードと陰極の合計重量Ｗ（ｇｆ）とすると、Ｌ×Ｗが、２３０××１０３（ｍｍ・ｇｆ）未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明のショートアーク型放電ランプによれば、発光管内に配置される陽極と陰極を支持する陽極リード棒と陰極リード棒とが、封止管内で段継ぎガラスによって封着されており、陰極リード棒は段継ぎガラスによってのみ支持され、発光管の内部空間と陰極リード棒が位置する封止管の内部空間が連通していることにより、電極、特に、陽極を構成しているタングステンが蒸発しても、蒸発物は温度の低い部分に付着する性質を利用することにより、発光管に比べ封止管の方が温度が低いので、封止管の内壁に蒸発物を付着させることができる。
つまり、電極、特に、陽極を構成しているタングステンの蒸発物を発光管の内壁より、封止管の内壁に積極的に付着させることができ、封止管の内壁は黒化するが、発光管の内壁の黒化は抑制されるので、アークからの光が黒化物によって遮られることがなく、長時間ランプを点灯しても、光出力の低下を抑制でき、長寿命のショートアーク型放電ランプとなる。
【００１３】
さらには、陰極リード棒は段継ぎガラスによってのみ支持された構造であり、立上がり部を通る仮想線と、陰極リード棒の中心を通る長手方向軸との交点をＰとし、交点Ｐから陰極の先端までの距離をＬ（ｍｍ）、交点Ｐより陰極先端側の陰極リードと陰極の合計重量Ｗ（ｇｆ）とすると、Ｌ×Ｗが、２３０××１０３（ｍｍ・ｇｆ）未満の範囲にすることにより、段継ぎガラスの破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本願発明のショートアーク型放電ランプの断面説明図である。
【図２】陰極側の段継ぎガラスにかかる負荷を説明するための説明図である。
【図３】段継ぎガラスにかかる負荷と立上がり部に破損状況を調べた実験結果である。
【図４】従来のショートアーク型放電ランプの断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本願発明のショートアーク型放電ランプの断面説明図である。
【００１６】
図１に示すように、本願発明のショートアーク型放電ランプは、石英ガラス製の発光管１の両端に石英ガラス製の封止管２１、２２が続いて形成され、発光管１内に一対のタングステン製の陽極３と陰極４が配置されており、陽極３は陽極リード棒５１によって支持されており、陰極４は陰極リード棒５２によって支持されている。
【００１７】
陽極リード棒５１は、陽極側の封止管２１内で段継ぎガラス６１によって封着されており、陰極リード棒５２は、陰極側の封止管２２内で段継ぎガラス６２によって封着されている。
【００１８】
図２に示すように、段継ぎガラス６２は、陰極リード棒５２に封着した封着部６２１と、封着部６２１に続き陰極リード棒５２から離間するように立ち上がった立上がり部６２２を有する構造である。
【００１９】
陽極リード棒５１は保持用筒体７１に挿通されて保持され、保持用筒体７１は封止管２１を焼き込んで絞り込んだ絞り込み部２ａにおいて支持されている。
陰極リード棒５２は段継ぎガラス６２によってのみ支持されており、発光管１の内部空間Ｓ１と陰極リード棒５２が位置する封止管２２の内部空間Ｓ２が連通している構造となっている。
【００２０】
図１に示すように、陽極リード棒５１は先端に体積の大きな陽極３を支持しているため、陽極リード棒５１と陽極３からなる構造体全体の重量が重くなり、段継ぎガラス６１だけでは保持することができないので、陽極リード棒５１を保持用筒体７１で保持するものである。
一方、陰極４は陽極３に比べて体積が小さく、その分、重量も軽いので、陰極リード棒５２と陰極４からなる構造体は、段継ぎガラス６２だけで支持することができる。
【００２１】
図１に示す、仮想面Ａは、保持用筒体７１の発光管１側の側面７１ａに沿った面であり、仮想面Ｂは、発光管１と陰極側の封止管２２との境界面のことであり、発光管２の内壁とは、仮想面Ａと仮想面Ｂとの間に存在する発光管の内表面のことを言う。
また、仮想面Ｃは、封止管２２と段継ぎガラス６２との境界面のことであり、封止管の内壁とは、仮想面Ｂと仮想面Ｃとの間に存在する封止管の内表面のことを言う。
【００２２】
図１に示すランプでは、発光管の内壁の面積は１０３８０ｍｍ２であり、封止管の内壁の面積は８７４００ｍｍ２である。
本願発明では、発光管に比べ封止管の温度を低くし、電極からの蒸発物を発光管の内壁より、封止管の内壁に積極的に付着させるには、発光管の内壁の面積は４７００ｍｍ２〜１０３８０ｍｍ２の範囲がよく、封止管の内壁の面積３９００ｍｍ２〜８７４００ｍｍ２の範囲がよい。
【００２３】
この結果、電極からの蒸発物が温度の低い部分に付着する性質を利用するができ、封止２２管の内壁に蒸発物を付着させることができる。
そして、電極、特に、陽極を構成しているタングステンの蒸発物を発光管１の内壁より、封止管２２の内壁に積極的に付着させることができ、発光管１の内壁の黒化を抑制することができるので、アークからの光が黒化物によって遮られることがなく、長時間ランプを点灯しても、光出力の低下を抑制できる。
【００２４】
本願発明のショートアーク型放電ランプは、陽極を構成しているタングステンの蒸発が顕著なランプに好適に適用されるものであり、定格電流が４５Ａ以上のランプに好適に適用されるものである。
また、発光管に比べ陰極側の封止管の温度を低くするためには、ショートアーク型放電ランプを垂直点灯する場合は、陰極側の封止管が下方に位置するように配置する必要がある。
【００２５】
図１に示すように、本願発明のショートアーク型放電ランプは、陰極リード棒５２は段継ぎガラス６２によってのみ支持された構造である。
このような構造では、段継ぎガラス６２に、陰極リード棒５２と陰極４の自重による負荷が加わり、負荷の大きさによっては、段継ぎガラス６２の立上がり部６２２にクラックが入り破損する場合がある。
【００２６】
次に、段継ぎガラスと負荷との関係について説明する。
図２は、陰極側の段継ぎガラスにかかる負荷を説明するための説明図である。
図２に示すように、段継ぎガラス６２は、陰極リード棒５２に封着した封着部６２１と、封着部６２１に続き陰極リード棒５２から離間するように立ち上がった立上がり部６２２を有する構造である。
【００２７】
段継ぎガラス６２の破損は、立上がり部６２２に加わる負荷によって、この立上がり部６２２にクラックが発生するものであるが、立上がり部６２２は、図２で示すように、一点ではなくある範囲を有する形状であり、この立上がり部６２２にかかる負荷を一義的に決めることが困難である。
このため、立上がり部６２２を通る仮想線Ｘと、陰極リード棒５２の中心を通る長手方向軸Ｙとの交点をＰとし、交点Ｐから陰極の先端までの距離をＬ（ｍｍ）、交点Ｐより陰極先端側の陰極リードと陰極の合計重量Ｗ（ｇｆ）としたときのＬ×Ｗの関係を求め、このＬ×Ｗの値と立上がり部６２２にクッラクが発生する条件を導き出した。
【００２８】
以下の条件の構造体を用いて、段継ぎガラスの立上がり部に発生するクラックの状況を調べる実験を行った。
【００２９】
＜構造体＞
陰極４：陰極の外径１０ｍｍ、軸方向の長さ１８ｍｍ、材質はトリエーデットタングステン
陰極リード棒５２：外径６ｍｍ、材質はタングステン
【００３０】
実験では、陰極リード棒５２の長さだけを変え、この結果、交点Ｐから陰極４の先端までに存在する陰極４と陰極リード棒５２の構造体全体の重量Ｗ（ｇｆ）と、交点Ｐから陰極４の先端までに長さＬ（ｍｍ）を変えたものである。
【００３１】
実験結果を、図３に示す。
図３では、立上がり部にクラック発生していなければ、破損状況の欄に「○」が記載されており、立上がり部にクラック発生していれば、破損状況の欄に「×」が記載されている。
図３に示すように、Ｌ×Ｗの値が２３０××１０３（ｍｍ・ｇｆ）未満であると、破損状況の欄が「○」であり、立上がり部にクラック発生していないことがわかる。
一方、Ｌ×Ｗの値が２３０××１０３（ｍｍ・ｇｆ）以上であると、破損状況の欄が「×」であり、立上がり部にクラック発生していることがわかる。
【００３２】
つまり、Ｌ×Ｗの値を２３０××１０３（ｍｍ・ｇｆ）未満の範囲にすることにより、段継ぎガラスの破損を確実に防止できるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１      発光管
２１    封止管
２２    封止管
３      陽極
４      陰極
５１    陽極リード棒
５２    陰極リード棒
６１    段継ぎガラス
６２    段継ぎガラス
６１１  封着部
６１２  立上がり部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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