(57)【要約】【課題】保持用筒体のガラス管が移動せず、シール部に力が集中することなく、破損しないショートアーク放電ランプを提供すること。【解決手段】発光管内に陰極と陽極が対向配置され、該陰極の電極芯棒および該陽極の電極芯棒が保持用筒体に挿通されて保持され、該保持用筒体が発光管に続く側管の絞込み部で支持されており、前記保持用筒体の外周が金属からなる被覆材で被覆されたショートアーク放電ランプにおいて、前記保持用筒体が管軸方向に小径部を有し、前記被覆材が該保持用筒体の管軸方向へ連続して伸びる複数の突条部を有しており、該被覆材の該保持用筒体の周方向の断面形状が波形状および／またはノコギリ歯形状であることを特徴とするショートアーク放電ランプとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管内に陰極と陽極が対向配置され、該陰極の電極芯棒および該陽極の電極芯棒が保持用筒体に挿通されて保持され、該保持用筒体が該発光管に続く側管の絞込み部で支持されており、該保持用筒体の外周が高融点金属からなる被覆材で被覆されたショートアーク放電ランプにおいて、
前記保持用筒体が管軸方向に小径部を有し、前記被覆材が該保持用筒体の管軸方向へ連続して伸びる複数の突条部を有しており、該被覆材の該保持用筒体の周方向の断面形状が波形状および／またはノコギリ歯形状であることを特徴とするショートアーク放電ランプ。
【請求項２】
前記保持用筒体の小径部と該小径部以外の部分との直径の最大差の１／２をａ（ｍｍ）としたとき、０．２≦ａ≦２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放電ランプ。
【請求項３】
前記被覆材がモリブデン製の箔または薄板からなり、ギザギザ加工が施されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のショートアーク放電ランプ。
【請求項４】
前記ギザギザ加工は折り曲げ高さ２ｍｍ以下、折り曲げピッチ２ｍｍ以下となっていることを特徴とする請求項３に記載のショートアーク放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ用、半導体露光用、紫外線硬化用等の光源に使用されるショートアーク放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、プロジェクタ用の光源には、従来からキセノンガスが封入されたショートアーク放電ランプがしばしば用いられる。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、封入されるキセノンガスのガス量が多くなる傾向にある。従って、最近のショートアーク放電ランプは、点灯中の発光管内のガス圧が極めて高くなっている。
【０００３】
かかるショートアーク放電ランプは、石英ガラスからなる球形や楕円球形をした発光管内にキセノンガスが封入されるとともに、陰極と陽極が対向配置される。そして、陰極および陽極の電極芯棒が発光管の両側に続く側管の端部でシールされている。そして、陰極および陽極の電極芯棒を保持するために、側管の発光管側の端部を加熱して絞り込み、縮径して絞り込み部を形成している。しかし、側管の絞り込み部で陰極および陽極の電極芯棒を直接保持するためには、絞り込み量を大きくする必要がある。
【０００４】
このため、従来から陰極および陽極の電極芯棒を石英ガラスからなる電極芯棒保持用筒体に挿通し、側管の絞り込み部を保持用筒体に溶着することにより陰極および陽極の電極芯棒を保持する技術が使われている。
【０００５】
側管の絞込み部を保持用筒体に溶着すると、溶着端部において、小さなクサビ状の隙間ができる。そして点灯時に割れが生じる原因となりうる。側管の絞り込み部が保持用筒体に溶着しない技術として、特開昭５１−１４８２７４号公報には、保持用筒体の外周にモリブデン、タンタル、タングステン、チタンといった高融点金属の箔か１０μｍ〜３０μｍの薄層を設けることが記載されている。
【０００６】
図１に従来技術として、同公報の技術を使用した従来のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。一部断面図で示す。電極芯棒２３は電極芯棒保持用の石英ガラス製の保持用筒体３０に挿通保持されている。保持用筒体３０の外周に被覆材４０を介在させている。保持用筒体３０が軸方向に動かないように側管１１に内凹個所７０を設けることが記載されている。１４は口金である。
【０００７】
しかし、この特開昭５１−１４８２７４号公報に開示された技術においては、保持用筒体３０が軸方向に発光管１０側へ動く可能性があり、ランプの耐震動性が低くなり、ランプ破損を起こしやすい。そして、発光管１０側への保持用筒体３０の移動を防止するためにタングステン巻線６０を設けているが、部品点数が増える上、異なる寸法のランプに対してそれぞれ寸法の異なるタングステン巻線６０を追加して設けなければならない、という不具合が生じる。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５１−１４８２７４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の目的は、電極芯棒保持用の石英ガラス製の保持用筒体の軸方向の移動を防止でき、耐震動性が高められ、ランプ破裂を防止できるショートアーク放電ランプを提供することにある。
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、発光管内に陰極と陽極が対向配置され、該陰極の電極芯棒および該陽極の電極芯棒が保持用筒体に挿通されて保持され、該保持用筒体が該発光管に続く側管の絞込み部で支持されており、該保持用筒体の外周が金属からなる被覆材で被覆されたショートアーク放電ランプにおいて、前記保持用筒体が管軸方向に小径部を有し、前記被覆材が該保持用筒体の管軸方向へ連続して伸びる複数の突条部を有しており、該被覆材の該保持用筒体の周方向の断面形状が波形状および／またはノコギリ歯形状であることを特徴とするショートアーク放電ランプとするものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記保持用筒体の小径部と該小径部以外の部分との直径の最大差の１／２をａ（ｍｍ）としたとき、０．２≦ａ≦２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放電ランプとするものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記被覆材がモリブデン製の箔または薄板であって、ギザギザ加工が施されたものであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のショートアーク放電ランプとするものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記ギザギザ加工は折り曲げ高さ２ｍｍ以下、ピッチ２ｍｍ以下となっていることを特徴とする請求項３に記載のショートアーク放電ランプとするものである。
【００１４】
【作用】
本発明においては、保持用筒体が管軸方向に小径部を有することで、側管内部を減圧にして保持用筒体の位置する側管外周から加熱することで、保持用筒体の小径部に対応する箇所で特に側管が焼き込まれることで、保持用筒体の小径部で押さえるように固定され、これにより保持用筒体の軸方向の移動が防止しでき、なおかつ、特開昭５１−１４８２７４号公報で示されたような保持用筒体以外の部品の必要がない。
【００１５】
ただし、保持用筒体と側管の溶着を防止するために保持用筒体の外周には高融点金属からなる被覆材を設ける必要がある。そこで、小径部のある保持用筒体の位置する側管外周から加熱・縮径したときに、当該被覆材が平坦な箔形状または薄板形状であると、保持用筒体に被覆材を巻き回して被覆し、側管外周から焼き込んだ際に、被覆材が側管内壁に押され、被覆材表面に、局所的に折れ曲がり鋭利な角部をもった皺が生じることがある。この皺が生じることにより、ランプの見栄えが悪くランプの外観が損なわれ、ランプの商品価値が低下するだけでなく、皺の折れ曲がり部先端に応力集中が生じ、ランプ破裂を招く恐れがある。
【００１６】
そこで保持用筒体に小径部があり、かつ保持用筒体の外周には高融点金属からなる被覆材が設けてあっても、被覆材が該保持用筒体の管軸方向へ連続して伸びる複数の突条部を有しており、該被覆材の該保持用筒体の周方向の断面形状が波形状またはノコギリ歯形状、波形状とノコギリ形状の混在形状であることにより側管外周から加熱、縮径したときに被覆材が伸縮して、被覆材の局所的に折れ曲がった皺を防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、図面に基づいて本発明の実施の形態を具体的に説明する。図２は、本発明のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。一部断面図で示す。本発明のショートアーク放電ランプの一例としてはキセノンショートアーク放電ランプがある。石英ガラスからなる発光管１０内には、タングステン棒からなる一対の電極芯棒２３の先端に固定されたと陽極２２と陰極（不図示）が対向配置されている。また、発光管１０内には、キセノンガスが封入されている。発光管１０の両側から側管１１が伸びており、側管１１端部において、電極芯棒２３がシールされている。１４はシール部を覆う口金１４である。
【００１８】
石英ガラスからなり、外周面に長手方向中央部に小径部を有する保持用筒体３０に電極芯棒２３がそれぞれ挿通されて、電極芯棒２３は保持用筒体３０によって保持されている。保持用筒体３０はその長手方向で小径部３１を有しており、側管外周からの加熱により、側管１１は小径部３１に対応する箇所で特に焼き込まれ、保持用筒体３０を押さえるように固定される。保持用筒体３０は、図２で示した形状以外を例示すれば図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示した形状のものが可能であるが、これらの形状に限定されるものではない。図３（ｂ）は保持用筒体３０の長手方向両端部に突起部３２を有したものである。突起部３２は両端部に限らず、保持用筒体の外周面上にあればよい。図３（ｃ）は外観が概略鼓状のものであり特にガラスの成形のし易さ（製作しやすさ）の上から好適である。３３は電極芯棒が挿通される貫通孔である。
【００１９】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示したが、保持用筒体３０の小径部３１と該小径部以外の部分との直径の最大差の１／２をａ（ｍｍ）としたとき、ａが０．１ｍｍの場合は、小径部３１としてのくぼみが小さすぎ、側管１１外周から加熱、縮径しても保持用筒体３０を十分に固定できない。また、２ｍｍを超えると、側管１１外周から加熱、縮径した際に、縮径されすぎるため、ガラスに歪が発生する恐れがあるので、０．２≦ａ≦２であることが好ましい。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で示した各保持用筒体３０を側管１１内に入れ、側管１１外部から加熱して絞り込んだ状態を示す。そして、発光管１０内を減圧状態にして、側管１１の発光管１０側の端部を加熱することにより側管１１を縮径して絞り込み部１２を形成している。保持用筒体３０と絞り込み部１２の間に、図２に示すように、高融点金属からなる被覆材５０で被覆されている。この被覆によって保持用筒体３０と絞り込み部１２は溶着によって一体化することなく固定されている。
図４（ｄ）に図４（ｃ）のＡ−Ａ´断面図を示す。図中、被覆材５０はその断面形状が保持用筒体の全周に亘り、波を打ったような形状またはノコギリ歯形状、あるいは波形状とノコギリ歯形状の混合形状を示す。
【００２１】
具体的には、被覆材５０は図５で示したように波状のモリブデン製の箔または薄板が好適に使用される。モリブデン製の箔または薄板に一定方向に折り返しをつけて山・谷・山・谷が交互になるように突条部５０ａ、５０ｂが作られた、いわゆるギザギザ加工を施したものである。
【００２２】
寸法の一例を挙げれば、図５で、被覆材５０の山の高さｃは０．２ｍｍ、被覆材５０の山のピッチｂは１．０ｍｍ、厚みｔは１５μｍである。ギザギザ加工は折り曲げ高さは被覆材５０の山の高さｃに相当するが、２ｍｍ以下でないと箔の伸縮効果が得られにくい。また、ピッチ２ｍｍ以下でないと同じくと箔の伸縮効果が得られにくい。
【００２３】
被覆材５０としては、前述のようにモリブデン箔を使用することができる。モリブデン箔は展延性が良好であり好適である。モリブデンの他にも高融点金属のタングステン、タンタル、ジルコニウム、チタンなども使用できる。被覆材５０の厚みは３０μｍ以下が好ましい。
【００２４】
被覆材としてモリブデン箔を使用する場合の保持用円筒体部分の溶着方法を説明する。先ず、保持用筒体３０の外周面にギザギザ加工した被覆材５０であるモリブデン箔を複数の突条部が軸方向へ連続して伸びるように巻きつけ、その後、保持用筒体３０の軸方向両端面側にはモリブデン箔を折り曲げる。保持用筒体３０に被覆材５０を巻き回した状態を斜視図で示すと図６の通りである。図６では保持用円筒体３０は軸方向の略中央部に小径部３１を有する例に相当し、被覆材５０であるモリブデン箔を、複数の突条部を軸方向へ連続して伸びるように巻きつけた様子が示されている。
【００２５】
そして、側管１１内に、電極を先端に備えた電極芯棒２３を挿通させた保持用円筒体３０を挿入し、側管１１に続く発光管内を減圧状態にして、側管１１を管軸方向に沿って加熱すると側管１１が縮径し、絞り込み部１２が形成されるが、モリブデン箔からなる被覆材５０が介在するので、保持用筒体３０と絞り込み部１２は溶着によって一体化することなく固定される。そのときに被覆材５０の軸方向へ連続して伸びる複数の突条部が側管１１の加熱・縮径の過程で形状を変えつつ変形し、局部的な折れ曲がり皺の生じるのを抑制する。なお、保持用筒体３０は、完全な円筒体だけでなく、５角形以上の多角形の筒体であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のショートアーク放電ランプでは石英ガラス製の保持用筒体に小径部をもち、ギザギザ加工を施した高融点金属の被覆材をその保持用筒体の外周に巻き回しているので、保持用筒体の位置する側管の外面から加熱して側管を縮径しても、被覆材表面には局所的に折れ曲がった皺が生じず、箔とガラス接触部に応力が集中することなく破損しない。
【００２７】
本発明によれば、輸送時などランプに振動が加わっても保持用筒体のガラス管が移動せず、シール部に力が集中することなく、破損しないショートアーク放電ランプとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。
【図２】本発明のショートアーク放電ランプの陽極側の側管の概略図を示す。
【図３】本発明のショートアーク放電ランプに供される保持用筒体の実施例を示す。
【図４】本発明のショートアーク放電ランプの、保持用筒体部分近傍の拡大図および断面図である。
【図５】高融点金属の被覆材の拡大図である。
【図６】ギザギザ加工したモリブデン箔を保持用筒体に巻き回した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０  発光管
１１  側管
１２  絞り込み部
１３  シール部
１４  口金
２２  陽極
２３  電極芯棒
３０  保持用筒体
３１  小径部
３２  突起部
３３  貫通孔
４０  被覆材
５０  被覆材
５０ａ  突条部
５０ｂ  突条部
６０  タングステン巻線
７０  内凹個所
【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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