(57)【要約】      （修正有）【課題】発光部と封止部とからなる発光管と、発光部内に対向配置された一対の電極とを備え、前記電極が前記発光部内に配置された電極頭部と、封止部内で金属箔と接合されて封止される電極軸部とからなり、前記電極軸部の封止部内に埋設される部位にコイルが設けられてなるショートアーク型放電ランプにおいて、コイルが電極軸部上で正確に位置決めされて、石英ガラスにクラックが入ることなく、コイルが破損することがなく、また、発光物質が封止部内に浸入することのない構造を提供する。【解決手段】電極軸部が、電極頭部側の大径部と、金属箔に接合された小径部と、該大径部と小径部間の縮径部とからなり、前記大径部の後端であって、前記縮径部との境界領域にコイル位置決め用突起部が形成されており、前記コイルが該突起部に当接して前記大径部上で位置決めする。【選択図】図１
2013157145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部とその両端の封止部とからなる発光管と、該発光管内に対向配置された一対の電極とを備え、
前記電極が前記発光部内に配置された電極頭部と、封止部内で金属箔と接合されて封止される電極軸部とからなり、
前記電極軸部の封止部内に埋設される部位にコイルが設けられてなる
ショートアーク型放電ランプにおいて、
前記電極軸部が、前記電極頭部側の大径部と、前記金属箔に接合された小径部と、該大径部と小径部間の縮径部とからなり、
前記コイルは前記大径部に設けられていて、
前記大径部の後端であって、前記縮径部との境界領域にコイル位置決め用突起部が形成されており、前記コイルが該突起部に当接して位置決め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】
前記突起部の頂部は、丸みをもって形成されてい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】
前記縮径部がテーパー形状であって、前記突起部は、前記テーパー状縮径部の稜線を延長した仮想延長線よりも先端側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載のショートアーク型放電ランプ。
【請求項４】
前記突起部の頂部の外径が、前記コイルの外径以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか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、プロジェクター装置などの光源として用いられるショートアーク型放電ランプに関するものであり、特に、封止部内に埋設される電極軸部後端にコイルを備えた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】
プロジェクター装置の光源装置としてショートアーク型放電ランプが知られている。例えば、特開平１１−１７６３８５号公報（特許文献１）がこれである。
この従来技術に係るショートアーク型放電ランプを図４に示す。
ショートアーク型放電ランプ１は、石英ガラスからなる発光管２を有し、該発光管２は、略球形の発光部３と、その両端の封止部４から形成されている。前記発光部３の内部に一対の電極５が対向配置されている。該電極５は、先端に形成された頭部６と、後方に向かって延びる電極軸部７とを備えていて、該電極軸部７の端部は封止部４に埋設された金属箔８に溶接接合されている。
【０００３】
図５は、前記図４における発光部３と封止部４との境界部分を拡大した図であって、同図に詳細が示されるように、電極軸部７の封止部４に埋設される部分にはコイル９が設けられている。
この埋設コイル９を設けることで、ランプの製造工程における金属箔８と石英ガラス（封止部４）を密着させる封止工程において、高温で熱加工をしても電極軸部７と石英ガラスとの熱膨張率の相違に基づく封止部４でのクラックの発生を防止できる、という効果が期待されている。これは電極軸部７と石英ガラス（封止部４）との間にコイル９が介在することで、電極軸部７の熱膨張による石英ガラスへの応力が緩和させるためと考えられている。
【０００４】
ところで、一方、前記用途に用いられるショートアーク型放電ランプでは、近年ますます高輝度化が求められていて、ランプへの投入電力の上昇が図られ、それに伴い、電極の熱容量を確保するために電極頭部が大型化してきている。電極頭部が大型化すると、その重量により電極軸部が折れ曲がったり、破損したりする恐れがあり、これを防ぐためには電極軸部も大径化せざるを得なくなってきている。
しかしながら、大径の電極軸部を用いると、電極軸部と石英ガラスとの熱膨張量の差が顕著になり、封止部にクラックを発生させやすい。特に、電極軸部と金属箔との接合部分は封止の根幹となる部分であるので、金属箔と石英ガラスを密着させるためにより加熱温度が高くなり、そのため加熱後に冷却したときとの温度差が大きくなるので、石英ガラスに大きな応力負荷がかかりやすい。
そこで、電極軸部を後端方向、即ち金属箔方向に向かうにしたがって漸次段階的に縮径させた電極の開発がなされている。例えば、特許第４０９７２０４号公報（特許文献２）には、封止される部分の大径の電極軸部に縮径部を設けて、金属箔との接合部分である後端部を小径とすることで前記クラックの問題を回避する技術が開示されている。
【０００５】
図６にその構造が示されていて、電極５の電極軸部７は、電極頭部６側の大径部７ａと、テーパー状の縮径部７ｂと、金属箔８に接合される小径部７ｃとからなる。
この構造により、大型化した電極頭部６は大径部７ａにより支持されるので、軸部７が折れ曲がったり、破損したりすることが防止され、一方、小径部７ｃで金属箔８と接合されるので、封止時のガラスのクラックや破壊が防止できるという効果が期待されているものである。
【０００６】
ところで、図６のように、電極軸部７に縮径部７ｂを有するものにおいても、図４、５に示したものと同様に、封止部４内に埋設される部位にコイルを設けることにより、封止時に石英ガラス（封止部４）にクラックが入ることを防止することが試みられている。
図７にその構造が示されていて、封止部内に埋設される電極軸部７の大径部７ａの後端部、即ち、金属箔８側の端部に、コイル９を設けたものである。この埋設コイル９は、電極軸部７に完全に密着しているわけではないので、通常は、その前端部、即ち、電極頭部側の端部において、１箇所または円周上の数箇所でスポット溶接されてその位置が固定されている。
なお、以下本明細書においては、特に断りのない限り、「前方、前端」とは、電極頭部６側（即ち発光部３側）を意味し、「後方、後端」とは金属箔８側を意味する。
【０００７】
ところが、埋設コイル９を電極軸７（大径部７ａ）に溶接固定するとき、その位置決め精度が必ずしも良くなく、電極軸７上での固定位置が安定しないという問題が生じてきていた。
その原因としては、ランプ自体が小型であり、従って埋設コイル９自体も小さくてその取り扱いが難しく、しかも、構造上当然のこととして、コイル９の内径は電極軸部７（大径部７ａ）より若干大きいために位置ずれを起こしやすく、更には、位置決めしたとしても溶接時に熱により該コイル部材が変形し、再び位置ずれを起こし位置決めが確保できないなどがあげられる。
【０００８】
図８に位置ずれを起こした一例が示されており、図８（Ａ）は縮径部近傍を中心とした部分断面図であり、図８（Ｂ）はそのＸ部の拡大断面図である。
図８（Ａ）に示すように、コイル９の位置が電極軸７（大径部７ａ）上で前方にずれて縮径部７ｂよりも前方（電極頭部側）にある場合、図８（Ｂ）に詳細を示すように、石英ガラスＧは、コイル９の後端において電極軸７（大径部７ａ）まで溶融浸入する。
このため、石英ガラスＧ（封止部４）と大径部７aとが直接密着することになり、折角小径部７ｃを設ける構造とした意義がなくなり、石英ガラスＧと大径部７ａとの熱膨張量差により、石英ガラスＧにクラックがはいってしまうという問題が発生する。
また、石英ガラスＧには、コイル９の後端部近傍Ａにおいて内側に突出した突出部１１が形成され、更に、大径部７ａと縮径部７ｂとの境界部Ｂにおいて外側に凹んだ凹部１２が形成されてしまい、当該部位Ａ、Ｂにおいて応力集中がおこり、クラックが入り易い構造となってしまうという不具合もある。
【０００９】
一方、図９には、コイル９が電極軸部７の後方側にずれた場合が示されていて、図９（Ａ）は縮径部近傍の部分断面図であり、図９（Ｂ）はそのＹ部の拡大断面図である。
図９（Ａ）に示したように、コイル９が電極軸部７の大径部７ａから後方（金属箔８側）にずれた場合、図９（Ｂ）に詳細が示されるように、コイル９は縮径部７ｂの領域に存在することになり、該縮径部７ｂから浮いてしまい、その間に空隙Ｓが形成されてしまう。そのため、コイル９は支持体がなくなり、封止時にコイル９に負荷が掛かると該コイルが破損してしまう場合がある。
また、前記したように、コイル９と電極軸部７（大径部７ｂ）とは密着しているわけではないので、発光部と連通状態にあり、この空所ＳにＨｇなどの発光物質が浸入して凝縮してしまい、その結果、発光部での良好な発光が得られないという不具合が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１７６３８５号公報
【特許文献２】特許第４０９７２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、発光部とその両端の封止部とからなる発光管と、発光部内に対向配置された一対の電極とを備え、前記電極が発光部内に配置された電極頭部と、封止部内で金属箔と接合されて封止される電極軸部とからなり、前記電極頭部の封止部内に埋設される部位にコイルが設けられてなるショートアーク型放電ランプにおいて、封止部内に埋設されるコイルが電極軸部上で正確に位置決めされて、石英ガラスにクラックが入ることなく、コイルが破損することがなく、また、発光物質が封止部内に浸入することのない構造を提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明に係るショートアーク型放電ランプは、前記電極軸部が、前記電極頭部側の大径部と、前記金属箔に接合された小径部と、該大径部と小径部間の縮径部とからなり、前記コイルは前記大径部に設けられていて、前記大径部の後端であって、前記縮径部との境界領域にコイル位置決め用突起部が形成されており、前記コイルが該突起部に当接して位置決めされていることを特徴とする。
また、前記突起部の頂点は、丸みをもって形成されていることを特徴とする。
また、前記縮径部がテーパー形状であって、前記突起部は、前記テーパー状縮径部の稜線を延長した仮想延長線よりも先端側に位置することを特徴とする。
また、前記突起部の頂部の外径が、前記コイルの外径以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、封止部内に埋設される電極軸部上でコイルが精度良く位置決めされるので、埋設コイル本来の目的を正確に達成できて、石英ガラスのクラックや、コイルの破損を起こさず、発光物質の埋設部内への浸入・凝縮を防止したショートアーク型放電ランプを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るショートアーク型放電ランプの部分断面図。
【図２】図１のランプの電極軸とコイルを示す要部の拡大図。
【図３】図２の部分断面図。
【図４】従来のショートアーク型放電ランプの断面図。
【図５】図４の要部の拡大図。
【図６】他の従来のショートアーク型放電ランプの部分断面図。
【図７】更に他の従来のショートアーク型放電ランプの部分図。
【図８】図７の例の不具合を説明する断面図。
【図９】図７の例の別の不具合を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明に係るショートアーク型放電ランプの要部を示す断面図である。
発光管２は、石英ガラスからなり、発光部３と、その両端に連設された封止部４とから構成される。前記発光部３の内部に配置されたタングステンからなる電極５は、電極頭部６と、電極軸部７とからなり、該電極軸部７の後端部は、封止部４に埋設された金属箔８に溶接接続されている。そして、前記発光部３の内部には、発光物質として水銀が封入されている。
【００１６】
前記電極軸部７は、電極頭部６側の大径部７ａと、これに続く縮径部７ｂと、更に、金属箔８に溶接接続される小径部７ｃとからなる。なお、電極頭部６と電極軸部７とは、通常は一体構造物として作製されることが多い。
電極軸部７の大径部７ａは、その後方部分が封止部４内に埋設されていて、埋設された後端部にコイル９が設けられている。
前記大径部には縮径部７ｂが連設され、更に小径部７ｃが一体形成されている。そして、この小径部７ｃが金属箔８と溶接接合されている。
なお、前記縮径部７ｂは、典型的にはテーパー形状であるが、必ずしも直線的に縮径されている必要はなく、外側に若干膨らむ円弧状であってもよい。
【００１７】
部分拡大図である図２および、図２の更に部分拡大図である図３を参照して、前記電極軸部７の大径部７ａの後端であって、縮径部７ｂとの境界領域には環状の突起部１０が形成されていて、この突起部１０は、コイル９の位置決め用突起部として機能する。
この突起部１０の外径は、コイル９の外径以下に抑えることが好ましい。こうすることで、石英ガラスに不所望の凹みを形成することがない。
上記構成において、大径部７ａに嵌合されたコイル９は、その後端が該位置決め用突起部１０に当接して設けられ、その状態で、コイル９の前端部がスポット溶接される。これにより、コイル９は電極軸部７の大径部７ａ上で所定位置に正確に位置決めされる。なお、スポット溶接箇所は１箇所であっても、円周上の複数箇所であってもよい。
なお、前記コイル９は、大径部７ａが封止部４内に埋設される領域の全体に設けられている必要はない。封止工程においては、金属箔８部分および該金属箔８と小径部７ｃの接合部分が最も高温で加熱され、前方（発光部３側）の加熱温度はそれよりも低くなるので、大径部７ａと石英ガラスとの密着は大径部７ａの後方側で起こりやすく、発光部３近傍では密着の心配が少ないため、前記コイル９は大径部７ａの後方端に設けられることが多く、必ずしも全領域に設ける必要はない。
【００１８】
図３に示されるように、縮径部７ｂをテーパー形状とした場合、前記コイル位置決め用突起部１０は、テーパー状縮径部７ｂの稜線を延長した仮想延長線Ｚよりも先端側（即ち、電極頭部６側、あるいは発光部３側）に位置するように形成されている。そして、その頂部１０ａは、丸みを持って形成されている。
なお、前記突起部１０は環状突起部としたが、円周上の複数箇所に形成された突起部から構成することもできる。しかしながら、製造上の観点からは、環状であることが好ましい。
【００１９】
以下、具体的な一数値例を挙げると以下のようである。
大径部外径：０．７５ｍｍ
小径部外径：０．５５ｍｍ
縮径部（テーパー状）：軸方向長さ  ０．１５ｍｍ、テーパー角度  ９０°
コイル外径：１．０ｍｍ
コイル内径：０．８ｍｍ
コイル素線径：０．１ｍｍ
コイルピッチ：０．１２ｍｍ
コイル巻数：１０ターン
突起部高さ：０．０５ｍｍ
【００２０】
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、電極軸部の大径部の後端であって、縮径部との境界領域にコイル位置決め用突起部が形成されており、大径部に設けられたコイルが該突起部に当接して位置決めされているので、コイルの溶接時や封止部の溶着時に該コイルの位置が電極軸部の軸方向にずれてしまうことがなく、コイル位置ずれに伴う石英ガラスのクラック、コイルの破損、発光物質の封止部内への浸入・凝縮といった数々の不具合を未然に防止できる。
また、前記コイル位置決め用突起部は、その頂部が丸みを持って形成されているので、石英ガラスに応力集中するような凹部が形成されない。
更に、縮径部をテーパー形状とした場合、前記突起部を該テーパー形状の稜線の仮想延長線より先端側に形成したことにより、石英ガラスに急激な形状変化をもつ突出部が形成されず、クラックの発生を良好に防止できる。
【符号の説明】
【００２１】
１      ショートアーク型放電ランプ
２      発光管
３      発光部
４      封止部
５      電極
６      電極頭部
７      電極軸部
７ａ    大径部
７ｂ    縮径部
７ｃ    小径部
８      金属箔
９      コイル
１０    コイル位置決め用突起部
１０ａ  突起部の頂部
Ｚ      テーパー状縮径部の稜線の仮想延長線
【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】
2013157145.tif 000009
【図８】
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【図９】
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