(57)【要約】【課題】内部の放電空間内に一対の電極を有する発光部と、該発光部の両端に形成された封止部とよりなる発光管を有し、前記電極の芯棒には、該芯棒の軸方向に伸びる溝が円周方向全体にわたって形成されており、前記封止部内に埋設された金属箔を介して前記電極に給電するショートアーク型放電ランプにおいて、放電空間内の高圧の水銀蒸気が溝を経て金属箔に到達して該金属箔の箔浮きを生じることを防止した構造を提供するものである。【解決手段】前記芯棒に形成された溝は、前記放電空間側の端部において該放電空間との連通を遮断する閉塞部材が充填されており、該閉塞部材は、前記電極材料と、前記発光管材料の、中間の熱膨張係数を有す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】
放電空間内に一対の電極を有する発光部と、該発光部の両端に形成された封止部とよりなる発光管を有し、前記電極の芯棒には、該芯棒の軸方向に伸びる溝が円周方向全体にわたって形成されており、前記封止部内に埋設された金属箔を介して前記電極に給電するショートアーク型放電ランプにおいて、
前記溝は、前記放電空間側の端部において該放電空間との連通を遮断する閉塞部材が充填されており、該閉塞部材は、前記電極を構成する材料と、前記発光管を構成する材料の、中間の熱膨張係数を有す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】
前記発光管が石英ガラスからなり、前記電極がタングステンからなるとともに、前記閉塞部材の熱膨張係数が、（４．８〜４５）×１０−７／Ｋ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】
この発明は、プロジェクター装置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、電極の芯棒に軸方向の溝が形成されてなる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用の光源として用いられているショートアーク型放電ランプにおいては、そのシール構造としては、電極の芯棒の根元が封止部に埋設された金属箔と接合され該金属箔を介して電極に通電する、いわゆる箔シール構造が採用されている。
通常、電極芯棒はタングステンから構成され、一方で発光管は石英ガラスから構成されているために、かかる箔シール構造においては、封止部での両者の熱膨張係数の違いにより、封止部の損傷、破損という問題がしばしば発生する。特に、近時のプロジェクター装置に使うショートアーク型放電ランプにおいては、発光部に例えば０．１５ｍｇ／ｍｍ３以上の多量の水銀が封入されており、点灯時には水銀蒸気圧が１００気圧以上の高圧になるため、この問題は一層深刻となっている。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば、特表２００８−５２９２５２号公報（特許文献１）には、電極芯棒に軸方向に沿って伸びるように溝を形成する技術が紹介されている。
図３（Ａ）は上記従来例にかかるランプの概略構造図であり、図３（Ｂ）は、電極の拡大図である。
図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ショートアーク型放電ランプ１は、発光部２とその両端の封止部３とからなり、発光部２の放電空間Ｓ内には電極４、４が対向配置されており、封止部３内には金属箔５が埋設されている。該金属箔５には電極４の芯棒６と外部リード７が接合されていて、電極４には外部リード７から前記金属箔５を介して給電される。
前記電極４の芯棒６には、封止部３に対向する外表面領域において軸方向に延在する複数の溝８がその円周方向全体にわたって形成されている。
上記従来技術は、電極芯棒６に複数の溝８を設けることで、円周方向の表面粗さを、軸方向の表面粗さよりも大きくして、電極芯棒６の材料（タングステン）と封止部３の材料（石英ガラス）との熱膨張率の違いに起因する封止部の破損を解消しようとするものであり、封止部３でクラックが生じないように発光部側の溝端部は放電空間Ｓに露出しているものである。
【０００４】
しかして、かかる構造を有するショートアーク型放電ランプでは、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、封止部３材料である石英ガラスは、封止時に前記溝８の中に完全に充填されることはなく、溝８を形成する山部８ａの頂上を覆う程度にしか侵入することがなく、溝８の底部８ｂと封止部３の石英ガラスとの間には隙間Ｃが形成されている。このような構成とすることにより封止部３でのガラスと電極芯棒６との熱膨張率の相違によるクラックの発生を防止しているものである。
そして、電極芯棒６の軸方向溝８は発光部２の放電空間Ｓ内にまで及んで形成されており、その結果、前記溝８と放電空間Ｓとは連通状態になる。
そのため、放電空間Ｓ内の高圧な水銀蒸気などの発光物質が、この連通状態にある溝８に侵入してしまい、これが金属箔５にまで到達し、箔浮きの原因となるという不具合を起こしていた。
【０００５】
このような水銀蒸気の封止部内への侵入を防止するために、特開２０１１−８９１７号公報（特許文献２）では、図５に示すように、軸方向の溝に換えてドット状の微小凹部を形成することが提案されている。
図５（Ａ）において、電極芯棒６には、互いに独立した微小な凹部９、９が形成されていて、発光部内の放電空間Ｓが金属箔５にまで連通することがないようにしたものである。
ところが、かかる従来技術においては、図５（Ｂ）に示すように、封止時に石英ガラスが前記凹部９内に侵入してしまい、これが、謂わば、楔となって、点灯消灯時の電極芯棒６の軸方向への伸縮を抑制する方向に働き、その結果、当該凹部９に侵入した部分から石英ガラスにクラックが発生してしまうという別の問題が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５２９２５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−８９１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、電極芯棒に軸方向の複数の溝が形成されたショートアーク型放電ランプにおいて、発光部内の放電空間が当該溝と連通状態となって金属箔部分まで高圧の水銀蒸気が侵入してしまうことのないようにした構造を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、電極の電極芯棒に軸方向に形成した複数の溝において、発光部側の端部に閉塞部材を充填して該溝と放電空間との連通を遮断したことを特徴とするものである。
そして、前記閉塞部材は、前記電極材料と、前記発光管材料の、中間の熱膨張係数を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、電極芯棒に形成した複数の溝の発光部側端部に閉塞部材を充填したので、放電空間と溝との連通状態が遮断され、放電空間から高圧の水銀蒸気などの発光物質が金属箔にまで侵入することなく箔浮きが発生することがない。
また、閉塞部材を、前記電極材料と、前記発光管材料の、中間の熱膨張係数を有する材料によって構成したので、該閉塞物質と封止部のガラスとが密着していても、該閉塞部材は電極（芯棒）を構成するタングステンよりも、ガラスに熱膨張係数が近いため、ランプ点灯中にこの部分で発生する熱応力は小さく、クラックが入ることがない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るショートアーク型放電ランプの電極芯棒部分の断面図。
【図２】（Ａ）図１のＸ−Ｘ断面図、（Ｂ）Ａ部の拡大図
【図３】従来ランプの全体図と電極の拡大図。
【図４】（Ａ）図３の電極芯棒部分の拡大図，（Ｂ）Ｂ部の拡大図。
【図５】（Ａ）別の従来技術の電極構造図、（Ｂ）電極芯棒の部分拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明のショートアーク型放電ランプの電極芯棒６における溝８部分の部分断面図であって、芯棒６の封止部３内に埋設される部分には、金属箔５から発光部３の放電空間Ｓに至るまで、複数の軸方向の溝８がその円周方向全体にわたって形成されていて、該溝８の発光部２側の端部には閉塞部材１０が充填されている。
図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、封止部３のガラスは、前記溝８を形成する山部８ａの頂部にのみ接触するように、幾分かだけが前記溝８内に入り込んでいて、溝８内の全てに侵入しているわけではない。
図２（Ｂ）には、閉塞部材１０が一部省略された形で図示されていて、上記のように、封止部３のガラスは溝８内を全て充填するように侵入しているわけではないので、前記ガラス３と電極芯棒６の溝８との間には空隙Ｃが形成されている。前記閉塞部材１０は、この空隙Ｃ内に充填されていて、前記溝８と発光部２内の放電空間Ｓとの連通を遮断している。
この閉塞部材１０は、前記溝８の発光部２側の端部に設けられているが、厳密に発光部２との境界領域にあることまでは必要ではなく、発光部２の放電空間Ｓよりの位置であればよく、要は、放電空間Ｓとの連通状態が遮断され、放電空間Ｓ内の高圧の水銀蒸気が前記溝８を通じて金属箔５にまで侵入到達することを防止できればよいものである。
【００１２】
上記閉塞部材１０は、電極材料として用いられるタングステンまたはモリブデンと、シリカの混合焼結体で構成されている。そして、これらの混合比率を変えることによってその熱膨張係数が（４．８〜４５）×１０−７／Ｋとなる物質が用いられる。
このような熱膨張係数を有する材料を選択する理由は、封止部３を構成する石英ガラスの熱膨張係数が４．８×１０‐７／Ｋであり、電極芯棒６を構成するタングステンの熱膨張係数が４５×１０−７／Ｋであるから、その中間の熱膨張係数を有する物質とするためである。
こうすることで、閉塞部材１０と封止部３のガラスとは密着しているが、該閉塞部材１０の熱膨張係数は、芯棒６を構成するタングステンと、封止部３の石英ガラスの中間にあるため、タングステンとガラスが直接密着している場合に比べて、ランプ点灯中に密着部分で発生する熱応力は小さく、クラックが発生するような問題とはならない。
なお、溝８の軸方向の内部空間が全て閉塞部材１０で満たされていたとしても問題はないが、放電空間Ｓとの遮断という意味においては、溝８の少なくとも放電空間寄りの端部に設ければよい。
これにより、溝８と封止部３のガラスへの空隙Ｃに対して、水銀蒸気の入り口となる部分が閉鎖され、封止部３のガラスへ水銀蒸気の高圧が作用しなくなるとともに、金属箔５にまで到達して箔浮きを発生させることもない。
【００１３】
前記閉塞部材１０の具体例としては、タングステンとシリカの混合粉末の焼結体があげられ、その電極芯棒６の溝８への形成方法としては、この混合粉末を有機溶剤、水などに分散させたものを電極芯棒６の一部に塗布し、不活性ガス中、もしくは真空中で加熱焼結することにより作成できる。
【００１４】
以上のように、本発明のショートアーク型放電ランプでは、電極芯棒に形成した軸方向の複数の溝の発光部の放電空間側端部に閉塞部材を設けて、放電空間と溝との連通を遮断したことにより、放電空間内の高圧の水銀蒸気などの発光物質が溝に侵入して金属箔に至ることがなく、金属箔の箔浮きを防止できるという効果を奏するものである。
また、該閉塞部材を封止部ガラスと電極芯棒の中間の熱膨張係数を有する物質により構成するので、該閉塞部材が封止部ガラスと密着してもクラックが生じるようなことがない。
【符号の説明】
【００１５】
１      ショートアーク型放電ランプ
２      発光部
３      封止部
４      電極
５      金属箔
６      電極芯棒
７      外部リード
８      溝
８ａ    溝の頂部
８ｂ    溝の底部
１０    閉塞部材
Ｃ      空隙
Ｓ      放電空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013191343.tif 000006
【図５】
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