(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状部分および両側方に設けられた筒状部材で構成された石英ガラス製の封体内には不活性ガスが封入されるとともに一対の電極が相互に間隙をあけて配設され、該電極が封体の両側から差し込まれた一対のロッドによって支持されている一方、前記ロッドと封体との間がガラス巻部と段継ぎ部とによって密封されており、前記ロッドを前記筒状部材の前記球状部分側に設けられたスリーブによって支持するショートアークランプにおいて、
前記ロッドには前記ガラス巻部と前記スリーブとの間に金属製リングが外嵌され、前記金属製リングの外周面には金属箔が巻回され、前記金属製リングが前記金属箔を介して前記封体の内面に当接されることにより前記ロッドから封体への放熱経路が構成されるとともに、前記金属箔と前記金属製リング外周面又は封体内面との間で前記金属製リングの熱膨張による封体への圧力が吸収されるようにしたこと、
を特徴とするショートアークランプ。
【請求項２】
球状部分および両側方に設けられた筒状部材で構成された石英ガラス製の封体内には不活性ガスが封入されるとともに一対の電極が相互に間隙をあけて配設され、該電極が封体の両側から差し込まれた一対のロッドによって支持されている一方、前記ロッドと封体との間がガラス巻部と段継ぎ部とによって密封されており、前記ロッドを前記筒状部材の前記球状部分側に設けられたスリーブによって支持するショートアークランプにおいて、
前記スリーブと前記ガラス巻部との間に、内周が前記ロッドと当接し、外周が金属箔を介して前記筒状部と当接する金属製リングを設けたこと、
を特徴とするショートアークランプ。
【請求項３】
石英ガラス製の封体における筒状部材近傍の石英ガラス製のスリーブによって電極支持ロッドを支持するとともに、前記電極支持ロッドに溶着された熱膨張率が近似するシーリングガラス製のガラス巻部および、前記ガラス巻部のシーリングガラスと封体の石英ガラスとの中間となるような熱膨張率のシーリングガラス製の段継ぎ部により前記封体内に封入された不活性ガスの気密を保持するキセノンショートアークランプにおいて、
前記スリーブと前記ガラス巻部との間に、内周が前記ロッドと当接し、外周が金属箔を介して前記筒状部と当接する金属製リングを設けたこと、
を特徴とするキセノンショートアークランプ。
【請求項４】
請求項１、請求項２または請求項３のショートアークランプにおいて、
前記金属製リングは、モリブデン、タングステン、ニッケル又はステンレスのいずれかで構成されていること、
を特徴とするショートアークランプ。
【請求項５】
請求項４のショートアークランプにおいて、
前記金属箔は、膜厚１０〜１００μｍであること
を特徴とするショートアークランプ。
【請求項６】
請求項４または請求項５のショートアークランプにおいて、
前記金属箔は、前記金属製リングの外周面に多重に巻回されていること、
を特徴とするショートアークランプ。
【請求項７】
請求項４または請求項５のショートアークランプにおいて、
前記金属箔は、前記金属製リングの外周面に１重に巻回されていること、
を特徴とするショートアークランプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はショートアークランプに関し、特にガラス巻部の剥離や段継ぎ部のクラックの発生を確実に防止できるようにしたランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、放電ランプにはロングアーク方式とショートアーク方式とがあるが、高輝度や大光量の光源にはショートアーク方式がよく利用される。
【０００３】
従来のキセノンショートアークランプの構造例を図４に示す。図において、石英ガラス製の封体１０は中央の球状部分１１の両側方に筒状部分１２、１２が一体的に形成された形状をなし、筒状部分１２、１２にはタングステンロッド１３、１３が中央に向けて挿通され、その先端には陽極１４及び陰極１５が取付けられ、陽極１４と陰極１５との間には相互に所定の間隙が設けられ、又タングステンロッド１３、１３は石英ガラス製のスリーブ１６、１６によって封体１０に支持され、封体１０の筒状部分には口金１７、１７がカバーされている（但し、図４では内部構造を明確にすべく、陽極１５側の口金１７を取り外して図示している）。
【０００４】
また、封体１０とタングステンロッド１３、１３との間は封体１０内部の気密性を保持して内部のガスが抜けるのを防止する必要があるが、単に封体１０の石英ガラスをタングステンロッド１３、１３に溶着させると、ランプ点灯時にそれぞれの熱膨張率の相違に起因して溶着部分に剥離が発生し、あるいは封体１０にクラックが生じ、気密性を維持できなくなり、不良品となる。そこで、タングステンロッド１３、１３にはガラス巻部１８、１８が溶着されているが、該ガラス巻部１８、１８にタングステンロッド１３、１３の熱膨張率に近似するシーリングガラスを用い、ガラス巻部１８、１８と封体１０とはガラス巻用のシーリングガラスと封体１０の石英ガラスとの中間となるような熱膨張率のシーリングガラス製の段継ぎ部１９、１９を介在させ、ガラス巻部１８及び段継ぎ部１９で順に熱膨張率の差を吸収する構造が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のキセノンショートアークランプではランプ点灯時にガラス巻部１８、１８に剥離が発生し、あるいは段継ぎ部１９、１９にクラックが生じることがあり、特にランプを短尺化するとその問題が顕著であった。
【０００６】
本件発明者らは上述の問題を解決すべく鋭意研究したところ、キセノンショートアークランプではランプ点灯時には陽極は１６００℃以上の高温になり、その熱がタングステンロッドを経てガラス巻部及び段継ぎ部に伝わるが、ガラス巻部や段継ぎ部は４００℃以上になると、熱膨張率の差に起因してガラス巻部の剥離や段継ぎ部のクラックの発生することが分かった。
【０００７】
そこで、電極とガラス巻部の間でタングステンロッドの熱を石英ガラス製の封体に逃がす伝熱体を介在させ、ガラス巻部に熱が伝わるのを低減することが考えられたが、伝熱体の熱膨張によって封体にクラックが入ることが懸念される。
【０００８】
本発明は、かかる問題点に鑑み、ガラス巻部の剥離や段継ぎ部のクラックの発生を確実に防止できるようにしたショートアークランプを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るショートアークランプは、球状部分および両側方に設けられた筒状部材で構成された石英ガラス製の封体内には不活性ガスが封入されるとともに一対の電極が相互に間隙をあけて配設され、該電極が封体の両側から差し込まれた一対のロッドによって支持されている一方、前記ロッドと封体との間がガラス巻部と段継ぎ部とによって密封されており、前記ロッドを前記筒状部材の前記球状部分側に設けられたスリーブによって支持するショートアークランプにおいて、前記ロッドには前記ガラス巻部と前記スリーブとの間に金属製リングが外嵌され、前記金属製リングの外周面には金属箔が巻回され、前記金属製リングが前記金属箔を介して前記封体の内面に当接されることにより前記ロッドから封体への放熱経路が構成されるとともに、前記金属箔と前記金属製リング外周面又は封体内面との間で前記金属製リングの熱膨張による封体への圧力が吸収されるようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係るショートアークランプは、球状部分および両側方に設けられた筒状部材で構成された石英ガラス製の封体内には不活性ガスが封入されるとともに一対の電極が相互に間隙をあけて配設され、該電極が封体の両側から差し込まれた一対のロッドによって支持されている一方、前記ロッドと封体との間がガラス巻部と段継ぎ部とによって密封されており、前記ロッドを前記筒状部材の前記球状部分側に設けられたスリーブによって支持するショートアークランプにおいて、前記スリーブと前記ガラス巻部との間に、内周が前記ロッドと当接し、外周が金属箔を介して前記筒状部と当接する金属製リングを設けたことを特徴するとする。
また、本発明に係るキセノンショートアークランプは、石英ガラス製の封体における筒状部材近傍の石英ガラス製のスリーブによって電極支持ロッドを支持するとともに、前記電極支持ロッドに溶着された熱膨張率が近似するシーリングガラス製のガラス巻部および、前記ガラス巻部のシーリングガラスと封体の石英ガラスとの中間となるような熱膨張率のシーリングガラス製の段継ぎ部により前記封体内に封入された不活性ガスの気密を保持するキセノンショートアークランプにおいて、前記スリーブと前記ガラス巻部との間に、内周が前記ロッドと当接し、外周が金属箔を介して前記筒状部と当接する金属製リングを設けたことを特徴するとする。
【００１０】
本発明の特徴の１つはガラス巻部と電極との間でロッドに金属製リングを設けてロッドから封体への放熱経路を構成するようにした点にある。これにより、ガラス巻部が高温になるのを阻止でき、ガラス巻部の剥離や段継ぎ部のクラックの発生を確実に防止できる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は金属製リングと封体との間に金属箔を介在させるようにした点にある。通常、金属製リングの熱膨張は数μｍ程度の大きさである一方、金属箔を金属製リングの外周面にきつく巻回しても物理的吸着でない限り数μｍ程度の隙間が存在する。従って、金属製リングの熱膨張に起因する封体への圧力を上記隙間にて吸収して封体のクラックの発生を確実に防止できる。
【００１２】
金属製リングの材料はロッドから封体に伝熱できるものであれば特に限定されないが、ランプ点灯時には金属製リングも高温となるので、金属製リングから不純物ガスで発生すると、封体内でのアークの発生効率が低下するおそれがある。そこで、金属製リングは高温にて不純物ガスを放出しない材料で製作されるのが好ましい。具体的にはモリブデン、タングステン、ニッケル又はステンレスで製作されることができる。
【００１３】
金属箔は金属製リングの外周面に巻回できればどのような厚みでもよいが、実用上は１０〜１００μｍの範囲内から選ばれる厚みとするのがよい。また、金属箔は金属製リングの外周面に一重だけ巻回してもよく、又多重に巻回するようにしてもよい。この金属箔の材料は特に限定されないが、金属製リングの場合と同様の理由により、モリブデン、タングステン、ニッケル又はステンレスで製作されるのがよい。
【００１４】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、ガラス巻部と電極との間のロッドに金属製リングを設けてロッドから封体への放熱経路を構成するようにしたので、ガラス巻部、従って段継ぎ部が高温になることはなく、ガラス巻部の剥離や段継ぎ部のクラックの発生を確実に防止できる。
【００１５】
また、金属製リングと封体との間に金属箔を介在させるようにしたので、金属箔と金属製リングの外周面又は封体の内面との間にできる隙間によって金属製リングの熱膨張に起因する封体への圧力を吸収して封体のクラックの発生を確実に防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。図１ないし図３は本発明に係るショートアークランプの好ましい実施形態を示す。図において、石英ガラス製の封体１０は中央の球状部分１１の両側方に小径部分を介して筒状部分１２、１２を一体的に形成した形状をなし、中央の球状部分１１が発光部位となる。
【００１７】
封体１０の両側の筒状部分１２、１２にはタングステンロッド１３、１３が中央に向けて挿通され、その先端には陽極１４及び陰極１５が取付けられ、陽極１４と陰極１５との間には相互に所定の間隙が設けられている。また、タングステンロッド１３、１３は石英ガラス製のスリーブ１６、１６によって封体１０の小径部２０、２０に支持され、封体１０の筒状部分１２、１２には口金１７、１７でカバーされている。
【００１８】
また、タングステンロッド１３、１３には両側の筒状部分１２、１２内にてガラス巻部１８、１８が溶着され、該ガラス巻部１８、１８にはタングステンロッド１３、１３の熱膨張率に近似するシーリングガラスが用いられている。さらに、ガラス巻部１８、１８と封体１０とは段継ぎ部１９、１９が設けられ、該段継ぎ部１９、１９にはガラス巻用のシーリングガラスと封体１０の石英ガラスとの中間となるような熱膨張率のシーリングガラスが用いられており、ガラス巻部１８及び段継ぎ部１９で順に熱膨張率の差を吸収するようになっている。
【００１９】
また、タングステンロッド１３、１３にはスリーブ１６とガラス巻部１８との間にタングステン製のリング２１、２１が外嵌され、該タングステンリング２１、２１の外周面には厚さ３０μｍのモリブデン箔２２、２２が二重巻きされ、該タングステンリング２１、２１はモリブデン箔２２、２２を介して封体１０の筒状部分１２、１２の内周面に当接されている。
【００２０】
ランプが点灯されると、電極１４、１５が高温となり、その熱がタングステンロッド１３、１３をガラス巻部１８、１８に向けて伝わるが、ガラス巻部１８、１８の直前にはタングステンリング２１、２１が設けられており、タングステンロッド１３、１３から封体１０の筒状部分１２、１２への放熱経路が構成されるので、電極１４、１５からの熱はガラス巻部１８、１８に達する前に封体１０の筒状部分１２、１２に逃がされ、ガラス巻部１８、１８が剥離するほどの高温になることはなく、段継ぎ部１９、１９のクラックも発生することもない。
【００２１】
その際、タングステンリング２１、２１が熱膨張するが、図３に示されるように、モリブデン箔２２、２２とタングステンリング２１、２１の外周面及び封体１０の筒状部分１２、１２の内面との間には隙間ができ、タングステンリング２ 1、２１の熱膨張による封体１０への圧力がその隙間によって吸収されるので、封体１０の筒状部分１２、１２にクラックが入るおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るショートアークランプの好ましい実施形態を示す概略構成図である。
【図２】  図１の要部拡大図である。
【図３】  上記実施形態の作用を説明するための図である。
【図４】  従来のキセノンショートアークランプの構造を示す図である。
【符号の説明】
１０      封体
１１      球状部分
１２      筒状部分
１３      タングステンロッド
１４      陽極
１５      陰極
１８      ガラス巻部
１９      段継ぎ部
２１      タングステンリング
２２      モリブデン箔
【図１】
0004213831.tif 000002
【図２】
0004213831.tif 000003
【図３】
0004213831.tif 000004
【図４】
0004213831.tif 000005