JP2004095494A

JP2004095494A - ショートアーク型超高圧放電ランプ

Info

Publication number: JP2004095494A
Application number: JP2002258486A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Sugaya; 菅谷　勝美
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-25

Abstract

【課題】点灯時の水銀蒸気圧が極めて高いショートアーク型超高圧放電ランプにおいて、外部リード棒と給電線を接続する作業の際に、側管部のうち外部リード棒と接触している部分が破損せず、且つ、給電線が接続されたかしめ部材と外部リード棒の接続部の信頼性を向上させることにある。
【解決手段】発光部の両側に伸びるように形成された側管部から外部に伸び出る外部リード棒が埋設されており、外部回路に電気的に接続される給電線にあらかじめかしめられたかしめ部材と前記外部リード棒とを溶接したことを特徴とする。
さらに、前記かしめ部材はニッケル、あるいは、ニッケルを含有する材料から構成することを特徴とする。
さらに、前記外部リード棒と前記かしめ部材は、両者の溶接時において、当該外部リード棒の長さ方向軸と、当該かしめ部材の長さ方向軸が交差するように溶接されていることを特徴とする。
【選択図】　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水銀を封入した超高圧放電ランプに関する。特に、液晶プロジェクタやデジタルマイクロミラーデバイスプロジェクタなどの大画面投影装置用の光源として使用されるショートアーク型超高圧放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶プロジェクタは、スクリーン上に、均一で、かつ十分な演色性をもった画像を投影することが要求される。光源ランプとしては、点光源であることに加えて高い輝度を有するショートアーク型超高圧水銀ランプが使用されている。
【０００３】
このようなランプは、点灯時における水銀蒸気圧が１５０気圧以上になるように計算された量の水銀が封入されている。水銀の蒸気圧を高くすることで、アークの広がりを抑えるとともに輝度の向上を図るというものである。
【０００４】
図５に、ランプ１１とリフレクタ１２を組み合わせたランプユニット２１を示す。リフレクタ１２は、出射方向１６側に前方開口部１３を有する。ランプ１１の一方の側管部２ａがリフレクタの前方開口部１３側（出射方向１６側）に配置され、もう一方の側管部２ｂがリフレクタ１２に固定されている。開口部１３には、ランプ破裂時にガラス片が飛散することを防止するために、前面ガラス１５が取り付けられる。開口部１３側に位置する側管部２ａの外部リード棒５には、給電線６が電気的に接続されている。この接続は、図６に示すように、外部リード棒５と給電線６の各々の端部同士を点溶接することによってなされている。給電線６は、リフレクタ１２に設けられた給電線用開口部１４を通って、リフレクタ１２の外まで延ばされて、不図示の外部回路に電気的に接続される。
【０００５】
外部リード棒５と給電線６の接続部７は、点溶接によって形成されているので、面積が小さい。そのため、給電線６に応力が加わると、給電線６が外部リード棒５から簡単に外れてしまう。特に、ランプユニット２１を組み立てる際に、給電線６をリフレクタ１２に設けられた給電線用開口部１４に通す作業が必要なため、給電線６に応力が加わりやすく、給電線６が外れてしまうことが頻繁にあった。
【０００６】
このような課題は、例えば特開２００１−３４５０６９号に記載の技術によって解決される。この技術は、外部リード棒５と給電線６とかしめ部材の三者をかしめることによって、外部リード棒５と給電線６を多点接触させて接続部９の面積を大きくする。これにより、接続部９の機械的強度を向上させるものである。具体的には、図７に示すように、かしめ部材８の内部空間に外部リード棒５と給電線６を挿入し、このかしめ部材８の外部から矢印の方向へ応力を加え、かしめ部材をかしめることによって、外部リード棒５と給電線６を接続する。
【０００７】
しかしながら、かしめる作業において、かしめ部材８に外部から応力をかけた際に、この応力が外部リード棒５を通じて側管部２に伝達され、側管部２のうち、外部リード棒５が接触している部分が破損してしまう可能性がある。このため、側管部２を破損させないように、かしめる作業を行うことは非常に困難である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０２−１４８５６１号
【特許文献２】
特開２００１−３４５０６９号（第５頁、第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
点灯時の水銀蒸気圧が極めて高いショートアーク型超高圧放電ランプにおいて、外部リード棒と給電線を接続する作業の際に、側管部のうち外部リード棒と接触している部分が破損せず、且つ、給電線にあらかじめかしめられたかしめ部材と外部リード棒の接続部の信頼性を向上させることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプは、発光部の両側に伸びるように形成された側管部から外部に伸び出る外部リード棒が埋設されており、外部回路に電気的に接続される給電線にあらかじめかしめられたかしめ部材と前記外部リード棒とを溶接したことを特徴とする。
さらに、前記かしめ部材はニッケル、あるいは、ニッケルを含有する材料から構成することを特徴とする。
さらに、前記外部リード棒と前記かしめ部材は、両者の溶接時において、当該外部リード棒の長さ方向軸と、当該かしめ部材が交差するように溶接されていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】
本発明によると、外部リード棒と給電線の接続において、給電線にあらかじめかしめられたかしめ部材の長さ方向軸と外部リード棒の長さ方向軸が交差するように、かしめ部材と外部リード棒を溶接している。
【００１２】
これにより、外部リード棒とかしめ部材を直接かしめないので、外部リード棒を通じて側管部に応力が伝達されないため、側管部のうち外部リード棒と接触している部分が破損することを防止できる。
また、外部リード棒と給電線の各々の端部同士が点溶接されていた従来の構成と比較して、概略平面状にかしめられたかしめ部材に対して、外部リード棒の外周の一部が溶接されるので、接続部の面積を大きくすることができる。さらに、外部リード棒とかしめ部材は交差するように溶接されるので、接続部の面積を一層広げることができる。すなわち、後述するように、接続部の信頼性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るショートアーク型超高圧放電ランプの概略構成を示す。発光部１の両側に伸びるように側管部２が形成されている。発光部１内に一対の電極３が対向配置され、この電極３に接続された金属箔４が、側管部２で封止され、この金属箔４には、外部リード棒５が接続されている。
【００１４】
発光部１内には、水銀、希ガス、ハロゲンガスが封入されている。水銀は、可視光波長、例えば波長が３６０〜７８０ｎｍの領域に存在する放射光を得るために封入され、点灯時における水銀蒸気圧が１５０気圧を超えるように計算された量が封入される。希ガスは、点灯始動性を向上させるため、ハロゲンガスは、発光管の白濁を防止するために封入される。
【００１５】
図２を用いて本発明の外部リード棒５と、給電線６の接続部１０の構成について説明する。給電線６にあらかじめかしめられたかしめ部材８の長さ方向軸Ａと外部リード棒５の長さ方向軸Ｂが交差するように、かしめ部材８と外部リード棒５が溶接される。
外部リード棒５と給電線６の数値例を紹介する。外部リード棒５は、直径が０．８ｍｍであり、長さが７ｍｍである。給電線６は、直径が０．４ｍｍであり、長さが１２０ｍｍである。
【００１６】
ここで、図３を用いて外部リード棒５と、給電線６の接続方法について具体的に説明する。まず、イ）に示すように、かしめ部材８は内部に空間を有する円筒状の部材であって、その内部空間に給電線６を挿入する。次に、ロ）に示すように、このかしめ部材８の外部から矢印の方向に応力をかけて、給電線６にかしめ部材８をかしめる。最後に、ハ）に示すように、給電線６にかしめられたかしめ部材８と外部リード棒５を溶接する。
【００１７】
このような方法で外部リード棒５と給電線６を接続すると、外部リード棒５とかしめ部材８を直接かしめないので、外部リード棒５を通じて側管部２に応力が伝達されない。これにより、側管部２のうち外部リード棒５と接触している部分が破損することを防止できる。
また、図２に示されるように、接続部１０は、概略平面状にかしめられたかしめ部材８に対して、外部リード棒５の外周の一部が溶接されることによって形成されるので、図６に示すような外部リード棒５と給電線６の各々の端部同士を点溶接する従来の方式で形成された接続部７と比較して面積が大きくなる。
さらに、前述のように、かしめ部材８の長さ方向軸Ａと外部リード棒５の長さ方向軸Ｂが交差するように溶接されているので、接続部１０の面積は一層大きくなる。かしめ部材８は通常は円筒形状であり、管軸方向に長さ方向軸Ａをとる。尚、かしめ部材８の長さ方向軸Ａと外部リード棒５の長さ方向軸Ｂが重なるように、かしめ部材８と外部リード棒５を溶接すれば、接続部１０の面積は最大になる。しかしながら、後述の図４に示されるランプユニット２１を組み立てる際に、前面ガラス１５にかしめ部材８が接触する可能性があるので、このような溶接を行うのは接続部１０の信頼性上好ましくない。
【００１８】
接続部の面積が大きくなることにより、接続部の機械的強度が向上し、且つ、電気的接続が不完全になることがない。さらに、接触抵抗を小さくできるので、ランプに大電流、例えば３．０〜５．０Ａの電流を流しても、ランプ点灯時における接続部の温度上昇を抑えることができる。このような理由から接続部の信頼性を向上させることができる。
また、ランプに大電流を流しても前述の理由により温度上昇を抑えることができるので、アーク長を短くした点光源のランプを作製することもできる。
【００１９】
ここで、かしめ部材８について説明する。本発明で用いたかしめ部材８は、塑性変形前は内部に空間を有する円筒形状であるが、この形状に限らず、例えば、Ｃ字型の形状やＵ字型の形状、あるいは、その他の形状であっても構わない。
かしめ部材を構成する材料は、かしめ部材の位置する場所が、ランプの光や電流の接触抵抗などによって発熱しやすい場所であるため、耐酸化性に優れていることが望ましく、例えばニッケルがこれに該当する。この他にも、例えば、銅ニッケル合金やマンガンニッケル合金のようなニッケルを含んだ材料も用いることができる。
かしめ部材８の数値例を挙げると、外径が０．６ｍｍであり、内径が０．５ｍｍであり、長さが３ｍｍである。
【００２０】
ここで、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプの数値例を紹介する。
陽極の最大径　　：１．８ｍｍ
陽極の長さ　　　：１０．５ｍｍ
陰極の外径　　　：１．３ｍｍ
陰極の長さ　　　：９．５ｍｍ
電極間距離　　　：１．２ｍｍ
金属箔の幅　　　：２ｍｍ
金属箔の長さ　　：１８ｍｍ
側管部の外径　　：５．８ｍｍ
側管部の長さ　　：２２ｍｍ
ランプ全長　　　：７０ｍｍ
発光管の内容積　：０．１ｃｃ
封入水銀量　　　：２５０ｍｇ
定格点灯電圧　　：８０Ｖ
定格点灯電流　　：２．５Ａ
希ガス　　　　　：アルゴン　１００Ｔｏｒｒ
【００２１】
前述のショートアーク型超高圧放電ランプは、リフレクタと組み合わせてランプユニットにすることができる。図４に本発明の実施形態のランプ１１が組み込まれたランプユニット２１の断面図を示す。
【００２２】
ランプユニット２１において、ランプ１１の一方の側管部２ａがリフレクタの開口部１３側（出射方向１６側）に配置され、もう一方の側管部２ｂがリフレクタ１２に固定されている。リフレクタ１２は、出射方向１６側に開口部１３を有する。開口部１３には、前面ガラス１５が取り付けられる。このリフレクタの開口部１３側（出射方向１６側）に配置された側管部２ａから延びている外部リード棒５は、給電線６が接続されたかしめ部材８に溶接されている。この給電線６は、リフレクタ１２の給電線用開口部１４を通って、リフレクタの外部に延ばされ、不図示の外部回路に電気的に接続される。
【００２３】
給電線６が通される給電線用開口部１４は、かしめ部材を介して外部リード棒５と接続されている給電線６に無理な張力が加わらないような位置に設けられる。また、給電線用開口部１４はランプの光学的特性に悪影響を及ぼさないような位置に設ける必要がある。
【００２４】
もう一方の側管部２ｂは、リフレクタ１２の頂部１７（中心孔）から突出して、接着剤を介してリフレクタ１２に支持されている。また、側管部２ｂの端部には口金１８が取り付けられている。
【００２５】
以上説明したように、本発明のショートアーク型超高圧放電ランプは、外部リード棒と給電線を接続する作業において、給電線にあらかじめかしめられたかしめ部材と、外部リード棒が溶接されるので、側管部のうち外部リード棒と接触している部分が破損することがなく、且つ、外部リード棒と給電線の接続部の信頼性を向上させることができる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のショートアーク型超高圧放電ランプによれば、外部リード棒と給電線を接続する作業において、給電線にあらかじめかしめられたかしめ部材と、外部リード棒が溶接されるので、側管部のうち外部リード棒と接触している部分が破損することがなく、且つ、外部リード棒と給電線の接続部の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ショートアーク型超高圧放電ランプの構成を示す図である。
【図２】本発明の接続部１０の部分拡大図を示す。
【図３】本発明の外部リード棒と給電線の接続方法を説明する図である。
【図４】本発明のランプユニットの構成を示す断面図である。
【図５】従来のランプユニットの構成を示す断面図である。
【図６】接続部７の部分拡大図を示す。
【図７】接続部９の部分拡大図を示す。
【符号の説明】
１　　　　発光部
２　　　　側管部
３　　　　電極
４　　　　金属箔
５　　　　外部リード棒
６　　　　給電線
７　　　　接続部
８　　　　かしめ部材
９　　　　接続部
１０　　　接続部
１１　　　ショートアーク型超高圧放電ランプ
１２　　　リフレクタ
１３　　　前方開口部
１４　　　給電線用開口部
１５　　　前面ガラス
１６　　　出射方向
１７　　　頂部（中心孔）
１８　　　口金

Claims

発光部の両側に伸びるように形成された側管部から外部に伸び出る外部リード棒が埋設されているショートアーク型超高圧放電ランプにおいて、
外部回路に電気的に接続される給電線にあらかじめかしめられたかしめ部材と前記外部リード棒とを溶接したことを特徴とするショートアーク型超高圧放電ランプ。
前記かしめ部材はニッケル、あるいは、ニッケルを含有する材料から構成され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超高圧放電ランプ。
前記外部リード棒と前記かしめ部材は、両者の溶接時において、当該外部リード棒の長さ方向軸と、当該かしめ部材が交差するように溶接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超高圧放電ランプ。