JP5180393B1 - 高圧放電ランプおよび発光管 - Google Patents
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Abstract
【課題】封止部における容器の破損を抑制した高圧放電ランプを提供する。
【解決手段】本発明の高圧放電ランプは、ガラス製の容器1aの内部に一対の電極棒5a、6aが配置された発光管1を備える。発光管1は、内部に放電空間11が形成されている発光部2と、発光部2に連設された封止部3、4とを有する。一対の電極棒5a、6aは、基端が封止部3、4内に埋設され、先端が発光部2の放電空間11内に突出し、基端側が封止部3、4内に配された金属箔7、8に重ねられた状態で接合されている。さらに、電極棒5aのうち封止部3内に存在する部位には、断面C字状に形成された金属から構成される被覆箔12が外挿されており、被覆箔12の発光部2から遠い側の端縁12bが、金属箔7の発光部から近い側の端縁7aよりも発光部2寄りに後退する姿勢で配置されている。
【選択図】図3
【解決手段】本発明の高圧放電ランプは、ガラス製の容器1aの内部に一対の電極棒5a、6aが配置された発光管1を備える。発光管1は、内部に放電空間11が形成されている発光部2と、発光部2に連設された封止部3、4とを有する。一対の電極棒5a、6aは、基端が封止部3、4内に埋設され、先端が発光部2の放電空間11内に突出し、基端側が封止部3、4内に配された金属箔7、8に重ねられた状態で接合されている。さらに、電極棒5aのうち封止部3内に存在する部位には、断面C字状に形成された金属から構成される被覆箔12が外挿されており、被覆箔12の発光部2から遠い側の端縁12bが、金属箔7の発光部から近い側の端縁7aよりも発光部2寄りに後退する姿勢で配置されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、発光管、それを用いた高圧放電ランプの構造に関するものである。
液晶プロジェクタ等の投射型画像表示装置の光源には、点光源に近く、かつ高輝度で、高演色な光源である高圧放電ランプとして、例えば、ショートアーク型の高圧水銀ランプ(以下、単に「高圧水銀ランプ」という)が広く用いられている。
一般に、高圧水銀ランプは、発光部と封止部とからなる発光管を備える。そして、高圧水銀ランプの1つの構成として、封止部における破損を抑制した高圧水銀ランプが提案されている(特許文献1〜5)。
一般に、高圧水銀ランプは、発光部と封止部とからなる発光管を備える。そして、高圧水銀ランプの1つの構成として、封止部における破損を抑制した高圧水銀ランプが提案されている(特許文献1〜5)。
図21は、高圧水銀ランプの発光管141の構成を示す正面断面図である(特許文献1)。発光管141は、管中央部に略回転楕円体形状の発光部142と、発光部142の両側からそれぞれ連設された略円柱体形状の封止部143、144とを有している。また、発光管141の容器141aは、石英ガラスから構成される。発光部142内には、封入物として発光物質となる水銀等が封入されている。また、発光部142内には一対のタングステン(W)から構成される電極145、146の先端が互いに対向して配置され、放電空間147が形成されている。そして、電極145、146の一部を構成する電極棒145a、146aの基端側には、長方形の帯状に形成されたモリブデン(Mo)から構成される金属箔148、149が溶接され接合されている。なお、ここでいう「電極棒の基端」とは、電極棒の放電空間内に突出した先端と反対側の端部をいう。金属箔148、149には外部リード線109、110が接合されている。電極棒145a、146aは、それぞれスリーブ状の被覆箔152、153で覆われている。
ここで、被覆箔152、153は、モリブデンから構成されている。そのため、被覆箔152、153は、タングステンから構成される電極棒145a、146aと石英ガラスから構成される容器141aとの間で緩衝部材として働く。その結果、電極棒145a、146aと容器141aとの間の熱膨張係数の差に起因する応力を緩和できる。その結果、高圧水銀ランプでは、容器141aの破損を抑制できる。
また、封止部において、電極棒の基端側と金属箔との接合部およびその近傍を、スリットを有する円筒状の被覆箔、または、網目状の被覆箔で覆う構成も開示されている(特許文献2)。なお、ここでいう「電極棒の基端と金属箔との接合部」とは、電極棒の基端側のうち金属箔に乗り上げ、溶接等によって接合された部分をいう。この構成により、高温熱加工時や高圧放電ランプ動作時の熱応力を緩和することができ、クラックの発生を抑制できる旨が記載されている。
さらに、封止部において、ガラスからなる被覆箔で被覆した電極棒と、電極棒に巻き付けられたコイルとを備えた構成も開示されている(特許文献3)。この構成により、熱応力の分布が電極棒の周りにおいて均一化し、その結果、熱応力集中の発生が抑制されて、クラックの発生を抑制できる旨が記載されている。
近年、高圧放電ランプには、さらなる高出力化が求められている。これに応えるため、高圧放電ランプの定格電力は大きくなっている。しかしながら、それに伴い、発光管の封止部において、新たな原因で容器が破損するおそれがあることがわかった。
本発明の目的は、封止部における容器の破損を抑制した高出力の高圧放電ランプを提供することである。
本発明の目的は、封止部における容器の破損を抑制した高出力の高圧放電ランプを提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る高圧放電ランプは、ガラス製の容器の内部に一対の電極棒が配置された発光管を備え、前記発光管は、内部に放電空間が形成されている発光部と、当該発光部に連設された封止部とを有し、前記一対の電極棒は、基端が前記封止部内に埋設され、先端が前記発光部の放電空間内に突出し、両電極棒の先端同士が間隙をおいて対向する姿勢で配置され、前記基端側が前記封止部内に配された金属箔に重ねられた状態で接合され、さらに、前記電極棒のうち前記封止部内に存在する部位には、断面C字状に形成された金属から構成される被覆箔が外挿されており、当該被覆箔の前記発光部から遠い側の端縁が、前記金属箔の前記発光部から近い側の端縁よりも前記発光部寄りに後退する姿勢で配置されている、ことを特徴とする。
また、上記高圧放電ランプにおいて、前記電極棒および前記被覆箔を、当該電極棒の横断面でみると、前記被覆箔のスリットの角度θ1は、5°<θ1<180°であってもよい。
また、前記電極棒および前記被覆箔を、当該電極棒の横断面でみると、前記電極棒の中心点Oと前記被覆箔の内周端点とを結ぶ線分を前記被覆箔の厚みだけ前記中心点Oから遠い側に延伸した線分と、前記金属箔における前記電極棒と接合された表面を延長した面とは、交点を持たなくてもよい。
また、前記電極棒および前記被覆箔を、当該電極棒の横断面でみると、前記電極棒の中心点Oと前記被覆箔の内周端点とを結ぶ線分を前記被覆箔の厚みだけ前記中心点Oから遠い側に延伸した線分と、前記金属箔における前記電極棒と接合された表面を延長した面とは、交点を持たなくてもよい。
さらに、前記電極棒の中心点Oと前記被覆箔の内周端点とを結ぶ線分を中心点Oから遠い側に延長した線と、前記金属箔における前記電極棒と接合された表面を延長した面とは、交点を持たなくてもよい。
また、上記高圧放電ランプにおいて、前記電極棒の直径Rが0.45[mm]以上であってもよい。
また、上記高圧放電ランプにおいて、前記電極棒の直径Rが0.45[mm]以上であってもよい。
また、上記高圧放電ランプにおいて、定格電力が300W以上であってもよい。
また、本発明の一態様に係るランプユニットは、上記高圧放電ランプと、凹面の反射鏡を有する反射鏡と、を備え、前記反射鏡に前記高圧放電ランプが装着されて前記高圧放電ランプの射出光が前記反射面により反射されるように構成される、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る投射型画像表示装置は、上記ランプユニットと、前記ランプユニットからの照明光が変調して光学像を形成する光学ユニットと、前記光学像を拡大投射する投射装置と、を備える、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様に係るランプユニットは、上記高圧放電ランプと、凹面の反射鏡を有する反射鏡と、を備え、前記反射鏡に前記高圧放電ランプが装着されて前記高圧放電ランプの射出光が前記反射面により反射されるように構成される、ことを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る投射型画像表示装置は、上記ランプユニットと、前記ランプユニットからの照明光が変調して光学像を形成する光学ユニットと、前記光学像を拡大投射する投射装置と、を備える、ことを特徴とする。
この構成では、被覆箔の発光部から遠い側の端縁が、金属箔の発光部から近い側の端縁よりも発光部寄りに後退する姿勢で配置されている。電極棒と金属箔との重なり部において、これらとガラスからなる容器との間の空間が小さくなる。これにより、電極棒と金属箔と容器との密着性が強くなる。従って、封止部における容器の破損を抑制した高圧放電ランプを提供できる。
[本発明の一態様を得るに至った経緯]
以下、実施の一態様を具体的に説明するに先立ち、実施の一態様を得るに至った経緯について説明する。
高圧放電ランプには、安全性の観点から、容器の破損の抑制が求められている。これに対して、発明者らは、様々な構成のランプを試作し、容器の破損について評価を行った。具体的には、特許文献2の構成で高圧放電ランプを試作および点灯させたところ、電極棒の基端と金属箔との接合部が破断してしまった。これは、電極の基端側と金属箔との接合部がガラスから構成される容器と密着していないため、高圧放電ランプ点灯中に接合部で発生する熱が、ガラスを介して拡散しにくいためと考えられる。すなわち、電極棒の基端側と金属箔との接合部は、熱拡散のためガラスと密着させるべきという知見を得た。また、発明者らは、特許文献3に記載の構成で高圧放電ランプを試作および点灯させたところ、電極棒とガラスから構成される管状部材との密着度が大きくなることにより、クラック発生が促進され、クラックを起点に容器が破損してしまった。また、その対策のために電極棒周りにコイルを巻きつけたとしても、当該コイル周辺に微小なクラックが発生し、容器が破損してしまった。このクラックの対策としては特許文献1、4、5がある。
以下、実施の一態様を具体的に説明するに先立ち、実施の一態様を得るに至った経緯について説明する。
高圧放電ランプには、安全性の観点から、容器の破損の抑制が求められている。これに対して、発明者らは、様々な構成のランプを試作し、容器の破損について評価を行った。具体的には、特許文献2の構成で高圧放電ランプを試作および点灯させたところ、電極棒の基端と金属箔との接合部が破断してしまった。これは、電極の基端側と金属箔との接合部がガラスから構成される容器と密着していないため、高圧放電ランプ点灯中に接合部で発生する熱が、ガラスを介して拡散しにくいためと考えられる。すなわち、電極棒の基端側と金属箔との接合部は、熱拡散のためガラスと密着させるべきという知見を得た。また、発明者らは、特許文献3に記載の構成で高圧放電ランプを試作および点灯させたところ、電極棒とガラスから構成される管状部材との密着度が大きくなることにより、クラック発生が促進され、クラックを起点に容器が破損してしまった。また、その対策のために電極棒周りにコイルを巻きつけたとしても、当該コイル周辺に微小なクラックが発生し、容器が破損してしまった。このクラックの対策としては特許文献1、4、5がある。
ところで、近年、高圧放電ランプは、照明器具や投射型画像表示装置の光源として広く用いられ、さらなる高出力化が求められている。そして、さらなる高出力化のために、高圧放電ランプの定格電力(例えば300W以上)が大きくなると、それに伴い電極の一部を構成する電極棒の直径が(例えば0.45ミリメートル以上に)大きくなる。そして、発明者らは、電極棒の直径が大きくなると、ガラスから構成される容器のうち封止部における部分が破損するおそれがあることに注目し、特許文献1〜5にあるような対策を実施したが、改善はするものの、完全までは至らなかった。
そして、破損に至る要因をさらに詳しく解析した結果、この破損は、電極棒の基端側と金属箔との接合部近傍において、電極棒が被覆箔により覆われていることにより電極棒の実質的な直径が大きくなり、容器と電極棒と金属箔とに囲まれた空間が大きくなることにより生じることを見出した。具体的には、当該空間が大きくなると、金属箔と容器との密着性が小さくなる。ここで、当該空間に水銀等が入り込み、点灯に伴う高圧放電ランプの加熱により当該空間に入り込んだ水銀等が突沸すると、容器に力がかかる。当該空間が大きくなり金属箔と容器との密着性が小さくなると、容器の破損が多くなると考えられる。そして、この破損は、電極棒の実質的な直径がある程度大きくなると発生するものである。また、ここでいう「電極棒の実質的な直径」とは、電極棒が被覆箔により覆われている場合は被覆箔を含む電極棒の直径であり、そうでない場合は電極棒の直径をいう。
そこで、発明者らは、高圧放電ランプにおいて、被覆箔の発光部から遠い側の端縁が、金属箔の発光部から近い側の端縁よりも発光部寄りに後退する姿勢で配置されている構成を見出した。これにより、定格電力の増大に伴って大きな直径の電極棒を用いても、電極棒の金属箔との接合部では、被覆箔の分だけ電極棒の実質的な直径を小さくできる。これにより、封止部における容器の破損を抑制できることが明らかになった。
[実施の形態]
<<実施の形態1>>
以下、本発明を実施するための実施の形態1を、図面を参照して詳細に説明する。
[実施の形態]
<<実施の形態1>>
以下、本発明を実施するための実施の形態1を、図面を参照して詳細に説明する。
発明の実施の形態で使用している、材料、数値は好ましい例を例示しているだけであり、この形態に限定されることはない。また、本発明の技術的思想の範囲を逸脱しない範囲で、適宜変更は可能である。また、他の実施の形態との組み合わせは、矛盾が生じない範囲で可能である。なお、図1、図2を含む全ての図において各部材間の縮尺は必ずしも統一されていない。また、数値範囲を示す際に用いる符号「〜」は、その両端の数値を含む。
1.全体構成
図1は、本発明の実施の形態1である高圧水銀ランプの発光管の構成を示す正面断面図である。図2は、図1に示す発光管の一部拡大正面断面図である。
1.全体構成
図1は、本発明の実施の形態1である高圧水銀ランプの発光管の構成を示す正面断面図である。図2は、図1に示す発光管の一部拡大正面断面図である。
図1に示すように、高圧水銀ランプにおける発光管1は、ガラスから構成される容器1aの内部に一対の電極5、6が配置されてなる。また、発光管1は、内部に放電空間11が形成されている発光部2と、発光部2に連設された封止部3、4とを有する。電極5、6は、一端部が金属箔7、8に重ねられた状態で接合された電極棒5a、6aを有する。また、電極棒5a、6aには、断面C字状に湾曲形成された金属から構成される被覆箔12、13が外挿されている。ここでいう、「断面C字状」とは、被覆箔12、13の図1における紙面に垂直な方向での断面が、C字を描くような形状であることをいう。すなわち、被覆箔12、13は、スリット12a、13aを有するスリーブ状である。
発光管1について、より詳しく述べると、被覆箔12、13の発光部2から遠い側の端縁が、金属箔7、8の発光部2から近い側の端縁よりも、発光部2寄りに後退する姿勢で配置されている。そして、被覆箔12、13は、電極棒5a、6aに外挿されている。さらに、金属箔7、8、被覆箔12、13、および電極棒5a、6aは、ガラスから構成される容器1aで覆われている。なお、高圧水銀ランプの定格電力は、例えば、350Wであり、300W以上であればよい。以下、図1、図2の各部構成について説明する。
2.各部構成
<発光管1、発光部2、封止部3、4>
発光管1は、例えば、石英ガラスから構成される容器1aの内部に一対の電極5、6が配置されてなる。また、発光管1は、管中央部の略回転楕円体形状の発光部2と、発光部2の両側からそれぞれ延在するように連設された略円柱体形状の封止部3、4とを有する。発光管1内には、発光物質である水銀(Hg)と、始動補助用の希ガスである、例えば、アルゴンガス(Ar)と、ハロゲンサイクル作用のための、例えば、臭素(Br)とがそれぞれ所定量封入されている。封止部3、4は、公知のシュリンクシール法によって封止されている。
2.各部構成
<発光管1、発光部2、封止部3、4>
発光管1は、例えば、石英ガラスから構成される容器1aの内部に一対の電極5、6が配置されてなる。また、発光管1は、管中央部の略回転楕円体形状の発光部2と、発光部2の両側からそれぞれ延在するように連設された略円柱体形状の封止部3、4とを有する。発光管1内には、発光物質である水銀(Hg)と、始動補助用の希ガスである、例えば、アルゴンガス(Ar)と、ハロゲンサイクル作用のための、例えば、臭素(Br)とがそれぞれ所定量封入されている。封止部3、4は、公知のシュリンクシール法によって封止されている。
なお、一例として、発光部2の中央部における内径φaiは5.4[mm]とし、同じく外径φaoは11.6[mm]とする。発光部2の内容積は、0.12[cc]とした。また、水銀の封入量は0.2[mg/mm3]以上0.35[mg/mm3]以下の範囲内で、例えば、0.3[mg/mm3]とし、アルゴンガスの封入量は30[kPa](25[℃])、臭素の封入量は0.5×10-3[μmol]とした。
<電極5、6、放電空間11>
発光部2内には、一対の電極5、6の一端部側が互いに対向して配置され、放電空間11が形成されている。また、電極5、6は、例えばタングステン(W)から構成されている。一対の電極5、6間のアーク長Ldは、0.5[mm]以上2.0[mm]以下の範囲内で、例えば、1.2[mm]とした。
<電極5、6、放電空間11>
発光部2内には、一対の電極5、6の一端部側が互いに対向して配置され、放電空間11が形成されている。また、電極5、6は、例えばタングステン(W)から構成されている。一対の電極5、6間のアーク長Ldは、0.5[mm]以上2.0[mm]以下の範囲内で、例えば、1.2[mm]とした。
電極5、6の基端は、封止部3、4内に埋設されている。また、電極5、6の基端側は、封止部3、4に配された長方形の帯状の金属箔7、8に重ねられた状態で接合される。さらに、電極5、6の基端側は、金属箔7、8を介して、外部リード線9、10の一端部に接続されている。一方、電極5、6の先端は、放電空間11内に突出している。
電極5、6は、電極棒5a、6aと電極コイル5b、6bとを有している。電極棒5a、6aは、その基端側が金属箔7、8に、例えば、溶接によって接合され、先端が放電空間11に位置している。電極コイル5b、6bは、電極棒5a、6aの先端に取り付けられている。なお、電極棒5a、6aは、その断面が例えば略円形をした略円柱体状をしている。電極棒5a、6aの直径は、例えば、0.525[mm]とし、電極コイル5b、6bのコイル線径は、例えば、0.300[mm]とした。
電極5、6は、電極棒5a、6aと電極コイル5b、6bとを有している。電極棒5a、6aは、その基端側が金属箔7、8に、例えば、溶接によって接合され、先端が放電空間11に位置している。電極コイル5b、6bは、電極棒5a、6aの先端に取り付けられている。なお、電極棒5a、6aは、その断面が例えば略円形をした略円柱体状をしている。電極棒5a、6aの直径は、例えば、0.525[mm]とし、電極コイル5b、6bのコイル線径は、例えば、0.300[mm]とした。
なお、電極棒5、6の先端とは、電極棒5a、6aのうち、電極コイル5b、6bと接している端縁およびその近傍をいう。ここで、電極棒と電極コイルとが溶融して一体となった電極を用いることも考えられる。その場合、電極棒の先端とは、電極の先端をいう。また、電極棒5、6の基端側とは、電極棒5a、6aのうち図2に示す長さLtに亘る領域をいう。さらに、電極棒5、6の封止部3、4内に存在する部位とは、電極棒5a、6aのうち図2に示す長さLasに亘る領域をいう。
<金属箔7、8>
封止部3、4には、長方形の帯状に形成された金属箔7、8が封着されている。金属箔7、8は、例えばモリブデン(Mo)から構成され、その厚みは20[μm]、幅は1.50[mm]である。ここで、図2に示すように、電極棒5aと金属箔7とは、溶接によって接合されている。具体的には、電極棒5aの一端部が、1.0[mm]以上1.5[mm]以下の範囲内、例えば、1.2[mm]程度、金属箔7に重ねられた状態で溶接されている。なお、電極棒5aと金属箔7とが重なっている領域は、図2に示す長さLtに亘る領域である。
<外部リード線9、10>
図1に示すように、金属箔7、8には、外部リード線9、10がそれぞれ接続されている。外部リード線9、10は、例えば、タングステンから構成される。外部リード線9、10の一端部は、金属箔7、8に接続されている。一方、外部リード線9、10の他端部は封止部3、4の端面から外部に突出しており、図示していない電力供給線または口金等に接続される。
<被覆箔12、13>
電極棒5a、6aの一部を、被覆箔12、13が被覆している。具体的には、電極棒5a、6aのうち図2に示す長さLasに亘る領域、すなわち封止部3、4内に存在する部位の少なくとも一部を被覆するように、スリーブ状の金属製の被覆箔12、13が外挿されている。被覆箔12、13は、スリット12a、13aを有する。被覆箔12、13は、例えば、モリブデンから構成され、その厚みは、例えば、20[μm]である。被覆箔12、13の長さLmaは、2.0[mm]である。スリット12a、13aの角度θ1は、5°<θ1<180°の範囲内で選択でき、例えば、10°である。
3.電極棒、金属箔、および被覆箔の接合
以下、電極棒5、金属箔7、および被覆箔12の接合について、その構成を詳細に説明する。なお、この構成については、電極棒6、金属箔8、および被覆箔13についても同様である。
<金属箔7、8>
封止部3、4には、長方形の帯状に形成された金属箔7、8が封着されている。金属箔7、8は、例えばモリブデン(Mo)から構成され、その厚みは20[μm]、幅は1.50[mm]である。ここで、図2に示すように、電極棒5aと金属箔7とは、溶接によって接合されている。具体的には、電極棒5aの一端部が、1.0[mm]以上1.5[mm]以下の範囲内、例えば、1.2[mm]程度、金属箔7に重ねられた状態で溶接されている。なお、電極棒5aと金属箔7とが重なっている領域は、図2に示す長さLtに亘る領域である。
<外部リード線9、10>
図1に示すように、金属箔7、8には、外部リード線9、10がそれぞれ接続されている。外部リード線9、10は、例えば、タングステンから構成される。外部リード線9、10の一端部は、金属箔7、8に接続されている。一方、外部リード線9、10の他端部は封止部3、4の端面から外部に突出しており、図示していない電力供給線または口金等に接続される。
<被覆箔12、13>
電極棒5a、6aの一部を、被覆箔12、13が被覆している。具体的には、電極棒5a、6aのうち図2に示す長さLasに亘る領域、すなわち封止部3、4内に存在する部位の少なくとも一部を被覆するように、スリーブ状の金属製の被覆箔12、13が外挿されている。被覆箔12、13は、スリット12a、13aを有する。被覆箔12、13は、例えば、モリブデンから構成され、その厚みは、例えば、20[μm]である。被覆箔12、13の長さLmaは、2.0[mm]である。スリット12a、13aの角度θ1は、5°<θ1<180°の範囲内で選択でき、例えば、10°である。
3.電極棒、金属箔、および被覆箔の接合
以下、電極棒5、金属箔7、および被覆箔12の接合について、その構成を詳細に説明する。なお、この構成については、電極棒6、金属箔8、および被覆箔13についても同様である。
図3は、図1に示す発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の拡大斜視図である。図4は、図1に示す発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の側面図であり、図3をY方向から見た図に対応する。図3および図4は、ガラスから構成される容器が取り除かれた図である。なお、図3における紙面左斜め下、および図4における紙面左側に発光部2が存在する。
図3、図4に示すように、電極棒5aと金属箔7とは、電極棒5aの溶接点5a1において溶接により接合されている。また、上述のように、被覆箔12は、電極棒5aのうち封止部3内に存在する部位に外挿されている。さらに、被覆箔12の発光部2から遠い側の端縁12bは、金属箔7の発光部2から近い側の端縁7aよりも、発光部2よりに後退する姿勢で配置されている。すなわち、被覆箔12は、電極棒の金属箔7との接合部5a2を被覆せずに、電極棒5aの接合部5a2を除く非接合部5a3の少なくとも一部を被覆している。ここでいう「電極の接合部5a2」とは、電極棒5aのうち金属箔7に乗り上げた部分とする。また、「電極の非接合部5a3」とは、電極棒5aのうち金属箔7に乗り上げていない部分とする。
被覆箔12のスリット12aは、金属箔7と被覆箔12とが衝突して固定されるような方向、例えば、スリット12aと溶接点5a1とが電極棒の中心点5oを挟んで対称な位置に配されている。被覆箔12のスリット12aの位置について、詳しくは後述する。
4.被覆箔におけるスリットの角度
以下、被覆箔12のスリット12aの角度について説明する。なお、この構成については、被覆箔13のスリット13aの角度についても同様である。図5は、金属箔7を取り除いた図3をX方向から見た図である。すなわち、図5は、電極棒5aおよび被覆箔12を、電極棒5aの横断面で切断した断面図である。図5に示すように、スリットの角度θ1は、被覆箔12のスリット12aを囲む2つの側面と被覆箔12の内周面との2交点12c、12d、および電極棒5aの中心5oで構成される角度である。また、電極棒5aの直径Rと被覆箔12のスリット12aを囲む2つの側面の間の距離dと、スリットの角度θ1とは、[数1]の関係を満たす。
[数1]
d=Rsin(θ1/2)
金属箔7のスリットの角度θ1は、被覆箔12で被覆された電極棒5aをX線CT装置等で測定して求めることができる。また、電極棒5aの直径Rと被覆箔12の端部間の距離dとを測定し、数1をもとにスリットの角度θ1を求めることもできる。
また、スリットの角度θ1は、上述のように5°<θ1<180°の範囲内で選択できる。スリットの角度θ1の範囲は、以下の理由で定められる。スリットの角度θ1の下限は、スリットの角度θ1が5°以下であると、製造誤差によりスリットが形成されないおそれがあるため定められる。一方、スリットの角度θ1の上限は、スリットの角度θ1が180°以上であると、被覆箔12が電極棒5aを被覆することが難しくなるため定められる。
5.効果
以下、本発明の効果の概要および効果の実証実験について説明する。
<効果の概要>
まず、本発明の効果の概要について、図6および図7を用いて説明する。図6は図1に示す本発明の発光管に対応し、図7は比較例に係る発光管に対応する。図6および図7において、図6(a)および図7(a)は、発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の側面図であり、図6(b)および図7(b)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の断面図であり、図6(c)および図7(c)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の上面図である。図6(a)および図7(a)において、ガラスは透明であるため示しておらず、紙面左側に発光部があるものとする。図6(b)および図7(b)において、一点鎖線で示す内表面3aは、封止部3におけるガラスから構成される容器1aの内表面である。図6(c)および図7(c)において、紙面左側に発光部があるものとする。
4.被覆箔におけるスリットの角度
以下、被覆箔12のスリット12aの角度について説明する。なお、この構成については、被覆箔13のスリット13aの角度についても同様である。図5は、金属箔7を取り除いた図3をX方向から見た図である。すなわち、図5は、電極棒5aおよび被覆箔12を、電極棒5aの横断面で切断した断面図である。図5に示すように、スリットの角度θ1は、被覆箔12のスリット12aを囲む2つの側面と被覆箔12の内周面との2交点12c、12d、および電極棒5aの中心5oで構成される角度である。また、電極棒5aの直径Rと被覆箔12のスリット12aを囲む2つの側面の間の距離dと、スリットの角度θ1とは、[数1]の関係を満たす。
[数1]
d=Rsin(θ1/2)
金属箔7のスリットの角度θ1は、被覆箔12で被覆された電極棒5aをX線CT装置等で測定して求めることができる。また、電極棒5aの直径Rと被覆箔12の端部間の距離dとを測定し、数1をもとにスリットの角度θ1を求めることもできる。
また、スリットの角度θ1は、上述のように5°<θ1<180°の範囲内で選択できる。スリットの角度θ1の範囲は、以下の理由で定められる。スリットの角度θ1の下限は、スリットの角度θ1が5°以下であると、製造誤差によりスリットが形成されないおそれがあるため定められる。一方、スリットの角度θ1の上限は、スリットの角度θ1が180°以上であると、被覆箔12が電極棒5aを被覆することが難しくなるため定められる。
5.効果
以下、本発明の効果の概要および効果の実証実験について説明する。
<効果の概要>
まず、本発明の効果の概要について、図6および図7を用いて説明する。図6は図1に示す本発明の発光管に対応し、図7は比較例に係る発光管に対応する。図6および図7において、図6(a)および図7(a)は、発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の側面図であり、図6(b)および図7(b)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の断面図であり、図6(c)および図7(c)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の上面図である。図6(a)および図7(a)において、ガラスは透明であるため示しておらず、紙面左側に発光部があるものとする。図6(b)および図7(b)において、一点鎖線で示す内表面3aは、封止部3におけるガラスから構成される容器1aの内表面である。図6(c)および図7(c)において、紙面左側に発光部があるものとする。
図6(a)に示すように、本発明の発光管では、被覆箔12の発光部2から遠い側の端縁12bが、金属箔7の発光部2から近い側の端縁7aよりも発光部2寄りに後退する姿勢で配置され、且つ、電極棒5aに外挿されている。そのため、図6(b)に示すように、空間X1は、電極棒5aと金属箔7と容器1aの内表面3aとによって構成される。ここで、空間X1の体積は、電極棒5aの実質的な直径Rによって決まる。なお、電極棒5aの直径Rは、例えば、0.525[mm]である。
一方、図7(a)に示すように、比較例に係る発光管では、被覆箔912の端縁912bが、金属箔7の電極5側に位置する端縁7aと一致するように配され、且つ、電極棒5aに外挿されている。そのため、図7(b)に示すように、空間X2は、被覆箔912が被覆している電極棒905aと金属箔7と容器1aの内表面3aとによって構成される。ここで、空間X2の体積は、被覆箔912に被覆された電極棒905aの直径R´によって決まる。なお、被覆箔912の厚さが20[μm]であるため、R´は0.565[mm]である。
このとき、空間X1の体積は、空間X2の体積の、例えば、0.9倍であり、本発明の発光管における空間X1は、比較例に係る発光管における空間X2よりも小さくなっている。ここで、空間X1、X2が小さいほど、封止部における電極棒5aと容器1aとの密着性が強くなる。そして、当該空間が小さく密着性が大きいと、当該空間に水銀等が入り込み、点灯に伴う高圧水銀ランプの加熱により当該空間に入り込んだ水銀等が突沸しても、容器1aが破損しにくい。
このように、本発明の発光管1では、封止部3における電極棒5aと容器1aの密着性が大きい。そのため、封止部3における容器1aの破損を抑制できる、といえる。
<効果の評価実験>
次に、上記効果について評価するための実験とその結果について説明する。
実験は、図6に示した本発明の発光管を備えた高圧水銀ランプと、図7に示した比較例に係る発光管を備えた高圧水銀ランプとについて、それぞれ一定数のサンプルを製造して点灯させて行った。
<効果の評価実験>
次に、上記効果について評価するための実験とその結果について説明する。
実験は、図6に示した本発明の発光管を備えた高圧水銀ランプと、図7に示した比較例に係る発光管を備えた高圧水銀ランプとについて、それぞれ一定数のサンプルを製造して点灯させて行った。
図8は、試験結果を示す図である。具体的には、図8は、比較例および本発明で、累積点灯時間100時間経過時点での封止部の破損確率(製造時エージング破損)、および累積点灯時間2000時間経過時点での封止部の破損確率(寿命中における破損)をそれぞれ示す図である。比較例は、図7で示す構成であり、被覆箔の発光部から遠い側の端縁が、金属箔の発光部から近い側の端縁と一致するように配され、且つ、電極棒に外挿された構成である。本発明は、図6で示す構成であり、被覆箔の発光部から遠い側の端縁が金属箔の発光部から近い側の端縁よりも発光部寄りに後退する姿勢で配置され、且つ、電極棒に外挿された構成である。
図8に示すように、本発明の構成では、製造時エージング破損は、1.03%から0.00%に低下した。また、スクリーニング後破損も、0.52%から0.00%に低下した。この実験結果により、本発明の発光管1では、封止部3における容器1aの破損を抑制できることが明らかになった。
6.スリットを設ける意義
<概要>
ところで、発明者らの実験の結果、特許文献4、5の構成のように、電極棒に巻き付ける被覆箔に重なり部分がある場合、重なり部分を起点にクラックが発生することが明らかになった。そこで、発明者らは、重なり部分を起点としたクラック発生のメカニズムについて考察した。以下、その考察により導かれた被覆箔12にスリット12aを設ける意義について、図9を用いて説明する。
<考察とまとめ>
図9(a)は、図1に示す発光管における被覆箔のスリット近傍の拡大図であり、図9(b)は比較例に係る発光管における被覆箔の重なり部分近傍の拡大図である。図9(a)および図9(b)において、被覆箔に覆われた電極棒の周りには、図示していないが、ガラスが存在している。本発明に係る発光管における被覆箔12はスリット12aを有する。一方、比較例に係る発光管における被覆箔912はスリットを有さず、重なり部分912aを有するものとする。
6.スリットを設ける意義
<概要>
ところで、発明者らの実験の結果、特許文献4、5の構成のように、電極棒に巻き付ける被覆箔に重なり部分がある場合、重なり部分を起点にクラックが発生することが明らかになった。そこで、発明者らは、重なり部分を起点としたクラック発生のメカニズムについて考察した。以下、その考察により導かれた被覆箔12にスリット12aを設ける意義について、図9を用いて説明する。
<考察とまとめ>
図9(a)は、図1に示す発光管における被覆箔のスリット近傍の拡大図であり、図9(b)は比較例に係る発光管における被覆箔の重なり部分近傍の拡大図である。図9(a)および図9(b)において、被覆箔に覆われた電極棒の周りには、図示していないが、ガラスが存在している。本発明に係る発光管における被覆箔12はスリット12aを有する。一方、比較例に係る発光管における被覆箔912はスリットを有さず、重なり部分912aを有するものとする。
一般に、金属薄膜を筒状に形成して金属棒に巻きつけたものをガラスで封着すると、主に2種類の応力が発生する。第1の応力は、金属薄膜の端部とガラスとの境界に発生する応力である。第2の応力は、金属薄膜とガラスとの境界に発生する応力である。なお、金属薄膜の端部は中央部よりも強い歪があるため、第1の応力の大きさは、第2の応力の大きさよりも大きい。
上記2つの応力について踏まえると、スリット12aを設けた被覆箔12では、図9(a)に示すように、第1の応力P1および第2の応力P2は離間した位置で発生する。一方、スリット12aを設けず、重なり部分を有する被覆箔912では、第1の応力P1および第2の応力P2が重複した領域(領域α)を含む位置で発生する。第1の応力P1および第2の応力P2が重複すると、ガラスから構成される容器1aにかかる力が大きくなると考えられる。
このように、被覆箔12にスリット12aを設けることで、第1の応力P1および第2の応力P2が重複することを抑制できる。これにより、被覆箔12とガラスから構成される容器1aとの間に大きな力がかかり、ガラスから構成される容器1aが破損することを抑制できる。
7.製造方法
ここで、本発明の発光管の製造方法における要部工程である、電極棒5aと、金属箔7と、被覆箔12との組み立て工程について説明する。図10は、図1に示す発光管における被覆箔で被覆された電極棒と金属箔との接合工程を示す図である。
7.製造方法
ここで、本発明の発光管の製造方法における要部工程である、電極棒5aと、金属箔7と、被覆箔12との組み立て工程について説明する。図10は、図1に示す発光管における被覆箔で被覆された電極棒と金属箔との接合工程を示す図である。
まず、図10(a)に示すように、電極5の電極棒5a側から、スリーブ状の被覆箔12を嵌め込む。これにより、図10(b)に示すように、電極棒5aが被覆箔12で被覆されることとなる。
次に、図10(c)に示すように、長方形状の金属箔7に、被覆箔12で被覆された電極棒5aを配置し、溶接する。さらに、被覆箔12の配置を決める。この際、被覆箔12の端縁12bが金属箔7に衝突することで、電極棒5aおよび金属箔7の配置が決まる。なお、電極棒5aと被覆箔12とは、例えば溶接などしてもよい。
次に、図10(c)に示すように、長方形状の金属箔7に、被覆箔12で被覆された電極棒5aを配置し、溶接する。さらに、被覆箔12の配置を決める。この際、被覆箔12の端縁12bが金属箔7に衝突することで、電極棒5aおよび金属箔7の配置が決まる。なお、電極棒5aと被覆箔12とは、例えば溶接などしてもよい。
以上の工程により、図10(d)に示すように、電極棒5aと、金属箔7と、被覆箔12との組み立てが完了する。
8.スリットの位置
次に、被覆箔12に設けられるスリット12aの位置について、まず、具体例を図11および図12を用いて説明する。その後、スリットの位置の条件について説明する。
<具体例>
図11は、図1に示す比較例の発光管における被覆箔のスリットの位置について説明する図である。図11(a)は側面図であり、図11(b)は図11(a)の断面図である。図12は、本発明に係る発光管における被覆箔のスリットの位置について説明する図である。図12(a)は側面図であり、図12(b)は図12(a)の断面図である。図11に示す比較例と図12に示す本発明とでは、被覆箔におけるスリット12aの位置のみが異なる。
8.スリットの位置
次に、被覆箔12に設けられるスリット12aの位置について、まず、具体例を図11および図12を用いて説明する。その後、スリットの位置の条件について説明する。
<具体例>
図11は、図1に示す比較例の発光管における被覆箔のスリットの位置について説明する図である。図11(a)は側面図であり、図11(b)は図11(a)の断面図である。図12は、本発明に係る発光管における被覆箔のスリットの位置について説明する図である。図12(a)は側面図であり、図12(b)は図12(a)の断面図である。図11に示す比較例と図12に示す本発明とでは、被覆箔におけるスリット12aの位置のみが異なる。
図11(b)に示すように、比較例では、スリット12aと溶接点5a1とは同じ方向に配されている。そのため、電極棒5aと金属箔7と被覆箔12との組み立て工程において、被覆箔12の端縁12bと金属箔7の端縁7aとが衝突するとき、被覆箔12のスリット12aを臨む側面が電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに重なることがある。ここで、スリットを有する筒状の金属薄膜を、金属膜の側面に衝突させた場合、金属薄膜のスリットを臨む側面に力が集中すると考えられる。そのため、被覆箔12のスリット12aを臨む側面にかかる力により、被覆箔12の端縁12bが折れ曲がるおそれがある。そして、被覆箔12の折れ曲がった端縁12bは、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込んでしまう。なお、被覆箔12の折れ曲がりは、被覆箔12のスリット12aを臨む側面が、隙間βの少なくとも一部と重複するときに生じると考えられる。これは、被覆箔12の厚みが20[μm]と小さく、被覆箔12の端縁12bが電極棒5aと金属箔7との隙間βに入り込みやすいためである。
隙間βに被覆箔12が入り込むと、隙間βにおいて、モリブデンから構成される金属箔7と被覆箔12とが重なる領域が生じる。この領域をガラスからなる容器1aで覆うと、モリブデンとガラスとの熱膨張係数の差が顕著となり、封止部3におけるガラスから構成される容器1aが破損するおそれがある。
一方、図12に示すように、本発明では、スリット12aと溶接点5a1とは、電極棒の中心点5Оを挟んで対称な位置に配されている。そのため、電極棒5aと金属箔7と被覆箔12との組み立て工程において、被覆箔12の端縁12bと金属箔7の端縁7aとが衝突するとき、被覆箔12のスリット12aを臨む側面が電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに重ならない。その結果、被覆箔12の端縁12bが折れ曲がることはない。従って、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込むことを抑制できる。
一方、図12に示すように、本発明では、スリット12aと溶接点5a1とは、電極棒の中心点5Оを挟んで対称な位置に配されている。そのため、電極棒5aと金属箔7と被覆箔12との組み立て工程において、被覆箔12の端縁12bと金属箔7の端縁7aとが衝突するとき、被覆箔12のスリット12aを臨む側面が電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに重ならない。その結果、被覆箔12の端縁12bが折れ曲がることはない。従って、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込むことを抑制できる。
以下、より詳細に説明する。図13は、電極棒5aおよび被覆箔12を電極棒5aの横断面を示す図である。また、図13は、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込む実施例を示す。ここで、面7bは、金属箔7における電極棒5aと接合された表面7a1を延長した面である。図14は、同じ幅のスリットを有する被覆箔12のスリットの方向を変化させた図である。
まず、図13に示すように、電極棒5aの中心点5oと被覆箔12の内周端点A、Bとを結ぶ線分を引く。当該線分を被覆箔12の厚みdだけ中心点5oから遠い側に延伸した線分と、金属箔7における電極棒5aと接合された表面7a1を延長した面7bとが、交点A´、B´を持てば、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込んでしまう。
以下、具体例について説明する。
図14(a)〜図14(c)において、電極棒5aの中心点5oと被覆箔12の内周端点Aと面7bとが交点を持たない。従って、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込むことを抑制できる。一方、図14(d)、図14(e)において、電極棒5aの中心点5oと被覆箔12の内周端点Aと面7bとが交点を持つ。従って、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込むことを抑制できない。すなわち、被覆箔12のスリットの位置は、図14(a)〜図14(c)であればよい。
図14(a)〜図14(c)において、電極棒5aの中心点5oと被覆箔12の内周端点Aと面7bとが交点を持たない。従って、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込むことを抑制できる。一方、図14(d)、図14(e)において、電極棒5aの中心点5oと被覆箔12の内周端点Aと面7bとが交点を持つ。従って、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込むことを抑制できない。すなわち、被覆箔12のスリットの位置は、図14(a)〜図14(c)であればよい。
また、電極棒5aの中心点5oと被覆箔12の内周端点Aとを結ぶ線分を中心点5oから遠い側に延長した線と、面7bとが交点を持たないように配置すれば、金属箔7と被覆箔12とはそもそも重なりえない。具体的には、図14(a)、図14(b)において、電極棒5aの中心点5oと被覆箔12の内周端点Aとを結ぶ線分を中心点5oから遠い側に延長した線と、面7bとが交点を持たない。そして、この場合、製造誤差によって被覆箔12のスリット位置がずれたとしても、被覆箔12が、電極棒5aの金属箔7との溶接点5a1近傍の隙間βに入り込むことを抑制できる。すなわち、被覆箔12のスリットの位置は、図14(a)、図14(b)がより好ましいといえる。
なお、スリットの開口角θ2は、被覆箔12の幅と電極棒5aとの円周との比から計算によって推定することができる。また製造工程において被覆箔12を取り付けた後は、電極棒5の中心軸に垂直方向から観測し、観測距離および被覆箔12を取り付けた電極棒5aおよびスリット12aを望む角を計測することにより、幾何学計算によって求めることもできる。さらには、封止部3によって封止された後であっても、断面研磨による観察やX線CT装置等によりスリット12aの開口角の計測が可能である。
9.変形例
以下、本発明の発光管の変形例について説明する。
<電極棒の変形例>
図15は、本発明の高圧水銀ランプの発光管における、電極棒の変形例を示す側面図である。ここで、ガラスは透明であるため示していない。
9.変形例
以下、本発明の発光管の変形例について説明する。
<電極棒の変形例>
図15は、本発明の高圧水銀ランプの発光管における、電極棒の変形例を示す側面図である。ここで、ガラスは透明であるため示していない。
図15に示すように、電極棒105aの表面は、粗くてもよい。電極棒105aの表面処理は、例えば、化学的エッチングにより行う。これにより、容器1aによる金属箔7、被覆箔12、および電極棒5aの封止の際に、クラックが発生しにくくなる。なお、当該クラックは、電極棒105aの接合部105a2近傍で、金属箔7、被覆箔12、および電極棒5a各材料の熱膨張係数の違いにより生じるものである。この構成では、電極棒105aの接合部105a2において、タングステンから構成される電極棒105aとガラスから構成される容器との密着性が小さくなるため、互いの熱膨張係数の違いの影響を抑制できるため効果を奏すことができる。なお、電極棒105aの表面処理は、化学的エッチングに限らず、例えば、レーザー処理や切削加工等により行ってもよい。
<金属箔の変形例>
図16は、被覆箔の変形例を示す図であり、図16(a)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の一部拡大正面断面図、図16(b)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の上面図である。
<金属箔の変形例>
図16は、被覆箔の変形例を示す図であり、図16(a)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の一部拡大正面断面図、図16(b)は発光管における電極棒と金属箔との接合部近傍の上面図である。
図16に示すように、金属箔107は、電極棒5a側の端部107aが三角形になっている。これにより、電極棒5aと金属箔107と容器の内表面とで構成される空間X3が、より小さくなる。これは、封止中に接合部近傍にガラスが入り込みやすくなるため、空間X1が小さくなるためである。
<組み立て方法の変形例>
上記実施の形態で示した電極棒と、金属箔と、被覆箔との組み立て工程以外にも、例えば、以下の組み立て方法が考えられる。
<組み立て方法の変形例>
上記実施の形態で示した電極棒と、金属箔と、被覆箔との組み立て工程以外にも、例えば、以下の組み立て方法が考えられる。
図17は、図1に示す発光管における被覆箔で被覆された電極棒と金属箔との接合工程を示す図である。
まず、図17(a)に示すように、電極5を電極棒5aの端部が金属箔7と重なるように配置する。
次に、図17(b)に示すように、電極棒5aと金属箔7とを接合する。具体的には、電極棒5aと金属箔7とを、例えば、ポイント溶接する。
まず、図17(a)に示すように、電極5を電極棒5aの端部が金属箔7と重なるように配置する。
次に、図17(b)に示すように、電極棒5aと金属箔7とを接合する。具体的には、電極棒5aと金属箔7とを、例えば、ポイント溶接する。
さらに、図17(c)に示すように、電極棒5aに被覆箔12を巻きつける。その後、電極棒5aと被覆箔12とを、例えば、ポイント溶接する。
以上の工程により、図17(d)に示すように、電極棒5aと、金属箔7と、被覆箔12との組み立てが完了する。
なお、上記実施の形態等では、被覆箔12を湾曲形成しているが、これに限らない。例えば、引き抜き成形を用いて被覆箔12を形成してもよい。
<<実施の形態2>>
図18は、本発明の実施の形態2であるランプユニット21を示す一部切欠斜視図である。図18において、Yは高圧水銀ランプの長手方向の中心軸であり、Zは反射鏡の光軸である。
以上の工程により、図17(d)に示すように、電極棒5aと、金属箔7と、被覆箔12との組み立てが完了する。
なお、上記実施の形態等では、被覆箔12を湾曲形成しているが、これに限らない。例えば、引き抜き成形を用いて被覆箔12を形成してもよい。
<<実施の形態2>>
図18は、本発明の実施の形態2であるランプユニット21を示す一部切欠斜視図である。図18において、Yは高圧水銀ランプの長手方向の中心軸であり、Zは反射鏡の光軸である。
図18に示すように、ランプユニット21は、上記した実施の形態1で示した発光管1を有する高圧水銀ランプ22と、内面が凹面の反射面23を有し、且つ基体がガラスからなる反射鏡24とを備える。ここで、高圧水銀ランプ22は、反射鏡24内に、その長手方向の中心軸Yと反射鏡24の光軸Zとが略一致するように組み込まれている。また、高圧水銀ランプ22からの射出光が反射面23により反射されるように構成されている。
高圧水銀ランプ22は、発光管1と、発光管1の一方の封止部3に装着され電源接続用端子25が付設され円筒形の口金26とからなる。なお、発光管1における外部リード線9は、電源接続用端子25に接続されている(図示せず)。一方、発光管1における他方の外部リード線10には、電力供給線27が接続されている。
そして、この高圧水銀ランプ22は、口金26が反射鏡24のネック部24a内に挿入され、且つ、接着剤28を介して固着されている。このとき、電力供給線27は、反射鏡24に設けられた貫通孔29に挿通される。
そして、この高圧水銀ランプ22は、口金26が反射鏡24のネック部24a内に挿入され、且つ、接着剤28を介して固着されている。このとき、電力供給線27は、反射鏡24に設けられた貫通孔29に挿通される。
なお、反射面23の形状は、例えば、回転楕円体面や回転放物体面からなる。また、反射面23の内面には、多層干渉膜等が蒸着されている。
以上のように、本発明の第2の実施の形態に係るランプユニット21の構成によれば、発光管の封止部における容器の破損をさらに抑制できる。その結果、高出力なランプユニットを実現することができる。
以上のように、本発明の第2の実施の形態に係るランプユニット21の構成によれば、発光管の封止部における容器の破損をさらに抑制できる。その結果、高出力なランプユニットを実現することができる。
なお、実施の形態2として口金26を有する構成で説明したが、口金26のかわりにセメントを充填して固定する構成であってもよい。
<<実施の形態3>>
本発明の実施の形態3である投写型画像表示装置について、図19および図20を参照して説明する。
<<実施の形態3>>
本発明の実施の形態3である投写型画像表示装置について、図19および図20を参照して説明する。
図19は、実施の形態3であるランプユニット21が用いられた投写型画像表示装置の一例であるフロントプロジェクタ30の構成を示す一部切欠斜視図である。フロントプロジェクタ30は、その前方に設置したスクリーン(図示せず)に向けて画像を投影するタイプのプロジェクタである。なお、図19は、後述する筐体31の天板を取り除いた状態を示している。
フロントプロジェクタ30は、筐体31に収納された、光源であるランプユニット21、光学ユニット32、制御ユニット33、投写レンズ34、冷却ファンユニット35、および電源ユニット36等を備える。光学ユニット32は、入射光を変調して画像を形成する画像形成ユニット、およびランプユニット21からの照明光を画像形成ユニットに照射する照明ユニット(いずれも図示せず)を備える。照明ユニットは、3色のカラーフィルタからなるカラーホイール等(図示せず)を有し、照明光を3原色に分解して画像形成ユニットに照射する。制御ユニット33は、画像形成ユニット等を駆動制御する。投写レンズ34は、画像形成ユニットにより変調されて形成された光学像を拡大透写する。電源ユニット36は、商用電源から供給される電力を、制御ユニット33やランプユニット21に適した電力に変換してそれぞれ供給する。
また、ランプユニット21は、リアプロジェクタの光源としても用いることができる。図20は、リアプロジェクタの構成を示す斜視図である。
リアプロジェクタ37は、ランプユニット21、光学ユニット、投写レンズ、ミラー(いずれも図示せず)等が筐体38内に収納された構成を有している。リアプロジェクタ37では、投写レンズから投写されミラーで反射された画像が、透過式スクリーン39の裏側から投影されて画像表示される。
リアプロジェクタ37は、ランプユニット21、光学ユニット、投写レンズ、ミラー(いずれも図示せず)等が筐体38内に収納された構成を有している。リアプロジェクタ37では、投写レンズから投写されミラーで反射された画像が、透過式スクリーン39の裏側から投影されて画像表示される。
以上のように、本発明の実施の形態3にかかる投射型画像表示装置の構成によれば、長寿命な投射型画像表示装置を実現することができる。
1 発光管
2 発光部
3、4 封止部
5、6 電極
5a、6a 電極棒
5a1 溶接点
5a2 接合部
5a3 非接合部
5b、6b 電極コイル
7、8 金属箔
7a 端部
9、10 外部リード線
12、13 被覆箔
12a、13a スリット
12b 端部
2 発光部
3、4 封止部
5、6 電極
5a、6a 電極棒
5a1 溶接点
5a2 接合部
5a3 非接合部
5b、6b 電極コイル
7、8 金属箔
7a 端部
9、10 外部リード線
12、13 被覆箔
12a、13a スリット
12b 端部
Claims (7)
- ガラス製の容器の内部に一対の電極棒が配置された発光管を備え、
前記発光管は、内部に放電空間が形成されている発光部と、当該発光部に連設された封止部とを有し、
前記一対の電極棒は、基端が前記封止部内に埋設され、先端が前記発光部の放電空間内に突出し、両電極棒の先端同士が間隙をおいて対向する姿勢で配置され、前記基端側が前記封止部内に配された金属箔に重ねられた状態で接合され、
さらに、前記電極棒のうち前記封止部内に存在する部位には、断面C字状に形成された金属から構成される被覆箔が外挿されており、当該被覆箔の前記発光部から遠い側の端縁が、前記金属箔の前記発光部から近い側の端縁よりも前記発光部寄りに後退する姿勢で配置され、
前記電極棒および前記被覆箔を、当該電極棒の横断面でみると、
前記被覆箔の外周と前記金属箔における前記電極棒と接合された表面を延長した面との二交点A´、B´を有し、
前記電極棒の周囲のうち、前記電極棒の中心点を中心点Oとしたとき、線分A´Oおよび線分B´Oで挟まれた領域に前記被覆箔のスリットが位置せず、当該線分A´Oおよび線分B´Oで挟まれた領域以外の領域に前記被覆箔のスリットが位置するように、前記被覆箔が前記電極棒に外挿されている、
ことを特徴とする高圧放電ランプ。 - 前記電極棒および前記被覆箔を、当該電極棒の横断面でみると、
前記被覆箔のスリットを構成する当該被覆箔の外周の二つの端点のうちの一つの端点および前記電極棒の中心点Oを結ぶ線分と、前記被覆箔のスリットを構成する当該被覆箔の外周の二つの端点のうちの残りの端点および前記電極棒の中心点Oとを結ぶ線分とのなす角度である当該被覆箔のスリットの角度θ1は、5°<θ1<180°である、
ことを特徴とする請求項1に記載の高圧放電ランプ。 - 前記電極棒および前記被覆箔を、当該電極棒の横断面でみると、
前記電極棒の中心点Oと前記被覆箔の内周端点とを結ぶ線分を中心点Oから遠い側に延伸した線と、前記金属箔における前記電極棒と接合された表面を延長した面とは、交点を持たない、
ことを特徴とする請求項1に記載の高圧放電ランプ。 - 前記電極棒の直径Rが0.45[mm]以上である、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高圧放電ランプ。 - 定格電力が300W以上である、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高圧放電ランプ。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の高圧放電ランプと、
凹面の反射鏡を有する反射鏡と、
を備え、
前記反射鏡に前記高圧放電ランプが装着されて前記高圧放電ランプの射出光が前記反射面により反射されるように構成された、
ことを特徴とするランプユニット。 - 請求項6に記載のランプユニットと、
前記ランプユニットからの照明光が変調して光学像を形成する光学ユニットと、
前記光学像を拡大投射する投射装置と、
を備える、
ことを特徴とする投射型画像表示装置。
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