WO2009128244A1 - 反射鏡付放電ランプ - Google Patents

Abstract

　発光管に連設された封止管部内に埋設されているモリブデン箔の温度を従来のものより下げることができ、ランプ寿命を長くできる反射鏡付放電ランプを提供することを目的とする。 　この発明に係る反射鏡付放電ランプ１００は、開口部３ａとネック部３ｂとを有する楕円反射鏡３と、Ｆ電極１２と、Ｒリード線１８が溶接されたＲモリブデン箔１６を溶接したＲ電極１３と、水銀１４とを封入した略球状の発光部１１を中央部に有する発光管１と、発光管１を保持すると共に、楕円反射鏡３のネック部３ｂに固定され、外周面と内周面とを有する略円筒状のセラミックリング２と、セラミックリング２の楕円反射鏡３に固定される端部と反対側の端部の外周面と内周面との間に形成される凹部２ｃと、凹部２ｃの内周面を含む底面から発光管１の中心線方向に立設する突起部２４とを備えたことを特徴とする。

Description

反射鏡付放電ランプ

　この発明は、プロジェクター等の投影機器に使用される反射鏡付放電ランプに関する。

　例えばプロジェクターの光源装置として、ショートアーク型放電ランプと凹面反射鏡を組み合わせたものが使用される。プロジェクタは演色性のよい光源が要求されるので、ショートアーク型放電ランプとしては、最近では、メタルハライドランプに代って、極めて高い水銀蒸気圧を持った超高圧放電ランプが使用されることが多い。これは水銀蒸気圧をより高くすることで、アークの広がりを抑えるとともに、より一層の演色性および光出力の向上を図ったものである。

　最近では、プロジェクタ装置の小型化・高出力化の要請のために、凹面反射鏡が小型化し、かつ放電ランプは出力の大きなものが使用される。従って、放電ランプが極めて高温になり、凹面反射鏡内に冷却風を導いて放電ランプを冷却する必要が生じる。ことに、発光管に連設された封止管部内にはモリブデン箔が埋設されているが、封止管部の温度が高いとモリブデン箔が高温酸化し、電気的接続の不良が発生し、ランプ寿命が著しく短くなる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－１６３９２０号公報

　上記のように、従来の反射鏡付放電ランプは、発光管に連設された封止管部内に埋設されているモリブデン箔は、封止管部の温度が高いとモリブデン箔が高温酸化し、電気的接続の不良が発生し、ランプ寿命が著しく短くなるという課題があり、この課題を解決する好適な解決手段が要望されていた。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、発光管に連設された封止管部内に埋設されているモリブデン箔の温度を従来のものより下げることができ、ランプ寿命を長くできる反射鏡付放電ランプを提供することを目的とする。

　この発明に係る反射鏡付放電ランプは、開口部とこの開口部の反対側にネック部とを有する反射鏡と、
　Ｆリード線が溶接されたＦモリブデン箔を溶接したＦ電極と、Ｒリード線が溶接されたＲモリブデン箔を溶接したＲ電極と、水銀とを封入した略球状の発光部を中央部に有する発光管と、
　発光管を保持すると共に、反射鏡のネック部に固定され、外周面と内周面とを有する略円筒状のセラミックリングと、
　セラミックリングの反射鏡に固定される端部と反対側の端部の外周面と内周面との間に形成される凹部と、
　凹部の内周面を含む底面から発光管の中心線方向に立設する突起部とを備えたことを特徴とする。

　この発明に係る反射鏡付放電ランプは、セラミックリングが、発光管のＲモリブデン箔付近を保持することを特徴とする。

　この発明に係る反射鏡付放電ランプは、突起部を略円筒状に形成することを特徴とする。

　この発明に係る反射鏡付放電ランプは、略円筒状の突起部に切り欠き部を設けることを特徴とする。

　この発明に係る反射鏡付放電ランプは、発光管を保持するセラミックリングの反射鏡に固定される端部と反対側の端部に、凹部の内周面を含む底面から突起部を発光管の中心線方向に立設させることにより、Ｒモリブデン箔の温度を、従来品よりも１１～１２℃低下させることができる。

　この発明に係る反射鏡付放電ランプは、セラミックリングが発光管のＲモリブデン箔付近を保持するので、Ｒモリブデン箔の温度を一層下げることができる。

　この発明に係る反射鏡付放電ランプは、略円筒状の突起部に切り欠き部を設けることにより、セメントを発光管とセラミックリングの隙間に注入する際の作業性が改善される。

実施の形態１を示す図で、反射鏡付放電ランプ１００の構成図。 実施の形態１を示す図で、一部を破断して断面で示す反射鏡付放電ランプ１００の構成図。 実施の形態１を示す図で、セラミックリング２の斜視図。 実施の形態１を示す図で、セラミックリング２の正面図。 実施の形態１を示す図で、セラミックリング２の背面図。 実施の形態１を示す図で、セラミックリング２の平面図。 実施の形態１を示す図で、図４のＡ－Ａ断面図。 実施の形態１を示す図で、図４のＢ－Ｂ断面図。 実施の形態１を示す図で、キャップ５を取り付ける前の反射鏡付放電ランプ１００のセラミックリング２側の側面図。 実施の形態１を示す図で、反射鏡付放電ランプ１００のセラミックリング２側の部分断面図。 実施の形態１を示す図で、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４がない従来品と、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４を設けた本実施の形態の反射鏡付放電ランプ１００とのＲモリブデン箔１６の温度（点灯中）を測定した結果を示す図。 実施の形態２を示す図で、セラミックリング２の斜視図。

　実施の形態１．
　図１乃至図１１は実施の形態１を示す図で、図１は反射鏡付放電ランプ１００の構成図、図２は一部を破断して断面で示す反射鏡付放電ランプ１００の構成図、図３はセラミックリング２の斜視図、図４はセラミックリング２の正面図、図５はセラミックリング２の背面図、図６はセラミックリング２の平面図、図７は図４のＡ－Ａ断面図、図８は図４のＢ－Ｂ断面図、図９はキャップ５を取り付ける前の反射鏡付放電ランプ１００のセラミックリング２側の側面図、図１０は反射鏡付放電ランプ１００のセラミックリング２側の部分断面図、図１１はセラミックリング２の略円筒形の突起部２４がない従来品と、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４を設けた本実施の形態の反射鏡付放電ランプ１００とのＲモリブデン箔１６の温度（点灯中）を測定した結果を示す図である。

　図１、図２により、反射鏡付放電ランプ１００の構成を説明する。反射鏡付放電ランプ１００は、発光管１と、この発光管１を保持するセラミックリング２と、セラミックリング２が固定される楕円反射鏡３（反射鏡の一例）と、セラミックリング２の後面に固定されるキャップ５とを備える。セラミックリング２は、発光管１のＲモリブデン箔付近（封止部）を保持する。反射鏡は、楕円反射鏡３以外に放物型反射鏡でもよい。

　発光管１は、Ｆリード線１７が溶接されたＦモリブデン箔１５を溶接したＦ電極１２と、Ｒリード線１８が溶接されたＲモリブデン箔１６を溶接したＲ電極１３と、水銀１４とを封入した略球状の発光部１１を中央部（中央部分）に有する。

　楕円反射鏡３は、回転楕円体形状の一部分の形をしている。楕円反射鏡３の材質は、ガラスである。

　発光管１は、Ｆ電極１２を楕円反射鏡３の開口部３ａ側に、Ｒ電極１３をネック部３ｂ側にして配置させる。

　発光管１の中心軸を、楕円反射鏡３の開口部３ａとネック部３ｂを結ぶ中心軸に一致させ、発光部１１の中心が楕円反射鏡３の焦点に一致するように発光管１を楕円反射鏡３に組み込んだ構造とする。

　本実施の形態は、セラミックリング２の形状に特徴がある。発光管１を保持するセラミックリング２の構成を図３乃至図８により説明する。セラミックリング２は、外周面２ａ、内周面２ｂを有する略円筒形である。

　セラミックリング２の材質は、ステアタイト系セラミックスである。ステアタイト系セラミックスは、高純度タルク（滑石）主原料を高温焼成し、製品化したものである。ステアタイトは、成形加工、寸法精度、高温での絶縁性や耐熱特性にも優れている。

　セラミックリング２は、楕円反射鏡３に固定される側の端部に、楕円反射鏡３のネック部３ｂを覆うように嵌合する嵌合部２２を備える。

　また、セラミックリング２は、楕円反射鏡３に固定される側の端部に、楕円反射鏡３のネック部３ｂの軸方向端部が当接する当接部２１を備える。当接部２１は、発光管１の中心線方向に対して略直角である。

　さらに、セラミックリング２は、楕円反射鏡３に固定される側の端部に、嵌合部２２を切り欠いた切り欠き部２３を備える。切り欠き部２３は、通風口として機能する。反射鏡付放電ランプ１００において、楕円反射鏡３にセラミックリング２を固定した状態では、切り欠き部２３が開口している。発光管１が何らかの原因により破裂した場合、ガラスの破片がこの切り欠き部２３から飛び散る恐れがあるので、図１に示すように、切り欠き部２３にメッシュ７を設けている。

　セラミックリング２は、セメント４ａにより楕円反射鏡３に固定される。セメント４ａの主成分は、シリカである。

　セラミックリング２の楕円反射鏡３に固定される端部と反対側の端部には、外周面２ａの内側に凹部２ｃが形成されている。

　また、セラミックリング２の楕円反射鏡３に固定される端部と反対側の端部には、凹部２ｃの内周面２ｂを含む底面から略円筒形の突起部２４が立設している。

　突起部２４の端部は、セラミックリング２の楕円反射鏡３に固定される端部の反対側の外周面２ａの端部と、反射鏡付放電ランプ１００の軸方向の位置が略一致する。

　本実施の形態のセラミックリング２は、略円筒形の突起部２４を設けた点に特徴がある。その作用は、追って説明する。

　ここで、反射鏡付放電ランプ１００の組み立て手順を簡単に説明しておく。

　先ず、楕円反射鏡３にセラミックリング２を固定する。楕円反射鏡３のネック部３ｂに、セラミックリング２の嵌合部２２をネック部３ｂを覆うように嵌め、ネック部３ｂの軸方向端部にセラミックリング２の当接部２１を当接させる。

　その状態で、セメント４ａで、楕円反射鏡３とセラミックリング２とを接着する。セメント４ａの主成分は、シリカである。シリカは、二酸化ケイ素とも呼ばれる。二酸化ケイ素の結晶は共有結合結晶であり、ケイ素原子を中心とする正四面体構造が酸素原子を介して無数に連なる構造をしている。

　二酸化ケイ素の結晶多形の中で代表的なものとして、石英（水晶）、鱗珪石（トリディマイト）、クリストバライト、コーサイト、スティショバイト、衝撃石英などがある。

　次に、発光管１を楕円反射鏡３とセラミックリング２の内部に挿入する。そして、発光管１を点灯させながら、発光管１に３次元的な位置調整（軸調整ともいう）を行う。

　これにより、発光管１の中心軸が楕円反射鏡３の開口部３ａとネック部３ｂを結ぶ中心軸に一致し、発光部１１の中心が楕円反射鏡３の焦点となる状態となる。

　そして、セメント４ｂを発光管１とセラミックリング２の内周面２ｂとの隙間に注入し乾燥する（図２、図９）。セメント４ｂは、セメント４ａと同様、主成分はシリカである。

　さらに、セラミックリング２から突出している発光管１を切断する。このとき、Ｒリード線１８は切断しない。

　Ｒリード線１８とトリガーワイヤ９とを、かしめ部材３０（金属製）でかしめる。リング状のかしめ部材３０にＲリード線１８とトリガーワイヤ９とを通し、リング状のかしめ部材３０を潰してかしめるイメージである。

　Ｒリード線１８とトリガーワイヤ９とをかしめたかしめ部材３０を第１の端子６に溶接する（図９）。

　そして、キャップ５をセラミックリング２に被せる（図１０）。このとき、キャップ５にはその側壁に切り欠き部５ａがあり、この切り欠き部５ａに第１の端子６が納まる。

　また、キャップ５の切り欠き部５ａからセメント４ｃを注入して乾燥させ、キャップ５をセラミックリング２等に固定する。

　尚、発光管１の楕円反射鏡３の開口部３ａ側のＦリード線１７は、楕円反射鏡３の外周面に取り付けられる第２の端子３１に接続される。

　第１の端子６と、第２の端子３１とが電源に接続される。

　以下、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４の作用について説明する。

　発光管１の点灯中に、発光管１のＲモリブデン箔１６の温度は、三百数十度の高温になる。既に述べたように、Ｒモリブデン箔１６の温度が高いとモリブデン箔が高温酸化し、電気的接続の不良が発生し、ランプ寿命が著しく短くなる。

　図１１は、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４がない従来品と、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４を設けた本実施の形態の反射鏡付放電ランプ１００とのＲモリブデン箔１６の温度（点灯中）を測定した結果を示す。

　図１１において、「床置き」とは、反射鏡付放電ランプ１００が図１の状態のことである。また、「天吊り」とは、図１の状態から上下を１８０度回転した状態のことである。

　図１１に示すように、反射鏡付放電ランプ１００とのＲモリブデン箔１６の温度（点灯中）は、例えば３８０℃以下と規定されている。

　図１１に示すように、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４がない従来品のＲモリブデン箔１６の温度（点灯中）は、３４１～３４３℃であった。

　それに対し、セラミックリング２の略円筒形の突起部２４を設けた本実施の形態の反射鏡付放電ランプ１００とのＲモリブデン箔１６の温度（点灯中）は、３３０～３３１℃で、従来品より１１～１２℃低下している。

　Ｒモリブデン箔１６の熱は、発光管１のガラス（封止部）→セメント４ｂ，４ｃ→セラミックリング２、キャップ５に伝達して放熱される。

　このとき、セラミックリング２に略円筒形の突起部２４を設けることにより、セメント４ｂ，４ｃとセラミックリング２との接触面積が増加することにより、上記熱伝達系の放熱性が改善されると考えられる。

　以上のように、この実施の形態によれば、発光管１を保持するセラミックリング２の楕円反射鏡３に固定される端部と反対側の端部に、凹部２ｃの内周面２ｂを含む底面から略円筒形の突起部２４を発光管１の軸方向に立設させることにより、セラミックリング２に略円筒形の突起部２４がない従来品よりも、Ｒモリブデン箔１６の温度（点灯中をは、１１～１２℃低下させることができる。

　それにより、Ｒモリブデン箔１６の高温酸化を抑制し、ランプ寿命を長くすることができる。

　実施の形態２．
　図１２は実施の形態２を示す図で、セラミックリング２の斜視図である。

　図１２に示すセラミックリング２は、発光管１を保持するセラミックリング２の楕円反射鏡３に固定される端部と反対側の端部に、凹部２ｃの内周面２ｂを含む底面から略円筒形の突起部２４が立設しているのは、実施の形態１と同じであるが、突起部２４の二ヵ所を切り欠いている。

　切り欠き部２４ａは、数十度の角度で切り欠かれている。二ヵ所の切り欠き部２４ａは、略対向している。但し、切り欠き部２４ａの数は、二ヵ所に限定されない。何箇所でもよい。但し、切り欠き部２４ａの大きさ、数は、セメント４ｂ，４ｃとセラミックリング２との接触面積が増加することによる熱伝達系の放熱性が改善される範囲内で適宜選択するものとする。

　発光管１を楕円反射鏡３とセラミックリング２の内部に挿入して、発光管１を点灯させながら、発光管１に３次元的な位置調整（軸調整ともいう）を行った後、セメント４ｂを発光管１とセラミックリング２の隙間に注入際に、切り欠き部２４ａからセメント４ｂを注入すると、注入作業がやりやすくなる。

　以上のように、この実施の形態によれば、発光管１を保持するセラミックリング２の楕円反射鏡３に固定される端部と反対側の端部の、凹部２ｃの内周面２ｂを含む底面から立設している略円筒形の突起部２４に切り欠き部２４ａを設けることにより、セメント４ｂを発光管１とセラミックリング２の隙間に注入する際の作業性が改善される。

　１　発光管、　２　セラミックリング、　２ａ　外周面、　２ｂ　内周面、　２ｃ　凹部、　３　楕円反射鏡、　３ａ　開口部、　３ｂ　ネック部、　４ａ　セメント、　４ｂ　セメント、　４ｃ　セメント、　５　キャップ、　５ａ　切り欠き部、　６　第１の端子、　７　メッシュ、　９　トリガーワイヤ、　１１　発光部、　１２　Ｆ電極、　１３　Ｒ電極、　１４　水銀、　１５　Ｆモリブデン箔、　１６　Ｒモリブデン箔、　１７　Ｆリード線、　１８　Ｒリード線、　２１　当接部、　２２　嵌合部、　２３　切り欠き部、　２４　突起部、　２４ａ　切り欠き部、　３０　かしめ部材、　３１　第２の端子、　１００　反射鏡付放電ランプ

Claims (4)

1. 　開口部とこの開口部の反対側にネック部とを有する反射鏡と、
   　Ｆリード線が溶接されたＦモリブデン箔を溶接したＦ電極と、Ｒリード線が溶接されたＲモリブデン箔を溶接したＲ電極と、水銀とを封入した略球状の発光部を中央部に有する発光管と、
   　前記発光管を保持すると共に、前記反射鏡の前記ネック部に固定され、外周面と内周面とを有する略円筒状のセラミックリングと、
   　前記セラミックリングの前記反射鏡に固定される端部と反対側の端部の前記外周面と前記内周面との間に形成される凹部と、
   　前記凹部の前記内周面を含む底面から前記発光管の中心線方向に立設する突起部とを備えたことを特徴とする反射鏡付放電ランプ。
2. 　前記セラミックリングは、前記発光管の前記Ｒモリブデン箔付近を保持することを特徴とする請求項１記載の反射鏡付放電ランプ。
3. 　前記突起部を略円筒状に形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の反射鏡付放電ランプ。
4. 　前記略円筒状の突起部に切り欠き部を設けることを特徴とする請求項３記載の反射鏡付放電ランプ。

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