專利名稱：高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為投影儀光源被廣泛使用的高壓放電燈。特別是在發(fā)光管內(nèi)相對配 置的電極所連接的電極芯線的形狀具有特征的高壓放電燈。
背景技術(shù)：
以往，作為投影儀等圖像投影裝置所使用的圖像投影裝置用光源，廣泛使用在發(fā) 光管內(nèi)部封入有稀有氣體和水銀的高壓放電燈。該高壓放電燈例如在發(fā)光管內(nèi)部封入 0. 15mg/mm3以上的水銀，具有利用點燈過程中的高壓力，在可視光整個區(qū)域高效地放射光 的特性。該高壓放電燈101如圖9所示，由石英玻璃制的發(fā)光管102和在該發(fā)光管102的 兩端突出的密封部103構(gòu)成。另外，在該發(fā)光管102內(nèi)部，配置有相對配置的一對電極105 和與該電極105連接的電極芯線106，在該密封部103中，與該電極芯線106連接的金屬箔 107以及焊接到該金屬箔107上并進行來自外部的電力供給的外部引線108被埋設(shè)在構(gòu)成 該密封部103的石英玻璃內(nèi)。另外，在該發(fā)光管102內(nèi)，封入有例如0. 15mg/mm3以上的水 銀、稀有氣體、例如IX ΙΟ— IX IO-2PmolAim3的鹵素。這種結(jié)構(gòu)的該高壓放電燈101在點燈時，例如以150個大氣壓以上的高的壓力點 燈時，由作為高熔點材料的鎢構(gòu)成的該電極105的前端變?yōu)槿廴诔潭鹊母邷兀撾姌O105和 該電極芯線106在燈的軸向上熱膨脹。另一方面，埋設(shè)有該電極芯線106的該密封部103 由熱膨脹率非常小的石英玻璃構(gòu)成。由于該高壓放電燈101反復(fù)點燈滅燈，由于該電極芯 線106和該密封部103的熱膨脹率差，在該電極芯線106和該密封部103之間產(chǎn)生較大的 應(yīng)力，該高壓放電燈101自身破裂，這個問題從以往就是公知的。為了解決該高壓放電燈101上產(chǎn)生的該密封部103的較大應(yīng)力導(dǎo)致的破裂，采用 了種種對策。作為緩和該應(yīng)力的技術(shù)，例如公知的有特表2008-529252號公報等。根據(jù)該 公報，記載了如圖10所示，連接電極110的電極芯線116的主要部分、即密封部(未圖示) 的石英玻璃所接觸的部分上設(shè)有實際上長邊方向的槽114。該槽114在密封部(未圖示) 中使石英玻璃和該電極芯線116緊密接觸的面積實際上減少，具有緩和該密封部(未圖示) 上產(chǎn)生的應(yīng)力的效果。但是，在圖9所示的該高壓放電燈101中，即使在該電極芯線106上設(shè)置圖10所 示的槽114的情況下，由于該密封部103與該電極芯線106之間產(chǎn)生的應(yīng)力，產(chǎn)生裂縫，存 在導(dǎo)致燈自身破損的情況，存在僅設(shè)置槽114無法充分地防止該高壓放電燈101的破裂的 問題。專利文獻1日本特表2008-529252號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種長壽命的高壓放電燈，在以高的壓力驅(qū)動的高壓 放電燈中，不會在密封部附近產(chǎn)生裂紋等，而不會產(chǎn)生密封部附近的應(yīng)力集中導(dǎo)致的破裂。
該發(fā)明記載的高壓放電燈，由石英玻璃制的發(fā)光管和向該發(fā)光管的兩端突出 的密封部構(gòu)成，在該發(fā)光管內(nèi)部封入有稀有氣體、0. 15mg/mm3以上的水銀、1 X 10_6 1 X ΙΟ"2 μ mol/mm3的鹵素，具有相對配置的一對電極，與該電極連接的電極芯線與金屬箔焊 接，該電極芯線的一部分與該金屬箔被埋設(shè)在該密封部內(nèi)，其特征在于，在該電極芯線中， 在該電極芯線的長邊方向上、在與該長邊方向正交的剖面的周緣整體形成有槽，該槽的密 封部側(cè)端部設(shè)置在該金屬箔與該電極芯線重疊的范圍。另外，該發(fā)明記載的高壓放電燈，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，上述槽的密 封部側(cè)端部與該電極芯線的端部之間設(shè)有不具有槽的部分。進而，該發(fā)明記載的高壓放電燈，其特征在于，在上述結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，上述槽的放 電空間側(cè)端部配置在埋設(shè)于上述密封部的玻璃材料的部分。本發(fā)明的高壓放電燈在電極芯線的長邊方向上，在與該長邊方向正交的剖面的周 緣整體在該電極芯線的表面上設(shè)有槽，該槽的密封部側(cè)端部設(shè)置在該金屬箔與該電極芯線 重疊的范圍，因此在該密封部，該電極芯線與玻璃材料適度地緊貼，從而即使由于點燈滅燈 而產(chǎn)生了該電極芯線與該玻璃材料的熱膨脹差，也不會在該密封部積蓄大的應(yīng)力，具有能 夠抑制裂紋等的產(chǎn)生的優(yōu)點。另外，通過在該槽的密封部側(cè)端部與該電極芯線的端部之間形成有不具有槽的部 分，從而能夠降低該密封部上產(chǎn)生的應(yīng)力，具有能夠進一步抑制該密封部上產(chǎn)生的裂紋等 的效果。這一點可以從以下的理由來考慮。在該電極芯線的端部存在密封時玻璃材料沒有 進入而形成的微小空間。在該微小空間中，封入于該發(fā)光管內(nèi)的水銀在該高壓放電燈滅燈 之后傳遞到該槽，并被大量輸送。該被輸送的水銀在將該高壓放電燈再點燈時，急劇蒸發(fā)， 從而該微小空間內(nèi)的壓力上升。該壓力在該電極芯線與玻璃材料的熱膨脹差的基礎(chǔ)上，進 一步想要將該電極芯線向放電空間側(cè)移動，施加附加的應(yīng)力。該附加的應(yīng)力通過形成于不 具有該槽的部分而被減少，抑制通過該槽而輸送的水銀的輸送量，其結(jié)果是抑制了裂紋的 產(chǎn)生。進而，利用不具有該槽的部分，在焊接該電極芯線和該金屬箔時沒有槽，因此能夠 進行切實的焊接，提高焊接強度，具有能夠抑制該電極芯線從該金屬箔剝落的問題的附加 效果。進而，該槽的放電空間側(cè)端部配置在埋設(shè)于構(gòu)成該密封部的玻璃材料的部分，能 夠進一步抑制裂紋的產(chǎn)生。這是由于，燈啟動時，不穩(wěn)定的電弧放電并沒有固定于該電極芯 線的根部附近(從該電極的埋設(shè)于該玻璃材料的部分向著放電空間側(cè)的區(qū)域)，該根部附 近的玻璃材料被過度地加熱，產(chǎn)生局部的熱膨脹率差，因而不會產(chǎn)生裂紋等。


圖1是表示本發(fā)明的高壓放電燈的概要的概略剖視圖。圖2是表示配置于本發(fā)明的高壓放電燈的電極和電極芯線的詳細的放大圖。圖3是將本發(fā)明的電極芯線在正交于長軸方向的方向上切斷的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的電極芯線上形成的槽的形成范圍的詳細圖。圖5是表示確認(rèn)了本發(fā)明的高壓放電燈中的槽的形成范圍的樣本的形狀的概略 剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的高壓放電燈的槽形成位置的效果的表。圖7是表示本發(fā)明的其他實施例的概略剖視圖。圖8是表示現(xiàn)有的高壓放電燈上產(chǎn)生的裂紋的說明用概略圖。圖9是表示現(xiàn)有的高壓放電燈的概要的概略剖視圖。圖10是表示公知文獻中表示的現(xiàn)有的電極和電極芯線的圖。
具體實施例方式本發(fā)明的高壓放電燈的特征在于，在電極所連接的電極芯線上形成槽，將設(shè)置該 槽的范圍形成于埋設(shè)于向該高壓放電燈的發(fā)光管的兩端突出的密封部的玻璃材料的范圍、 且該槽的一方的端部形成于該電極芯線與金屬箔重疊的范圍。通過這種構(gòu)成，抑制該密封 部上產(chǎn)生的應(yīng)力，具有能夠提供不會產(chǎn)生裂紋等的長壽命的高壓放電燈的效果。實施例1圖1表示本發(fā)明的高壓放電燈1的概略。該高壓放電燈1由發(fā)光管2和向該發(fā)光 管2的兩端突出的密封部3構(gòu)成。另外，在該發(fā)光管2的內(nèi)部具有相對配置的一對電極5， 在該密封部3上具有與該電極5連接的電極芯線6、與該電極芯線6的一方的端部焊接的 金屬箔7、與該金屬箔7的另一方的端部焊接的外部引線棒8。另外，在該電極芯線6上，與 該電極芯線6的長軸方向平行的槽4設(shè)置在該電極芯線6的外周表面。該槽4適度地緩和 該電極芯線6與該密封部3的玻璃材料的緊貼，能夠抑制在該電極芯線6強力地緊貼該密 封部3的情況下，該密封部3與該電極芯線6的熱膨脹率差產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致的裂紋的產(chǎn)生。圖2表示該高壓放電燈1上配置的電極5及電極芯線6的放大圖。在本實施例的 情況下，該電極5與該電極芯線6是由同一材料通過切削加工切削出來的。在該發(fā)光管2 內(nèi)相對的該電極5的前端側(cè)形成有微小突起11，該電極5的主體外徑形成為比與該電極5 所連接的該電極芯線6粗。另外，在該電極芯線6上，沿著該電極芯線6的長軸方向形成的 槽4形成在表面上。另外，在本實施例中，在該電極芯線6的一方的端部12上，設(shè)有未形成 有該槽4的部分。另外，在該圖2的該電極芯線6中所示的箭頭A-A中，在以與該電極芯線 6的長軸方向的軸正交的剖面切斷的剖視圖如圖3所示。圖3表示圖2中的A-A剖面。圖3(a)是表示該電極芯線6的軸方向剖面的外周 緣整體的剖視圖。在該電極芯線6的外周緣整體形成有該槽4。另外，圖3(b)是圖3(a)的 放大圖。該槽4由微小的山部15之間形成的微小的谷部16形成。該山部15形成的間距 P與該谷部16的深度D例如為間距P = 40 μ m，深度D = 6 μ m。該槽4由這種微細的間距 和深度形成，因此不會有圖1所示的該密封部3的玻璃材料和該電極芯線6強力緊貼的情 況，以適度的強度保持，因此具有能夠抑制裂紋等的產(chǎn)生的效果。圖4是僅表示本發(fā)明的高壓放電燈1的一方的電極側(cè)的部分剖視圖。在圖4所示 的該高壓放電燈1的該密封部3上配置有由形成該密封部3的玻璃材料(石英玻璃)密封 的金屬箔7 ；以及與該金屬箔7焊接的該電極芯線6。另外，與該電極芯線6連接電極5接 續(xù)于該密封部3而配置于發(fā)光管2的內(nèi)部。另外，在該電極芯線6上形成有沿著長軸方向 的該槽4。以下敘述該槽4的形成范圍。該槽4的一方的端部21形成于該電極芯線6與該 金屬箔7重疊的部分B的范圍。另外，該槽4的另一方的端部22從該密封部3與該發(fā)光管 2的邊境形成于該金屬箔7側(cè)的部分C的范圍，配置成該端部22不會突出到該發(fā)光管2的
5內(nèi)部。該槽4的端部21、22形成于該范圍，因此不會存在該電極芯線6在與該密封部3的 玻璃材料之間由于熱膨脹差而產(chǎn)生的應(yīng)力導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的情況，具有能夠提供長壽命的高 壓放電燈的優(yōu)點。圖5表示用于研究該槽4的形成范圍所進行的實驗的樣本形狀。圖5(a) (f) 是圖4所示的該高壓放電燈1的部分剖視圖，該槽4的形成范圍各不相同。(a)中的該槽4的發(fā)光管2側(cè)的端部22設(shè)置在由該密封部3側(cè)的玻璃材料埋設(shè)的 位置。另外，該金屬箔7側(cè)的端部21設(shè)置在該金屬箔7與該電極芯線6重疊的范圍外(發(fā) 光管2側(cè))。其次，(b)中關(guān)于該發(fā)光管2側(cè)的端部22，與上述(a)同樣，但該金屬箔7側(cè)的端 部21的位置不同。該端部21設(shè)置在該金屬箔7和該電極芯線6重疊的范圍，在該電極芯 線6的端部12上存在未形成有該槽4的部分。(c)中該槽4的發(fā)光管2側(cè)的端部22與(a)、(b)同樣。該金屬箔7側(cè)的端部21 設(shè)置到該電極芯線6的端部12為止。(d)中，該槽4的發(fā)光管2側(cè)的端部22進入到該發(fā)光管2內(nèi)部，這一點是不同的。 該金屬箔7側(cè)的端部21與上述(a)的情況相同。(e)與(d)同樣地，該槽4的發(fā)光管2側(cè)的端部22進入到該發(fā)光管2內(nèi)部這一點 是不同的，該金屬箔7側(cè)的端部21是與上述(b)相同的情況。(f)與(d)、(e)同樣地，該槽4的發(fā)光管2側(cè)的端部22進入到該發(fā)光管2內(nèi)部這 一點是不同的，該金屬箔7側(cè)的端部21是與上述(c)相同的情況。圖6是表示在圖5所示的各樣本形狀中，對該槽4的形成范圍進行研究的結(jié)果的 表。將圖5所示的各樣本形狀的該高壓放電燈1各制作10根，進行了點燈實驗。另外，所 使用的該高壓放電燈1是燈電壓為65V，燈電流為3. 5A的230W的類型，以額定輸入進行交 流點燈。另外，該高壓放電燈1的啟動使用了產(chǎn)生高壓的交流的點燈裝置。作為該試驗的 點燈滅燈試驗，在45分鐘點燈、30分鐘滅燈的條件下，觀察點燈1000小時后該密封部3上 產(chǎn)生的裂紋。另外，為了觀察該裂紋，使用光學(xué)顯微鏡，以約5倍的倍率將該密封部3附近 放大觀察。在該觀察中觀察到裂紋的情況下，判定為不可，以X表示。另外，在未觀察到裂 紋的情況下，判定為良，以〇或◎表示。另外，作為該裂紋的一個例子，例如如圖8所示，在 接續(xù)該發(fā)光管2的該密封部3中，埋設(shè)在玻璃材料中的該金屬箔7與該電極芯線5焊接的 部分附近產(chǎn)生多個微小的裂紋85。圖5(a)所示的樣本(樣本a)中，形成于該電極芯線6的該槽4的范圍設(shè)置成，該 發(fā)光管2側(cè)的端部22被該密封部3側(cè)的玻璃材料埋設(shè)，該金屬箔7側(cè)的端部21設(shè)置在該 金屬箔7與該電極芯線6重疊的范圍外(發(fā)光管2側(cè))。這樣一來，由于在該金屬箔7與該 電極芯線6重疊的范圍中沒有形成該槽，因此不能形成適度地吸收與玻璃的熱膨脹差的空 間，而產(chǎn)生了裂紋。因此，作為其判定，為不可，在圖6中以X表示。圖5(b)所示的樣本(樣本b)是本發(fā)明的形狀，形成于該電極芯線6的該槽4形 成到該金屬箔7與該電極芯線6重疊的該電極芯線6的連接部為止。在該樣本中，沒有產(chǎn) 生在該樣本a中觀察到的裂紋。因此，作為其判定，是最佳的結(jié)果，在圖6中以◎表示。圖5 (c)所示的樣本(樣本c)是形成于該電極芯線6的該槽4形成到該電極芯線 6的端部12為止的情況。由于該槽4，形成了與形成該密封部3的玻璃材料之間的適度的空間，能夠適度地吸收該玻璃材料與該電極芯線6的熱膨脹差，不會形成裂紋。但是，由于 該槽4形成到該電極芯線6的端部為止，因此發(fā)光管2內(nèi)部的水銀的一部分凝聚在形成于 該電極芯線6的端部的微小空間，存在產(chǎn)生該高壓放電燈1自身的發(fā)光變得不穩(wěn)定的問題 的情況。并且，在將該高壓放電燈1再點燈的情況下存在該凝聚了的水銀產(chǎn)生多余的應(yīng)力 的情況。因此，作為判定，為良，在圖6中用〇表示。圖5(d)至(f)所示的樣本(樣本d、樣本e、樣本f)中該金屬箔7側(cè)的構(gòu)成分別 與上述(a)、(b)、(c)的情況相同，但該發(fā)光管2側(cè)的該槽4的端部22向該發(fā)光管2內(nèi)部突 出形成這一點是不同的。對上述各樣本進行點燈試驗時，點燈時，局部的電弧放電固定在向 該發(fā)光管2側(cè)突出的該電極芯線6的該槽4的端部22，通過局部地加熱該端部22附近的玻 璃材料等，在任一情況下都產(chǎn)生了裂紋。因此，作為判定，為不可，在圖6中用X表示。圖7是本發(fā)明的高壓放電燈1涉及的其他實施例。該高壓放電燈1與圖1同樣地， 由發(fā)光管2和向該發(fā)光管2的兩端突出的密封部3構(gòu)成。并且，其他的構(gòu)成也基本同樣，但 在該發(fā)光管2的內(nèi)部相對配置的一對電極55在該電極芯線6的前端配置線圈56，該前端部 分形成為熔融的熔融電極這一點是不同的。在電極芯線6上，與圖1的情況同樣地形成有 該槽4，具有以下同樣的效果能夠抑制該密封部3與該電極芯線6的熱膨脹率差引起的應(yīng) 力導(dǎo)致的裂紋的產(chǎn)生。并且，在本實施例中，該電極55表示為熔融電極，圖1中表示的是切 削電極，但該電極的形狀無論是與該電極芯線一體構(gòu)成還是作為其他部件構(gòu)成均可，可以 采取各種方式這一點是不言自明的。
權(quán)利要求
一種高壓放電燈，由石英玻璃制的發(fā)光管和向該發(fā)光管的兩端突出的密封部構(gòu)成，在該發(fā)光管內(nèi)部，封入有稀有氣體、0.15mg/mm3以上的水銀、1×10 6～1×10 2μmol/mm3的鹵素，具有相對配置的一對電極，與該電極連接的電極芯線與金屬箔焊接，該電極芯線的一部分和該金屬箔被埋設(shè)在該密封部內(nèi)，其特征在于，在該電極芯線中，在該電極芯線的長邊方向上、在與該長邊方向正交的剖面的周緣整體形成有槽，該槽的密封部側(cè)端部設(shè)置在該金屬箔與該電極芯線重疊的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，其特征在于，上述槽的密封部側(cè)端部與該電極 芯線的端部之間形成有不具有槽的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈，其特征在于，上述槽的放電空間側(cè)端部配置 在埋設(shè)于上述密封部的玻璃材料的部分。
全文摘要
本發(fā)明一種長壽命的高壓放電燈，在以高的壓力驅(qū)動的高壓放電燈中，不會在密封部附近產(chǎn)生裂紋等，而不會產(chǎn)生密封部附近的應(yīng)力集中導(dǎo)致的破裂。由石英玻璃制的發(fā)光管和向該發(fā)光管的兩端突出的密封部構(gòu)成，在該發(fā)光管內(nèi)部封入有稀有氣體、0.15mg/mm3以上的水銀、1×10-6～1×10-2μmol/mm3的鹵素，具有相對配置的一對電極，與該電極連接的電極芯線與金屬箔焊接，該電極芯線的一部分與該金屬箔被埋設(shè)在該密封部內(nèi)，在該電極芯線中，在該電極芯線的長邊方向上、在與該長邊方向正交的剖面的周緣整體形成有槽，該槽的密封部側(cè)端部設(shè)置在該金屬箔與該電極芯線重疊的范圍。
文檔編號H01J61/36GK101924009SQ20101019339
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者寺田莊一, 山下高史, 巖林弘久 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社