專利名稱：短弧型超高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及點(diǎn)亮?xí)r水銀蒸氣壓達(dá)到15MPa以上的短弧型超高壓放電燈，特別是涉及作為利用液晶顯示裝置及DMD(數(shù)字鏡裝置)的DLP(數(shù)字光處理器)等的投影儀的背照光所使用的短弧形超高壓放電燈。
此外，最近以來(lái)，這種鹵化物燈進(jìn)一步小型化，點(diǎn)光源化，電極間距離極小的這種燈已進(jìn)入實(shí)用化階段。
在這種背景下，最近，代替金屬鹵化物燈，提出了具有在此之前尚不曾有過(guò)的高水銀蒸氣壓、例如15MPa的燈的方案。這是為了通過(guò)進(jìn)一步提高水銀蒸氣壓，在抑制電弧變寬(壓縮)的同時(shí)進(jìn)一步提高光輸出。
這種超高壓放電燈，例如，公開(kāi)在特開(kāi)平2-148561號(hào)(US5,109,181)，特開(kāi)平6-52830號(hào)(US 5,497,049)號(hào)公報(bào)中。
可是，這種超高壓放電燈，由于發(fā)光管內(nèi)的壓力在點(diǎn)亮?xí)r極高，故在延伸于發(fā)光管部的兩側(cè)的側(cè)管部，必須使構(gòu)成該側(cè)管部的石英玻璃及電極和供電用金屬箔充分且牢固地貼緊。
特別是，由于電極一般為圓柱形，金屬箔為平板狀，所以若使兩者接合時(shí)，與石英玻璃的交界部分必然會(huì)產(chǎn)生微小的空隙，發(fā)光空間內(nèi)的高氣壓經(jīng)過(guò)電極軸桿周?chē)目障都拥竭@種微小的空隙內(nèi)，會(huì)從這里產(chǎn)生龜裂，并有可能生長(zhǎng)并發(fā)展。
因此，如何縮小所述空隙是防止產(chǎn)生龜裂的重要課題，其中，進(jìn)行了通過(guò)減小電極軸的截面面積來(lái)減小在其周?chē)晌⑿】障兜膰L試。
關(guān)于這種形成于電極軸周?chē)目障?，例如，?qǐng)參照特開(kāi)平3-201357號(hào)公報(bào)。并且，如后面所述，可以參照在本發(fā)明的實(shí)施例的說(shuō)明中的圖4。
另一方面，用于投影儀裝置的短弧型超高壓放電燈，其發(fā)光管內(nèi)的容積極小，為80mm3左右，但點(diǎn)亮燈時(shí)，其內(nèi)部的氣壓為15MPa以上，管壁負(fù)荷值在0.8W/mm2以上，其熱條件極其苛刻，從而在放電燈點(diǎn)亮的過(guò)程中，為了防止失透(發(fā)光管變得不透明)，必須采取充分的散熱措施，以防止放電容器的高溫化。
作為散熱的措施，可以考慮從放電容器的外部吹冷卻風(fēng)，但除此之外的方法，利用電極(電極軸)的傳熱作用進(jìn)行散熱也是十分重要的因素。
如果只考慮通過(guò)熱傳導(dǎo)對(duì)放電空間的熱量進(jìn)行散熱的話，電極軸較粗(即截面面積大)時(shí)散熱效果好。
綜合上面所述的內(nèi)容，在放電容器內(nèi)點(diǎn)亮燈時(shí)的氣體壓力非常高(例如，15Mpa以上)、發(fā)光管內(nèi)的容積在80mm3以下、管壁負(fù)荷0.8W/mm2以上這種熱條件極為苛刻的投影儀用短弧型超高壓水銀燈中，第一，由于在點(diǎn)亮燈時(shí)的封入氣壓高，在側(cè)管部會(huì)發(fā)生和發(fā)展通常的放電燈(點(diǎn)亮燈時(shí)氣體壓力為幾個(gè)大氣壓～幾十個(gè)大氣壓左右)中不會(huì)產(chǎn)生的龜裂，因此，優(yōu)選地通過(guò)縮小電極軸的直徑來(lái)縮小成為龜裂的產(chǎn)生原因的微小空隙。
第二，由于點(diǎn)亮燈時(shí)放電管的熱條件極為苛刻，從而有必要迅速地將放電空間的高溫散熱，因此，利用電極軸的傳熱作用是很重要的，其具體結(jié)構(gòu)，最好是將電極軸加粗。
解決這一課題的方案，例如，在特開(kāi)平10-289690號(hào)中進(jìn)行過(guò)描述。
在該公開(kāi)的公報(bào)中描述了一種結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)為比起電極軸直徑保持放電電弧的部分來(lái)說(shuō)，在電極軸與玻璃熔敷的部分的電極軸的直徑小，隨著從保持放電電弧的部分向與玻璃熔敷部分的靠近，電極軸的直徑分階段地變細(xì)或者連續(xù)地變細(xì)。
這種結(jié)構(gòu)定性地說(shuō)應(yīng)該能夠同時(shí)解決上述兩個(gè)課題，但該公開(kāi)公報(bào)所描述的放電燈，以其內(nèi)部氣壓在0.1MPa以上非常低的放電燈為對(duì)象，對(duì)于作為本申請(qǐng)的發(fā)明的短弧型放電燈例如這種具有15MPa以上的大到兩位數(shù)的內(nèi)部壓力的放電燈并不一定能夠完全達(dá)到預(yù)期的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的課題，是提供一種在以極高的水銀蒸氣壓點(diǎn)亮的超高壓水銀燈中，具有十分高的耐壓力的性能的結(jié)構(gòu)。
為解決上述課題，根據(jù)本發(fā)明的方案1所述的短弧型超高壓水銀燈，其特征為，它由其內(nèi)部對(duì)向地配置以鎢為主要成分的一對(duì)電極且封入0.15mg/mm3以上的水銀的發(fā)光管部以及沿其兩側(cè)延伸的、將電極的一部分封接且將電極與金屬箔焊接起來(lái)的側(cè)管部構(gòu)成，在前述電極與前述金屬箔之間，用截面面積小于前述電極的截面面積的另外的金屬構(gòu)件將兩者進(jìn)行電連接。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方案2所述的短弧型超高壓水銀燈，其特征為，前述金屬構(gòu)件為φ0.1～0.5mm。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明的方案3所述的短弧型超高壓水銀燈，其特征為，前述電極的側(cè)面及端面，在前述側(cè)管部?jī)?nèi)與作為構(gòu)成該側(cè)管部的材料的石英玻璃之間形成微小的空間。
此外，根據(jù)本發(fā)明的方案4所述的短弧型超高壓水銀燈，在內(nèi)部對(duì)向地配置一對(duì)以鎢為主要成分的電極、且封入0.15mg/mm3以上的水銀的發(fā)光管部以及沿其兩側(cè)延伸的內(nèi)部有金屬箔的側(cè)管部構(gòu)成的短弧型超高壓放電燈中，其特征為，前述電極在與前述側(cè)管部對(duì)向的部分與構(gòu)成所述側(cè)管部的材料形成微小的空隙，并且，由與所述構(gòu)成材料對(duì)向的部分的大直徑部以及與前述金屬箔焊接的部分的小直徑部構(gòu)成。
進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明的方案5所述的短弧型超高壓水銀燈，其特征為，電極的大直徑部為φ0.6～1.5mm，小直徑部為φ0.1～0.5mm。
由于根據(jù)本發(fā)明的方案1至3所述的短弧型超高壓放電燈使用小直徑的金屬構(gòu)件構(gòu)成與金屬箔接合的部分，所以可以很好地抑制在該接合部分處龜裂的發(fā)生及發(fā)展。這是因?yàn)樵趥?cè)管部?jī)?nèi)與金屬箔的焊接中，不像現(xiàn)有技術(shù)中將電極軸與金屬箔焊接起來(lái)那樣，而是在兩者之間配置作為另外構(gòu)件的金屬構(gòu)件，通過(guò)將該金屬構(gòu)件的外徑縮小到φ0.1～0.5mm的水平，可以抑制在該接合部分發(fā)生龜裂。
另一方面，本發(fā)明的短弧型高壓放電燈在點(diǎn)亮?xí)r內(nèi)部氣壓為15MPa，發(fā)光管內(nèi)容積80mm3左右，管壁負(fù)荷在0.8W/mm2以上，熱條件極為嚴(yán)格，但通過(guò)電極從放電空間一直延伸到大小基本上相同的側(cè)管部構(gòu)成，充分發(fā)揮電極軸的傳熱作用，可以很好地將放電空間內(nèi)的高溫從側(cè)管部散熱。
即，為了散熱，電極軸以很粗的直徑一直延伸到側(cè)管部，與此同時(shí)，為了防止發(fā)生空隙，僅在與金屬箔的接合處使用另外的金屬構(gòu)件。同時(shí)，電極軸將放電空間的高溫以熱傳導(dǎo)的方式散發(fā)到側(cè)管部，該側(cè)管部從電極軸外周面通過(guò)石英玻璃進(jìn)行散熱。
根據(jù)本發(fā)明的方案4，5所述的短弧型超高壓放電燈，在電極與側(cè)管部對(duì)向的部分，作成大直徑部延伸。借此，該電極(電極軸)將放電空間的高溫以傳導(dǎo)熱方式散發(fā)到側(cè)管部，該側(cè)管部，可以從電極軸外周面通過(guò)構(gòu)成側(cè)管部的材料，例如石英玻璃進(jìn)行良好的散熱。
同時(shí)，在電極前端與金屬箔焊接的部分處，由于電極直徑小，可以縮小電極與金屬箔焊接時(shí)生成的不可避免的空隙，借此可以提高側(cè)管部的耐壓性。
此外，如果用數(shù)值表示的話，大直徑部為φ0.6～1.5mm，小直徑部為φ0.1～0.5mm。
電極(電極軸)與側(cè)管部對(duì)向的部分，電極表面與構(gòu)成側(cè)管部的材料之間有微小的空隙。借此，可以防止該側(cè)管部在封接工藝中進(jìn)行高溫加熱之后，在其溫度緩慢下降的階段因構(gòu)成電極的材料與構(gòu)成側(cè)管部的材料的熱膨脹率的不同而引起相對(duì)伸縮量的差異，從而可以很好地抑制由此造成的在接觸部分產(chǎn)生的龜裂。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的局部圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的局部圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的局部圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的效果的說(shuō)明圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的另外一個(gè)實(shí)施例。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的總體圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的陽(yáng)極的放大圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的金屬箔焊接部分的放大圖。


圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的陰極的放大圖。
放電燈10具有利用由石英玻璃構(gòu)成的放電容器11形成的大致為球形的放電空間部12，在該放電空間12內(nèi)，相互對(duì)向地配置陰極13和陽(yáng)極14。此外，形成從放電空間部12的兩端延伸的各個(gè)封接部15，在這些封接部15內(nèi)，例如利用夾緊密封氣密地埋設(shè)一般用鉬構(gòu)成的導(dǎo)電用金屬箔16，在前端分別具有陰極13和陽(yáng)極14的電極棒17的基端部，配置在該導(dǎo)電用金屬箔16的一個(gè)端部上的狀態(tài)下，通過(guò)焊接進(jìn)行電連接的同時(shí)，在該金屬箔的另一端部上焊接有突出到外部的引線桿18。
此外，將陰極13，陽(yáng)極14以及電極軸17統(tǒng)稱為“電極”，它以鎢為主要成分構(gòu)成。
在各個(gè)電極軸17的位于金屬箔側(cè)的端部上，設(shè)置與電極軸17不同的金屬構(gòu)件20。
該金屬構(gòu)件20如后面將要描述的，由鉬或以鉬為主要成分的材料構(gòu)成，金屬構(gòu)件20的截面面積小于電極軸17的截面面積，并且在電極軸17與金屬箔16之間，在供電作用的意義上起著橋接的作用，將兩者進(jìn)行電連接。
此外，金屬構(gòu)件20，通過(guò)使用導(dǎo)熱性比構(gòu)成電極的材料更好的材料，在封接部制作工藝過(guò)程中可提高密封性能。
在放電空間部12內(nèi)，封入水銀，稀有氣體以及鹵素氣體。
為了獲得必要的可見(jiàn)光波長(zhǎng)，例如，波長(zhǎng)為360nm～780nm的發(fā)射光，封入0.15mg/mm3以上的水銀。該封入量根據(jù)溫度條件的不同而不同，但在點(diǎn)亮燈時(shí)會(huì)變成15MPa以上的極高的蒸氣壓。
此外，通過(guò)封入更多的水銀(例如，0.20，0.25，0.30mg/mm3)，可以制成點(diǎn)亮?xí)r水銀蒸氣壓在20MPa以上，30MPa以上的高水銀蒸氣壓的放電燈，水銀蒸氣壓越高越可以實(shí)現(xiàn)適合于投影儀裝置使用的光源。
作為稀有氣體，例如封入約13KPa的氬氣，目的是為了改善點(diǎn)亮燈時(shí)的起動(dòng)功能。
鹵素，以溴、氯、碘等與水銀及其它金屬的化合物的形式封入，鹵素的封入量，例如可以從10-6～10-2μmo1/mm2的范圍內(nèi)選擇，其作用是防止放電容器的白濁化，延長(zhǎng)其使用壽命，但對(duì)于像本發(fā)明放電燈這種極為小型的具有高的內(nèi)壓的放電燈，封入這種鹵素，也會(huì)對(duì)防止放電容器的破損及防止失透的現(xiàn)象有一定的影響。
此外，放電燈的管壁負(fù)荷在0.8W/mm2以上。這是由于在放電容器內(nèi)封入大量的水銀，這些水銀在燈點(diǎn)亮?xí)r因充分汽化達(dá)到熱條件造成的。
此外，放電燈的容積較小，在80mm3以下。這是由于對(duì)應(yīng)于液晶投影儀裝置的小型化要求放電燈本身盡可能小的緣故。
作為這種放電燈的數(shù)值的例子，例如，發(fā)光部的最大外徑為9.5mm，電極間距離為1.5mm，發(fā)光管內(nèi)容積75mm3，管壁負(fù)荷1.5W/mm3，額定電壓80V，額定功率150W。
這樣，在前述投影儀裝置或架空投影機(jī)之類的演示用儀器中裝載這種放電燈，可提供顯色性良好的放射光。
圖2是表示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的在放電燈的電極與金屬箔之間設(shè)置橋接件的陽(yáng)極基部部分的放大圖，(a)～(f)作為例子，介紹其具體的形式。此外，在(b)圖以下省略了石英玻璃。
(a)在電極軸17的端部設(shè)置另外的金屬構(gòu)件20a。該金屬構(gòu)件20a由金屬絲構(gòu)成。并且，金屬絲的一個(gè)端部在電極軸的側(cè)面上卷繞幾圈，其另一端部與金屬箔焊接在一起。
(b)金屬構(gòu)件20b不是金屬絲，而是由中間彎折的棒狀構(gòu)件制成。該金屬構(gòu)件20b的一端點(diǎn)焊在電極軸的側(cè)面上，其另一端同樣與金屬箔點(diǎn)焊焊接。
(c)金屬構(gòu)件20c由直的棒狀構(gòu)件制成。金屬構(gòu)件20c的一端插入固定在設(shè)于電極軸的中心的孔內(nèi)，金屬構(gòu)件20c的另一端焊接在金屬箔16上。
(d)金屬構(gòu)件20d由絲構(gòu)成，將導(dǎo)電絲20d貫穿設(shè)在電極軸17上的貫通孔170，將導(dǎo)電絲20d的兩端分別焊接在金屬箔16上。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，可以用上述(a)～(c)中金屬構(gòu)件的一半的截面面積構(gòu)成金屬構(gòu)件，通過(guò)設(shè)置兩個(gè)這種金屬構(gòu)件使總的截面面積相同。
(e)金屬構(gòu)件20e由導(dǎo)電彈簧(線圈)部分20e1和棒狀導(dǎo)電構(gòu)件部分20e2構(gòu)成，導(dǎo)電彈簧部分20e1由卷繞在電極軸上的部分和卷繞在棒狀導(dǎo)電構(gòu)件20e2上的部分構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)利用導(dǎo)電彈簧20e借助其彈性力保持在電極軸17上，并借助彈性力保持導(dǎo)電構(gòu)件20e2。同時(shí)，導(dǎo)電構(gòu)件20e2的另一端焊接在金屬箔16上。
(f)金屬構(gòu)件20f是直的棒狀構(gòu)件，金屬構(gòu)件20f的一端與通過(guò)切削形成在電極軸上的平面部焊接，其另一端與金屬箔16焊接。
(g)金屬構(gòu)件20g是直的棒狀構(gòu)件，該金屬構(gòu)件20g與電極軸17對(duì)接焊接。
這里，電極軸17為φ0.6～1.5mm，而金屬構(gòu)件20為φ0.1～0.5mm。
作為具體的數(shù)值的例子，陽(yáng)極14為φ1.8mm，長(zhǎng)度3.34mm，陽(yáng)極14的前端圓錐部分，其前端角為70°，電極軸17為φ1.0mm，長(zhǎng)度為3.5mm，金屬構(gòu)件20為φ0.14mm，長(zhǎng)度為1.8mm。
此外，為了方便起見(jiàn)，圖2所表示的電極軸17比陽(yáng)極14短，但在實(shí)際上電極軸17稍微長(zhǎng)些，而且必須在電極軸17的外周上形成由石英玻璃構(gòu)成的側(cè)管部。這是因?yàn)閺碾姌O軸的外周面通過(guò)石英玻璃散熱是非常重要的。
圖3是表示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的超高壓放電燈的陰極基部的放大圖。與圖2不同，圖3中省略了金屬箔。
在陰極13的電極軸17a的端部上接合有其外徑小于電極軸外徑的金屬構(gòu)件17b，金屬構(gòu)件17b的另一端連接在圖中未表示出的金屬箔上。金屬構(gòu)件17b，可以采用圖2所示的全部結(jié)構(gòu)，但在該實(shí)施例中列舉了相當(dāng)于圖2(f)的結(jié)構(gòu)。
如果列舉數(shù)值的例子的話，電極軸17a為φ0.6～1.5mm，金屬構(gòu)件17b為φ0.1～0.5mm。此外，關(guān)于陰極，與陽(yáng)極不同，電極與電極軸沒(méi)有區(qū)別，將兩者作為一個(gè)整體稱之為電極，但也可以區(qū)別開(kāi)稱作電極軸，此外，也可以和陽(yáng)極一樣，采用在前端設(shè)置大直徑的電極頭的結(jié)構(gòu)。
此外，卷繞在陰極前端上的線圈是為了改善點(diǎn)燈時(shí)的起動(dòng)性能。
作為陰極結(jié)構(gòu)的具體例子，陰極13，其電極軸17a為φ0.8mm，長(zhǎng)8.0mm(從前端起的距離)，金屬構(gòu)件17b為φ0.14mm，長(zhǎng)度1.8mm。
圖4表示金屬構(gòu)件20與金屬箔16的接合部分的放大圖，但在這種接合部分上必然會(huì)形成空隙D。當(dāng)放電空氣內(nèi)的高氣壓加在該空隙D上時(shí)，當(dāng)然會(huì)導(dǎo)致龜裂的生成和發(fā)展。
同時(shí)，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，這種空隙D受到金屬構(gòu)件20的外徑的很大的影響。即，空隙D不會(huì)大于金屬構(gòu)件的截面面積，因此，縮小金屬構(gòu)件20，當(dāng)然空隙D也會(huì)縮小。
圖5是在上述實(shí)施例中所示的放電燈中，在僅改變?cè)摻饘贅?gòu)件20的外徑時(shí)，所測(cè)定的與加在該空隙D上的壓力的關(guān)系，縱軸表示外加在空隙上的氣體壓力，橫軸表示金屬構(gòu)件的外徑。
金屬構(gòu)件20與金屬箔的接合結(jié)構(gòu)為圖2(f)所示的結(jié)構(gòu)，放電燈的尺寸為文中所示，封入水銀量為0.15mg/mm3。
由圖中可以看出，當(dāng)金屬構(gòu)件的外徑為φ1.0mm時(shí)，外加壓力約為80MPa，φ0.7mm時(shí)外加壓力約為48MPa，φ0.5mm時(shí)外加壓力約為42MPa，φ0.3mm時(shí)外加壓力約為36MPa。由于電極軸為φ1.0mm，故金屬構(gòu)件的外徑φ1.0mm意味著與其具有相同的外徑，也就意味著沒(méi)有利用根據(jù)本發(fā)明的另外的金屬構(gòu)件進(jìn)行接合的結(jié)構(gòu)。
同時(shí)，如可以從圖5所示的結(jié)果看出的，通過(guò)設(shè)置直徑比電極軸小的金屬構(gòu)件，可以大大地減小外加在該空隙上的壓力，特別是已證明，當(dāng)金屬構(gòu)件在φ0.5mm以下時(shí)，該壓力變得非常小。
此外，由于金屬構(gòu)件20通常為圓形截面，所以，在上述實(shí)驗(yàn)中以金屬構(gòu)件的外徑值作為主要因素進(jìn)行了測(cè)定，不言而喻，從本質(zhì)上講，金屬構(gòu)件20的截面面積對(duì)于接合時(shí)所產(chǎn)生的空隙的大小有很大的影響。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的短弧型高壓放電燈的另外的實(shí)施例，是表示陽(yáng)極基部的放大圖。
這種結(jié)構(gòu)的特征為，在電極軸17的外表面上具有空隙B。設(shè)置這種空隙的原因是，在內(nèi)部封入0.15mg/mm3這種極高水銀蒸氣壓的放電燈中，可以很好地防止電極軸與石英之間產(chǎn)生龜裂。
另外，由于空隙的大小例如在3～10μm左右，所以具有足夠的從電極軸表面散熱的效果。
同時(shí)，除具有空隙B之外，與上述實(shí)施例一樣，金屬構(gòu)件20在電極軸17與金屬箔16之間起著橋接的作用。
此外，關(guān)于這種空隙結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱本申請(qǐng)人以前提出的申請(qǐng)，特愿2000-168798號(hào)。
下面介紹根據(jù)本發(fā)明的短弧型放電燈的數(shù)值例。
側(cè)管部外徑6.0mm燈全長(zhǎng)65.0mm側(cè)管長(zhǎng)度25.0mm發(fā)光管的內(nèi)容積0.08立方厘米電極間距離2.0mm額定照明電壓200W額定照明電流2.5A封入水銀量0.15mg/mm3稀有氣體氬氣13KPa如上面所說(shuō)明的，根據(jù)本發(fā)明的方案1至3所述的短弧型超高壓水銀燈，在點(diǎn)亮?xí)r內(nèi)部氣壓為超過(guò)15MPa的超高壓，其熱條件極其苛刻，但由于在電極軸與金屬箔接合時(shí)，將金屬構(gòu)件跨接在兩者之間，所以，第一，在點(diǎn)亮?xí)r，即使放電容器內(nèi)的氣壓極高也可以很好地防止在該封接部處發(fā)生龜裂。第二，在點(diǎn)亮?xí)r的熱條件極為嚴(yán)苛，但在放電空間內(nèi)產(chǎn)生的高溫可以經(jīng)過(guò)電極軸的傳熱很好地散熱。
下面對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈進(jìn)行說(shuō)明。
圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的短弧型超高壓放電燈的總體結(jié)構(gòu)圖。
在該圖中，與圖1所示的相同的部件賦予相同的標(biāo)號(hào)。如后面將要描述的，陰極13，陽(yáng)極14與側(cè)管部15之間形成微小的間隙，在圖7中，由于所表示的是燈的總體結(jié)構(gòu)，省略了所述間隙。
此外，圖8(a)(b)是表示根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的放電燈的陽(yáng)極的放大圖。
電極14由放電空間的大直徑部14a與金屬箔側(cè)的小直徑部14b構(gòu)成。它們是利用一個(gè)整體材料加工形成的。
其中，在小直徑部14b處與金屬箔16接合。此外，大直徑部14a的表面與由石英玻璃構(gòu)成的側(cè)管部15的內(nèi)表面形成微小的空隙A。
圖8(a)所示為電極14以階梯狀形成大直徑部14a和小直徑部14b，(b)所示為與大直徑部14a連續(xù)的小直徑部14b逐漸縮徑形成錐形。
作為數(shù)值的例子，大直徑部14a為φ0.6～1.5mm，小直徑部14b為φ0.1～0.5mm。
如上所述，由于電極軸的大直徑部與側(cè)管部的內(nèi)表面對(duì)向地延伸，所以，該電極軸將放電空間的高溫以傳導(dǎo)熱方式傳到側(cè)管部，可以從電極軸外周面通過(guò)構(gòu)成側(cè)管部的材料例如石英來(lái)很好地散熱。
同時(shí)，由于電極軸的小直徑部與金屬箔焊接接合，所以可以縮小電極與金屬箔焊接時(shí)不可避免地產(chǎn)生的空隙，從而可以提高側(cè)管部的耐壓性。
圖9表示金屬箔16與電極軸14b接合時(shí)不可避免地產(chǎn)生的空隙C。從圖中可以看出，電極軸的外徑越小空隙C越小。
圖10是表示本發(fā)明的超高壓放電燈的陰極的放大圖。與圖8不同，在圖10中省略了金屬箔和石英玻璃。
陰極13也由大直徑部13a和小直徑部13b構(gòu)成，大直徑部13a從發(fā)光空間部延伸到側(cè)管部。因此，將發(fā)光管部的高溫以傳導(dǎo)熱的方式加以引導(dǎo)，可從側(cè)管部散熱。
此外，在小直徑部13b處與金屬箔接合，與陽(yáng)極一樣，可以縮小接合所產(chǎn)生的不可避免的空隙。
此外，關(guān)于陰極，與陽(yáng)極不同，未區(qū)分電極與電極軸，把兩者成一整體地統(tǒng)稱為電極，但也可以將電極軸區(qū)別開(kāi)來(lái)稱呼，此外，和陽(yáng)極一樣，也可以在前端設(shè)置大直徑電極頭。
此外，卷繞在陰極前端的線圈13c是為了改善點(diǎn)亮燈時(shí)的起動(dòng)特性。
此外，再回到圖8，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的超高壓水銀燈，在電極軸與側(cè)管部?jī)?nèi)表面之間有微小的空隙A。該空隙A是根據(jù)不會(huì)因構(gòu)成電極的材料與構(gòu)成側(cè)管部的材料的膨脹系數(shù)不同對(duì)電極加以限制而使之能夠沿軸向方向自由伸縮決定的，在電極由鎢制成，側(cè)管部由石英玻璃制成的情況下，空隙A的寬度在6～16μm的范圍內(nèi)選擇，空隙A在電極長(zhǎng)度方向存在3～5mm。
通過(guò)形成這種空隙A，可以很好地防止因電極與石英玻璃的相對(duì)移動(dòng)引起的龜裂。此外，在圖中，以夸大的方式表示出空隙A。
此外，從發(fā)揮發(fā)明的作用和效果的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選地在陰極和陽(yáng)極兩個(gè)電極處均設(shè)置空隙A，但也不排除只在其中的一個(gè)電極上設(shè)置空隙的實(shí)施形式。
最后，介紹根據(jù)本發(fā)明的短弧型放電燈的數(shù)值。
側(cè)管部外徑6.0mm燈全長(zhǎng)65.0mm側(cè)管長(zhǎng)度25.0mm發(fā)光管的內(nèi)容積0.08立方厘米電極間距離2.0mm額定照明電壓200W額定照明電流2.5A封入水銀量0.15mg/mm3稀有氣體氬氣13KPa如上面所說(shuō)明的，根據(jù)本發(fā)明的方案4，5所述的短弧型超高壓水銀燈，電極具有大直徑部和小直徑部，由于大直徑部在與側(cè)管部對(duì)向的部分延伸，所以放電空間的高溫以傳導(dǎo)熱的方式散發(fā)到側(cè)管部，在側(cè)管部可以從電極軸外周面通過(guò)構(gòu)成側(cè)管部的材料例如石英玻璃很好地散熱。
此外，在電極前端與金屬箔的焊接部分，由于電極是小直徑的，可以縮小電極與金屬箔焊接時(shí)所產(chǎn)生的不可避免的空隙，從而可以提高側(cè)管部的耐壓性。
電極(電極軸)與側(cè)管部的對(duì)向部分，在電極表面與構(gòu)成側(cè)管部的材料之間具有微小的間隙，借此，該側(cè)管部在封接工序中高溫加熱后，在其溫度逐漸下降的階段，可以防止因構(gòu)成電極的材料與構(gòu)成側(cè)管部的材料的熱膨脹率的差異造成相對(duì)伸縮量不同，從而可以很好地抑制由此造成的在接觸部分產(chǎn)生龜裂。
符號(hào)說(shuō)明10放電燈11發(fā)光管部12發(fā)光空間13陰極14陽(yáng)極15側(cè)管部16金屬箔17電極軸18外部引線20金屬構(gòu)件
權(quán)利要求
1.一種短弧型超高壓放電燈，在其內(nèi)部對(duì)向地配置一對(duì)以鎢為主要成分的電極、且封入0.15mg/mm3以上的水銀的發(fā)光管部以及向其兩側(cè)延伸、內(nèi)部具有金屬箔的側(cè)管部構(gòu)成的短弧型超高壓放電燈中，其特征為，在所述電極與所述金屬箔之間，具有截面面積比所述電極的截面面積小的其它的金屬構(gòu)件，將所述電極與所述金屬箔進(jìn)行電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的短弧型超高壓放電燈，其特征為，所述金屬構(gòu)件為φ0.1～0.5mm。
3.如權(quán)利要求1所述的短弧型超高壓放電燈，其特征為，所述電極的側(cè)面及端面在所述側(cè)管部與作為構(gòu)成該側(cè)管部的材料的石英玻璃之間形成微小的間隙。
4.一種短弧型超高壓放電燈，在其內(nèi)部對(duì)向地配置一對(duì)以鎢為主要成分的電極、且封入0.15mg/mm3以上的水銀的發(fā)光管部以及向其兩側(cè)延伸、內(nèi)部具有金屬箔的側(cè)管部構(gòu)成的短弧型超高壓放電燈中，其特征為，所述電極配置成在與所述側(cè)管部對(duì)向的部分與構(gòu)成該側(cè)管部的材料形成微小的空間，且由與構(gòu)成該側(cè)管部的材料對(duì)向部分的大直徑部及與所述金屬箔接合部分的小直徑部構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的短弧型超高壓放電燈，其特征為，所述電極的大直徑部為φ0.6～1.5mm，小直徑部為φ0.1～0.5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種短弧型超高壓放電燈，所述放電燈能提供很高的耐壓性，其包括在內(nèi)部對(duì)向地配置一對(duì)以鎢為主要成分的電極、且封入0.15mg/mm
文檔編號(hào)H01J61/84GK1407592SQ0214297
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月13日
發(fā)明者神崎義隆, 熊田豐彥, 小宮正伸, 宮宇地浩二 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社