專利名稱：高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明概略地講涉及高壓放電燈，更具體地講，涉及高壓放電燈的電極及密封部周圍構(gòu)造的可罪性提聞。
背景技術(shù)：
通常被用作投影儀用光源的超高壓水銀燈具有發(fā)光管，具有發(fā)光部和夾持該發(fā)光部的一對(duì)密封部；一對(duì)金屬箔，分別被埋設(shè)在密封部中；一對(duì)電極，一端被突出配置在發(fā)光部?jī)?nèi)，另一端被埋設(shè)在密封部中并分別與金屬箔接合；以及一對(duì)導(dǎo)線，分別與金屬箔連接，用于給電極供電。并且，通過(guò)提高點(diǎn)亮?xí)r的發(fā)光部?jī)?nèi)的水銀蒸汽壓力，實(shí)現(xiàn)高亮度。
在此，提出了用于防止起因于密封部、尤其是起因于電極與金屬箔的接合部周圍的強(qiáng)度不足的故障的各種對(duì)策。專利文獻(xiàn)I公開(kāi)了通過(guò)選擇電極的材質(zhì)或者在電極上卷繞線圈，調(diào)整電極周圍的應(yīng)力，減輕密封部的負(fù)荷并防止其破損。專利文獻(xiàn)2公開(kāi)了通過(guò)在電極上卷繞金屬箔，緩解電極與密封部的石英玻璃的熱膨脹之差，防止起因于該熱膨脹之差的密封部的故障。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利第3493194號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2009 - 043701號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，根據(jù)專利文獻(xiàn)I或2的結(jié)構(gòu)，需要從通用的電極材料中變更電極材料、追加新的部件即線圈、或者使得金屬箔的結(jié)構(gòu)變復(fù)雜。在這種情況下，不僅要追加該材料，而且由于生產(chǎn)步驟的增加而導(dǎo)致成本上升，因而不是理想的方式。本發(fā)明的課題是提供一種可靠性較高的高壓放電燈，能夠防止起因于密封部、尤其是起因于電極與金屬箔的接合部周圍的強(qiáng)度不足的故障，而且不需要諸如上述成本增加。用于解決課題的手段本發(fā)明的第一方面是一種高壓放電燈，具有發(fā)光管，具有發(fā)光部和夾持發(fā)光部的第I及第2密封部；第I及第2金屬箔，分別被埋設(shè)在第I及第2密封部中；第I及第2電極，一端被突出配置在發(fā)光部?jī)?nèi)，另一端分別埋設(shè)在第I及第2密封部中并與第I及第2金屬箔接合；以及副鏡，覆蓋發(fā)光管的第2電極側(cè)的至少一部分，根據(jù)第2電極的突出部分與埋設(shè)部分的邊界部、和第2金屬箔的發(fā)光部側(cè)端部之間定義的第2電極的埋入長(zhǎng)度L(mm)，以及第2電極與第2金屬箔的接合部的溫度T(°C )，被設(shè)為1. 8彡L彡2. 8、而且T彡970。本發(fā)明的第二方面是一種高壓放電燈，具有發(fā)光管，具有發(fā)光部和密封部；金屬箔，被埋設(shè)在密封部中；以及電極，一端被突出配置在發(fā)光部?jī)?nèi)部，另一端被埋設(shè)在密封部中并與金屬箔接合，根據(jù)電極的突出部分與埋設(shè)部分的邊界部、和金屬箔的發(fā)光部側(cè)端部之間定義的電極的埋入長(zhǎng)度L (mm)，以及電極與金屬箔的接合部的溫度T (°C)，被設(shè)為1. 8彡L彡2. 8、而且T彡970。在上述第一及第二方面中，優(yōu)選設(shè)為2. 0 < L < 2. 8，更優(yōu)選設(shè)為L(zhǎng) = 2. 8。


圖1A是本發(fā)明的高壓放電燈的圖。圖1B是將圖1A的主要部分放大的圖。圖2A是說(shuō)明剝離現(xiàn)象的圖。 圖2B是說(shuō)明剝離現(xiàn)象的圖。 圖2C是說(shuō)明剝離現(xiàn)象的圖。圖2D是說(shuō)明剝離現(xiàn)象的圖。圖3是說(shuō)明耐壓試驗(yàn)的圖。
具體實(shí)施例方式圖1A表示本發(fā)明的高壓放電燈(下面稱為“燈”)。簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)與普通的燈相同，但是各個(gè)部件的定位尺寸被改進(jìn)。燈I具有發(fā)光管2，具有發(fā)光部3和夾持發(fā)光部3的一對(duì)密封部4 ;一對(duì)金屬箔6,分別被埋設(shè)在密封部4中；一對(duì)電極5,—端被突出配置在發(fā)光部3內(nèi)部,另一端被埋設(shè)在密封部4中并分別與金屬箔6接合；以及一對(duì)導(dǎo)線7，分別與金屬箔6連接，用于給電極5供電。另外，關(guān)于在本發(fā)明中所說(shuō)的“接合”，在下述實(shí)施例中是采用焊接，但也包含基于焊接以外的方式(例如嵌合形狀等)的接合。也可以利用粘接劑9將副鏡8粘接于發(fā)光部2，該副鏡8在從圖中的右側(cè)的金屬箔6到發(fā)光部3的范圍中覆蓋發(fā)光部2。副鏡8與發(fā)光部3保持固定間隔地進(jìn)行配置，并利用無(wú)機(jī)質(zhì)膠合劑等固定材料(粘接劑9)固定于密封部4。各個(gè)電極包括電極芯棒、構(gòu)成前端的放電部的前端熔融部、和線圈部。根據(jù)電極5的突出部分與埋設(shè)部分的邊界部和金屬箔6的發(fā)光部側(cè)端部之間，定義電極5的埋入長(zhǎng)度L (_)。另外，考慮到尺寸公差，在本說(shuō)明書中將埋入長(zhǎng)度L的數(shù)值的有效數(shù)字設(shè)為兩位。即，例如在L = 2. 8時(shí)，假設(shè)L取2. 75以上且小于2. 85的數(shù)值?？墒?，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的密封部的故障進(jìn)行分析得知，在電極與金屬箔的焊接部附近，在構(gòu)成發(fā)光管的石英玻璃和金屬箔之間產(chǎn)生剝離現(xiàn)象(箔浮起)，這種剝離隨著燈點(diǎn)亮?xí)r間經(jīng)過(guò)而發(fā)展直至于密封部破損。發(fā)生這種剝離現(xiàn)象的原因在于，由于焊接部附近的溫度上升而造成的熱沖擊、以及由于點(diǎn)亮中的水銀蒸汽壓力的上升而形成的應(yīng)力這些苛刻條件相重合。并且，如上所述，在副鏡被設(shè)置在密封部的情況下，由于焊接部附近的溫度上升而促進(jìn)熱沖擊。并且，發(fā)光部的水銀蒸汽壓力通常是150 200氣壓，但在將來(lái)200 300氣壓以上的發(fā)光部得到實(shí)際應(yīng)用的情況下，需要進(jìn)一步提高耐壓強(qiáng)度(機(jī)械強(qiáng)度)。另外，剝離現(xiàn)象是指構(gòu)成密封部的石英玻璃與金屬箔之間的本來(lái)密接的部分剝離。通常，在電極芯棒的截面為圓形的情況下，石英玻璃未到達(dá)電極芯棒與金屬箔的接合部，在此處產(chǎn)生間隙，但在本說(shuō)明書中不將這種間隙包含在剝離現(xiàn)象中。圖2A 圖2D是說(shuō)明剝離現(xiàn)象的圖。在圖中，芯棒截面為圓形的電極15接合于金屬箔16。圖2A是表示通常狀態(tài)的圖，存在如上所述的間隙A。以后，若由于上述溫度及內(nèi)壓上升的原因，產(chǎn)生如圖2B所示的剝離B，則隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)，如圖2C、圖2D所示，剝離B擴(kuò)大發(fā)展。在此，通過(guò)將埋入長(zhǎng)度L設(shè)定在合適的范圍內(nèi)，確保密封部的耐壓強(qiáng)度。具體地講，在埋入長(zhǎng)度L比合適值短時(shí)，發(fā)光部?jī)?nèi)的壓力容易通過(guò)電極芯棒作用于金屬箔(尤其是焊接部)，導(dǎo)致容易產(chǎn)生剝離。并且，焊接部容易受到發(fā)光部的溫度上升的影響而容易產(chǎn)生剝離。另一方面，在埋入長(zhǎng)度L比合適值長(zhǎng)時(shí)，在電極芯棒周圍的密封部容易產(chǎn)生裂紋，燈容易產(chǎn)生不同于剝離的其它形式的故障。< 實(shí)驗(yàn) 1>在本實(shí)驗(yàn)中，調(diào)查了變更埋入長(zhǎng)度L并且連續(xù)點(diǎn)亮達(dá)1000小時(shí)的情況下的故障發(fā)生率。所使用的燈的各個(gè)部分的尺寸如下所述(參照?qǐng)D1A)。發(fā)光部3由高純度的石英玻璃構(gòu)成，其外徑da約為10. 3mm、內(nèi)徑di約為4. 75mm、壁厚dw約為2. 7mm、內(nèi)部容量為0. 086cc。電極5的電極芯棒直徑d為0. 45mm,在前端部卷繞有線圈，并進(jìn)行前端熔融來(lái)確保前端部的容量。通過(guò)時(shí)效處理(aging)在前端部形成突起，使兩個(gè)電極的間隔de達(dá)到1.0 + 0. 1mm。密封部4的外徑ds約為小6臟。并且，按照?qǐng)D1A和圖1B所示將副鏡8安裝于燈。發(fā)光物質(zhì)使用水銀，將約280mg/cc的水銀、20kPa的稀有氣體(例如氬氣)、及少量的鹵素封入到發(fā)光部3中。在該示例中假定是超高壓水銀燈，但本發(fā)明也能夠適用于采用其它封入物質(zhì)的放電燈。另外，該示例中的燈接通功率為230W。在實(shí)驗(yàn)中，改變電極長(zhǎng)度、焊接裕度(welding margin)(參照?qǐng)D1B)、埋入長(zhǎng)度L,對(duì)于每個(gè)經(jīng)過(guò)時(shí)間確認(rèn)有無(wú)故障。表I表示本實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，電極長(zhǎng)度是指前端部的熔融加工前的電極的總長(zhǎng)，焊接裕度是指電極的后端側(cè)與金屬箔重合的焊接部的長(zhǎng)度。另外，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，電極長(zhǎng)度和焊接裕度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有直接影響。換言之，電極長(zhǎng)度和焊接裕度是為了調(diào)節(jié)埋入長(zhǎng)度而適當(dāng)設(shè)定的參數(shù)。但是，關(guān)于焊接裕度，考慮到確保焊接強(qiáng)度等，優(yōu)選設(shè)為1. 0 2. 0mm。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈，具有發(fā)光管，具有發(fā)光部和夾持該發(fā)光部的第I及第2密封部；第I及第2金屬箔，分別被埋設(shè)在所述第I及第2密封部中；第I及第2電極，一端被突出配置在所述發(fā)光部?jī)?nèi)，另一端分別埋設(shè)在所述第I及第2 密封部中并與所述第I及第2金屬箔接合；以及副鏡，覆蓋所述發(fā)光管的所述第2電極側(cè)的至少一部分，根據(jù)所述第2電極的突出部分與埋設(shè)部分的邊界部、和所述第2金屬箔的發(fā)光部側(cè)端部之間定義的該第2電極的埋入長(zhǎng)度L (mm),以及該第2電極與該第2金屬箔的接合部的溫度T (°C)，被設(shè)為1.8≤L≤2.8、而且TS 970。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，進(jìn)一步設(shè)為2.O < L < 2. 8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓放電燈，進(jìn)一步設(shè)為L(zhǎng)= 2. 8。
4.一種高壓放電燈，具有發(fā)光管，具有發(fā)光部和密封部；金屬箔，被埋設(shè)在所述密封部中；以及電極，一端被突出配置在所述發(fā)光部?jī)?nèi)部，另一端被埋設(shè)在所述密封部中并與所述金屬箔接合，根據(jù)所述電極的突出部分與埋設(shè)部分的邊界部、和所述金屬箔的發(fā)光部側(cè)端部之間定義的該電極的埋入長(zhǎng)度L (mm)，以及該電極與該金屬箔的接合部的溫度T (°C)，被設(shè)為1.8 ≤ L≤ 2.8、而且 TS 970。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓放電燈，進(jìn)一步設(shè)為2.O < L < 2. 8。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓放電燈，進(jìn)一步設(shè)為L(zhǎng)= 2. 8。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可靠性較高的高壓放電燈，能夠防止起因于密封部、尤其是起因于電極與金屬箔的接合部周圍的強(qiáng)度不足的故障。高壓放電燈具有具有發(fā)光部(3)和密封部(4)的發(fā)光管(1)；被埋設(shè)在密封部(4)中的金屬箔(6)；以及電極(5)，一端被突出配置在發(fā)光部?jī)?nèi)部，另一端被埋設(shè)在密封部(4)中并與金屬箔(6)接合，關(guān)于根據(jù)電極(5)的突出部分與埋設(shè)部分的邊界部、和金屬箔(6)的發(fā)光部側(cè)端部之間定義的電極(5)的埋入長(zhǎng)度L(mm)，以及電極(5)與金屬箔(6)的接合部的溫度T(℃)，被設(shè)為1.8≤L≤2.8、而且T≤970。
文檔編號(hào)H01J61/86GK103026454SQ20118003666
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者松本泰久, 吉澤敏雄, 大野篤史 申請(qǐng)人:巖崎電氣株式會(huì)社