[0050] 如上所述，放电灯10是短弧型放电灯，且是低电压大电流型放电灯，密封管外径 比较小。因此，在灯点亮中，由金属箱27整体产生的热影响到从内侧、外侧金属环25的外周 面附近向密封管60作用的热应力。与密封管外径大的放电灯相比，这种热的影响非常大。 此外，在减小密封管外径的情况下，难以采用双层密封结构来增大密封部强度。
[0051] 在金属箱27中流过的电流的电流密度越大，金属箱27的温度越上升，热量越大， 然而电流密度根据金属箱27的厚度而变化。因而，若为了防止因熔敷不足引起的箱剥落而 使金属箱27过薄，则热应力变大而有可能产生裂纹。因此，在本实施方式中，将与电流密度 相关的金属箱27的厚度确定为规定的厚度以上。
[0052] 如图3和图4所示，关于从外侧金属环25的外周面向密封管60的内表面作用的热 应力σ (Pa)，在将密封管60的外表面温度设为T (°C )、将稳定点亮中的电流值设为I㈧、 将金属箱27的片数设为n、将金属箱的宽度设为w(mrn)、将金属箱的厚度设为d(mm)时，以 使以下式子成立的方式确定金属箱的厚度d(mm)、金属箱的宽度w(mrn)和金属箱27的片数 n〇
[0053] σ = 7· 54X 105T - 6X107 · · · · (I)
[0054] T = I. 92 (I/nwd) +98. 9 · · · · (2)
[0055] σ ^ I. 20 X IO8 · · · · (3)
[0056] 式⑴示出密封管外表面温度T与热应力〇存在比例关系（参照图3)。其中，成 为图2所示的密封管点PT处的表面温度。并且，式（2)示出密封管外表面温度T与电流密 度（I/nwd)存在比例关系（参照图4)。通过利用热电偶等实际测量密封管外表面温度并通 过仿真来测量热应力，之后明确了式（1)和（2)。
[0057] 并且，式（3)是根据实验等凭经验导出的式子，若确定了电流值I，则能够以满足 上述式（3)的方式确定金属箱27的配置片数η、宽度w、厚度d。内侧金属环23也存在同样 的关系。
[0058] 不过，对于金属箱27的配置片数和宽度，一般来说成为与现有的短弧型放电灯相 同的规格的情况较多，并且，受制造工序中的限制和要求，自由度较小。因此，实际上通过调 整金属箱27的厚度来防止产生裂纹。具体而言，成为比以往厚的金属箱。不过，若过厚则 引起箱剥落，因此确定为〇. Imm以下。
[0059] 另外，若密封管60与发光管12或灯头80B的温度差过大，则玻璃的热变形变大， 容易产生裂纹。因此，以达到满足以下式子的密封管外表面温度的方式确定额定功率和密 封管直径等。
[0060] 150 ^ T ^ 800 · · · · (4)
[0061] 通过使密封管外表面温度T为150°以上，抑制因与发光管的温度差导致的热变 形，通过使密封管外表面温度T为800°以下，抑制因与灯头部的温度差导致的热变形。
[0062] 并且，对于密封管外径L比较小的短弧型放电灯，优选采用满足上述式子的密封 结构，在此，适用具有满足以下式子的密封管外径L的放电灯。例如，在电流值为200A时， 外形L被确定为40mm以下。
[0063] I/L 彡 5 · · · · (5)
[0064] 对于密封管外径L比较小的短弧型放电灯，当为了提高抗裂性而采取双层密封结 构时，导致金属箱的片数和宽度变得非常小，因此，必须使金属箱变得非常厚，导致箱剥落 的危险增加。即，在满足式（5)的放电灯中，要求以满足式（1)、（2)和（3)的方式确定密封 箱的厚度。
[0065] 像这样，根据本实施方式，在密封管外径小、额定功率大（3kW以上）且通过低电压 下的点亮而流过大电流（130mmA以上）的短弧型放电灯中，以满足上述式（1)~（3)的方 式确定金属箱的厚度。
[0066] 另外，对于金属环、玻璃部件，也能够形成为除此之外的结构、形状。
[0067] 实施例
[0068] 下面，对实施例的放电灯进行说明。在此，改变金属箱的厚度并查看是否产生裂 纹。
[0069] 在实施例的短弧型放电灯中，确定为：密封管外径为27mm，密封管厚度为3. 5mm， 圆柱状外侧玻璃部件的外径为20mm，金属箱的片数为5mm，宽度为10mm。并确定为：额定功 率为4. 5kW，电流值为155mA。
[0070] 并且，设金属箱的厚度为0· 06mm、0. 05mm，进行1000个小时的灯持续点亮，借助 热电偶对温度进行测量，另一方面，通过计算机的仿真来计算热应力，并且查看是否产生裂 纹。其结果是，如下表1所示。
[0071] 【表1】
[0072]
[0073] 如表1所示，在3. 5kW和4. 5kW时，热应力都达到I. 20X10sPa以下，在金属箱的 厚度为〇. 〇6mm和0. 05mm这两者时都没有产生裂纹。
[0074] 另一方面，作为比较例，对金属箱的厚度为0. 033_的放电灯进行同样的实验，计 算热应力并查看是否产生裂纹。不过，改变点亮条件来进行实验。
[0075] 其结果是，在热应力变得大于I. 20X IO8Pa时，产生了裂纹。像这样，可以明确，通 过使金属箱的厚度为比以往适当的厚度，在不采用双层密封结构、密封管外径小且在低电 压下流过大电流的短弧型放电灯中，不会产生裂纹。
[0076] 关于本发明，能够在不脱离由所附权利要求定义的本发明的意图和范围的情况下 进行各种变更、置换和替代。此外，在本发明中，并不限定于说明书所记载的特定实施方式 的工艺、装置、制造、结构物、手段、方法和步骤。对于本领域技术人员来说，根据本发明的公 开，能够想到导出实质上起到与在此记载的实施方式所起的功能同样的功能、或者实质上 起到同等的作用和效果的装置、手段和方法。因而，旨在将所附权利要求书包含在这样的装 置、手段和方法中。
[0077] 本申请是以日本申请（特愿2013-084929号、2013年4月15日申请）为基础申请 主张优先权的申请，包含基础申请的说明书、附图和权利要求的公开内容通过参考的方式 被引入整个本申请中。
[0078] 标号说明
[0079] 10放电灯
[0080] 17B电极支撑棒
[0081] 19B导棒（电连接棒）
[0082] 23内侧金属环（环状部件）
[0083] 25外侧金属环（环状部件）
[0084] 26外侧玻璃部件（玻璃部件）
[0085] 27金属箱
[0086] 60密封管
【主权项】
1. 一种短弧型放电灯，其特征在于，该短弧型放电灯具有： 电极支撑棒，其设置于与发光管一体地形成的密封管内，对所述发光管内的电极进行 支撑； 电连接棒，其与外部电源电连接； 玻璃部件，其插入有所述电极支撑棒和所述电连接棒，并熔敷于所述密封管； 多个带状金属箱，它们沿着所述玻璃部件的外表面延伸；以及 一对环状部件，它们将所述带状金属箱与所述电极支撑棒及所述电连接棒电连接， 额定功率为3kW以上，稳定点亮中的电流值为130A以上，所述发光管内的封入水银量 为7mg/cc以下， 以满足以下式子的方式确定所述带状金属箱的厚度， 〇= 7, 54X 105T - 6X107 T = L 92(I/nwd)+98. 9 〇 彡 I. 20X108 其中，〇 (Pa)为从所述环状部件的外表面向所述密封管的内表面作用的热应力， T(°C)为所述密封管的外表面温度，I (A)为稳定点亮中的电流值，n为所述带状金属箱的片 数，w(mm)为所述带状金属箱的宽度，d(mm)为所述带状金属箱的厚度。2. 根据权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于， 以满足以下式子的方式确定灯稳定点亮中的所述密封管的外表面温度， 150. T 彡 800。3. 根据权利要求1或2所述的短弧型放电灯，其特征在于， 以满足以下式子的方式确定所述密封管的外径L(mm)， I/L ^ 5〇4. 一种短弧型放电灯，其特征在于，该短弧型放电灯具有： 电极支撑棒，其设置于与发光管一体地形成的密封管内，对所述发光管内的电极进行 支撑； 电连接棒，其与外部电源电连接； 玻璃部件，其插入有所述电极支撑棒和所述电连接棒，并熔敷于所述密封管； 多个带状金属箱，它们沿着所述玻璃部件的外表面延伸；以及 环状部件，其将所述带状金属箱与所述电连接棒电连接， 以满足以下式子的方式确定所述带状金属箱的厚度， 0^1. 20 X IO8 其中，〇 (Pa)为从至少一个所述环状部件的外表面向所述密封管的内表面作用的热应 力。
【专利摘要】提供在灯点亮中抑制密封管产生裂纹的放电灯。短弧型放电灯具有：电极支撑棒，其设置于与发光管一体地形成的密封管内，对所述发光管内的电极进行支撑；电连接棒，其与外部电源电连接；玻璃部件，其插入有所述电极支撑棒和所述电连接棒，并熔敷于所述密封管；多个带状金属箔，它们沿着所述玻璃部件的外表面延伸；以及一对环状部件，它们将所述带状金属箔与所述电极支撑棒及所述电连接棒电连接。并且，额定功率为3kW以上，稳定点亮中的电流值为130A以上，所述发光管内的封入水银量为7mg/cc以下，以满足以下式子的方式确定所述带状金属箔的厚度。σ＝7.54×105T－6×107T＝1.92(I/nwd)+98.9σ≤1.20×108。
【IPC分类】H01J61/36
【公开号】CN105122423
【申请号】CN201480021153
【发明人】冈井稔, 细木裕介, 林武弘
【申请人】株式会社Orc制作所
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2014年4月11日
【公告号】WO2014170734A1