CN101329981A - 放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放电灯，该放电灯可防止放电灯阳极的散热用槽部边缘引起的灯部件损伤。在从阳极(10)的前端面到主体面之间形成两段或三段锥面。锥面相对轴的倾斜角度从前端面起第二段的最小，第三段的最大。直到第二段锥面区间为止设置有放射状的多个槽部。由于槽部未到达阳极(10)的主体面，所以在主体面上没有槽部的边缘。在放电灯(1)的组装工序中，即使主体面与灯部件接触，槽部的边缘也不会损伤灯部件。槽部用于抑制弧的摇动，并且以散热效果可抑制阳极的消耗而防止灯产生黑化，延长放电灯的使用寿命，该槽部在组装工序中也能成为安全的部分。

Description

放电灯

技术领域

本发明涉及照射紫外线的短弧型等放电灯，特别涉及在放电灯的电极前端锥部设有散热用放射状槽的电极结构。

背景技术

以往，在形成半导体的布线图案时，将短弧型等放电灯用作照射紫外线的光源。这种放电灯，阳极经由电极棒被石英制的密封管保持在放电空间内，在使阳极向上或向下的状态下，垂直点灯来使用。点亮放电灯时，从阴极发送来的电子与阳极冲撞变成高热状态，阴极蒸发而消耗。当电极消耗时，由于热对流，放电灯的内壁产生黑化，特别是从发光管中央部起上部侧的内管壁产生黑化。为了防止这种情况发生，在阴极或阳极的前端部设置放射状槽，以提高散热效果。另外，放电气体沿着放射状槽流动，防止弧摇动。下面举出几个与之相关的现有技术的例子。

专利文献1中公开的“放电灯用电极”，长时间有效地发挥着电子放出物质的功能。如图4(a)所示，在阴极的前端部形成特定的槽。以增大有助于电子放射的电极前端部的有效表面面积。充分地扩展了电子放出物质的表面。专利文献2中公开的“放电灯”，可防止放电灯的照射光的摇动。如图4(b)所示，在封入有稀有气体的密封体中，对置配置有阴极和阳极。在阴极的前端部，设有沿轴向以放射状延伸的槽。借助于该槽，可消除弧发生位置处的涡流，所以不会出现因涡流引起的弧紊乱，从而防止了照射光的摇动。

专利文献3中公开的“短弧型高压放电灯”，改善了来自电极的热辐射特性，有效地降低了电极的温度，抑制了放射光的摇动。如图4(c)所示，在电极的前端设有锥部。在阳极的锥部上形成相对于阳极轴成90°以下的槽。专利文献4中公开的“放电灯用阳电极”，为提高冷却效果而在电极上以精细加工形成的翅片，在搬运时或制造时不会缺损或折曲。如图4(d)所示，在主体的表面上形成的微细槽满足：深度D为阳电极的直径的12％以内，深度D与间距P的关系为D/P≥2。

专利文献1：日本实开平02-082872号公报

专利文献2：日本特许第3327350号公报(特开平06-267502号公报)

专利文献3：日本特许第3846282号公报(特开2003-157794号公报)

专利文献4：日本特许第3838110号公报(特开2003-223865号公报)

可是，在现有放电灯的电极方面存在以下问题。仅仅通过微细槽则散热效果不充分，阳极消耗导致放电灯内产生黑化。通过用钻石刀具进行切削加工来在电极的前端部设置沿轴向以放射状延伸的矩形槽时，在进行了切削的轨迹上会产生毛刺。由于这种毛刺是很锐利的，所以槽的角部会变成刀具状或锯齿状(起毛刺、倒鳞)或锉刀状。如果如上所述槽的角部很锋利，在灯的制造过程中，就有可能损坏灯结构部件。

例如，在放电灯的密封工序中，在向密封管内插入电极时，电极与密封管的开口部接触时，就有可能使密封管破裂。另外，在密封管内一边移动电极一边使电极旋转时，会刮到密封管的内表面，细玻璃碎片作为异物进入灯内。另外，与发光管的内表面相接触时，有可能损伤发光管内表面。如果在如上所述那样损伤发光管内表面的状态下点灯时，灯会以该损伤部位为起点破裂。

在利用卡合部保持阳极的情况下，当利用卡合部夹持阳极时，槽的角部会将卡合部刮掉，在阳极上就附着有卡合部的碎片，有可能将该卡合部的碎片作为异物带入放电灯内。在其他工序中，由于电极前端锐利，所以即使只是移动电极，也会刮到制造设备和夹具的表面。进一步，由变成锯齿状的部分卷入异物等，就会将其作为异物带入放电灯内。由于在放电灯内带入有不纯物，从而缩短了灯的寿命。

特别是，随着近年来放电灯的大功率化，电极非常重，因此接触时的冲击能量变大。由于电极变重，从而冲击能量变大，所以必须慎重地进行将电极配设到发光管中希望位置上的作业，作业效率显著地恶化。为了使槽的角部锐利的部分平滑，要进行去毛刺(倒角)。在槽的个数多的情况下，其加工显著地繁杂，导致制造效率恶化。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有的问题，抑制弧的摇动，并防止阳极散热用的槽部所引起的灯部件的损伤。

为了解决上述问题，本发明的放电灯在发光管内对置设置第一电极和第二电极，该第一电极具有圆柱状主体部和圆锥台状前端部，该第二电极在其与第一电极之间进行放电，该放电灯在前端部包括：进行放电的前端面；外径比主体部的外径小的侧面部；以及从前端面沿着侧面部延伸但不到达主体部的放射状的多个槽部，槽部的延长线既不与主体部相交，也不与前端部相交。

前端部由具有前端面的第一圆锥台以及将第一圆锥台与主体部连起来的第二圆锥台构成，第一圆锥台与第二圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大。或者，前端部由具有前端面的第一圆锥台、与第一圆锥台相连的第二圆锥台以及将第二圆锥台与主体部连起来的第三圆锥台构成，第一圆锥台与第二圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大，第二圆锥台与第三圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大。或者，前端部由具有前端面的第一圆锥台、与第一圆锥台相连的第二圆锥台以及将第二圆锥台与主体部连起来的第三圆锥台构成，第一圆锥台及第三圆锥台与第二圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大。

或者，前端部是通过将球、旋转椭圆体或旋转抛物面切成圆锥台状的形状形成的。或者，前端部是通过将球、旋转椭圆体或旋转抛物面切成圆锥台状并将与主体部相连的部分扩大而成的钟形形状形成的。进一步，在前端部的侧面部，以圆周状设置有微细槽。

通过采用上述结构，提高了阳极的散热效果，即使设置了抑制弧摇动的槽部，也能防止因槽部的边缘造成的放电灯结构部件或灯制造设备的损坏，防止将不纯物带入放电灯内。

附图说明

图1是使用本发明实施例的阳极的放电灯的外观图。

图2是本发明实施例的阳极的放大图。

图3是本发明实施例的阳极另一例子的放大图。

图4是表示现有技术的放电灯的电极结构的概念图。

符号说明

1：放电灯，2：发光部，3：密封管部，4：灯头，5：外部导棒，6：金属箔，7：内部导棒，9：阴极，10、110：阳极，11、111：前端部，12、112：主体部，13、113：后端部，14：电极保持孔，21、121：前端面，22、122：第一锥部，23、123：第二锥部，24、124：第三锥部，25、125：主体面，26、126：后端侧锥部，27、127：后端面，28、128：锥形终端部，31、131：槽部，32、132：槽底面，33、133：槽侧面，34、134：槽缘部，35、135：槽端部。

具体实施方式

下面，参照图1～图3详细说明实施本发明的最佳方式。

[实施例]

本发明的实施例采用的阳极是：在从前端面到锥部区间的范围内，以槽部的延长线既不与主体部相交也不与前端部相交的方式，在比主体部细的前端部的侧面设置放射状的多个槽部。

图1是使用本发明实施例的阳极的放电灯的外观图，是表示电极形状的概念图。在图1中，放电灯1是在内部的电极间进行放电的灯。发光部2是通过电极间的放电进行发光的部分，是将电极密封而形成放电空间的玻璃部件。密封管部3是将灯泡气密地密封的部分。灯头4是用于机械式保持灯并进行供电的部件。放电灯1通过灯头4固定在光源装置上。在密封管部3上固定有灯头4。外部导棒5是从灯头经由金属箔向电极供电的部件。金属箔6是将内部导棒与外部导棒电连接的部件。内部导棒7是支持电极并进行供电的部件。密封管部3通过导电性金属箔6将内部导棒7与外部导棒5连接并进行气密地密封。阴极9是负极侧电极。阳极10是正极侧电极。在阳极10的前端部上，以放射状设置有多个槽部。阳极10与阴极9对置配置在发光部2中。

将近似于圆锥台形状的电极前端部简单地称作锥部或锥面。该电极前端部包括呈如下形状的样式：如图1(b)所示，将球面的一部分切去而形成近似于圆锥台的形状；如图1(c)所示，将旋转抛物面的一部分切去而形成近似于圆锥台的形状；如图1(d)所示，将旋转椭圆体的一部分切去而形成近似于圆锥台的形状；或如图1(e)所示，形成为钟形的形状。另外，将第一锥部与第二锥部统称为锥部。前端面可以是平面的圆板状，也可以是近似于圆板的曲面。

图2是阳极的放大图，图2(A)是阳极的侧面侧的外观图，图2(B)是阳极的前端侧的外观图，图2(C)是沿图2(A)的C-C线的剖面图。在图2(A)、(B)、(C)中，前端部11是电极的前端侧的圆锥台状部分。主体部12是与前端部11相连的部分，是电极的圆柱状部分。后端部13是与主体部12相连的部分，是电极的后端侧的圆锥台部分。前端面21是圆柱状电极的前表面，是在与阴极9之间进行放电的面。第一锥部22是与前端面21相连的圆锥台部分。第二锥部23是与第一锥部相连的圆锥台部分。

主体面25是圆柱状电极的侧面。后端面27是圆柱状电极的底面。后端侧锥部26是作为与后端面27相连的圆锥台部分。锥形终端部28是构成主体面的前端面侧终端的圆周部分。电极保持孔14是设置在后端面27上的孔。槽部31是在从前端部的前端面到第二锥部区间的范围内设置的具有矩形剖面的槽。槽底面32是矩形槽的底部的面。槽侧面33是矩形槽的侧面。槽缘部34处在平行于电极轴的面内，是锥部或前端面与槽部的边界(即边缘)的角部分。槽端部35具有与电极轴不相交的正交关系，是前端面及第二锥部与槽部的边界的轴侧的角部分。D₁是圆柱状电极的外径。D₂是由多个槽端部构成的最大直径。θ₁是第一锥部的顶角(是轴与母线所成角度的2倍)。θ₂为第二锥部的顶角。

如图2(A)、(B)、(C)所示，阳极10是近似于圆柱的形状。在前端部11上设有前端面21、第一锥部22、第二锥部23及槽部31。在主体部12上设有主体面25。在后端部13上设有后端侧锥部26、后端面27及电极保持孔14。槽部31的表面，由沿着第一锥部22表面设置的槽底面32和沿着该槽底面设置在两侧且垂直于槽底面的槽侧面33构成。槽端部35是前端面或第二锥部与槽底面相交的角部分。槽缘部34是前端面或锥部与槽侧面相交的角部分，并且从前端面到第二锥部的范围内连续地形成。槽缘部34的两端与形成在前端面及第二锥部上的槽端部35相连。这样，槽部31处于由与槽底面相接的槽端部35和与槽侧面相接的槽缘部34围起来的状态。

在锥部，设第一锥部的顶角为θ₁、第二锥部的顶角为θ₂时，满足0＜θ₂＜θ₁。换句话说，最靠近前端面的圆锥台，与其后的圆锥台相比，成为侧面相对于轴的角度大的锥部。沿着第一锥部22的锥面设置槽部31的槽底面32时，在前端面21与第二锥部23的锥面上形成槽端部35。利用槽部31的槽底面32，将前端面21与第二锥部23的锥面连在一起。进一步，设圆柱状电极的外径为D₁、由形成在第二锥部上的多个槽端部构成的最大直径为D₂时，满足D₁＞D₂。换句话说，主体部12的外径大于槽部31的最大外径。槽端部35与槽缘部34没有形成在越过锥形终端部28的主体面25侧。在与主体面25相同的面上，不形成槽端部35和槽缘部34。

虽然以放射状设置有四个槽部，但是，为了提高散热性，也可以以放射状设置四十个左右的多个槽。虽然形成为矩形槽，但是，也可以做成V字形槽或U字形槽等。进一步，除了前端部的槽部之外，通过在前端部或主体部上沿着电极圆周方向设置微细槽，可扩大电极的表面面积，提高散热效果。

图3是阳极的另一例子的放大图，图3(A)是阳极的侧面侧的外观图，图3(B)是阳极的前端侧的外观图，图3(C)是沿图3(A)的C-C线的剖面图。在图3(A)、(B)、(C)中，阳极110是正极侧电极。前端部111是电极的前端侧的圆锥台部分。前端面121是圆柱状电极的上表面，是在与阴极之间进行放电的面。

第一锥部122是与前端面121相连的炮弹形部分。第二锥部123是与第一锥部122相连的圆锥台部分。第三锥部124是将第二锥部123与主体面25连起来的圆锥台部分。槽部131是在从前端部的前端面到第二锥部区间的范围内设置的槽。槽缘部134处在平行于电极轴的面内，是锥部或前端面与槽部的边界(即边缘)的角部分。槽端部135具有与电极轴不相交的正交关系，是前端面及第二锥部与槽部的边界的轴侧的角部分。

三个锥面可以是圆锥台，也可以是将球或旋转抛物面或旋转椭圆体或炮弹形状的一部分切去而形成近似于圆锥台的形状，还可以是如图1(e)所示的、将三个圆锥台用光滑的曲面连起来且主体部侧扩大的钟形。如图3(A)、(B)、(C)所示，将多个槽部131从前端部111的前端面121向第二锥部123以放射状设置。

第二锥部也可以是其顶角θ₂为0的圆柱状。这样，设第一锥部的顶角为θ₁、第二锥部的顶角为θ₂时，满足0≤θ₂＜θ₁。直到这样的第二锥部区间为止设置槽部。与第二锥部123的锥面平行地设置槽部131的槽底面132。在前端面121与第二锥部124的锥面上形成槽端部135。

进一步，为了调整放电灯内的气体从前端面向主体面的流动，需要使槽部从前端面向第二锥部敞开。将第三锥部形成为不会遮断放电灯的气流。这样，槽底面132的延长面不与第三锥部相交。进一步，为了使气流在第二锥部与第三锥部的边界处不发生紊乱，将第二锥部的顶角与第三锥部的顶角之差缩小。根据这些理由，设第三锥部的顶角为θ₃时，满足0≤θ₂＜θ₃≤θ₁。

接下来，参照图2，说明阳极的制作方法。与以往技术同样地，在圆锥状的前端部，从前端面到主体面以放射状设置多个槽部之后，利用车床削出第二锥部，由此可进行制造。作为其他方法，在预先削出第二锥部后的电极的前端部，从前端面到第二锥部以放射状设置多个槽部，这样也可以进行制造。利用这些方法制作的槽部，特别是槽端部或槽缘部是锐利的。

接下来，参照图3，说明另一例子的阳极的制作方法。在炮弹形前端部，从前端面到主体面的范围内以放射状刻出多个槽部之后，利用车床削出第二锥部及第二锥部，由此可进行制造。作为再一方法，在预先削出有第二锥部与第二锥部的电极的前端部，从前端面到第二锥部以放射状刻出多个槽部，这样也能进行制造。

下面，说明阳极的槽部的功能。即使设置了增加锥面的表面面积、降低阳极的前端部的温度、抑制电极的蒸发、防止灯黑化、延长灯寿命用的槽部，由于槽部的形状采用了上述的形状，所以可防止灯部件的损坏。换句话说，槽端部与槽缘部，由于没有形成在越过锥形终端部的主体面侧，所以，可防止槽缘部或槽端部对构成灯的其他部件等造成损坏，并能防止对构成灯的其他部件等进行切削，防止将不纯物带入灯的内部。

进一步，不论将槽部设置为直到前端部区间什么位置，由于从前端面朝向第二锥部的槽部是朝向主体面的方向敞开的，所以可调整从前端面朝向主体面的放电气体的流动，从而弧不会产生紊乱。

下面，说明将槽部设置为直到第三锥部的阳极。在这种情况下，满足0＜θ₃＜θ₂＜θ₁。换句话说，变成三段凸形的锥部。将槽部设置直到该第三锥部区间。沿着第二锥部123的锥面，设置槽部131的槽底面132。在前端面121与第三锥部124的锥面上，形成槽端部135。利用槽部131的槽底面132，将前端面121与第三锥部124的锥面连起来。该阳极的功能与图2所示的阳极的功能相同。

如上述，在本发明的实施例中构成了如下所述的阳极：在从前端面到锥部区间的范围内，以使槽部的延长线既不与主体部相交也不与前端部相交的方式，在比主体部细的前端部的侧面设置放射状的多个槽部，因此可防止槽部的边缘引起的灯结构部件的损坏。

产业上的可利用性

本发明的放电灯最适合作为电极的温度上升得少、寿命长的紫外线照射用放电灯。

Claims (7)

1.一种放电灯，该放电灯在发光管内对置设置第一电极和第二电极，该第一电极具有圆柱状主体部和圆锥台状前端部，该第二电极在其与第一电极之间进行放电，其特征在于，

所述前端部包括：进行放电的前端面；外径比所述主体部的外径小的侧面部；以及从所述前端面沿着所述侧面部延伸但不到达所述主体部的放射状的多个槽部，

所述槽部的延长线既不与所述主体部相交，也不与所述前端部相交。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

所述前端部由具有所述前端面的第一圆锥台以及将所述第一圆锥台与所述主体部连起来的第二圆锥台构成，

所述第一圆锥台与所述第二圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大。

3.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

所述前端部由具有所述前端面的第一圆锥台、与所述第一圆锥台相连的第二圆锥台以及将所述第二圆锥台与所述主体部连起来的第三圆锥台构成，

所述第一圆锥台与所述第二圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大，所述第二圆锥台与所述第三圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大。

4.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

所述前端部由具有所述前端面的第一圆锥台、与所述第一圆锥台相连的第二圆锥台以及将所述第二圆锥台与所述主体部连起来的第三圆锥台构成，

所述第一圆锥台及所述第三圆锥台与所述第二圆锥台相比，侧面部相对于轴的角度更大。

5.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

所述前端部是通过将球、旋转椭圆体或旋转抛物面切成圆锥台状的形状形成的。

6.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

所述前端部是通过将球、旋转椭圆体或旋转抛物面切成圆锥台状并将与所述主体部相连的部分扩大而成的钟形形状形成的。

7.根据权利要求2～6中任一项所述的放电灯，其特征在于，

在所述前端部的侧面部，以圆周状设置有微细槽。

Images