CN207852614U - 放电灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种放电灯，其能够抑制从电极轴的线圈产生的放电与放电空间的内表面接触。实施方式的放电灯具备：发光管，其具有密封放电空间的密封部；电极轴，其支承于密封部；筒状部件，其保持电极轴的端部，并且所述筒状部件设置在密封部；线圈，其缠绕于电极轴上。筒状部件的放电空间侧的端面与放电空间的内表面一致，或者，筒状部件的放电空间侧的端面从放电空间的内表面朝向放电空间内突出，缠绕于电极轴上的线圈的密封部侧的一端与放电空间的内表面相距1.5mm以上。

Description

放电灯

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种放电灯。

背景技术

例如，在半导体的曝光工序、UV(ultraviolet/紫外线固化型)油墨或UV涂料的干燥工序、树脂的固化工序等中，为了利用紫外线发生光化学反应，使用长弧型放电灯作为发出紫外线的光源。

这种长弧型紫外线灯包括：在发光管的两端部设置有电极并且在发光管的内部封入有例如惰性气体及水银的水银灯、除了水银之外还密封有其他金属及卤族元素的金属卤化物灯。

专利文献1：日本特开2012-84244号公报

然而，在长弧型放电灯(尤其，金属卤化物灯)中，点灯开始时，从电极的线圈有时产生电弧放电(以下称为放电)。此时，若发光管的内表面与线圈之间的距离较近，则从线圈产生的放电会与发光管的内表面接触，会导致发光管的温度过度上升。

并且，在点亮或关闭放电灯时或对光量进行调光时，电极的线圈外周面上的电弧斑点的位置会发生变化，因此，与放电接触或与放电靠近的发光管的温度会反复升降，因而在发光管的玻璃材料内部产生变形。起因于基于这种热过程而在发光管产生的变形(拉伸应力)，发光管可能会产生裂纹泄漏，有可能会导致放电灯的寿命缩短。

发明内容

对此，本实用新型的目的在于提供一种能够抑制从电极轴的线圈产生的放电与放电空间的内表面接触的放电灯。

实施方式所涉及的放电灯具备：发光管，其具有密封放电空间的密封部；电极轴，其支承于所述密封部；筒状部件，其保持所述电极轴的端部，并且所述筒状部件设置在所述密封部；线圈，其缠绕于所述电极轴上，其中，所述筒状部件的所述放电空间侧的端面与所述放电空间的内表面一致，或者，所述筒状部件的所述放电空间侧的端面从所述放电空间的内表面朝向所述放电空间内突出，缠绕于所述电极轴上的所述线圈的所述密封部侧的一端与所述放电空间的内表面相距1.5mm以上。

根据本实用新型，能够抑制从电极轴的线圈产生的放电与放电空间的内表面接触。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的放电灯的示意图。

图2是表示实施方式所涉及的放电灯中的密封部附近的剖视图。

图3是示意地表示实施方式所涉及的放电灯的从线圈产生的放电的剖视图。

图4是表示实施方式所涉及的放电灯的保持管的突出量与黑化发生率之间的关系的图。

图中：5-放电灯、6-发光管、6a-放电空间、6b-内表面、8-电极轴、9-线圈、11-密封部、15-保持管(筒状部件)、15a-端面、ID-内径、OD-外径、P-突出量、S-间隔距离。

具体实施方式

以下说明的实施方式所涉及的放电灯5具备：发光管6、电极轴8、筒状部件(保持管15)、线圈9。发光管6具有密封部11。密封部11密封放电空间6a。电极轴8支承于密封部11。筒状部件(保持管15)保持电极轴8的端部。筒状部件(保持管15)设置于密封部11。线圈9缠绕于电极轴8上。筒状部件(保持管15)的放电空间6a侧的端面15a与放电空间6a的内表面6b一致，或者，筒状部件(保持管15)的放电空间6a侧的端面15a从放电空间6a的内表面6b朝向放电空间6a内突出。缠绕于电极轴8的线圈9的密封部11侧的一端与放电空间6a的内表面6b相距1.5mm以上。

并且，在以下说明的实施方式所涉及的放电灯5中，若将筒状部件(保持管15)的内径设为ID、将筒状部件(保持管15)的外径设为OD，则其比率(ID/OD)设为0.25以上且0.68以下。

并且，以下说明的实施方式所涉及的放电灯5的筒状部件(保持管15)沿电极轴8的轴向从放电空间6a的内表面6b向放电空间6a内突出的突出量P设为1mm以上且5mm以下。

(实施方式)

以下，参照附图对实施方式所涉及的长弧型放电灯(以下简称为“放电灯”)进行说明。图1是表示实施方式所涉及的放电灯5的示意图。如图1所示，实施方式的放电灯5例如安装于紫外线照射装置1所具备的安装部3，并且用于向被照射物照射紫外线。安装部3具有用于保持放电灯5的一对保持部件4，由一对保持部件4保持放电灯5所具有的后述的一对灯头部件13。

(放电灯的结构)

本实施方式所涉及的放电灯5为长弧型水银灯或长弧型金属卤化物灯，即所谓的高强度气体放电灯(HID：High Intensity Discharge lamp)。如图1所示，放电灯5具备发光管6、灯头部件13及连接线14。

发光管6由具有透光性的石英玻璃形成为圆筒状，在其内部具有放电空间6a。在放电空间6a的内部例如封入有氩气、蒸气压较高的水银，除此之外还封入有铁、锡、碘等的金属卤化物。发光管6例如形成为如下：电极间距离为1600mm，放电灯5的总长度为1740mm，放电空间6a的内径为φ24mm左右，外径为φ27.65mm左右。作为封入于放电空间6a中的金属的一例，封入有354mg的Hg、70mg的HgI₂、9mg的Fe、5mg的Sn。并且，在放电空间6a内还封入有10Torr的氩气。

如图1所示，在发光管6的放电空间6a的两端设有一对电极7。图2是表示实施方式所涉及的放电灯5中的密封部附近的剖视图。如图2所示，电极7具有电极轴8及线圈9。电极轴8的一端部侧朝向放电空间6a侧，电极轴8的一端部设置于放电空间6a。电极轴8的另一端部通过焊接与金属箔10接合。线圈9缠绕于电极轴8的一端部的外周面上，线圈9整体配置在放电空间6a内。电极轴8及线圈9由以镀钍钨为主要成分的金属材料制成。作为电极轴8，使用轴径为φ1.5mm至φ3.0mm左右的电极轴8。若电极轴8的轴径小于φ1.5mm，则长时间点亮放电灯时电极轴8会磨损严重，因而不优选。

如图2所示，电极轴8的另一端部被筒状部件(保持管15)保持。保持管15例如由石英玻璃形成为圆筒状。在保持管15的内周部保持有电极轴8的金属箔10侧的另一端部。保持管15例如形成为如下：外径为φ6mm、内径为φ2.7mm、长度为7mm。在本实施方式中，保持管15保持轴径为φ2mm的电极轴8。关于本实施方式的主要部分(即，线圈9及保持管15)的位置，将在下文阐述。

如图1及图2所示，在发光管6的两端部形成有密封放电空间6a的密封部11。密封部11是使发光管6的两端部热收缩(缩径)从而进行密封的(即，通过所谓的收缩密封形成的)圆柱形的收缩密封部。密封部11与保持电极轴8的保持管15热熔。在密封部11被密封的状态下，电极轴8以并未与保持管15完全融合的方式被固定。并且，如图2所示，密封部11在与放电空间6a相邻的位置上具有用于密封保持管15的外周侧的筒状部11A，筒状部11A例如形成为如下：外径为φ11.5mm左右、内径为φ6.9mm左右。

如图2所示，在密封部11的内部埋入有金属箔10，在密封部11的内部密封有保持电极轴8的另一端部的保持管15、金属箔10及引线(导线)12的一端部。金属箔10例如由钼形成为矩形。并且，在金属箔10的另一端部，通过焊接接合有引线12的一端部的外周面。

并且，与金属箔10接合的引线12的另一端部从密封部11引出。并且，如图1所示，在密封部11的外周部设置有圆筒状的灯头部件13。灯头部件13通过粘接剂接合在发光管6的密封部11上。

连接线14配置在发光管6的外部，其一端部与从密封部11引出的引线12的另一端部连接。连接线14的一端部与引线12的另一端部例如经由连接部(未图示)相连接，该连接部例如是通过焊接而形成的。而且，在放电灯5安装于紫外线照射装置1的安装部3的情况下，由设置于安装部3的一对保持部件4保持灯头部件13，连接线14连接于电源部(未图示)。另外，从电源部供给至放电灯5的电压设为1830V，电流设为15.1A左右。

(线圈及保持管的位置)

以下，对本实施方式的主要部分(即，线圈9及保持管15)的位置进行说明。如图2所示，缠绕于被保持管15保持的电极轴8上的线圈9的密封部11侧的一端与放电空间6a的内表面6b相距1.5mm以上。即，在放电空间6a中，线圈9定位在如下位置：线圈9的密封部11侧的一端的外周面与放电空间6a的内表面6b之间的间隔距离S为1.5mm以上。即，间隔距离S是指：线圈9的密封部11侧的一端的线材与放电空间6a的内表面6b之间的距离。

并且，在本实施方式中，线圈9的密封部11侧的一端与保持管15的端面15a隔着例如1mm至2mm左右的间隔而相邻，但是，该间隔并不受限定。例如，线圈9的密封部11侧的一端也可以与保持管15的端面15a接触。

图3是示意地表示实施方式所涉及的放电灯5的从线圈9产生的放电的剖视图。如上所述，在确保有间隔距离S的放电灯5中，如图3所示，抑制从线圈9产生的放电与放电空间6a的内表面6b接触。因此，能够抑制发光管6温度的过度上升，能够抑制在发光管6的玻璃材料内部产生变形。

并且，在本实施方式中，若将保持管15的内径设为ID、将保持管15的外径设为OD，则其比率(ID/OD)设为0.25以上且0.68以下的范围内。通过将保持管15的比率(ID/OD)设为上述范围内，能够可靠地确保与密封部11热熔的保持管15的机械强度，进而能够抑制密封部11破裂。因此，在比率(ID/OD)小于0.25及大于0.68时，会出现密封部11容易破裂的不良情况。在比率(ID/OD)的数值处于0.25以上且0.68以下的范围内时，随着比率从0.25变大，密封部11的机械强度会增大，随着比率从0.68变小，密封部11的机械强度会增大。

并且，本实施方式的保持管15配置成，其放电空间6a侧的端面15a从密封部11朝向放电空间6a内突出了预定的突出量P。保持管15的端面15a沿电极轴8的轴向从放电空间6a的内表面6b朝向放电空间6a内突出的突出量P优选在1mm以上且5mm以下的范围内。在此，放电空间6a的内表面6b包括密封部11的放电空间6a侧的表面。

在突出量P小于0mm(即，负值)的情况下，即，在放电空间6a的内表面6b与保持管15的端面15a之间存在台阶从而存在凹部的情况下，起因于点亮放电灯5时的放电空间6a与密封部11之间的温差，封入于放电空间6a内的金属等容易聚集在凹部内，而聚集在凹部内的金属等在放电灯5点亮时难以蒸发，会出现无法获得预定的发光的不良情况。而且此时，从线圈9放射出的放电有可能会与形成于放电空间6a内的凹部的角部接触，会出现发光管6的温度上升、发光管6的玻璃材料的内部容易变形的不良情况。

并且，在突出量P为0mm的情况下，即，放电空间6a的内表面6b与保持管15的端面15a一致的情况下，虽然保持管15的端面15a并未形成凹部，但是封入于放电空间6a的金属容易聚集在保持管15的内周部与电极轴8之间的微小间隙中，会出现无法获得预定的发光的不良情况。并且，侵入于微小间隙中的金属会腐蚀金属箔10导致金属箔10断裂。通过使保持管15的端面15a从放电空间6a的内表面6b突出，在封入于放电空间6a内的金属通过热对流而进行流动时，其容易沿着保持管15的外周面流动，从而能够抑制其侵入上述微小间隙。因此，优选将突出量P设定为1mm以上。

图4是表示实施方式所涉及的放电灯5的保持管15的突出量P与黑化发生率之间的关系的图。在图4中，纵轴表示发光管的黑化发生率[％]，横轴表示保持管15的突出量P[mm]。如图4所示，在保持管15的突出量P在5mm以下的范围内时，黑化发生率控制在10％以下。另一方面，在保持管15的突出量P大于5mm时，黑化发生率显著上升。因此，为了可靠地抑制黑化发生率，优选将保持管15的突出量P设为5mm以下。并且，如上所述，为了可靠地确保放电灯5的发光状态并且抑制金属箔10损伤，优选将保持管15的突出量P设为1mm以上。

另外，在本实施方式中，保持管15的端面15a从放电空间6a的内表面6b突出了预定的突出量P，但是，也可以将保持管15配置成其端面15a与放电空间6a的内表面6b一致(没有台阶)，即端面15a与放电空间6a的内表面6b在同一平面上。

如上所述，在实施方式的放电灯5中，保持管15的放电空间6a侧的端面15a从放电空间6a的内表面6b朝向放电空间6a内突出。缠绕于电极轴8上的线圈9的密封部11侧的一端与放电空间6a的内表面6b相距1.5mm以上。由此，能够抑制从电极轴8的线圈9产生的放电与放电空间6a的内表面6b接触，从而能够抑制发光管6的温度过度上升以及在发光管6的玻璃材料内部产生变形。其结果，能够抑制发光管6产生黑化，能够抑制放电空间6a发生裂纹泄漏，因此能够延长放电灯5的使用寿命。

并且，在实施方式的放电灯5中，若将保持管15的内径设为ID、将保持管15的外径设为OD，则其比率(ID/OD)在0.25以上且0.68以下。由此，能够可靠地确保保持管15的机械强度，进而能够抑制密封部11破裂。

并且，实施方式的放电灯5中的保持管15沿电极轴8的轴向从放电空间6a的内表面6b朝向放电空间6a内突出的突出量P设为1mm以上且5mm以下。由此，能够可靠地抑制发光管6的黑化发生率，从而能够可靠地确保放电灯5的发光状态，并且能够抑制金属箔10的损伤。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明，但是，这些实施方式只是举例说明，并没有限定实用新型范围的意图。这些实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形均属于本实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的实用新型及其等同的范围内。

Claims (3)

1.一种放电灯，其特征在于，具备：

发光管，其具有密封放电空间的密封部；

电极轴，其支承于所述密封部；

筒状部件，其保持所述电极轴的端部，并且所述筒状部件设置在所述密封部；

线圈，其缠绕于所述电极轴上，

所述筒状部件的所述放电空间侧的端面与所述放电空间的内表面一致，或者，所述筒状部件的所述放电空间侧的端面从所述放电空间的内表面朝向所述放电空间内突出，

缠绕于所述电极轴上的所述线圈的所述密封部侧的一端与所述放电空间的内表面相距1.5mm以上。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

若将所述筒状部件的内径设为ID、将所述筒状部件的外径设为OD，则其比率即ID/OD设为0.25以上且0.68以下。

3.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，

所述筒状部件沿所述电极轴的轴向从所述放电空间的内表面朝向所述放电空间内突出的突出量设为1mm以上且5mm以下。