JP2015115230A - Method for manufacturing ultraviolet ray discharge tube - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a UV tube, capable of preventing a surface of a cathode electrode from being contaminated during a laser welding process, and also capable of preventing occurrence of cracks.SOLUTION: In a process for irradiating a surface 20 of a plate-like cathode electrode 14 with a laser beam 21 to weld one end parts of kovar wires 16a-16c in contact with a rear surface 19, the surface 20 is disposed at a position shifted from a focused portion 23 of the laser beam 21 in an optical axis direction. Thus, an energy density of the laser beam 21 on the surface 20 is decreased, and thereby recrystallization of tungsten constituting the cathode electrode 14 is suppressed.

Description

この発明は、紫外線放電管の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an ultraviolet discharge tube.

従来、自動車のボディーや部品の塗装ラインの乾燥炉、アルミや亜鉛ダイキャストの溶解炉、及び金属部品の焼き入れ用の熱処理炉などの各種工業炉において、燃焼安全装置の火炎検出センサとして紫外線放電管（以下「ＵＶチューブ」という）が用いられている。   Conventionally, UV discharge as a flame detection sensor for combustion safety devices in various industrial furnaces such as drying furnaces for painting bodies and parts of automobiles, melting furnaces for die casting of aluminum and zinc, and heat treatment furnaces for quenching of metal parts A tube (hereinafter referred to as “UV tube”) is used.

図８を参照して、従来のＵＶチューブについて説明する。
図中、１はガラスパッケージである。ガラスパッケージ１は、内部空間に特殊な混合ガスが一定圧で封入されている。また、ガラスパッケージ１の内部に、互いの面を対向させた板状のカソード電極２及びアノード電極３が設けられている。 A conventional UV tube will be described with reference to FIG.
In the figure, 1 is a glass package. In the glass package 1, a special mixed gas is sealed at a constant pressure in the internal space. In addition, a plate-like cathode electrode 2 and an anode electrode 3 are provided inside the glass package 1 so that their surfaces are opposed to each other.

カソード電極２のエッジ部に、複数本の電極線４ａ〜４ｃの一端部がそれぞれレーザー溶接されている。電極線４ａ〜４ｃの他端部は、ガラスパッケージ１の外部に引き出されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。   One end portions of a plurality of electrode wires 4 a to 4 c are laser welded to the edge portion of the cathode electrode 2. The other end portions of the electrode wires 4a to 4c are drawn out of the glass package 1 (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

このように構成されたＵＶチューブ１００は、２枚の電極間に０ボルト（Ｖ）〜４００Ｖの交流電圧を印加することで、ガラスパッケージ１の外部から特定波長（１８５ｎｍ〜２４５ｎｍ）の紫外線を照射した場合のみ２枚の電極間で放電が起こる。これにより、紫外線のみを選択的に検知して反応する。   The UV tube 100 configured in this manner irradiates ultraviolet rays having a specific wavelength (185 nm to 245 nm) from the outside of the glass package 1 by applying an AC voltage of 0 V (V) to 400 V between the two electrodes. Only when this occurs, discharge occurs between the two electrodes. Thereby, only ultraviolet rays are selectively detected and reacted.

ここで、ＵＶチューブ１００の感度波長は、カソード電極２及びアノード電極３を構成する材料の仕事関数によって決まる。そのため、カソード電極２及びアノード電極３は、感度波長が紫外線の波長（１８５ｎｍ〜２４５ｎｍ）となる仕事関数を有し、かつ放電時の発熱に耐える高い融点（約３０００度）を有する金属であるタングステンで構成されている。   Here, the sensitivity wavelength of the UV tube 100 is determined by the work function of the material constituting the cathode electrode 2 and the anode electrode 3. Therefore, the cathode electrode 2 and the anode electrode 3 are tungsten, which is a metal having a work function in which the sensitivity wavelength is an ultraviolet wavelength (185 nm to 245 nm) and a high melting point (about 3000 degrees) that can withstand heat generation during discharge. It consists of

また、電極線４ａ〜４ｃの材料は、ガラスパッケージ１を構成するホウ珪酸ガラスと線膨張係数を合わせる必要がある。そのため、電極線４ａ〜４ｃはコバールで構成されている。以下、電極線４ａ〜４ｃを「コバール線」という。   Further, the material of the electrode wires 4a to 4c needs to match the linear expansion coefficient with the borosilicate glass constituting the glass package 1. For this reason, the electrode wires 4a to 4c are made of Kovar. Hereinafter, the electrode wires 4a to 4c are referred to as “kovar wires”.

特許第５２９６６１８号公報Japanese Patent No. 5296618 特開２０１２−２０７９７１号公報JP 2012-207971 A

ＵＶチューブは、燃焼安全装置などに用いられることから、信頼性を確保することが重要となる。   Since the UV tube is used in a combustion safety device or the like, it is important to ensure reliability.

ＵＶチューブの電極表面にひび割れ（以下「クラック」という）が発生すると、溶接部の接合強度が低下して信頼性が損なわれる。また、電極表面が汚染されると、放電特性が悪くなり信頼性が損なわれる。したがって、ＵＶチューブの製造工程において、電極表面の汚染やクラックの発生を防ぐことが求められる。   When cracks (hereinafter referred to as “cracks”) occur on the electrode surface of the UV tube, the joint strength of the welded portion is lowered and the reliability is impaired. Further, when the electrode surface is contaminated, the discharge characteristics are deteriorated and the reliability is impaired. Therefore, it is required to prevent the electrode surface from being contaminated or cracked in the UV tube manufacturing process.

これに対し、従来のＵＶチューブ１００の製造方法は、以下のようにレーザー溶接の工程でカソード電極２の表面にクラックが発生するのを防ぐことができなかった。
まず、図９に示す如く、カソード電極２の裏面にコバール線４ａ〜４ｃの一端部を当接させる。次いで、図１０に示す如く、カソード電極２の表面に集光したレーザー光５を照射する。これにより、カソード電極２の一部及びコバール線４ａ〜４ｃの一端部が溶融して溶融部６ａ〜６ｃとなる。 On the other hand, the conventional method for manufacturing the UV tube 100 cannot prevent the occurrence of cracks on the surface of the cathode electrode 2 in the laser welding process as described below.
First, as shown in FIG. 9, one end portions of the Kovar wires 4 a to 4 c are brought into contact with the back surface of the cathode electrode 2. Next, as shown in FIG. 10, the focused laser beam 5 is irradiated on the surface of the cathode electrode 2. Thereby, a part of the cathode electrode 2 and one end portions of the Kovar wires 4a to 4c are melted to become melted portions 6a to 6c.

このように、いわゆる「突き当て溶接」を行うことで、溶接後のカソード電極２の表面にタングステン以外の材料が露出しないようにしている。   In this manner, so-called “butt welding” is performed so that materials other than tungsten are not exposed on the surface of the cathode electrode 2 after welding.

このとき、照射したレーザー光５の熱により、カソード電極２を構成するタングステンが高温になり、タングステンの再結晶が起こる。これにより、図１１に示す如く、溶接後のカソード電極２の表面にはクラックが発生している。   At this time, tungsten constituting the cathode electrode 2 becomes high temperature due to the heat of the irradiated laser beam 5, and recrystallization of tungsten occurs. As a result, as shown in FIG. 11, cracks are generated on the surface of the cathode electrode 2 after welding.

一方、図１２に示す如く、カソード電極２の表面を治具等（不図示）で支持して、裏面に当接させたコバール線４ａ〜４ｃの一端部にレーザー光５を照射する製造方法によれば、タングステンの再結晶を防ぐことができる。しかしながら、カソード電極２の表面が治具等に当接して汚染される。   On the other hand, as shown in FIG. 12, the manufacturing method of supporting the surface of the cathode electrode 2 with a jig or the like (not shown) and irradiating one end portion of the Kovar wires 4a to 4c abutted on the back surface with the laser beam 5. According to this, recrystallization of tungsten can be prevented. However, the surface of the cathode electrode 2 is contaminated by coming into contact with a jig or the like.

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、レーザー溶接の工程においてカソード電極の表面の汚染を防ぎ、かつクラックの発生を防ぐことができるＵＶチューブの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a method of manufacturing a UV tube that can prevent contamination of the surface of the cathode electrode and prevent occurrence of cracks in the laser welding process. The purpose is to do.

この発明の紫外線放電管の製造方法は、板状のカソード電極の表面にレーザー光を照射して裏面に当接した電極線の一端部を溶接するステップを具備する紫外線放電管の製造方法において、集光したレーザー光の焦点部から光軸方向にずらした位置に表面を配置するものである。   The method for producing an ultraviolet discharge tube of the present invention is a method for producing an ultraviolet discharge tube comprising the step of welding one end of an electrode wire that is in contact with the back surface by irradiating the surface of a plate-like cathode electrode with laser light. The surface is arranged at a position shifted in the optical axis direction from the focal portion of the focused laser beam.

この発明の紫外線放電管の製造方法によれば、レーザー溶接の工程においてカソード電極の表面の汚染を防ぎ、かつクラックの発生を防ぐことができる。   According to the method for manufacturing an ultraviolet discharge tube of the present invention, contamination of the surface of the cathode electrode can be prevented and cracking can be prevented in the laser welding process.

この発明の実施の形態１のＵＶチューブの斜視図である。It is a perspective view of UV tube of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の溶接前のカソード電極及びコバール線をＡ−Ａ’断面から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the cathode electrode and Kovar line before welding of Embodiment 1 of this invention from the A-A 'cross section. この発明の実施の形態１の溶接中のカソード電極及びコバール線をＡ−Ａ’断面から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the cathode electrode and Kovar line during welding of Embodiment 1 of this invention from the A-A 'cross section. この発明の実施の形態１のレーザー光及び出射レンズを側面から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the laser beam and output lens of Embodiment 1 of this invention from the side surface. この発明の実施の形態１のｚ軸高さに対する照射部径及びエネルギー密度を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the irradiation part diameter and energy density with respect to z-axis height of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１の溶接後のカソード電極の表面を上面から見た写真である。It is the photograph which looked at the surface of the cathode electrode after welding of Embodiment 1 of this invention from the upper surface. この発明の実施の形態１のｚ軸高さに対する溶接部の接合強度を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the joint strength of the weld part with respect to z-axis height of Embodiment 1 of this invention. 従来のＵＶチューブの斜視図である。It is a perspective view of the conventional UV tube. 従来の溶接前のカソード電極及びコバール線をＡ−Ａ’断面から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the cathode electrode and the Kovar line | wire before the conventional welding from the A-A 'cross section. 従来の溶接中のカソード電極及びコバール線をＡ−Ａ’断面から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the cathode electrode and the Kovar line during the conventional welding from the A-A 'cross section. 従来の溶接後のカソード電極の表面を上面から見た写真である。It is the photograph which looked at the surface of the cathode electrode after the conventional welding from the upper surface. 従来の他の溶接中のカソード電極及びコバール線をＡ−Ａ’断面から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the cathode electrode and Kovar line in other conventional weldings from the A-A 'cross section.

実施の形態１．
図１を参照して、この発明の実施の形態１のＵＶチューブについて説明する。
図中、１０は筒状のエンベロープである。エンベロープ１０の上端の開口部は天板１１で塞がれており、下端の開口部は台座１２により支持されている。台座１２には、エンベロープ１０に連通した排気管１３が設けられている。ホウ珪酸ガラスなどの硬質ガラスからなるエンベロープ１０、天板１１、台座１２及び排気管１３によって、ガラスパッケージが構成されている。このガラスパッケージの内部空間に、特殊な混合ガスが一定圧で封入されている。 Embodiment 1 FIG.
A UV tube according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
In the figure, 10 is a cylindrical envelope. The opening at the upper end of the envelope 10 is closed by the top plate 11, and the opening at the lower end is supported by the pedestal 12. The pedestal 12 is provided with an exhaust pipe 13 communicating with the envelope 10. A glass package is constituted by the envelope 10 made of hard glass such as borosilicate glass, the top plate 11, the base 12 and the exhaust pipe 13. A special mixed gas is sealed at a constant pressure in the interior space of the glass package.

ガラスパッケージの内部には、互いの面を対向させた円板状のカソード電極１４及びアノード電極１５が設けられている。ここで、カソード電極１４及びアノード電極１５を構成するタングステンは層状の構造となっている。また、アノード電極１５は、断面が矩形状の貫通孔を面方向に沿って複数配列した網板状になっている。   Inside the glass package, a disc-shaped cathode electrode 14 and an anode electrode 15 are provided with their surfaces facing each other. Here, tungsten constituting the cathode electrode 14 and the anode electrode 15 has a layered structure. Further, the anode electrode 15 has a mesh plate shape in which a plurality of through holes having a rectangular cross section are arranged along the surface direction.

カソード電極１４のエッジ部（周端部）に、鉄、ニッケル及びコバルトの合金（コバール）からなる３本の電極線（以下「コバール線」という）１６ａ〜１６ｃの一端部がそれぞれレーザー溶接されている。コバール線１６ａ〜１６ｃの他端部は、台座１２を貫通してガラスパッケージの外部にそれぞれ引き出されている。   One end portions of three electrode wires (hereinafter referred to as “Kovar wires”) 16a to 16c made of an alloy of iron, nickel and cobalt (hereinafter referred to as “Kovar wires”) 16a to 16c are laser-welded to the edge portion (circumferential end portion) of the cathode electrode 14, respectively. Yes. The other ends of the Kovar wires 16a to 16c penetrate the pedestal 12 and are drawn out of the glass package.

アノード電極１５のエッジ部（周端部）に、断面が円形状の３つの貫通孔１７ａ〜１７ｃが設けられている。貫通孔１７ａ〜１７ｃに、コバール線１８ａ〜１８ｃの一端部がそれぞれレーザー溶接されている。コバール線１８ａ〜１８ｃの他端部は、台座１２を貫通してガラスパッケージの外部にそれぞれ引き出されている。   Three through holes 17 a to 17 c having a circular cross section are provided in the edge portion (circumferential end portion) of the anode electrode 15. One end portions of the Kovar wires 18a to 18c are laser welded to the through holes 17a to 17c, respectively. The other end portions of the Kovar wires 18a to 18c penetrate the pedestal 12 and are drawn out of the glass package.

このようにして構成されたＵＶチューブ（紫外線放電管）１０１の製造方法について、カソード電極１４にコバール線１６ａ〜１６ｃをレーザー溶接する工程を中心に説明する。
まず、図２に示す如く、カソード電極１４の裏面１９にコバール線１６ａ〜１６ｃの一端部を当接させる。次いで、図３に示す如く、カソード電極１４の表面２０にレーザー光２１を照射する。これにより、カソード電極１４の一部及びコバール線１６ａ〜１６ｃの一端部が溶融して溶融部２２ａ〜２２ｃとなる。 A method of manufacturing the UV tube (ultraviolet discharge tube) 101 configured as described above will be described with a focus on the process of laser welding the Kovar wires 16a to 16c to the cathode electrode 14.
First, as shown in FIG. 2, one end portions of the Kovar wires 16 a to 16 c are brought into contact with the back surface 19 of the cathode electrode 14. Next, as shown in FIG. 3, the surface 20 of the cathode electrode 14 is irradiated with a laser beam 21. Thereby, a part of the cathode electrode 14 and one end portions of the kovar wires 16a to 16c are melted to become melted portions 22a to 22c.

このとき、集光したレーザー光２１の焦点部から、光軸方向に所定距離ずらした位置にカソード電極１４の表面２０を配置する。これにより、表面２０におけるレーザー光２１の直径がレーザー光２１の焦点部の直径よりも大きくなり、表面２０におけるレーザー光２１のエネルギー密度がレーザー光２１の焦点部のエネルギー密度よりも低くなる。その結果、カソード電極１４を構成するタングステンの再結晶を抑制して、クラックの発生を防ぐことができる。   At this time, the surface 20 of the cathode electrode 14 is disposed at a position shifted by a predetermined distance in the optical axis direction from the focal portion of the focused laser beam 21. Thereby, the diameter of the laser beam 21 on the surface 20 becomes larger than the diameter of the focal portion of the laser beam 21, and the energy density of the laser beam 21 on the surface 20 becomes lower than the energy density of the focal portion of the laser beam 21. As a result, recrystallization of tungsten constituting the cathode electrode 14 can be suppressed, and the occurrence of cracks can be prevented.

図４は、この実施の形態１の溶接中のレーザー光及び出射レンズを側面から見た説明図である。図中、ｚ軸はレーザー光２１の焦点部２３を基準とする光軸方向の高さ［ミリメートル（ｍｍ）］を示している。また、ｚ軸と直交するｘ軸は、レーザー光２１，２４，２５及び出射レンズ２６の直径［ｍｍ］を示している。   FIG. 4 is an explanatory view of the laser beam and the emission lens during welding according to the first embodiment viewed from the side. In the drawing, the z-axis indicates the height [millimeter (mm)] in the optical axis direction with the focal point 23 of the laser light 21 as a reference. Further, the x-axis orthogonal to the z-axis indicates the diameters [mm] of the laser beams 21, 24, 25 and the exit lens 26.

まず、図示しない光源が平行光のレーザー光２５を照射する。光源は、ランプ電圧を２５３ボルト（Ｖ）に設定し、レーザー出力を１５．９ジュール（Ｊ）に設定する。   First, a light source (not shown) irradiates parallel laser light 25. The light source sets the lamp voltage to 253 volts (V) and the laser output to 15.9 joules (J).

次いで、出射レンズ２６がレーザー光２５を集光する。出射レンズ２６は、焦点距離ｆが１００ｍｍで、中央部の直径ｄLが２６ｍｍの凸レンズを用いる。 Next, the exit lens 26 condenses the laser light 25. The exit lens 26 is a convex lens having a focal length f of 100 mm and a central portion diameter d L of 26 mm.

ここで、出射レンズ２６により集光したレーザー光２１の焦点部２３から、ｚ軸方向に＋４ｍｍずらした位置にカソード電極１４の表面２０を配置する。このように、集光したレーザー光２１の焦点部２３から光軸方向にずらした位置に表面２０を配置することを、以下「アウトフォーカス」するという。また、焦点部２３を基準とする光軸方向の表面２０の高さＺを、以下「ｚ軸高さ」という。   Here, the surface 20 of the cathode electrode 14 is arranged at a position shifted by +4 mm in the z-axis direction from the focal portion 23 of the laser light 21 collected by the emission lens 26. In this manner, disposing the surface 20 at a position shifted in the optical axis direction from the focal point 23 of the condensed laser light 21 is hereinafter referred to as “out-focus”. Further, the height Z of the surface 20 in the optical axis direction with reference to the focal point 23 is hereinafter referred to as “z-axis height”.

図４に示す如く、焦点部２３から光軸方向に±２．３ｍｍ離れた位置におけるレーザー光２１の直径（以下「ビームウェスト径」という）ｄWは０．６ｍｍとなる。これに対し、ｚ軸高さＺを＋４ｍｍとした表面２０におけるレーザー光２１の直径（以下「照射部径」という）ｄIは１．０４ｍｍとなる。 As shown in FIG. 4, the diameter (hereinafter referred to as “beam waist diameter”) d W of the laser light 21 at a position away from the focal point 23 by ± 2.3 mm in the optical axis direction is 0.6 mm. On the other hand, the diameter (hereinafter referred to as “irradiation part diameter”) d I of the laser beam 21 on the surface 20 where the z-axis height Z is +4 mm is 1.04 mm.

図５は、ｚ軸高さＺに対する照射部径ｄIの値を示す折れ線グラフと、ｚ軸高さＺに対する表面２０におけるレーザー光２１のエネルギー密度Ｅ［ジュール毎平方ミリメートル（Ｊ／ｍｍ2）］の値を示す棒グラフである。図５から明らかなように、ｚ軸高さＺが０ｍｍ〜＋２ｍｍの範囲においては、照射部径ｄIは０．６ｍｍで一定であり、エネルギー密度Ｅは５６Ｊ／ｍｍ2で一定である。これに対し、ｚ軸高さＺを＋３ｍｍにすると、照射部径ｄIは０．７８ｍｍに拡大し、エネルギー密度Ｅは３３Ｊ／ｍｍ2に低下する。以下、ｚ軸高さＺの値を大きくするにつれて、照射部径ｄIが拡大し、エネルギー密度Ｅは低下する。 FIG. 5 is a line graph showing the value of the irradiated portion diameter d I with respect to the z-axis height Z, and the energy density E [joule per square millimeter (J / mm 2 ) of the laser beam 21 on the surface 20 with respect to the z-axis height Z. It is a bar graph which shows the value of]. As is apparent from FIG. 5, in the range where the z-axis height Z is 0 mm to +2 mm, the irradiation part diameter d I is constant at 0.6 mm, and the energy density E is constant at 56 J / mm 2 . On the other hand, when the z-axis height Z is set to +3 mm, the irradiated portion diameter d I is increased to 0.78 mm, and the energy density E is reduced to 33 J / mm 2 . Hereinafter, as to increase the value of z-axis height Z, expanded irradiated portion diameter d I, the energy density E is reduced.

以上のように、レーザー光２１の焦点部２３からカソード電極１４の表面２０をアウトフォーカスすることで、表面２０におけるレーザー光２１の照射部径ｄIが拡大して、エネルギー密度Ｅが低下する。その結果、カソード電極１４を構成するタングステンの再結晶を抑制して、クラックの発生を防ぐことができる。 As described above, by out-of-focus surface 20 of the cathode electrode 14 from the focus 23 of the laser beam 21, to expand the irradiation portion diameter d I of the laser beam 21 at the surface 20, the energy density E is reduced. As a result, recrystallization of tungsten constituting the cathode electrode 14 can be suppressed, and the occurrence of cracks can be prevented.

なお、ｚ軸高さＺを−３ｍｍ以下としても、同様にエネルギー密度Ｅを低下させることができる。しかしながら、焦点部２３で交差した後のレーザー光２５にはぼやけが生じる。そのため、ｚ軸高さＺを＋３ｍｍ以上として、焦点部２３で交差する前のレーザー光２１をカソード電極１４に照射するのが好適である。   Even if the z-axis height Z is set to -3 mm or less, the energy density E can be similarly reduced. However, the laser beam 25 after crossing at the focal point 23 is blurred. For this reason, it is preferable to set the z-axis height Z to +3 mm or more and irradiate the cathode electrode 14 with the laser light 21 before crossing at the focal point 23.

図６及び図７を参照して、この実施の形態１の製造方法で製造されたＵＶチューブ１０１の効果について説明する。
図６は、ｚ軸高さＺを＋４ｍｍとして、厚さ０．１ｍｍのタングステンからなるカソード電極１４にレーザー光２１を照射した場合の、カソード電極１４の溶接部の表面２０を示す写真である。図６から明らかなように、表面２０におけるエネルギー密度Ｅを低下させることで、タングステンの再結晶によるクラックの発生を防ぐことができている。 With reference to FIG.6 and FIG.7, the effect of the UV tube 101 manufactured with the manufacturing method of this Embodiment 1 is demonstrated.
FIG. 6 is a photograph showing a surface 20 of the welded portion of the cathode electrode 14 when the z-axis height Z is +4 mm and the cathode electrode 14 made of tungsten having a thickness of 0.1 mm is irradiated with the laser beam 21. As is clear from FIG. 6, the generation of cracks due to recrystallization of tungsten can be prevented by reducing the energy density E on the surface 20.

図７は、ｚ軸高さＺを０ｍｍ〜＋５ｍｍとして、厚さ０．１ｍｍのタングステンからなるカソード電極１４にレーザー光２１を照射した場合の、複数個（ｎ個）のＵＶチューブ１０１の溶接部の接合強度Ｐ［ニュートン（Ｎ）］の最小値、最大値及び平均値を示す棒グラフである。図７から明らかなように、ｚ軸高さＺが０ｍｍ〜＋２ｍｍの範囲においては、接合強度Ｐの平均値は９０Ｎ〜１００Ｎとなっている。これに対し、ｚ軸高さＺを＋３ｍｍ以上とすると、接合強度Ｐの平均値は１２０Ｎ〜１３０Ｎとなっている。   FIG. 7 shows a welded portion of a plurality (n) of UV tubes 101 when the z-axis height Z is set to 0 mm to +5 mm and the cathode electrode 14 made of tungsten having a thickness of 0.1 mm is irradiated with the laser beam 21. It is a bar graph which shows the minimum value, maximum value, and average value of joining strength P [Newton (N)]. As is clear from FIG. 7, the average value of the bonding strength P is 90N to 100N when the z-axis height Z is in the range of 0 mm to +2 mm. On the other hand, when the z-axis height Z is +3 mm or more, the average value of the bonding strength P is 120N to 130N.

以上のように、この実施の形態１のＵＶチューブ１０１の製造方法は、カソード電極１４にコバール線１６ａ〜１６ｃをレーザー溶接する工程において、レーザー光２１の焦点部２３からカソード電極１４の表面２０をアウトフォーカスする。これにより、表面２０におけるレーザー光２１の照射部径ｄIが拡大して、エネルギー密度Ｅが低下する。
その結果、カソード電極の表面にクラックが発生するのを防ぎ、溶接部の接合強度を高くすることができる。また、カソード電極の表面が治具等に当接せず、カソード電極の表面が汚染されるのを防ぐことができる。 As described above, in the method of manufacturing the UV tube 101 according to the first embodiment, in the step of laser welding the Kovar wires 16a to 16c to the cathode electrode 14, the surface 20 of the cathode electrode 14 is moved from the focal point 23 of the laser light 21. Out of focus. Thus, to expand the irradiation portion diameter d I of the laser beam 21 at the surface 20, the energy density E is reduced.
As a result, it is possible to prevent cracks from occurring on the surface of the cathode electrode and increase the joint strength of the welded portion. Further, the surface of the cathode electrode does not come into contact with a jig or the like, and the surface of the cathode electrode can be prevented from being contaminated.

なお、実施の形態１におけるカソード電極の厚さ０．１ｍｍの値は、多少の誤差を許容する値である。最大で厚さ０．２ｍｍのカソード電極であっても、実施の形態１と同様にクラックの発生を防ぐことができる。   The value of the cathode electrode thickness of 0.1 mm in the first embodiment is a value that allows some errors. Even with the cathode electrode having a thickness of 0.2 mm at the maximum, the occurrence of cracks can be prevented as in the first embodiment.

また、光源の設定や出射レンズ２６の形状は、図４に示すものに限定されない。表面２０におけるエネルギー密度Ｅを、カソード電極１４の厚さに応じてクラックが発生しない程度に低下させることができるものであれば、任意の構成のものを用いて良い。   Further, the setting of the light source and the shape of the exit lens 26 are not limited to those shown in FIG. Any structure may be used as long as the energy density E on the surface 20 can be lowered to the extent that cracks do not occur according to the thickness of the cathode electrode 14.

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。   In the present invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.

１ ガラスパッケージ
２ カソード電極
３ アノード電極
４ａ〜４ｃ コバール線（電極線）
５ レーザー光
６ａ〜６ｃ 溶融部
１０ エンベロープ
１１ 天板
１２ 台座
１３ 排気管
１４ カソード電極
１５ アノード電極
１６ａ〜１６ｃ コバール線（電極線）
１７ａ〜１７ｃ 貫通孔
１８ａ〜１８ｃ コバール線（電極線）
１９ 裏面
２０ 表面
２１，２４，２５ レーザー光
２２ａ〜２２ｃ 溶融部
２３ 焦点部
２６ 出射レンズ
１００，１０１ ＵＶチューブ（紫外線放電管） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass package 2 Cathode electrode 3 Anode electrode 4a-4c Kovar wire (electrode wire)
5 Laser beam 6a-6c Melting part 10 Envelope 11 Top plate 12 Base 13 Exhaust pipe 14 Cathode electrode 15 Anode electrode 16a-16c Kovar line (electrode line)
17a-17c Through hole 18a-18c Kovar wire (electrode wire)
19 Back surface 20 Front surface 21, 24, 25 Laser light 22a-22c Melting part 23 Focusing part 26 Outgoing lens 100, 101 UV tube (ultraviolet discharge tube)

Claims (3)

板状のカソード電極の表面にレーザー光を照射して裏面に当接した電極線の一端部を溶接するステップを具備する紫外線放電管の製造方法において、
集光した前記レーザー光の焦点部から光軸方向にずらした位置に前記表面を配置する
ことを特徴とする紫外線放電管の製造方法。 In the method of manufacturing an ultraviolet discharge tube comprising the step of welding one end of an electrode wire that is in contact with the back surface by irradiating a laser beam on the surface of the plate-like cathode electrode,
The method of manufacturing an ultraviolet discharge tube, wherein the surface is disposed at a position shifted in a direction of an optical axis from a focal portion of the focused laser beam. 厚さ０．１ミリメートルのタングステンからなる前記カソード電極に前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項１記載の紫外線放電管の製造方法。   2. The method of manufacturing an ultraviolet discharge tube according to claim 1, wherein the laser beam is applied to the cathode electrode made of tungsten having a thickness of 0.1 millimeter. 前記表面における前記レーザー光のエネルギー密度を３３ジュール毎平方ミリメートル以下にすることを特徴とする請求項２記載の紫外線放電管の製造方法。   3. The method of manufacturing an ultraviolet discharge tube according to claim 2, wherein the energy density of the laser beam on the surface is 33 joules per square millimeter or less.
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