JP2017139187A - Short arc type discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紫外線を発光する高圧水銀ランプに関し、特に、アーク長が比較的短いショートアーク型放電ランプに関する。本発明は、特に、ショートアーク型放電ランプの陰極に関する。 The present invention relates to a high-pressure mercury lamp that emits ultraviolet light, and more particularly to a short arc discharge lamp having a relatively short arc length. The present invention particularly relates to a cathode of a short arc type discharge lamp.
高圧水銀ランプのうち、アーク長が比較的短い構造のランプはショートアーク型放電ランプと称される。ショートアーク型放電ランプは、高輝度の光を放射することができるため広い分野で用いられる。特に、中心発光波長が365nmのi線ランプや436nmのg線ランプは、半導体、液晶、プリント基板等の製造工程における露光用光源及び映写機用として用いられる。 Among high-pressure mercury lamps, a lamp having a relatively short arc length is called a short arc type discharge lamp. Short arc discharge lamps can be used in a wide range of fields because they can emit high-luminance light. In particular, i-line lamps having a central emission wavelength of 365 nm and g-line lamps having a wavelength of 436 nm are used as light sources for exposure and projectors in manufacturing processes of semiconductors, liquid crystals, printed circuit boards and the like.
ショートアーク型放電ランプの電極は通常タングステン製であるが、近年、エミッション性能を向上させるために、トリエーテッドタングステン(以下、トリタン)製の電極が用いられる。トリタンはタングステンにトリウムを添加したものである。トリタン製の電極では、トリウムがエミッタとなる。 The electrode of the short arc type discharge lamp is usually made of tungsten, but in recent years, an electrode made of triated tungsten (hereinafter, tritan) is used in order to improve the emission performance. Tritan is obtained by adding thorium to tungsten. In the tritan electrode, thorium is the emitter.
ショートアーク型放電ランプの陰極は、典型的には、先端部と芯棒からなる。しかしながら、陰極の温度を好適に保持し、エミッション性能を向上させるために、芯棒にコイルが巻かれることがある。しかしながら、コイルの端部が鋭角な部分を有すると、始動時にそこから放電が起きることがあり、好ましくない。このような異常放電を回避する技術が知られている。 The cathode of a short arc type discharge lamp typically consists of a tip and a core rod. However, a coil may be wound around the core rod in order to suitably maintain the cathode temperature and improve the emission performance. However, if the end portion of the coil has an acute angle portion, discharge may occur at the time of starting, which is not preferable. Techniques for avoiding such abnormal discharge are known.
特許文献1及び2には、異常放電を回避するために、放電の起点となる電極のコイルの鋭角な部分である根元側の端部を溶融することによって、丸みを形成することが記載されている。特許文献3には、異常放電を回避するために、電極のコイルの両端部の鋭角な部分を溶融することによって、丸みを形成することが記載されている。
従来のショートアーク型放電ランプの陰極の製造工程では、コイルの端部の鋭角な部分に丸みを形成するために、レーザ線照射又は電子線照射による溶融工程が必要である。この溶融工程は熟練を必要とするばかりでなく、非効率的であり、陰極の製造工程の効率化の妨げとなる。そこで本願の発明者は、異常放電を回避すると同時に、陰極の製造工程を効率化する技術を鋭意検討した。 In the manufacturing process of the cathode of the conventional short arc type discharge lamp, a melting process by laser beam irradiation or electron beam irradiation is necessary in order to form roundness at an acute angle portion of the end of the coil. This melting process not only requires skill, but also is inefficient and hinders the efficiency of the cathode manufacturing process. Therefore, the inventors of the present application diligently studied a technique for improving the efficiency of the cathode manufacturing process while avoiding abnormal discharge.
本発明の目的は、レーザ線照射又は電子線照射による溶融工程を必要とせず、簡単な構成で電極のコイルの端部の鋭角な部分を露出させない、ショートアーク型放電ランプを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a short arc type discharge lamp which does not require a melting step by laser beam irradiation or electron beam irradiation and does not expose an acute angle portion of an end of a coil of an electrode with a simple configuration. .
本発明の実施形態によると、放電管と、前記放電管の内部にて互いに対向して配置した陰極及び陽極と、を有し、前記放電管の中心軸線が略垂直に設置されるように構成されたショートアーク型放電ランプにおいて、
前記陰極は先端部と該先端部を支持する芯棒と該芯棒の外面に巻かれたコイルとを有し、前記芯棒の外面には軸線方向に延びる溝が形成され、前記コイルの両側の端部は半径方向内方に曲げられており、該コイルの端部は前記芯棒の溝に係合している、としてよい。
According to an embodiment of the present invention, a discharge tube, and a cathode and an anode disposed opposite to each other inside the discharge tube, the central axis of the discharge tube is installed substantially vertically. Short arc type discharge lamp
The cathode includes a tip portion, a core rod that supports the tip portion, and a coil wound around the outer surface of the core rod. Grooves extending in the axial direction are formed on the outer surface of the core rod, and both sides of the coil The end portion of the coil may be bent radially inward, and the end portion of the coil may be engaged with the groove of the core rod.
本発明の実施形態によると、前記ショートアーク型放電ランプにおいて、
前記芯棒の溝の軸線方向の両側の側面のうちの一方の側面は、前記陰極の先端部の端面によって構成されている、としてよい。
According to an embodiment of the present invention, in the short arc discharge lamp,
One of the side surfaces on both sides in the axial direction of the groove of the core rod may be constituted by an end surface of the tip portion of the cathode.
本発明の実施形態によると、前記ショートアーク型放電ランプにおいて、
前記芯棒の溝の軸線方向の寸法は、前記コイルの軸線方向の寸法に等しい、としてよい。
According to an embodiment of the present invention, in the short arc discharge lamp,
The axial dimension of the core rod groove may be equal to the axial dimension of the coil.
本発明の実施形態によると、前記ショートアーク型放電ランプにおいて、
前記先端部はトリエーテッドタングステンによって形成され、前記芯棒と前記コイルは高純度のタングステンによって形成される、としてよい。
According to an embodiment of the present invention, in the short arc discharge lamp,
The tip portion may be formed of triated tungsten, and the core rod and the coil may be formed of high-purity tungsten.
本発明によると、レーザ線照射又は電子線照射による溶融工程を必要とせず、簡単な構成で電極のコイルの端部の鋭角な部分を露出させない、ショートアーク型放電ランプを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a short arc type discharge lamp that does not require a melting step by laser beam irradiation or electron beam irradiation and does not expose an acute angle portion of the end of the coil of the electrode with a simple configuration.
以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態に係るショートアーク型放電ランプを説明する。なお、全図において、各部材の厚さ、長さ、形状、部材同士の間隔、隙間等は、理解の容易のために、適宜、拡大・縮小・変形・簡略化等をしている。図の説明の際の上下・左右の表現は、その図を鉛直面内に置いた状態でのその図面の面に沿った方向を表すものとする。 Hereinafter, a short arc type discharge lamp according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, the thickness, length, shape, spacing between members, gaps, and the like of each member are appropriately enlarged, reduced, deformed, simplified, etc. for easy understanding. In the description of the figure, the vertical and horizontal expressions represent directions along the plane of the drawing in a state where the figure is placed in the vertical plane.
図1は、本発明の一実施形態に係るショートアーク型放電ランプ10の概略構造を示すための簡略化した断面図である。ショートアーク型放電ランプ10は、球状の発光部1Aとその両側の管状のシール管部1B、1Cからなる放電管1を有する。放電管1は石英ガラスによって形成される。放電管1の発光部1Aにはチップオフ1dが形成されている。ランプの製造時に、チップオフ1dの位置に取り付けられた排気管から放電管1内に、水銀、不活性ガスを単独またはそれらの混合ガスの形で封入する。
FIG. 1 is a simplified cross-sectional view for illustrating a schematic structure of a short arc
ショートアーク型放電ランプ10は、陽極2と陰極3を有する。陽極2は先端部2Aと芯棒2Bを含む。陰極3は先端部3Aと芯棒3Bとコイル3Cを含む。本実施形態による陰極3の構造は後に詳細に説明する。芯棒2B、3Bには、放電管1の封入後もその中に残った不純物や点灯時に発生する不純物を除去するためにゲッター材11が装着されている。発光部1Aの内部の空間1aには、先端部2A、3Aが対向して配置されている。本実施形態のショートアーク型放電ランプ10は、垂直点灯型であり、陽極2が下側に陰極3が上側となるように、ランプの中心軸線が略垂直となるように設置される。
The short arc
シール管部1B、1Cには、それぞれ電極マウント9が装着されている。電極マウント9の外端からそれぞれリード線6が突出している。電極マウント9は、芯棒2B、3B及びリード線6を支持すると同時に放電管1の内部を密閉する機能を有する。電極マウント9は、このような機能を備えればどのような構造であってもよく、特に限定されるものではない。電極マウント9の例は、図2A及び図2Bを参照して説明する。
Electrode mounts 9 are attached to the seal tube portions 1B and 1C, respectively.
シール管部1B、1Cの電極側端部には、電極マウント9の内端面9aを底面とする円形の凹部1b、1cがそれぞれ形成されている。このような凹部1b、1cを設けるのは、電極マウント9をシール管部1B、1Cに溶着するためにシール管部1B、1Cをバーナ等で加熱するときに、その熱が発光部1Aに伝わってその発光部1Aが変形することを防ぐためである。
Circular recesses 1b and 1c having the
本実施形態のショートアーク型放電ランプ10は、1〜10kW、好ましくは、1.5〜5.0kWのランプ電力を有し、中心発光波長が365nmの紫外線を出力するi線ランプ、又は、中心発光波長が436nmのg線ランプである。放電管1の発光部1Aの最大外径は、発光出力の大きさに応じて異なり、30〜150mmであり、例えば50〜70mmであってよい。発光部1Aの軸線方向の長さは50〜180mmであり、例えば70〜90mmであってよい。陽極2と陰極3の冷間時先端部間の距離は、1.0〜15.0mmであり、例えば2.5〜7.0mmであってよい。
The short arc
本実施形態では、放電管1内には、3〜75mg/cm3の水銀、例えば、4〜40mg/cm3の水銀が封入されてよい。更に、放電管1内には、キセノン(Xe)、アルゴン(Ar)及びクリプトン(Kr)の中の少なくとも1つの希ガスが封入される。ただし、1つの希ガスに代えて、混合ガス、例えばKr及びArの混合ガスを用いてもよい。希ガスの封入圧は、封入されたガスの種類によっても異なるが、概略0.05〜1.0MPaであり、例えば0.08〜0.6MPaであってよい、ランプ点灯時には、放電管1内の圧力は1.0〜4.0MPa程度になる。
In the present embodiment, 3 to 75 mg / cm 3 of mercury, for example, 4 to 40 mg / cm 3 of mercury may be enclosed in the
陰極3を構成する材料を説明する。先端部3Aはトリエーテッドタングステン(トリタン)によって形成される。トリタンは酸化トリウムを含有するタングスタンである。酸化トリウムの含有率は通常2wt%程度である。本実施形態では、エミッタとしてトリウムを用いる。先端部3Aは、酸化トリウム粉末とタングステン粉末の混合物を金型にてプレス成形し、それを焼結させることによって1次成形体を形成し、更に、この1次成形体を熱間加工することによって形成される。芯棒3Bとコイル3Cは、純度99.9wt%以上のタングステンによって構成される。
The material which comprises the
図2Aを参照してショートアーク型放電ランプ10の陰極側のシール管部1Bの構造の例を説明する。なお、陽極側のシール管部1Cの構造は、陰極側のシール管部1Bの構造と同様である。陰極3は、先端部3Aと芯棒3Bとコイル3Cを含む。シール管部1Bの内部には、電極マウント9が溶着されており、それによって放電管1の気密性が保たれている。シール管部1Bの外端には口金28が装着される。図示のように、電極マウント9の軸線方向の寸法はシール管部1Bの軸線方向の寸法より短い。
An example of the structure of the seal tube portion 1B on the cathode side of the short arc
本実施形態の電極マウント9は、第1のシール部材21、第2のシール部材22及び第3のシール部材23を有する。電極マウント9は、更に、第1のシール部材21と第2のシール部材22の間に介装された第1の集電円盤31と第2のシール部材22と第3のシール部材23の間に介装された第2の集電円盤32を有する。これらのシール部材21、22及び23は、石英ガラス製の円柱部材によって形成されている。集電円盤31、32は、電導性材料からなる円板状部材によって形成される。
The
第1のシール部材21及び第1の集電円盤31には貫通孔が形成されている。これらの貫通孔に、芯棒3Bが挿入されている。こうして、芯棒3Bは、第1の集電円盤31に電気的に接続され、且つ、第1のシール部材21に固定される。なお、第1の集電円盤31には貫通孔を形成しないで、芯棒3Bの端部を第1の集電円盤31に当接させることによって、芯棒3Bを、第1の集電円盤31に電気的に接続してもよい。
A through hole is formed in the first sealing
また、第3のシール部材23及び第2の集電円盤32には貫通孔が形成されている。これらの貫通孔に、リード線6が挿入されている。こうして、リード線6は、第2の集電円盤32に電気的に接続され、且つ、第2及び第3のシール部材22、23に固定される。なお、第2のシール部材22に孔を形成し、この孔にリード線6を挿入してもよい。
The
図2Bを参照して第1の集電円盤31と第2の集電円盤32とを電気的に接続する方法を説明する。図示のように、第1の集電円盤31の両端面に、円形のモリブデン製の緩衝箔24a、24bがそれぞれ配置されている。第2の集電円盤32の両端面に、円形のモリブデン製の緩衝箔24c、24dがそれぞれ配置されている。
A method of electrically connecting the first
第2のシール部材22の両端の全周を覆うように、第1及び第2の緩衝箔25a、25b(点線のハッチングで示す)が装着されている。第1の緩衝箔25aは、第1の集電円盤31と、それに隣接する緩衝箔24bと、それに隣接する第2のシール部材22の一部の全周を覆うように配置されている。第2の緩衝箔25bは、第2の集電円盤32と、その両側の緩衝箔24c、24dと、それに隣接する第2のシール部材22及び第3のシール部材23の一部をそれぞれ全周覆うように配置されている。
First and second buffer foils 25a and 25b (shown by dotted hatching) are attached so as to cover the entire circumference of both ends of the
また、第2のシール部材22の外周面には、軸線方向に沿って、複数の短冊状のモリブデン製のシール箔26(点線のハッチングで示す)が、間隔を置いて配置されている。シール箔26によって、第1の集電円盤31と第2の集電円盤32とが電気的に接続される。その結果、芯棒3Bとリード線6とが電気的に接続される。一方、リード線6は口金28に接続される。従って、口金28及びリード線6を経由して外部の電源から陰極3に電力が供給される。
A plurality of strip-shaped molybdenum sealing foils 26 (indicated by dotted hatching) are arranged at intervals on the outer peripheral surface of the
図3A、図3B及び図3Cを参照して、陰極3の芯棒3Bの構造を説明する。図3Aは芯棒3Bの側面を示す外観図であり、図3Bは、図3Aの矢印A−Aから見た芯棒3Bの端面構成を示す図であり、図3Cは図3Aの矢印B−Bから見た芯棒3Bの断面構成を示す図である。図3Aに示すように、陰極3の芯棒3Bは、円柱状の棒状部321と円柱状の凸部323からなり、一体物として形成される。凸部323は棒状部321の端面より軸線方向に突出しており、凸部323の外径は棒状部321の外径より小さい。従って、両者の間に段差が形成されている。この段差にて、棒状部321には環状の端面321Aが形成されている。凸部323の端面の周縁にはテーパ323aが形成されてよい。凸部323の外周面には先端部3Aを挿入する際の気体を逃がすための逃げ溝323bが形成されてよい。
The structure of the core 3B of the
陰極3の芯棒3Bの棒状部321の外周面には、軸線方向に延びる溝325が形成されている。溝325の両側の端部325A、325Bのうち一方の端部325Aは、棒状部321の環状の端面321Aにて開口している。
A
図4を参照して陰極3の先端部3Aの構造を説明する。陰極3の先端部3Aは、円柱部311と円錐頂部312からなり、一体物として形成される。円錐頂部312の先端は完全に尖っている必要はなく、小さな円形の端面が形成されてよい。円柱部311の端面311Aに軸線方向に延びる円筒状の凹部313が形成されている。凹部313の底面には円錐状のテーパ面313aが形成されてよい。
The structure of the
先端部3Aの円柱部311と芯棒3Bの棒状部321の外径は等しい。円柱部311の環状の端面311Aは、芯棒3Bの棒状部321の環状の端面321Aに対応している。
The outer diameters of the
図5A、図5B及び図5Cを参照して、陰極3のコイル3Cの構造を説明する。図5Aはコイル3Cの側面を示す外観図であり、図5Bは、図5Aの矢印C−Cから見たコイル3Cの端面構成を示す図であり、図5Cは図5Aの矢印D−Dから見たコイル3Cの端面構成を示す図である。コイル3Cは、巻き線部331と端部331A、331Bを有し、一本の長い線状部材を螺旋状に巻いて形成される。線状部材の断面は円であってよい。図5B及び図5Cに示すように、端部331A、331Bは半径方向内方に延びている。即ち、端部331A、331Bは半径方向内方に曲げられている。端部331A、331Bの先端の端面331a、331bは、略半径方向に対して直交する方向に沿っている。端部331A、331Bの曲げられた部分は滑らかな曲面からなり、鋭角な部分、尖った部分は存在しない。
The structure of the
図6A〜図6Cを参照して本実施形態の陰極3の組立方法を説明する。先ず、図6Aに示すように、陰極3の芯棒3Bの棒状部321とコイル3Cを互いに係合させる。即ち、芯棒3Bの棒状部321にコイル3Cを被せるか、又は、コイル3Cに芯棒3Bの棒状部321を挿入する。なお、コイル3Cは、焼嵌めによって陰極3の芯棒3Bの棒状部321に装着してもよい。このとき、コイル3Cの端部331A、331Bを芯棒3Bの溝325に挿入する。溝325の両側の端部325A、325Bのうち先端側の端部325Aは開口している。従って、この開口を介して、コイル3Cの端部331A、331Bを芯棒3Bの溝325に滑り込ませることができる。コイル3Cの端部331Bは、溝325の奥側の端部325Bに当接する。
A method for assembling the
次に、図6Bに示すように、陰極3の芯棒3Bの凸部323と先端部3Aの円柱部311の凹部313を互いに係合させる。即ち、芯棒3Bの凸部323に先端部3Aを被せるか、又は、先端部3Aの凹部313に芯棒3Bの凸部323を挿入する。芯棒3Bの棒状部321の環状の端面321Aが先端部3Aの環状の端面311Aに当接し、面接触する。こうして、図6Cに示すように、先端部3Aと芯棒3Bとコイル3Cからなる陰極3が組み立てられる。
Next, as shown in FIG. 6B, the
なお、ここでは図示しないが、実際には、芯棒3Bの凸部323と先端部3Aの凹部313の間に先端部3Aの抜けを防止するためにモリブデン箔が挿入される。モリブデン箔は、芯棒3Bの凸部323の円筒状側面と、先端部3Aの凹部313の円筒状の内面の間に挿入されてよい。
Although not shown here, a molybdenum foil is actually inserted between the
図6Cに示すように、本実施形態の陰極3では、コイル3Cの端部331A、331Bは芯棒3Bの溝325に挿入されており、端部331A、331Bの端面331a、331B(図5B、図5C)は、芯棒3Bの棒状部321の外周面にて露出していない。コイル3Cの端部331A、331Bは半径方向内方に曲げられており、端部331A、331Bの曲げられた部分は滑らかな曲面からなり、芯棒3Bの棒状部321の外周面より突出した部分にて鋭角な部分、尖った部分は存在しない。従って、本実施形態の陰極3では、コイル3Cの表面を起点とした異常放電が起きることはない。これについては後に説明するように、本願の発明者が行った実験による検証済である。
As shown in FIG. 6C, in the
本実施形態の陰極3では、コイル3Cの一方の端部331Bは、溝325の一方の端部325Bに当接し、コイル3Cの他方の端部331Aは、先端部3Aの環状の端面311Aに当接する。こうして、本実施形態によると、コイル3Cは芯棒3Bの溝325に保持され、軸線方向の移動が阻止される。
In the
本実施形態の陰極3の組立工程は、従来技術のようにレーザ照射等による溶着工程を含まない。従って、熟練技術を必要としない。また、陰極3の組立工程を迅速に且つ効率的に実行することができる。そのため、陰極の製造費及び製造時間を節減することができる。
The assembly process of the
次に本願の発明者が行った点滅実験を説明する。本願の発明者は、本実施形態によるショートアーク型放電ランプと、比較用の従来技術によるショートアーク型放電ランプを用意した。両者は陰極の構造が異なるが、それ以外の部分は同一である。実験に使用したショートアーク型放電ランプはいずれも、中心発光波長が365nmのi線ランプである。垂直点灯型であり、陰極が上となるように設置した。放電管1の発光部1Aの最大外径は54mm、軸線方向の寸法は74mmである。シール管部1Bの軸線方向の長さは60mm、シール管部1Bの電極側端部における外径は25mm、内径は18〜19mmである。電極マウント9の外径は18mmである。また、陽極2の外径は約18mm、冷間時電極間距離は約4.6mmである。
Next, a blinking experiment conducted by the inventors of the present application will be described. The inventor of the present application prepared a short arc type discharge lamp according to the present embodiment and a short arc type discharge lamp according to a conventional technique for comparison. Both have different cathode structures, but the other parts are the same. All of the short arc type discharge lamps used in the experiment are i-line lamps having a central emission wavelength of 365 nm. It was a vertical lighting type and was installed so that the cathode was on top. The maximum outer diameter of the
更に、この実験に使用したショートアーク型放電ランプでは、定格入力電力は1.75kW、ランプ入力電圧は26±3V、ランプ入力電流は60〜76A(67A)である。封入ガスはキセノン0.152MPa(1.5atm)、発光物質は水銀6mg/ccである。
Further, in the short arc type discharge lamp used in this experiment, the rated input power is 1.75 kW, the lamp input voltage is 26 ± 3 V, and the lamp input current is 60 to 76 A (67 A). The enclosed gas is xenon 0.152 MPa (1.5 atm), and the luminescent material is
図7及び表1を参照して、点滅実験の詳細を説明する。図7は従来技術によるショートアーク型放電ランプの電極付近を拡大して示す。従来技術による陰極700は先端部700A、芯棒700B、及び、コイル700Cを有する。コイル700Cは芯棒700Bの外周面に巻かれており、その両端の端面731、732は切り出し面となっている。従って、端面731、732の円周縁に鋭角な部分、又は、尖った部分を有する。始動時に、正常放電を行う場合には、陰極700の先端部700Aの先端にて放電が開始する。従って、放電アークは、陰極700の先端部700Aの先端と陽極2の先端部2Aの先端を結ぶ比較的短い経路701を辿る。この場合、放電アークは安定する。しかしながら、始動時に、異常放電を起こす場合には、コイル700Cの先端側の端面731を起点とした放電が起こる。従って、放電アークは、コイル700Cの端面731より半径方向外方に湾曲し、比較的長い経路703を形成し、陽極2の先端部2Aに戻る。この場合、放電アークは不安定となり、大きく揺れ、放電管1の発光部1Aの内面に接触することがある。それによって、放電管1は熱歪を生じ、破裂することがある。
The details of the blinking experiment will be described with reference to FIG. 7 and Table 1. FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of an electrode of a short arc discharge lamp according to the prior art. A
次に、本実施形態による陰極3の寸法を説明する。図3A及び図3Cに示すように、陰極3の芯棒3Bの棒状部321の外径をDB、溝325の軸線方向の寸法をLB、幅をWB、深さをHBとする。図5A、図5B及び図5Cに示すように、コイル3Cの軸線方向の寸法をLC、外径をDC1、内径をDC2、線径をdC、両側の端部331A、331Bの半径方向内方に突出した部分の寸法をHCとする。
DB=6.0mm
LB=9.6mm
WB=2.0mm
HB=1.0mm
LC=9.6mm
DC1=9.16mm
DC2=5.96mm
dC=1.6mm
HC=1.0mm
なお、DC1=DC2+2dCである。コイル3Cの内径DC2が芯棒3Bの棒状部321の外径DBより小さいが、これは、コイル3Cを芯棒3Bの棒状部321に挿入するときに焼嵌めを行うためである。
Next, the dimensions of the
D B = 6.0 mm
L B = 9.6 mm
W B = 2.0mm
H B = 1.0mm
L C = 9.6 mm
DC1 = 9.16mm
D C2 = 5.96mm
d C = 1.6 mm
H C = 1.0mm
Note that D C1 = D C2 + 2d C. Outer diameter D B is smaller than the
表1は本願の発明者が行った点滅実験の結果を示す。本願の発明者は、本実施形態によるショートアーク型放電ランプと、比較用の従来技術によるショートアーク型放電ランプをそれぞれ2本用意した。実施例1、2は、本実施形態によるショートアーク型放電ランプのサンプルであり、従来例1、2は、比較用の従来技術によるショートアーク型放電ランプのサンプルである。 Table 1 shows the result of the blinking experiment conducted by the inventors of the present application. The inventor of the present application prepared two short arc discharge lamps according to the present embodiment and two short arc discharge lamps according to the prior art for comparison. Examples 1 and 2 are samples of a short arc type discharge lamp according to the present embodiment, and conventional examples 1 and 2 are samples of a short arc type discharge lamp according to a conventional technique for comparison.
点滅実験の内容は次のとおりである。無負荷電圧は135V、パルス電圧は約7kVである。10分間の点灯と50分間の消灯(強制冷却)を30回繰り返した。なお、ランプは初期特性を安定させるため、エージングを2時間30分行ったものを使用した。30回の放電のうち異常放電がどのタイミングで発生したかを確認した。表1において丸印は正常放電を表し、×印は異常放電を表す。表1に示すように、従来例1の場合、異常放電が3回目と7回目で発生した。従来例2の場合、異常放電が。4回目と13回目で発生した。ランプは所定の時間(約20時間)経過すると、放電開始の位置が定まり、アークが安定化する傾向がある。従って、20回目以降に異常放電が観察されなかったので、実験を打ち切った。一方、実施例1、2の場合、異常放電は観察されなかった。 The contents of the blinking experiment are as follows. The no-load voltage is 135 V and the pulse voltage is about 7 kV. The lighting for 10 minutes and the light-off for 50 minutes (forced cooling) were repeated 30 times. The lamp used was one that had been aged for 2 hours 30 minutes in order to stabilize the initial characteristics. It was confirmed at which timing an abnormal discharge occurred among the 30 discharges. In Table 1, circles represent normal discharge, and x marks represent abnormal discharge. As shown in Table 1, in the case of Conventional Example 1, abnormal discharge occurred at the third and seventh times. In the case of Conventional Example 2, abnormal discharge occurs. It occurred at the 4th and 13th times. When a predetermined time (about 20 hours) elapses, the position of the discharge start is determined and the arc tends to be stabilized. Therefore, since no abnormal discharge was observed after the 20th time, the experiment was terminated. On the other hand, in the case of Examples 1 and 2, no abnormal discharge was observed.
本願の発明者が行った点滅実験から次のことが判る。本実施形態の陰極を備えたショートアーク型放電ランプによると、陰極3のコイル3Cの端部331A、331Bを半径方向内方に曲げることによって、異常放電を回避することができる。即ち、陰極3のコイル3Cの端部331A、331Bを半径方向内方に曲げることによって、芯棒3Bの棒状部321の外周面より鋭角な部分、尖った部分が露出することが無い。こうして本実施形態によると、レーザ照射等の溶着工程を用いることなく、単に、コイル3Cの端部331A、331Bを半径方向内方に曲げるだけで、異常放電を回避できることが判った。
The following can be seen from the blinking experiment conducted by the inventors of the present application. According to the short arc type discharge lamp provided with the cathode of this embodiment, abnormal discharge can be avoided by bending the
本実施形態の陰極を備えたショートアーク型放電ランプによると、芯棒3Bの棒状部321の外周面に軸線方向の溝325を形成し、この溝325にコイル3Cの端部331A、331Bを係合させることによってコイル3Cの位置決めと固定が可能となる。特に、レーザ照射等によるコイル端部の溶着による固定を用いることなく、コイル3Cの回転移動と軸線方向の移動を拘束することができる。
According to the short arc type discharge lamp having the cathode of this embodiment, the
以上、本発明の一実施形態に係るショートアーク型放電ランプについて説明したが、本発明は上記の実施形態に拘束されるものではなく、当業者が容易になしえる追加、削除、改変等は、本発明に含まれるものであり、また、本発明の技術的範囲は、添付の特許請求の範囲の記載によって定められることを承知されたい。 As described above, the short arc type discharge lamp according to the embodiment of the present invention has been described. It should be understood that the invention is included in the present invention, and that the technical scope of the present invention is defined by the description of the appended claims.
1…放電管、1A…発光部、1B、1C…シール管部、1a…空間、1b、1c…凹部、1d…チップオフ、2…陽極、2A…先端部、2B…芯棒、3…陰極、3A…先端部、3B…芯棒、3C…コイル、6…リード線、9…電極マウント、10…ショートアーク型放電ランプ、11…ゲッター材、21…第1のシール部材、22…第2のシール部材、23…第3のシール部材、24a、24b、24c、24d…緩衝箔、25a、25b…緩衝箔、26…シール箔、28…口金、31…第1の集電円盤、32…第2の集電円盤、310…頭部、311…円柱部、311A…端面、312…円錐頂部、313…凹部、313a…テーパ面、321…棒状部、321A…端面、323…凸部、323A…端面、323a…テーパ面、323b…逃げ溝、325…溝、331…巻き線部、331A、331B…端部、331a、331b…端面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記陰極は先端部と該先端部を支持する芯棒と該芯棒の外面に巻かれたコイルとを有し、前記芯棒の外面には軸線方向に延びる溝が形成され、前記コイルの両側の端部は半径方向内方に曲げられており、該コイルの端部は前記芯棒の溝に係合していることを特徴とするショートアーク型放電ランプ。 In a short arc type discharge lamp having a discharge tube, and a cathode and an anode arranged opposite to each other inside the discharge tube, the center axis of the discharge tube being arranged substantially vertically ,
The cathode includes a tip portion, a core rod that supports the tip portion, and a coil wound around the outer surface of the core rod. Grooves extending in the axial direction are formed on the outer surface of the core rod, and both sides of the coil The short arc type discharge lamp is characterized in that the end portion of the coil is bent inward in the radial direction, and the end portion of the coil is engaged with the groove of the core rod.
前記芯棒の溝の軸線方向の両側の側面のうちの一方の側面は、前記陰極の先端部の端面によって構成されていることを特徴とする、ショートアーク型放電ランプ。 In the short arc type discharge lamp of Claim 1,
One of the side surfaces on both sides in the axial direction of the groove of the core rod is constituted by the end surface of the tip portion of the cathode, and the short arc type discharge lamp.
前記芯棒の溝の軸線方向の寸法は、前記コイルの軸線方向の寸法に等しいことを特徴とする、ショートアーク型放電ランプ。 In the short arc type discharge lamp according to claim 1 or 2,
The short arc type discharge lamp according to claim 1, wherein the axial dimension of the core rod groove is equal to the axial dimension of the coil.
前記先端部はトリエーテッドタングステンによって形成され、前記芯棒と前記コイルは高純度のタングステンによって形成されることを特徴とするショートアーク型放電ランプ。 In the short arc type discharge lamp of any one of Claims 1-3,
2. The short arc type discharge lamp according to claim 1, wherein the tip portion is made of tritated tungsten, and the core rod and the coil are made of high purity tungsten.
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