JP5036361B2 - Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure of stepped groove - Google Patents

Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure of stepped groove Download PDF

Info

Publication number
JP5036361B2
JP5036361B2 JP2007075770A JP2007075770A JP5036361B2 JP 5036361 B2 JP5036361 B2 JP 5036361B2 JP 2007075770 A JP2007075770 A JP 2007075770A JP 2007075770 A JP2007075770 A JP 2007075770A JP 5036361 B2 JP5036361 B2 JP 5036361B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
discharge lamp
heat dissipation
dissipation structure
shaped
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007075770A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008235129A (en
Inventor
宏 小平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orc Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Orc Manufacturing Co Ltd filed Critical Orc Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2007075770A priority Critical patent/JP5036361B2/en
Priority to TW97105895A priority patent/TWI416570B/en
Priority to CN2008100858445A priority patent/CN101271819B/en
Publication of JP2008235129A publication Critical patent/JP2008235129A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5036361B2 publication Critical patent/JP5036361B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)

Description

本発明は、紫外線を発生する放電ランプに関し、特に、階段状溝の放熱構造を有する温度上昇の少ない電極を用いる放電ランプとその電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a discharge lamp that generates ultraviolet rays, and more particularly, to a discharge lamp using a step-grooved heat dissipation structure and an electrode with a small temperature rise, and a method for manufacturing the electrode.

従来、半導体の配線パターンを形成する際の光源として、紫外線を発生するショートアーク型放電ランプなどが、一般に使用されている。この放電ランプは、陽極を上または下にした垂直状態で点灯している。点灯状態での陽極は、陰極からの電子が衝突して高温となり、蒸発して消耗する。電極から蒸発した粒子は熱対流により運ばれて、放電ランプの内壁に付着するので、発光管中央部から上部側の内管壁が黒化する。放電ランプの電極には陰極と陽極があるが、以下の説明においては、これらを単に電極と総称することがある。   Conventionally, as a light source for forming a semiconductor wiring pattern, a short arc type discharge lamp that generates ultraviolet rays or the like is generally used. The discharge lamp is lit in a vertical state with the anode up or down. The anode in the lighting state becomes high temperature due to collision of electrons from the cathode, and is evaporated and consumed. Since the particles evaporated from the electrode are carried by thermal convection and adhere to the inner wall of the discharge lamp, the inner tube wall on the upper side from the central portion of the arc tube is blackened. The electrodes of the discharge lamp include a cathode and an anode, but in the following description, these may be simply referred to as electrodes.

ショートアーク型放電ランプの点灯時の陽極が高温になるのを抑えれば、陽極先端部からの電極構成物質の蒸発を少なくでき、電極先端の磨耗や熱変形等を緩和でき、ランプの使用寿命を延ばすことができる。そのためには、電極から輻射によって放出される熱量を増加させればよい。具体的には、電極の側面にV字状の放熱溝を形成して陽極の表面積を増加させ、電極からの熱放射を増加させて電極温度を下げることが行われている。   Suppressing the high temperature of the anode when the short arc type discharge lamp is turned on can reduce the evaporation of the electrode constituent material from the tip of the anode, reduce the wear and thermal deformation of the electrode tip, and the service life of the lamp Can be extended. For this purpose, the amount of heat released from the electrode by radiation may be increased. Specifically, a V-shaped heat radiation groove is formed on the side surface of the electrode to increase the surface area of the anode, and heat radiation from the electrode is increased to lower the electrode temperature.

図5に、従来の放熱構造を示す。図5(a)は、V字状の溝部の開口が広い放熱構造の拡大段面図である。図5(b)は、矩形状の溝部の開口が狭い放熱構造の拡大断面図である。図5(a)、(b)において、V字状の溝部60と矩形状の溝部70は、レーザ加工により形成した放熱構造である。頂面61、71は、溝加工を施していない面である。底面62、72は、溝の底の面である。側面63、73は、溝の側面である。変形した放熱構造74は、外力により変形した放熱構造である。図5(a)に示すように、V字状の溝部60の側面63は、V字状に底面62から頂面61に向かって幅が拡がっている。V字状の溝部60は、矩形状の溝部70と比較して放熱構造が変形し難い。しかし、V字状の溝の方は、電極全体の表面積の増加が少ない。   FIG. 5 shows a conventional heat dissipation structure. FIG. 5A is an enlarged step view of the heat dissipation structure with a wide V-shaped groove opening. FIG. 5B is an enlarged cross-sectional view of the heat dissipation structure in which the opening of the rectangular groove is narrow. 5A and 5B, a V-shaped groove portion 60 and a rectangular groove portion 70 are heat dissipation structures formed by laser processing. The top surfaces 61 and 71 are surfaces that are not grooved. The bottom surfaces 62 and 72 are the bottom surfaces of the grooves. The side surfaces 63 and 73 are side surfaces of the groove. The deformed heat dissipation structure 74 is a heat dissipation structure deformed by an external force. As shown in FIG. 5A, the side surface 63 of the V-shaped groove portion 60 has a V-shaped width extending from the bottom surface 62 toward the top surface 61. The V-shaped groove 60 is less likely to deform the heat dissipation structure than the rectangular groove 70. However, the V-shaped groove has less increase in the surface area of the entire electrode.

図5(b)に示すように、矩形状の溝部70の側面73は、底面72から頂面71の間で略平行である。矩形状の溝部70は、V字状の溝部60と比較して放熱構造が変形し易い。しかし、矩形状の溝の方が、電極全体の表面積の増加は多い。放熱構造が変形すると、変形した放熱構造74のように、溝の壁が隣の壁と接触する。このようになると、変形した部分とその周辺部が高温状態となり、電極が異常に消耗する場合がある。以下に、これに関連する従来技術の例をいくつかあげる。   As shown in FIG. 5B, the side surface 73 of the rectangular groove 70 is substantially parallel between the bottom surface 72 and the top surface 71. Compared with the V-shaped groove 60, the heat dissipation structure of the rectangular groove 70 is easily deformed. However, the rectangular groove has a larger increase in the surface area of the entire electrode. When the heat dissipation structure is deformed, the wall of the groove comes into contact with the adjacent wall as in the deformed heat dissipation structure 74. In this case, the deformed part and its peripheral part are in a high temperature state, and the electrode may be abnormally consumed. Below are some examples of prior art related to this.

特許文献1に開示された「希ガス封入高圧放電ランプ用のアノード」は、図5(c)に示すように、探さ1〜3mmの冷却溝を外周面上に設けたタングステンのアノードである。冷却溝の側面間の角度は90°である。アノード外周面は熱放散性が高い焼結金属層である。特許文献2に開示された「放電灯陽極」は、図5(d)に示すように、軸方向に平行な溝を側周面に切り込んだ円柱状タングステンロッドの電極である。溝の深さは、円柱直径の1〜7%である。溝の角度は60〜90°である。特許文献3に開示された「漁業用放電灯」は、図5(e)に示すように、幅よりも深い溝を胴部に設けた陽極を備えている。溝の深さは6mmで幅が3mmである。先端面と後端面の直径は12mmで、胴部の外径は30mmで、陽極全体の長さは40mmである。特許文献4に開示された「ショートアーク放電灯」は、図5(f)に示すように、先端側で浅く基端側で深くなっている複数の溝が周面に刻まれている陽極を備えている。特許文献5に開示された「ショートアーク型高圧放電ランプ」は、図5(g)に示すように、側面に溝部が形成されている電極を備えている。溝部の深さは、電極の直径の12%以内である。溝部の深さDは、溝部のピッチPの2倍以上である。特許文献6、7には、半導体のレーザ加工技術が開示されている。非特許文献1、2には、レーザ加工の基本と応用に関する各種技術が記載されている。   The “anode for a rare gas-filled high-pressure discharge lamp” disclosed in Patent Document 1 is a tungsten anode having a cooling groove of 1 to 3 mm on the outer peripheral surface as shown in FIG. The angle between the sides of the cooling groove is 90 °. The anode outer peripheral surface is a sintered metal layer having a high heat dissipation property. The “discharge lamp anode” disclosed in Patent Document 2 is an electrode of a cylindrical tungsten rod in which a groove parallel to the axial direction is cut into a side circumferential surface as shown in FIG. The depth of the groove is 1-7% of the cylinder diameter. The angle of the groove is 60-90 °. As shown in FIG. 5 (e), the “fishing discharge lamp” disclosed in Patent Document 3 includes an anode provided with a groove deeper than the width in the body. The depth of the groove is 6 mm and the width is 3 mm. The diameter of the front and rear end faces is 12 mm, the outer diameter of the body is 30 mm, and the total length of the anode is 40 mm. As shown in FIG. 5 (f), the “short arc discharge lamp” disclosed in Patent Document 4 includes an anode in which a plurality of grooves that are shallow on the distal end side and deep on the proximal end side are carved on the peripheral surface. I have. As shown in FIG. 5G, the “short arc type high-pressure discharge lamp” disclosed in Patent Document 5 includes an electrode having a groove formed on a side surface. The depth of the groove is within 12% of the electrode diameter. The depth D of the groove is at least twice the pitch P of the groove. Patent Documents 6 and 7 disclose semiconductor laser processing techniques. Non-Patent Documents 1 and 2 describe various techniques related to the basics and applications of laser processing.

特公昭39-011128号公報Japanese Patent Publication No. 39-011128 実開昭54-132975号公報Japanese Utility Model Publication No.54-132975 実開昭60-048663号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-048663 実開昭60-110973号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-110973 特開2002-117806号公報JP 2002-117806 JP 特開昭63-278368号公報JP 63-278368 A 特許第2810435号公報(特開平01-225928号公報)Japanese Patent No. 2810435 (Japanese Patent Laid-Open No. 01-225928) レーザ協会編集:「レーザ応用技術ハンドブック」(朝倉書店、1984年発行)Edited by Laser Association: “Laser Applied Technology Handbook” (Asakura Shoten, published in 1984) 川澄博通編:「レーザ加工技術」(シーエムシー、2001年発行)Edited by Hiromichi Kawasumi: “Laser Processing Technology” (CMC, 2001)

しかし、従来のV字状の放熱溝を有する電極を用いた放電ランプでは、以下のような問題がある。側面の開放角度が大きくて溝の密度が低いV字状の放熱溝では、電極の放熱効果が小さい。側面の開放角度が小さくて溝の密度が高い矩形状の放熱溝では、放熱部が変形し易い。   However, a conventional discharge lamp using an electrode having a V-shaped heat radiation groove has the following problems. In the V-shaped heat radiation groove having a large side opening angle and a low groove density, the heat radiation effect of the electrode is small. In a rectangular heat radiation groove having a small opening angle on the side surface and a high groove density, the heat radiation portion is easily deformed.

本発明の目的は、上記従来の問題を解決して、放電ランプの電極の強度を十分に維持しながら表面積を増加して、ランプの寿命を長くすることである。   An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to increase the surface area while sufficiently maintaining the strength of the electrode of the discharge lamp, thereby extending the life of the lamp.

前記の課題を解決するため、本発明では、表面に放熱構造を有する電極を放電容器の内部に備えた放電ランプの放熱構造を、断面がV字状で階段状の側面を有する複数の平行な溝からなる構成とした。階段状の側面の段数は3段であり、頂段の次の段の高さは、頂段の高さの半分以上である。または、階段状の側面の段数は2段であり、中間段の高さは上段の高さの半分以上である。溝は、電極の軸に垂直なリング状である。または、電極の軸に並行な直線状である。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, a heat dissipation structure for a discharge lamp having an electrode having a heat dissipation structure on the surface is provided inside the discharge vessel, and a plurality of parallel structures having a V-shaped cross section and stepped side surfaces. It was set as the structure which consists of a groove | channel. The number of steps on the stepped side surface is three, and the height of the next step after the top step is more than half of the height of the top step. Alternatively, the number of steps on the stepped side surface is two, and the height of the intermediate step is more than half of the height of the upper step. The groove has a ring shape perpendicular to the axis of the electrode. Or it is a straight line parallel to the axis of the electrode.

上記のように構成したことにより、電極の放熱構造の強度を保ちながら放熱効果を高められるので、放電ランプの寿命を延ばすことができる。   By comprising as mentioned above, since the thermal radiation effect can be heightened, maintaining the intensity | strength of the thermal radiation structure of an electrode, the lifetime of a discharge lamp can be extended.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図1〜図4を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

本発明の実施例は、断面がV字状で2段か3段の階段状の側面を有する複数の平行なリング状の溝からなる放熱構造を有する陽極を用いた放電ランプである。   An embodiment of the present invention is a discharge lamp using an anode having a heat dissipation structure composed of a plurality of parallel ring-shaped grooves having a V-shaped cross section and two or three stepped side surfaces.

図1は、本発明の実施例における放電ランプで、階段状溝の放熱構造を有する陽極を用いた放電ランプの外観図である。図1において、陽極1は、プラス側の電極である。陰極2は、マイナス側の電極である。内部リード棒3は、電極を支えて給電する部材である。金属箔4は、内部リード棒と外部リード棒を電気的に接続する部材である。封止管部5は、バルブを気密封止する部分である。外部リード棒7は、口金から金属箔を介して電極へ給電する部材である。発光部9は、電極間の放電により発光する部分である。バルブ部10は、電極を密封して放電空間を形成するガラス部材である。口金20は、ランプを機械的に保持するとともに給電するための部材である。放熱構造40は、円柱状の電極の円周側面に設けられた階段状溝の放熱構造である。   FIG. 1 is an external view of a discharge lamp using an anode having a heat dissipation structure with stepped grooves, which is a discharge lamp according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an anode 1 is a positive electrode. The cathode 2 is a negative electrode. The internal lead bar 3 is a member that supplies power while supporting an electrode. The metal foil 4 is a member that electrically connects the internal lead bar and the external lead bar. The sealing tube portion 5 is a portion that hermetically seals the valve. The external lead bar 7 is a member that feeds power from the base through the metal foil to the electrode. The light emitting unit 9 is a part that emits light by discharge between the electrodes. The bulb portion 10 is a glass member that seals an electrode to form a discharge space. The base 20 is a member for mechanically holding the lamp and supplying power. The heat dissipation structure 40 is a heat dissipation structure with stepped grooves provided on the circumferential side surface of a cylindrical electrode.

図1に示すように、放電ランプは、発光部9と2つの封止管部5からなるバルブ部10と、発光部9の中に対向配置された陽極1と陰極2と、これら陽極1と陰極2を支持するとともに通電を行う内部リード棒3と、外部リード棒7と、この内部リード棒3と外部リード棒7とを導電性の金属箔4によって接続して気密に封止する封止管部5とにより構成されている。陽極側の封止管部5には口金20が固定されている。陰極側の封止管部5にも口金20が固定されている。放電ランプは、口金20を介して光源装置に固定されている。   As shown in FIG. 1, the discharge lamp includes a bulb portion 10 composed of a light emitting portion 9 and two sealing tube portions 5, an anode 1 and a cathode 2 disposed opposite to each other in the light emitting portion 9, Sealing that supports the cathode 2 and energizes the inner lead rod 3, the outer lead rod 7, and connects the inner lead rod 3 and the outer lead rod 7 with the conductive metal foil 4 to hermetically seal. It is comprised by the pipe part 5. FIG. A base 20 is fixed to the sealing tube portion 5 on the anode side. A base 20 is also fixed to the sealing tube portion 5 on the cathode side. The discharge lamp is fixed to the light source device via the base 20.

図2は、本発明の実施例における放電ランプに用いる階段状溝の放熱構造を有する陽極の拡大図である。図2(A)は、陽極の外観図である。図2(B)は、図2(A)のB‐B断面図である。図2(A)および、(B)において、先端面31は、陰極との間で放電を行う面であり、円柱状電極の一方の端面である。胴体面30は、円柱状の電極の円周側面である。先端側テーパ面32は、先端面31と胴体面30とを接続する面である。放熱構造40は、少なくとも胴体面30の一部に設けた階段状溝の放熱構造である。背面34は、円柱状の電極のもう一方の端面である。背面側テーパ面33は、背面31と胴体面30とを接続する面である。電極穴35は、内部リード棒を嵌め入れる穴である。外径D1は、陽極の胴体面上の最大外径である。外径D2は、陽極の胴体面に設けた放熱構造の最大外径である。   FIG. 2 is an enlarged view of an anode having a step-shaped groove heat dissipation structure used in a discharge lamp in an embodiment of the present invention. FIG. 2A is an external view of the anode. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2A and 2B, the tip surface 31 is a surface that discharges with the cathode, and is one end surface of the columnar electrode. The body surface 30 is a circumferential side surface of a cylindrical electrode. The tip side taper surface 32 is a surface that connects the tip surface 31 and the body surface 30. The heat dissipating structure 40 is a step-shaped groove heat dissipating structure provided in at least a part of the body surface 30. The back surface 34 is the other end surface of the cylindrical electrode. The back side taper surface 33 is a surface connecting the back surface 31 and the body surface 30. The electrode hole 35 is a hole into which the internal lead bar is fitted. The outer diameter D1 is the maximum outer diameter on the body surface of the anode. The outer diameter D2 is the maximum outer diameter of the heat dissipation structure provided on the body surface of the anode.

図2(A)、(B)に示すように、陽極は略円柱状である。先端面31、先端側テーパ面32、胴体面30、背面側テーパ面33、背面34がある。胴体面30には、放熱構造40が設けられている。背面34に設けた電極穴35に内部リード棒を嵌め入れることにより、電極が放電空間に保持される。放熱構造40は、熱放出が大きい部分であるので、ランプ点灯時には陽極の熱を効率よく放射して温度を下げる。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the anode has a substantially cylindrical shape. There are a front end surface 31, a front end side taper surface 32, a body surface 30, a back side taper surface 33, and a back surface. The body surface 30 is provided with a heat dissipation structure 40. By inserting the internal lead rod into the electrode hole 35 provided in the back surface 34, the electrode is held in the discharge space. Since the heat dissipating structure 40 is a part that emits a large amount of heat, the heat of the anode is efficiently radiated to lower the temperature when the lamp is lit.

図3は、本発明の実施例における放電ランプに用いる電極の階段状溝の放熱構造の断面の部分拡大図である。図3(A)は、3段の階段状溝の放熱構造である。図3(B)は、2段の階段状溝の放熱構造である。図3(C)、(D)、(E)は、2段の階段状溝の放熱構造の他の形状である。図3(A)において、頂面41は、レーザ加工が施されていない面であり、電極の胴体面となる。底面42は、放熱構造の底の面である。側面43は、掘り込まれた方向に略平行な面である。第1段面44は、放熱構造の底面から第1段目の略L字状の溝である。第2段面45は、放熱構造の底面から第2段目の略L字状の溝である。高さH1は、底面を基準とした頂面の高さである。高さH2は、底面を基準とした第2段面の高さである。高さH3は、底面を基準とした第1段面の高さである。すなわち、H1>H2>H3である。 FIG. 3 is a partially enlarged view of the cross section of the heat dissipation structure of the stepped groove of the electrode used in the discharge lamp in the embodiment of the present invention. FIG. 3A shows a heat dissipation structure with three steps of stepped grooves. FIG. 3B shows a heat dissipation structure with two stepped grooves. 3C, 3D, and 3E are other shapes of the heat dissipation structure of the two-step staircase groove. In FIG. 3A, a top surface 41 is a surface not subjected to laser processing and serves as a body surface of the electrode. The bottom surface 42 is a bottom surface of the heat dissipation structure. The side surface 43 is a surface substantially parallel to the dug direction. The first step surface 44 is a substantially L-shaped groove in the first step from the bottom surface of the heat dissipation structure. The second step surface 45 is a substantially L-shaped groove in the second step from the bottom surface of the heat dissipation structure. The height H 1 is the height of the top surface with respect to the bottom surface. The height H 2 is the height of the second step surface with respect to the bottom surface. The height H 3 is the height of the first step surface with respect to the bottom surface. That is, H 1 > H 2 > H 3 .

図3(A)に示すように、3段の階段状溝の放熱構造40は、頂面41と第1段面44と第2段面45と底面42と側面43からなる多数の階段状の溝から構成されている。溝は、電極の胴体面上の円周方向に形成されている。放熱構造40の底面42から開口側に略L字状の溝が階段状に形成されている。それぞれの階段の高さの関係は、H2≧H1/2とする。さらに好ましくは、H2≧2H1/3とする。 As shown in FIG. 3 (A), the heat radiation structure 40 having a three-step staircase groove has a number of step-like shapes each having a top surface 41, a first step surface 44, a second step surface 45, a bottom surface 42, and a side surface 43. It consists of a groove. The groove is formed in the circumferential direction on the body surface of the electrode. A substantially L-shaped groove is formed stepwise from the bottom surface 42 of the heat dissipation structure 40 to the opening side. The relationship between the heights of the stairs is H 2 ≧ H 1/2 . More preferably, the H 2 ≧ 2H 1/3.

このようにする理由は次の通りである。頂段面の高さ(H1)と第2段面の高さ(H2)との差(H1−H2)が大きいと、放熱構造の変形を防ぐ効果が小さくなる。また、頂段面の高さ(H1)と第1段面の高さ(H3)との差(H1−H3)が大きいと、電極の中心軸側に掘り込む容積が大きくなり、底面付近からの対流による放熱が多くなる。 The reason for this is as follows. When the top stage surface height (H 1) and the second step surface height difference between the (H 2) (H 1 -H 2) is large, the effect of preventing the deformation of the heat dissipation structure is reduced. Further, when the height of the top-level portion (H 1) and the height of the first step surface difference between the (H 3) (H 1 -H 3) is large, the volume increases dug toward the central axis of the electrode , Heat dissipation due to convection from near the bottom increases.

図3(B)において、頂面51は、レーザ加工が施されていない面で、電極の胴体面となる。底面52は、放熱構造の底の面である。側面53は、掘り込まれた溝の側面である。第1段面54は、放熱構造の底面から第1段目の略L字状の溝である。高さH1は、底面を基準とした頂面の高さである。高さH4は、底面を基準とした第1段面の高さである。すなわち、H1>H4である。 In FIG. 3B, a top surface 51 is a surface not subjected to laser processing and serves as a body surface of the electrode. The bottom surface 52 is a bottom surface of the heat dissipation structure. The side surface 53 is a side surface of the dug groove. The first step surface 54 is a substantially L-shaped groove in the first step from the bottom surface of the heat dissipation structure. The height H 1 is the height of the top surface with respect to the bottom surface. The height H 4 is the height of the first step surface with respect to the bottom surface. That is, H 1 > H 4 .

図3(B)に示すように、2段の階段状溝の放熱構造50は、頂面51と第1段面54と底面52と側面53からなる階段状の溝から構成されている。溝は、電極の胴体面上の円周方向に形成されている。底面の中央を対称軸として、開口側にL字状の溝が階段に形成される。ここで、H4≧H1/2とする。さらに好ましくは、H4≧2H1/3とする。しかし、第1段面54をあまり頂面51に近づけないようにする。このようにする理由は次の通りである。頂段面の高さと第1段面の高さとの差(H1−H4)が大き過ぎると、放熱構造の変形を防ぐ効果が小さくなる。また、頂段面の高さと第1段面の高さとの差(H1−H4)が小さ過ぎると、電極の中心軸側に掘り込む容積が小さくなり、底面付近からの対流による放熱が少なくなる。 As shown in FIG. 3B, the two-step staircase groove heat dissipation structure 50 includes a staircase groove including a top surface 51, a first step surface 54, a bottom surface 52, and a side surface 53. The groove is formed in the circumferential direction on the body surface of the electrode. An L-shaped groove is formed in a staircase on the opening side with the center of the bottom surface as the axis of symmetry. Here, H 4 ≧ H 1/2 . More preferably, the H 4 ≧ 2H 1/3. However, the first step surface 54 should not be brought too close to the top surface 51. The reason for this is as follows. If the difference between the height of the top step surface and the height of the first step surface (H 1 −H 4 ) is too large, the effect of preventing the heat dissipation structure from being deformed is reduced. In addition, if the difference between the height of the top step surface and the height of the first step surface (H 1 −H 4 ) is too small, the volume dug into the central axis side of the electrode becomes small, and heat dissipation due to convection from the bottom surface is reduced. Less.

次に、図3(C)〜(E)を参照しながら、放熱構造の変形例を説明する。図3(C)は、片側の側面のみにL字状の溝を設けた放熱構造である。放熱構造50Aは、概略は放熱構造50と同様であるが、片側の側面のみに略L字状の溝54Aを設けたものである。図3(D)は、平滑された放熱構造である。放熱構造50Bは、概略は放熱構造50と同様であるが、表面が滑らかなものである。これまでは、構造を簡単に説明するため、矩形で放熱構造を表示してきたが、現実の放熱構造は、このように滑らかになることが望ましい。   Next, a modified example of the heat dissipation structure will be described with reference to FIGS. FIG. 3C illustrates a heat dissipation structure in which an L-shaped groove is provided only on one side surface. The heat dissipation structure 50A is generally the same as the heat dissipation structure 50, except that a substantially L-shaped groove 54A is provided only on one side surface. FIG. 3D shows a smooth heat dissipation structure. The heat dissipation structure 50B is roughly the same as the heat dissipation structure 50, but has a smooth surface. Until now, in order to explain the structure simply, the heat dissipation structure is indicated by a rectangle, but it is desirable that the actual heat dissipation structure be smooth in this way.

図3(E)は、略J字状の溝からなる放熱構造である。レーザの照射径が細い場合には、略J字状の溝となる場合もある。この場合も表面は滑らかに成ることが望ましい。放熱構造の表面を滑らかにすることが好ましい理由は次の通りである。レーザ光の照射条件によっては、段面と側面との境界部分が鋭角になる場合がある。角の部分をこのままの状態にして放電ランプの電極に用いると、角の部分が電極材料から剥離して放電空間に放出され、放電ランプの黒化の原因となり、ランプが短寿命となってしまう場合がある。そこで、放熱構造を平滑化する。ただし、滑らかにし過ぎると、放熱構造の表面積があまり増加しないので、電極材料などに応じてレーザ光のパワーを適切な値に設定する。   FIG. 3E shows a heat dissipation structure including a substantially J-shaped groove. When the laser irradiation diameter is thin, it may be a substantially J-shaped groove. Also in this case, it is desirable that the surface be smooth. The reason why it is preferable to smooth the surface of the heat dissipation structure is as follows. Depending on the irradiation condition of the laser beam, there may be an acute angle at the boundary between the step surface and the side surface. If the corner portion is used as it is for the electrode of the discharge lamp, the corner portion is peeled off from the electrode material and released into the discharge space, causing the discharge lamp to become black and the lamp to have a short life. There is a case. Therefore, the heat dissipation structure is smoothed. However, if the surface is too smooth, the surface area of the heat dissipation structure does not increase so much, so the power of the laser beam is set to an appropriate value according to the electrode material and the like.

次に、図4を参照しながら、放熱構造の作製方法を説明する。レーザ加工に関する基本的な技術は周知であるので詳しい説明は省略するが、必要であれば特許文献6、7や非特許文献1、2などを参照されたい。図4に、レーザ光により電極が掘り込まれる順序を示す。図4(1)は、放熱構造の第1の作製例を示す拡大断面図である。図4(2)は、放熱構造の第2の作製例を示す拡大断面図である。図4(3)は、放熱構造の第3の作製例を示す拡大断面図である。図4(1)により、放熱構造の第1の作製例を説明する。先ず、(A)において、円柱状の電極を軸で回転させながら、電極にレーザ光を照射して略V字状の溝を掘り込む。次に、(B)から(E)において、同様にレーザ光を照射して、(A)で作製した溝の斜面に、複数の略L字状の溝を掘り込む。ここで、(A)で作製した溝の斜面に、その他の溝を掘り込む(B)から(E)の順番は特に限定されない。また、(A)で作製した溝を作成する場合と、その他の溝を掘り込む場合では、レーザの出力特性を適宜設定することが好ましい。   Next, a method for manufacturing a heat dissipation structure will be described with reference to FIG. Since the basic technique regarding laser processing is well known, detailed description is omitted, but if necessary, refer to Patent Documents 6 and 7, Non-Patent Documents 1 and 2, and the like. FIG. 4 shows the order in which the electrodes are dug by the laser beam. FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view showing a first manufacturing example of the heat dissipation structure. FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view illustrating a second manufacturing example of the heat dissipation structure. FIG. 4 (3) is an enlarged cross-sectional view showing a third manufacturing example of the heat dissipation structure. A first manufacturing example of the heat dissipation structure will be described with reference to FIG. First, in (A), a substantially V-shaped groove is dug by irradiating the electrode with laser light while rotating the cylindrical electrode on the axis. Next, in (B) to (E), laser light is similarly irradiated to dig a plurality of substantially L-shaped grooves on the slopes of the grooves produced in (A). Here, the order of (B) to (E) in which other grooves are dug in the slopes of the grooves prepared in (A) is not particularly limited. In addition, it is preferable to appropriately set the output characteristics of the laser when the groove formed in (A) is created and when other grooves are dug.

例えば、(A)でV字状の溝を掘り込む場合には、電極の胴体面に垂直となるようにレーザ光を照射し、(B)から(E)において、その他のL字状の溝を掘り込む場合には、V字状溝の斜面に垂直となるようにレーザ光を照射した方がよい。また、(A)でV字状の溝を掘り込む場合には、レーザ光の照射径は太くてもよいが、(B)から(E)において、その他のL字状の溝を掘り込む場合には、レーザ光の照射径は細くする方がよい。平滑化は、電極は円柱状の中心軸で回転しながら、レーザ光を連続的に電極の軸方向に移動させながら電極の放熱構造の表面を滑らかにする。さらに、電解研磨や真空中の高温熱処理により平滑化を行ってもよい。   For example, in the case of digging a V-shaped groove in (A), laser light is irradiated so as to be perpendicular to the body surface of the electrode. In (B) to (E), other L-shaped grooves When digging up, it is better to irradiate the laser beam so as to be perpendicular to the slope of the V-shaped groove. In the case of digging a V-shaped groove in (A), the laser beam irradiation diameter may be thick, but in the case of digging other L-shaped grooves in (B) to (E). For this reason, it is better to make the irradiation diameter of the laser light thinner. Smoothing smoothes the surface of the heat dissipation structure of the electrode while continuously moving the laser beam in the axial direction of the electrode while the electrode rotates about the cylindrical central axis. Further, smoothing may be performed by electrolytic polishing or high-temperature heat treatment in vacuum.

図4(2)により、放熱構造をレーザにより作成する第2の作製例を説明する。(A)において、円柱状の電極を軸で回転させながら、レーザ光を電極に照射させて溝を掘り込んだ後、レーザ光を電極の軸方向にずらして、さらに(B)から(E)に示すように、溝を掘り込む。この実施例では、レーザ光を軸方向に段階的に移動させて照射を行ったが、円柱状の電極を軸で回転させながら、レーザ光を電極に照射させ、レーザ光の照射位置を電極の軸方向に連続的に移動させることにより、平滑な階段状溝の放熱構造としてもよい。   With reference to FIG. 4B, a second manufacturing example in which the heat dissipation structure is formed by laser will be described. In (A), while rotating the cylindrical electrode around the axis, the electrode is irradiated with laser light to dig a groove, and then the laser light is shifted in the axial direction of the electrode, and further from (B) to (E) As shown, dig a ditch. In this embodiment, the laser beam is irradiated while being moved stepwise in the axial direction. However, while rotating the cylindrical electrode on the axis, the laser beam is irradiated to the electrode, and the irradiation position of the laser beam is set on the electrode. A smooth step-shaped groove heat dissipation structure may be obtained by continuously moving in the axial direction.

図4(3)により、放熱構造の第3の作製例を説明する。(A)においてレーザ光により大直径の溝を掘り込んだ後、(B)において、レーザ光により中直径の溝を掘り込み、(C)において、レーザ光により小直径の溝を掘り込むことにより作製される。この実施例では、レーザ光の照射径を段階的に大から小へ変更して、溝を掘り込んだが、レーザ光の照射径を段階的に小から大へ変更してもよい。円柱状の電極を軸で回転させながら、レーザ光を電極に照射させ、レーザ光の照射径を連続的に変化させることにより、平滑な階段状溝の放熱構造としてもよい。以上の方法で、放熱構造を作製する。   A third manufacturing example of the heat dissipation structure will be described with reference to FIG. After digging a large-diameter groove with laser light in (A), digging a medium-diameter groove with laser light in (B), and digging a small-diameter groove with laser light in (C). Produced. In this embodiment, the laser beam irradiation diameter is changed stepwise from large to small and the groove is dug, but the laser light irradiation diameter may be changed stepwise from small to large. A smooth step-shaped groove heat dissipation structure may be obtained by continuously irradiating the electrode with laser light while rotating the cylindrical electrode around the axis and continuously changing the irradiation diameter of the laser light. The heat dissipation structure is produced by the above method.

本実施例においては、電極の円周方向に関して記載したが、同様の放熱構造は、電極の軸方向であってもよい。また、陽極を例にして説明したが、陰極の胴部に放熱構造を設ければ、同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the circumferential direction of the electrode has been described, but the similar heat dissipation structure may be in the axial direction of the electrode. Although the anode has been described as an example, the same effect can be obtained if a heat dissipation structure is provided in the body of the cathode.

上記のように、本発明の実施例では、放電ランプを、断面がV字状で2段か3段の階段状溝の側面を有する複数の平行なリング状の溝からなる放熱構造を有する陽極を用いた構成としたので、電極の放熱構造の強度を保ちながら放熱効果を高めて、放電ランプの寿命を延ばすことができる。   As described above, in an embodiment of the present invention, a discharge lamp is an anode having a heat dissipation structure including a plurality of parallel ring-shaped grooves having a V-shaped cross section and side surfaces of two or three stepped grooves. Therefore, the heat radiation effect can be enhanced while maintaining the strength of the electrode heat radiation structure, and the life of the discharge lamp can be extended.

本発明の放電ランプは、紫外線発生用のショートアーク放電ランプとして最適である。この放熱構造を有する電極は、その他の光源用のランプにも適用できる。   The discharge lamp of the present invention is optimal as a short arc discharge lamp for generating ultraviolet rays. The electrode having this heat dissipation structure can also be applied to lamps for other light sources.

本発明の実施例における放電ランプの外観図である。It is an external view of the discharge lamp in the Example of this invention. 本発明の実施例における放電ランプの陽極の拡大図である。It is an enlarged view of the anode of the discharge lamp in the Example of this invention. 本発明の実施例における放電ランプの電極に設ける放熱構造の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the thermal radiation structure provided in the electrode of the discharge lamp in the Example of this invention. 本発明の実施例における放電ランプの電極に設ける放熱構造の作製方法を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the preparation methods of the thermal radiation structure provided in the electrode of the discharge lamp in the Example of this invention. 従来の電極の放熱構造の拡大断面図と、従来の放熱構造をもつ電極の例を示す図である。It is a figure which shows the expanded sectional view of the conventional heat dissipation structure of an electrode, and the example of the electrode which has the conventional heat dissipation structure.

符号の説明Explanation of symbols

1 陽極
2 陰極
3 内部リード棒
4 金属箔
5 封止管部
7 外部リード棒
8 銀ロウ
9 発光部
10 バルブ部
20 口金
30 胴体面
31 先端面
32 先端側テーパ面
33 背面側テーパ面
34 背面
35 電極穴
40,50,50A,50B,50C 放熱構造
41,51,61,71 頂面
42,52,62,72 底面
43,73,63,73 側面
44,54,54A 第1段面
45 第2段面
60 V字状溝の放熱構造
70 矩形状溝の放熱構造
74 変形した放熱構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode 2 Cathode 3 Internal lead rod 4 Metal foil 5 Sealing tube portion 7 External lead rod 8 Silver solder 9 Light emitting portion
10 Valve section
20 base
30 Torso surface
31 Tip surface
32 Tip side taper surface
33 Back taper surface
34 Rear
35 Electrode hole
40, 50, 50A, 50B, 50C Heat dissipation structure
41,51,61,71 Top surface
42,52,62,72 Bottom
43,73,63,73 side
44,54,54A First step surface
45 Second step
60 V-shaped groove heat dissipation structure
70 Heat dissipation structure of rectangular groove
74 Deformed heat dissipation structure

Claims (6)

表面に放熱構造を有する電極を放電容器の内部に備えた放電ランプにおいて、前記放熱構造は、断面が略V字状で階段状の側面を有する複数の平行な溝からなり、前記階段状の側面は、前記断面が略L字状または略J字状の複数の溝からなり、前記断面が略L字状または略J字状の溝の段面から開口する開放角度は、前記断面が略V字状での溝の底面より開口する開放角度よりも小さいことを特徴とする放電ランプ。 In the discharge lamp having an electrode having a heat radiation structure on the surface inside the discharge vessel, the heat dissipation structure, cross-section comprises a plurality of parallel grooves having a stepped side surface is substantially V-shaped, said stepped The side surface includes a plurality of grooves having a substantially L-shaped or substantially J-shaped cross section, and the opening angle at which the cross section opens from the step surface of the substantially L-shaped or substantially J-shaped groove is substantially equal to the cross section. A discharge lamp characterized by being smaller than an opening angle opened from a bottom surface of a V-shaped groove . 前記略L字状または略J字状の溝からなる段面の段数は、頂段を含めて2段または3段であることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。 Number of stage surface composed of the substantially L-shaped or substantially J-shaped groove, the discharge lamp according to claim 1, characterized in that a two-stage or three-stage including Itadakidan surface. 前記略L字状または略J字状の溝からなる段面の段数は、頂段面を含めて3段であり、頂段の次の段の高さは、頂段の高さの半分以上であることを特徴とする請求項2に記載放電ランプ。 The number of steps of the substantially L-shaped or substantially J-shaped groove is 3 steps including the top step surface , and the height of the next step surface of the top step surface is the height of the top step surface . The discharge lamp according to claim 2, wherein the discharge lamp is more than half of the discharge lamp. 前記略L字状または略J字状の溝からなる段面の段数は、頂段面を含めて2段であり、頂段面の次の段面高さは、頂段面の高さの半分以上であることを特徴とする請求項2記載の放電ランプ。 The number of steps of the step surface including the substantially L-shaped or substantially J-shaped grooves is two steps including the top step surface, and the next step surface height of the top step surface is the height of the top step surface . 3. The discharge lamp according to claim 2, wherein the discharge lamp is half or more. 前記略V字状の溝は、前記電極の軸に垂直なリング状であることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。 2. The discharge lamp according to claim 1, wherein the substantially V-shaped groove has a ring shape perpendicular to the axis of the electrode. 前記略V字状の溝は、前記電極の軸に並行な直線状であることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 1, wherein the substantially V-shaped groove is a straight line parallel to the axis of the electrode.
JP2007075770A 2007-03-23 2007-03-23 Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure of stepped groove Expired - Fee Related JP5036361B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007075770A JP5036361B2 (en) 2007-03-23 2007-03-23 Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure of stepped groove
TW97105895A TWI416570B (en) 2007-03-23 2008-02-20 Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure with step-shaped groove
CN2008100858445A CN101271819B (en) 2007-03-23 2008-03-21 Discharge lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007075770A JP5036361B2 (en) 2007-03-23 2007-03-23 Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure of stepped groove

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008235129A JP2008235129A (en) 2008-10-02
JP5036361B2 true JP5036361B2 (en) 2012-09-26

Family

ID=39907688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007075770A Expired - Fee Related JP5036361B2 (en) 2007-03-23 2007-03-23 Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure of stepped groove

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5036361B2 (en)
CN (1) CN101271819B (en)
TW (1) TWI416570B (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4998840B2 (en) * 2010-07-23 2012-08-15 ウシオ電機株式会社 Short arc type discharge lamp
JP5580136B2 (en) * 2010-08-11 2014-08-27 株式会社オーク製作所 Discharge lamp
CN103065923B (en) * 2011-10-18 2016-03-30 上海鑫邦节能科技有限公司 A kind of asymmetric electrode without mercury energy-saving gas discharge lamp
JP5939429B2 (en) * 2012-03-29 2016-06-22 岩崎電気株式会社 Short arc type mercury lamp
CN105185689A (en) * 2015-07-31 2015-12-23 徐琴玉 Xenon-mercury lamp for boat
CN107845562B (en) * 2017-12-07 2023-11-03 江苏浦亚照明科技股份有限公司 Anode structure for short-arc mercury xenon lamp
JP7377750B2 (en) * 2020-03-24 2023-11-10 株式会社オーク製作所 Method for manufacturing discharge lamps and electrodes for discharge lamps

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54132975U (en) * 1978-03-07 1979-09-14
JPS6048663U (en) * 1983-09-10 1985-04-05 ウシオ電機株式会社 Fishery discharge lamp
JPH11207346A (en) * 1998-01-26 1999-08-03 Hitachi Taga Technol Co Ltd Water treating device
JP4512968B2 (en) * 2000-08-03 2010-07-28 ウシオ電機株式会社 Short arc type high pressure discharge lamp
JP4513031B2 (en) * 2000-08-03 2010-07-28 ウシオ電機株式会社 Short arc type high pressure discharge lamp
JP3838110B2 (en) * 2002-01-31 2006-10-25 ウシオ電機株式会社 Positive electrode for discharge lamp and short arc discharge lamp
JP4176458B2 (en) * 2002-12-10 2008-11-05 株式会社東芝 Cold cathode tube electrode and cold cathode tube using the same
CN1288482C (en) * 2003-11-18 2006-12-06 友达光电股份有限公司 Backlight subassembly
JP4548290B2 (en) * 2004-11-25 2010-09-22 ウシオ電機株式会社 Discharge lamp
JP4628777B2 (en) * 2004-12-24 2011-02-09 株式会社ワコム電創 Short arc type high pressure discharge lamp
JP2006245501A (en) * 2005-03-07 2006-09-14 Fuji Electric Systems Co Ltd Radiator

Also Published As

Publication number Publication date
CN101271819A (en) 2008-09-24
CN101271819B (en) 2011-06-01
TW200901261A (en) 2009-01-01
JP2008235129A (en) 2008-10-02
TWI416570B (en) 2013-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5036361B2 (en) Discharge lamp using electrode having heat dissipation structure of stepped groove
JP4993478B2 (en) Discharge lamp and method of manufacturing electrode thereof
JP5165413B2 (en) Electrode structure for discharge lamp
US20030020403A1 (en) High pressure discharge lamp of the short arc type
JP5009062B2 (en) Electrode structure for discharge lamp
JP5316436B2 (en) Discharge lamp
JP2007095327A (en) Short arc discharge lamp
JP2011090941A (en) High-pressure discharge lamp, and manufacturing method of high-pressure discharge lamp
JP2011070823A (en) Discharge lamp
US9953824B2 (en) Lamp comprising a conductor embedded in the quartz glass envelope of the lamp
JP4513031B2 (en) Short arc type high pressure discharge lamp
JP4498468B1 (en) Manufacturing method of electrode for discharge lamp
US20100295448A1 (en) Vehicle discharge lamp
JPH1196965A (en) Short-arc type mercury lamp
JP3846282B2 (en) Short arc type high pressure discharge lamp
JP6483020B2 (en) Discharge lamp, discharge lamp manufacturing method, and discharge lamp electrode
JP2010033864A (en) High-pressure discharge lamp
JP4628777B2 (en) Short arc type high pressure discharge lamp
JP2003123688A (en) Short-arc high pressure discharge lamp
JP5720756B2 (en) Double-ended short arc flash lamp
JP2008047548A (en) Short-arc type high-pressure discharge lamp
JP2011014248A (en) Anode for short-arc discharge lamp and the short-arc type discharge lamp
JP2006228470A (en) Discharge lamp
JP4655767B2 (en) Discharge lamp
JP2008506231A (en) Electrodes for high intensity discharge lamps

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120228

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120410

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120508

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120608

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120703

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5036361

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150713

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees