KR101661488B1

KR101661488B1 - Discharge lamp

Info

Publication number: KR101661488B1
Application number: KR1020100092839A
Authority: KR
Inventors: 이즈미 세리자와; 노부오 카나이; 히로시 코다이라; 타케노리 하야카와; 무츠미 마츠키; 노리유키 사카이; 마코토 마에시마
Original assignee: 가부시키가이샤 오크세이사쿠쇼
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2016-09-30
Also published as: KR20110033092A; CN102034672B; TWI470666B; TW201133543A; CN102034672A

Abstract

전극 특성에 영향을 주지 않고, 여러 고체를 조합시킨 전극을 구성한다.
쇼트 아크형 방전램프에 있어서, 고융점의 금속 부재(40)와 열전도율이 높은 금속 부재(50)를 SPS 접합시킴으로써 양극(30)을 구성한다. 원추대 형상의 금속 부재(40)와 원주 형상의 금속 부재(50)를 접합함으로써, 접합면(S)을 전극축(X)에 대하여 수직한 방향, 즉 양극 단면 직경방향을 따라 형성한다. 접합면(S) 부근에 있어서의 결정립의 직경은 접합면을 따라 균일하고, 접합면 수직방향을 따라 거의 균일하게 되어 있다. An electrode having a combination of a plurality of solids is formed without affecting the electrode characteristics.
In the short arc type discharge lamp, the anode 30 is formed by SPS bonding a metal member 40 having a high melting point and a metal member 50 having a high thermal conductivity. The joining surface S is formed along the direction perpendicular to the electrode axis X, that is, along the diameter direction of the anode, by joining the truncated cone-shaped metal member 40 and the cylindrical metal member 50. [ The diameters of the crystal grains in the vicinity of the joining surface S are uniform along the joining face and are substantially uniform along the joining face vertical direction.

Description

DISCHARGE LAMP

본 발명은 노광 장치 등에 이용되는 방전램프에 관한 것으로, 특히, 쇼트 아크형 방전램프 등 고출력 방전램프의 전극구조에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge lamp used in an exposure apparatus or the like, and more particularly to an electrode structure of a high-output discharge lamp such as a short arc type discharge lamp.

쇼트 아크형 방전램프에서는, 고휘도의 광을 기판 등 노광 대상물에 조사한다. 노광 대상물의 대형화, 또한 작업량 향상을 위해, 방전램프의 고출력화가 요구되고 있고, 그것에 따라 정격 소비전력의 증가가 요구된다. 대전력화 하면, 종래의 전극구조에서는, 전자방출, 열방출, 내구성 등에 영향이 생긴다. 그 때문에 결정, 종류 등이 상이한 금속을 조합시킨 전극구조가 요구되고 있다.In a short arc type discharge lamp, light of high luminance is irradiated to an object to be exposed such as a substrate. In order to increase the size of the object to be exposed and to improve the workload, it is required to increase the output of the discharge lamp, and accordingly, it is required to increase the rated power consumption. When the power is increased, the electron emission, heat emission, durability, and the like are affected by the conventional electrode structure. Therefore, an electrode structure in which a metal having different crystal, kind, or the like is combined is required.

예를 들면 정격전력을 크게 하면, 음극 선단부에서의 전류밀도가 크기 때문에 전극 소모가 심하게 되어, 아크 방전의 휘점이 움직여 불안정한 방전이 된다. 그래서, 아크 방전을 안정화시키는 구성으로서, 직류방전 처리 장치에 의해 음극 선단부를 용융하고, 선단부의 결정구조를 조대화시키는 전극구조가 알려져 있다(특허문헌 1 참조).For example, if the rated power is increased, the current density at the tip of the cathode is large, so that the electrode consumption becomes severe, and the luminous point of the arc discharge moves, resulting in an unstable discharge. As an arrangement for stabilizing the arc discharge, there is known an electrode structure in which the cathode tip is melted by the DC electric discharge apparatus and the crystal structure of the tip is made coarse (see Patent Document 1).

또, 정격전력을 크게 하면, 램프의 전극 사이에 흘러드는 전류량이 증가하여, 전극온도가 상승한다. 특히, 양극 선단부가 고온상태로 되어, 시간경과와 함께 양극 선단부가 용융, 증발한다. 그 결과, 불안정한 아크 방전, 및 양극 용융에 의한 금속의 관 내 표면 부착 등에 의해 발광효율이 저하됨과 아울러, 전극 소모에 의해 램프 수명이 저하된다.When the rated power is increased, the amount of current flowing between the electrodes of the lamp increases, and the electrode temperature rises. Particularly, the tip of the anode is in a high temperature state, and the tip of the anode is melted and evaporated over time. As a result, the luminous efficiency is lowered due to the unstable arc discharge and the adhesion of the metal to the inner surface of the tube due to the anodic melting, and at the same time, the life of the lamp is reduced due to electrode consumption.

이러한 과열에 의한 전극 용융을 막기 위하여, 금속의 전극 본체보다도 열전도율이 높고, 융점이 낮은 금속 재료를 본체 내부공간에 봉입하는 전극구조가 알려져 있다(특허문헌 2 참조). 거기에서는, 바닥 있는 통 형상의 금속 부재에 뚜껑 부재를 용접하여, 밀폐공간을 만든 전극을 형성한다.In order to prevent electrode melting due to such overheating, an electrode structure is known in which a metal material having a higher thermal conductivity and a lower melting point than an electrode body of a metal is sealed in a space inside the body (see Patent Document 2). In this case, a lid member is welded to a bottomed cylindrical metal member to form an electrode having a closed space.

특허문헌 1: 일본 특개 2002-110083호 공보Patent Document 1: JP-A-2002-110083 특허문헌 2: 일본 특개 2004-259644호 공보Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-259644

(발명의 개요)(Summary of the Invention)

(발명이 해결하고자 하는 과제)(Problems to be Solved by the Invention)

전극 표면 부근의 결정구조, 금속 조성을 바꾸어도, 열전도성, 도전성, 내구성 등의 전극 특성을 전체적으로 크게 개선시킬 수는 없다. 특히, 대출력형 방전램프의 경우, 열방출 특성이 큰 향상은 바랄 수 없다. 그렇지만, 동 종류, 또는 다른 종류의 부재를 조합하여 전극을 구성하면, 부재 사이의 접합상태가 내구성, 열전도성 등에 영향을 준다.Electrode characteristics such as thermal conductivity, conductivity, and durability can not be greatly improved even if the crystal structure and metal composition in the vicinity of the electrode surface are changed. Particularly, in the case of a large-output discharge lamp, a large improvement in the heat radiation characteristic can not be expected. However, when the electrodes are formed by combining the same or different kinds of members, the bonding state between the members affects durability, thermal conductivity, and the like.

예를 들면, 전자빔 용접 등의 용접에 의해 금속 부재를 접합하여 전극을 구성하는 경우, 접합면을 따라 금속 결정의 직경이 비대하게 되어, 직경의 크기가 불균일하게 된다. 또, 전극축방향을 따른 결정 직경의 변화가 불연속하게 되어, 접합부분에 결정 경계가 나타난다. 그 때문에 전극강도가 접합부분에서 저하된다.For example, when an electrode is formed by bonding a metal member by welding such as electron beam welding, the diameter of the metal crystal becomes large along the joint surface, and the size of the diameter becomes uneven. Further, the change of the crystal diameter along the electrode axis direction becomes discontinuous, and a crystal boundary appears at the junction portion. Therefore, the electrode strength is lowered at the joint portion.

또, 결정 직경의 크기 등 금속조직이 접합면 부근에서 불균일, 또는 불연속일 경우, 전극축방향을 따른 열의 전도 특성이 접합면 전체에서 균일하게 되지 않아, 전극 내부의 열 수송이 원활하게 이루어지지 않는다. 그 결과, 전극 내부에 국소적인 과열 상태가 발생하여, 전극 소모를 빠르게 한다.In addition, when the metal structure, such as the size of the crystal diameter, is nonuniform or discontinuous near the bonding surface, the conduction characteristics of the heat along the electrode axis direction are not uniform over the bonding surface, and heat transfer inside the electrode is not smooth . As a result, a local overheating state is generated inside the electrode, thereby accelerating the electrode consumption.

따라서, 전극 특성에 악영향을 주지 않도록, 복수의 부재를 조합하여 전극을 구성하는 것이 요구된다.Therefore, it is required to construct an electrode by combining a plurality of members so as not to adversely affect the electrode characteristics.

본 발명의 방전램프는 방전관과, 방전관 내에 배치되는 1쌍의 전극을 구비하고, 예를 들면, 쇼트 아크형 방전램프(특히 대출력 방전램프)로서 구성된다. 그리고, 방전램프의 적어도 일방의 전극이, 복수의 고체 부재를 고상 접합시킨 전극에 의해 구성되고, 적어도 1개의 고체 부재는 금속 부재로 이루어진다. 예를 들면, 복수의 금속 부재를 접합하는 것이 가능하며, 전극을 구성하는 고체 부재의 수는 임의이다. 또한 고체 부재끼리를 직접 접합하거나, 또는, 부재 간에 접합성능 등을 향상시키는 부재를 개재시켜 접합해도 된다(이 개재 부재를 복수의 고체 부재로 간주하는 것도 가능함).The discharge lamp of the present invention has a discharge tube and a pair of electrodes disposed in the discharge tube, and is configured as, for example, a short arc type discharge lamp (particularly a large output discharge lamp). At least one electrode of the discharge lamp is constituted by an electrode in which a plurality of solid members are bonded in a solid phase, and at least one solid member is made of a metal member. For example, it is possible to bond a plurality of metal members, and the number of solid members constituting the electrode is arbitrary. Further, the solid members may be directly bonded to each other, or they may be bonded to each other with a member for improving the bonding performance or the like interposed therebetween (this interposing member may be regarded as a plurality of solid members).

전극 본체를 구성하는 복수의 고체 부재에는, 전극 지지봉에 지지되는 고체 부재(이하에서는, 후단측 고체 부재라고 함)와, 전극 선단면을 갖는 고체 부재(이하, 선단측 고체 부재라고 함)이 포함되어 있고, 후단측 고체 부재와 선단측 고체 부재 사이에서 고상 접합함으로써 형성된다. 고상 접합에서는, 고체 부재 간의 접합면을 접촉시켜, 가압, 가열하면서 고체 부재끼리 접합한다.A plurality of solid members constituting the electrode main body include a solid member (hereinafter referred to as a rear end side solid member) supported by the electrode support rods and a solid member having an electrode front end face (hereinafter referred to as a tip side solid member) And is solid-phase bonded between the rear end side solid member and the tip end side solid member. In the solid phase bonding, the solid members are bonded to each other while bringing the bonding surfaces between the solid members into contact with each other, while pressing and heating them.

본 발명에서는, 금속 부재의 접합면을 형성하는 결정립(이하, 접합면 결정립이라고 함)의 적어도 일부가 접합에 의해 변형된다. 그 반면, 그 이외의 결정립이 접합 전후에 있어서 실질적으로 변형되지 않는다. 예를 들면, 접합면 결정립은 결정립의 변형, 또는 입계 이동이 접합면(접합에 기여하는 면)의 전체에 걸쳐서 발생하고, 결정립의 변형은 접합에 기여하는 변형으로 되어 있다. 특히, 접합면이 초평활면이 아닌 경우, 큰 결정립이 형성되기 쉬워, 미소한 간극이 생긴다.In the present invention, at least a part of crystal grains (hereinafter referred to as bonded surface crystal grains) forming the bonding surface of the metal member are deformed by bonding. On the other hand, the other crystal grains are not substantially deformed before and after the joining. For example, the bonding surface crystal grains are deformed or grain boundary migration occurs over the entire bonding surface (the surface contributing to bonding), and deformation of the grain grains is a deformation that contributes to bonding. Particularly, when the bonding surface is not a super smooth surface, large crystal grains are easily formed and a minute gap is formed.

한편, 접합면 결정립 이외의 금속 결정립에서는, 접합면 부근에 있어서, 접합에 기인하는 변형이 접합면 수직방향을 따라 실질적으로 발생해 있지 않다. 여기에서, 「실질적으로 발생해 있지 않다」란 접합에 직접 기여하는 결정립 변형(결정립 생성), 입계 이동이 발생해 있지 않아, 접합전의 결정립은 접합후에 있어서 거의 변형되어 있지 않은 것을 의미한다.On the other hand, in the metal crystal grains other than the bonding surface crystal grains, deformation due to bonding does not substantially occur along the bonding surface vertical direction in the vicinity of the bonding surface. Here, " substantially not formed " means that crystal grains deformed (crystal grain formation) directly contributing to the bonding, grain boundary migration has not occurred, and the crystal grains before bonding do not substantially deform after bonding.

이러한 고상 접합, 즉, 접합면 결정립을 직접 접합에 이용하고, 그 이외의 금속조직(결정립)을 접합의 영향으로부터 제외하는 부재간 접합에 의해, 접합후에 있어서의 금속 부재의 접합면 부근에서의 결정 직경은 균일 특성을 가지고 있다. 즉, 금속 부재의 결정립은 금속 부재의 접합면을 따라 거의 균일하게 되고, 또, 접합면 수직방향을 따라 거의 균일하게 되어 있다.This solid phase bonding, that is, the bonding surface crystal grains are directly used for bonding and the other metal structures (crystal grains) are excluded from the influence of the bonding, whereby the crystal in the vicinity of the bonding surface of the metal member after bonding Diameter has uniform characteristics. In other words, the crystal grains of the metal member become substantially uniform along the joining face of the metal member, and are substantially uniform along the joining face vertical direction.

따라서, 접합면 부근에서는, 전자빔 용접 등과 같이, 1차, 2차 재결정에 의한 비대화 결정립이 생성되고, 비대화 결정립이 접합면 수직방향을 따라 층 형상으로 형성되지 않고, 결정 직경 등의 금속조직 특성은 접합면 방향, 접합면 수직방향에 관해서 불연속에 변화되어 있지 않다. Therefore, in the vicinity of the bonding surface, non-growing crystal grains are produced by primary and secondary recrystallization such as electron beam welding and the non-growing crystal grains are not formed in a layer shape along the direction perpendicular to the bonding surface, The direction of the bonding surface and the direction perpendicular to the bonding surface are not discontinuously changed.

이것에 의해, 접합면에 있어서의 금속 결정조직에 대해서는, 내구성, 열전도성에 관하여 밸런스가 우수한 구성으로 되어 있다. 접합면에서는 확실한 고상 접합에 의해 필요한 강도가 얻어지는 한편, 열 수송, 도전성에 대해서는, 접합면 위만 다른 금속조직과 결정 특성이 상이하다. 그 때문에 그 능력이 일체 구조의 전극과 비교하여 현저하게 저하되지 않는다. As a result, the metal crystal structure on the bonding surface has a good balance of durability and thermal conductivity. The required strength is obtained by reliable solid-state bonding at the joint surface, while the heat transport and conductivity are different from those of the metal structure only on the joint surface. Therefore, the ability is not remarkably lowered as compared with the electrode having the integral structure.

이와 같이, 접합면 부근에 있어서 도전성, 열전도성, 내구성이 안정되어 있기 때문에, 열전도성, 내구성 등이 국소적으로 저하되어, 급격한 부분적 전극 소모가 생길 우려가 없다. 따라서, 열전달성, 전자방출 특성, 내구성 등을 향상시키는 것과 같이, 이종 또는 동종의 고체 부재를 선택하고, 전극 형상을 자유롭게 설계하면서 접합하는 것이 가능하여, 우수한 특성을 갖는 전극구조를 얻을 수 있다. As described above, since the conductive, thermal conductive, and durability are stable in the vicinity of the joint surface, thermal conductivity, durability, and the like are locally lowered, so that there is no possibility of abrupt partial electrode consumption. Therefore, it is possible to select different or similar solid members such as to improve thermoelectric conversion, electron emission characteristics, durability, and the like, and to bond them while freely designing the electrode shape, thereby obtaining an electrode structure having excellent characteristics.

또, 본 발명의 다른 국면에 있어서의 방전램프용 전극은 방전램프의 방전관 내에 배치되고, 전극 선단면을 포함하는 선단측 고체 부재와 전극 지지봉에 지지되는 후단측 고체 부재를 포함하는 복수의 고체 부재로 구성되는 전극으로서, 복수의 고체 부재를, 선단측 고체 부재와 후단측 고체 부재 사이에서 고상 접합함으로써 형성되고, 복수의 고체 부재 중 적어도 하나가 금속 부재이고, 금속 부재의 접합면을 형성하는 접합면 결정립의 적어도 일부가 접합에 의해 변형되고, 접합면 결정립 이외의 금속 결정립에 대해서는, 접합면 부근에서, 접합에 의한 변형이 접합면 수직방향을 따라 실질적으로 발생해 있지 않은 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an electrode for a discharge lamp, comprising: a plurality of solid members arranged in a discharge tube of a discharge lamp and including a tip-side solid member including an electrode tip end and a rear- Wherein at least one of the plurality of solid members is a metal member and the plurality of solid members are formed by solid-state bonding of a plurality of solid members between a front-side solid member and a rear-end-side solid member, At least a part of the surface crystal grains are deformed by bonding and the metal crystal grains other than the bonding surface crystal grains are not substantially deformed along the direction perpendicular to the bonding surface in the vicinity of the bonding surface.

한편, 본 발명의 다른 국면에 있어서의 방전램프, 또는 방전램프용 전극은 고상 접합에 있어서 접합면을 경사화시킨 전극을 구비하는 것이 가능하다. 즉, 방전램프는 방전관과, 방전관 내에 배치되는 1쌍의 전극을 구비하고, 적어도 일방의 전극이 복수의 고체 부재를 고상 접합함으로써 형성되는 전극이다. On the other hand, the discharge lamp or the discharge lamp electrode in another aspect of the present invention can be provided with an electrode in which the bonding surface is inclined in solid-phase bonding. That is, the discharge lamp is an electrode formed by a discharge tube and a pair of electrodes disposed in the discharge tube, and at least one of the electrodes is formed by solid-phase bonding a plurality of solid members.

그리고, 복수의 고체 부재 중 적어도 하나가 금속 부재이며, 금속 부재의 결정 직경이 부재 간의 접합면을 따라 거의 균일하고, 금속 부재의 접합면 부근에서 금속 결정, 결정조직이 접합면 수직방향을 따라 경사화 되어 있다. At least one of the plurality of solid members is a metal member, and the crystal diameter of the metal member is substantially uniform along the bonding surface between the members, and in the vicinity of the bonding surface of the metal member, the metal crystal and the crystal structure are inclined It is.

「경사화」는, 예를 들면, 이하의 참고문헌 1, 2에 기재되어 있다. The " gradation " is described in, for example, References 1 and 2 below.

[참고문헌 1] 「특허유통 지원 차트」15년도 화학 14 경금속 기재 복합재료[Reference 1] "Patent Distribution Support Chart" 15 Chemistry 14 Light Metals Composite Materials

독립행정법인 공업소유권·연수관, Industrial property rights, training hall,

1.1.1 경금속 기재 복합재료의 기술 (7) 경사화1.1.1 Technology of light metal based composite materials (7) Slanting

(http//ww.ryutu.inpit.go.jp/chart/H15/kagaku14/1/1-1.pdf)(http // ww.ryutu.inpit.go.jp / chart / H15 / kagaku14 / 1 / 1-1.pdf)

[참고문헌 2] 「경사 기능 재료의 기술전개」 씨엠씨 출판, 2009년 9월 22일 발행 [Reference 2] "Technology Development of Functionally Graded Materials" Published by SeMC Publishing, September 22, 2009

제1장 경사 기능 재료의 외관Chapter 1 Appearance of Functionally Graded Materials

1.3 경사 기능 재료의 기본개념, 제5, 6쪽1.3 Basic concept of inclined functional materials, pages 5, 6

1.6 경사 기능 재료의 전망 제10쪽1.6 Prospects for Functionally Graded Materials Page 10

문헌 1, 2에 기재되어 있는 바와 같이, 경사화란 조성, 조직, 또는 그 이외의 기능을 연속적으로 그 내부에서 변화시킨 상태를 의미한다. 본원발명의 경우, 금속 결정, 즉 금속 부재의 구조가 자신의 특성, 성질, 기능에 관하여, 접합면 수직방향을 따라 연속적 또는 단계적으로 변화되는 것을 나타내고 있고, 그 접합면 부근에서 분포(경사) 구조가 발현되어 있는 것을 의미한다. 예를 들면, 하나의 구체적 특징으로서, 금속 부재를 포함한 복수의 고체 부재를 고상 접합시킬 때, 결정 직경이 접합면으로부터 떨어지는 방향을 따라 연속적으로 변화된다. Refers to a state in which the composition, structure, or other functions of the oblique line are continuously changed inside thereof as described in documents 1 and 2. In the case of the present invention, it is shown that the structure of the metal crystal, that is, the metal member changes continuously or stepwise along the vertical direction of the bonding surface with respect to its own characteristics, properties, and functions, Lt; / RTI > is expressed. For example, as one specific feature, when solid-phase bonding a plurality of solid members including a metal member, the crystal diameter continuously changes along the direction away from the bonding surface.

본 발명에서는, 각각 별개로 준비되는 고체상 부재를 고상 접합함으로써, 접합면에 있어서 금속 결정립의 구성, 금속조직이 내구성, 열전도성에 관하여 우수한 구성으로 되어 있다. 금속 결정의 직경은 고체 부재 사이의 접합면을 따라 거의 균일하며, 접합면 수직방향을 따른 결정은 접합면 부근에서 경사화 되어 있다. 즉, 접합면 부근에 있어서 결정이 단계적, 연속적이며, 급격한 결정 변화가 없다. According to the present invention, solid phase bonding of solid phase members, which are separately prepared, makes the structure of the metal crystal grain on the bonding surface, the metal structure excellent in durability and thermal conductivity. The diameter of the metal crystal is substantially uniform along the bonding surface between the solid members, and the crystal along the bonding surface vertical direction is inclined near the bonding surface. That is, the crystal is stepwise, continuous, and abruptly changed in the vicinity of the bonding surface.

접합면 부근에서도, 도전성, 열전도성, 내구성이 안정되어 있기 때문에, 열전도성, 내구성 등이 국소적으로 저하되어, 급격한 부분적 전극 소모가 발생할 우려가 없어, 열전달성, 전자방출 특성, 내구성 등을 향상시키도록 이종 또는 동종의 고체 부재를 선택하고, 접합함으로써 우수한 특성을 갖는 전극구조를 얻을 수 있다. Since the conductivity, thermal conductivity, and durability are stable even in the vicinity of the bonding surface, thermal conductivity and durability are locally lowered, and there is no possibility of abrupt partial electrode consumption, thereby improving thermoelectric properties, electron emission characteristics, and durability A solid member of different kind or the like is selected and bonded to obtain an electrode structure having excellent characteristics.

접합면에서의 결정립 변형, 또는 경사화는, 부분적, 국소적으로 편재하는 것을 피하는 조건을 충족시키는 범위에서 전반적으로 형성되어 있으면 된다. 고상 접합 방식에 관해서는, 열 확산, 전계 확산 등을 이용한 고상 접합법을 적용하면 된다. 예를 들면, 고상 접합법의 하나인 확산 접합을 적용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 방전 플라즈마 소결법(SPS 소결법) 등에 의해 고체 부재끼리를 접합시키는 것이 가능하다. 고상 접합의 공정에서는, 결정립 변형/경사화를 실현시키도록, 가열조건, 가압조건 등이 설정된다. The crystal grain modification or inclination at the joint surface may be formed entirely within a range that satisfies a condition to avoid partial or localized localization. As for the solid-phase bonding method, a solid-phase bonding method using thermal diffusion and electric field diffusion may be applied. For example, it is preferable to apply diffusion bonding, which is one of the solid-state bonding methods. Specifically, it is possible to bond the solid members together by a discharge plasma sintering method (SPS sintering method) or the like. In the solid-phase bonding step, heating conditions, pressurizing conditions, and the like are set so as to realize crystal grain modification / inclination.

고체 부재의 접합면의 매끄러움의 정도는 다양하며, 초평활면이 아닌 경우, 미소한 간극이 접합면에 생긴다. 미소한 간극만을 대상으로 가열하여 결정립 변형을 생기게 하지 않도록 하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 방전 플라즈마 소결 방식에 의한 접합(SPS 접합)에 의해 고체 부재끼리를 접합하는 것이 바람직하다. The degree of smoothness of the joint surface of the solid member varies, and if it is not super smooth surface, a minute gap occurs on the joint surface. It is conceivable to heat only minute gaps so as not to cause crystal grain distortion. In this case, it is preferable that the solid members are bonded to each other by a bonding (SPS bonding) by a discharge plasma sintering method.

접합 부재의 조합에 대해서는, 열 수송 효과, 내구성 등 목적에 따라 고체 부재의 조합을 결정하면 되고, 전극형상도 목적에 따라 정하면 된다. 전극을 구성하는 고체 부재의 수는 임의이다. 예를 들면, 쇼트 아크형 방전램프 등에서는 원추대 형상의 전극 선단부와 원주 형상의 전극 동체부에 의해 전극이 구성되어 있는데, 접합면은, 고체 부재의 조합, 형상에 따라 전극 선단부, 또는 전극 동체부에 위치하는 것이 가능하다. As for the combination of the joining members, the combination of the solid members may be determined depending on the purpose such as heat transport effect and durability, and the shape of the electrodes may be determined depending on the purpose. The number of solid members constituting the electrode is arbitrary. For example, in a short arc type discharge lamp or the like, an electrode is constituted by a truncated electrode tip portion and a cylindrical electrode body portion. The junction surface may be an electrode tip portion, As shown in FIG.

구체적인 고체 부재의 조합으로서는 선단측 고체 부재와 후단측 고체 부재의 2개의 조합으로 전극 본체를 구성해도 된다. 예를 들면, 원주 형상 부분과 원추대 형상 부분으로 이루어지는 전극 형상의 경우, 전극 선단부와 전극 동체부의 일부를 구성하는 고체 부재와 나머지 전극 동체부를 구성하는 고체 부재를 접합하는 것도 가능하고, 또한 전극 동체부와 전극 선단부의 일부를 구성하는 고체 부재와, 나머지의 전극 선단부를 구성하는 고체 부재를 접합할 수도 있다. 또는, 전극 선단부와 전극 동체부를 각각 별개의 고체 부재로 구성하고, 접합해도 된다. As a specific combination of solid members, the electrode main body may be constituted by two combinations of the tip side solid member and the rear end side solid member. For example, in the case of an electrode shape comprising a cylindrical portion and a frustum-shaped portion, it is also possible to bond a solid member constituting the electrode tip portion and a part of the electrode body portion to a solid member constituting the remaining electrode body portion, And a solid member constituting a part of the electrode tip portion and a solid member constituting the other electrode tip portion may be joined. Alternatively, the electrode tip portion and the electrode body portion may be made of separate solid members and bonded together.

예를 들면, 전극 선단부 전체를 하나의 고체 부재로 구성하는 경우, 원추대 형상의 전극 선단부와, 제 2 고체 부재의 직경과 같은 직경을 갖는 원주 형상 접합부에 의해, 제 1 고체 부재를 구성할 수 있다. 이러한 전극구조로 하면, 동체부에 내부공간을 형성하는, 방열핀을 둘레 방향에 형성하는 등, 동체부의 구성을 비교적 자유롭게 설계할 수 있다. For example, when the entire electrode tip is formed of one solid member, the first solid member can be constituted by the cylindrical tip portion of the truncated cone shape and the cylindrical joint portion having the same diameter as the diameter of the second solid member . With such an electrode structure, it is possible to design the configuration of the body part relatively freely, such as forming the heat dissipation fin in the circumferential direction, which forms an internal space in the body part.

한편, 전극 선단부의 일부만을 1개의 고체 부재로 구성하는 경우, 동체부와, 제 1 고체 부재와 접합하는 원추대 형상 전극 접합부에 의해 제 2 고체 부재가 구성된다. 이러한 전극 구조로 하면, 전극 선단부의 특성만을 바꾸는 것과 같은 설계가 가능하게 된다. On the other hand, when only a part of the electrode tip portion is constituted by one solid member, the second solid member is constituted by the trunk portion and the truncated electrode junction joining to the first solid member. With such an electrode structure, it is possible to design such that only the characteristic of the electrode tip portion is changed.

전극축방향을 따른 열 수송 효과를 높이는 것을 고려하면, 열전도율이 상이한 고체 부재를 접합하고, 그리고, 열전도율의 상대적으로 높은 고체 부재에 의해 전극 지지봉측의 전극 동체부를 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 순 텅스텐 등의 고융점 고체 부재를 전극 동체부로서 구성할 수 있다. 한편, 자유로운 전극 형상을 구성하는 것을 목적으로, 동일한 종류, 동일한 특성의 고체 부재끼리를 접합시켜 전극을 형성하는 것도 가능하다. It is preferable to bond the solid members having different thermal conductivities to each other and to construct the electrode body portion on the electrode support rod side by a solid member having a relatively high thermal conductivity in consideration of enhancing the heat transport effect along the electrode axis direction. For example, a high melting point solid member such as pure tungsten can be configured as an electrode body portion. On the other hand, for the purpose of forming a free electrode shape, it is also possible to form electrodes by bonding solid members of the same kind and the same characteristics.

전극 선단부 전체를 하나의 고체 부재로 구성하는 경우, 원추대 형상의 전극 선단부와, 원주 형상 접합부에 의해 선단측 고체 부재를 구성할 수 있다. 이러한 전극구조로 하면, 동체부에 내부공간을 형성하거나, 또는 방열핀을 둘레 방향에 형성하는 등, 동체부의 구성을 비교적 자유롭게 설계할 수 있다. 한편, 전극 선단부의 일부만을 1개의 고체 부재로 구성해도 된다. When the entire electrode tip is formed of one solid member, the distal end side solid member can be constituted by the truncated electrode tip portion and the cylindrical joint portion. With such an electrode structure, it is possible to design the configuration of the body part relatively freely, such as forming an internal space in the body part or forming the heat radiation fins in the circumferential direction. On the other hand, only a part of the electrode tip portion may be constituted by one solid member.

통상, 전극 형상은 전극축을 중심으로 하여 대칭적이며, 열, 전류는 전극축을 따른 이동으로 된다. 따라서, 전극축을 따라 고체 부재를 적소, 적재에 배치하는 것이 바람직하고, 접합면이 전극축 수직방향을 따라 형성되도록, 고체 부재를 고상 접합시키는 것이 좋다. 예를 들면, 고상 접합시킨 후에 전극을 절삭 성형하는 경우, 전극축 수직방향을 따라 접합면을 형성하면, 작업 중의 전극 안정성이 우수하게 된다. Normally, the electrode shape is symmetrical with respect to the electrode axis, and heat and current are caused to move along the electrode axis. Therefore, it is preferable to arrange the solid member along the electrode axis in place and in the stack, and solid-state bonding of the solid member is preferable so that the joint surface is formed along the electrode axis vertical direction. For example, when the electrode is cut and formed after the solid-phase bonding, if the bonding surface is formed along the direction perpendicular to the electrode axis, the electrode stability during operation becomes excellent.

또한 양극을 연직 상측에 배치시킨 방전램프에 있어서, 텅스텐 등의 전극 선단부에 열전도율이 높은 고체 부재를 접합시키는 경우, 전극 선단면에서 접합면까지 전극축방향의 거리가 동일하게 된다. 그 때문에, 전극축을 따른 열의 수송에 편차가 없고, 램프 점등 중의 온도분포는 전극축을 중심으로 하여 대칭적인 분포가 되어, 국소적인 과열에 의한 전극마모가 발생하지 않는다. When a solid member having a high thermal conductivity is bonded to an electrode tip portion of tungsten or the like in a discharge lamp in which an anode is vertically arranged on the upper side, the distance in the electrode axis direction from the electrode tip end to the joint surface is the same. Therefore, there is no variation in the transport of the heat along the electrode axis, and the temperature distribution during lamp lighting becomes symmetrical with respect to the electrode axis, and electrode wear due to local overheating does not occur.

전극의 과열을 막는 것을 생각하면, 열 수송과 함께 열방출 효과를 높이는 것이 바람직하다. 접합하는 고체 부재의 접촉면을 완전한 평탄(초평활면)으로 하지 않으면, 접합면을 따라 간극이 접합후에도 부분적으로 잔류하여, 램프 점등 중에 간극으로부터 열이 방출된다. 따라서, 접합면을 따라 간극이 형성되는 것과 같은 접촉면을 갖는 고체 부재끼리를 고상 접합시키는 것이 좋다. 예를 들면, 전극 표면 부근에 쐐기를 둘레 방향을 따라 형성하고, 간극을 만들어도 된다. Considering that the electrode is prevented from overheating, it is preferable to enhance the heat releasing effect together with the heat transport. If the contact surface of the solid member to be bonded is not completely flat (super smooth surface), the gap remains partially after the bonding along the joint surface, and heat is released from the gap during lamp lighting. Therefore, solid-state bonding of the solid members having the contact surfaces such as the formation of the gaps along the joint surfaces is preferable. For example, a wedge may be formed along the circumferential direction in the vicinity of the electrode surface to create a gap.

상기한 바와 같이, 전극의 제조공정 방법에 대해서는, 예를 들면, SPS 접합에 의해 복수의 고체 부재가 접합 가능하다. 이 경우, 가능한 한 접합면에 보내는 전류밀도를 높임으로써, 접합면을 국소적으로 가열하는 것이 바람직하다. 따라서, 금속 부재의 접합면에 따른 면적(접합에 기여하는 면적)을 S01, 금속 부재의 충전부분에 있어서의 전극축 수직방향을 따른 단면적을 S02라고 하면, S02>S01을 충족시키도록 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 접합면 부근을 원추 형상으로 하여 접합면 면적을 축소해도 된다. As described above, regarding the method of manufacturing the electrode, for example, a plurality of solid members can be bonded by SPS bonding. In this case, it is preferable to locally heat the bonding surface by increasing the current density to the bonding surface as much as possible. Therefore, if it is assumed that the area (area contributing to the joint) along the joint surface of the metal member is S01 and the cross-sectional area along the electrode axis vertical direction in the filled portion of the metal member is S02, then S02 > desirable. For example, the area of the joint surface may be reduced by making the vicinity of the joint surface conical.

또는, 전극 내부에 밀폐공간을 만들고, 접합면을 가장자리 부분으로 하여 구성해도 된다. 접합부분(즉 가열부분)이 전극축에 관하여 균일분포로 함으로써 접합시의 강도 밸런스가 우수한 것을 고려하여, 대략 원주 형상의 전극 동체부의 직경방향의 단면적에 있어서 최소가 되는, 즉, 접합면이 원 형상, 또는 환 형상이 되도록, S01을 구성하는 것이 바람직하다. Alternatively, a sealed space may be formed inside the electrode, and the joint surface may be formed as an edge portion. Considering that the bonding portion (i.e., the heating portion) is uniformly distributed with respect to the electrode axis, the strength balance at the time of bonding is excellent. In consideration of the fact that the bonding portion (i.e., the heating portion) is minimized in the diametrical cross-sectional area of the substantially cylindrical electrode body, It is preferable that S01 is formed so as to be in the shape of a circle or a circle.

접합면의 평활 정도에 관계없이 고체 부재 사이의 접합상태를 향상시키기 위하여, 연질의 부재를 사이에 끼워 고체 부재끼리를 접합시켜도 된다. 접합강도를 높이기 위하여, 개재 고체 부재를 사이에 두고 금속 부재를 다른 고체 부재와 접합하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 개재 고체 부재는 접합하는 고체 부재보다도 연한 부재로서 구성된다. 여기에서, 「연질의」 부재란, 예를 들면, 경도가 낮은 것이나, 연성이나 전성이 풍부한(높은) 것으로, 접합시에 있어서 고체 부재보다도 변형이 커지는 부재를 말한다. In order to improve the bonding state between the solid members regardless of the degree of smoothing of the bonding surfaces, the solid members may be bonded to each other by sandwiching the soft members therebetween. In order to increase the bonding strength, it is preferable to join the metal member to another solid member with the intervening solid member interposed therebetween. For example, the intervening solid member is configured as a tighter member than the solid member to be bonded. Here, the " soft " member means, for example, a member having a low degree of hardness, a member rich in ductility or electrical conductivity (high) and having a deformation greater than that of a solid member at the time of joining.

예를 들면, 금속 부재가 텅스텐인 경우, 텅스텐보다도 연한 금속으로서 몰리브덴, 탄탈, 바나듐, 니오븀, 티탄, 금, 백금, 레늄 중 적어도 어느 하나를 포함하도록 구성하면 된다. 또, 열전도성, 도전성을 안정시키는 것을 고려하여, 개재 고체 부재에 텅스텐을 포함하는 합금으로 하는 것이 좋다. For example, when the metal member is tungsten, it may be configured to include at least one of molybdenum, tantalum, vanadium, niobium, titanium, gold, platinum, and rhenium as a metal that is tighter than tungsten. Further, in consideration of stabilizing the thermal conductivity and the conductivity, it is preferable that the intervening solid member is made of an alloy containing tungsten.

전극구조로서는 오목 형상 금속 부재를 설치하고, 복수의 고체 부재를 접합함으로써 전극 내부에 밀폐공간을 형성하고, 점등시에 용융하는 저융점 금속을 밀폐공간에 삽입함으로써 전극축방향의 열 수송 효율을 향상시키는 것이 가능하다. As the electrode structure, a concave metal member is provided, a plurality of solid members are bonded to form a closed space in the electrode, and a low melting point metal melting at the time of lighting is inserted into the closed space to improve the heat transport efficiency in the electrode axis direction .

이 경우, 전극 본체가 형성된 후, 전극 지지봉이 후단측 고체 부재에 접합된다. 이 때, 전극 지지봉측에서의 압력에 의해, 후단측 고체 부재가 변형되고, 그 압력이 접합면에 전해짐으로써 접합면 박리가 생길 우려가 있다. In this case, after the electrode main body is formed, the electrode supporting bar is bonded to the rear end side solid member. At this time, the rear end side solid member is deformed by the pressure at the electrode support rod side, and the pressure is transmitted to the joining face, which may cause peeling of the joining face.

이것을 막기 위하여, 오목 형상 금속 부재의 접합면은, 도전성의 전극 지지봉에 지지되는 후단측 고체 부재의 전극 지지봉과의 접합 선단부보다도, 램프 중심측(타방의 전극측)에 위치시키는 것이 바람직하다. 접합면에 있어서는, 밀폐공간으로 통하는 간극이 생기지 않도록 접합면을 구성하는(예를 들면, 금속 부재의 오목부 벽면과 단면 양쪽에 접합면을 구성하는) 것이 바람직하다. 또, 접합면으로 용해 금속이 밀고 들어가는 것을 막는 것을 고려하고, 오목 형상 금속 부재의 접합면이, 점등시에 용융되는 점등시 용해 금속의 응고범위보다도 전극 지지봉측에 위치하도록 구성하는 것이 바람직하다. In order to prevent this, it is preferable that the joint surface of the concave metal member is positioned on the side of the lamp center (the other electrode side) with respect to the junction tip between the electrode support rod of the rear end side solid member supported by the conductive electrode support bar. It is preferable that the bonding surfaces are formed so as not to create gaps communicating with the closed spaces (for example, the bonding surfaces constitute the recessed wall surface and both end surfaces of the metal member). It is also preferable that the bonding surface of the concave metal member is positioned closer to the electrode support bar than the solidification range of the molten metal at the time of being lighted at the time of lighting in consideration of preventing the molten metal from entering the bonding surface.

전극 자체의 방열 효과를 높이기 위해서는, 표면적을 증가시키는 것이 바람직하다. 복수의 고체 부재를 접합하여 핀 형상, 슬라이스 형상으로 전극을 형성함으로써, 종래의 제조에서는 어려웠던 깊은 홈의 전극구조가 가능하게 된다. In order to enhance the heat radiation effect of the electrode itself, it is preferable to increase the surface area. By forming the electrodes in a pin shape or a slice shape by joining a plurality of solid members, a deep groove electrode structure which was difficult in conventional manufacturing becomes possible.

예를 들면, 사이즈, 직경이 상이한 복수의 판 형상 고체 부재를 구비하고, 전극축방향을 따라 전극 직경이 변화되도록 복수의 판 형상 고체 부재를 접합시켜도 된다. 직경이 상이한 판 형상의 고정 부재를 접합함으로써, 주상 전극 동체부에 대하여 전극축 수직방향의 전극직경이 단속적으로 증가, 감소하는 전극을 구성할 수 있다. For example, a plurality of plate-like solid members having different sizes and diameters may be provided, and a plurality of plate-like solid members may be joined so that the electrode diameters are changed along the electrode axis direction. By joining plate-like fixing members having different diameters, it is possible to constitute an electrode in which the diameter of the electrode in the vertical direction of the electrode axis intermittently increases and decreases with respect to the columnar electrode body.

또는, 전극축방향을 따라 핀을 배열 설치한 전극형상으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 복수의 고체 부재로서 전극 선단면을 갖는 전극 선단 부재와, 전극 선단 부재보다도 사이즈, 직경이 작은 통 형상 부재로부터 직경방향으로 뻗어 있는 복수의 핀이 둘레방향으로 소정 간격으로 배열되는 동체 부재를 준비하고, 전극 선단 부재와 통 형상 부재를 동축으로 접합시킨 전극을 구성해도 된다. 이것에 의해, 주상 전극 동체부에는, 깊은 홈이 전극축방향을 따라 형성 가능하게 된다. 또, 핀과 전극 선단 부재도 접합시키는 구성으로 해도 된다. Alternatively, it is also possible to adopt an electrode shape in which fins are arranged along the electrode axis direction. For example, an electrode tip member having an electrode tip surface as a plurality of solid members and a plurality of fins extending in a radial direction from a cylindrical member having a smaller size and diameter than the electrode tip member are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction An electrode may be prepared in which the electrode tip member and the tubular member are coaxially bonded. As a result, a deep groove can be formed along the electrode axis direction in the columnar electrode body portion. The pin and the electrode tip member may also be joined.

이러한 핀 형상을 갖는 전극의 경우, 전극 선단 부재의 접합면이 홈의 종단면의 일부를 구성하도록 핀을 형성하고, 핀을 방전으로부터 보호하고, 방전에 의해 과열된 가스가 접합부에 직접 들어가는 것을 막는 것이 좋다. 복수의 핀은 전극 선단 부재의 접합면으로부터 돌출하지 않는 직경방향 사이즈를 갖도록 형성된다. In the case of such an electrode having a pin shape, it is preferable that a fin is formed so that the joint surface of the electrode tip member constitutes a part of the longitudinal section of the groove, the pin is protected from discharge, and the gas heated by discharge is prevented from directly entering the junction good. The plurality of fins are formed to have a size in the radial direction that does not protrude from the contact surface of the electrode tip member.

또, 방열성을 높이기 위하여 핀의 수를 많게 하면, 전극 동체 부분의 단면적이 작아져, 전극축방향의 열전도가 저하된다. 그 때문에 동체 부재의 전극축 수직방향을 따른 단면적을 S11, 복수의 핀 사이의 홈을 메운 경우의 가상 동체 부재의 전극축 수직방향을 따른 단면적을 S12이라고 하면, S12×2/3≤S11을 충족시키도록 구성하는 것이 좋다. Further, if the number of fins is increased in order to increase heat dissipation, the cross-sectional area of the electrode body portion becomes smaller, and the thermal conductivity in the electrode axial direction decreases. Therefore, if the cross-sectional area of the body member along the vertical direction of the electrode axis is S11 and the cross-sectional area of the virtual fuselage member along the vertical direction of the electrode axis is S12 when the groove between the plurality of pins is filled, S12 x2 / 3? .

본 발명의 다른 국면에 있어서의 방전램프용 전극의 제조방법은, 전극 선단면을 포함하는 선단측 고체 부재와 전극 지지봉에 지지되는 후단측 고체 부재를 포함하고, 적어도 하나가 금속 부재인 복수의 고체 부재를, 선단측 고체 부재와 후단측 고체 사이에서 고상 접합시키는 제조방법으로서, 금속 부재의 접합면을 형성하는 접합면 결정립의 적어도 일부가 접합에 의해 변형되고, 접합면 결정립 이외의 금속 결정립에 대해서는, 접합면 부근에서, 접합에 의한 변형이 접합면 수직방향을 따라 실질적으로 발생하지 않도록, 복수의 고체 부재를 고상 접합시키는 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 접합면 결정립만 접합에 기여하게 하는 고상 접합 방법으로서, 접합면의 미소 간극에 국소적 가열을 주는 SPS 접합을 적용하는 것이 바람직하다. A method of manufacturing an electrode for a discharge lamp according to another aspect of the present invention is a method of manufacturing an electrode for a discharge lamp including a plurality of solid bodies including at least one solid- Wherein at least a part of the bonding surface crystal grains forming the bonding surface of the metal member is deformed by bonding and the metal grain other than the bonding surface crystal grains is , And a plurality of solid members are solid-phase bonded in the vicinity of the joining face so that deformation due to joining does not substantially occur along the joining face vertical direction. For example, as the solid-phase bonding method in which only the bonding face crystal grains contribute to the bonding, it is preferable to apply the SPS bonding which gives local heating to the small gap of the bonding face.

한편, 본 발명의 다른 국면에 있어서의 방전램프용 전극의 제조방법은 전극 선단면을 갖는 제 1 고체 부재와, 도전성의 전극 지지봉에 의해 지지되는 제 2 고체 부재를 포함하는 복수의 고체 부재이며, 적어도 하나가 금속 부재인 복수의 고체 부재를 제 1 고체 부재와 제 2 고체 부재 사이에서 고상 접합시키는 제조방법으로서, 금속 부재의 결정 직경이 부재 사이의 접합면을 따라 거의 균일하게 되고, 금속 부재의 접합면 부근에서 금속 결정이 접합면 수직방향을 따라 경사화 되도록, 복수의 고체 부재를 고상 접합시키는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing an electrode for a discharge lamp is a plurality of solid members including a first solid member having an electrode end face and a second solid member supported by a conductive electrode support bar, A method for producing a solid phase bonding of a plurality of solid members, at least one of which is a metal member, between a first solid member and a second solid member, characterized in that the crystal diameter of the metal member becomes substantially uniform along the joining surfaces between the members, A plurality of solid members are solid-phase bonded such that the metal crystal is inclined along the vertical direction of the bonding surface in the vicinity of the bonding surface.

또한, 본 발명의 다른 국면에 있어서의 방전램프용 전극, 또는 방전램프는 전술한 바와 같은 고상 접합, 즉, 실질적 접합면 결정립만에 의한 면 접합, 또는 경사화에 의한 전극뿐만 아니라, 융접 등 다른 용접의 방법에 의해 복수의 고체 부재를 접합한 전극도 포함한다. 방전램프의 경우, 방전관과, 방전관 내에 배치되는 1쌍의 전극을 구비하고, 적어도 일방의 전극이 복수의 고체 부재를 용접함으로써 형성되는 전극으로, 복수의 고체 부재 중 적어도 하나가 금속 부재이다. The discharge lamp electrode or discharge lamp according to another aspect of the present invention is not limited to the solid-state junction as described above, that is, not only the electrode due to the surface junction only by the substantially joint surface crystal grains or the inclination, But also an electrode in which a plurality of solid members are joined by a welding method. In the case of a discharge lamp, at least one of the plurality of solid members is a metal member, and at least one of the electrodes is formed by welding a plurality of solid members, the discharge tube having a discharge tube and a pair of electrodes disposed in the discharge tube.

이러한 방전램프용 전극, 또는 방전램프는, 전술한 바와 같은 특징, 즉, 개재 고체 부재를 설치하는 구성, 밀폐공간을 설치하여 전극 지지봉 접합부, 금속 응고범위에 대한 접합면의 위치를 조정하는 구성, 전극 표면적을 증가시킨 슬라이스 구조, 핀 구조를 구비한 전극의 적어도 어느 하나의 구성을 구비한다. Such a discharge lamp electrode or discharge lamp has the above-described characteristics, that is, a structure in which an intervening solid member is provided, a structure in which a sealing space is provided to adjust the position of the electrode support rod joint, A slice structure in which an electrode surface area is increased, and an electrode having a fin structure.

본 발명에 의하면, 전극 특성에 영향을 주지 않고, 여러 고체를 조합한 전극을 구성할 수 있다. According to the present invention, it is possible to constitute an electrode in which various solids are combined without affecting the electrode characteristics.

도 1은 제 1 실시형태인 쇼트 아크형 방전램프를 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 양극의 개략적인 단면도이다.
도 3은 방전 플라즈마 소결 장치를 도시한 도면이다.
도 4는 제 2 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극 단면도이다.
도 5는 제 3 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극 단면도이다.
도 6은 제 4 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극 단면도이다.
도 7은 제 5 실시형태인 방전램프의 양극 단면도이다.
도 8은 제 6 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극 단면도이다.
도 9는 제 7 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극을 위에서 본 평면도이다.
도 10은 제 7 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극의 측면도이다.
도 11은 제 7 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극 단면도이다.
도 12는 제 8 실시형태에 있어서의 방전램프의 양극 단면도이다.
도 13은 실시예 1에 있어서의 양극의 결정 직경 균일의 접합상태를 나타내는 전자현미경 사진을 나타낸 도면이다.
도 14는 실시예 2에 있어서의 개재 금속 부재를 금속 부재 사이에 개재시킨 양극의 결정 직경 균일의 접합상태를 나타내는 전자현미경 사진을 나타낸 도면이다.
도 15는 실시예 3에 있어서의 양극의 경사화되어 있는 접합상태를 나타내는 전자현미경 사진을 나타낸 도면이다.
도 16은 전자빔 접합에 의한 양극의 접합상태를 나타내는 전자현미경 사진을 나타낸 도면이다. 1 is a plan view schematically showing a short arc type discharge lamp according to the first embodiment.
2 is a schematic cross-sectional view of the anode.
3 is a view showing a discharge plasma sintering apparatus.
4 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the second embodiment.
5 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the third embodiment.
6 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the fourth embodiment.
7 is a cross-sectional view of a positive electrode of a discharge lamp according to a fifth embodiment.
8 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the sixth embodiment.
9 is a plan view of the anode of the discharge lamp according to the seventh embodiment viewed from above.
10 is a side view of the anode of the discharge lamp in the seventh embodiment.
11 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the seventh embodiment.
12 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the eighth embodiment.
13 is an electron micrograph showing the state of bonding of uniform crystal diameters of the positive electrode in Example 1. Fig.
Fig. 14 is an electron micrograph showing the bonding state of the uniform crystal diameter of the anode in which the intervening metal member in Example 2 is interposed between the metal members. Fig.
Fig. 15 is an electron micrograph showing a state in which the anode is obliquely bonded in Example 3; Fig.
16 is a view showing an electron microscope photograph showing the state of bonding of an anode by electron beam bonding.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

이하에서는, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 제 1 실시형태인 쇼트 아크형 방전램프를 모식적으로 도시한 평면도이다. 1 is a plan view schematically showing a short arc type discharge lamp according to the first embodiment.

쇼트 아크형 방전램프(10)는 패턴 형성하는 노광 장치(도시 생략)의 광원 등에 사용 가능한 방전램프이며, 투명한 석영유리제의 방전관(발광관)(12)을 구비한다. 방전관(12)에는, 음극(20), 양극(30)이 소정 간격을 가지고 대향 배치된다. The short arc type discharge lamp 10 is a discharge lamp usable for a light source of an exposure apparatus (not shown) for pattern formation and has a discharge tube (light emitting tube) 12 made of transparent quartz glass. In the discharge tube 12, the cathode 20 and the anode 30 are disposed opposite to each other with a predetermined gap therebetween.

방전관(12)의 양측에는, 대향하도록 석영유리제의 밀봉관(13A, 13B)이 방전관(12)과 일체로 설치되어 있고, 밀봉관(13A, 13B)의 양단은 금구(19A, 19B)에 의해 막혀 있다. 방전램프(10)는 양극(30)이 상측, 음극(20)이 하측이 되도록 연직방향을 따라 배치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 양극(30)은 2개의 금속 부재(40, 50)로 구성되어 있다. Sealing tubes 13A and 13B made of quartz glass are provided integrally with both sides of the discharge tube 12 so as to be opposed to each other with the discharge tube 12. Both ends of the sealing tubes 13A and 13B are fixed by the metal fittings 19A and 19B It is blocked. The discharge lamp 10 is disposed along the vertical direction so that the anode 30 is on the upper side and the cathode 20 is on the lower side. As will be described later, the anode 30 is composed of two metal members 40, 50.

밀봉관(13A, 13B)의 내부에는, 금속성의 음극(20), 양극(30)을 지지하는 도전성의 전극 지지봉(17A, 17B)이 배열 설치되고, 금속 링(도시 생략), 몰리브덴 등의 금속박(16A, 16B)을 통하여 도전성의 리드 봉(15A, 15B)에 각각 접속된다. 밀봉관(13A, 13B)은 밀봉관(13A, 13B) 내에 설치되는 유리관(도시 생략)과 용착되어 있고, 이것에 의해, 수은, 및 희가스가 봉입된 방전 공간(DS)이 밀봉된다. Conductive electrode support rods 17A and 17B for supporting the metallic cathode 20 and the anode 30 are arranged in the sealing tubes 13A and 13B and a metal ring such as a metal ring Are respectively connected to the conductive lead rods 15A and 15B through the lead wires 16A and 16B. The sealing tubes 13A and 13B are welded to a glass tube (not shown) provided in the sealing tubes 13A and 13B so that the discharge space DS sealed with mercury and rare gas is sealed.

리드 봉(15A, 15B)은 외부의 전원부(도시 생략)에 접속되어 있고, 리드 봉(15A, 15B), 금속박(16A, 16B), 그리고 전극 지지봉(17A, 17B)을 통하여 음극(20), 양극(30) 사이에 전압이 인가된다. 방전램프(10)에 전력이 공급되면, 전극 사이에서 아크 방전이 발생하고, 수은에 의한 휘선(자외광)이 방사된다. The lead rods 15A and 15B are connected to an external power supply unit (not shown) and are connected to the negative electrodes 20 and 20 via lead rods 15A and 15B, metal foils 16A and 16B, and electrode support rods 17A and 17B, A voltage is applied between the anode (30). When power is supplied to the discharge lamp 10, an arc discharge occurs between the electrodes, and a bright line (ultraviolet light) by mercury is emitted.

도 2는 양극의 개략적인 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view of the anode.

양극(30)은 전극 선단면(40S)을 갖는 금속 부재(선단측 고체 부재)(40)와, 금속 부재(40)와 접합하는 금속 부재(후단측 고체 부재)(50)로 구성되는 전극으로, 금속 부재(40)는 전극 선단면(40S)을 포함하는 원추대 형상 부분(40A)과, 원주 형상의 금속 부재(50)와 동일 직경을 갖고, 금속 부재(50)와 접합하는 원주 형상 부분(40B)에 의해 구성된다. 금속 부재(50)는 후단면(50B)에서 전극 지지봉(17B)에 의해 지지된다. The anode 30 is an electrode composed of a metal member (tip side solid member) 40 having an electrode tip end face 40S and a metal member (rear end side solid member) 50 joined to the metal member 40 The metal member 40 has a truncated cone portion 40A including the electrode tip end face 40S and a cylindrical portion having the same diameter as the cylindrical metal member 50 and joined to the metal member 50 40B. The metal member 50 is supported by the electrode support rod 17B at the rear end surface 50B.

금속 부재(40)는 순 텅스텐 등의 고융점, 또는 텅스텐을 주성분으로 하는 합금에 의해 구성된다. 한편, 원주 형상 금속 부재(50)는 금속 부재(40)보다도 열전도율이 높은 금속(예를 들면, 대형상 가능한 순 텅스텐, 몰리브덴, 게터 효과가 있는 탄탈, 열전도성이 높은 질화알루미늄 등)을 함유하는 금속으로 구성된다. The metal member 40 is composed of a high melting point such as pure tungsten or an alloy containing tungsten as a main component. On the other hand, the columnar metal member 50 includes a metal having a higher thermal conductivity than the metal member 40 (for example, tungsten, molybdenum, tantalum having a getter effect, aluminum nitride having a high thermal conductivity, Metal.

금속 부재(40, 50)는 방전 플라즈마 소결(SPS 소결) 방식에 따라 고상 접합되어 있다. 본 실시형태에서는, 접합시의 가열, 가압을 조정함으로써, 접합면을 구성하는 금속 부재(40, 50)의 결정립이 되는 접합면 결정립이 접합에 기여하도록 , 변형되고, 그 이외의 금속조직 내에서는, 접합에 기인하는 결정 변형이 전극축방향을 따라 실질적으로 발생하지 않는다. The metal members 40 and 50 are solid-state bonded according to a discharge plasma sintering (SPS sintering) method. In the present embodiment, by adjusting heating and pressing at the time of bonding, the bonding surface crystal grains to be the crystal grains of the metal members 40 and 50 constituting the bonding surface are deformed so as to contribute to bonding, and in the other metal structures , Crystal deformation due to the bonding does not substantially occur along the electrode axis direction.

금속 부재(40, 50)는, 각각 금속 분말을 소결함으로써 고형화 되어 있고, 금속조직은 1차 재결정화 구조로 되어 있다. 한편, 금속 부재(40, 50)를 고상 접합하여 전극(30)을 구성하면, 금속 부재(40, 50)의 접합면(S) 부근에서는, 전극축방향, 접합면 방향을 따라, 2차 재결정에 의한 결정립 비대화, 입계 이동 등은 발생해 있지 않아, 전극축(X)을 따라 결정조직이 비대화, 변형된 접합층이 형성되지 않는다. The metal members 40 and 50 are each solidified by sintering the metal powder, and the metal structure has a primary recrystallized structure. On the other hand, when the electrodes 30 are formed by solid-state bonding of the metal members 40 and 50, in the vicinity of the joining surface S of the metal members 40 and 50, along the electrode axis direction and the joining surface direction, The grain boundary migration, the grain boundary migration, and the like do not occur and the bonded structure is not formed in which the crystal structure is enlarged and deformed along the electrode axis X.

즉, 금속 부재(40, 50)의 접합면에서 대향하여 드러나 있던(노출해 있던) 접합면 결정립끼리가 접합 변형될 뿐이며, 그 이외의 금속 결정립에 대해서는, 접합면 방향, 수직방향에 관해서도, 접합에 기여하는 변형, 재결정화, 입계 이동이 거의 발생하지 않는다. 이러한 고상 접합에 의해, 접합후에 있어서의 금속 부재의 접합면 부근에서의 결정 직경이 금속 부재의 접합면에 따라 거의 균일하게 되고, 또한 접합면 수직방향을 따라 거의 균일하게 되어 있다. That is, only the bonding surface crystal grains exposed (exposed) on the bonding surfaces of the metal members 40 and 50 are bonded and deformed, and with respect to the other metal grains, the bonding surface direction and the vertical direction The transformation, recrystallization, and grain boundary movement which contribute to the hardening are hardly generated. By this solid-state bonding, the crystal diameter near the bonding surface of the metal member after bonding becomes substantially uniform along the bonding surface of the metal member, and is substantially uniform along the bonding surface vertical direction.

이러한 접합면(S)을 갖는 금속조직을 형성함으로써, 열전도 특성, 도전성에 대해서는, 접합면(S)을 따라 편차가 발생하지 않는다. 램프 점등에 의해 고온으로 되는 전극 선단면(40S)(1000℃ 이상)으로부터 전극 지지봉(17B)을 향하여 열이 수송되는 동안, 양극 내부의 온도분포는 전극축(X)을 중심으로 하여 대칭적인 분포로 되어, 열 수송은 접합면(S)에 의한 영향을 거의 받지 않는다. By forming the metal structure having such a bonding surface S, no deviation occurs along the bonding surface S with respect to the thermal conductivity and the conductivity. While the heat is transferred from the electrode tip end face 40S (1000 ° C or higher), which is heated by the lamp lighting to the electrode support rod 17B, the temperature distribution inside the anode is distributed symmetrically about the electrode axis X And the heat transfer is hardly affected by the bonding surface S.

도 3은 방전 플라즈마 소결 장치를 도시한 도면이다. 3 is a view showing a discharge plasma sintering apparatus.

방전 플라즈마 소결(SPS)에 의한 접합법은 성형체의 입자 간극에 펄스 형상의 전기에너지를 직접 투입하고, 불꽃방전 현상에 의해 순간적으로 발생하는 방전 플라즈마의 고온 에너지를 열확산, 전계확산 등에 적용한 접합방법이다. Discharge plasma sintering (SPS) is a joining method in which pulsed electrical energy is directly injected into the interstices of a molded body, and the high-temperature energy of the discharge plasma instantaneously generated by the spark discharge phenomenon is applied to thermal diffusion and electric field diffusion.

도 3의 방전 플라즈마 소결 장치(60)는 진공 챔버(65)를 구비하고, 진공 챔버(65) 내부에 설치된 상부 펀치(80A), 하부 펀치(80B) 및 그래파이트제 다이(80)의 사이에, 도 2에 도시한 형상을 갖는 금속 부재(40, 50)가 각각 접합시키는 면을 접촉시킨 상태에서 설치된다. 금속 부재(40, 50)는 금속 분체를 소결하고 고형화된 후, 절삭 등의 금속 가공 처리에 의해 성형되고 있다. 또한, 금속 부재(40, 50)를 접합시킨 후에, 절삭 등에 의해 성형해도 된다. The discharge plasma sintering apparatus 60 shown in Fig. 3 has a vacuum chamber 65 and is provided between the upper punch 80A, the lower punch 80B and the graphite die 80 provided inside the vacuum chamber 65, The metal members 40 and 50 having the shape shown in Fig. 2 are provided in contact with each other. The metal members (40, 50) are solidified by sintering the metal powder, and then formed by metal working such as cutting. Further, after the metal members 40 and 50 are joined, they may be formed by cutting or the like.

그래파이트제의 상부 펀치(80A), 하부 펀치(80B)는 상부 펀치 전극(70A), 하부 펀치 전극(70B)과 각각 접속되어 있다. 장치 내를 진공분위기로 한 후, 펄스 전원(90)에 의해 상부 펀치(80A), 하부 펀치(80B) 사이에 전압이 인가된다. The upper punch 80A and the lower punch 80B made of graphite are connected to the upper punch electrode 70A and the lower punch electrode 70B, respectively. After setting the inside of the apparatus to a vacuum atmosphere, a voltage is applied between the upper punch 80A and the lower punch 80B by the pulse power source 90. [

그리고, 통전과 함께, 가압기구(도시 생략)에 의해 상부 펀치(80A), 하부 펀치(80B) 사이에 압력이 가해진다. 통전에 의한 방전 플라즈마에 의해 소정의 소결 온도까지 승온된 후, 압력이 가해진 상태에서 일정 시간 유지한다. 이것에 의해, 도 2에 도시하는 형상을 갖는 양극이 얻어진다. 압력, 소결 온도는, 상기 접합상태가 실현되도록 정해지고, 예를 들면, 압력 50∼100MPa, 가압시간 5분∼20분, 접합면 부근의 소결 온도는 1600℃∼1800℃의 범위로 정해진다. Then, with the energization, a pressure is applied between the upper punch 80A and the lower punch 80B by a pressurizing mechanism (not shown). The temperature is raised to a predetermined sintering temperature by a discharge plasma by energization, and then maintained for a predetermined time in a state where the pressure is applied. As a result, a positive electrode having the shape shown in Fig. 2 is obtained. The sintering temperature in the vicinity of the bonding surface is set in the range of 1600 ° C to 1800 ° C, for example, at a pressure of 50 to 100 MPa, a pressing time of 5 minutes to 20 minutes, and the like.

이와 같이 본 실시형태에 의하면, 쇼트 아크형 방전램프(10)의 양극(30)이 고융점의 금속 부재(40)와 열전도율이 높은 금속 부재(50)를 SPS 접합시킴으로써 구성된다. 원추대 형상의 금속 부재(40)와 원주 형상의 금속 부재(50)를 접합함으로써, 접합면(S)은 전극축(X)에 대하여 수직한 방향, 즉 양극 단면 직경방향을 따르고 있다. As described above, according to the present embodiment, the anode 30 of the short arc type discharge lamp 10 is formed by SPS bonding a metal member 40 having a high melting point and a metal member 50 having a high thermal conductivity. By joining the truncated cone-shaped metal member 40 and the cylindrical metal member 50, the joint surface S follows the direction perpendicular to the electrode axis X, that is, along the direction of the diameter of the anode.

램프 점등 중, 전극 선단면(40S) 부근은 대단히 고온으로 되는데, 금속 부재(50)에 의해 선단부의 열은 효과적으로 전극 지지봉측으로 수송된다. 이것에 의해, 전극 과열에 의한 전극 소모를 막을 수 있다. 또, 접합면(S)을 따른 결정립에 대하여 접합에 기인하는 결정 변형이 발생하는 한편, 다른 결정립에 대해서는 접합에 의한 재결정, 비대화, 변형, 입계 이동 등이 거의 발생하지 않는다. During the lamp lighting, the vicinity of the electrode tip end face 40S becomes extremely high temperature, and the heat of the tip end portion is effectively transported to the electrode support rod side by the metal member 50. [ As a result, electrode consumption due to electrode overheating can be prevented. In addition, crystal deformation due to bonding is generated with respect to the crystal grains along the bonding surface S, while recrystallization, enlargement, deformation, grain boundary migration, and the like due to bonding do not occur with respect to other crystal grains.

따라서, 전극축(X)에 수직인 접합면(S)에 있어서 열전도성, 도전성 등이 전체적으로 동일하고, 편차가 없는 상태가 된다. 그 결과, 전극축에 따른 열 수송이 양극 내부 전체에서 발생하여, 전극 내부에서 국소적으로 과열될 우려가 없다.Therefore, the joint surface S perpendicular to the electrode axis X is entirely the same in thermal conductivity, conductivity, and the like, and there is no deviation. As a result, heat transfer along the electrode axis occurs in the entirety of the inside of the anode, and there is no possibility of local overheating within the electrode.

다음에 도 4를 사용하여 제 2 실시형태인 방전램프에 대하여 설명한다. 제 2 실시형태에서는, 금속 부재 사이에 접합강도를 향상시키는 금속 부재(이하, 개재 금속 부재라고 함)가 설치되어 있다. 그 이외의 구성에 대해서는, 제 1 실시형태와 실질적으로 동일하다. Next, a discharge lamp according to a second embodiment will be described with reference to Fig. In the second embodiment, a metal member (hereinafter referred to as an intervening metal member) for improving bonding strength is provided between metal members. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.

도 4는 제 2 실시형태에서의 방전램프의 양극 단면도이다. 4 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the second embodiment.

양극(130)은 금속 부재(140)와 금속 부재(150)를 고상 접합함으로써 형성된 전극이다. 그리고, 금속 부재(140)와 금속 부재(150) 사이에는, 접합을 보다 확실하게 하는 개재 금속 부재(155)가 사이에 개재되어 있다. The anode 130 is an electrode formed by solid-phase bonding the metal member 140 and the metal member 150. Between the metal member 140 and the metal member 150, there is interposed an intervening metal member 155 for ensuring the bonding.

개재 금속 부재(155)는 텅스텐과, 텅스텐보다도 연질인(연성 등이 높은) 금속(예를 들면, 몰리브덴, 바나듐, 니오븀, 티탄, 금, 탄탈, 백금, 레늄, 등)과의 혼합체를 판 형상, 박 형상으로 형성한 부재이며, 금속 부재(140, 150)보다도 연질이다. The interposed metal member 155 is made of a mixture of tungsten and a metal (for example, molybdenum, vanadium, niobium, titanium, gold, tantalum, platinum, rhenium or the like) which is softer than tungsten And is thinner than the metal members 140 and 150. As shown in Fig.

연질이기 때문에, 금속 부재(140, 150)를 직접 접합시키는 것보다도 접합성능이 높아져, 금속 부재(140, 150)의 접합면이 그다지 평활하지 않아도, 양호한 접합상태를 유지할 수 있다. 또, 텅스텐이 함유되어 있기 때문에, 열전도성, 도전성이 전극 전체적으로 불균일하게 되기 어렵다. It is possible to maintain a good bonding state even if the bonding surfaces of the metal members 140 and 150 are not so smooth because the bonding performance is higher than that of directly bonding the metal members 140 and 150. In addition, since tungsten is contained, the thermal conductivity and the conductivity are hardly uniform throughout the electrode.

이와 같이 제 2 실시형태에 의하면, 접합 강도를 높이는 개재 금속 부재를 사이에 끼우고 금속 부재가 접합된다. 이것에 의해, 전극의 접합 강도가 더한층 높아진다. 특히, 금속 부재의 접합면이 초평활면이 아닌 미소한 요철을 포함하는 경우에 있어서도, 확실하게 접합시킬 수 있다. 또한, 개재 금속 부재(155)로서는 전극 특성이 안정한 것을 생각하여 레늄, 텅스텐을 혼합한 금속 부재가 바람직하지만, 텅스텐을 함유시키지 않는 금속 부재를 개재시키도록 구성해도 된다. As described above, according to the second embodiment, the metal member is sandwiched between the intervening metal members for increasing the bonding strength. As a result, the bonding strength of the electrode is further increased. Particularly, even when the bonding surface of the metal member includes minute unevenness rather than a super smooth surface, it can be reliably bonded. The intervening metal member 155 is preferably a metal member mixed with rhenium and tungsten in consideration of stable electrode characteristics, but may be constructed so as to interpose a metal member not containing tungsten.

다음에, 도 5를 사용하여 제 3 실시형태인 방전램프에 대하여 설명한다. 제 3 실시형태에서는, 양극 내부에 밀폐공간이 형성되고, 용해 금속이 밀폐공간에 봉입된다. 그 이외의 구성에 대해서는, 제 1 실시형태와 실질적으로 동일하다. Next, a discharge lamp according to a third embodiment will be described with reference to Fig. In the third embodiment, a sealed space is formed inside the anode, and the dissolved metal is sealed in the sealed space. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment.

도 5는 제 3 실시형태에서의 방전램프의 양극 단면도이다. 5 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the third embodiment.

양극(230)은 통 형상 오목부(240P)가 형성되는 금속 부재(240)와, 전극 지지봉(217B)에 접합되는 금속 부재(250)로 구성되어 있다. 금속 부재(240)의 둘레 가장자리 부분(240W)이 금속 부재(250)와 접합되어 있다. 금속 부재(250)의 접합부분에는 단차가 형성되어 있고, 금속 부재(240)의 둘레 가장자리 부분(240W)에 맞추어 홈이 둘레방향에 형성되어 있다. The anode 230 is composed of a metal member 240 on which a tubular recess 240P is formed and a metal member 250 joined to the electrode support rod 217B. The peripheral edge portion 240W of the metal member 240 is bonded to the metal member 250. [ A step is formed in the joining portion of the metal member 250 and the groove is formed in the circumferential direction in conformity with the peripheral edge portion 240W of the metal member 240. [

전극 지지봉(217B)은 양극(230)을 성형한 후, 금속 부재(250)의 끼워맞춤부(255)에 끼워져 접합된다. 접합면(S)은 끼워맞춤부(255)의 선단부분보다도 램프 중심측에 위치한다. 이것에 의해, 전극 지지봉(217B)을 끼워맞추어지게 할 때에 금속 부재(250)가 전체적으로 변형되어, 접합부분이 박리하는 것을 막는다. The electrode support bar 217B is formed by molding the anode 230 and is then fitted to the fitting portion 255 of the metal member 250 and joined thereto. The joint surface S is positioned closer to the center of the lamp than the tip portion of the fitting portion 255. [ As a result, when the electrode support bar 217B is fitted, the metal member 250 is entirely deformed to prevent the joint portion from peeling off.

금속 부재(240, 250)의 사이에 형성된 밀폐공간(245)에는, 저융점의 용해 금속이 봉입되어 있다. 용해 금속은 램프 점등시에 용융되어, 밀폐공간(245) 내에서 열의 순환이 전극축(X)을 따라 발생한다. 접합면(S)은 응고 단면(상단)보다도 전극 지지봉측에 위치하기 때문에, 용해 금속이 접합면(S)으로 들어갈 우려가 없다.The sealed space 245 formed between the metal members 240 and 250 is filled with a molten metal having a low melting point. The molten metal is melted when the lamp is turned on, so that circulation of heat occurs in the sealed space 245 along the electrode axis X. [ There is no fear that the molten metal will enter the bonding surface S because the bonding surface S is positioned closer to the electrode supporting bar than the solidifying end face (upper end).

또, 접합면(S)에는 밀폐공간(245)으로 통하는 간극을 설치하지 않고, 오목 형상 금속 부재(240)의 오목부 측면(240T) 및 둘레 가장자리 부분(240W)이 금속 부재(250)와 접합하고, 금속 부재(250)의 내표면이 접합면(S)보다도 램프 중심측으로 돌출되어 있다. 그 때문에 용해 금속이 접합면(S) 부근으로 들어가는 것을 확실하게 방지한다. The concave portion side surface 240T and the peripheral portion 240W of the concave metal member 240 are not bonded to the sealing member 245 in the bonding surface S, And the inner surface of the metal member 250 protrudes toward the center of the lamp more than the joint surface S. Therefore, it is possible to reliably prevent the molten metal from entering the vicinity of the joint surface (S).

이와 같이 제 3 실시형태에 의하면, 양극 내부에 밀폐공간이 형성되고, 램프 점등시에 용융되는 금속이 봉입되어 있다. 이것에 의해, 양극 선단측으로부터 전극 지지봉측으로의 열 수송이 효과적으로 발휘된다. As described above, according to the third embodiment, a closed space is formed inside the anode, and the metal melted when the lamp is turned on is sealed. As a result, heat transfer from the anode tip side to the electrode support bar side is effectively exerted.

또, 밀폐공간이 형성되기 때문에, 금속 부재(250)의 접합면(S)을 따른 단면적에 대하여, 접합면 단면적(환상인 둘레 가장자리 부분(240T)의 면적)쪽이 작아진다. 이것에 의해, 접합시의 가열이 국소적, 또한 전극축에 대하여 균일한 분포로 되어, 보다 효과적인 접합을 실현할 수 있다. 일반적으로는 접합면 면적이 금속 부재 단면적보다 작아지도록 구성하면 된다. Further, since the closed space is formed, the cross-sectional area of the joint surface (the area of the annular peripheral portion 240T) becomes smaller with respect to the cross-sectional area along the joint surface S of the metal member 250. [ As a result, the heating at the time of bonding is localized and uniformly distributed with respect to the electrode axis, so that more effective bonding can be realized. In general, the area of the joint surface may be smaller than the cross-sectional area of the metal member.

다음에 도 6, 도 7을 사용하여 제 4, 제 5 실시형태인 방전램프에 대하여 설명한다. 제 4, 제 5 실시형태에서는 용해 금속에 접촉하는 돌기부가 설치된다. 그 이외의 구성에 대해서는, 제 3 실시형태와 실질적으로 동일하다. Next, the discharge lamps of the fourth and fifth embodiments will be described with reference to Figs. 6 and 7. Fig. In the fourth and fifth embodiments, protrusions contacting the molten metal are provided. Other configurations are substantially the same as those of the third embodiment.

도 6은 제 4 실시형태에서의 방전램프의 양극 단면도이다. 도 7은 제 5 실시형태인 방전램프의 양극 단면도이다. 6 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the fourth embodiment. 7 is a cross-sectional view of a positive electrode of a discharge lamp according to a fifth embodiment.

도 6에 도시하는 바와 같이, 양극(330)은 금속 부재(340, 350)로 구성되어 있고, 금속 부재(350)에는, 주상 금속 돌기 부재(390)가 전극축(X)을 따라 고상 접합되어 있다. 여기에서, 주상 금속 돌기 부재(390)는 절삭에 의해 성형함으로써 금속 부재(350)와 일체로 해도 된다. 돌기 부재(390)의 선단부는 용해 금속(370)과 접한다. 돌기 부재(390)의 열전도성, 융점은, 텅스텐보다도 낮고, 용해 금속(370)보다도 높다. 6, the anode 330 is composed of metal members 340 and 350, and the columnar metal projection member 390 is solid-phase-bonded to the metal member 350 along the electrode axis X have. Here, the columnar metal projection member 390 may be integrated with the metal member 350 by molding by cutting. The distal end of the projection member 390 is in contact with the molten metal 370. The thermal conductivity and melting point of the projection member 390 are lower than that of tungsten and higher than that of the molten metal 370.

이러한 돌기 부재(390)를 설치함으로써 열 수송 효율이 높아진다. 또, 돌기 부재(390)의 재료를 열전도성, 융점의 관점에서 임의로 선정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 돌기 부재(390)를 금속 부재(340)에 맞닿게 해도 된다. By providing the protruding member 390, the heat transport efficiency is enhanced. It is also possible to arbitrarily select the material of the projection member 390 from the viewpoints of heat conductivity and melting point. Further, the projection member 390 may be brought into contact with the metal member 340.

도 7에 도시하는 양극(330A)에서는, 금속 부재(340)에 돌기 부재(390A)가 고상 접합되어 있다. 이것에 의해, 열 수송이 램프 점등후 보다 빠른 단계로 진행하여, 금속 부재(340)의 강도가 높아진다. 또한, 돌기 부재(390A)를 금속 부재(350)에 맞닿게 해도 된다. In the anode 330A shown in Fig. 7, the projection member 390A is bonded to the metal member 340 in a solid state. As a result, the heat transport proceeds at a faster stage after the lamp is turned on, so that the strength of the metal member 340 is increased. Further, the projection member 390A may be brought into contact with the metal member 350. [

다음에 도 8을 사용하여 제 6 실시형태인 방전램프에 대하여 설명한다. 제 6 실시형태에서는, 전극 동체 둘레에 방열핀이 형성되어 있다. 그 이외의 구성에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. Next, a discharge lamp according to a sixth embodiment will be described with reference to FIG. In the sixth embodiment, the heat radiation fins are formed around the electrode body. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

도 8은 제 6 실시형태에서의 양극 단면도이다. 8 is a cross-sectional view of a positive electrode in the sixth embodiment.

양극(430)은 전극 지지봉(417B)에 지지되는 금속 부재(450)와 선단측의 금속 부재(440) 사이에, 사이즈(직경)이 상이한 원반 형상의 판 형상 금속 부재(480, 490)를 번갈아 배열 설치시킨 구조로, 이들 부재를 고상 접합시키고 있다. 판 형상 금속 부재(480, 490)는 축 부재(470)에 삽입통과되어 동축 배치되어 있다. The anode 430 is provided between the disk-shaped metal members 480 and 490 having different sizes (diameters) between the metal member 450 supported by the electrode support rod 417B and the metal member 440 at the tip side, These members are bonded in a solid state by arranging them in an array. The plate-like metal members 480 and 490 are inserted into the shaft member 470 and coaxially arranged.

이것에 의해, 핀으로서 기능하는 판 형상 금속 부재(480)를, 소정의 간격으로 전극축(X)을 따라 배치한 전극구조를 실현할 수 있다. 그 결과, 열의 방출을 더한층 높일 수 있다. 또한, 판 형상 금속 부재(480, 490)의 형상은 임의(사각형 등)이며, 상이한 재질의 판 형상 금속 부재를 고상 접합시켜도 된다. This makes it possible to realize an electrode structure in which the plate-like metal members 480 functioning as pins are arranged along the electrode axis X at predetermined intervals. As a result, heat emission can be further increased. Further, the plate-like metal members 480 and 490 may be arbitrarily shaped (such as square), and plate-like metal members of different materials may be solid-phase bonded.

다음에 도 9∼도 11을 사용하여 제 7 실시형태인 방전램프에 대하여 설명한다. 제 7 실시형태에서는, 전극축방향으로 연장되는 방열핀이 전극 동체부에 형성되어 있다. 그 이외의 구성에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. Next, a discharge lamp according to a seventh embodiment will be described with reference to Figs. 9 to 11. Fig. In the seventh embodiment, the radiating fin extending in the electrode axis direction is formed in the electrode body portion. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

도 9는 제 7 실시형태에서의 양극을 후단측에서 본 평면도이다. 도 10은 제 7 실시형태에서의 양극의 측면도이다. 도 11은 제 7 실시형태에서의 양극 단면도이다. 9 is a plan view of the anode in the seventh embodiment as viewed from the rear end side. 10 is a side view of the anode in the seventh embodiment. 11 is a cross-sectional view of a positive electrode in the seventh embodiment.

도 9에 도시하는 바와 같이, 양극(530)은 원추대 형상의 선단부(540)와 주상 동체부(550)와 핀부(550A)로 구성되어 있고, 선단부(540)와 동체부(550)를 고상 접합 함으로써 양극(530)이 구성되어 있다. 9, the anode 530 is composed of a truncated cone tip end portion 540, a columnar trunk portion 550 and a fin portion 550A, and the tip portion 540 and the trunk portion 550 are connected to each other by solid phase bonding Whereby the anode 530 is formed.

동체부(550)에는, 주상 본체 부분(550S)으로부터 직경방향으로 돌출하는 형태로 핀부(550A)가 일체로 형성되어 있고, 복수의 핀이 둘레방향에 소정 간격으로 배열된다. 전극축(X)을 따라 연장되는 핀부(550A)는 선단부(540)의 후단면(540T)에서 접합되어 있다. 선단부(540)는 텅스텐으로 이루어지는 금속 부재이며, 주상 본체 부분(550S), 핀부(550A)는 방열 작용이 좋은 몰리브덴을 주성분으로 하는 금속 부재로서 구성된다. 여기에서는, 주상 본체 부분(550S) 및 핀부(550A)는 절삭에 의해 일체로 형성되어 있다. The fuselage portion 550 is integrally formed with the fin portion 550A in such a manner as to protrude in the radial direction from the columnar main body portion 550S and a plurality of fins are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction. The fin portion 550A extending along the electrode axis X is joined at the rear end surface 540T of the tip end portion 540. [ The tip end portion 540 is a metal member made of tungsten, and the columnar main body portion 550S and the fin portion 550A are formed as a metal member having molybdenum as a main component having good heat radiating action. Here, the columnar main body portion 550S and the fin portion 550A are integrally formed by cutting.

핀부(550A)의 직경방향 길이는 선단부(540)의 후단면으로부터 돌출하지 않도록 정해져 있다. 이것에 의해, 동체부(550)의 핀부(550A) 사이로부터 방출한 열은 전극 지지봉측 및 전극측면측으로 방출된다. 이것에 의해, 전극 선단면이 과열되는 것을 막을 수 있다(도 11 참조). 또, 몰리브덴의 핀부(550A)나 그 접합부가 선단부(540)의 후단면(540T)에 의해 양극 선단측으로 노출되지 않는다. 그 때문에 방전으로부터 보호할 수 있다. 또한, 핀의 배치, 수, 형상은 임의이다. The length in the radial direction of the fin portion 550A is determined so as not to protrude from the rear end surface of the distal end portion 540. [ As a result, the heat emitted from between the fin portions 550A of the trunk portion 550 is discharged to the electrode support rod side and the electrode side surface side. As a result, it is possible to prevent the electrode wire cross section from being overheated (see Fig. 11). Further, the fin portion 550A of the molybdenum and the joint portion thereof are not exposed to the tip of the positive electrode by the rear end surface 540T of the tip portion 540. Therefore, it is possible to protect from discharge. The arrangement, number and shape of the pins are arbitrary.

동체부에 대한 핀의 사이즈를 크게 하여 방열성을 높이면, 동체부(550)의 도전성, 열전도성이 저하되어, 선단부(540)가 과열될 우려가 있다. 그래서, 동체부(550)의 주상 본체 부분(550S)과 핀부(550A)로 이루어지는 단면적을 S11, 핀부(550A)의 인접하는 핀 사이의 홈을 메운 경우의 주상 부분의 단면적(여기에서는, 선단부(540)의 후단면의 면적)을 S12라고 하면, S12×2/3≤S11을 충족시키도록 정하고 있다. If the heat dissipation property is increased by increasing the size of the fin with respect to the body part, the conductivity and thermal conductivity of the body part 550 may be lowered and the tip part 540 may be overheated. Sectional area formed by the columnar body portion 550S and the fin portion 550A of the trunk portion 550 is S11 and the cross sectional area of the columnar portion in the case where the grooves between adjacent fins of the fin portion 550A are filled 540) is S12, it is determined that S12 x 2/3? S11 is satisfied.

다음에 도 12를 사용하여 제 8 실시형태인 방전램프에 대하여 설명한다. 제 8 실시형태에서는, 제 1∼제 7 실시형태와 달리, 접합면 부근에서 경사화 되어 있다. 그 이외의 구성에 대해서는, 제 1 실시형태와 동일하다. Next, a discharge lamp according to an eighth embodiment will be described with reference to Fig. In the eighth embodiment, unlike the first to seventh embodiments, it is inclined near the joint surface. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

도 12는 제 8 실시형태에서의 방전램프의 양극 단면도이다. 12 is a cross-sectional view of the anode of the discharge lamp in the eighth embodiment.

양극(630)은 금속 부재(680)와 금속 부재(670)를 접합함으로써 형성된 전극이다. 금속 부재(670)는 원주 형상 부분(672)과, 오목부(674S)를 갖는 원추대 형상 부분(674)로 구성된다. 그리고, 전극 선단면(680S)을 갖는 금속 부재(680)는 금속 부재(670)에 끼워지도록 성형되어 있다. SPS 접합에 의한 접합면(S) 부근에서는, 금속 결정이 접합면의 직경방향을 따라 거의 균일하고, 전극축(X)의 방향을 따라 「경사화」되어 있다. The anode 630 is an electrode formed by joining the metal member 680 and the metal member 670. The metal member 670 is composed of a circumferential portion 672 and a truncated portion 674 having a concave portion 674S. The metal member 680 having the electrode tip end face 680S is formed so as to fit into the metal member 670. In the vicinity of the joint surface S by the SPS junction, the metal crystal is substantially uniform along the radial direction of the joint surface and is "inclined" along the direction of the electrode axis X.

즉, 접합면(S) 부근에서는 경사화된 층이 형성되어 있고, 결정 직경 등 금속조직 특성이 전극축(X)을 따라 연속적, 또는 점차적, 단계적으로 변화되어, 급격한 변화가 발생해 있지 않다. 경사화에 의해, 결정 직경은 전극축(X)을 따라 연속적으로 변화되고 있다. That is, an inclined layer is formed in the vicinity of the joint surface S, and the metal structure characteristics such as the crystal diameter are continuously or gradually changed stepwise along the electrode axis X, and no abrupt change occurs. The crystal diameter is continuously changed along the electrode axis X by the inclination.

이러한 접합에 의해, 열전도 특성, 도전성에 대해서는 접합면(S)을 따라 편차가 없다. 램프 점등에 의해 고온으로 되는 전극 선단면(40S)(1000℃ 이상)으로부터 전극 지지봉(17B)을 향하여 열이 수송되는 동안, 양극 내부의 온도분포는 전극축(X)을 중심으로 하여 대칭적인 분포가 되어, 열 수송은 접합면(S)에 의한 영향을 받지 않는다. With this bonding, the heat conductivity and the conductivity do not vary along the bonding surface S. While the heat is transferred from the electrode tip end face 40S (1000 ° C or higher), which is heated by the lamp lighting to the electrode support rod 17B, the temperature distribution inside the anode is distributed symmetrically about the electrode axis X And the heat transfer is not affected by the bonding surface S.

접합면 부근에서 경사화시킨 전극을 제조하는 방법으로서, SPS 접합이 실행된다. 압력, 소결 온도는 상기 접합상태가 실현되도록 정해진다. 예를 들면, 압력 50∼100MPa, 가압시간 10분∼60분, 접합면 부근의 소결 온도는 1600℃∼2000℃의 범위로 정해지고, 재질 등을 고려하여 적당하게 정해진다. As a method of producing an electrode inclined near the bonding surface, SPS bonding is performed. The pressure, and the sintering temperature are set so as to realize the bonding state. For example, the sintering temperature in the vicinity of the bonding surface is set in the range of 1600 ° C to 2000 ° C, and is appropriately determined in consideration of the material, etc., at a pressure of 50 to 100 MPa, a pressing time of 10 minutes to 60 minutes.

이와 같이 본 실시형태에 의하면, 쇼트 아크형 방전램프의 양극(630)이 고융점의 금속 부재(680)와 열전도율의 높은 금속 부재(670)를 SPS 접합시킴으로써 구성된다. 접합면(S)은 전극축에 대하여 수직한 방향, 즉 양극 단면 직경방향을 따르고 있다. 또한, 제 1 실시형태에 나타낸 양극구조(도 2 참조)로 하는 것도 가능하다. As described above, according to the present embodiment, the anode 630 of the short arc type discharge lamp is formed by SPS bonding a metal member 680 having a high melting point and a metal member 670 having a high thermal conductivity. The joining surface S is in a direction perpendicular to the electrode axis, that is, along the diameter direction of the anode. It is also possible to use the anode structure shown in the first embodiment (see Fig. 2).

램프 점등 중, 전극 선단면(680S) 부근은 대단히 고온으로 되는데, 금속 부재(670)에 의해 선단부의 열은 효과적으로 전극 지지봉측으로 수송된다. 이것에 의해, 전극 과열에 의한 전극 소모를 막을 수 있다. 또, 전극축에 수직한 접합면(S)에 있어서 열전도성, 도전성 등이 전체적으로 동일하여, 편차가 없다. 그 때문에 전극축을 따른 열 수송이 양극 내부 전체에서 발생하여, 전극 내부에서 국소적으로 과열될 우려가 없다. During the lamp lighting, the vicinity of the electrode tip end surface 680S becomes extremely high temperature, and the heat of the tip end portion is effectively transported to the electrode supporting rod side by the metal member 670. As a result, electrode consumption due to electrode overheating can be prevented. In addition, the joint surface S perpendicular to the electrode axis is entirely the same in thermal conductivity, conductivity, etc., and there is no deviation. Therefore, heat transport along the electrode axis occurs in the entirety of the inside of the anode, and there is no possibility that the heat is locally overheated inside the electrode.

제 1∼제 8 실시형태에 있어서, SPS 소결법 이외의 확산 접합 방법에 의해 전극을 제조해도 된다. 예를 들면, 핫프레스(HP), 열간 정수압 가압(HIP) 등, 가압하면서 소결하는 접합 방식에 의해 전극을 제조 가능하다. 또한, 그 이외의 고상 접합법(마찰압접법, 초음파 접합법 등)도 적용 가능하고, 이러한 방법에 의해서도 금속조직을 균일하게 안정화하는 것이 가능하다. 또, 음극에 대해서도, 복수의 금속 부재를 고상 접합시킨 전극구조로 해도 된다. In the first to eighth embodiments, the electrode may be manufactured by a diffusion bonding method other than the SPS sintering method. For example, an electrode can be manufactured by a bonding method in which hot pressing (HP), hot isostatic pressing (HIP), or the like is performed while pressing. Other solid-phase bonding methods (such as friction welding, ultrasonic bonding, etc.) can also be applied, and the metal structure can be uniformly stabilized by this method. The negative electrode may also be an electrode structure in which a plurality of metal members are bonded in a solid phase.

열 수송 이외의 전극 특성을 고려하여, 접합면을 전극축 수직방향 이외의 방향을 따라 형성해도 된다. 또, 접합면을 따라 형성된 간극을 쐐기 형상으로 하고 전극 표면을 핀 형상으로 구성하여, 한층 더 열방사 효과를 높이는 것도 가능하다. 그 한편, 간극을 접합면에 설치하지 않도록 구성하는 것도 가능하다. The bonding surface may be formed along the direction other than the direction perpendicular to the electrode axis in consideration of the electrode characteristics other than heat transport. It is also possible to make the gap formed along the bonding surface wedge-shaped and the electrode surface fin-shaped to further enhance the heat radiation effect. On the other hand, it is also possible to arrange not to provide the gap on the joint surface.

전극을 구성하는 금속의 수는 임의이며, 3개 이상의 금속에 의해 전극을 구성해도 된다. 또, 동일 종류의 금속을 고상 접합시켜도 되고, 제 3∼제 8 실시형태에서도, 제 2 실시형태와 마찬가지로 개재 금속 부재를 개재시켜도 된다. The number of the metals constituting the electrodes is arbitrary, and the electrodes may be constituted by three or more metals. The same kind of metal may be solid-state bonded, and in the third to eighth embodiments, an intervening metal member may be interposed as in the second embodiment.

제 3 실시형태에서는, 밀폐공간이 내부에 형성되기 때문에, 접합면적이 금속 부재 단면적보다도 작아지는 구성이었지만, 이 구성을 제 1∼2, 제 4∼제 8 실시형태에도 적용해도 된다. 즉, 금속 부재의 접합면을 따른 면적(접합에 기여하는 면적)을 S01, 금속 부재의 충전부분에 있어서의 전극축 수직방향을 따른 단면적을 S02라고 하면, S02>S01을 충족시키도록 구성하는 것이 좋다. In the third embodiment, since the closed space is formed inside, the junction area is smaller than the cross-sectional area of the metal member. However, this structure may be applied to the first to second and fourth to eighth embodiments. That is, if the area (area contributing to the bonding) along the bonding surface of the metal member is S01 and the cross-sectional area along the direction perpendicular to the electrode axis in the filled portion of the metal member is S02, then S02 > good.

또한, 일방을 금속 부재, 타방을 비금속 부재(텅스텐과 세라믹스 등)로 하여 고상 접합시켜도 되고, 적어도 접합시키는 부재의 하나를 금속으로 하면 된다. 이러한 부재의 조합에서도, 접합면 부근에서 금속조직은 상기 접합상태로 된다. Alternatively, one side may be a metal member and the other side may be a non-metallic member (tungsten and ceramics or the like) and solid-phase bonding, or at least one member to be bonded may be a metal. Even in the combination of these members, the metal structure is brought into the bonded state in the vicinity of the bonding surface.

제 1∼제 7 실시형태에서 나타낸 전극에 대해서는, 제 8 실시형태와 같이 접합면 부근에서 경사화시킨 접합상태를 갖는 전극을 구성해도 된다. 또, 제 3∼제 7 실시형태에 대해서는, 고상 접합 이외의 용접(예를 들면, 전자빔 용접 등의 융접)에 의해 전극을 구성해도 된다. As for the electrodes shown in the first to seventh embodiments, an electrode having a bonded state in which it is inclined near the bonding surface may be formed as in the eighth embodiment. In the third to seventh embodiments, the electrode may be constituted by welding other than solid-state welding (for example, welding such as electron beam welding).

다음에 도 13∼도 16을 사용하여, 본 발명의 실시예 1∼3에 대하여 설명한다. 여기에서는 제 1, 제 2, 제 8 실시형태에 대응한 양극으로서, SPS 접합에 의해 성형한 양극의 접합면 상태와, 전자빔 용접에 의해 성형한 접합면 상태를 비교한다. Next, Examples 1 to 3 of the present invention will be described with reference to Figs. 13 to 16. Fig. Here, as the anode corresponding to the first, second, and eighth embodiments, the state of the bonding surface of the anode molded by the SPS bonding is compared with that of the bonding surface formed by the electron beam welding.

[실시예 1][Example 1]

도 13은 실시예 1에 의한 양극의 접합상태를 전자현미경 사진으로 나타낸 도면이다. 제 1 실시형태에 따라, 형상이 상이한 2개의 금속 부재를 SPS 접합함으로써 전극을 형성했다. 2개의 금속 부재는 텅스텐(WVMW W 15-40ppmK)의 분말을 소결시켜 고형화시킨 것으로, 제 1 실시형태에 나타낸 원추대 형상, 원주 형상의 2개의 금속으로 구성된다. 13 is an electron microscope photograph showing the state of bonding of the positive electrode according to Example 1. Fig. According to the first embodiment, electrodes were formed by SPS bonding two metal members having different shapes. The two metal members are solidified by sintering a powder of tungsten (WVMW W 15-40 ppm K), and are composed of two metals of a truncated cone shape and a cylindrical shape shown in the first embodiment.

SPS 접합을 행하는 장치로서 SPS 신텍스 가부시키가이샤제 SPS 소결 장치를 사용하고, 진공분위기의 조건하에서, 압력 90MPa를 금속 부재 양측으로부터 가하고, 접합면 부근의 소결 온도 1700℃에 10분간 유지하여 접합을 행했다. SPS sintering apparatus manufactured by SPS Syntex Co., Ltd. was used as a device for SPS bonding under the condition of vacuum atmosphere, a pressure of 90 MPa was applied from both sides of the metal member, and sintering was carried out at a sintering temperature of 1700 캜 near the bonding surface for 10 minutes .

도 13에서는, 양극 표면의 접합면 부근을 마이크로미터 단위 수준으로 촬영한 사진을 나타내고 있고, 접합면의 금속조직이 밝혀져 있다. 지면의 좌우방향을 따라 접합면이 형성되어 있다. Fig. 13 shows a photograph of the vicinity of the bonding surface of the anode surface taken at a micrometer level, and the metal structure of the bonding surface is revealed. And a joint surface is formed along the left and right direction of the paper surface.

도 13에 나타내는 바와 같이, 접합면을 형성하는 접합면 결정립만이 접합시에 변형되고, 그 이외의 결정립에 대해서는, 접합에 기여하는 결정립 변형, 비대화는 접합면 수직방향을 따라 발생해 있지 않다. 즉, 접합에 의한 결정립의 변형, 비대화한 층이 형성되어 있지 않다. 결정 직경은 접합면 방향, 및 접합면 수직방향을 따라 거의 균일하다. 접합면 결정립이 변형된 증거로서 접합전과 접합후의 전극의 전극축방향 길이가 변화되었다. As shown in Fig. 13, only the bonding surface crystal grains forming the bonding surface are deformed at the time of bonding, and for the other crystal grains, the crystal grain deformation and non-grafting which contribute to bonding are not generated along the vertical direction of the bonding surface. In other words, no deformation of the crystal grains due to bonding or a non-enlarged layer is formed. The crystal diameter is almost uniform along the joining surface direction and the joining surface vertical direction. As a result of the deformation of the bonding surface crystal grains, the electrode axial lengths of the electrodes before and after bonding were changed.

[실시예 2][Example 2]

도 14는 실시예 2에 의한 양극의 접합상태를 전자현미경 사진으로 나타낸 도면이다. 제 2 실시형태에 따라, 2개의 텅스텐 금속 부재 사이에 텅스텐―레늄 합금(두께 0.5mm)을 개재시키고, SPS 접합시켰다. SPS 접합의 조건은 실시예 1과 실질적으로 동일하다. 14 is an electron microscope photograph showing the state of bonding of the positive electrode according to Example 2. Fig. According to the second embodiment, a tungsten-rhenium alloy (thickness: 0.5 mm) was interposed between two tungsten metal members and subjected to SPS bonding. The conditions of the SPS junction are substantially the same as those of the first embodiment.

도 14에 나타내는 바와 같이, 실시예 1과 동일하게 접합면을 형성하는 접합면 결정립만이 접합시에 변형되고, 그 이외의 결정립에 대해서는, 접합에 기여하는 결정립 변형, 비대화는 접합면 수직방향을 따라 발생해 있지 않다. As shown in Fig. 14, just as in Example 1, only the bonding surface crystal grains forming the bonding surface are deformed at the time of bonding, while for the other crystal grains, the crystal grain deformation contributing to bonding and the non- It does not occur.

[실시예 3][Example 3]

도 15는 실시예 3에 의한 양극의 접합상태를 전자현미경 사진으로 나타낸 도면이다. 제 8 실시형태에 따라, 형상이 상이한 2개의 금속 부재를 SPS 접합함으로써 전극을 형성했다. 단, 전극 형상은, 도 12와는 상이하고, 제 1 실시형태에 나타내는 원추대 형상, 원주 형상의 2개의 금속으로 구성된다. 15 is an electron microscope photograph showing the bonding state of the positive electrode according to Example 3. Fig. According to the eighth embodiment, electrodes were formed by SPS bonding two metal members having different shapes. However, the shape of the electrode is different from that of Fig. 12, and is composed of two metals of a truncated cone shape and a cylindrical shape shown in the first embodiment.

SPS 접합에 있어서는, 진공분위기의 조건하에서, 경사화층을 접합면에 형성하도록, 압력 90MPa를 금속 부재 양측으로부터 가하고, 접합면 부근의 온도 1800℃에 20분간 유지하여 접합을 행했다. In the SPS bonding, a 90 MPa pressure was applied from both sides of the metal member under the condition of a vacuum atmosphere to form a sloped layer on the bonding surface, and the bonding was carried out by maintaining the temperature near the bonding surface at 1800 캜 for 20 minutes.

도 15에 나타내는 바와 같이, 접합면을 따른 금속 결정 직경은 거의 균일하고, 또한 전극축을 따라 결정 직경 등의 금속 결정 특성은 연속적으로 변화되고, 경사화되어 있다. As shown in Fig. 15, the metal crystal diameter along the bonding surface is substantially uniform, and the metal crystal characteristics such as crystal diameter along the electrode axis are continuously changed and inclined.

도 16은 전자빔 접합에 의한 양극의 접합면 상태를 도시한 전자현미경 사진을 나타낸 비교도이다. 전자빔 접합에 의한 전극도 동일하게 2개의 금속으로 구성된다. 전자빔 접합에는, NEC 컨트롤시스템 가부시키가이샤제의 전자빔 용접 장치를 사용했다. 16 is a comparative view showing an electron micrograph showing a state of a bonding surface of an anode by electron beam bonding. Electrodes by electron beam bonding are likewise composed of two metals. For the electron beam bonding, an electron beam welding apparatus made by NEC Control System Co., Ltd. was used.

도 16에는 양극 표면 부근의 접합면을 확대한 사진을 나타내고 있다. 도 16에서는, 접합면에 따른 금속 입자 직경이 불균일한 것(전극 표면 부근 참조)이 밝혀져 있다. 또, 전극축방향(지면 상하방향)을 따른 결정립에 대해서도 급격하고, 또한 단속적으로 변화되어 있다. Fig. 16 is a photograph showing an enlarged view of the joint surface in the vicinity of the anode surface. In Fig. 16, it is known that the diameter of the metal particle along the joint surface is nonuniform (refer to the vicinity of the electrode surface). In addition, the crystal grains along the electrode axis direction (vertical direction in the paper plane) are abruptly and intermittently changed.

이와 같이, SPS 소결에 의해 성형하는 전극에서는, 금속조직이 접합면 부근에서 안정화되어 있다. 그 결과, 전극활선, 점등 중의 방열성에 대하여, 종래의 전극과 비교하여 좋은 성능을 발휘한다. As described above, in the electrode formed by SPS sintering, the metal structure is stabilized in the vicinity of the joint surface. As a result, the electrode live wire exhibits a good performance in comparison with the conventional electrode for heat dissipation during lighting.

10 방전램프
12 방전관
30 양극
40 금속 부재
50 금속 부재
S 접합면10 discharge lamp
12 discharge tube
30 Anode
40 metal member
50 metal member
S abutment surface

Claims

A discharge tube,
And a pair of electrodes disposed in the discharge tube,
At least one electrode is an electrode formed by solid-phase bonding a plurality of solid members,
Wherein at least one of the plurality of solid members is a metal member,
At least a part of the bonding surface crystal grains forming the bonding surface of the metal member is deformed by bonding and the metal grains other than the bonding surface crystal grains are deformed substantially in the vicinity of the bonding surface Is not generated in the discharge lamp.

A discharge tube,
And a pair of electrodes disposed in the discharge tube,
At least one electrode is an electrode formed by solid-phase bonding a plurality of solid members,
Wherein at least one of the plurality of solid members is a metal member,
Wherein a crystal diameter in the vicinity of a bonding surface of the metal member after bonding is substantially uniform along a bonding surface of the metal member and substantially uniform along a bonding surface vertical direction.

A discharge tube,
And a pair of electrodes disposed in the discharge tube,
At least one of the electrodes is an electrode formed by solid-phase bonding a plurality of solid members,
Wherein at least one of the plurality of solid members is a metal member,
The crystal diameter of the metal member is substantially uniform along the joint surface between the members,
And the metal crystal is inclined along the vertical direction of the bonding surface in the vicinity of the bonding surface of the metal member.

The discharge lamp according to claim 3, wherein a metal crystal diameter is continuously changed in the vicinity of the bonding surface of the metal member along a vertical direction of the bonding surface.

The metal member according to any one of claims 1 to 4, wherein the area along the junction face of the metal member is S01 and the cross-sectional area along the electrode axis vertical direction in the filled portion of the metal member is S02, S02 & Is satisfied.

The metal member according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal member is bonded to another solid member with an intervening solid member therebetween,
Wherein said intervening solid member is softer than a solid member to which said intervening solid member is bonded.

The discharge lamp according to claim 6, wherein the intervening solid member is a metal member comprising at least one of molybdenum, tantalum, vanadium, niobium, titanium, gold, platinum and rhenium.

8. A discharge lamp according to claim 7, wherein the intervening solid member is a metal member including tungsten.

5. The solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of solid members have a concave metal member and a rear-end side solid member supported by the conductive electrode support bar, A sealed space is formed in the electrode by joining members,
And the joint surface of the concave metal member is located closer to the center of the lamp than the junction tip of the rear end side solid member with the electrode support bar.

10. The lamp according to claim 9, characterized in that the molten metal is sealed in the sealed space when the lamp is lighted when the lamp is turned on, and the joint surface of the concave metal member is positioned closer to the electrode support bar than the solidification range of the molten metal Discharge lamp.

The electrode assembly according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrode has a plurality of plate-like solid members of different diameters, and the plurality of plate-like solid members are bonded along the electrode axis direction Discharge lamp.

5. A solid-state image pickup device according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of solid members comprise an electrode tip member having an electrode tip surface and a plurality of pins extending in a radial direction from a tubular member smaller than the electrode tip member And a body member arranged at predetermined intervals in the circumferential direction, wherein the electrode tip member and the tubular member are joined together coaxially.

13. The discharge lamp according to claim 12, wherein the plurality of fins have a size in a radial direction that does not project from the joint surface of the electrode tip member.

And a cross sectional area of the imaginary fuselage member along the direction perpendicular to the electrode axis when the groove between the plurality of fins is filled is S12, the cross sectional area along the electrode axis perpendicular direction of the fuselage member is S12x2 / 3? S11 is satisfied.

An electrode composed of a plurality of solid members arranged in a discharge tube of a discharge lamp, the solid member including a tip-end solid member including an electrode end face and a rear end solid member supported by the electrode support bar,
And solid-phase bonding the plurality of solid members between the distal-end-side solid member and the rear-end-side solid member,
Wherein at least one of the plurality of solid members is a metal member,
At least a part of the bonding surface crystal grains forming the bonding surface of the metal member is deformed by bonding,
Wherein the metal crystal grains other than the bonding surface crystal grains are substantially free from deformation due to bonding in the vicinity of the bonding surface substantially along the bonding surface vertical direction.

An electrode composed of a plurality of solid members arranged in a discharge tube of a discharge lamp and including a first solid member having an electrode tip surface and a second solid member supported by a conductive electrode support bar,
And solid-phase bonding the plurality of solid members between the first solid member and the second solid member,
Wherein at least one of the plurality of solid members is a metal member,
The crystal diameter of the metal member is substantially uniform along the joint surface between the members,
And the metal crystal is inclined along the vertical direction of the bonding surface in the vicinity of the bonding surface of the metal member.

Wherein a plurality of solid members including at least one of a distal end side solid member including an electrode tip end and a rear end side solid member supported at an electrode support bar and at least one of which is a metal member is disposed between the distal end side solid member and the distal end side solid member, As a manufacturing method,
At least a part of the bonding surface crystal grains forming the bonding surface of the metal member is deformed by bonding,
Characterized in that the plurality of solid members are bonded in a solid phase so that deformation due to bonding does not substantially occur along the vertical direction of the bonding surface in the vicinity of the bonding surface with respect to the metal crystal grains other than the bonding surface crystal grains &Lt; / RTI >

A plurality of solid members including a first solid member having an electrode tip surface and a second solid member supported by the conductive electrode support rods, and a plurality of solid members, at least one of which is a metal member, And solid-phase bonding between the first solid member and the second solid member,
The plurality of solid members are solid-phase bonded such that the crystal diameters of the metal members become substantially uniform along the bonding surfaces between the members and the metal crystals are inclined along the bonding surface vertical direction in the vicinity of the bonding surfaces of the metal members Wherein the electrode for discharge lamp is manufactured by the method.