KR20080112941A - Electrode structure for discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자외선을 조사하는 쇼트 아크형 등의 방전 램프용 전극 구조에 관한 것으로, 특히, 방전 램프의 전극의 선단 테이퍼부에 방열용의 방사상 홈을 갖는 전극 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode structure for discharge lamps, such as a short arc type, for irradiating ultraviolet rays, and more particularly to an electrode structure having radial grooves for heat dissipation at a tip taper of an electrode of a discharge lamp.
종래, 쇼트 아크형 등의 방전 램프가 자외선을 조사하는 광원으로서 반도체의 배선 패턴을 형성하는 때에 사용되고 있다. 이 방전 램프는 양극이 전극봉을 통해 석영제의 봉지관에 의해 방전 공간 내에 보호 유지되어 양극을 위 또는 아래로 한 상태에서 수직 점등하여 사용되고 있다. 방전 램프를 점등 하면 음극에서 보내져 오는 전자가 양극에 충돌하여 고열이 되고, 양극은 증발하여 소모한다. 전극이 소모하면, 열대류에 의해 방전 램프의 내벽이 흑화하고, 발광관 중앙부에서 상부측 내관벽이 특히 흑화한다. 이것을 방지하기 위해 음극이나 양극의 선단부에 방사상의 홈을 설치해, 방열 효과를 높이고 있다. 또, 방사상의 홈을 따라 방전 가스가 흐르도록 하여 아크의 요동을 방지하고 있다. 이하에, 이에 관련하는 종래 기술의 예를 몇 가지 들어본다.Conventionally, discharge lamps, such as a short arc type, are used when forming the wiring pattern of a semiconductor as a light source which irradiates an ultraviolet-ray. This discharge lamp is used by vertically lighting the anode while the anode is protected and held in the discharge space by a sealing tube made of quartz through an electrode bar. When the discharge lamp is turned on, the electrons sent from the cathode collide with the anode, resulting in high heat, and the anode is evaporated and consumed. When the electrode is consumed, the inner wall of the discharge lamp becomes black due to tropical flow, and the upper inner tube wall is particularly blackened at the center of the light emitting tube. In order to prevent this, a radial groove is provided at the tip of the cathode or anode to enhance the heat dissipation effect. In addition, the discharge gas flows along the radial groove to prevent the fluctuation of the arc. Below, some examples of the related art related to this are given.
특허 문헌 1에 개시된 방전등용 전극은 에미터 물질의 기능이 장시간 유효하게 발휘되도록 한 것이다. 도 4a에 나타내듯이, 음극의 선단부에 특정의 홈을 형성한다. 전자 방사에 기여하는 전극 선단부의 실효 표면적이 증대한다. 에미터 물질의 표면 확산이 충분해진다. 특허 문헌 2에 개시된 방전등은 방전등에 있어서의 조사광의 요동을 방지하는 것이다. 도 4b에 나타내듯이, 희가스가 봉입된 봉체에는 음극 및 양극이 대향배치되어 있다. 양극의 선단부에 축방향으로 방사상으로 뻗는 홈을 설치한다. 이 홈에 의해, 아크 발생 위치에서의 와류가 없어지므로, 와류에 기인하는 아크의 혼란이 없어지고, 조사광의 요동을 방지할 수 있다.The electrode for discharge lamps disclosed in Patent Document 1 allows the function of the emitter material to be effectively exhibited for a long time. As shown in Fig. 4A, a specific groove is formed at the tip of the cathode. The effective surface area of the tip of the electrode contributing to the electron emission is increased. The surface diffusion of the emitter material is sufficient. The discharge lamp disclosed in Patent Document 2 prevents the fluctuation of the irradiation light in the discharge lamp. As shown in Fig. 4B, the cathode and the anode are arranged in the bar body sealed with the rare gas. A groove extending radially in the axial direction is provided at the tip of the anode. By this groove, the vortex at the arc generation position is eliminated, so the confusion of the arc due to the vortex is eliminated, and the fluctuation of the irradiation light can be prevented.
특허 문헌 3에 개시된 쇼트 아크형 고압 방전 램프는 전극으로부터의 열방사특성을 개선하고, 전극의 온도를 효율 좋게 내려 방사광의 요동을 억제한 것이다. 도 4c에 나타내듯이, 전극의 동체부와 선단에 테이퍼부가 있다. 양극의 테이퍼부에는 양극축에 대해 90도 이하로 되는 홈이 형성되어 있다. 특허 문헌 4에 개시된 방전 램프용 양전극은 냉각 효과를 높이기 위해 전극에 미세 가공으로 형성된 휜이 운반 시나 제조 시에 빠지거나 휘지 않게 한 것이다. 도 4d에 나타내듯이, 깊이(D)가 양전극의 직경의 12% 이내이며, 깊이 D와 피치 P와의 관계가, D/P≥2인 미세 홈이 동체부의 표면에 형성되어 있다.The short arc type high pressure discharge lamp disclosed in patent document 3 improves the thermal radiation characteristic from an electrode, lowers the temperature of an electrode efficiently, and suppresses fluctuation of radiated light. As shown in Fig. 4C, there are tapered portions at the body and tip of the electrode. In the tapered portion of the positive electrode, grooves that are 90 degrees or less with respect to the positive electrode axis are formed. The positive electrode for the discharge lamp disclosed in Patent Document 4 is such that the fins formed by fine processing on the electrodes do not fall or bend during transportation or manufacturing in order to increase the cooling effect. As shown in Fig. 4D, fine grooves having a depth D within 12% of the diameter of the positive electrode and having a relationship between the depth D and the pitch P having D / P ≧ 2 are formed on the surface of the body part.
[특허문헌 1] 실개평 02-082872호 공보[Patent Document 1] Publication No. 02-082872
[특허문헌 2] 특허 제 3327350호 공보 (특개평 06-267502 호공보) [Patent Document 2] Patent No. 3327350 (Japanese Patent Laid-Open No. 06-267502)
[특허문헌 3] 특허 제 3846282호 공보 (특개 2003-157794 호공보)[Patent Document 3] Patent No. 3846282 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-157794)
[특허문헌 4] 특허 제 3838110호 공보 (특개 2003-223865 호공보)[Patent Document 4] Patent No. 3838110 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-223865)
그러나, 종래의 방전 램프의 전극에서는 이하와 같은 문제가 있었다. 미세홈만으로는 방열 효과가 불충분하고 양극이 소모하여 방전 램프 내부가 흑화한다. 축방향에 방사상으로 뻗는 구형 모양의 홈을 다이아몬드 컷터에 의한 절삭 가공으로 전극의 선단부에 설치하면, 절삭한 흔적에 가시가 발생한다. 이러한 가시는 예리한 것으로, 홈의 모퉁이가 칼날모양이나 톱모양(끝이 예리한 것, 역벗겨짐)이나 줄모양이 된다. 이와 같이 홈의 모퉁이가 예리하면, 램프 제조 공정에 있어서, 램프를 구성하는 부재를 파손시킬 우려가 있다.However, the electrode of the conventional discharge lamp has the following problems. The fine groove alone is insufficient heat dissipation effect, the anode is consumed and the inside of the discharge lamp is blackened. If a spherical groove extending radially in the axial direction is provided at the distal end of the electrode by cutting with a diamond cutter, thorns appear on the cut marks. These thorns are sharp, and the corners of the grooves are blade-shaped, saw-shaped (sharpened, peeled off), or string-shaped. Thus, when the corner of a groove is sharp, there exists a possibility that the member which comprises a lamp may be damaged in a lamp manufacturing process.
예를 들면, 방전 램프의 봉지 공정에 있어서, 봉지관 내에 전극을 넣을 때에 봉지관의 개홈부에 당접시키면 봉지관이 갈라져 버린다. 또, 봉지관 내에서 전극을 이동시키거나 회전시키거나 하면, 봉지관 내면을 깎아, 미세한 유리파편이 램프 내에 이물질로서 침투한다. 또, 발광관의 내면에 닿으면, 발광 관 내면을 손상시켜 버린다. 이와 같이 발광관의 내면을 손상시킨 상태로 점등 하면, 이 상처를 기점으로 하여 램프가 파열될 우려가 있다.For example, in the sealing step of the discharge lamp, when the electrode is placed in the sealing tube, the sealing tube is cracked when contacted with the open groove of the sealing tube. Moreover, when the electrode is moved or rotated in the sealing tube, the inner surface of the sealing tube is shaved, and fine glass fragments penetrate into the lamp as foreign matter. If the inner surface of the light emitting tube is touched, the inner surface of the light emitting tube is damaged. When the lamp is lit in a state where the inner surface of the light emitting tube is damaged in this manner, the lamp may burst from the scratch.
계합부에 의해 양극을 보호 유지하는 경우에는 계합부에 의해 양극을 협지하는 때에, 홈의 모퉁이에서 계합부를 깍아내 버려, 양극에 계합부의 파편이 부착하고, 방전 램프 내에 이물질로서 반입될 우려가 있다. 그 외의 공정에 있어서도, 전극의 선단이 예리해져 있으므로, 전극을 이동한 것만으로도 제조 설비나 치구의 표면을 깎아 버린다. 게다가 톱모양으로 되어 있는 부분에서 이물질 등을 포함하 여, 불순물로서 방전 램프 내에 반입될 우려가 있다. 방전 램프 내에 불순물을 반입함으로써, 램프의 수명이 짧아진다.In the case where the anode is protected by the engagement portion, when the anode is held by the engagement portion, the engagement portion is scraped off the corner of the groove, and fragments of the engagement portion adhere to the anode and may be carried as foreign matter into the discharge lamp. . Also in other processes, since the tip of the electrode is sharpened, the surface of the manufacturing facility or the jig is shaved only by moving the electrode. In addition, there is a fear that it is carried in the discharge lamp as impurities, including foreign matter and the like in the saw-shaped portion. The life of the lamp is shortened by bringing in impurities into the discharge lamp.
특히, 최근의 방전 램프의 대전력화에 수반하여, 전극이 매우 무겁기 때문에, 닿았을 때의 충격 에너지가 커지고 있다. 전극이 무거워짐에 따라, 충격 에너지가 크기 때문에, 전극을 발광관의 소망하는 위치에 배설하는 작업은 신중하게 행할 필요가 있고, 현저하게 작업 효율이 나빠진다. 홈의 모퉁이가 예리해진 부분을 평활화하기 위해서 가시제거(모따기)를 행한다. 홈의 갯수가 많은 경우에는 그 가공은 현저하게 번잡해 지고, 제조 효율이 나쁘다.In particular, with the recent increase in the power of discharge lamps, the electrodes are very heavy, and thus the impact energy when they reach each other increases. As the electrode becomes heavier, since the impact energy is large, the work of disposing the electrode at a desired position of the light emitting tube needs to be done carefully, and the working efficiency is significantly worsened. Visual removal (chamfering) is performed to smooth the portion where the corner of the groove is sharpened. If the number of grooves is large, the processing becomes remarkably complicated and the manufacturing efficiency is poor.
본 발명의 목적은 상기 종래의 문제를 해결하고, 아크의 요동 억제와 양극의 방열을 위한 홈부에 의한 램프 부재의 손상을 방지하는 것이다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problem and to prevent the lamp member from being damaged by the groove for suppressing the fluctuation of the arc and dissipating the anode.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 원주상의 동체부와 원추대 모양의 선단부를 갖는 제1의 전극과, 제1의 전극과의 사이에 방전을 행하는 제2의 전극이 발광관 내에 대향하여 설치된 방전 램프의 선단부에 방전을 행하는 선단면과 동체부의 외경보다 작은 외경의 측면부와 상기 선단면으로부터 측면부를 따라 연장되어 상기 동체부에까지는 도달하지 않는 방사상의 복수의 홈부를 구비하고, 상기 홈부의 연장선은 동체부와도 선단부와도 엇갈리지 않는 구성을 하였다.DISCLOSURE OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a first electrode having a circumferential body portion and a truncated cone-shaped tip portion, and a second electrode which discharges between the first electrode and the discharge electrode provided in the light emitting tube. The front end surface of the lamp which discharges and the side surface part of the outer diameter smaller than the outer diameter part of a lamp | ramp part, and the radial groove part which extends along the side part part from the said front end part and does not reach to the said trunk | drum part, and the extension line of the said groove part is It did not cross the fuselage and tip.
선단부는 선단면을 갖는 제1 원추대와 제1 원추대와 동체부에 연결되는 제2 원추대로 이루어지고, 제1 원추대는 상기 제2 원추대보다 축에 대한 측면부의 각도 가 크다. 또는 선단면을 갖는 제1 원추대와 제1 원추대로 연결되는 제2 원추대와, 제2 원추대와 동체부로 연결되는 제3 원추대로 이루어지고, 제1 원추대는 제2 원추대보다 축에 대한 측면부의 각도가 크다. 또는 선단면을 갖는 제1 원추대와 제1 원추대에 연결되는 제2 원추대와 제2 원추대와 동체부로 이어지는 제3 원추대로 이루어지고 제1 원추대와 제3 원추대는 제2 원추대보다 축에 대한 측면의 각도가 크다.The tip portion is formed of a first cone having a tip surface and a second cone connected to the first cone and the fuselage, and the first cone has a larger side angle with respect to the axis than the second cone. Or a second cone connected to the first cone and a first cone having a tip section, and a third cone connected to the fuselage with the second cone, and the first cone has an angle at the side with respect to the axis more than the second cone. Big. Or a second truncated cone connected to the first truncated cone and a first truncated cone having a cross section, and a third truncated cone connected to the second truncated cone and the fuselage, wherein the first truncated cone and the third truncated cone have an angle of side to the axis than the second truncated cone. Is large.
또는 선단부는 구 또는 회전 타원체 또는 회전 방물면을 원추대 모양으로 절단한 형상의 것이다. 또는 구 또는 회전 타원체 또는 회전 방물면을 원추대 모양으로 절단하여 동체부로 연결되는 부분을 넓힌 벨 형상의 것이다. 더욱이 선단부의 측면부에 원주상으로 미세홈을 설치하였다.Alternatively, the tip portion has a shape in which a spherical or spheroidal body or a rotating spinning surface is cut into a truncated cone shape. Alternatively, the spherical or spheroidal body or the rotating object surface is cut in the shape of a truncated cone to extend the portion connected to the body part by a bell shape. Furthermore, micro grooves were circumferentially installed in the side portion of the tip portion.
상기와 같이 구성함으로써 양극의 방열 효과를 높이고, 아크의 요동을 억제하기 위한 홈부를 설치해도, 홈부의 가장자리에서, 방전 램프의 구성 부재나 램프 제조 설비를 파손하는 것을 방지할 수 있어 불순물을 방전 램프 내에 반입하는 것도 방지할 수 있다.By constructing as described above, even if the groove portion for enhancing the heat dissipation effect of the anode and providing the fluctuation of the arc can be prevented, it is possible to prevent the constituent member of the discharge lamp and the lamp manufacturing equipment from being damaged at the edge of the groove portion, and the impurities are discharged from the lamp. It can also prevent carry in.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태에 대해, 도 1 ~ 도 3 을 참조하면서 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the best form for implementing this invention is demonstrated in detail, referring FIGS.
[실시예]EXAMPLE
본 발명의 실시예는 선단면으로부터 테이퍼부의 도중까지, 홈부의 연장선이 동체부와도 선단부와도 엇갈리지 않게, 동체부보다 가는 선단부의 측면에 방사상의 복수의 홈부를 설치한 양극이다.The embodiment of the present invention is an anode provided with a plurality of radial grooves on the side of the tip portion that is thinner than the body portion so that the extension line of the groove portion does not cross the body portion and the tip portion from the tip surface to the middle of the tapered portion.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 양극을 이용한 방전 램프의 외관도와 전극의 형상을 나타내는 개념도이다. 도 1에 있어서, 방전 램프(1)은 내부의 전극사이에서 방전을 행하는 램프이다. 발광부(2)는 전극 사이의 방전에 의해 발광하는 부분이며, 전극을 밀봉하여 방전공간을 형성하는 유리부재이다. 봉지관부(3)은 밸브를 기밀 봉지하는 부분이다. 꼭지쇠(4)는 램프를 기계적으로 보호 유지함과 함께 급전하기 위한 부재이다. 방전 램프(1)은 꼭지쇠(4)를 통해 광원장치에 고정 되어 있다. 봉지관부(3)에는 꼭지쇠(4)가 고정 되어 있다. 외부 리드봉(5)는 꼭지쇠로부터 금속박을 통해 전극으로 급전하는 부재이다. 금속박(6)은 내부 리드봉과 외부 리드봉을 전기적으로 접속하는 부재이다. 내부 리드봉(7)은 전극을 지지하여 급전하는 부재이다. 봉지관부(3) 은 내부 리드봉(7)과 외부 리드봉(5)를 도전성의 금속박(6)에 의해 접속하여 기밀로 봉지한다. 음극(9)는 마이너스측의 전극이다. 양극(10)은 플러스측의 전극이다. 양극(10)의 선단부에는 복수의 홈부가 방사상으로 설치되어 있다. 양극(10)과 음극(9)는 발광부(2) 내에 대향 배치되어 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a conceptual diagram which shows the external appearance of the discharge lamp using the anode and the shape of an electrode in the Example of this invention. 1, the discharge lamp 1 is a lamp which discharges between the electrodes inside. The light emitting part 2 is a part which emits light by the discharge between electrodes, and is a glass member which seals an electrode and forms a discharge space. The sealing tube part 3 is a part which hermetically seals a valve. The clasp 4 is a member for mechanically protecting and holding a lamp and feeding power. The discharge lamp 1 is fixed to the light source device via the clasp 4. The clasp 4 is fixed to the sealing pipe part 3. The outer lead rod 5 is a member that feeds from the clasp to the electrode via the metal foil. The metal foil 6 is a member for electrically connecting the inner lead rod and the outer lead rod. The internal lead rod 7 is a member that supports and feeds the electrode. The sealing tube part 3 connects the inner lead rod 7 and the outer lead rod 5 with electroconductive metal foil 6, and seals it airtight. The cathode 9 is a negative electrode. The anode 10 is a positive electrode. A plurality of grooves are provided radially at the tip end of the anode 10. The anode 10 and the cathode 9 are disposed opposite to the light emitting portion 2.
원추대에 가까운 형상의 전극 선단부를 단순히 테이퍼부나 테이퍼면이라 한 다. 이것은 도 1b에 나타내듯이, 구면의 일부를 잘라내 원추대에 가까운 형상으로 한 것이나, 도 1c에 나타내듯이, 회전 방물면의 일부를 잘라내 원추대에 가까운 형상으로 한 것이나, 도 1d에 나타내듯이, 회전 타원체의 일부를 잘라내 원추대에 가까운 형상으로 한 것이나, 도 1e에 나타내듯이, 벨형으로 한 것도 포함한다. 또, 제1 테이퍼부와 제2 테이퍼부를 합쳐서, 테이퍼부라고 한다. 선단면은 평면의 원판상이어도 좋고, 원판에 가까운 곡면이어도 좋다.The tip of the electrode having a shape close to the cone is simply called a tapered portion or tapered surface. As shown in Fig. 1B, a part of the spherical surface is cut out to have a shape close to the truncated cone. As shown in Fig. 1C, a part of the rotating object surface is cut out to have a shape close to the truncated cone. A part is cut out to have a shape close to the truncated cone, and as shown in FIG. 1E, a bell shape is also included. In addition, a 1st taper part and a 2nd taper part are collectively called a taper part. The tip end surface may be a flat disk, or may be a curved surface close to the disk.
도 2는 양극의 확대도이다. 도 2a는 양극의 측면측의 외관도이다. 도 2b는 양극의 선단측의 외관도이다. 도 2c는 도 2a의 C-C단면도이다. 도 2a, 2b, 2c에 있어서, 선단부(11)은 전극의 선단측의 원추대 모양의 부분이다. 동체부(12)는 선단부(11)에 이어지는 부분으로, 전극의 원주상 부분이다. 후단부(13)은 동체부(12)에 이어지는 부분으로, 전극의 후단측의 원추대 부분이다. 선단면(21)은 원주상의 전극의 전면이며, 음극(9)와의 사이에서 방전을 행하는 면이다. 제1 테이퍼부(22)는 선단면(21)에 이어지는 원추대의 부분이다. 제2 테이퍼부(23)은 제1 테이퍼부에 이어지는 원추대의 부분이다.2 is an enlarged view of an anode. 2A is an external view of a side of an anode. 2B is an external view of the tip side of the positive electrode. FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 2A. 2A, 2B and 2C, the tip portion 11 is a truncated cone-shaped portion on the tip side of the electrode. The body part 12 is a part following the front end part 11, and is a circumferential part of an electrode. The rear end 13 is a portion following the trunk portion 12 and is a truncated cone portion on the rear end of the electrode. The front end surface 21 is the front surface of the columnar electrode, and is a surface which discharges between the cathodes 9. As shown in FIG. The first taper portion 22 is the portion of the cone that follows the tip surface 21. The second tapered portion 23 is the portion of the cone that follows the first tapered portion.
동체면(25)는 원주상의 전극의 측면이다. 후단면(27)은 원주상의 전극의 저면이다. 후단측 테이퍼부(26)은 후단면(27)에 이어지는 원추대인 부분이다. 테이퍼 종단부(28)은 동체면의 선단면측의 종단이 되는 원주 부분이다. 전극 유지공(14)는 후단면(27)에 설치한 구멍이다. 홈부(31)은 선단부의 선단면으로부터 제2 테이퍼부의 도중까지 걸쳐 설치한 구형 모양의 단면을 갖는 홈이다. 홈 저면(32)는 구형 모양의 홈의 바닥면이다. 홈 측면(33)은 구형 모양의 홈의 측면이 다. 홈둘레부(34)는 전극의 축에 평행한 면 내에 있고, 테이퍼부 또는 선단면과 홈부와의 경계인 가장자리의 모퉁이 부분이다. 홈단부(35)는 전극의 축과 비틀어진 직교관계에 있고, 선단면과 홈부와의 경계의 축측의 모퉁이 부분이다. D1은 원주상의 전극의 외경이다. D2는 복수의 홈부로 이루어지는 최대 지름이다. θ1은 제1 테이퍼부의 꼭지각 (축과 모선의 각도의 2배)이다. θ2는 제2 테이퍼부의 꼭지각이다.The fuselage surface 25 is the side of the columnar electrode. The rear end face 27 is the bottom face of the columnar electrode. The rear end side taper part 26 is a part which is a truncated cone following the rear end surface 27. The taper end part 28 is a circumferential part used as the end of the front end face side of the body surface. The electrode holding hole 14 is a hole provided in the rear end surface 27. The groove portion 31 is a groove having a spherical cross section provided from the distal end surface of the distal end portion to the middle of the second tapered portion. The groove bottom 32 is the bottom surface of the spherical groove. The groove side 33 is the side of the spherical groove. The groove circumference 34 is in a plane parallel to the axis of the electrode and is a corner portion of the edge that is a boundary between the tapered portion or the tip surface and the groove portion. The groove end portion 35 is orthogonal to the axis of the electrode, and is a corner portion on the axis side of the boundary between the tip end surface and the groove portion. D 1 is the outer diameter of the columnar electrode. D 2 is a maximum diameter composed of a plurality of groove portions. θ 1 is the vertex angle of the first tapered portion (two times the angle between the axis and the bus bar). θ 2 is the vertex angle of the second tapered portion.
도 2a, 2b, 2c에 나타내듯이, 양극(10)은 원주에 가까운 형상이다. 선단부(11)에는 선단면(21), 제1 테이퍼부(22), 제2 테이퍼부(23), 홈부(31)이 있다. 동체부(12)에는 동체면(25)가 있다. 후단부(13)에는 후단측 테이퍼상태부 (26), 후단면(27), 전극 보호 유지구멍(14)가 있다. 홈부(31)의 표면은 제1 테이퍼부(22)의 표면을 따라 설치한 홈 저면(32)와 이 홈 저면을 따라 양측에 설치되고, 홈 저면에 수직인 홈 측면(33)으로 구성되어 있다. 홈단부(35)는 선단면 또는 제2 테이퍼부와 홈 저면이 교차하는 모퉁이 부분이다. 홈둘레부(34)는 선단면 또는 테이퍼부와 홈 측면이 교차하는 모퉁이 부분이며, 선단면으로부터 제2 테이퍼부에 걸쳐 연속하여 형성되고 있다. 홈 둘레부(34)의 양단은 선단면과 제2 테이퍼부에 형성된 홈단부(35)에 연결되어 있다. 따라서, 홈부(31)은 홈 저면과 접하는 홈단부(35)와 홈 측면과 접하는 홈 둘레부(34)에 의해 둘러싸여진 상태이다.As shown in Figs. 2A, 2B and 2C, the anode 10 has a shape close to the circumference. The tip portion 11 includes a tip surface 21, a first taper portion 22, a second taper portion 23, and a groove portion 31. The body portion 12 has a body surface 25. The rear end portion 13 includes a rear end side tapered state portion 26, a rear end surface 27, and an electrode protection holding hole 14. The surface of the groove part 31 is comprised by the groove bottom surface 32 provided along the surface of the 1st taper part 22, and the groove side surface 33 provided in the both sides along this groove bottom face, and perpendicular to the groove bottom face. . The groove end portion 35 is a corner portion where the front end face or the second tapered portion and the groove bottom face intersect. The groove circumferential portion 34 is a corner portion where the distal end surface or the tapered portion and the groove side surface intersect, and are continuously formed from the distal end surface to the second tapered portion. Both ends of the groove peripheral part 34 are connected to the groove end part 35 formed in the front end surface and the 2nd taper part. Therefore, the groove portion 31 is surrounded by the groove end portion 35 in contact with the groove bottom face and the groove circumference portion 34 in contact with the groove side surface.
테이퍼부에 있어, 제1 테이퍼부의 꼭지각을 θ1으로 하고, 제2 테이퍼부의 꼭지각을 θ2로 할 때, 0 < θ2 < θ1로 한다. 즉, 선단면에 가장 가까운 원추대는 그 다음의 원추대로부터 축에 대한 측면의 각도가 큰 테이퍼부로 한다. 제1 테이퍼부(22)의 테이퍼면을 따라 홈부(31)의 홈 저면(32)를 설치하면, 선단면(21)과 제2 테이퍼부(23)의 테이퍼면에 홈단부(35)가 형성된다. 홈부(31)의 홈 저면(32)에서 선단면(21)과 제2 테이퍼부(23)의 테이퍼면이 이어진다. 더욱이 원주상의 전극의 외경을 Dl으로 하고, 제2 테이퍼부에 형성된 복수의 홈단부로 이루어지는 최대 지름을 D2로 할 때, Dl > D2로 한다. 즉, 동체부(12)의 외경은 홈부(31)의 최대 외경보다 크다. 홈단부(35)와 홈 둘레부(34)는 테이퍼 종단부(28)를 넘는 동체면(25) 측에는 형성되지 않는다. 동체면(25)과 동일면 상에는 홈단부(35)와 홈둘레부(34)는 형성되지 않는다.In a taper part, when the vertex angle of a 1st taper part is made into (theta) 1 , and the vertex angle of a 2nd taper part is made into (theta) 2 , it is set to 0 <(theta) 2 <(theta) 1 . In other words, the cone closest to the distal end face is a tapered portion with a large side angle from the next cone to the axis. When the groove bottom surface 32 of the groove portion 31 is provided along the tapered surface of the first tapered portion 22, the groove end portion 35 is formed on the tapered surface of the tip surface 21 and the second tapered portion 23. do. The tapered surface of the tip surface 21 and the second tapered portion 23 is connected to the groove bottom surface 32 of the groove portion 31. Furthermore, when the outer diameter of the columnar electrode is set to D l , and the maximum diameter of the plurality of groove ends formed on the second tapered portion is set to D 2 , it is set to D 1 > D 2 . That is, the outer diameter of the trunk | drum 12 is larger than the maximum outer diameter of the groove | channel 31. The groove end portion 35 and the groove circumference portion 34 are not formed on the body surface 25 side beyond the tapered end portion 28. The groove end portion 35 and the groove circumference portion 34 are not formed on the same plane as the body surface 25.
홈부는 방사상으로 4개 설치해 있지만, 방열성을 높이기 위해 40개 정도의 복수 홈을 방사상으로 설치해도 좋다. 구형 모양의 홈으로 했으나 V자상의 홈이나 U 자상 홈 등이어도 좋다. 더욱이 선단부의 홈부에 추가하여 선단부나 동체부에 미세홈을 전극의 원주 방향으로 설치함으로써, 전극의 표면적을 크게 하여 방열 효과를 크게 할 수 있다.Although four grooves are provided radially, about 40 grooves may be provided radially in order to improve heat dissipation. A spherical groove may be used, but a V-shaped groove or a U-shaped groove may be used. In addition, by providing a microgroove in the circumferential direction of the electrode in addition to the groove portion of the tip portion, the surface area of the electrode can be increased to increase the heat dissipation effect.
도 3은 양극의 다른 예의 확대도이다. 도 3a는 양극의 측면측의 외관도이다. 도 3b는 양극의 선단측의 외관도이다. 도 3c는 도 3a의 C-C 단면도이다. 도 3a, 3b, 3c에 있어서, 양극(110)은 플러스측의 전극이다. 단부(111)은 전극의 선단측의 원추대 부분이다. 선단면(121)은 원주상의 전극의 상면이며, 음극과의 사 이에서 방전을 행하는 면이다.3 is an enlarged view of another example of the anode. 3A is an external view of a side of an anode. 3B is an external view of the tip side of the positive electrode. 3C is a cross-sectional view taken along line C-C in FIG. 3A. 3A, 3B, and 3C, the anode 110 is a positive electrode. The end portion 111 is a truncated cone portion on the tip side of the electrode. The front end surface 121 is the upper surface of the columnar electrode, and is a surface which discharges between the cathodes.
제1 테이퍼부(122)는 선단면(121)로 연결되는 포탄형상의 부분이다. 제2 테이퍼부(123)은 제1 테이퍼부(122)로 연결되는 원추대의 부분이다. 제3 테이퍼부(124)는 제2 테이퍼부(123)과 동체면(25)를 잇는 원추대의 부분이다. 홈부(131)은 선단부의 선단면으로부터 제2 테이퍼부에 걸쳐서 설치한 홈이다. 홈둘레부(134)는 전극의 축에 평행한 면 내에 있고, 테이퍼부 또는 선단면과 홈부와의 경계인 둘레의 모퉁이부분이다. 홈단부(135)는 전극의 축과 비틀어진 직교 관계에 있고, 선단면과 홈부와의 경계의 축측의 모퉁이부분이다.The first tapered portion 122 is a shell-shaped portion connected to the front end surface 121. The second tapered portion 123 is a portion of the cone that is connected to the first tapered portion 122. The third taper portion 124 is a portion of the cone that connects the second taper portion 123 and the body surface 25. The groove portion 131 is a groove provided from the tip end surface of the tip portion to the second tapered portion. The groove circumferential portion 134 is in a plane parallel to the axis of the electrode, and is a corner portion of the circumference which is a boundary between the tapered portion or the tip surface and the groove portion. The groove end 135 is in a orthogonal relationship twisted with the axis of the electrode and is a corner portion on the axis side of the boundary between the front end face and the groove.
3개의 테이퍼면은 원추대라도 좋고, 구나 회전 방물면이나 회전 타원체나 포탄형상의 일부를 절취해 원추대에 가까운 형태로 한 것도 좋고, 도 1e에 나타낸 것처럼, 3개의 원추대를 매끄러운 곡면으로 이어, 동체부측이 넓어진 벨형으로 한 것 등이어도 좋다. 도 3a , 3b , 3c에 나타내듯이, 복수의 홈부(131)을 선단부(111)의 선단면(121)로부터 제2 테이퍼부(123)을 향해 방사상으로 설치한다.The three tapered surfaces may be a truncated cone, or a part of the shape of the spinning object, the spheroid or the shell, and a shape close to the truncated cone. As shown in FIG. The wider bell-shaped one may be used. As shown to FIG. 3A, 3B, 3C, the some groove part 131 is provided radially toward the 2nd taper part 123 from the front end surface 121 of the front end part 111. As shown to FIG.
제2 테이퍼부는 그 꼭지각 θ2 가 0이 되는 원주상이어도 좋다. 따라서, 제1 테이퍼부의 꼭지각을 θ1 으로 하고, 제2 테이퍼부의 꼭지각을 θ2 로 할 때, 0 ≤ θ2 < θ1으로 한다. 이러한 제2 테이퍼부의 도중까지, 홈부를 설치한다. 제2 테이퍼부(123)의 테이퍼면에 평행하게 홈부(131)의 홈 저면(132)를 설치한다. 선단면(121)과 제2 테이퍼부(124)의 테이퍼면에 홈단부(135)가 형성된다.The second tapered portion may have a cylindrical shape such that its vertex angle θ 2 is zero. Therefore, the apex angle θ 1 with first tapered portion, and the apex angle of the second taper, 0 ≤ θ 2 <θ 1 to θ 2 as. The groove part is provided to the middle of such a 2nd taper part. The groove bottom surface 132 of the groove portion 131 is provided parallel to the tapered surface of the second tapered portion 123. The groove end 135 is formed in the tapered surface of the front end surface 121 and the second tapered portion 124.
더욱이 방전 램프내의 가스의 선단면으로부터 동체면을 향하는 흐름을 정리 하기 위해 홈부가 선단면으로부터 제2 테이퍼부를 향해 개방될 필요가 있다. 제3 테이퍼부가, 방전 램프의 가스 흐름을 차단하지 않도록 한다. 따라서, 홈 저면(132)의 연장면은 제3 테이퍼부와 교차하지 않게 한다. 더욱이 제2 테이퍼부와 제3 테이퍼부와의 경계에서 가스흐름이 흐트러지지 않도록, 제2 테이퍼부의 꼭지각과 제3 테이퍼부의 꼭지각과의 차이를 작게 한다. 이러한 이유로, 제3 테이퍼부의 꼭지각을 θ3 로 하면, 0 ≤ θ2 < θ3 ≤ θ1이 된다.Moreover, the groove portion needs to be opened from the tip end toward the second taper in order to organize the flow from the tip end face of the gas in the discharge lamp toward the fuselage face. The third taper does not block the gas flow of the discharge lamp. Thus, the extension surface of the groove bottom surface 132 does not intersect the third tapered portion. Further, the difference between the vertex angle of the second tapered portion and the vertex angle of the third tapered portion is made small so that the gas flow is not disturbed at the boundary between the second tapered portion and the third tapered portion. For this reason, when the vertex angle of a 3rd taper part is made into (theta) 3 , it becomes 0 <(theta) 2 <(theta) 3 <(theta) 1 .
다음으로, 도 2를 참조하면서, 양극을 만드는 방법을 설명한다. 종래와 같이, 원추형의 선단부에 선단면으로부터 동체면까지 홈부를 방사상에 복수 설치한 후에, 선반을 이용해 제2 테이퍼부를 깎아내어 제작할 수 있다. 그 외의 방법으로서 미리 제2 테이퍼부를 깎아낸 전극의 선단부에 선단면으로부터 제2 테이퍼부까지 홈부를 방사상으로 복수 설치해도 제작할 수 있다. 이들 방법으로 제작된 홈부는 특히 홈단부나 홈둘레부가 예리해지게 된다.Next, the method of making an anode is demonstrated, referring FIG. As in the related art, after a plurality of grooves are radially provided from the distal end face to the fuselage face at the end of the conical shape, the second tapered part can be scraped off and manufactured. As another method, even if a plurality of grooves are radially provided from the front end surface to the 2nd taper part in the front-end | tip part of the electrode which cut out the 2nd taper part previously, it can manufacture. Grooves produced by these methods are particularly sharp at the groove end and the groove circumference.
다음으로, 도 3을 참조하면서, 다른 예의 양극제작 방법을 설명한다. 포탄상의 선단부에, 선단면으로부터 동체면에 걸쳐 홈부를 방사상으로 몇 개 새긴 후에, 선반을 이용해 제2 테이퍼부와 제3 테이퍼부를 깎기내어 제작할 수 있다. 그 외의 방법으로서 미리 제2 테이퍼부와 제3 테이퍼부를 깎아낸 전극의 선단부에, 선단면으로부터 제2 테이퍼부까지 홈부를 방사상으로 복수 새기는 방법도 있다.Next, with reference to FIG. 3, another example of a method for producing a cathode is described. After a few radial grooves are cut from the tip surface to the fuselage surface at the tip of the shell, the second taper and the third taper can be cut out using a lathe to produce them. As another method, there may also be a method of radially carving a plurality of grooves from the distal end face to the second tapered part at the distal end portion of the electrode which has previously cut out the second tapered portion and the third tapered portion.
다음으로, 양극의 홈부의 기능을 설명한다. 테이퍼면의 표면적을 증가시켜, 양극의 선단부의 온도를 저하시키고, 전극의 증발을 억제하여 램프의 흑화를 방지 하고, 램프의 수명을 늘리기 위한 홈부를 설치해도 홈부의 형상을 상기와 같이 했기 때문에, 램프 부재의 파손 등을 방지할 수 있다. 즉, 홈단부와 홈둘레부는 테이퍼 종단부를 넘어 동체면측에는 형성되지 않기 때문에, 램프를 구성하는 다른 부재 등을 홈둘레부나 홈단부에서 파손하거나 닳거나 하는 것을 방지할 수가 있어 램프의 내부에 불순물이 반입되는 것을 방지할 수 있다.Next, the function of the groove portion of the anode will be described. Since the surface area of the tapered surface is increased, the temperature of the tip of the anode is lowered, the evaporation of the electrode is suppressed to prevent blackening of the lamp, and the shape of the groove is made as described above even if a groove is provided to increase the life of the lamp. Damage to the lamp member can be prevented. That is, since the groove end portion and the groove circumference portion are not formed on the fuselage surface side beyond the tapered end portion, other members constituting the lamp can be prevented from being damaged or worn out at the groove circumference portion or the groove end portion. Import can be prevented.
더욱이 홈부를 선단부의 도중까지로 했음에도 불구하고, 선단면으로부터 제2 테이퍼부에 향하는 홈부는 동체면 방향으로 개방되고 있으므로, 선단면으로부터 동체면으로 향하는 방전 가스의 흐름이 안정되어, 아크가 흐트러지는 일은 없다.Moreover, even though the groove was made to the middle of the tip portion, the groove portion from the tip face to the second tapered portion is opened in the fuselage face direction, so that the flow of discharge gas from the tip face to the fuselage face is stabilized and the arc is disturbed. There is no work.
다음으로, 제3 테이퍼부에까지 홈부를 설치한 양극에 대해 설명한다. 이 경우, 0 < θ3 < θ2 < θ1 으로 한다. 즉, 3 단의 볼록형의 테이퍼부가 된다. 이 제3 테이퍼부의 도중까지 홈부를 설치한다. 제2 테이퍼부(123)의 테이퍼부(123)의 테이퍼면을 따라, 홈부(131)의 홈 저면(132)를 설치한다. 선단면(121)과 제3 테이퍼부(124)의 테이퍼면에, 홈단부(135)가 형성된다. 홈부 (131)의 홈 저면(132)에서 선단면(21)과 제3 테이퍼부(124)의 테이퍼면이 연결된다. 이 양극의 기능은 도 2에 나타낸 것과 같다.Next, the positive electrode which provided the groove part to the 3rd taper part is demonstrated. In this case, 0 <θ 3 <θ 2 <θ 1 . That is, it becomes a three-step convex taper part. The groove part is provided to the middle of this 3rd taper part. A groove bottom surface 132 of the groove portion 131 is provided along the tapered surface of the tapered portion 123 of the second tapered portion 123. The groove end 135 is formed in the tapered surface of the front end surface 121 and the 3rd taper part 124. In the groove bottom surface 132 of the groove portion 131, the front end surface 21 and the tapered surface of the third tapered portion 124 are connected. The function of this anode is as shown in FIG.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에서는 양극을 선단면으로부터 테이퍼부의 도중까지 홈부의 연장선이 동체부와도 선단부와도 교차하지 않게, 동체부보다 가는 선단부의 측면에 방사상의 복수의 홈부를 설치하는 구성으로 했기 때문에, 홈부의 가장자리에 의한 램프 구성 부재의 파손을 방지할 수 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, a plurality of radial grooves are provided on the side of the tip portion that is thinner than the fuselage portion so that the extension line of the groove portion does not intersect the fuselage portion or the tip portion from the tip surface to the middle of the tapered portion. Since it is set as the structure, breakage of the lamp component member by the edge of a groove part can be prevented.
[산업상의 이용가능성]Industrial availability
본 발명의 방전 램프는 전극의 온도 상승이 적게 수명이 긴 자외선 조사용 방전 램프로서 최적이다.The discharge lamp of the present invention is most suitable as a discharge lamp for ultraviolet irradiation with a long life with a small rise in temperature of the electrode.
도 1은 본 발명의 실시예에 있어서의 양극을 이용한 방전 램프의 외관도이다.1 is an external view of a discharge lamp using an anode in an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 있어서의 양극의 확대도이다.2 is an enlarged view of the positive electrode in the embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시부에 있어서의 양극의 다른 예의 확대도이다.3 is an enlarged view of another example of the anode in an embodiment of the present invention.
도 4는 종래의 방전 램프의 전극의 구조를 나타내는 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing the structure of an electrode of a conventional discharge lamp.
*도면 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 방전 램프 2 : 발광부1: discharge lamp 2: light emitting unit
3 : 봉지관부 4 : 꼭지쇠3: sealing pipe part 4: clasp
5 : 외부 리드봉 6 : 금속박5: external lead rod 6: metal foil
7 : 내부 리드봉 9 : 음극7: internal lead rod 9: cathode
10, 110 : 양극 11, 111 : 선단부10, 110: anode 11, 111: tip
12, 112 : 동체부 13, 113 : 후단부12, 112: trunk portion 13, 113: rear end
14 : 전극 보호 유지공 21, 121 : 선단면14 electrode protection holding hole 21, 121 end surface
22, 122 : 제1 테이퍼부 23, 123 : 제2 테이퍼부22, 122: 1st taper part 23, 123: 2nd taper part
24, 124 : 제3 테이퍼부 25, 125 : 동체면24, 124: third taper 25, 125: fuselage surface
26, 126 : 후단측 테이퍼부 27, 127 : 후단면26, 126: rear end side tapered part 27, 127: rear end surface
28, 128 : 테이퍼 종단부 31, 131 : 홈부28, 128: taper end 31, 131: groove
32, 132 : 홈 저면 33, 133 : 홈 측면32, 132: groove bottom 33, 133: groove side
34, 134 : 홈 둘레부 35, 135 : 홈단부34, 134: groove circumference 35, 135: groove end
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