KR20200024712A - Discharge lamp and method for producing electrode for discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 전극을 갖춘 방전 램프에 관한 것으로, 특히, 전극의 내부 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge lamp with an electrode, and more particularly to an internal structure of the electrode.
방전 램프는, 점등 중에 전극 선단부가 고온이 되어, 텅스텐 등의 전극 재료가 용융, 증발하고, 방전관이 흑화(黑化)하여, 램프 조도 저하를 초래한다. 전극 선단부의 과열을 막기 위해, 내구성이 있는 금속으로 이루어진 전극 선단부와, 열 전도성이 보다 높은 금속으로 이루어진 동체부(胴體部)를 별도로 성형해, 고상(固相) 접합 등에 의해 접합한다. 예를 들면, SPS 등의 고상 접합에 의해 전극을 구성할 수 있다(특허문헌 1 참조). 복수의 부재를 접합해 전극을 구성하는 것에 의해, 전극이 대형화 해도 내구성을 가지게 할 수 있음과 동시에, 열 전도성이 뛰어난 전극을 구성할 수 있다.In the discharge lamp, the electrode tip becomes high temperature during lighting, the electrode material such as tungsten is melted and evaporated, the discharge tube is blackened, and the lamp illuminance is lowered. In order to prevent overheating of the electrode tip portion, an electrode tip portion made of a durable metal and a body portion made of a metal having higher thermal conductivity are molded separately and joined by solid phase bonding or the like. For example, an electrode can be comprised by solid state bonding, such as SPS (refer patent document 1). By joining a plurality of members to form an electrode, the electrode can be made durable even when the electrode is enlarged, and an electrode excellent in thermal conductivity can be formed.
노광 대상물의 대형화, 스루풋(throughput) 향상을 위해 램프의 고 출력화(대 전력화)가 요구되고 있다. 이에 따라 램프 점등 중의 전극 온도도 높아져서, 단지 선단측 부재와 동체측 부재를 고상 접합하는 것만으로는, 전극 과열을 효과적으로 억제하기 어렵다.In order to increase the size of the exposure target and improve the throughput, high output (high power) of the lamp is required. As a result, the electrode temperature during lamp lighting also increases, and it is difficult to effectively suppress overheating of the electrode by merely solidifying the tip side member and the fuselage side member.
따라서, 방전 램프의 점등 중, 전극의 온도 상승을 효과적으로 억제할 수 있는 전극 구조가 요구된다.Therefore, the electrode structure which can suppress the temperature rise of an electrode effectively during lighting of a discharge lamp is calculated | required.
본 발명의 방전 램프는, 방전관과, 방전관 내에 대향(對向) 배치되는 한 쌍의 전극을 갖추고, 적어도 일방(一方)의 전극이, 내부 공간을 가지고, 내부 공간의 표면적이, 내부 공간의 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 크다. 예를 들면, 내부 공간의 표면적이, 전극 축 방향에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 커지도록 할 수 있다.The discharge lamp of this invention is equipped with a discharge tube and a pair of electrode opposingly arranged in a discharge tube, At least one electrode has an internal space, the surface area of an internal space is the axis of an internal space, It is larger than the surface area of the electrode side part along the direction length. For example, the surface area of the internal space can be made larger than the surface area of the electrode side portion along the electrode axial direction.
전극은, 전극 축 방향에 따른 요부(凹部)와, 요부에 위치하는 주상부(柱狀部)를 갖추고, 내부 공간을, 요부와 주상부와의 사이에 형성 가능하다. 여기서의 「주상부」 및 「요부」는, 복수의 부재 간의 접합에 의해 형성된 전극을 단면(斷面)에서 보았을 때에 접촉면 혹은 접합면을 포함하여 규정되는 부분으로서, 주상부의 단면(端面)과 요부 저면과의 접촉, 비접촉은 묻지 않는다. 예를 들면, 요부를 형성한 제1 고체 부재와, 제1 고체 부재 혹은 제1 고체 부재와 접합하는 중간 부재와 접합해, 주상부를 형성한 제2 고체 부재를 가지고, 내부 공간이, 제1 고체 부재와 제2 고체 부재 혹은 중간 부재와의 사이에 형성된다.The electrode has a recess along the electrode axial direction and a columnar portion located in the recess, and an internal space can be formed between the recess and the columnar portion. Here, "column part" and "recess part" are a part prescribed | regulated including a contact surface or a joining surface, when the electrode formed by the joining of several members is seen from the cross section, and the cross section and recess part of a columnar part are prescribed | regulated. No contact with the bottom or non-contact. For example, it has a 1st solid member which provided the recessed part, and the 2nd solid member which joined with the 1st solid member or the intermediate member joined with a 1st solid member, and formed the columnar part, and an internal space has a 1st solid It is formed between the member and the second solid member or the intermediate member.
내부 공간이, 전극 축 회전에 따라 형성된 공간을 포함하도록 해도 무방하다. 또한, 내부 공간은, 유저(有底) 관(管) 형상으로 형성할 수 있다. 내부 공간의 표면 부분에는, 방열부(放熱部)를 마련할 수 있다.The internal space may include a space formed by the rotation of the electrode shaft. In addition, the internal space can be formed in a user pipe shape. The heat dissipation part can be provided in the surface part of an internal space.
본 발명의 다른 양태인 방전 램프는, 방전관과, 방전관 내에 대향 배치되는 한 쌍의 전극을 갖추고, 적어도 일방의 전극이, 전극 축 방향에 따른 요부와, 요부에 위치하는 주상부와, 요부와 주상부와의 사이에 형성되는 내부 공간을 갖추고, 주상부의 체적은, 내부 공간의 체적 보다 크다.The discharge lamp which is another aspect of this invention is equipped with a discharge tube and a pair of electrode opposingly arranged in a discharge tube, The at least one electrode is a recess along an electrode axial direction, the columnar part located in a recess, a recess, and a columnar With the internal space formed between the parts, the volume of the columnar part is larger than the volume of the internal space.
본 발명의 다른 양태인 방전 램프용 전극의 제조 방법은, 전극 선단면(先端面)을 가지는 기둥(柱) 형상의 선단측(先端側) 고체 부재에 대해 통(筒) 형상 요부를 중심 축 회전으로 형성하고, 기둥 형상의 후단측(後端側) 고체 부재에 대해, 통 형상 요부 보다 사이즈가 작은 주상부를 중심 축 회전으로 형성하고, 주상부가 통 형상 요부에 동축(同軸) 배치되도록, 선단측 고체 부재와 후단측 고체 부재를 조합하고, 고상(固相) 접합에 의해, 선단측 고체 부재와 후단측 고체 부재를 포함한 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 방법에 있어서, 통 형상 요부와 주상부와의 사이에 형성되는 내부 공간의 표면적이, 내부 공간의 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 커지도록, 통 형상 요부 및 주상부를 형성한다.The manufacturing method of the electrode for discharge lamps which is another aspect of this invention center-rotates a cylindrical recessed part with respect to the columnar front-end solid member which has an electrode front end surface. To the columnar rear end solid member, the tip of which is smaller in size than the cylindrical recess in a central axis rotation, and the columnar portion being coaxially arranged in the tubular recess. In the manufacturing method characterized by combining a solid member and a rear end side solid member, and forming an electrode including a front end side solid member and a rear end side solid member by solid phase joining, The cylindrical recess part and columnar part The cylindrical recesses and columnar portions are formed such that the surface area of the inner space formed between and becomes larger than the surface area of the electrode side portion along the axial length of the inner space.
본 발명에 의하면, 방전 램프에서, 효과적으로 방열을 실시해 전극 온도를 억제할 수 있다.According to the present invention, it is possible to effectively radiate heat in the discharge lamp to suppress the electrode temperature.
(도 1) 제1 실시 형태인 방전 램프의 평면도이다.
(도 2) 제1 실시 형태의 전극의 개략적 단면도이다.
(도 3) 제2 실시 형태인 전극의 개략적 단면도이다.
(도 4) 실시예와 비교예의 접합면으로부터의 온도 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a plan view of a discharge lamp as a first embodiment.
2 is a schematic cross-sectional view of an electrode of the first embodiment.
3 is a schematic cross-sectional view of an electrode as a second embodiment.
(FIG. 4) It is the graph which showed the temperature change from the bonding surface of an Example and a comparative example.
쇼트 아크(Short arc)형 방전 램프(10)는, 고 휘도의 광을 출력 가능한 대형 방전 램프로서, 투명한 석영 글라스제의 대략 구(球) 형상 방전관(발광관)(12)을 갖추고, 방전관(12) 내에는, 텅스텐제의 한 쌍의 전극(20, 30)이 대향(동축) 배치된다. 방전관(12)의 양측에는, 석영 글라스제의 봉지관(封止管)(13A, 13B)이 방전관(12)과 연설(連設)하여, 일체적(一體的)으로 형성되어 있다. 방전관(12) 내의 방전 공간(DS)에는, 수은과 할로겐이나 아르곤 가스 등의 희(希) 가스가 봉입되어 있다.The short
음극(陰極)인 전극(20)은 전극 지지봉(17A)에 의해 지지되어 있다. 봉지관(13A)에는, 전극 지지봉(17A)이 삽통(揷通)되는 글라스관(도시하지 않음)과, 외부 전원과 접속하는 리드봉(15A)과, 전극 지지봉(17A)과, 리드봉(15A)을 접속하는 금속박(16A) 등이 봉지되어 있다. 양극(陽極)인 전극(30)에 대해서도 마찬가지로, 전극 지지봉(17B)이 삽통되는 글라스관(도시하지 않음), 금속박(16B), 리드봉(15B) 등의 마운트 부품이 봉지되어 있다. 또한, 봉지관(13A, 13B)의 단부(端部)에는, 꼭지쇠(口金)(19A, 19B)가 각각 장착되어 있다.The
한 쌍의 전극(20, 30)에 전압이 인가되면, 전극(20, 30)의 사이에서 아크 방전이 발생하고, 방전관(12)의 외부를 향해 광이 방사된다. 여기에서는, 1 kW 이상의 전력이 투입된다. 방전관(12)으로부터 방사된 광은, 반사경(反射鏡)(도시하지 않음)에 의해 소정 방향으로 인도된다. 예를 들면, 노광 장치에 방전 램프(10)가 조입(租入)된 경우, 방사광은 패턴광이 되어 기판 등에 조사된다.When voltage is applied to the pair of
도 2는, 전극(양극)(30)의 개략적 단면도이다. 덧붙여, 전극(음극)(20)에 대해서도 마찬가지의 구조로 하는 것이 가능하다.2 is a schematic cross-sectional view of the electrode (anode) 30. In addition, the electrode (cathode) 20 can also have the same structure.
전극(30)은, 전극 지지봉(17B)과 연결되는 후단측 부재(32)(제2 고체 부재)와, 전극 선단면(34D)을 가지는 선단측 부재(34)(제1 고체 부재)로 구성되고, 후단측 부재(32)와 선단측 부재(34)를 접합하는 것으로 전극(30)이 구성되어 있다. 여기에서는, 후단측 부재(32)와 선단측 부재(34)가 SPS 등의 고상 접합에 의해 접합되어 있다.The
후단측 부재(32)는, 전극 축(X)(이하에서는, 축 방향(X)라고도 한다)을 중심 축으로 한 원주 형상의 부재로서, 전극 선단면(34D)을 향해 돌출하는 주상부(柱狀部)(50)(여기서는 원주 형상)가 형성되어 있다. 선단측 부재(34)에서는, 축 방향(X)을 따라, 주상부(50)를 둘러싸는 통(筒) 형상의 요부(凹部)(40)가 동축적으로 형성되어 있다. 통 형상 요부(40)는 전극 선단면(34D)과는 역방향(逆方向)을 향한다, 즉 역방향으로 움푹 패여 있다. 후단측 부재(32)는, 그 단부(端部)(32E)에서, 선단측 부재(34)의 단부(34E)와 고상 접합하고 있다. 덧붙여, 선단측 부재에 주상부, 후단측 부재에 요부를 형성해도 무방하다.The rear
고상 접합면에서 전극 선단부 측으로 연장되는 주상부(50)와 통 형상 요부(40)와의 사이에는, 축 방향(X) 및 그에 수직인 축 수직 방향에 따라, 간극(間隙)(내부 공간)(60)이 주상부(50)의 주위 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 여기서는, 축 수직 방향에 따른 간극 부분을 60D, 축 방향(X)에 따른 간극 부분을 60V로 하고 있다. 간극 부분(60D, 60V)은 공간적으로 연결되어 있다.A gap (internal space) 60 between the
주상부(50) 및 통 형상 요부(40)는, 모두 그 중심 축이 전극 축(X)과 일치하고, 전극 축(X)에 대해 대칭적 형상으로 되어 있다. 그리고, 통 형상 요부(40)의 저면(底面)(40B)도 전극 축(X)에 관하여 대칭적이고, 간극(60)도 전극 축(X)에 관하여 대칭적 공간 형상으로 되어 있다.As for the
간극 부분(60V)의 지름 방향 폭(D4), 즉 주상부(50)의 측면(50S)과 통 형상 요부(40)의 측면(40S)의 지름 방향 거리 간격은, 주상부(50)의 직경(D3)에 비해 짧다(D4<D3). 간극 부분(60D)의 축 방향 폭(L4)은, 여기서는 간극 부분(60V)의 지름 방향 폭(D4)과 같은 폭이며, 주상부(50)의 높이(L3) 보다 짧다(L4<L3). 간극(60)은 전극(30) 내에 형성되고, 유저(有底) 통 형상의 공간 영역으로 되어 있다.The radial distance D4 of the
여기에서는, 지름 방향 폭(D4), 축 방향 폭(L4)은, 각각 주상부(50)의 직경(D3), 높이(L3)에 비해 충분히 짧고, 주상부(50)의 측면(50S), 단면(50E)은, 각각 통 형상 요부(40)의 측면(40S), 저면(40B)에 근접하고, 간극(60)이 형성하는 스페이스의 용적은, 주상부(50)의 체적 보다 작다. 또한, 간극(60)에는, 전열체(傳熱體)와 같은 부재는 마련되어 있지 않다.Here, the radial width D4 and the axial width L4 are sufficiently shorter than the diameter D3 and the height L3 of the
램프 점등 중, 전극의 선단측 부재(34)의 온도가 상승해, 전극 선단측 부재(34)의 열(熱)이 주상부(50)에 전해진다. 주상부(50)의 열은, 전극 지지봉(17B) 측에 전해지고, 또한, 간극(60)에 대하여 방사된다. 축 방향(X) 뿐만 아니라 축 수직 방향으로도 이동한 열은, 전극 외표면(外表面)(30M)에서 방전 공간(DS)으로 전해진다.During lamp lighting, the temperature of the front
본 실시 형태에서는, 전극(30)의 온도 상승을 효과적으로 억제하기 위해, 간극(60)의 표면적이, 간극(60)의 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분(T)의 표면적 보다 커지도록, 간극(60)이 형성되어 있다.In this embodiment, in order to effectively suppress the temperature rise of the
상술한 것처럼, 주상부(50)의 체적은 간극(60)의 체적 보다 크다. 이에 따라 주상부(50)가 큰 열 흡수량을 가지게 되어, 통 형상 요부(40)로부터의 열을 흡수해, 전극 지지봉 측에 효과적으로 수송할 수 있다.As described above, the volume of the
한편, 간극(60)의 지름 방향 폭(D4), 축 방향 폭(L4)이 비교적 작기 때문에, 주상부(50)의 열이 전극 외표면(30M)에 전해져, 방전 공간(DS)으로 방열된다. 이와 같이, 간극(60)의 축 방향 길이(L1)에 따른 전극 측면 부분(T)에 대한 방열 효과를 높일 수 있다.On the other hand, since the radial width D4 and the axial width L4 of the
이러한 방열 효과는, 가능한 축 중심으로부터 떨어진 위치에 축 회전에 따라 간극(60)을 형성하는 것에 의해 실현된다. 그 경우의 간극(60)의 표면적은, 축 방향 길이(L1)에 대응하는 전극 측면 부분(T)의 표면적 보다 커진다.This heat dissipation effect is realized by forming the
또한, 본 실시 형태에 있어서의 간극(60)의 표면적은, 전극 축(X)에 따른 전극 측면 전체(T1)의 표면적 보다 크다. 즉, 전극 표면에서 방열하는 면적이 작은(표면적이 작은) 전극 선단측 테이퍼부(34T), 전극 지지봉측 테이퍼부(32T), 전극 선단면(34D), 전극 후단면(32L)을 제외한 전극 측면 표면적 보다, 간극(60)의 표면적이 크다.In addition, the surface area of the
이러한 전극 측면 부분과의 관계에서 상대적으로 큰 표면적을 가지는 간극(60)을 형성함으로써, 효과적으로 전극 온도의 상승을 억제할 수 있다.By forming the
그런데, 주상부(50)와 통 형상 요부(40)와의 사이에 간극(60)을 형성한 전극 구조의 경우, 상술한 간극(60)의 표면적이 상대적으로 큰 것은, 주상부(50)의 체적이 간극(60)의 체적 보다 큰 것을 나타낸다고도 말할 수 있다. 주상부(50)의 체적이 간극(60)의 체적 보다 상대적으로 크기 때문에, 효과적으로 전극 온도의 상승을 억제할 수 있다.By the way, in the case of the electrode structure in which the
이러한 전극 온도 억제를 실현하는 전극은, 이하와 같이 제조할 수 있다. 즉, 전극 선단면을 가지는 기둥(柱) 형상의 선단측 고체 부재에 대하여, 통 형상 요부를 중심 축 회전으로 형성하고, 기둥 형상의 후단측 고체 부재에 대하여, 통 형상 요부 보다 사이즈가 작은 주상부를 중심 축 회전으로 형성한다. 이때, 통 형상 요부와 주상부와의 사이에 형성되는 내부 공간의 표면적이, 내부 공간의 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 커지도록, 통 형상 요부 및 주상부를 형성한다. 주상부가 통 형상 요부에 동축 배치되도록, 선단측 고체 부재와 후단측 고체 부재를 조합하고, SPS 등의 고상 접합에 의해, 선단측 고체 부재와 후단측 고체 부재를 포함하는 전극을 형성한다.The electrode which realizes such electrode temperature suppression can be manufactured as follows. That is, the cylindrical recessed part is formed by the central axis rotation with respect to the columnar front-end solid member which has an electrode front end surface, and the columnar columnar part smaller in size than a cylindrical recessed part is formed with respect to the columnar rear-end solid member. Form with central axis rotation. At this time, the cylindrical recessed part and columnar part are formed so that the surface area of the internal space formed between the cylindrical recessed part and columnar part may become larger than the surface area of the electrode side part along the axial length of the internal space. The front-side solid member and the rear-end solid member are combined so that the columnar portion is coaxially arranged in the cylindrical recess, and an electrode including the front-side solid member and the rear-end solid member is formed by solid phase bonding such as SPS.
간극(60)의 공간 형상은, 유저(有底) 관 형상으로 한정되지 않고, 예를 들면, 축 수직 방향 간극(60D)를 형성하지 않은 무저(無底) 관 형상 공간을 형성해도 무방하다. 또한, 관 형상 공간 이외의 내부 공간을 형성해도 무방하고, 밀폐 상태 혹은 홀(hole)을 통해 외부와 이어지는 공간을 형성할 수 있다. 이 경우, 전극 축 회전에 따라 공간을 형성함으로써, 그 표면적을, 공간 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 크게 하는 것이 가능하다. 덧붙여, 간극(내부 공간)의 표면적은, 전극 외표면 보다 전극 중심 측에 형성된 공간의 표면적으로 하고 있다. 게다가, 고온으로 용융하는 전열체를 마련한 밀폐 공간을 형성해도 무방하다. 이 경우, 공간(간극)의 표면적은 노출 부분의 표면적을 나타내고, 전열체로 덮인 표면은 포함되지 않는다.The space shape of the
주상부(50)에는, 방열부를 마련해도 무방하다. 예를 들면, 기존의 표면적을 늘리는 구조나, 방사율(흡수율)을 높이는 구조, 방열 소재(탄화막이나 산화막의 방열층), 카본 나노 튜브 등의 소재로 구성하는 것이 가능하다. 또한, 주상부(50) 이외의 개소(箇所)(통 형상 요부(40)나 전극 측면 등)에 방열부를 마련해도 무방하다.The heat dissipation part may be provided in the
다음으로, 도 3을 이용해 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 전극 측면에 관통 홀(hole)이 형성되어 있다.Next, 2nd Embodiment is described using FIG. In the second embodiment, a through hole is formed in the electrode side surface.
도 3은, 제2 실시 형태에서의 전극(양극)(130)의 개략적 단면도이다. 도 3에 도시한 것처럼, 복수의 관통 홀(J1~J4)이 형성되어 있다. 관통 홀(J1~J4)은, 여기에서는 주상부(50)의 축 방향 길이(L3)의 범위 내에 있다. 이러한 관통 홀(J1~J4)을 형성함으로써, 간극(60)의 열을 빠져나가게 해서, 전극의 온도 상승을 억제할 수 있다. 따라서, 관통 홀(J1~J4)의 표면적을 포함한 간극(60)의 표면적이, 전극 측면 부분(T) 혹은 T1 보다 커지도록 정해진다. 덧붙여, 관통 홀의 각도는 전극 축 수직 방향(수평방향)으로 한정하지 않고, 소정 각도로 규정해도 무방하다. 그 외, 수(數), 홀 지름(孔徑), 위치는, 램프 사이즈, 전극 사이즈 등에 따라 적절히 정해진다. 예를 들면, 전극 선단면(34D)에 관통 홀을 형성해도 무방하다. 또한, 제2 실시 형태로 방열부를 마련해도 무방하다.3 is a schematic cross-sectional view of the electrode (anode) 130 in the second embodiment. As shown in FIG. 3, a plurality of through holes J1 to J4 are formed. Through-holes J1-J4 are in the range of the axial length L3 of the
본 발명은, 상술의 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 각종 변형이 가능하다. 제1, 제2 실시 형태에서 나타낸 전극은, 쇼트 아크형 방전 램프 이외의 방전 램프에 대해 적용하는 것도 가능하다. 전극의 온도 상승을 억제할 수 있으므로, 1 kW 이상의 비교적 큰 전력의 방전 램프에 매우 적합하다. 그 전극의 형상은, 예를 들면 전극 지지봉측 테이퍼부가 없는 형상 등, 소망하는 형상, 사이즈로 하는 것이 가능하다. 또한, 접합 방법은 고상 접합(SPS, HP등)이 바람직하지만, 다른 접합 방법(예를 들면, 용융 접합)도 적용할 수 있다. 접합 시, 선단측 부재와 후단측 부재와의 사이에 중간 부재를 두어, 접합면 사이를 밀착화 해도 무방하다. 중간 부재로서는, 레늄, 탄탈, 몰리브덴, 텅스텐, 혹은 이들의 합금을 예로 들 수 있다.This invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various modifications are possible based on the technical idea of this invention. The electrodes shown in the first and second embodiments can also be applied to discharge lamps other than the short arc type discharge lamp. Since the temperature rise of an electrode can be suppressed, it is suitable for the discharge lamp of comparatively large electric power of 1 kW or more. The shape of this electrode can be made into a desired shape and size, such as a shape without an electrode support rod side taper part, for example. Moreover, although solid state bonding (SPS, HP etc.) is preferable for a joining method, other joining methods (for example, melt joining) can also be applied. At the time of joining, an intermediate member may be provided between the front end side member and the rear end side member so as to be in close contact between the joining surfaces. Examples of the intermediate member include rhenium, tantalum, molybdenum, tungsten or alloys thereof.
주상부와 요부의 형상, 사이즈 등은 임의이며, 예를 들면 축 방향(X)에 따라 지름이 변화하는 주상부나, 저면(底面)에 축경면(縮徑面)을 가지는 통 형상 요부 등이어도 무방하고, 표면적이 큰 내부 공간을 임의로 형성할 수 있다. 또한, 주상부와 통 형상 요부를 각각 다른 부재로 구성하는 것이 가능하다. 예를 들면, 열 방사성이 뛰어나고 경량인 부재로 주상부(후단측 부재)를 형성하고, 내열성이나 열 전도성이 뛰어난 부재로 선단측 부재를 형성하는 것이 가능하다. 게다가, 주상부를 후단측 부재에 접합해 구성해도 무방하다. 구체적으로는, 텅스텐이나 몰리브덴, 세라믹 등이어도 무방하고, 또한 이미터(emitter)를 함유시켜도 무방하고, 또한, 이들의 합금을 적용하는 것도 가능하고, 적절히 선택할 수 있다.The shape, size, etc. of the columnar portion and the recessed portion are arbitrary, and may be, for example, a columnar portion whose diameter changes along the axial direction X, or a cylindrical recess portion having an axial diameter surface on the bottom surface thereof. In addition, an internal space having a large surface area can be arbitrarily formed. Moreover, it is possible to comprise a columnar part and a cylindrical recessed part with a different member, respectively. For example, it is possible to form the columnar portion (rear end member) with a member that is excellent in heat radiation and lightweight, and form the tip side member with a member having excellent heat resistance and thermal conductivity. Moreover, you may join and comprise a columnar part to a rear end side member. Specifically, tungsten, molybdenum, ceramics, or the like may be used, and an emitter may be contained, and these alloys may be applied and may be appropriately selected.
(실시예)(Example)
이하에서는, 제2 실시 형태에 따른 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, the Example which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated.
실시예의 방전 램프는, 8개의 관통 홀을 전극 측면에 마련하고, 또한, 전극 선단면에도 관통 홀을 마련한 전극을 갖춘 방전 램프로서, 전체 길이를 60 mm, L1 = 28 mm, L3 = 25 mm, L4 = 3 mm, D1 = 38 mm, D2 = 26 mm, D3 = 22 mm, D4 = 2 mm, 관통 홀 지름 = 3 mm, 전극 선단 홀 지름 = 3 mm로 하고 있다. 간극의 표면적은, 간극의 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 크다(5552.3 > 3286.1).The discharge lamp of the embodiment is a discharge lamp having an electrode provided with eight through holes in the side of the electrode and with through holes in the electrode front end surface, the total length of which is 60 mm, L1 = 28 mm, L3 = 25 mm, L4 = 3 mm, D1 = 38 mm, D2 = 26 mm, D3 = 22 mm, D4 = 2 mm, through hole diameter = 3 mm, electrode tip hole diameter = 3 mm. The surface area of the gap is larger than the surface area of the electrode side portion along the axial length of the gap (5552.3> 3286.1).
이러한 방전 램프에 소정의 전력을 투입해 점등시키고, 안정(安定)된 점등 상태의 전극에 대해, 온도 측정을 실시하였다. 온도는, 방사율: ε0.68, 측정 파장역(波長域): 2.2~2.6 ㎛로 설정한 써모 트레이서(Thermo tracer)로 측정하였다. 한편, 비교예의 방전 램프로서, 간극과 관통 홀을 마련하지 않는 구성 이외에 대해서는 실시예와 같은 전극을 조입한 방전 램프도 마찬가지로 온도 측정을 실시하였다.Predetermined electric power was put into such a discharge lamp, it lighted up, and temperature measurement was performed about the electrode of the stable lighting state. The temperature was measured with a thermotracer set to emissivity:? 0.68 and measurement wavelength range: 2.2 to 2.6 µm. On the other hand, as the discharge lamp of the comparative example, except for the structure which does not provide a clearance gap and a through hole, the discharge lamp which inserted the electrode like Example was similarly measured.
도 4는, 실시예와 비교예의 전극 선단측에의 온도 변화를 나타낸 그래프이다. 이는, 접합면으로부터 전극 선단측, 즉 전극 측면 부분(T)에 상당하는 영역에서 복수 개소 측정해, 플롯을 근사 직선화 한 것이다. 비교예에 대해서도 마찬가지이다. 도 4에 도시한 것처럼, 실시예의 전극은, 비교예에 비해 온도가 낮고, 전극 선단을 향해서도 온도 억제가 유지되는 것이 확인되었다.4 is a graph showing a temperature change on the electrode tip side of Examples and Comparative Examples. This is measured in multiple places in the electrode front end side, ie, the area | region corresponded to electrode side part T, from an abutment surface, and approximates linearization of a plot. The same applies to the comparative example. As shown in FIG. 4, it was confirmed that the electrode of the example had a lower temperature than the comparative example, and the temperature suppression was maintained even toward the electrode tip.
10: 방전 램프
30: 전극(양극)
32: 후단측 부재
34: 선단측 부재
40: 통 형상 요부
50: 주상부
60: 간극(내부 공간)10: discharge lamp
30: electrode (anode)
32: trailing side member
34: tip side member
40: barrel shape
50: columnar
60: gap (inner space)
Claims (10)
상기 방전관 내에 대향 배치되는 한 쌍의 전극을 갖추고,
적어도 일방의 전극이, 내부 공간을 가지고,
상기 내부 공간의 표면적이, 상기 내부 공간의 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 방전 램프.Discharge tube,
A pair of electrodes disposed opposite to each other in the discharge tube,
At least one electrode has an internal space,
And the surface area of the inner space is larger than the surface area of the electrode side portion along the axial length of the inner space.
상기 내부 공간의 표면적이, 전극 축 방향에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 큰 것을 특징으로 하는 방전 램프.The method of claim 1,
The surface area of the said inner space is larger than the surface area of the electrode side part along an electrode axial direction.
상기 내부 공간이, 전극 축 회전에 따라 형성된 공간을 가지는 것을 특징으로 하는 방전 램프.The method according to claim 1 or 2,
And the inner space has a space formed by rotation of the electrode shaft.
상기 전극이, 전극 축 방향에 따른 요부(凹部)와, 상기 요부에 위치하는 주상부(柱狀部)를 갖추고,
상기 내부 공간이, 상기 요부와 상기 주상부와의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방전 램프.The method according to claim 1 or 2,
The electrode has a recess along the electrode axial direction and a columnar portion located at the recess,
The said internal space is formed between the said recessed part and the said columnar part, The discharge lamp characterized by the above-mentioned.
상기 내부 공간이, 유저(有底) 관 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방전 램프.The method according to claim 1 or 2,
The said internal space is formed in user tubular shape, The discharge lamp characterized by the above-mentioned.
상기 내부 공간이, 전극 축 수직 방향에 따른 관통 홀을 가지는 것을 특징으로 하는 방전 램프.The method according to claim 1 or 2,
And the inner space has a through hole along the vertical direction of the electrode axis.
상기 내부 공간의 표면 부분에, 방열부가 마련되고 있는 것을 특징으로 하는 방전 램프.The method according to claim 1 or 2,
The heat dissipation part is provided in the surface part of the said internal space, The discharge lamp characterized by the above-mentioned.
상기 적어도 일방의 전극이,
상기 요부를 형성한 제1 고체 부재와, 상기 제1 고체 부재 혹은 상기 제1 고체 부재와 접합하는 중간 부재와 접합해, 상기 주상부를 형성한 제2 고체 부재를 가지고,
상기 내부 공간이, 상기 제1 고체 부재와 상기 제2 고체 부재 혹은 상기 중간 부재와의 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 방전 램프.The method of claim 4, wherein
The at least one electrode,
It has a 1st solid member which formed the said recessed part, and the 2nd solid member which joined the said 1st solid member or the intermediate member joined with the said 1st solid member, and formed the said columnar part,
And said internal space is formed between said first solid member and said second solid member or said intermediate member.
상기 방전관 내에 대향 배치되는 한 쌍의 전극을 갖추고,
적어도 일방의 전극이,
전극 축 방향에 따른 요부와, 상기 요부에 위치하는 주상부와
상기 요부와 상기 주상부와의 사이에 형성되는 내부 공간을 갖추고,
상기 주상부의 체적(體積)은, 상기 내부 공간의 체적 보다 큰 것을 특징으로 하는 방전 램프.Discharge tube,
A pair of electrodes disposed opposite to each other in the discharge tube,
At least one electrode,
A recess along the electrode axial direction, a columnar portion located at the recess,
An internal space formed between the recessed portion and the columnar portion,
The volume of the columnar portion is larger than the volume of the internal space.
기둥 형상의 후단측 고체 부재에 대해, 상기 통 형상 요부 보다 사이즈가 작은 주상부를 중심 축 회전으로 형성하고,
상기 주상부가 상기 통 형상 요부에 동축(同軸) 배치되도록, 상기 선단측 고체 부재와 상기 후단측 고체 부재를 조합하고,
고상(固相) 접합에 의해, 상기 선단측 고체 부재와 상기 후단측 고체 부재를 포함한 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 방법에 있어서,
상기 통 형상 요부와 상기 주상부와의 사이에 형성되는 내부 공간의 표면적이, 상기 내부 공간의 축 방향 길이에 따른 전극 측면 부분의 표면적 보다 커지도록, 상기 통 형상 요부 및 상기 주상부를 형성하는 것을 특징으로 하는 방전 램프용 전극의 제조 방법.A cylindrical recess is formed by the central axis rotation with respect to the columnar front end side solid member which has an electrode front end surface,
About the columnar rear-end solid member, the columnar part smaller in size than the said cylindrical recess part is formed by center axis rotation,
The front end side solid member and the rear end side solid member are combined so that the columnar portion is coaxially arranged with the tubular recess,
In the manufacturing method characterized by forming an electrode including the front end side solid member and the rear end side solid member by solid phase bonding.
The tubular recess and the columnar portion are formed such that the surface area of the inner space formed between the tubular recess and the columnar portion is larger than the surface area of the electrode side portion along the axial length of the inner space. The manufacturing method of the electrode for discharge lamps made into.
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