放电灯的制作方法

专利名称：放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及照射紫外线的短弧型等放电灯，特别涉及电极的温度上 升得少的放电灯的电极结构。
背景技术：
以往通常在形成半导体的布线图案时，将照射紫外线的短弧型放电 灯等作为光源来使用。该放电灯中，阳极经由电极棒被石英制的密封管 保持在放电空间内，在使阳极向上或向下的状态下，垂直点亮放电灯来 使用。并且，众所周知，放电灯在点亮时处于高温状态。而且，放电灯 处于点亮状态时，从阴极发送来的电子与阳极冲撞，由该冲撞导致阳极 蒸发、消耗。此外，当电子的冲撞导致电极消耗时，由于热对流，放电 灯的内壁、尤其从发光管中央部起上部侧的内管壁黑化。此外，伴随近 年来高照度化的要求，放电灯变得大功率化，阳极变得大型化。这种大 型的阳极非常重，所以有时会因放电灯的移动等的冲击而导致由支承电 极的电极棒或石英制的密封管等构成的密封结构破损。针对这种问题， 在阳极上设置孔、槽或空腔以减轻重量，并且调整灯泡内气体的对流， 使阳极散热并防止黑化。下面举出几个与之相关的现有技术的例子。
专利文献1中公开的"短弧型放电灯"是改变了放电灯内的黑化位置
的使用寿命长的灯。如图6(a)所示，形成从阳极101的前端侧延伸到后端 侧的贯通孔103。在阳极101位于阴极上方的姿态下点亮时，灯泡内的气 体通过对流而在阳极101的贯通孔103内流过，所以能够有效地冷却阳 极101。流过贯通孔103的气体流向阳极后方，所以蒸发了的阳极构成物 质在密封部侧端部固化，从而灯泡中央部不易黑化，使用寿命增长。标 号102是内部导棒。
专利文献2中公开的"短弧型放电灯"是改变放电灯内的气流方向以提高灯泡的透光率的使用寿命长的灯。图6(b)所示，阳极201的主体部 的周围后端部上设置有突起和环状槽。沿着突起和环状槽的气流被引导 来进行循环，使得蒸发物附着在环状槽、电极棒202、灯泡管壁上。灯中 央区域的有效利用范围中的蒸发物的附着量显著减少。能够将照度维持 得较高，使用寿命增长。标号203是后端面。专利文献3中公开的"放电灯用阳电极"是防止前端部熔融和蒸发以 防止变形的阳极。如图6(c)所示，在阳极301内部设置空腔，在前端部设 置气体流入孔305，在后端部或侧面部设置压力调节孔302。将电弧放电 所产生的高温高速气流从气体流入孔305吸入到空腔中。将热能从阳极 301内壁放出到外部。在空腔中散热，因此能够有效地分散热能。标号 303是盖部分，304是支撑部。专利文献1日本特开平10-208696号公报专利文献2日本特开2006-012672号公报专利文献3日本特开2006-221934号公报 但是，在现有放电灯的电极中存在如下问题。若在阳极的前端侧设 置贯通孔，则灯泡内的气体流过贯通孔而使电弧摆动。在贯通孔附近发 生异常放电，电极显著消耗。若在阳极的后端设置突起，则阳极变重。 即使单纯地将阳极后端部的槽形成得较深，气流也没有特别改变。在焊 接盖部分来设置空腔的阳极中，焊接部的加工和质量管理变得繁琐。在 将气体流出的孔设置在侧面部的阳极中，会将蒸发了的电极材料吹向灯 泡的中央部，从而灯泡的有效利用区域上的黑化变得显著。
发明内容
' 本发明的目的在于，解决上述现有问题，提供一种这样的放电灯的电极在散热性和放电稳定性方面较好，重量轻且不会使内部导棒和密封管破损，制作容易且不易黑化，寿命长。为了解决上述问题，本发明的放电灯具备发光管;在发光管内对置的一对圆柱状的电极；以及将电极保持在发光管内的内部导棒，该放电灯的电极在与内部导棒连接的连接部周边形成有深度大于孔径的凹部。电极上形成有贯通孔，该贯通孔从电极的侧面侧开口部通向凹部侧 开口部。侧面侧开口部比凹部侧开口部靠近电极的放电端侧。当将电极的圆柱高度设为"、将凹部的深度设为L2时，(L"3)《^(2L"3)。将电极 的外径设为D,，将凹部内的内部导棒的最大外径设为D2、将凹部的最大 直径设为D3时，满足(0.7x(D!-D2)) 〈D3〈(l.lx(D广D2))。通过釆用上述结构，能够利用圆柱状的电极的后端面的凹部，将电 极的前端部附近的热放出到内部导棒侧，所以能够实现电极的轻量化， 提高散热效果，延长放电灯的使用寿命。能够通过贯通孔进一步提高散 热效果。


图1是本发明的第一实施例中的放电灯的外观图。图2是本发明的第一实施例中的放电灯的阳极的^C大图。图3是本发明的第二实施例中的放电灯的阳极的放大图。图4是本发明的第三实施例中的放电灯的阳极的放大图。图5是本发明的第四实施例中的放电灯的阳极的放大图。图6是示出现有放电灯的电极的结构的示意图。符号说明l放电灯；2发光部；3密封管部；4灯头；5外部导棒；6金属箔； 7内部导棒；9阴极；10,20,30,40阳极；ll前端部；12散热部；13主体 面；14前端面；15前端侧斜面；16背面侧斜面；17背面；18电极保持 孔；21凹部；22凹部侧面；23凹部底面；24贯通孔；34倾斜贯通孔；25,35内部口； 26，36外部口； 27盖部；28盖贯通孔。
具体实施方式
下面参照图1 图5，详细说明用于实施本发明的最佳方式。第一实施例本发明的第一实施例是使用如下阳极的放电灯，该阳极被放电点(在 电极前端发生放电的点)相反侧的内部导棒保持，背面具有较深的凹部。图1是本发明的第一实施例中的放电灯的外观图。图2是背面具有 凹部的阳极的放大图。图2(a)是阳极的外观图。图2(b)是沿图2(a)中的 B-B线的剖面图。图1和图2中，放电灯1是在内部的电极之间进行放 电的灯。阳极10是正极侧的电极。阴极9是负极侧的电极。内部导棒7 是支承电极并进行供电的部件。金属箔6是将内部导棒和外部导棒电连 接的部件。密封管部3是将灯泡气密地密封的部分。外部导棒5是从灯 头经由金属箔向电极供电的部件。发光部2是通过电极间的放电进行发 光的部分，是将电极密封以形成放电空间的玻璃部件。灯头4是用于机 械式保持灯并进行供电的部件。凹部21是从背面朝向前端面设置的圆柱 状的孔。下面说明在阳极10上设置凹部21的例子，但这也可适用于阴 极9。说明如上所述构成的本发明的第一实施例中的放电灯的功能和动 作。首先，参照图1，说明放电灯的功能概要。放电灯1由如下部分构成 发光部2和两个密封管部3、在发光部2中对置配置的阳极10和阴极9、 支承这些阳极10和阴极9并进行通电的内部导棒7、外部导棒5、以及 通过导电性的金属箔6将该内部导棒7和外部导棒5连接并气密地密封 的密封管部3。此外，密封管部3上固定有灯头4，在另一个密封管部3 上也固定有灯头4。放电灯1经由灯头4被固定在光源装置上。在阳极 10的背面(密封管部侧的圆柱底面)设有凹部21。利用内部导棒7将一对圆柱状的电极以对置的方式保持在发光管 内。在阳极10上深度大于孔径的凹部形成在与内部导棒7连接的连接部 周边。利用圆柱状的阳极10后端面的凹部21，将阳极10的前端部附近 的热放出到内部导棒7侧。当将阳极10的圆柱高度设为L,，将凹部21 的深度设为L2时，满足(L"3)《,(2L"3)。当将阳极10的外径设为D,、 将凹部21内的内部导棒7的最大外径设为D2、将凹部21的最大直径设 为D3时，满足(0.7x(D广D2))〈D3〈(l.lx(DrD2))。接着，参照图2，说明阳极的功能。前端部11是阳极10的圆柱状部 分，并由内部导棒7进行保持。散热部12是与前端部11连设的部分， 是阳极10的内部具有凹部21的圆筒状部分。前端面14是圆柱状电极的上表面，是与阴极9之间进行放电的面。主体面13是电极的圆柱侧面。 背面17是阳极10的圆柱底面。凹部21是从背面朝向前端面设置的圆柱 状的孔。凹部侧面22是圆柱状凹部21的圆周上的内侧面。凹部底面23 是圆柱状凹部21的底面。电极保持孔18是设置于凹部底面23的孔。电 极全长L,是阳极10的圆柱轴向长度。凹部深度L2是从背面17到凹部底 面23的圆柱轴向长度。外径A是阳极10的主体面13的外径。外径D2 是内部导棒7的外径。内径D3是凹部21的圆周侧面的内径。阳极10为大致圆柱状，由前端面14、前端侧斜面15、主体面13、 背面侧斜面16、背面17、凹部21构成。凹部21由凹部侧面22和凹部 底面23构成。在设置于凹部底面23的电极保持孔18中嵌入内部导棒7， 从而将阳极10保持在放电空间中。当Di和D3之差过小时，散热部12 变薄，所以有可能因灯点亮时的热或制造灯时的外力而导致阳极10变形。 若D3和D2之差过小，则凹部21的容积变小，阳极10的轻量化和电极 内部散热的效果减小。若Li和L2之差过小，则凹部底面23和前端面14 过于接近。若凹部底面23和前端面14接近，则电极保持孔18的底面接 近前端面，从而不能将电极保持孔18形成得较深。若不能使电极保持孔 18较深，则电极保持孔18和内部导棒7之间的嵌合不充分，就会导致阳 极10从内部导棒7脱出。尤其在点亮熄灭灯进行使用时，由于电极的热 膨冷縮导致阳极10更容易脱出。当将阳极10的圆柱高度设为Lp将凹部21的深度设为L2时，满足 (1^/3)《2<(21^/3)较合适。当将阳极10的主体部的最小外径设为Dp将 配设在凹部21内的内部导棒7的最大外径设为D2，将凹部21的最大直 径设为D3时，满足(0.7x(DrD2))〈D卜(l.lx(DrD2))较合适。通过满足这种 条件，能够提高阳极10的冷却效果，防止阳极10变形，从而防止因热 引起阳极10脱出。并且，通过使阳极10轻量化，能够防止内部导棒7 折弯、密封管破损。因此，能够增长灯的寿命。此外，在散热部12的表 面设置细小的槽，从而能够增大散热部12的表面积，能够增大散热部12 的散热效果。如上所述，在本发明的第一实施例中，放电灯构成为使用如下阳极，即该阳极被放电点相反侧的内部导棒保持且背面具有较深的凹部，所以 能够利用圆柱状电极的后端面上的凹部将电极前端部附近的热放出到内 部导棒侧，因此能够减轻电极的重量，提高散热效果，延长放电灯的使 用寿命。
第二实施例
本发明的第二实施例是使用如下电极的放电灯，该电极的背面具有 凹部，并形成有从主体面通向凹部内部的贯通孔。 '
图3是本发明的第二实施例中的放电灯的阳极的放大图。图3(a)是 阳极的外观图。图3(b)是沿图3(a)中的B-B线的剖面图。图3(a)和图3(b) 中，阳极20是具有从主体面通向凹部内部的孔的正极侧电极。贯通孔24 是将主体面13和凹部21连通起来的孔。内部口 35是贯通孔24的凹部 侧面侧的开口部分。外部口 36是贯通孔24的主体面侧的开口部分。如 图3(a)、图3(b)所示，在阳极20的散热部12上设置有将主体面13和凹 部21连通起来的贯通孔24。贯通孔24在电极的散热部12的圆周方向上 均等地设置有4个。
通过将贯通孔24设置在散热部12上，能够提高点亮时处于高温的 阳极20的凹部21内的冷却效果。此外，将通向凹部21的贯通孔24的 外部口 26设置在主体面13上，所以不会因进入到贯通孔24的对流而造 成放电不稳定，也不会在贯通孔24的外部口 26附近出现异常的电极消 耗。因此，能够增长灯的寿命。
上面说明了在圆周方向上均等地设置4个贯通孔的例子，但不限于 设置4个贯通孔，也可以设置6个孔。由于散热部12的截面积较小，所 以从阳极20的前端部11向散热部12的热传递减少，从而有可能导致冷 却前端部11的效果减小。因此，需要适当地设定贯通孔24的直径和数
第三实施例
本发明的第三实施例是使用如下的电极的放电灯，该电极在背面具 有凹部，并具有从主体面通向凹部内部且向电极前端面侧倾斜的贯通孔。 图4是本发明的第三实施例中的放电灯的阳极的放大图。图4(a)是阳极的外观图。图4(b)是沿图4(a)中的B-B线的剖面图。图4(a)和图4(b) 中，阳极30是具有向电极前端面侧倾斜的孔的正极侧电极。倾斜贯通孔 34是将主体面13和凹部21连通起来的孔，并向前端面14侧倾斜。内部 口 35是倾斜贯通孔34的凹部侧面22侧的开口部分。外部口 36是倾斜 贯通孔34的主体面13侧的开口部分，比内部口 35靠近前端面14侧。 "表示内部口 35和外部口 36之间的距离，是电极的轴向上的长度。如 图4(a)、图4(b)所示，倾斜贯通孔34的外部口 36相比于内部口 35向前 端面14侧倾斜，倾斜贯通孔34从散热部12向前端部11侧凹陷。
倾斜贯通孔34向前端面14侧倾斜，从而能够有效地放射阳极30的 前端部11的热。若使凹部底面23接近阳极30的前端面14，则阳极30 和内部导棒7之间的嵌合有可能不充分，但实际上倾斜贯通孔34接近前 端面M能够提高前端部11的冷却效果。由于阳极30的前端部11的冷 却效果高，所以能够防止阳极30变形，能够防止因热导致阳极30脱出。
此外，在主体面13上设置通向凹部21的倾斜贯通孔34的外部口 36，所以不会因进入到倾斜贯通孔34的对流而导致放电不稳定，不会在 倾斜贯通孔34的外部口 36附近出现异常的电极消耗。因此，能够增长 灯的寿命。但是，由于有可能出现阳极30变形、放电不稳定或阳极30 异常消耗的情况，所以为了使倾斜贯通孔34的外部口 36不过于接近前 端面14，需要适当地设置其位置。第四实施例
本发明的第四实施例是使用如下电极的放电灯，该电极的背面具有 凹部，且该电极具有从主体面通向凹部内部并向电极前端面侧倾斜的贯 通孔，还具有支承散热部的圆盘状盖部。
图5是本发明的第四实施例中的放电灯的阳极的放大图。图5(a)是 阳极的剖面。图5(b)是阳极的背面侧的侧视图。图5(a)和图5(b)中，省略 与第三实施例相同部分的说明。阳极40是具有支承散热部的圆盘状盖部 的阳极。盖部27是将内部导棒7和散热部12连接起来的圆柱状部件。 盖贯通孔28是设置于盖部的圆柱轴向上的贯通孔。
盖部27配设在阳极40的凹部21内，相对于内部导棒7支承散热部12。盖部27通过焊接或压入至少被固定于内部导棒7或阳极40的凹部 21。盖部27具有盖贯通孔28，并在空间上将阳极40的凹部21的凹部底 面23侧和阳极40的主体面13侧连接起来。盖贯通孔28在盖部27的圆 周方向上均匀地设置有4个。通过具有盖部27，阳极40的散热部12相 对于内部导棒7稳定地保持，从而能够防止前端部ll变形。此外，通过 设置盖贯通孔28，能够将电极的前端部11的热和凹部底面23附近的热 有效地放出到阳极40的背面17侧，所以能够提高阳极40的冷却效果。 本发明的放电灯最适于电极的温度上升得少、照射紫外线的放电灯。
权利要求
1. 一种放电灯，该放电灯具备发光管；在所述发光管内对置的一对圆柱状的电极；以及将所述电极保持在所述发光管内的内部导棒，其特征在于，所述电极在与所述内部导棒连接的连接部周边形成有深度大于孔径的凹部。
2. 根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，所述电极上形成有贯通孔，该贯通孔从所述电极的侧面侧开口部通 向凹部侧开口部。
3. 根据权利要求2所述的放电灯，其特征在于， 所述侧面侧开口部比所述凹部侧开口部靠近所述电极的放电端侧。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的放电灯，其特征在于， 当将所述电极的圆柱高度设为L,、将所述凹部的深度设为L2时，满足(LV3)〈L2〈(2IV3)。
5. 根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于， 当将所述电极的外径设为D,、将所述凹部内的内部导棒的最大外径设为D2、将所述凹部的最大直径设为D3时，满足(0.7x(D广D2)) 〈D3〈(Ux(D广D2))。
全文摘要
本发明提供一种放电灯，以实现减小放电灯的阳极的温度上升，减少内管壁的黑化，防止密封管破损，增长使用寿命。放电灯利用内部导棒将对置的一对圆柱状的电极(阴极和阳极)保持在发光部内。在与内部导棒连接的连接部周边的阳极的背面设置深度大于孔径的凹部。此外形成从阳极的侧面通向凹部的贯通孔。侧面侧开口部比凹部侧开口部靠近放电侧。当将阳极的圆柱高度设为L₁、将凹部的深度设为L₂时，满足(L₁/3)＜L₂＜(2L₁/3)。当将阳极的外径设为D₁、将凹部内的内部导棒的最大外径设为D₂、将凹部的最大直径设为D₃时，满足(0.7×(D₁-D₂))＜D₃＜(1.1×(D₁-D₂))。
文档编号H01J61/073GK101303957SQ20081009151
公开日2008年11月12日 申请日期2008年4月15日 优先权日2007年5月8日
发明者宫坂聪太郎, 屋木康彦 申请人:株式会社Orc制作所