JP6707345B2 - Discharge lamp - Google Patents
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Description
本発明は、ショートアーク型の放電ランプなど、特定波長の光を放射する放電ランプに関する。 The present invention relates to a discharge lamp that emits light of a specific wavelength, such as a short arc type discharge lamp.
従来、半導体の配線パターンを形成する際に用いる光源として、紫外線を発生するショートアーク型の放電ランプが用いられている。この種の放電ランプは、陽極を上又は下にした垂直状態で点灯される。放電ランプが点灯状態にあるとき、陽極は陰極からの電子が衝突し、この陽極を構成する素材の一部を融解させてしまう温度まで昇温させしまうことがある。このような温度まで陽極が昇温すると、この陽極を構成する素材の一部が微粒子となって放電容器内に蒸発する。この蒸発した微粒子は、放電容器内に発生する熱対流により運ばれて、放電容器の内壁に付着し、放電容器の内壁を黒化させ、外部に放射される光量を低減させてしまう。 Conventionally, a short arc type discharge lamp that generates ultraviolet rays has been used as a light source used when forming a semiconductor wiring pattern. This type of discharge lamp is lit in a vertical state with the anode above or below. When the discharge lamp is in a lighting state, the anode may be heated to a temperature at which electrons from the cathode collide with each other and a part of the material forming the anode is melted. When the temperature of the anode rises to such a temperature, a part of the material forming the anode becomes fine particles and evaporates in the discharge vessel. The evaporated fine particles are carried by the thermal convection generated in the discharge container and adhere to the inner wall of the discharge container to blacken the inner wall of the discharge container and reduce the amount of light emitted to the outside.
そして、陽極の一部が融解され蒸発すると、陽極の先端部の消耗や変形が生じ、安定したアーク放電による光の放射ができなくなる。その結果、放電ランプの使用寿命を短縮してしまう。 Then, when a part of the anode is melted and evaporated, the tip portion of the anode is consumed and deformed, and stable radiation of light by arc discharge becomes impossible. As a result, the service life of the discharge lamp is shortened.
このような放電ランプの使用寿命に影響を与える陽極の消耗や変形を抑制するため、放電ランプの点灯時に、少なくとも陽極がこの陽極を構成する素材の溶融温度以上に高温になることを抑えることが望ましい。 In order to suppress the wear and deformation of the anode that affects the service life of such a discharge lamp, it is possible to prevent the anode from reaching a temperature at least higher than the melting temperature of the material forming the anode during lighting of the discharge lamp. desirable.
そこで、放電ランプに用いられる電極、特に陽極にあっては、この陽極から輻射によって放出される熱量を増加することにより高温になることを抑制するようにしている。このような輻射により放出される熱量の増加を図るため、陽極の表面積を大きくすることが行われている。 Therefore, in the electrode used in the discharge lamp, particularly the anode, the amount of heat radiated from the anode is increased to suppress the temperature from rising. In order to increase the amount of heat released by such radiation, the surface area of the anode is increased.
陽極の表面積を大きくし、陽極からの熱放射を増加させるようにした放電ランプとして、特開2008−235129号公報(特許文献1)や特開2008−235128号公報(特許文献2)に開示されるものが提案されている。 A discharge lamp in which the surface area of the anode is increased and the heat radiation from the anode is increased is disclosed in JP 2008-235129 A (Patent Document 1) and JP 2008-235128 A (Patent Document 2). Things have been proposed.
特許文献1に開示される放電ランプは、放電容器内に配置される一対の電極のうちの一方、例えば、陽極の周面に、断面が略V字状で階段状の側面を有する溝を複数形成したものである。 The discharge lamp disclosed in Patent Document 1 has a plurality of grooves having a substantially V-shaped cross section and stepwise side surfaces on one side of a pair of electrodes arranged in a discharge vessel, for example, on the peripheral surface of an anode. It was formed.
また、特許文献2に開示される放電ランプは、放電容器内に配置される一対の電極の内の一方、例えば、陽極の表面に、表面積を拡大する略V字状をなす溝部として形成された放熱構造を設けたものである。この放熱構造は、電極を構成する材料の一部を溶融して移動することにより形成した複数の塊部と孔部からなる凹凸状表面を側面に設けることにより、陽極の表面積を拡大したものである。 Further, the discharge lamp disclosed in Patent Document 2 is formed as a substantially V-shaped groove portion that expands the surface area on one surface of the pair of electrodes arranged in the discharge vessel, for example, the surface of the anode. A heat dissipation structure is provided. This heat dissipation structure expands the surface area of the anode by providing on the side surface an uneven surface composed of a plurality of lumps and holes formed by melting and moving a part of the material forming the electrode. is there.
特許文献1、2に開示される放電ランプは、陽極表面の表面積を拡大することにより、陽極から輻射によって放出される熱量を増加し、陽極の温度上昇を抑制でき、陽極の先端部の消耗や変形を防止し、使用寿命を長くすることができる。 In the discharge lamps disclosed in Patent Documents 1 and 2, by increasing the surface area of the anode surface, the amount of heat radiated from the anode can be increased, the temperature rise of the anode can be suppressed, and the tip of the anode can be consumed and consumed. It is possible to prevent deformation and prolong the service life.
ところで、特許文献1に開示される溝のように、電極の表面積を大きくするため、溝の内部に階段状の側面を設けたとき、側面に先鋭化した鋭角な先端部が発生することがある。この鋭角な先端部には、点灯開始時にアーク放電による電子が集中して高温となり、電極の消耗を発生させてしまう。 By the way, when a stepwise side surface is provided inside the groove in order to increase the surface area of the electrode like the groove disclosed in Patent Document 1, a sharpened sharp tip may occur on the side surface. .. Electrons due to arc discharge are concentrated on the sharp tip at the start of lighting, and the temperature becomes high, which causes electrode wear.
そして、階段状の側面を有する溝を、レーザ光の照射により形成するレーザ加工により形成したとき、電極を構成する素材の一部が加工クズであるデブリとして、加工面に付着する。デブリは、放電ランプの点灯時などに微粒子となって飛散し、放電容器の内壁に付着し、放電容器の内壁を黒化させる原因となる。そのため、溝の加工後に、デブリの除去を行うための研磨などの加工が必要となり、加工コストが高くなる虞がある。 Then, when the groove having the stepwise side surface is formed by laser processing formed by irradiation of laser light, a part of the material forming the electrode adheres to the processed surface as debris that is a processing scrap. The debris becomes fine particles when the discharge lamp is turned on and scatters and adheres to the inner wall of the discharge container, which causes the inner wall of the discharge container to become black. Therefore, after the groove is processed, it is necessary to perform processing such as polishing for removing debris, which may increase the processing cost.
また、特許文献2に開示される放熱構造を構成する側面に形成された塊部は、電極を構成する材料の一部を溶融して移動することにより形成したものであるので、塊部の表面に電極材料の一部がデブリとなって付着することがある。このようなデブリは、放電ランプの点灯時などに電極表面から微粒子となって飛散し、放電容器の内壁に付着し、放電容器の内壁を黒化させる原因となる。そのため、放熱構造の加工後に、この種のデブリの除去を行うための研磨などの加工が必要なり、加工コストが高くなる虞がある。 Further, since the lump formed on the side surface forming the heat dissipation structure disclosed in Patent Document 2 is formed by melting and moving a part of the material forming the electrode, the surface of the lump is formed. In some cases, a part of the electrode material may be attached as debris. Such debris becomes fine particles from the electrode surface when the discharge lamp is turned on and scatters and adheres to the inner wall of the discharge container, which causes blackening of the inner wall of the discharge container. Therefore, after the heat dissipation structure is processed, a process such as polishing for removing this kind of debris is required, which may increase the processing cost.
そこで、本発明は、放電容器内に配置された電極の温度上昇を抑え、電極の消耗や変形を抑制し、放電容器内壁の黒化が少ない放電ランプを提供することを目的とする。 Therefore, it is an object of the present invention to provide a discharge lamp that suppresses temperature rise of electrodes arranged in a discharge vessel, suppresses wear and deformation of the electrodes, and reduces blackening of the inner wall of the discharge vessel.
上述したような技術課題を達成するために提案される本発明は、放電容器と、所定間隔を隔て先端部を相対向させて前記放電容器内に配置された一対の電極とを備える放電ランプである。この放電ランプを構成する一対の電極の少なくとも一方には、当該電極の周回り方向に沿って一連に連続する放熱用フィンが設けられ、放熱用フィンの頂部の少なくとも一部には、放熱用フィンを構成する素材の少なくとも一部が集積されて延伸部が設けられている。この延伸部は、放熱用フィンの側面に連続して連なる表面を有する。 The present invention proposed to achieve the above-mentioned technical problem is a discharge lamp including a discharge vessel and a pair of electrodes arranged in the discharge vessel with their tip portions facing each other with a predetermined interval. is there. At least one of the pair of electrodes forming the discharge lamp is provided with a heat radiation fin that is continuous in a circumferential direction of the electrode, and at least a part of the top of the heat radiation fin has a heat radiation fin. At least a part of the material constituting the above is integrated to provide the extending portion. The extending portion has a surface that is continuous with the side surface of the heat dissipation fin.
前記延伸部は、放熱用フィンの頂部から当該放熱用フィンが形成された電極の径方向に向かって突出して形成されている。 The extending portion is formed so as to protrude from the top of the heat dissipation fin in the radial direction of the electrode on which the heat dissipation fin is formed.
ここで、前記延伸部は、少なくとも一部が前記電極の前記放熱用フィンが形成されていない周面よりも突出して形成されている。 Here, at least a part of the extending portion is formed so as to protrude from a peripheral surface of the electrode where the heat radiation fin is not formed.
さらに、前記延伸部は、前記放熱用フィンが設けられた電極の周回り方向に沿って円周状に設けられている。 Further, the extending portion is circumferentially provided along the circumferential direction of the electrode provided with the heat radiation fins.
本発明において、前記延伸部の電極軸方向の断面において前記電極軸方向の一方の側に位置する面と他方の側に位置する面とのなす角度(θ1)は、前記放熱用フィンの電極軸方向の断面において前記電極軸方向の一方の側に位置する面と他方の側に位置する面とのなす角度(θ2)よりも大きく形成され、電極軸方向に並列して形成された放熱用フィンの空間を広くしている。 In the present invention, the angle (θ 1 ) formed by the surface located on one side in the electrode axis direction and the surface located on the other side in the cross section of the extending portion in the electrode axial direction is the electrode of the heat dissipation fin. The heat radiation formed in parallel to the electrode axis direction is formed to be larger than the angle (θ 2 ) formed by the surface located on one side in the axial direction of the electrode and the surface located on the other side in the axial direction. The space for the fins is widened.
さらに、前記延伸部は、前記放熱用フィンよりも密度を低くすることが望ましい。 Further, it is desirable that the extending portion has a density lower than that of the heat radiation fin.
本発明において、前記放熱用フィンの前記電極軸方向の一方の側に位置する面と他方の側に位置する面は、一連に連続する面として形成されることが望ましい。 In the present invention, it is desirable that the surface of the heat radiation fin located on one side of the electrode axial direction and the surface located on the other side thereof be formed as a continuous surface.
さらに、前記放熱用フィンの頂部には、延伸部形成面を形成し、前記延伸部形成面上に前記延伸部を形成することが望ましい。 Further, it is preferable that an extension portion forming surface is formed on the top of the heat dissipation fin, and the extension portion is formed on the extension portion forming surface.
本発明は、電極に設けた放熱用フィンの頂部に、放熱用フィンの先端部側を突出させる延伸部を設けたことにより放熱面積を拡大し、電極からの熱放射を一層増加し、電極の温度上昇を抑え、電極の消耗や変形を抑制し、放電ランプの使用寿命の長期化を達成できる。 The present invention expands the heat radiation area by providing the extended portion for projecting the tip side of the heat radiation fin on the top of the heat radiation fin provided on the electrode, further increases the heat radiation from the electrode, The temperature rise can be suppressed, the consumption and deformation of the electrode can be suppressed, and the service life of the discharge lamp can be extended.
放熱用フィンの頂部に設けられる延伸部が電極の周回り方向に沿って円周状に設けられることにより、電極を周回り方向に沿って均等に冷却することができる。 Since the extending portion provided on the top of the heat dissipation fin is provided in a circumferential shape along the circumferential direction of the electrode, the electrode can be cooled uniformly along the circumferential direction.
そして、放熱用フィンの空間を広くすることにより、電極軸方向に互いに隣接する放熱用フィン間の熱の拡散が容易となり、放熱用フィン間に熱が滞留することが抑制され、放熱用フィンによる効率の良い熱放射が実現される。 Further, by widening the space of the heat radiation fins, it becomes easy for heat to diffuse between the heat radiation fins adjacent to each other in the electrode axis direction, and it is possible to suppress heat from staying between the heat radiation fins. Efficient heat radiation is realized.
さらに、延伸部の密度が放熱用フィンの密度より低くされることにより、延伸部の表面積が増大され、一層効率の良い熱放射が実現される。 Furthermore, by making the density of the stretched portion lower than the density of the heat radiation fins, the surface area of the stretched portion is increased, and more efficient heat radiation is realized.
さらにまた、放熱用フィンの各面が一連に連続する面として形成されることにより、点灯時などに放熱用フィンを構成する素材の一部がデブリとなって飛散し放電容器内壁の黒化してしまうことを抑制する。 Furthermore, since each surface of the heat dissipation fin is formed as a continuous surface, a part of the material forming the heat dissipation fin is scattered as debris and blackens the inner wall of the discharge vessel during lighting. Suppress it.
延伸部は、放熱用フィンの頂部に設けられた延伸部形成面上に形成されるので、放熱用フィンとの一体化が図られ、放熱用フィンの放熱効果の一層の向上が実現できる。 Since the extending portion is formed on the extending portion forming surface provided on the top portion of the heat radiating fin, it can be integrated with the heat radiating fin, and the heat radiating effect of the heat radiating fin can be further improved.
さらに、本発明により得られる利点は、以下に説明する本発明を実施するための形態より一層明らかにされる。 Further, the advantages obtained by the present invention will be more apparent than the modes for carrying out the present invention described below.
以下、本発明をショートアーク型の放電ランプに適用した実施の形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a short arc type discharge lamp will be described with reference to the drawings.
本実施の形態に係るショートアーク型の放電ランプ1は、例えば、半導体装置の回路パターンを形成するために用いられる露光装置の光源として用いられるものであって、図1に示すように、耐熱性に優れ光透過性を有する石英ガラスにより形成された放電容器2と、この放電容器2内に配置された陰極3と陽極4とを備える。 The short arc type discharge lamp 1 according to the present embodiment is used, for example, as a light source of an exposure apparatus used for forming a circuit pattern of a semiconductor device, and as shown in FIG. The discharge vessel 2 is made of quartz glass having excellent light transmittance, and the cathode 3 and the anode 4 are disposed in the discharge vessel 2.
放電容器2の相対向する位置には、石英ガラスよりなる第1及び第2の封止管5,6が放電容器2の外方に向かって突出するように、放電容器2と一体に形成されている。これら第1及び第2の封止管5,6は、図1に示すように、互いに中心軸P0を一致させて、放電容器2の外径より小さい外周径を有する円筒状に形成されている。そして、第1及び第2の封止管5,6の端部には、本実施の形態に係る放電ランプ1を露光装置などの外部装置に電気的に接続するとともに機械的に支持するための口金7,8が取り付けられている。 First and second sealing tubes 5 and 6 made of quartz glass are integrally formed with the discharge vessel 2 at opposite positions of the discharge vessel 2 so as to project toward the outside of the discharge vessel 2. ing. As shown in FIG. 1, the first and second sealing tubes 5 and 6 are formed in a cylindrical shape having an outer diameter smaller than the outer diameter of the discharge vessel 2 with their central axes P 0 aligned with each other. There is. At the ends of the first and second sealing tubes 5 and 6, the discharge lamp 1 according to the present embodiment is electrically connected to an external device such as an exposure device and mechanically supported. The bases 7 and 8 are attached.
第1の封止管5には、先端部に陰極3が取り付けられた陰極支持軸9が挿通支持され、第2の封止管6には、先端部に陽極4が取り付けられた陽極支持軸10が挿通支持されている。陰極支持軸9及び陽極支持軸10は、それぞれ中心軸を第1及び第2の封止管5,6の中心軸P0に一致させて支持されている。 A cathode support shaft 9 having a cathode 3 attached to its tip is inserted and supported in the first sealing tube 5, and an anode support shaft having an anode 4 attached to its tip is inserted in the second sealing tube 6. 10 is inserted and supported. The cathode support shaft 9 and the anode support shaft 10 are supported with their central axes aligned with the central axes P 0 of the first and second sealing tubes 5 and 6, respectively.
そして、陰極3は、図1に示すように、この陰極3の中心軸である電極軸P1を陰極支持軸9の中心軸に一致させて取り付けられる。陽極4も同様に、図1に示すように、この陽極4の中心軸である電極軸P2を陽極支持軸10の中心軸に一致させて取り付けられる。したがって、陰極3と陽極4は、図1に示すように、電極軸P1,P2を一致させて同軸とした状態で所定間隔を隔て先端部を相対向させて放電容器2内に位置決め配置される。 Then, as shown in FIG. 1, the cathode 3 is attached with the electrode axis P 1 which is the central axis of the cathode 3 aligned with the central axis of the cathode support shaft 9. Similarly, as shown in FIG. 1, the anode 4 is also attached with the electrode axis P 2 that is the central axis of the anode 4 aligned with the central axis of the anode support shaft 10. Therefore, as shown in FIG. 1, the cathode 3 and the anode 4 are positioned and arranged in the discharge vessel 2 with their tip portions facing each other with a predetermined gap in a state where the electrode axes P 1 and P 2 are coaxial with each other. To be done.
陰極3と陽極4をそれぞれ支持した陰極支持軸9と陽極支持軸10は、第1及び第2の封止管5,6内に配設された導電性を有する金属箔11,12を介して、口金7,8に配設されたリード軸13,14に電気的に接続されている。 The cathode support shaft 9 and the anode support shaft 10, which respectively support the cathode 3 and the anode 4, are connected via conductive metal foils 11 and 12 arranged in the first and second sealing tubes 5 and 6, respectively. , Are electrically connected to lead shafts 13 and 14 disposed on the bases 7 and 8.
また、第1及び第2の封止管5,6は、図示しないが、これら封止管5,6内に収納配置された封着用のガラス材に熱溶融されて溶着されることにより封止され、放電容器2内に構成される放電空間DSを封止する。放電容器2内の封止された放電空間DSには、水銀及びキセノン、アルゴン等の希ガスが封入される。 Although not shown, the first and second sealing pipes 5 and 6 are sealed by being melted by heat fusion with a glass material for sealing which is housed and arranged in these sealing pipes 5 and 6. The discharge space DS formed in the discharge vessel 2 is sealed. The sealed discharge space DS in the discharge vessel 2 is filled with mercury and a rare gas such as xenon and argon.
ショートアーク型の放電ランプ1は、リード軸13,14、金属箔11,12、陰極支持軸9、陽極支持軸10を介して、電気的に絶縁状態にある陰極3と陽極4との間に高電圧が印加されると、陰極3と陽極4との間にアーク放電を発生させ、陰極3と陽極4が昇温される。 The short arc type discharge lamp 1 includes a cathode 3 and an anode 4 which are electrically insulated from each other via lead shafts 13 and 14, metal foils 11 and 12, a cathode support shaft 9 and an anode support shaft 10. When a high voltage is applied, arc discharge is generated between the cathode 3 and the anode 4, and the cathode 3 and the anode 4 are heated.
本実施の形態に係る放電ランプ1に用いられる陰極3は、高融点金属材料であるタングステン又はタングステンを主成分とする合金を用いて形成されている。タングステンの焼結体からなる陰極3は、基端部側に陰極支持軸9への取付部側となる陰極胴体部15が形成され、先端部側に電子の放出部側となる陰極縮径部16が形成されている。 The cathode 3 used in the discharge lamp 1 according to the present embodiment is formed by using a refractory metal material such as tungsten or an alloy containing tungsten as a main component. The cathode 3 made of a sintered body of tungsten has a cathode body portion 15 which is a mounting portion side of the cathode support shaft 9 on the base end side and a cathode reduced diameter portion which is an electron emitting portion side on the tip end side. 16 are formed.
陰極胴体部15は、基端部側から先端部側に亘って外周径を一定とする円柱状に形成されている。陰極胴体部15の基端部側には、支持軸嵌合孔17が形成されている。 The cathode body portion 15 is formed in a cylindrical shape having a constant outer diameter from the base end side to the tip end side. A support shaft fitting hole 17 is formed on the base end side of the cathode body 15.
陰極3は、支持軸嵌合孔17を陰極支持軸9の先端部に嵌合することにより、陰極支持軸9に電気的に接続され機械的に固定支持される。陰極3は、中心軸を電極軸P1に一致させて形成した支持軸嵌合孔17を陰極支持軸9に嵌合して取り付けられるので、図1に示すように、電極軸P1を陰極支持軸9の中心軸及び第1の封止管5の中心軸P0に一致させて放電容器2内に配置される。 The cathode 3 is electrically connected to the cathode support shaft 9 and mechanically fixedly supported by fitting the support shaft fitting hole 17 into the tip end portion of the cathode support shaft 9. Since the cathode 3 is attached by fitting the support shaft fitting hole 17 formed so that the central axis thereof coincides with the electrode shaft P 1 with the cathode supporting shaft 9, the electrode shaft P 1 is attached to the cathode 3 as shown in FIG. It is arranged in the discharge vessel 2 so as to be aligned with the central axis of the support shaft 9 and the central axis P 0 of the first sealing tube 5.
陰極縮径部16は、陰極胴体部15への連設部となる基端部側から電子の放出部となる先端部側に向かって徐々に縮径する略円錐形状に形成されている。陰極縮径部16の先端部側は、集中して安定した電子放出を実現するため、先鋭化するように形成されている。なお、本実施の形態では、陰極縮径部16の先端部は、アーク放電の集中による過剰な昇温による消耗を防止するため、先鋭な先端部の一部を切り欠くようにして一定の面積を有する円形の先端面18が形成されている。 The cathode reduced diameter portion 16 is formed in a substantially conical shape in which the diameter is gradually reduced from the base end portion side that is a continuous portion to the cathode body portion 15 toward the tip end portion side that is an electron emission portion. The tip end side of the cathode reduced diameter portion 16 is formed to be sharpened in order to realize concentrated and stable electron emission. In the present embodiment, the tip portion of the cathode reduced diameter portion 16 has a certain area by cutting out a part of the sharp tip portion in order to prevent wear due to excessive temperature rise due to concentration of arc discharge. A circular tip surface 18 having a is formed.
一方、本実施の形態に用いられる陽極4は、高融点金属材料であるタングステン又はタングステンを主成分とする合金より形成される。タングステンの焼結体からなる陽極4は、図2、図3に示すように、基端部側に陽極支持軸10への取付部側となる陽極胴体部21と、先端部側に陰極3の陰極縮径部16と対向する陽極縮径部22とを備える。 On the other hand, the anode 4 used in the present embodiment is formed of tungsten which is a refractory metal material or an alloy whose main component is tungsten. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the anode 4 made of a sintered body of tungsten has an anode body portion 21 which is a mounting portion side to the anode support shaft 10 on the base end side and a cathode 3 on the tip end side. The cathode reduced diameter portion 16 and the anode reduced diameter portion 22 facing each other are provided.
陽極胴体部21は、基端部側から先端部側に亘って外周径を一定とする円柱状に形成されている。 The anode body portion 21 is formed in a cylindrical shape having a constant outer peripheral diameter from the base end side to the tip end side.
陽極縮径部22は、胴体部21に連続する基端部側から先端部側に向かって徐々に縮径した円錐形状を構成するように形成されている。陽極縮径部22の先端部には、円形の先端面23が形成されている。この先端面23は、電極軸P2を中心にした同心円状の円形に形成されている。また、陽極4の先端面23は、陰極3側の放電面となる先端面18との間でアーク放電を発生させる放電面を構成する。 The anode reduced diameter portion 22 is formed so as to form a conical shape in which the diameter is gradually reduced from the base end portion side that is continuous with the body portion 21 toward the tip end portion side. A circular tip surface 23 is formed at the tip of the anode reduced diameter portion 22. The tip surface 23 is formed in a concentric circle centered on the electrode axis P 2 . Further, the front end surface 23 of the anode 4 constitutes a discharge surface for generating an arc discharge with the front end surface 18 serving as the discharge surface on the cathode 3 side.
そして、陽極胴体部21の基端部側には、支持軸嵌合孔24が穿設されている。支持軸嵌合孔24は、中心軸を陽極4の電極軸P2に一致させて陽極胴体部21の基端部側から先端部側の中途部に亘って穿設されている。陽極4は、支持軸嵌合孔24を陽極支持軸10の先端部に嵌合することにより、陽極支持軸10に電気的に接続され機械的に固定支持される。このとき、陽極4は、中心軸を電極軸P2に一致させて形成した支持軸嵌合孔24を陽極支持軸10に嵌合して取り付けられるので、図1に示すように、電極軸P2を陽極支持軸10の中心軸及び第2の封止管6の中心軸P0に一致させて放電容器2内に配置される。 A support shaft fitting hole 24 is formed on the base end side of the anode body 21. The support shaft fitting hole 24 is bored from the base end side of the anode body 21 to the middle part of the tip end with the center axis thereof aligned with the electrode axis P 2 of the anode 4. The anode 4 is electrically connected to the anode support shaft 10 and mechanically fixedly supported by fitting the support shaft fitting hole 24 into the tip end portion of the anode support shaft 10. At this time, the anode 4 is attached by fitting the support shaft fitting hole 24 formed so that the central axis thereof coincides with the electrode shaft P 2 with the anode supporting shaft 10, so that as shown in FIG. 2 is arranged in the discharge vessel 2 with the center axis of the anode support shaft 10 and the center axis P 0 of the second sealing tube 6 aligned.
上述したように、陰極3と陽極4は、互いの中心軸P0を一致させて放電容器2に形成した第1及び第2の封止管5,6にそれぞれ中心軸を一致させて取り付けた陰極支持軸9と陽極支持軸10の中心軸にそれぞれ電極軸P1,P2を一致させて支持されることにより、互いに電極軸P1,P2が一致されて放電容器2内に配置されている(図1参照)。 As described above, the cathode 3 and the anode 4 are attached respectively to match the central axis in the first and second sealing tube 5, 6 formed in the discharge vessel 2 by matching the central axis P 0 of each other by being supported respectively to match the electrode axis P 1, P 2 to the central axis of the cathode support shaft 9 and the anode support shaft 10, is arranged in the discharge vessel 2 is coincident electrode axis P 1, P 2 from each other (See FIG. 1).
そして、陰極3と陽極4は、陰極支持軸9と陽極支持軸10が第1及び第2の封止管5,6に固定支持されたとき、陰極3の先端面18と陽極4の先端面23との間で構成される電極間距離Dが一定距離を維持するように位置決めされる。 The cathode 3 and the anode 4 have a tip surface 18 of the cathode 3 and a tip surface of the anode 4 when the cathode support shaft 9 and the anode support shaft 10 are fixedly supported by the first and second sealing tubes 5 and 6. It is positioned so that the inter-electrode distance D formed with 23 is maintained at a constant distance.
ところで、ショートアーク型の放電ランプ1に用いられる陽極4は、放電ランプ1が点灯状態にあるとき、陰極3からの電子が衝突して陰極3以上に昇温される。そこで、陽極4は、図1に示すように、熱容量を大きくし、過剰な昇温を抑えるため、陰極3に比し十分に大きな体積を有する大型に形成されている。 By the way, the anode 4 used in the short arc type discharge lamp 1 is heated to a temperature higher than that of the cathode 3 due to collision of electrons from the cathode 3 when the discharge lamp 1 is in a lighting state. Therefore, as shown in FIG. 1, the anode 4 is formed in a large size having a volume sufficiently larger than that of the cathode 3 in order to increase the heat capacity and suppress an excessive temperature rise.
そして、本実施の形態に係る放電ランプ1に用いられる陽極4には、この陽極4から放出される熱量の増大を図り過剰な昇温を防止するため、放熱機構31が設けられている。本実施の形態において、放熱機構31は、図2、図3に示すように、円柱状をなす陽極胴体部21の周面(外周面)に設けられている。この放熱機構31は、図2、図3に示すように、陽極胴体部21の周面(外周面)に形成された複数の放熱用フィン32を備え、この放熱用フィン32の先端側の頂部33に延伸部34を設けている。本実施の形態において、延伸部34は、図4に示すように、放熱用フィン32と一体に形成されている。 The anode 4 used in the discharge lamp 1 according to the present embodiment is provided with a heat dissipation mechanism 31 in order to increase the amount of heat emitted from the anode 4 and prevent an excessive temperature rise. In the present embodiment, the heat dissipation mechanism 31 is provided on the peripheral surface (outer peripheral surface) of the columnar anode body portion 21, as shown in FIGS. As shown in FIGS. 2 and 3, the heat dissipation mechanism 31 includes a plurality of heat dissipation fins 32 formed on the peripheral surface (outer peripheral surface) of the anode body 21, and the heat dissipation fins 32 have a top end on the tip side. An extension portion 34 is provided at 33. In the present embodiment, the extending portion 34 is formed integrally with the heat radiation fin 32, as shown in FIG.
放熱機構31を構成する複数の放熱用フィン32は、陽極胴体部21の周面に、陽極4の電極軸P2を中心として、陽極4の周回り方向に一連に連続する円周状に形成され、図2及び図3に示すように、電極軸P2の軸方向に多段に形成されている。各放熱用フィン32は、断面形状を図4に示すように、陽極胴体部21の電極軸P2側に位置する基端部側から先端部側に向かって幅狭となるように形成されている。これら放熱用フィン32を幅狭とされた頂部33の先端部には、一定の幅で一定の面積を有する平坦な延伸部形成面35が設けられている。この延伸部形成面35には、陽極胴体部21の径方向に向かって突出するに延伸部34が形成されている。この延伸部34は、図4に示すように、延伸部形成面35側から先端側に向かって先鋭化するように形成されている。 The plurality of heat dissipating fins 32 forming the heat dissipating mechanism 31 are formed on the peripheral surface of the anode body 21 in a circumferential shape that is continuous in the circumferential direction of the anode 4 about the electrode axis P 2 of the anode 4. As shown in FIGS. 2 and 3, the electrode shaft P 2 is formed in multiple stages in the axial direction. As shown in FIG. 4, each of the heat radiation fins 32 is formed so as to become narrower from the base end side located on the electrode axis P 2 side of the anode body 21 toward the tip end side. There is. A flat extending portion forming surface 35 having a constant width and a constant area is provided at the tip of the top portion 33 in which the heat radiation fins 32 are narrowed. On the extended portion forming surface 35, an extended portion 34 is formed so as to protrude in the radial direction of the anode body portion 21. As shown in FIG. 4, the extending portion 34 is formed so as to be sharpened from the extending portion forming surface 35 side toward the tip side.
ここで、放熱用フィン32と放熱用フィン32の頂部33に形成される延伸部34は、陽極胴体部21の周面にレーザ加工を施すことによって形成される。これら放熱用フィン32及び延伸部34を形成するレーザ加工は、タングステンの焼結体からなる陽極4を電極軸P2を中心に回転しながら陽極胴体部21の周面にレーザ光源から出射されるレーザ光Lを照射する。このとき、レーザ光のパワー面積密度と照射時間を制御しながら陽極胴体部21の周面に照射し、図4、図5に示すように、陽極4を構成する素材であるタングステンの一部が溶融される。陽極4の一部を溶融して形成される複数の放熱用フィン32は、図4に示すように、電極軸P2の方向に一定間隔を隔て離散的に形成される。ここで形成される放熱用フィン32は、電極軸P2側に位置する基端部側から先端部側に向かって幅狭とされ、頂部33側の先端部に、陽極胴体部21の周面の一部により構成された延伸部形成面35を有する。 Here, the heat radiation fins 32 and the extending portions 34 formed on the top portions 33 of the heat radiation fins 32 are formed by performing laser processing on the peripheral surface of the anode body portion 21. The laser processing for forming the fins 32 for heat dissipation and the extension portion 34 is emitted from the laser light source to the peripheral surface of the anode body portion 21 while rotating the anode 4 made of a sintered body of tungsten about the electrode axis P 2. The laser light L is irradiated. At this time, while irradiating the peripheral surface of the anode body portion 21 while controlling the power area density of the laser light and the irradiation time, as shown in FIGS. 4 and 5, a part of the tungsten which is the material forming the anode 4 is To be melted. As shown in FIG. 4, the plurality of heat radiation fins 32 formed by melting a part of the anode 4 are discretely formed at regular intervals in the direction of the electrode axis P 2 . The heat dissipation fin 32 formed here is narrowed from the base end side located on the electrode axis P 2 side toward the tip end side, and the peripheral surface of the anode body portion 21 is provided at the tip end on the top 33 side. Has a stretched portion forming surface 35 formed by a part of the.
なお、陽極胴体部21の周面は、レーザ加工の精度を高めるため、切削や研磨などの加工を施し平滑な面としてあってもよい。 The peripheral surface of the anode body portion 21 may be subjected to processing such as cutting or polishing so as to have a smooth surface in order to improve the accuracy of laser processing.
ところで、陽極胴体部21の周面にレーザ光を照射して放熱用フィン32を形成するとき、放熱用フィン32を構成する素材の一部を溶融し蒸発する。この溶融し蒸発された放熱用フィン32を構成する素材の一部は、放熱用フィン32の先端部側の延伸部形成面35上に集積し、延伸部34を形成する。 By the way, when the heat radiation fin 32 is formed by irradiating the circumferential surface of the anode body 21 with the laser light, a part of the material forming the heat radiation fin 32 is melted and evaporated. A part of the melted and evaporated material forming the heat dissipation fin 32 is accumulated on the extension part forming surface 35 on the tip end side of the heat dissipation fin 32 to form the extension part 34.
なお、本実施の形態において、放熱用フィン32は、陽極4の一部を溶融して形成されてなるものであり、延伸部34を構成する放熱用フィン32を構成する素材の一部は、陽極4を構成する素材の一部でもある。 In the present embodiment, the heat dissipation fin 32 is formed by melting a part of the anode 4, and a part of the material forming the heat dissipation fin 32 forming the extending portion 34 is It is also a part of the material forming the anode 4.
そして、レーザ光の照射により溶融し蒸発した放熱用フィン32を構成する素材の一部は、一定の幅で一定の面積を有する平坦な延伸部形成面35上に順次移動して集積していくことにより、図5に示すように、放熱用フィン32が形成された電極である陽極4の径方向に向かって突出する延伸部34を形成する。この延伸部34は、電極軸P2方向の断面形状が延伸部形成面35側から先端側に向かって先鋭化して形成される。 Then, a part of the material constituting the heat radiation fins 32 which is melted and evaporated by the irradiation of the laser light is sequentially moved and accumulated on the flat extending portion forming surface 35 having a certain width and a certain area. As a result, as shown in FIG. 5, the extending portion 34 protruding in the radial direction of the anode 4, which is the electrode on which the heat radiation fin 32 is formed, is formed. The extending portion 34 is formed such that the sectional shape in the electrode axis P 2 direction is sharpened from the extending portion forming surface 35 side toward the tip side.
ここで、延伸部34を構成する溶融し蒸発した陽極4を構成する素材であるタングステンの一部は微粒子となって延伸部形成面35上に順次集積することにより、放熱用フィン32と一体化し、放熱用フィン32に連続するように形成される。 Here, a part of the tungsten, which is the material that constitutes the melted and evaporated anode 4 that constitutes the stretched portion 34, becomes fine particles and is sequentially accumulated on the stretched portion forming surface 35 to be integrated with the heat radiation fin 32. , Is formed so as to be continuous with the heat radiation fin 32.
なお、溶融し蒸発したタングステンの微粒子を延伸部形成面35上に確実に集積させるために、延伸部形成面35の電極軸P2方向の幅W1は、図5に示すように、15μm以上を有することが望ましく、延伸部形成面35上に集積されるタングステンの微粒子の確実な一体化を実現するため、50μm以下であることが望ましい。 In order to surely accumulate the melted and evaporated tungsten fine particles on the stretched portion forming surface 35, the width W 1 of the stretched portion forming surface 35 in the electrode axis P 2 direction is 15 μm or more as shown in FIG. Is desirable, and in order to realize reliable integration of the tungsten fine particles accumulated on the stretched portion forming surface 35, it is desirably 50 μm or less.
本実施の形態において、放熱用フィン32の電極軸P2方向の断面において電極軸P2方向の一方の側に位置する側面32aと他方の側に位置する側面32bは、図5に示すように、連続した表面となるように形成されている。すなわち、放熱用フィン32の陽極胴体部21の外周に円周状に連続して相対向する側面32a,32bは、溶融し蒸発した陽極4を構成する素材の一部がデブリとなって付着するなどして突起部を形成することなく一連に連続した平滑な面として形成されている。 In this embodiment, the side surface 32b that flank 32a and the other side of which is located on one side of the electrode axis P 2 direction in the electrode axis P 2 direction of the cross-section of the radiation fins 32, as shown in FIG. 5 , So as to form a continuous surface. That is, on the side surfaces 32a and 32b that continuously and circumferentially face each other on the outer circumference of the anode body portion 21 of the heat dissipation fin 32, a part of the material of the melted and vaporized anode 4 is attached as debris. As a result, a continuous smooth surface is formed without forming protrusions.
ここで、陽極胴体部21に照射されるレーザ光のパワー面積密度と照射時間を制御することにより、溶融し蒸発した陽極4を構成する素材の一部を放熱用フィン32の側面32a,32bに付着させることなく一連に連続した平滑な面として形成することができる。 Here, by controlling the power area density and the irradiation time of the laser light with which the anode body portion 21 is irradiated, a part of the material that constitutes the melted and evaporated anode 4 is deposited on the side surfaces 32 a and 32 b of the heat radiation fin 32. It can be formed as a continuous smooth surface without adhering.
そして、延伸部34は、陽極4を構成する素材であるタングステンが微粒子となって集積して形成されるので、表面に微小突起などを生じさせない平坦な面を有する突起として形成される。そのため、放熱用フィン32の各側面32a,32bに連続する延伸部34の電極軸P2方向の一方の側に位置する側面34aと他方の側に位置する側面34bは、図5に示すように、放熱用フィン32の各側面32a,32bと一連に連続した平坦な面を構成する。このように放熱用フィン32の各側面32a,32bと連続して連なった面で構成された延伸部34は、放熱用フィン32と一体化し、点灯時などに放熱用フィン32から飛散し放電容器内壁の黒化してしまうことを抑制する。 Further, since the stretched portion 34 is formed by accumulating tungsten, which is a material forming the anode 4, in the form of fine particles, the stretched portion 34 is formed as a protrusion having a flat surface that does not cause minute protrusions on the surface. Therefore, the side surface 34a located on one side in the electrode axis P 2 direction and the side surface 34b located on the other side of the extending portion 34 continuous with the side surfaces 32a, 32b of the heat dissipation fin 32 are, as shown in FIG. , A flat surface that is continuous with the side surfaces 32a and 32b of the heat dissipation fin 32. The extending portion 34, which is formed by a surface continuously connected to the side surfaces 32a and 32b of the heat dissipation fin 32 as described above, is integrated with the heat dissipation fin 32 and scatters from the heat dissipation fin 32 during lighting, etc. Suppress blackening of the inner wall.
なお、陽極胴体部21に照射されるレーザ光のパワー面積密度と照射時間を制御することにより、陽極4から溶融し蒸発する素材量を制御し、延伸部形成面35上に集積される素材量を制御することができる。溶融し蒸発する素材量を制御することにより、延伸部形成面35上に形成される延伸部34を所望の大きさで形成することができる。 The amount of material that is melted and evaporated from the anode 4 is controlled by controlling the power area density and the irradiation time of the laser light that is applied to the anode body portion 21, and the amount of material that is accumulated on the stretched portion forming surface 35 is controlled. Can be controlled. By controlling the amount of material that melts and evaporates, the stretched portion 34 formed on the stretched portion forming surface 35 can be formed in a desired size.
また、レーザ加工により形成される延伸部34は、放熱用フィン32の形成とほぼ同時に形成することができるので、形成も容易である。 Further, since the extended portion 34 formed by laser processing can be formed almost simultaneously with the formation of the heat radiation fin 32, it can be formed easily.
このように、放熱用フィン32の頂部33における延伸部形成面35上に延伸部34が突設されることにより、放熱用フィン32を含む放熱機構31の表面積を拡大し、陽極4からの熱放射を向上する。 As described above, the extension portion 34 is provided so as to project on the extension portion forming surface 35 of the top portion 33 of the heat dissipation fin 32, so that the surface area of the heat dissipation mechanism 31 including the heat dissipation fin 32 is increased and the heat from the anode 4 is increased. Improve radiation.
本実施の形態において、延伸部34が形成される放熱用フィン32の延伸部形成面35は、陽極胴体部21の周面の一部で構成されている。そのため、延伸部形成面35上に溶融し蒸発した陽極4を構成する素材の一部が集積されて形成される延伸部34の少なくとも先端側の一部は、図4に示すように、放熱用フィン32が形成されない陽極胴体部21の周面21aからさらに陽極4の径方向に突出して形成される。 In the present embodiment, the extended portion forming surface 35 of the heat dissipation fin 32 on which the extended portion 34 is formed is formed of a part of the peripheral surface of the anode body portion 21. Therefore, as shown in FIG. 4, at least a part on the tip side of the extending portion 34 formed by accumulating a part of the material constituting the anode 4 which has been melted and evaporated on the extending portion forming surface 35 is for heat dissipation. The fins 32 are formed so as to further project in the radial direction of the anode 4 from the peripheral surface 21a of the anode body portion 21 on which the fins 32 are not formed.
放熱用フィン32の頂部33から突出して形成された延伸部34は、放電容器2内に封入されたガスの対流に接触しあるいは接近するため、延伸部34が形成された放熱用フィン32の一層効率の良い熱交換を図り、点灯時に昇温する陽極4の温度上昇を抑制できる。
そして、延伸部34は、図4に示すようにその先端部が陽極胴体部21の放熱用フィン32が形成されていない面である陽極胴体部21の周面21aからさらに陽極4の径方向に突出することにより、放電容器2内に封入されたガスの対流とのさらなる接触あるいは接近が図れ、さらに効率の良い熱交換が実現できる。
The extended portion 34 formed so as to project from the top portion 33 of the heat dissipation fin 32 comes into contact with or approaches the convection of the gas enclosed in the discharge vessel 2, and therefore, the extended portion of the heat dissipation fin 32 in which the extended portion 34 is formed is further formed. Efficient heat exchange can be achieved, and the temperature rise of the anode 4 which rises during lighting can be suppressed.
Then, as shown in FIG. 4, the extending portion 34 has a tip end portion in a radial direction of the anode 4 from the peripheral surface 21 a of the anode body portion 21 which is a surface where the heat radiation fins 32 of the anode body portion 21 are not formed. By projecting, it is possible to further contact or approach the convection of the gas sealed in the discharge vessel 2, and it is possible to realize more efficient heat exchange.
本実施の形態において、延伸部34は、陽極4の周回り方向に一連に連続する円周状に形成された放熱用フィン32の頂部33に設けられた延伸部形成面35に溶融し蒸発した放熱用フィン32を構成する素材の一部を集積して形成されるので、放熱用フィン32が設けられた陽極4の周回り方向に一連に連続する円周状に形成される。延伸部34が、陽極4の周回り方向に一連に連続する円周状に形成されることにより、冷却むらをなくし陽極4を周回り方向に沿って均等に冷却することができる。 In the present embodiment, the extended portion 34 is melted and evaporated on the extended portion forming surface 35 provided on the top portion 33 of the heat dissipation fin 32 formed in a circumferential shape that is continuous in the circumferential direction of the anode 4. Since the heat dissipation fins 32 are formed by integrating a part of the material, the heat dissipation fins 32 are formed in a continuous circumferential shape in the circumferential direction of the anode 4 provided with the heat dissipation fins 32. By forming the extending portion 34 in a circumferential shape that is continuous in a circumferential direction of the anode 4, it is possible to uniformly cool the anode 4 in the circumferential direction without uneven cooling.
本実施の形態において、延伸部34は、放熱用フィン32よりも密度が低く形成されている。すなわち、延伸部34は、放熱用フィン32が形成された陽極胴体部21を構成する素材の一部を溶融したタングステンの微粒子を集積して形成されるので、内部から表面に亘って微小な空孔が形成される。そのため、延伸部34は、タングステンの焼結体として形成されている陽極胴体部21の一部により構成される放熱用フィン32より密度が低い。したがって、放熱用フィン32の頂部33に設けられた延伸部形成面35と延伸部34との間の境界において、密度に変化が生じている。そして、多数の微小な空孔が形成され放熱用フィン32に比し密度が低下された延伸部34は、その表面積を増加し、一層効率の良い熱放射を図ることができる。 In the present embodiment, the extension portion 34 is formed to have a lower density than the heat radiation fin 32. That is, since the extending portion 34 is formed by accumulating fine particles of tungsten obtained by melting a part of the material forming the anode body portion 21 on which the heat dissipation fins 32 are formed, a minute void is formed from the inside to the surface. A hole is formed. Therefore, the extension portion 34 has a lower density than the heat radiation fin 32 configured by a part of the anode body portion 21 formed as a sintered body of tungsten. Therefore, the density is changed at the boundary between the extended portion forming surface 35 and the extended portion 34 provided on the top portion 33 of the heat dissipation fin 32. The extended portion 34, which has a large number of minute holes and has a lower density than the fins 32 for heat dissipation, has an increased surface area and can radiate heat more efficiently.
また、本実施の形態において、図5に示すように、延伸部34の表面を構成する電極軸P2方向の一方の側に位置する側面34aと他方の側に位置する側面34bとがなす角度θ1は、放熱用フィン32の電極軸P2方向の一方の側に位置する側面32aと他方の側に位置する側面32bとのなす角度θ2よりも大きく形成され、図4、図5に示すように、電極軸P2方向に並列して形成された放熱用フィン32の空間Sを広くしている。 In addition, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, an angle formed by a side surface 34 a located on one side in the electrode axis P 2 direction and a side surface 34 b located on the other side, which constitutes the surface of the extending portion 34, is formed. θ 1 is formed to be larger than the angle θ 2 formed between the side surface 32 a located on one side of the heat dissipation fin 32 in the electrode axis P 2 direction and the side surface 32 b located on the other side thereof. As shown, the space S of the heat radiation fins 32 formed in parallel in the direction of the electrode axis P 2 is widened.
このように、複数の円周状をなす放熱用フィン32間の空間Sが広くされることにより、放熱用フィン32間の熱の拡散が容易となり、放熱用フィン32間に熱が滞留することが抑制され、放熱用フィン32による効率の良い熱放射が実現される。 In this way, the space S between the plurality of circumferential fins 32 for heat dissipation is widened, so that the heat can be easily diffused between the fins 32 for heat dissipation and the heat can stay between the fins 32 for heat dissipation. Is suppressed, and efficient heat radiation by the heat radiation fins 32 is realized.
ところで、相対向する側面34a,34bがなす角度θ1を放熱用フィン32の相対向する側面32a,32bがなす角度θ2より大きくした延伸部34は、この延伸部34を形成した後、陽極4に熱処理を施し、この延伸部34に含まれる不純物や不純ガスを追い出し収縮することにより形成することができる。不純物や不純ガスが抜けた延伸部34は、機械的な強度が向上し、異物に衝突するなどして容易に損傷するようなことを抑制できる。 By the way, the extending portion 34 in which the angle θ 1 formed by the facing side surfaces 34 a, 34 b is larger than the angle θ 2 formed by the facing side surfaces 32 a, 32 b of the heat dissipation fin 32 is formed by forming the extending portion 34, and 4 can be formed by subjecting 4 to a heat treatment to expel impurities and impure gas contained in the stretched portion 34 to cause shrinkage. The stretched portion 34 from which impurities and impure gas have escaped has improved mechanical strength and can be prevented from being easily damaged by collision with foreign matter.
上述した実施の形態では、放熱用フィン32の表面を構成する各側面32a,32bと延伸部34の表面を構成する各側面34a,34bは、平坦な面として形成されているが、図6に示すように連続して湾曲する曲面として形成されたものであってもよい。 In the above-described embodiment, the side surfaces 32a and 32b forming the surface of the heat dissipation fin 32 and the side surfaces 34a and 34b forming the surface of the extending portion 34 are formed as flat surfaces. It may be formed as a curved surface that continuously curves as shown.
上述した実施の形態では、放熱用フィン32は、陽極胴体部21の周面に、陽極4の電極軸P2を中心として、陽極4の周回り方向に一連に連続する円周状とされ、図2及び図3に示すように、電極軸P2の軸方向に多段に形成されているが、陽極4の周回り方向に螺旋状に連続して形成したものであってもよい。放熱用フィン32を螺旋状に形成することにより、放熱用フィン32の頂部33に形成される延伸部34も陽極4の周回り方向に螺旋状に形成される。 In the above-described embodiment, the heat dissipation fins 32 have a circumferential shape that is continuous in the circumferential direction of the anode 4 around the electrode axis P 2 of the anode 4 on the circumferential surface of the anode body portion 21, As shown in FIGS. 2 and 3, the electrodes are formed in multiple stages in the axial direction of the electrode axis P 2 , but may be continuously formed in a spiral shape in the circumferential direction of the anode 4. By forming the heat radiation fin 32 in a spiral shape, the extending portion 34 formed on the top portion 33 of the heat radiation fin 32 is also formed in a spiral shape in the circumferential direction of the anode 4.
また、上述した実施の形態では、複数の放熱用フィン32の頂部33に延伸部34を形成した放熱機構31を陽極胴体部21にのみ形成しているが、さらに、陽極縮径部22にも形成するようにしてもよい。陽極縮径部22に形成することにより、一層放熱効果を高めることができる。 Further, in the above-described embodiment, the heat radiation mechanism 31 in which the extending portions 34 are formed on the top portions 33 of the plurality of heat radiation fins 32 is formed only on the anode body portion 21, but also on the anode reduced diameter portion 22. It may be formed. By forming the anode reduced diameter portion 22, the heat dissipation effect can be further enhanced.
ショートアーク型の放電ランプにおいて、上述した放電機構31は、陰極3又は陽極4のいずれに設けたものであってもよい。さらには、陰極3及び陽極4の双方に設けるようにしてもよい。 In the short arc type discharge lamp, the discharge mechanism 31 described above may be provided on either the cathode 3 or the anode 4. Further, it may be provided on both the cathode 3 and the anode 4.
上述した実施の形態では、電極の全体をタングステン合金により一体に形成した陽極を用いた例を挙げて説明したが、本発明は、上述したような一体型の電極を用いる放電ランプに限られるものではなく、例えばそれぞれ独立して形成した陽極胴体部と陽極縮径部とを固相接合などして一体化した接合型の電極を用いた放電ランプに適用したものであってもよい。このように、陽極胴体部と陽極縮径部を独立して形成することにより、それぞれの特性に要求される材料を用いることができる。例えば、陰極からの電子流が入射され加熱が著しい陽極縮径部を高融点材料、例えば純タングステンにより形成し、陽極胴体部を熱伝導性に優れた材料、例えばタングステンにレニウム等を含有したタングステン合金や窒化アルミ、カーボン素材、タングステンに比べて軽量なモリブデンまたはモリブデンを主成分とする合金により形成する。 In the above-mentioned embodiment, the example in which the anode in which the entire electrode is integrally formed of the tungsten alloy is used is described, but the present invention is limited to the discharge lamp using the integrated electrode as described above. Instead of this, for example, it may be applied to a discharge lamp using a junction type electrode in which an anode body portion and an anode reduced diameter portion, which are independently formed, are integrated by solid-phase joining or the like. By forming the anode body portion and the anode reduced diameter portion independently in this way, it is possible to use materials required for their respective characteristics. For example, the reduced diameter portion of the anode, which is remarkably heated by the incidence of electron flow from the cathode, is formed of a high melting point material, for example, pure tungsten, and the anode body portion is made of a material having excellent thermal conductivity, for example, tungsten containing rhenium in tungsten. It is formed of an alloy, aluminum nitride, a carbon material, or molybdenum or an alloy containing molybdenum as a main component, which is lighter than tungsten.
上述したように、本実施の形態では、タングステン又はタングステンを主成分とする合金より形成された電極である陽極4にレーザ加工を施すことによって放熱用フィン32を形成する際に作り出される溶融した電極素材の一部を積極的に利用して放熱用フィン32と一体となってこの放熱用フィン32の表面積を拡大する延伸部34を形成するようにしているので、放熱用フィン32を形成する際に発生するデブリとなる電極素材を除去する必要性をなくすことができる。そのため、放熱用フィン32を加工した後に施す研磨加工などの追加工を簡略化することができ、電極の加工工程を簡素化でき、ひいては放電ランプの製造が容易となる。 As described above, in the present embodiment, the melted electrode created when the heat dissipation fin 32 is formed by performing laser processing on the anode 4 which is an electrode formed of tungsten or an alloy containing tungsten as a main component. Since a part of the material is positively used to form the extending portion 34 which is integrated with the heat dissipation fin 32 and enlarges the surface area of the heat dissipation fin 32, when the heat dissipation fin 32 is formed. It is possible to eliminate the need to remove the electrode material that becomes debris generated in the electrode. Therefore, it is possible to simplify additional processing such as polishing processing performed after processing the heat dissipation fins 32, simplify the electrode processing steps, and eventually manufacture the discharge lamp.
なお、本発明は、上述した実施の形態に特定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜選択可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately selected without changing the gist of the present invention.
1 放電ランプ、2 放電容器、3 陰極、4 陽極、21 陽極胴体部、31 放熱機構、32 放熱用フィン、33 放熱用フィンの頂部、34 延伸部、35 延伸部形成面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 discharge lamp, 2 discharge vessel, 3 cathode, 4 anode, 21 anode body part, 31 radiating mechanism, 32 radiating fin, 33 top part of radiating fin, 34 extended part, 35 extended part forming surface
Claims (2)
前記放電容器内に構成される放電空間と、
所定間隔を隔て先端部を相対向させて前記放電容器内に構成された前記放電空間内に配置された一対の電極とを備え、
前記一対の電極の少なくとも一方には、当該電極の周回り方向に沿って一連に連続する放熱用フィンが設けられ、
前記放熱用フィンの頂部には、電極軸方向の幅が15μm以上50μm以下の延伸部形成面が形成され、前記延伸部形成面上の少なくとも一部には、前記放熱用フィンを構成する素材の少なくとも一部が集積されてなり、前記放熱用フィンの側面に連続して連なった表面を有する前記放熱用フィンと一体化した延伸部が設けられ、
前記延伸部は、前記放熱用フィンの頂部から当該放熱用フィンが形成された電極の径方向に向かって、前記電極の前記放熱用フィンが形成されていない周面よりも突出していることを特徴とする放電ランプ。 A discharge vessel,
A discharge space configured in the discharge vessel,
A pair of electrodes arranged in the discharge space formed in the discharge vessel with the tip portions facing each other at a predetermined interval;
At least one of the pair of electrodes is provided with a fin for heat dissipation that is continuous in series along the circumferential direction of the electrode,
An extension portion forming surface having a width in the electrode axial direction of 15 μm or more and 50 μm or less is formed on the top of the heat dissipation fin, and at least a part of the extension portion forming surface is made of a material forming the heat dissipation fin. At least a part of the fins is integrated, and an extending portion that is integrated with the heat-dissipating fin and has a surface that is continuously continuous with the side surface of the heat-dissipating fin is provided.
The extending portion projects from the top of the heat dissipation fin in the radial direction of the electrode on which the heat dissipation fin is formed, rather than the peripheral surface of the electrode on which the heat dissipation fin is not formed. And a discharge lamp.
The discharge lamp according to claim 1, wherein the extending portion is provided in a circumferential shape along a circumferential direction of the electrode provided with the heat radiation fins.
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