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JP6904107B2 - How to manufacture a discharge lamp - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、放電ランプに関する。 Embodiments of the present invention relate to discharge lamps.

例えば、半導体の露光工程や、UV(ultraviolet)インクやUV塗料の乾燥工程、樹脂の硬化工程等では、紫外線によって光化学反応を行うために、紫外線を発する光源としてロングアーク型放電ランプが用いられている。 For example, in a semiconductor exposure process, a UV (ultraviolet) ink or UV paint drying process, a resin curing process, etc., a long arc type discharge lamp is used as a light source that emits ultraviolet rays in order to carry out a photochemical reaction by ultraviolet rays. There is.

この種の放電ランプの放電空間内には、コイルが巻回された電極軸が配置されている。電極軸に巻回されたコイルには、放電ランプの放電開始時に始動補助する働きと、放電ランプの点灯後には電極軸を所望の温度に保つように放熱する働きとがある。このため、放電ランプでは、電極軸の軸方向に対してコイルが所定の位置に安定的に保たれることが望ましい。 An electrode shaft around which a coil is wound is arranged in the discharge space of this type of discharge lamp. The coil wound around the electrode shaft has a function of assisting the start of discharge at the start of discharge of the discharge lamp and a function of radiating heat so as to keep the electrode shaft at a desired temperature after the discharge lamp is lit. Therefore, in the discharge lamp, it is desirable that the coil is stably maintained at a predetermined position with respect to the axial direction of the electrode shaft.

米国特許第5451837号明細書U.S. Pat. No. 5,451,837 特開平8−87977号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-879777

ところで、放電ランプの製造工程では、電極軸の外周面にコイルが嵌められた後の工程において、コイルが嵌められた電極軸が取り扱われる。そのため、電極軸の取り扱い時に、電極軸の軸方向に対してコイルの位置ずれが生じる問題がある。この位置ずれの対策として、電極軸とコイルとを溶接する技術が知られている。 By the way, in the manufacturing process of the discharge lamp, the electrode shaft into which the coil is fitted is handled in the step after the coil is fitted on the outer peripheral surface of the electrode shaft. Therefore, when handling the electrode shaft, there is a problem that the position of the coil is displaced with respect to the axial direction of the electrode shaft. As a countermeasure against this misalignment, a technique of welding the electrode shaft and the coil is known.

電極軸とコイルとの溶接時の温度によって電極軸とコイルが再結晶化する場合がある。このため、特許文献1、2では、再結晶化に伴って電極軸及びコイルに生じる損傷によって破損を招くおそれがあるので、再結晶化を避けることを目的とする。電極軸及びコイルの再結晶化を避けるために、特許文献1、2には、電極軸の外周面に、コイルの線材を嵌め込む凹部を形成する技術が記載されている。 The electrode shaft and coil may recrystallize depending on the temperature at which the electrode shaft and coil are welded. For this reason, Patent Documents 1 and 2 aim to avoid recrystallization because damage to the electrode shaft and coil due to recrystallization may cause damage. In order to avoid recrystallization of the electrode shaft and the coil, Patent Documents 1 and 2 describe a technique for forming a recess into which a wire rod of the coil is fitted on the outer peripheral surface of the electrode shaft.

また、この特許文献1、2に記載の技術では、電極軸の外周面に凹部を形成することによってコイルの位置ずれの発生がある程度抑制されるが、電極軸の凹部に嵌め込まれたコイルと電極軸との嵌合強度が不十分であり、位置ずれの発生率が十分に低減されていない。 Further, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, the occurrence of coil misalignment is suppressed to some extent by forming a recess on the outer peripheral surface of the electrode shaft, but the coil and the electrode fitted in the recess of the electrode shaft The fitting strength with the shaft is insufficient, and the occurrence rate of misalignment is not sufficiently reduced.

そこで、本発明は、電極軸の軸方向に対するコイルの位置ずれの発生を抑制することができる放電ランプを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a discharge lamp capable of suppressing the occurrence of misalignment of the coil with respect to the axial direction of the electrode shaft.

実施形態に係る放電ランプは、放電空間を有する発光管と、前記放電空間に設けられた電極軸と、前記電極軸に巻回されたコイルと、を具備し、前記電極軸の外周面には、前記コイルの線材が接する凹部が形成され、前記凹部内で前記線材と前記電極軸とが再結晶化されている。 The discharge lamp according to the embodiment includes an arc tube having a discharge space, an electrode shaft provided in the discharge space, and a coil wound around the electrode shaft, and is provided on an outer peripheral surface of the electrode shaft. A recess is formed in which the wire of the coil is in contact, and the wire and the electrode shaft are recrystallized in the recess.

本発明によれば、電極軸の軸方向に対するコイルの位置ずれの発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of misalignment of the coil with respect to the axial direction of the electrode shaft.

実施形態に係る放電ランプを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the discharge lamp which concerns on embodiment. 実施形態に係る放電ランプの封止部近傍を示す平面図である。It is a top view which shows the vicinity of the sealing part of the discharge lamp which concerns on embodiment. 実施形態に係る放電ランプの電極軸及びコイルを拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the electrode shaft and coil of the discharge lamp which concerns on embodiment in an enlarged manner. 実施形態に係る放電ランプの電極軸の凹部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the concave part of the electrode shaft of the discharge lamp which concerns on embodiment. 実施形態に係る放電ランプの電極軸について、加熱処理前の断面組織を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure before the heat treatment about the electrode shaft of the discharge lamp which concerns on embodiment. 実施形態に係る放電ランプの電極軸について、加熱処理後の断面組織を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure of the electrode shaft of the discharge lamp which concerns on embodiment after heat treatment. 実施形態に係る放電ランプについて、電極軸の凹部の幅を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the width of the concave part of the electrode shaft about the discharge lamp which concerns on embodiment. 実施形態に係る放電ランプについて、電極軸の凹部の深さを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the depth of the recess of the electrode shaft about the discharge lamp which concerns on embodiment. 実施形態に係る放電ランプに関して、コイルの位置ずれの発生率、電極軸とコイルとの嵌合強度を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the occurrence rate of coil misalignment, and the fitting strength of an electrode shaft and a coil with respect to the discharge lamp which concerns on embodiment.

以下で説明する実施形態に係る放電ランプ5は、発光管6と、電極軸8と、コイル9と、を備える。発光管6は、放電空間6aを有する。電極軸8は、放電空間6aに設けられている。コイル9は、電極軸8に巻回されている。電極軸8の外周面には、凹部8aが形成されている。凹部8aには、コイルの線材9aが接する。凹部8a内で線材9aと電極軸8は再結晶化されている。 The discharge lamp 5 according to the embodiment described below includes an arc tube 6, an electrode shaft 8, and a coil 9. The arc tube 6 has a discharge space 6a. The electrode shaft 8 is provided in the discharge space 6a. The coil 9 is wound around the electrode shaft 8. A recess 8a is formed on the outer peripheral surface of the electrode shaft 8. The wire rod 9a of the coil is in contact with the recess 8a. The wire rod 9a and the electrode shaft 8 are recrystallized in the recess 8a.

また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプ5は、電極軸8の直径をφR[mm]、コイル9の線径をφr[mm]、電極軸8の軸方向に対する凹部8aの幅をW[mm]、電極軸8の径方向に対する凹部8aの深さをD[mm]としたとき、φr≦W≦(φr×1.5)、D≧(φr×0.1)を満たす。 Further, in the discharge lamp 5 according to the embodiment described below, the diameter of the electrode shaft 8 is φR [mm], the wire diameter of the coil 9 is φr [mm], and the width of the recess 8a with respect to the axial direction of the electrode shaft 8 is W. When [mm] and the depth of the recess 8a with respect to the radial direction of the electrode shaft 8 is D [mm], φr ≦ W ≦ (φr × 1.5) and D ≧ (φr × 0.1) are satisfied.

また、以下で説明する実施形態に係る放電ランプ5における凹部8aは、電極軸8に巻回されたコイル9の、電極軸8の軸方向における端部に位置している。 Further, the recess 8a in the discharge lamp 5 according to the embodiment described below is located at the end of the coil 9 wound around the electrode shaft 8 in the axial direction of the electrode shaft 8.

(実施形態)
以下、実施形態に係るロングアーク型の放電ランプ(以下、単に「放電ランプ」と称する)について、図面を参照して説明する。図1は、実施形態に係る放電ランプ5を示す模式図である。図1に示すように、実施形態の放電ランプ5は、例えば、紫外線照射装置1が備える装着部3に装着されて、被照射体へ紫外線を照射するために使用される。装着部3は、放電ランプ5を保持する一対の保持部材4を有しており、一対の保持部材4によって、放電ランプ5が有する後述の一対の口金部材13が保持される。
(Embodiment)
Hereinafter, the long arc type discharge lamp (hereinafter, simply referred to as “discharge lamp”) according to the embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing a discharge lamp 5 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the discharge lamp 5 of the embodiment is attached to, for example, a mounting portion 3 included in the ultraviolet irradiation device 1 and is used to irradiate the irradiated body with ultraviolet rays. The mounting portion 3 has a pair of holding members 4 for holding the discharge lamp 5, and the pair of holding members 4 hold the pair of base members 13 described later that the discharge lamp 5 has.

(放電ランプの構成)
本実施形態に係る放電ランプ5は、ロングアーク型の水銀ランプ、あるいはロングアーク型のメタルハライドランプであり、いわゆる高輝度放電灯(HID:High Intensity Discharge lamp)である。図1に示すように、放電ランプ5は、発光管6と、口金部材13と、接続線14と、を備える。
(Discharge lamp configuration)
The discharge lamp 5 according to the present embodiment is a long arc type mercury lamp or a long arc type metal halide lamp, and is a so-called high intensity discharge lamp (HID: High Intensity Discharge lamp). As shown in FIG. 1, the discharge lamp 5 includes an arc tube 6, a base member 13, and a connecting line 14.

発光管6は、透過光性を有する石英ガラスによって円筒状に形成されており、内部に放電空間6aを有する。放電空間6aの内部には、例えば、アルゴンガス、高蒸気圧の水銀が封入され、これらに加えて、鉄、錫、ヨウ素等の金属ハロゲン化物が封入されている。 The arc tube 6 is formed in a cylindrical shape by quartz glass having transmitted light, and has a discharge space 6a inside. For example, argon gas and mercury having a high vapor pressure are sealed in the discharge space 6a, and in addition to these, metal halides such as iron, tin, and iodine are sealed.

図1に示すように、発光管6の放電空間6aの両端には、一対の電極7が設けられている。図2は、実施形態に係る放電ランプ5の封止部近傍を示す平面図である。図2に示すように、電極7は、電極軸8と、コイル9と、を有する。電極軸8は、一端部側が放電空間6a側に向けられており、一端部側が放電空間6aに設けられている。電極軸8の他端部は、金属箔10に溶接されて接合されている。コイル9は、電極軸8の一端部の外周面に巻回されており、放電空間6a内に配置されている。コイル9は、電極軸8の周回りに螺旋状に巻回された線材9aを有する。電極軸8及びコイル9は、タングステンを主成分とする金属材料によって形成されている。本実施形態における電極軸8及びコイル9の詳細については後述する。 As shown in FIG. 1, a pair of electrodes 7 are provided at both ends of the discharge space 6a of the arc tube 6. FIG. 2 is a plan view showing the vicinity of the sealing portion of the discharge lamp 5 according to the embodiment. As shown in FIG. 2, the electrode 7 has an electrode shaft 8 and a coil 9. One end of the electrode shaft 8 is directed toward the discharge space 6a, and one end is provided in the discharge space 6a. The other end of the electrode shaft 8 is welded and joined to the metal foil 10. The coil 9 is wound around the outer peripheral surface of one end of the electrode shaft 8 and is arranged in the discharge space 6a. The coil 9 has a wire rod 9a spirally wound around the electrode shaft 8. The electrode shaft 8 and the coil 9 are formed of a metal material containing tungsten as a main component. Details of the electrode shaft 8 and the coil 9 in this embodiment will be described later.

発光管6の両端部には、図1及び図2に示すように、放電空間6aを封止する円柱状の封止部11が形成されている。図2に示すように、封止部11の内部には、金属箔10全体が覆われており、電極軸8の他端部及び金属箔10、導線12の一端部が封止されている。金属箔10は、例えば、モリブデンによって矩形状に形成されている。また、金属箔10の他端部には、導線(リード線)12の一端部が接合されている。導線12の他端部は、封止部11から引き出されている。また、封止部11の外周部には、図1に示すように、円筒状の口金部材13が設けられている。口金部材13は、接着剤によって発光管6の封止部11に接合されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, columnar sealing portions 11 for sealing the discharge space 6a are formed at both ends of the arc tube 6. As shown in FIG. 2, the entire metal foil 10 is covered inside the sealing portion 11, and the other end of the electrode shaft 8, the metal foil 10, and one end of the conducting wire 12 are sealed. The metal leaf 10 is formed in a rectangular shape by, for example, molybdenum. Further, one end of a lead wire 12 is joined to the other end of the metal foil 10. The other end of the conducting wire 12 is drawn out from the sealing portion 11. Further, as shown in FIG. 1, a cylindrical base member 13 is provided on the outer peripheral portion of the sealing portion 11. The base member 13 is joined to the sealing portion 11 of the arc tube 6 by an adhesive.

接続線14は、発光管6の外部に配置されており、封止部11から引き出された導線12の他端部に一端部が接続されている。接続線14の一端部と導線12の他端部は、例えば溶接により形成された接続部(図示せず)を介して接続されている。そして、放電ランプ5は、紫外線照射装置1の装着部3に装着されたときに、装着部3に設けられた一対の保持部材4によって口金部材13が保持されて、接続線14が電源部(図示せず)に接続される。 The connecting wire 14 is arranged outside the arc tube 6, and one end thereof is connected to the other end of the conducting wire 12 drawn from the sealing portion 11. One end of the connecting wire 14 and the other end of the conducting wire 12 are connected via, for example, a connecting portion (not shown) formed by welding. Then, when the discharge lamp 5 is mounted on the mounting portion 3 of the ultraviolet irradiation device 1, the base member 13 is held by the pair of holding members 4 provided on the mounting portion 3, and the connecting line 14 is connected to the power supply unit ( (Not shown) is connected.

図3は、実施形態に係る放電ランプ5の電極軸8及びコイル9を拡大して示す断面図である。図4は、実施形態に係る放電ランプ5の電極軸8の凹部を示す斜視図である。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the electrode shaft 8 and the coil 9 of the discharge lamp 5 according to the embodiment. FIG. 4 is a perspective view showing a recess of the electrode shaft 8 of the discharge lamp 5 according to the embodiment.

図3及び図4に示すように、電極軸8の外周面には、コイル9の線材9aが接する凹部8aが形成されている。凹部8aは、螺旋状に巻かれた線材9aの長手方向に沿っており、電極軸8の周方向に対して僅かに傾斜された方向へ延びる溝状に形成されている。このため、コイルは、線材の長手方向に沿って凹部8a内に接触している。したがって、凹部8aが溝状に延びる方向は、コイル9の線材9aの巻回状態(コイル9の中心線に対する線材9aの長手方向の傾き)に応じて適正に設定されている。なお、凹部8aは、電極軸8の周方向に沿って延びる溝状に形成されてもよい。 As shown in FIGS. 3 and 4, a recess 8a in contact with the wire rod 9a of the coil 9 is formed on the outer peripheral surface of the electrode shaft 8. The recess 8a is formed in a groove shape that extends along the longitudinal direction of the spirally wound wire rod 9a and extends in a direction slightly inclined with respect to the circumferential direction of the electrode shaft 8. Therefore, the coil is in contact with the recess 8a along the longitudinal direction of the wire rod. Therefore, the direction in which the recess 8a extends in a groove shape is appropriately set according to the winding state of the wire rod 9a of the coil 9 (the inclination of the wire rod 9a in the longitudinal direction with respect to the center line of the coil 9). The recess 8a may be formed in a groove shape extending along the circumferential direction of the electrode shaft 8.

凹部8aは、図3に示すように、線材9aの外周面に沿って接する断面円弧状に形成されており、線材9aとの接触面積が適正に確保されている。また、凹部8aの断面形状の曲率半径は、線材9aの半径よりもやや大きく形成されており、線材9aを凹部8a内へ容易に嵌め込むことができると共に、凹部8a内での線材9aの変動が抑えられている。なお、凹部8aの断面形状、電極軸8の軸方向に対する凹部8aの個数が限定されるものではない。凹部8aは、例えば、角溝状等の他の断面形状に形成されてもよく、凹部8aと線材9aとの接触面積が調整されてもよい。 As shown in FIG. 3, the recess 8a is formed in an arc shape in cross section in contact with the outer peripheral surface of the wire rod 9a, and an appropriate contact area with the wire rod 9a is secured. Further, the radius of curvature of the cross-sectional shape of the recess 8a is formed to be slightly larger than the radius of the wire 9a, so that the wire 9a can be easily fitted into the recess 8a and the wire 9a fluctuates in the recess 8a. Is suppressed. The cross-sectional shape of the recess 8a and the number of recesses 8a with respect to the axial direction of the electrode shaft 8 are not limited. The recess 8a may be formed in another cross-sectional shape such as a square groove shape, or the contact area between the recess 8a and the wire rod 9a may be adjusted.

また、凹部8aは、電極軸8に巻回されたコイル9の、電極軸8の軸方向における端部に位置している。なお、電極軸8の軸方向においてコイル9全体を均一に接合する観点では、電極軸8の軸方向における複数の箇所、例えば、コイル9の両端とその中央に凹部8aがそれぞれ形成されてもよい。複数の凹部8aを有することで、電極軸8の軸方向におけるコイル9と電極軸8との接合状態の信頼性を高めることができる。 Further, the recess 8a is located at the end of the coil 9 wound around the electrode shaft 8 in the axial direction of the electrode shaft 8. From the viewpoint of uniformly joining the entire coil 9 in the axial direction of the electrode shaft 8, recesses 8a may be formed at a plurality of locations in the axial direction of the electrode shaft 8, for example, both ends of the coil 9 and the center thereof. .. By having the plurality of recesses 8a, it is possible to improve the reliability of the joint state between the coil 9 and the electrode shaft 8 in the axial direction of the electrode shaft 8.

上述したように、電極軸8に巻回されたコイル9は、コイル9の端部の線材9aが凹部8a内に嵌め込まれており、凹部8a内で線材9aと電極軸8とが再結晶化されている。すなわち、凹部8a内において、コイル9の線材9aと電極軸8は、再結晶化により、相互に成分が拡散され、拡散接合されている。 As described above, in the coil 9 wound around the electrode shaft 8, the wire rod 9a at the end of the coil 9 is fitted in the recess 8a, and the wire rod 9a and the electrode shaft 8 are recrystallized in the recess 8a. Has been done. That is, in the recess 8a, the wire rod 9a of the coil 9 and the electrode shaft 8 are diffused and bonded to each other by recrystallization.

(電極軸とコイルとの接合状態)
図5は、実施形態に係る放電ランプ5の電極軸8について、加熱処理前の断面組織を示す模式図である。図6は、実施形態に係る放電ランプ5の電極軸8について、加熱処理後の断面組織を示す模式図である。本実施形態では、コイル9が巻回された電極軸8を所定温度(再結晶温度)以上に加熱すると共に加圧することにより(加熱処理)、電極軸8及びコイル9が再結晶化されている。図5及び図6に示すように、電極軸8は、再結晶化されたことにより、組織に多角形の結晶粒が生じている。本実施形態では、便宜上、加圧しながら加熱することを加熱処理と称する。
(Joined state of electrode shaft and coil)
FIG. 5 is a schematic view showing a cross-sectional structure of the electrode shaft 8 of the discharge lamp 5 according to the embodiment before heat treatment. FIG. 6 is a schematic view showing a cross-sectional structure of the electrode shaft 8 of the discharge lamp 5 according to the embodiment after heat treatment. In the present embodiment, the electrode shaft 8 and the coil 9 are recrystallized by heating and pressurizing the electrode shaft 8 around which the coil 9 is wound to a predetermined temperature (recrystallization temperature) or higher (heat treatment). .. As shown in FIGS. 5 and 6, the electrode shaft 8 is recrystallized to generate polygonal crystal grains in the structure. In the present embodiment, for convenience, heating while pressurizing is referred to as heat treatment.

ここで、電極軸8の直径をφR[mm]、コイル9の線径(線材9aの直径)をφr[mm]、電極軸8の軸方向に対する凹部8aの幅をW[mm]、電極軸8の径方向に対する凹部8aの深さをD[mm]としたとき、
φr≦W≦(φr×1.5) ・・・(式1)
D≧(φr×0.1) ・・・(式2)
を満たす。
Here, the diameter of the electrode shaft 8 is φR [mm], the wire diameter of the coil 9 (diameter of the wire rod 9a) is φr [mm], the width of the recess 8a with respect to the axial direction of the electrode shaft 8 is W [mm], and the electrode shaft. When the depth of the recess 8a with respect to the radial direction of 8 is D [mm],
φr ≦ W ≦ (φr × 1.5) ・ ・ ・ (Equation 1)
D ≧ (φr × 0.1) ・ ・ ・ (Equation 2)
Meet.

凹部8aの幅W、凹部8aの深さDが、式1、2を満たすことにより、凹部8a内で線材9aと電極軸8とが再結晶化されたときに、電極軸8に嵌め込まれたコイル9の嵌合強度が20[N]以上となり、嵌合強度を適正に確保することができる。これにより、放電ランプ5の製造工程において、電極軸8の軸方向に対してコイル9の位置ずれが発生することが抑えられる。言い換えると、凹部8aの幅Wが式1を満たさない場合と、凹部8aの深さDが式2を満たさない場合には、後述するように、電極軸8に嵌め込まれたコイル9の嵌合強度が20[N]未満になるので、電極軸8の軸方向に対するコイル9の位置ずれが適正に抑えられない。 When the width W of the recess 8a and the depth D of the recess 8a satisfy Equations 1 and 2, the wire rod 9a and the electrode shaft 8 are recrystallized in the recess 8a, and are fitted into the electrode shaft 8. The fitting strength of the coil 9 is 20 [N] or more, and the fitting strength can be appropriately secured. As a result, in the manufacturing process of the discharge lamp 5, it is possible to prevent the coil 9 from being displaced with respect to the axial direction of the electrode shaft 8. In other words, when the width W of the recess 8a does not satisfy the equation 1 and when the depth D of the recess 8a does not satisfy the equation 2, the coil 9 fitted in the electrode shaft 8 is fitted as described later. Since the strength is less than 20 [N], the misalignment of the coil 9 with respect to the axial direction of the electrode shaft 8 cannot be properly suppressed.

図7は、実施形態に係る放電ランプ5について、電極軸8の凹部8aの幅Wを説明するための図である。図7における縦軸は、嵌合強度[N]を示しており、目標とする20[N]を破線で示す。図7における横軸は、電極軸8の凹部8aの幅W[mm]を示しており、式1に基づいて凹部8aの幅W[mm]を、コイル9の線径φr[mm]の倍率で示す。図7は、凹部8aの深さDを0.2[mm]とし、加熱処理により再結晶化されたときの、凹部8aの幅W[mm]と嵌合強度[N]との関係を示している。 FIG. 7 is a diagram for explaining the width W of the recess 8a of the electrode shaft 8 with respect to the discharge lamp 5 according to the embodiment. The vertical axis in FIG. 7 indicates the fitting strength [N], and the target 20 [N] is indicated by a broken line. The horizontal axis in FIG. 7 indicates the width W [mm] of the recess 8a of the electrode shaft 8, and based on Equation 1, the width W [mm] of the recess 8a is multiplied by the wire diameter φr [mm] of the coil 9. Indicated by. FIG. 7 shows the relationship between the width W [mm] of the recess 8a and the fitting strength [N] when the depth D of the recess 8a is 0.2 [mm] and the recess 8a is recrystallized by heat treatment. ing.

図7に示すように、凹部8aの幅Wが、φrよりも小さくなると、嵌合強度が20[N]未満となる。これは、凹部8aと線材9aとの接触面積が不十分であることに起因する。また、凹部8aの幅Wが、(φr×1.5)よりも大きくなると、嵌合強度が20[N]未満となる。これは、凹部8a内で線材9aの位置が変動しやすいことに起因する。よって、凹部8aの幅Wが式1を満たすことで、20[N]以上の嵌合強度が得られる。 As shown in FIG. 7, when the width W of the recess 8a is smaller than φr, the fitting strength becomes less than 20 [N]. This is because the contact area between the recess 8a and the wire 9a is insufficient. Further, when the width W of the recess 8a is larger than (φr × 1.5), the fitting strength becomes less than 20 [N]. This is because the position of the wire rod 9a is likely to fluctuate in the recess 8a. Therefore, when the width W of the recess 8a satisfies Equation 1, a fitting strength of 20 [N] or more can be obtained.

図8は、実施形態に係る放電ランプ5について、電極軸8の凹部8aの深さDを説明するための図である。図8における縦軸は、嵌合強度[N]を示しており、目標とする20[N]を破線で示す。図8における横軸は、電極軸8の凹部8aの深さD[mm]を示しており、式2に基づいて凹部8aの深さD[mm]を、コイル9の線径φr[mm]の倍率で示す。図8は、凹部8aの幅Wを1.2[mm]とし、加熱処理により再結晶化されたときの、凹部の深さD[mm]と嵌合強度[N]との関係を示している。 FIG. 8 is a diagram for explaining the depth D of the recess 8a of the electrode shaft 8 with respect to the discharge lamp 5 according to the embodiment. The vertical axis in FIG. 8 indicates the fitting strength [N], and the target 20 [N] is indicated by a broken line. The horizontal axis in FIG. 8 indicates the depth D [mm] of the recess 8a of the electrode shaft 8, and based on Equation 2, the depth D [mm] of the recess 8a is set to the wire diameter φr [mm] of the coil 9. It is shown by the magnification of. FIG. 8 shows the relationship between the depth D [mm] of the recess and the fitting strength [N] when the width W of the recess 8a is 1.2 [mm] and recrystallized by heat treatment. There is.

図8に示すように、凹部8aの深さDが、(φr×0.1)よりも小さくなると、嵌合強度が20[N]未満となる。これは、凹部8aと線材9aとの接触面積が不十分であることに起因する。よって、凹部8aの深さDが式2を満たすことで、20[N]以上の嵌合強度が得られる。 As shown in FIG. 8, when the depth D of the recess 8a is smaller than (φr × 0.1), the fitting strength becomes less than 20 [N]. This is because the contact area between the recess 8a and the wire 9a is insufficient. Therefore, when the depth D of the recess 8a satisfies Equation 2, a fitting strength of 20 [N] or more can be obtained.

図9は、実施形態に係る放電ランプ5に関して、コイル9の位置ずれの発生率、電極軸8とコイル9との嵌合強度を説明するための図である。図9における縦軸は、嵌合強度[N]を示すと共に、コイル9の位置ずれの発生率[%]を示す。図9における横軸は、比較形態として、凹部8aの有無、加熱処理の有無、再結晶の有無の組み合わせを示しており、各組み合わせにおけるコイルの位置ずれの発生率を示している。また、図9では、コイル9の線径φrが1[mm]、電極軸8の直径φRが3[mm]凹部8aの幅Wが1.2[mm]、凹部8aの深さDが0.2[mm]としたときの、コイル9の位置ずれの発生率[%]と、嵌合強度[N]とを示している。コイル9の位置ずれの発生率[%]は、100個のサンプルを用いて算出した。 FIG. 9 is a diagram for explaining the occurrence rate of misalignment of the coil 9 and the fitting strength between the electrode shaft 8 and the coil 9 with respect to the discharge lamp 5 according to the embodiment. The vertical axis in FIG. 9 indicates the fitting strength [N] and the occurrence rate [%] of the misalignment of the coil 9. The horizontal axis in FIG. 9 shows a combination of the presence / absence of the recess 8a, the presence / absence of heat treatment, and the presence / absence of recrystallization as a comparative form, and shows the occurrence rate of coil misalignment in each combination. Further, in FIG. 9, the wire diameter φr of the coil 9 is 1 [mm], the diameter φR of the electrode shaft 8 is 3 [mm], the width W of the recess 8a is 1.2 [mm], and the depth D of the recess 8a is 0. The rate of occurrence of misalignment of the coil 9 [%] and the fitting strength [N] when the value is set to .2 [mm] are shown. The occurrence rate [%] of the misalignment of the coil 9 was calculated using 100 samples.

図9に示すように、凹部8aなし、加熱処理なしの場合には、嵌合強度が5[N]しか得られず、コイル9の位置ずれの発生率が15[%]を超えた。凹部8aあり、加熱処理なしの場合には、嵌合強度が15[N]に高められるが、依然として、コイル9の位置ずれの発生率が5%を超えた。また、凹部8aあり、加熱処理あり、再結晶化なしの場合には、嵌合強度が15[N]程度に高められるが、依然として、コイル9の位置ずれの発生率が5[%]を超えた。一方、凹部8aあり、加熱処理あり、再結晶化ありの実施形態の場合には、嵌合強度が25[N]程度まで高められると共に、コイル9の位置ずれの発生率が0[%]まで下がった。 As shown in FIG. 9, in the case of no recess 8a and no heat treatment, only 5 [N] of fitting strength was obtained, and the occurrence rate of misalignment of the coil 9 exceeded 15 [%]. When there is a recess 8a and no heat treatment is performed, the fitting strength is increased to 15 [N], but the occurrence rate of misalignment of the coil 9 still exceeds 5%. Further, when there is a recess 8a, there is heat treatment, and there is no recrystallization, the fitting strength is increased to about 15 [N], but the occurrence rate of misalignment of the coil 9 still exceeds 5 [%]. It was. On the other hand, in the case of the embodiment having the recess 8a, the heat treatment, and the recrystallization, the fitting strength is increased to about 25 [N], and the occurrence rate of the misalignment of the coil 9 is up to 0 [%]. lowered.

(電極の組立工程)
以上のように構成された放電ランプ5の製造工程は、電極軸8の外周面に凹部8aを加工する加工工程と、電極軸8の外周面にコイル9を嵌め込む電極の組立工程と、を有する。電極7の組立工程では、コイル9の内周部へ電極軸8が、凹部8aが位置する他端側とは反対側の一端側から挿入され、コイル9を、電極軸8の一端側から他端側へ向かって移動させる。コイル9が電極軸8の他端側へ移動されることにより、コイル9の進行方向の先端の線材9aが、電極軸8の他端側に配置された凹部8a内へ嵌め込まれる。
(Electrode assembly process)
The manufacturing process of the discharge lamp 5 configured as described above includes a processing step of processing a recess 8a on the outer peripheral surface of the electrode shaft 8 and an electrode assembly process of fitting the coil 9 on the outer peripheral surface of the electrode shaft 8. Have. In the process of assembling the electrode 7, the electrode shaft 8 is inserted into the inner peripheral portion of the coil 9 from one end side opposite to the other end side where the recess 8a is located, and the coil 9 is inserted from one end side of the electrode shaft 8 to the other. Move towards the edge. By moving the coil 9 to the other end side of the electrode shaft 8, the wire rod 9a at the tip in the traveling direction of the coil 9 is fitted into the recess 8a arranged on the other end side of the electrode shaft 8.

このように、電極軸8の他端側に凹部8aが位置していることで、電極軸8の軸方向に沿って一端側から他端側へ移動される途中で、移動するコイル9が凹部8aに引っ掛かることなく、線材9aが凹部8a内にスムーズに嵌め込まれる。加えて、コイル9の線材9aが凹部8a内に嵌め込まれることで、凹部8aにより、電極軸8の軸方向に沿って移動されたコイル9が位置決めされる。このため、コイル9を電極軸8の軸方向に対する所定の位置に容易に位置決めすることができる。 As described above, since the recess 8a is located on the other end side of the electrode shaft 8, the moving coil 9 is recessed while being moved from one end side to the other end side along the axial direction of the electrode shaft 8. The wire rod 9a is smoothly fitted into the recess 8a without being caught in the 8a. In addition, the wire rod 9a of the coil 9 is fitted into the recess 8a, so that the recess 8a positions the coil 9 moved along the axial direction of the electrode shaft 8. Therefore, the coil 9 can be easily positioned at a predetermined position with respect to the axial direction of the electrode shaft 8.

つぎに、凹部8a内に線材9aが嵌め込まれた電極軸8及びコイル9は、例えば、真空加熱炉内で所定温度(再結晶温度)以上に加熱され、かつ、加圧されることによって、凹部8a内において線材9aと電極軸8とが再結晶化される。この再結晶化により、凹部8aに接する線材9aと電極軸8とが拡散接合されることで、所定の嵌合強度が得られる。 Next, the electrode shaft 8 and the coil 9 in which the wire rod 9a is fitted in the recess 8a are heated to a predetermined temperature (recrystallization temperature) or higher and pressurized in a vacuum heating furnace, for example, to form a recess. The wire rod 9a and the electrode shaft 8 are recrystallized in 8a. By this recrystallization, the wire rod 9a in contact with the recess 8a and the electrode shaft 8 are diffusion-bonded, so that a predetermined fitting strength can be obtained.

上述したように実施形態の放電ランプ5における電極軸8の外周面には、コイル9の線材9aが接する凹部8aが形成されており、凹部8a内で線材9aと電極軸8とが再結晶化されている。これにより、凹部8aにおける線材9aと電極軸8との嵌合強度を適正に得ることが可能になり、電極軸8の軸方向に対するコイル9の位置ずれの発生を抑制することができる。 As described above, a recess 8a in contact with the wire 9a of the coil 9 is formed on the outer peripheral surface of the electrode shaft 8 in the discharge lamp 5 of the embodiment, and the wire 9a and the electrode shaft 8 are recrystallized in the recess 8a. Has been done. As a result, the fitting strength between the wire rod 9a and the electrode shaft 8 in the recess 8a can be appropriately obtained, and the occurrence of misalignment of the coil 9 with respect to the axial direction of the electrode shaft 8 can be suppressed.

また、実施形態の放電ランプ5は、電極軸8の直径をφR[mm]、コイル9の線径をφr[mm]、電極軸8の凹部8aの幅をW[mm]、凹部8aの深さをD[mm]としたとき、φr≦W≦(φr×1.5)・・・(式1)、D≧(φr×0.1)・・・(式2)を満たす。これにより、凹部8aにおける線材9aと電極軸8との嵌合強度を20[N]以上に確保することが可能になり、放電ランプ5の製造工程において電極軸8の軸方向に対するコイル9の位置ずれの発生率を抑制することができる。すなわち、放電ランプ5の製造工程において、電極軸8の軸方向に対してコイル9を所定の位置に安定的に保つことができる。 Further, in the discharge lamp 5 of the embodiment, the diameter of the electrode shaft 8 is φR [mm], the wire diameter of the coil 9 is φr [mm], the width of the recess 8a of the electrode shaft 8 is W [mm], and the depth of the recess 8a. When the value is D [mm], φr ≦ W ≦ (φr × 1.5) ... (Equation 1) and D ≧ (φr × 0.1) ... (Equation 2) are satisfied. This makes it possible to secure the fitting strength between the wire rod 9a and the electrode shaft 8 in the recess 8a of 20 [N] or more, and the position of the coil 9 with respect to the axial direction of the electrode shaft 8 in the manufacturing process of the discharge lamp 5. The occurrence rate of deviation can be suppressed. That is, in the manufacturing process of the discharge lamp 5, the coil 9 can be stably maintained at a predetermined position with respect to the axial direction of the electrode shaft 8.

また、実施形態の放電ランプ5における電極軸8の凹部8aは、電極軸8に巻回されたコイル9の、電極軸8の軸方向における端部に位置している。これにより、コイル9の線材9aを電極軸8の凹部8a内に嵌め込むときに、コイル9の内周部へ電極軸8を、凹部8aが位置する端部と反対側から挿入することで、電極軸8に対するコイル9の移動が妨げられることなく、線材9aを凹部8aへスムーズに嵌め込むことができる。このため、電極軸8へのコイル9を嵌め込む作業性を良好に確保することができる。加えて、コイル9の線材9aが凹部8a内に嵌め込まれることによって、コイル9を電極軸8の軸方向に対して容易に位置決めすることができる。 Further, the recess 8a of the electrode shaft 8 in the discharge lamp 5 of the embodiment is located at the end of the coil 9 wound around the electrode shaft 8 in the axial direction of the electrode shaft 8. As a result, when the wire rod 9a of the coil 9 is fitted into the recess 8a of the electrode shaft 8, the electrode shaft 8 is inserted into the inner peripheral portion of the coil 9 from the side opposite to the end where the recess 8a is located. The wire rod 9a can be smoothly fitted into the recess 8a without hindering the movement of the coil 9 with respect to the electrode shaft 8. Therefore, the workability of fitting the coil 9 into the electrode shaft 8 can be sufficiently ensured. In addition, by fitting the wire 9a of the coil 9 into the recess 8a, the coil 9 can be easily positioned with respect to the axial direction of the electrode shaft 8.

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することを意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、本発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although embodiments of the present invention have been described, the embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the present invention, as well as in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.

5 放電ランプ
6 発光管
6a 放電空間
7 電極
8 電極軸
8a 凹部
9 コイル
9a 線材
11 封止部
D 深さ
R 直径
r 線径
W 幅
5 Discharge lamp 6 Emission tube 6a Discharge space 7 Electrode 8 Electrode shaft 8a Recess 9 Coil 9a Wire rod 11 Sealing part D Depth R Diameter r Wire diameter W Width

Claims (4)

放電空間を有する発光管と;
前記放電空間に設けられた電極軸と;
前記電極軸に巻回されたコイルと;を具備する放電ランプの製造方法であって、
前記電極軸の外周面に、前記コイルの線材が接する凹部形成し、
前記凹部に前記線材が接するように前記電極軸の外周面に前記コイルを巻回し、
前記コイルが巻回された前記電極軸を加熱すると共に加圧することによって、前記凹部内で前記線材と前記電極軸と再結晶化する、放電ランプの製造方法
With an arc tube with a discharge space;
With the electrode shaft provided in the discharge space;
A method for manufacturing a discharge lamp including a coil wound around the electrode shaft;
The outer peripheral surface of the electrode shaft, a recess in which the wire before Symbol coils are in contact,
The coil is wound around the outer peripheral surface of the electrode shaft so that the wire rod is in contact with the recess.
By pressurizing with heating the electrode shaft which the coil is wound, recrystallizing said electrode axis and said wire in said recess, a discharge lamp production method of.
放電空間を有する発光管と;
前記放電空間に設けられた電極軸と;
前記電極軸に巻回されたコイルと;を具備する放電ランプの製造方法であって、
前記電極軸の外周面に、前記コイルの線材が接する凹部形成し、
前記凹部内に前記線材を嵌め込み、
前記凹部内に前記線材が嵌め込まれた前記電極軸及び前記コイルを真空加熱炉内で、加熱すると共に加圧することによって、前記凹部内で前記線材と前記電極軸と再結晶化する、放電ランプの製造方法
With an arc tube with a discharge space;
With the electrode shaft provided in the discharge space;
A method for manufacturing a discharge lamp including a coil wound around the electrode shaft;
The outer peripheral surface of the electrode shaft, a recess in which the wire before Symbol coils are in contact,
The wire rod is fitted into the recess,
Said electrode axis and the coil and the wire is fitted in the recess in a vacuum heating furnace, by pressurizing with heating, recrystallizing said electrode axis and said wire in said recess, a discharge lamp Manufacturing method .
記コイルの線径をφr[mm]、前記電極軸の軸方向に対する前記凹部の幅をW[mm]、前記電極軸の径方向に対する前記凹部の深さをD[mm]としたとき、
φr≦W≦(φr×1.5)
(φr×0.1)≦≦(φr×0.3)
を満たす前記電極軸及び前記コイルを用いる
請求項1または2に記載の放電ランプの製造方法
[Phi] r [mm] the diameter of the pre-Symbol coil, W [mm] width of the recess with respect to the axial direction of the electrode axis, when the depth of the recess in the radial direction of the electrode axis was D [mm],
φr ≦ W ≦ (φr × 1.5)
(Φr × 0.1) ≦ D ≦ (φr × 0.3)
The electrode shaft and the coil satisfying the above conditions are used.
The method for manufacturing a discharge lamp according to claim 1 or 2 .
前記凹部、前記電極軸に巻回された前記コイルの、前記電極軸の軸方向における端部に位置するように形成する
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の放電ランプの製造方法
The recess is formed so as to be located at the axial end of the electrode shaft of the coil wound around the electrode shaft.
The method for manufacturing a discharge lamp according to any one of claims 1 to 3 .
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