JP2007042334A - Anode for discharge lamp - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent melting and evaporation of an anode by a simple structure. <P>SOLUTION: A cavity 10 is formed in the anode, and a gas flow-in part 12 for making the gas generated at arc-discharge flow into the cavity is formed at a top end part of the anode, and a gas exhaustion part 8 for exhausting the gas flowing into the cavity outside is formed on a side face of the anode. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、放電ランプに用いられる陽電極に関する技術であり、特に、ショートアーク型直流放電ランプの性能劣化を防止する技術に関する。   The present invention relates to a technique for a positive electrode used in a discharge lamp, and particularly to a technique for preventing performance deterioration of a short arc type DC discharge lamp.

まず、図８を用いて、従来から用いられている放電ランプの一種であるショートアーク放電ランプ（直流型）の基本的な構造について説明する。   First, the basic structure of a short arc discharge lamp (DC type), which is a type of discharge lamp conventionally used, will be described with reference to FIG.

図８に示すように、ショートアーク放電ランプ１００は、陰電極１０２と陽電極１０４が発光管１０６の両端部に取り付けられた構造となっている。アーク放電時には、発光部１０８（陰電極１０２および陽電極１０４の隙間）にアーク柱が形成され、その点灯光が多くの用途に利用されている。   As shown in FIG. 8, the short arc discharge lamp 100 has a structure in which a negative electrode 102 and a positive electrode 104 are attached to both ends of the arc tube 106. At the time of arc discharge, an arc column is formed in the light emitting portion 108 (a gap between the negative electrode 102 and the positive electrode 104), and the lighting light is used for many purposes.

しかし、アーク放電中、陽電極１０４の先端には、常に超高温ガス（アーク柱により発生するガス）が衝突し、当該先端は陽電極１０４の金属材料（タングステンなど）の融点近傍まで加熱される。その際、陽電極から蒸発したタングステン微粒子が発光管内壁に付着したり、陽電極表面において再結晶化するため、ランプ性能を劣化してランプ寿命を短命にする要因となっている。ショートアーク放電ランプの場合、特に、かかる問題が顕著に生じている。   However, during arc discharge, an extremely high temperature gas (gas generated by the arc column) always collides with the tip of the positive electrode 104, and the tip is heated to the vicinity of the melting point of the metal material (such as tungsten) of the positive electrode 104. . At that time, tungsten fine particles evaporated from the positive electrode adhere to the inner wall of the arc tube or recrystallize on the surface of the positive electrode. This causes deterioration of lamp performance and shortens the lamp life. In the case of a short arc discharge lamp, this problem is particularly prominent.

このため、陽電極１０４の先端に集中する熱エネルギーを効果的に逃がす方法が社会的に要請されている。これに対し、陽電極表面の粗目化処理などにより陽電極表面積を拡大し、陽電極からの輻射効率を増大させたもの（特許文献１を参照）が存在する。また、高温下における陽電極の再結晶化を防止するために、タングステン陽電極に高融点酸化物を適量含有させたもの（特許文献２を参照）も存在する。   For this reason, there is a social demand for a method for effectively releasing the thermal energy concentrated on the tip of the positive electrode 104. On the other hand, there is one in which the surface area of the positive electrode is increased by roughening the surface of the positive electrode and the radiation efficiency from the positive electrode is increased (see Patent Document 1). In addition, there is a tungsten positive electrode containing an appropriate amount of a high-melting-point oxide in order to prevent recrystallization of the positive electrode at a high temperature (see Patent Document 2).

特開２００３−２２３８６５号公報JP 2003-223865 A

特開２００２−５６８０７号公報JP 2002-56807 A

しかしながら、特許文献１の技術は、陽電極に設けた溝部により表面積が増した分だけしか熱を逃がすことできず、陽電極の寿命を十分に延ばすことができなかった。特許文献２の技術によっても、陽電極の先端に熱エネルギーが集中することは何ら変わることはなく、十分に陽電極の寿命を延ばすことはできなかった。   However, the technique of Patent Document 1 can only release heat by the amount of surface area increased by the groove provided in the positive electrode, and has not been able to sufficiently extend the life of the positive electrode. Even with the technique of Patent Document 2, the concentration of thermal energy at the tip of the positive electrode did not change at all, and the life of the positive electrode could not be extended sufficiently.

かかる問題を解決するために出願人は、陽電極の内部に空洞を設け、さらに、陽電極の先端にガス流入孔を、後端に圧力調整孔を設けた発明について、特願２００５−３３４３９号を既に行っているが、低出力型（数百ワット程度）のショートアーク放電ランプの陽電極１０４は、外形が小さい（直径が数ミリ程度）ため陽電極の後端に圧力調整孔を空けるといった精度の高い加工を行うことが難しいという問題があった。   In order to solve this problem, the applicant has disclosed a Japanese Patent Application No. 2005-33439 regarding an invention in which a cavity is provided inside a positive electrode, a gas inflow hole is provided at the front end of the positive electrode, and a pressure adjusting hole is provided at the rear end. Although the positive electrode 104 of the short arc discharge lamp of the low output type (several hundred watts) has a small outer shape (diameter is about several millimeters), a pressure adjusting hole is formed at the rear end of the positive electrode. There was a problem that it was difficult to perform highly accurate processing.

（１）この発明の放電ランプ用陽電極は、
先端に設けられ、アーク放電時に発生するガスを流入させるガス流入部、
前記ガス流入部に連続して設けられ、軸方向に円柱形状をなした空洞、
前記空洞に連続して設けられ、前記流入部から前記空洞に流入したガスを外部に排出するガス排出部、
を備えた放電ランプ用陽電極であって、
前記ガス排出部は、陽電極の側面から前記円柱形状の空洞方向に向かう切り込み溝で形成されており、
前記切り込み溝は、前記円柱形状の軸方向断面に平行な第１の面と、前記第１の面と平行で、かつ、前記先端とは反対側に位置する第２の面と、前記第１の面および第２の面と隣接する第３の面とで構成されており、前記第１の面には開口円が形成されていること、
ことを特徴とする。 (1) The positive electrode for a discharge lamp of the present invention is
A gas inflow part that is provided at the tip and allows gas generated during arc discharge to flow in,
A cavity continuously provided in the gas inflow portion and having a cylindrical shape in the axial direction;
A gas discharge part that is continuously provided in the cavity and discharges the gas flowing into the cavity from the inflow part;
A positive electrode for a discharge lamp comprising:
The gas discharge part is formed by a cut groove extending from the side surface of the positive electrode toward the cylindrical cavity.
The cut groove includes a first surface parallel to the cylindrical axial cross section, a second surface parallel to the first surface and located on the side opposite to the tip, and the first surface. And a third surface adjacent to the second surface and the second surface, and an opening circle is formed on the first surface,
It is characterized by that.

これにより、ガス排出部を陽電極の側面から前記円柱形状の空洞方向に向かう切り込み溝で形成したので、ガス排出部から、空洞内に流入したガスを排出することが可能となり、高温による陽電極の損傷を防止して、放電ランプの寿命をより高めることができる。   As a result, since the gas discharge part is formed by the cut groove directed from the side surface of the positive electrode toward the cylindrical cavity, the gas flowing into the cavity can be discharged from the gas discharge part. Can be prevented, and the life of the discharge lamp can be further increased.

（２）この発明の放電ランプ用陽電極は、
放電ランプ用陽電極の内部に設けた空洞、
前記陽電極の先端に設けた、アーク放電時に発生するガスを前記空洞内に流入させるためのガス流入部、
前記陽電極の側面に設けた、前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部、
を備えたことを特徴とする。 (2) The positive electrode for a discharge lamp of the present invention is
A cavity provided inside the positive electrode for the discharge lamp,
A gas inflow portion for introducing gas generated during arc discharge into the cavity, provided at the tip of the positive electrode;
A gas discharge part provided on a side surface of the positive electrode for discharging the gas flowing into the cavity to the outside;
It is provided with.

これにより、ガス排出部から、空洞内に流入したガスを排出することが可能となり、高温による陽電極の損傷を防止して、放電ランプの寿命を高めることが可能になる。   As a result, the gas flowing into the cavity can be discharged from the gas discharge section, and the positive electrode can be prevented from being damaged due to high temperature and the life of the discharge lamp can be increased.

（３）この発明の放電ランプ用陽電極は、
前記ガス排出部を、前記陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向に直交する方向に所定幅の溝を形成して設けた、
ことを特徴とする。 (3) The positive electrode for a discharge lamp of the present invention is
The gas discharge part is provided by forming a groove having a predetermined width in a direction reaching the cavity from the side surface of the positive electrode and in a direction orthogonal to the axial direction of the positive electrode.
It is characterized by that.

これにより、陽電極の側面から空洞に達する深さで、かつ、陽電極の軸方向に直交する方向に所定幅の溝を形成して設けたガス排出部から、空洞内に流入したガスを排出することが可能となり、高温による陽電極の損傷を防止して、放電ランプの寿命を高めることが可能になる。   As a result, the gas flowing into the cavity is discharged from the gas discharge portion provided by forming a groove with a depth reaching the cavity from the side surface of the positive electrode and perpendicular to the axial direction of the positive electrode. This makes it possible to prevent the positive electrode from being damaged by high temperatures and to increase the life of the discharge lamp.

（４）この発明の放電ランプ用陽電極は、
請求項２の放電ランプ用陽電極において、
前記ガス排出部を、前記陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向に延伸される所定幅の溝を形成して設けた、
ことを特徴とする。 (4) The positive electrode for a discharge lamp of the present invention is
The positive electrode for a discharge lamp according to claim 2,
The gas discharge part is provided by forming a groove having a predetermined width extending in the axial direction of the positive electrode at a depth reaching the cavity from a side surface of the positive electrode.
It is characterized by that.

これにより、陽電極の側面から空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向に延伸される所定幅の溝を形成して設けたガス排出部から、空洞内に流入したガスを排出することが可能となり、高温による陽電極の損傷を防止して、放電ランプの寿命を高めることが可能になる。   As a result, the gas flowing into the cavity is discharged from a gas discharge portion provided by forming a groove having a depth reaching the cavity from the side surface of the positive electrode and extending in the axial direction of the positive electrode. This makes it possible to prevent the positive electrode from being damaged by high temperatures and to increase the life of the discharge lamp.

（５）この発明の放電ランプ用陽電極は、
前記陽電極を、内部に空洞を設けた凹部を有する陽電極本体部と、前記凹部にはめ込み可能な所定長の凸部を有する陽電極蓋部とにより構成し、
前記陽電極本体部の後端から先端に向かって軸方向に延伸される所定幅の溝を形成し、
前記陽電極蓋部の凸部を前記陽電極本体部にはめ込むことにより、前記陽電極の側面に、前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部を設けた、
ことを特徴とする。 (5) The positive electrode for a discharge lamp of the present invention is
The positive electrode is composed of a positive electrode main body portion having a concave portion provided with a cavity therein, and a positive electrode lid portion having a predetermined length convex portion that can be fitted into the concave portion,
Forming a groove having a predetermined width extending in the axial direction from the rear end to the front end of the positive electrode body portion;
By fitting the convex part of the positive electrode lid part into the positive electrode body part, a gas discharge part for discharging the gas flowing into the cavity to the outside is provided on the side surface of the positive electrode.
It is characterized by that.

これにより、陽電極蓋部の凸部を前記陽電極本体部にはめ込むことにより、前記陽電極の側面に設けたガス排出部から、空洞内に流入したガスを排出することが可能となり、高温による陽電極の損傷を防止して、放電ランプの寿命をより高めることが可能になる。   Thereby, by fitting the convex part of the positive electrode lid part into the positive electrode main body part, it is possible to discharge the gas flowing into the cavity from the gas discharge part provided on the side surface of the positive electrode, It is possible to prevent the positive electrode from being damaged and to further increase the life of the discharge lamp.

（６）この発明の放電ランプ用陽電極の製造方法は、
陽電極の先端にアーク放電時に発生するガスを前記空洞内に流入させるためのガス流入部を、前記陽電極の内部に空洞を設け、
前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部を、前記陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向に直交する方向に所定幅の溝を形成して設けた、
ことを特徴とする。 (6) A method for producing a positive electrode for a discharge lamp according to the present invention comprises:
A gas inflow part for allowing gas generated at the time of arc discharge to flow into the cavity at the tip of the positive electrode, and providing a cavity inside the positive electrode,
A gas discharge portion for discharging the gas flowing into the cavity to the outside is a groove having a predetermined width in a direction reaching the cavity from a side surface of the positive electrode and in a direction perpendicular to the axial direction of the positive electrode Formed,
It is characterized by that.

これにより、陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、陽電極の軸方向に直交する方向に所定幅の溝を形成して設けたガス排出部から、空洞内に流入したガスを排出することが可能となり、高温による陽電極の損傷を防止して、放電ランプの寿命を高めることが可能な陽電極を低コストで製造することが可能になる。   Thus, the gas flowing into the cavity from the gas discharge part provided by forming a groove with a depth reaching the cavity from the side surface of the positive electrode and perpendicular to the axial direction of the positive electrode Thus, it is possible to produce a positive electrode capable of preventing the positive electrode from being damaged by high temperature and increasing the life of the discharge lamp at a low cost.

（７）この発明の放電ランプ用陽電極の製造方法は、
陽電極を、内部に空洞を設けた陽電極本体部と、前記陽電極本体部に接合可能な陽電極蓋部とにより構成し、
前記陽電極の先端にアーク放電時に発生するガスを前記空洞内に流入させるためのガス流入部を形成し、
前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極本体部の後端から先端に向かって軸方向に延伸される所定幅の溝を形成し、
前記陽電極蓋部を前記陽電極本体部に接合することにより、前記陽電極の側面に、前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部を設けた、
ことを特徴とする。 (7) A method for producing a positive electrode for a discharge lamp according to the present invention comprises:
The positive electrode is composed of a positive electrode main body having a cavity therein, and a positive electrode lid that can be joined to the positive electrode main body.
Forming a gas inflow portion for allowing gas generated during arc discharge to flow into the cavity at the tip of the positive electrode;
Forming a groove with a predetermined width at a depth reaching the cavity and extending in the axial direction from the rear end to the front end of the positive electrode body part;
By joining the positive electrode lid part to the positive electrode main body part, a gas discharge part for discharging the gas flowing into the cavity to the outside is provided on the side surface of the positive electrode.
It is characterized by that.

これにより、陽電極蓋部を前記陽電極本体部に接合することにより陽電極の側面に設けたガス排出部から、空洞内に流入したガスを排出することが可能となり、高温による陽電極の損傷を防止して、放電ランプの寿命を高めることが可能な陽電極を低コストで製造することが可能になる。   As a result, it is possible to discharge the gas flowing into the cavity from the gas discharge part provided on the side surface of the positive electrode by joining the positive electrode cover part to the positive electrode main body part, and the positive electrode is damaged by high temperature. Therefore, it is possible to manufacture a positive electrode that can increase the life of the discharge lamp at low cost.

１．放電ランプ用陽電極２ａの構造
図１に、本発明の放電ランプ用陽電極２ａの構造を示す。図１Ａは、放電ランプ用陽電極２ａの構造を示す斜視図である。図１Ｂは、図１Ａに示す放電ランプ用陽電極２ａのα−矢視図である。 1. Structure of Discharge Lamp Positive Electrode 2a FIG. 1 shows the structure of the discharge lamp positive electrode 2a of the present invention. FIG. 1A is a perspective view showing a structure of a positive electrode 2a for a discharge lamp. FIG. 1B is an α-arrow view of the discharge lamp positive electrode 2a shown in FIG. 1A.

図１Ａに示す放電ランプ用陽電極２ａは、高融点金属であるタングステンで構成され、陽電極２ａの後端Ｐ３には、陽電極２ａを支持する導電性の陽電極支持部４が接合される。なお、陽電極２ａに用いるタングステンの純度は、９９．９％以上としている。   The discharge lamp positive electrode 2a shown in FIG. 1A is made of tungsten, which is a high melting point metal, and a conductive positive electrode support portion 4 that supports the positive electrode 2a is joined to the rear end P3 of the positive electrode 2a. . Note that the purity of tungsten used for the positive electrode 2a is 99.9% or more.

陽電極２ａは、図１Ａに示すように、円柱状に形成されており、内部に空洞１０が設けられている。各部の寸法は、例えば、出力１３０Ｗの放電ランプを想定した場合、陽電極２ａの外径はφ１．８［mm］、内径（空洞１０の大きさ）をφ１．０［mm］とし、全長を３．０[mm]としている。   As shown in FIG. 1A, the positive electrode 2a is formed in a cylindrical shape, and a cavity 10 is provided therein. Assuming a discharge lamp with an output of 130 W, for example, the dimensions of each part are such that the outer diameter of the positive electrode 2a is φ1.8 [mm], the inner diameter (the size of the cavity 10) is φ1.0 [mm], 3.0 [mm].

陽電極２の先端Ｐ１には、図１Ａに示すように、アーク放電時に発生するガスを前記空洞内に流入させるためのガス流入孔１２が設けられている。なお、この実施形態においては、ガス流入孔１２の径は、空洞１０の大きさ（径）と同じにしているが、空洞と異なる大きさ（径）にしてもよい。   As shown in FIG. 1A, a gas inflow hole 12 for allowing a gas generated during arc discharge to flow into the cavity is provided at the tip P1 of the positive electrode 2. In this embodiment, the diameter of the gas inflow hole 12 is the same as the size (diameter) of the cavity 10, but may be a size (diameter) different from the cavity.

また、図１Ａに示すように、陽電極２の側面Ｐ２には、ガス排出部８が設けられている。ガス排出部８は、図１Ｂに示すように、陽電極２ａの側面Ｐ２から空洞１０の最深部と同じ深さで、かつ、前記陽電極の軸方向ｘに直交する方向に所定幅の溝を形成して設けられている。ここで、最深部とは図１Ｂのγ位置を示す。この実施形態では、ガス排出部の幅を０．５[mm]、側面からの深さを１．４［mm］としている。なお、ガス排出部８は、陽電極２ａの側面Ｐ２から空洞１０の最深部と同じ深さまで形成するようにしたが、空洞１０と繋がってガスを排出できるのであれば、空洞１０の最深部まで達しないようにしてもよい。例えば、図２に示すようにガス排出部８を空洞１０の中央位置の深さに形成してもよい。なお、図２Ａ、Ｂは、それぞれ図１Ａ、Ｂに対応する放電ランプ用陽電極２ａの他の構造を示す図である。   Further, as shown in FIG. 1A, a gas discharge portion 8 is provided on the side surface P <b> 2 of the positive electrode 2. As shown in FIG. 1B, the gas discharge part 8 has a groove having a predetermined width from the side face P2 of the positive electrode 2a to the same depth as the deepest part of the cavity 10 and in a direction perpendicular to the axial direction x of the positive electrode. It is formed and provided. Here, the deepest portion indicates the γ position in FIG. 1B. In this embodiment, the width of the gas discharge part is 0.5 [mm], and the depth from the side surface is 1.4 [mm]. In addition, although the gas discharge part 8 was formed from the side surface P2 of the positive electrode 2a to the same depth as the deepest part of the cavity 10, if it can connect with the cavity 10 and can discharge gas, it will reach to the deepest part of the cavity 10. May not be reached. For example, as shown in FIG. 2, the gas discharge portion 8 may be formed at a depth at the center position of the cavity 10. 2A and 2B are diagrams showing another structure of the positive electrode 2a for the discharge lamp corresponding to FIGS. 1A and 1B, respectively.

また、ガス排出部８は、図１Ａに示す陽電極２ａの側面Ｐ２から円柱形状の空洞１０方向に向かう切り込み溝で形成される。この切り込み溝は、図１Ａに示すように、円柱形状の軸方向（図１Ａのｘ方向）断面に平行な第１の面Ｄ１と、前記第１の面と平行で、かつ、前記先端とは反対側に位置する第２の面Ｄ２と、前記１の面Ｄ１および第２の面Ｄ２と隣接する第３の面Ｄ３とでコの字型に構成されており、前記第１の面には開口円Ｃが形成されている。   Moreover, the gas discharge part 8 is formed by the notch groove which goes to the cylindrical-shaped cavity 10 direction from the side surface P2 of the positive electrode 2a shown to FIG. 1A. As shown in FIG. 1A, the cut groove has a first surface D1 parallel to a cross section in a cylindrical axial direction (x direction in FIG. 1A), parallel to the first surface, and the tip. The second surface D2 located on the opposite side and the first surface D1 and the third surface D3 adjacent to the second surface D2 are configured in a U shape, and the first surface includes An opening circle C is formed.

図１に示す陽電極２および陽電極支持部４は、タングステン鋼棒をそれぞれ所定径に加工することにより成形され、陽電極２の空洞１０、ガス流入部１２は切り出した鋼片をドリルなどで切削することにより設けられる。なお、図１Ａに示す陽電極２と陽電極支持部４は、旋盤加工などにより一体で成形してもよい。   The positive electrode 2 and the positive electrode support portion 4 shown in FIG. 1 are formed by processing a tungsten steel rod to a predetermined diameter, and the cavity 10 and the gas inflow portion 12 of the positive electrode 2 are formed by drilling the cut steel piece. It is provided by cutting. Note that the positive electrode 2 and the positive electrode support 4 shown in FIG. 1A may be integrally formed by lathe processing or the like.

また、ガス排出部８は、ワイヤー放電加工を図１Ａ中のβ位置から行うことによりコの字型に成形される。なお、図１Ａに示す第３の面Ｄ３は平面となっているが、加工方法によっては平面とならない場合もある。例えば、ガス排出部の幅と同じ径のワイヤーが一方向に前後移動して放電加工を行う場合、図１Ａに示す第３の面Ｄ３は曲面となる。   Moreover, the gas discharge part 8 is shape | molded by the U shape by performing wire electrical discharge machining from (beta) position in FIG. 1A. In addition, although the 3rd surface D3 shown to FIG. 1A is a plane, it may not become a plane depending on the processing method. For example, when a wire having the same diameter as the width of the gas discharge part moves back and forth in one direction to perform electric discharge machining, the third surface D3 shown in FIG. 1A is a curved surface.

この実施形態では、図１Ａに示すように、陽電極２が必要な強度を維持することができるだけの肉厚を残して、ガス排出部８をワイヤー放電加工により成形するようにしているため、陽電極を後述するような分離タイプにすることなく、一体的に成形することができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 1A, the positive electrode 2 is formed by the wire electric discharge machining so that the gas discharge portion 8 is formed with a thickness sufficient to maintain the required strength. The electrodes can be integrally formed without being separated as described later.

このように、図１に示すガス排出部８を構成する溝の深さは、ガスの流出を妨げず、かつ、陽電極が所望の強度を得られるように決定すればよい。   As described above, the depth of the groove constituting the gas discharge portion 8 shown in FIG. 1 may be determined so as not to prevent the outflow of gas and to obtain a desired strength of the positive electrode.

２．放電ランプ用陽電極２ａにおけるガスの流れ
図１に示す放電ランプ用陽電極２ａにおいてアーク放電時に発生するガスの流れについて、図３を用いて以下に説明する。 2. Gas Flow in the Discharge Lamp Positive Electrode 2a The gas flow generated during arc discharge in the discharge lamp positive electrode 2a shown in FIG. 1 will be described below with reference to FIG.

アーク放電が始まると、まず、図３に示すように、陰電極１から陽電極２ａに向けてアーク柱と共に高温、高速ガス流が発生する（図３のflow１）。この高温、高速ガス流flow１は、ガス流入孔１２から陽電極２の空洞１０内に流入する（図３のflow２）。さらに、空洞内の高温ガスflow２は、空洞内壁に沿って移動し、ガス排出部８から排出される（図３のflow３）。   When the arc discharge starts, first, as shown in FIG. 3, a high-temperature, high-speed gas flow is generated along with the arc column from the negative electrode 1 toward the positive electrode 2a (flow 1 in FIG. 3). This high-temperature, high-speed gas flow flow 1 flows into the cavity 10 of the positive electrode 2 from the gas inflow hole 12 (flow 2 in FIG. 3). Further, the hot gas flow 2 in the cavity moves along the cavity inner wall and is discharged from the gas discharge unit 8 (flow 3 in FIG. 3).

このように、陽電極２の空洞内１０に流入したガスをガス排出部８から排出することによって、陽電極２ａが高温となって損傷することを防止することができる。   Thus, by discharging the gas flowing into the cavity 10 of the positive electrode 2 from the gas discharge part 8, it is possible to prevent the positive electrode 2a from being damaged due to high temperature.

３．放電ランプ用陽電極（分離タイプ）２ｂの構造
第２の実施形態における放電ランプ用陽電極２ｂ（分離タイプ）は、図４に示すように、陽電極本体部２０と陽電極蓋部３０で構成される。なお、図４Ａは、組み立て後の放電ランプ用陽電極２ｂの構造を示す図であり。図４Ｂは組み立て前の放電ランプ用陽電極２ｂの構造を示す図である。 3. Structure of Positive Electrode for Discharge Lamp (Separation Type) 2b The positive electrode for discharge lamp 2b (separation type) in the second embodiment is composed of a positive electrode body 20 and a positive electrode lid 30 as shown in FIG. Is done. FIG. 4A is a diagram showing the structure of the discharge lamp positive electrode 2b after assembly. FIG. 4B is a diagram showing the structure of the discharge lamp positive electrode 2b before assembly.

図４Ｂに示すように、陽電極本体部２０の内部には空洞１０が設けられており、陽電極本体部２０は、陽電極蓋部３０が有する凸部３２にはめ込まれる凹部２２を有する。また、陽電極本体部２０の先端には、アーク放電時に発生するガスを前記空洞内１０に流入させるためのガス流入部１２が形成されている。   As shown in FIG. 4B, the cavity 10 is provided inside the positive electrode main body 20, and the positive electrode main body 20 has a concave portion 22 fitted into a convex portion 32 included in the positive electrode lid portion 30. Further, a gas inflow portion 12 for allowing a gas generated during arc discharge to flow into the cavity 10 is formed at the tip of the positive electrode main body portion 20.

図４Ｂに示す陽電極本体部２０には、前記陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向（図４中ｘ方向）に延伸される所定幅の溝２４が形成されている。また、ガス排出部８は、図４Ｂに示す前記陽電極蓋部３０の凸部３２を前記陽電極本体部の凸部２２にはめ込むことにより設けられる。   The positive electrode main body 20 shown in FIG. 4B has a groove 24 having a predetermined width extending from the side surface of the positive electrode to the cavity and extending in the axial direction of the positive electrode (x direction in FIG. 4). Is formed. Moreover, the gas discharge part 8 is provided by inserting the convex part 32 of the said positive electrode cover part 30 shown in FIG. 4B in the convex part 22 of the said positive electrode main-body part.

ここで、図４に示すガス排出部８の断面積の総和を、ガス流入部１２の断面積よりも小さくならないように設計すると、陽電極２ｂの高温化を効果的に防止することができる実験結果が得られた。なお、ガス流入部１２の断面積は、図４に示すように、溝の幅をｗ、溝の長さをＤ、溝の本数をＮ、陽電極蓋部３０が有する凸部の長さをｄとすると、Ｓ＝Ｗ×（Ｄ−ｄ）×Ｎによって計算することができる（溝のＲ部分を無視した場合）。   Here, if the total cross-sectional area of the gas discharge part 8 shown in FIG. 4 is designed so as not to be smaller than the cross-sectional area of the gas inflow part 12, an experiment that can effectively prevent the positive electrode 2b from becoming hot is performed. Results were obtained. As shown in FIG. 4, the cross-sectional area of the gas inflow portion 12 is the width of the groove w, the length of the groove D, the number of grooves N, and the length of the convex portion of the positive electrode lid 30. If d, it can be calculated by S = W × (D−d) × N (when the R portion of the groove is ignored).

具体的には、ガス流入部１２の断面積Ｓ1とガス排出部８の断面積Ｓ2の関係について、次の実験を実施した。３種類の試作Ａ（Ｓ1＞Ｓ2）、Ｂ（Ｓ1＝Ｓ2）、Ｃ（Ｓ1＜Ｓ2）を作製し、陽電極の先端に穴加工を実施していない通常の電極を用いた放電ランプとの評価を行なった。サーモビューアによる電極の温度測定及び熱電対による発光管の温度測定を行ない比較した。その結果、通常の放電ランプより上記の３種類の試作Ａ、Ｂ，Ｃとも低い温度が得られた。さらに、３種類の試作のうち、温度が高いものが試作Ａで、試作Ｂ、Ｃが試作Ａより低い温度が得られ、ほぼ同じ値となった。試作Ａにおいては、陽電極先端のガス流入部１２付近に、サーモビューアによって渦が観測されたのに対して、試作Ｂと試作Ｃには渦が見られなかった。これは、ガス排出部８が小さいとガス流入部１２から入ったガス気流が同じ流量で排出することができず、陽電極の内部に溜まり、渦が発生したためと考えられる。 Specifically, the following experiment was performed on the relationship between the cross-sectional area S 1 of the gas inlet 12 and the cross-sectional area S 2 of the gas outlet 8. Three types of prototypes A (S 1 > S 2 ), B (S 1 = S 2 ), and C (S 1 <S 2 ) are prepared, and a normal electrode that is not drilled at the tip of the positive electrode The discharge lamp used was evaluated. The temperature of the electrode was measured with a thermoviewer and the temperature of the arc tube was measured with a thermocouple. As a result, the three types of prototypes A, B, and C described above had lower temperatures than ordinary discharge lamps. Further, among the three types of prototypes, the prototype A had a higher temperature, and the prototypes B and C had temperatures lower than the prototype A, which were substantially the same value. In prototype A, vortices were observed near the gas inlet 12 at the tip of the positive electrode by the thermoviewer, whereas no vortices were found in prototypes B and C. This is considered to be because if the gas discharge part 8 is small, the gas air flow that has entered from the gas inflow part 12 cannot be discharged at the same flow rate, but accumulates inside the positive electrode and a vortex is generated.

４．放電ランプ用陽電極２ｂにおけるガスの流れ
図４に示す放電ランプ用陽電極２ｂにおいて、アーク放電時に発生するガスの流れについて、図５を用いて以下に説明する。 4). Gas Flow at Discharge Lamp Positive Electrode 2b A gas flow generated during arc discharge in the discharge lamp positive electrode 2b shown in FIG. 4 will be described below with reference to FIG.

アーク放電が始まると、まず、図５に示すように、陰電極１から陽電極２ａの先端Ｐ１に向けてアーク柱と共に高温、高速ガス流が発生する（図５のflow１）。この高温、高速ガス流flow１は、ガス流入孔１２から陽電極２の空洞内に流入する（図５のflow２）。   When the arc discharge starts, first, as shown in FIG. 5, a high-temperature, high-speed gas flow is generated together with the arc column from the negative electrode 1 toward the tip P1 of the positive electrode 2a (flow 1 in FIG. 5). The high-temperature, high-speed gas flow flow1 flows into the cavity of the positive electrode 2 from the gas inflow hole 12 (flow2 in FIG. 5).

さらに、空洞内の高温ガスflow２は、空洞内壁に沿って移動し、ガス排出部８から排出される（図５のflow３）。ここで、放電ランプ用陽電極２ｂは、図５に示すように、ガス排出部８が陽電極本体部２０の後端から先端に向かって軸方向（図４中ｘ方向）に延伸される所定幅の溝を形成して設けられる。このため、空洞１０内のガスflow２は、図５に示すように、陽電極蓋部２２が有する凸部２４に当たって図中斜め下方向に排出される（図５のflow３）。   Further, the hot gas flow 2 in the cavity moves along the inner wall of the cavity and is discharged from the gas discharge unit 8 (flow 3 in FIG. 5). Here, in the discharge lamp positive electrode 2b, as shown in FIG. 5, the gas discharge part 8 is extended in the axial direction (x direction in FIG. 4) from the rear end to the front end of the positive electrode main body part 20. A groove having a width is formed and provided. For this reason, as shown in FIG. 5, the gas flow 2 in the cavity 10 hits the convex portion 24 of the positive electrode lid portion 22 and is discharged in an obliquely downward direction in the drawing (flow 3 in FIG. 5).

このように、陽電極２ｂを陽電極本体部２０と陽電極蓋部３０に分けて別々に加工することで、ガス排出部の断面積や高温ガス気流の排出方向を簡単に調節することができ、所望の性能を有する陽電極２ｂを低コストで作製することができる。   In this way, by dividing the positive electrode 2b into the positive electrode main body 20 and the positive electrode lid 30 and processing them separately, the cross-sectional area of the gas discharge part and the discharge direction of the hot gas flow can be easily adjusted. Thus, the positive electrode 2b having desired performance can be produced at a low cost.

なお、図４に示す陽電極２ｂと形状、大きさが同じで、空洞、ガス流入部、ガス排出部を有さない従来の陽電極を作成して実験を行った。この発明の陽電極２ｂと従来の陽電極を用いた放電ランプの温度変化を比較したところ、図６に示すように、図４に示す陽電極２ｂを用いた放電ランプは、従来の放電ランプよりも、温度上昇が緩やかで、安定化時における温度が２割程度低くなることが分かった。   An experiment was conducted by creating a conventional positive electrode having the same shape and size as the positive electrode 2b shown in FIG. 4 and having no cavity, gas inflow portion, and gas discharge portion. When the temperature change of the discharge electrode using the positive electrode 2b of this invention and the conventional positive electrode was compared, as shown in FIG. 6, the discharge lamp using the positive electrode 2b shown in FIG. However, it was found that the temperature rise was slow and the temperature during stabilization was about 20% lower.

なお、上記実施形態においては、凸部３２を有する陽電極蓋部３０を陽電極本体部２０にはめ込むこととしたが、陽電極蓋部３０が凸部を有さない構造とし、陽電極本体部２０と陽電極蓋部３０の端面同士を接合するようにしてもよい。   In the above embodiment, the positive electrode lid 30 having the convex portion 32 is fitted into the positive electrode main body 20. However, the positive electrode lid 30 has a structure having no convex portion, and the positive electrode main body portion. You may make it join the end surfaces of 20 and the positive electrode cover part 30 together.

５．その他の実施形態
なお、各部材の接合方法は、高温下の使用に耐えられる方法であれば、ロウ付け、焼き嵌め、叩き込みなどの方法を用いてもよい。 5. Other Embodiments As a method for joining the members, a method such as brazing, shrink fitting, and hammering may be used as long as the method can withstand use at high temperatures.

なお、上記実施形態においては、陽電極２や陽電極支持部４の材質としてタングステン用いているが、モリブデン、タンタル、ニオブ、レニウム、オスミウム、イリジウム、ルテニウム、ハフニウム、およびこれらの合金などの他の高融点金属を用いてもよい。   In the above embodiment, tungsten is used as the material of the positive electrode 2 and the positive electrode support portion 4, but other materials such as molybdenum, tantalum, niobium, rhenium, osmium, iridium, ruthenium, hafnium, and alloys thereof are used. A refractory metal may be used.

なお、上記実施形態においては、図１Ａに示すように、陽電極２の先端Ｐ１を平面に形成したが、例えば、尖形に形成したり、半円状や台形状に形成する等、他の形状に形成してもよい。   In the above embodiment, the tip P1 of the positive electrode 2 is formed in a plane as shown in FIG. 1A. However, for example, it is formed in a pointed shape, a semicircular shape, a trapezoidal shape, or the like. You may form in a shape.

なお、上記実施形態においては、図１に示すように、陽電極２の輪郭およびその内部に設ける空洞を何れも円柱形状としたが、かかる形状に限定されるものではない。   In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the contour of the positive electrode 2 and the cavity provided therein are both cylindrical, but the shape is not limited thereto.

なお、第１の実施形態では、ガス排出部を構成する所定幅の溝を１カ所設け、第２の実施形態では、ガス排出部を構成する所定幅の溝を２カ所設けたが、３つ以上設けるようにしてもよい。このように、空洞１０とつながり、ガス排出が可能な溝を１又は２以上陽電極の側面から設けることにより、ガス排出が可能な小径電極を容易に作製することとができる。   In the first embodiment, one groove having a predetermined width constituting the gas discharge portion is provided. In the second embodiment, two grooves having a predetermined width constituting the gas discharge portion are provided. You may make it provide above. Thus, by providing one or more grooves that can be connected to the cavity 10 and can discharge gas from the side surface of the positive electrode, a small-diameter electrode that can discharge gas can be easily manufactured.

また、上記実施形態では、ガス排出部８をコの字型に成形したが、これに限定されるものではなく、他の形状に成形してもよい。例えば、図７Ａに示すように、図１Ａに示す切り込み溝を構成する第２の面Ｄ２を陽電極の軸方向断面に対して斜めに形成し、ガス排出部８を外側に広げて設けるようにしてもよい。これにより、陽電極の軸方向断面に対して斜めに形成した第２の面Ｄ２に沿った方向にガスの排出方向を変更することができる。なお、図７Ａ、Ｂは、それぞれ図１Ａ、Ｂに対応する放電ランプ用陽電極２ａの他の構造を示す図である。   Moreover, in the said embodiment, although the gas exhaust part 8 was shape | molded in the U-shape, it is not limited to this, You may shape | mold in another shape. For example, as shown in FIG. 7A, the second surface D2 constituting the cut groove shown in FIG. 1A is formed obliquely with respect to the axial cross section of the positive electrode, and the gas discharge part 8 is provided so as to spread outward. May be. Thereby, the gas discharge direction can be changed to a direction along the second surface D2 formed obliquely with respect to the axial section of the positive electrode. 7A and 7B are diagrams showing another structure of the positive electrode 2a for the discharge lamp corresponding to FIGS. 1A and 1B, respectively.

放電ランプ用陽電極２ａの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the positive electrode 2a for discharge lamps. 放電ランプ用陽電極２ａの他の構造を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the positive electrode 2a for discharge lamps. 陽電極２ａの空洞内外におけるガスの移動を示す図である。It is a figure which shows the movement of the gas inside and outside the cavity of the positive electrode 2a. 放電ランプ用陽電極２ｂの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the positive electrode 2b for discharge lamps. 陽電極２ｂの空洞内外におけるガスの移動を示す図である。It is a figure which shows the movement of the gas inside and outside the cavity of the positive electrode 2b. 陽電極２ｂと従来の陽電極を用いた放電ランプの温度変化を比較した実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result which compared the temperature change of the discharge lamp using the positive electrode 2b and the conventional positive electrode. 他の実施形態の放電ランプ用陽電極の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the positive electrode for discharge lamps of other embodiment. 従来のショートアーク放電ランプ（直流型）の基本的構造を示す図である。It is a figure which shows the basic structure of the conventional short arc discharge lamp (DC type).

符号の説明Explanation of symbols

１・・・・陰電極
２・・・・陽電極
４・・・・陽電極支持部
８・・・・ガス排出部
１０・・・・空洞
１２・・・・ガス流入部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode 2 ... Positive electrode 4 ... Positive electrode support part 8 ... Gas discharge part 10 ... Hollow 12 ... Gas inflow part

Claims (8)

先端に設けられ、アーク放電時に発生するガスを流入させるガス流入部、
前記ガス流入部に連続して設けられ、軸方向に円柱形状をなした空洞、
前記空洞に連続して設けられ、前記流入部から前記空洞に流入したガスを外部に排出するガス排出部、
を備えた放電ランプ用陽電極であって、
前記ガス排出部は、陽電極の側面から前記円柱形状の空洞方向に向かう切り込み溝で形成されており、
前記切り込み溝は、前記円柱形状の軸方向断面に平行な第１の面と、前記第１の面と平行で、かつ、前記先端とは反対側に位置する第２の面と、前記第１の面および第２の面と隣接する第３の面とで構成されており、前記第１の面には開口円が形成されていること、
を特徴とする放電ランプ用陽電極。 A gas inflow part that is provided at the tip and allows gas generated during arc discharge to flow in,
A cavity continuously provided in the gas inflow portion and having a cylindrical shape in the axial direction;
A gas discharge part that is continuously provided in the cavity and discharges the gas flowing into the cavity from the inflow part;
A positive electrode for a discharge lamp comprising:
The gas discharge part is formed by a cut groove extending from the side surface of the positive electrode toward the cylindrical cavity.
The cut groove includes a first surface parallel to the cylindrical axial cross section, a second surface parallel to the first surface and located on the side opposite to the tip, and the first surface. And a third surface adjacent to the second surface and the second surface, and an opening circle is formed on the first surface,
A positive electrode for a discharge lamp. 放電ランプ用陽電極の内部に設けた空洞、
前記陽電極の先端に設けた、アーク放電時に発生するガスを前記空洞内に流入させるためのガス流入部、
前記陽電極の側面に設けた、前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部、
を備えたことを特徴とする放電ランプ用陽電極。 A cavity provided inside the positive electrode for the discharge lamp,
A gas inflow portion for introducing gas generated during arc discharge into the cavity, provided at the tip of the positive electrode;
A gas discharge part provided on a side surface of the positive electrode for discharging the gas flowing into the cavity to the outside;
A positive electrode for a discharge lamp, comprising: 請求項２の放電ランプ用陽電極において、
前記ガス排出部を、前記陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向に直交する方向に所定幅の溝を形成して設けた、
ことを特徴とするもの。 The positive electrode for a discharge lamp according to claim 2,
The gas discharge part is provided with a groove having a predetermined width in a direction reaching the cavity from a side surface of the positive electrode and in a direction orthogonal to the axial direction of the positive electrode.
It is characterized by that. 請求項２の放電ランプ用陽電極において、
前記ガス排出部を、前記陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向に延伸される所定幅の溝を形成して設けた、
ことを特徴とするもの。 The positive electrode for a discharge lamp according to claim 2,
The gas discharge part is provided by forming a groove having a predetermined width extending in the axial direction of the positive electrode at a depth reaching the cavity from a side surface of the positive electrode.
It is characterized by that. 請求項４の放電ランプ用陽電極において、
前記陽電極を、内部に空洞を設けた凹部を有する陽電極本体部と、前記凹部にはめ込み可能な所定長の凸部を有する陽電極蓋部とにより構成し、
前記陽電極本体部の後端から先端に向かって軸方向に延伸される所定幅の溝を形成し、
前記陽電極蓋部の凸部を前記陽電極本体部にはめ込むことにより、前記陽電極の側面に、前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部を設けた、
ことを特徴とするもの。 The positive electrode for a discharge lamp according to claim 4,
The positive electrode is composed of a positive electrode main body having a concave portion provided with a cavity therein, and a positive electrode lid having a predetermined length of convex portion that can be fitted into the concave portion,
Forming a groove having a predetermined width extending in the axial direction from the rear end to the front end of the positive electrode body portion;
By fitting the convex part of the positive electrode lid part into the positive electrode body part, a gas discharge part for discharging the gas flowing into the cavity to the outside is provided on the side surface of the positive electrode.
It is characterized by that. 請求項１〜請求項５の何れかの放電ランプ用陽電極を備えた放電ランプ。   A discharge lamp comprising the positive electrode for a discharge lamp according to any one of claims 1 to 5. 陽電極の先端にアーク放電時に発生するガスを前記空洞内に流入させるためのガス流入部および前記陽電極の内部に空洞を設け、
前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部を、前記陽電極の側面から前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極の軸方向に直交する方向に所定幅の溝を形成して設けた、
ことを特徴とする放電ランプ用陽電極の製造方法。 A gas inflow part for allowing gas generated during arc discharge to flow into the cavity at the tip of the positive electrode and a cavity in the positive electrode are provided,
A gas discharge portion for discharging the gas flowing into the cavity to the outside is a groove having a predetermined width in a direction reaching the cavity from a side surface of the positive electrode and in a direction perpendicular to the axial direction of the positive electrode Formed,
A method for producing a positive electrode for a discharge lamp. 陽電極を、内部に空洞を設けた陽電極本体部と、前記陽電極本体部に接合可能な陽電極蓋部とにより構成し、
前記陽電極の先端にアーク放電時に発生するガスを前記空洞内に流入させるためのガス流入部を形成し、
前記空洞に達する深さで、かつ、前記陽電極本体部の後端から先端に向かって軸方向に延伸される所定幅の溝を形成し、
前記陽電極蓋部を前記陽電極本体部に接合することにより、前記陽電極の側面に、前記空洞内に流入したガスを外部に排出するためのガス排出部を設けた、
ことを特徴とする放電ランプ用陽電極の製造方法。 The positive electrode is composed of a positive electrode main body having a cavity therein, and a positive electrode lid that can be joined to the positive electrode main body.
Forming a gas inflow portion for allowing gas generated during arc discharge to flow into the cavity at the tip of the positive electrode;
Forming a groove with a predetermined width at a depth reaching the cavity and extending in the axial direction from the rear end to the front end of the positive electrode body part;
By joining the positive electrode lid part to the positive electrode main body part, a gas discharge part for discharging the gas flowing into the cavity to the outside is provided on the side surface of the positive electrode.
A method for producing a positive electrode for a discharge lamp.
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