CN102656663A - 高压放电灯电极、制造该高压放电灯电极的方法和高压放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明的高压放电灯电极包括芯棒（10）、头部（20）和覆盖所述头部的线圈（30）。所述头部包括芯棒侧上的较小直径段（21）和尖端侧上的较大直径段（22）。所述线圈覆盖较小直径段以使得最底层的绕组开始端部（30a）位于较小直径段的尖端侧处，并且覆盖较小直径段和较大直径段以使得最上层的绕组结束端部（30b）位于较大直径段上。所述线圈的至少一部分被焊接到较大直径段。

Description

高压放电灯电极、制造该高压放电灯电极的方法和高压放电灯

技术领域

本发明涉及高压放电灯的电极结构。

背景技术

图8示出常规的高压放电灯电极（下文中称为“电极”）。如图8所示，电极包括芯棒10、头部60和线圈70，其中线圈70覆盖头部60，并且线圈70的尖端部70a和尾端部70b焊接到头部60（例如，专利文献1）。在专利文献1中，线圈多层缠绕芯棒并且线圈的前端部和尾端部通过激光熔化。尾端部因此固定到芯棒，而前端部因此形成圆顶形状。覆盖头部的线圈通常具有调节电极温度的功能。该功能确定放电期间的点燃特性和热辐射特性，并且因此确定放电特性。

这里，优选的是，线圈的尾端部被完全熔化，而没留有焊接造成的线圈端部和不平坦的部分（尤其是凸起）。如果由焊接导致的线圈端部或凸起留在线圈的后侧处，则在灯点燃开始处从线圈的尾端的放电很可能从该不平坦的部分开始。这造成了由粘附到灯泡内壁的散布的钨造成的飞溅现象和变黑。这是因为，当灯被点燃时，电流集中在不平滑的焊接部端表面上，并且局部加热的钨以放射状散布的方式被蒸发。

此外，专利文献2，例如，公开了一种以圆角形状焊接线圈端部的技术以作为将线圈端部以平滑的形状焊接到头部的技术。通过如上所述的将线圈端部以平滑的形状焊接到头部，熔化的线圈端部平滑地形成，并且因此消除了由焊接造成的凸起。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请特开No.2004-362861

专利文献2,：日本专利申请特开No.2000-231902

发明内容

技术问题

然而，难以将如专利文献2中所述的以圆角形状将线圈端部焊接到头部的技术应用到密集缠绕的线圈的端部。在以上技术中，线圈端部在与其邻近的线圈绕组部分分离之后需要被熔化。然而，难以控制线圈端部应当和线圈绕组部分彼此分离多远。增加的制造变差导致点燃特性的差异。此外，线圈之间的间隙在放电期间也造成线圈的热辐射特性（即，放电特性）的差异。

因而，本发明的目的是提供一种电极结构，其中线圈固定到头部，以使得即使在密集缠绕的线圈中也没有焊接造成的凸起，线圈的绕组开始端部和线圈的绕组结束端部被部署在线圈的后侧处。

问题的解决方案

本发明的第一方面是一种高压放电灯电极，包括芯棒（10）、头部（20）和覆盖所述头部的线圈（30），其中所述线圈的至少一部分以多层缠绕，并且所述线圈在比所述线圈的端部（30a，30b）更接近芯棒的位置处以一圈或多圈缠绕。

这里，线圈的绕组开始端部（30a）可以用较上层线圈部来覆盖。

本发明的第二方面是一种高压放电灯电极，包括芯棒（10）、头部（20）和覆盖所述头部的线圈（30），其中所述头部包括芯棒侧上的较小直径段（21）和尖端侧上的较大直径段（22），所述线圈覆盖较小直径段以使得最底层的绕组开始端部（30a）位于较小直径段的尖端侧处，并且覆盖较小直径段和较大直径段以使得最上层的绕组结束端部（30b）位于较大直径段上，并且所述线圈的至少一部分焊接到较大直径段。

本发明的第三方面是一种高压放电灯电极，包括芯棒（10）、头部（20）和覆盖所述头部的线圈（30），其中所述头部包括芯棒侧上的较小直径段（21）和尖端侧上的较大直径段（22）。所述线圈包括覆盖所述较小直径段的第一线圈（31）和覆盖所述较大直径段的第二线圈（32）。所述第一线圈以多层缠绕以使得所述线圈的两个端部（31a，31b）位于所述较小直径段的尖端侧处。所述第二线圈覆盖所述较大直径段以便与所述第一线圈接触。所述第一线圈的两个端部和所述第二线圈的芯棒侧上的最外圈的至少一部分被焊接在一起。在较大直径段的尖端侧上的第二线圈的线圈端部（32a）侧上的第二线圈的至少最外圈的一部分被焊接到较大直径段。

本发明的第四方面是一种用于制造高压放电灯电极的方法，包括以下处理：切割头部（20）以形成芯棒侧上的较小直径段（21）和尖端侧上的较大直径段（22）（S10）；在先形成线圈（30），该线圈具有与较小直径段和较大直径段的外径相匹配的内径，以使得线圈的绕组开始端部（30a）处于线圈的较底层、绕组结束端部（30b）处于线圈的较上层、以及所述绕组开始端部用所述较上层覆盖（S11）；以绕组结束端部设置在前而将线圈从芯棒侧安装到所述头部上，直到绕组开始端部与较大直径段相接触为止（S12）；以及第二线圈的线圈端部（32a）侧上的该第二线圈的至少最外圈的一部分焊接在较大直径段的尖端侧上（S13）。

本发明的第五方面是一种用于制造高压放电灯电极的方法，包括以下步骤：切割头部（20）以形成芯棒侧上的较小直径段（21）和尖端侧上的较大直径段（22）（S20）；以多层形式形成第一线圈（31），该第一线圈具有与较小直径段的外径相等的内径以使得第一线圈的两个端部（31a，31b）彼此面对（S21）；形成第二线圈（32），该第二线圈具有与较大直径段（S22）的外径相等的内径；以第一线圈的两个端部设置在前而将第一线圈从芯棒侧安装到所述较小直径段上，直到所述第一线圈与较大直径段相接触为止（S23）；将第二线圈从尖端侧安装到较大直径段上，直到第二线圈与第一线圈相接触为止（S24）；将第一线圈的两个端部焊接到第二线圈的芯棒侧上的最外圈的至少一部分（S25）；以及将在较大直径段的尖端侧上的第二线圈的线圈端部（32a）侧上的该第二线圈的至少最外圈的一部分焊接到较大直径段（S26）。

本发明的第六方面是一种高压放电灯，包括：一对电极（40），每个电极使用上述的高压放电灯电极来形成；以及灯泡（50），其中所述一对高压放电灯电极彼此面对部署在所述灯泡内部。

附图说明

图1A是示出本发明的电极的视图。

图1B是示出本发明的电极的视图。

图2A是示出用于制造根据本发明第一实施例的电极的方法的横截面图。

图2B是示出用于制造根据本发明第一实施例的电极的方法的横截面图。

图2C是示出用于制造根据本发明第一实施例的电极的方法的横截面图。

图2D是示出用于制造根据本发明第一实施例的电极的横截面图。

图3是示出用于制造根据第一实施例的电极的方法的流程图。

图4A是示出用于制造根据本发明第二实施例的电极的方法的横截面图。

图4B是示出用于制造根据本发明第二实施例的电极的方法的横截面图。

图4C是示出根据本发明第二实施例的电极的横截面图。

图5A是示出本发明第二实施例的照片。

图5B是示出本发明第二实施例的照片。

图5C是示出本发明第二实施例的照片。

图6是示出用于制造根据第二实施例的电极的方法的流程图。

图7是示出本发明的高压放电灯的视图。

图8是示出常规电极的视图。

具体实施方式

本发明具有基本的布置，其中线圈的绕组开始或绕组结束端部和线圈的焊接部分被部署成不被部署在芯棒侧上的端部处（下文中称为“后部端”）。图1A示出了最基本的示例。图1A是电极1的横截面侧视图。在图1A中，具有绕组开始端部30a和绕组结束端部30b的线圈30覆盖头部20。线圈30先前形成为如图1A中所示的形状，并且然后安装到头部20上。然后，线圈30的绕组开始部分（例如绕组开始端部30a）的至少最外圈的一部分焊接到头部20。以这种方式，线圈30固定到头部20以使得线圈30的端部都没有部署在后部端30c附近。通过远离后部端30c部署绕组结束端部30b，与图8中示出的常规示例相比更不可能发生从该处的放电。

此外，图1B示出图1A的扩展示例。在图1B中示出的电极2中，具有绕组开始端部30a和绕组结束端部30b的线圈30覆盖头部20。此外，线圈30的至少最外圈（例如，绕组结束端部30b）的至少一部分被焊接到头部20。图1B中示出的电极2与图1A中所示出的电极的不同之处在于绕组开始端部30a完全用上层线圈覆盖并因此没有露出。更具体地，电极2具有不造成从至少绕组开始端部30a放电的配置。

如上所述，图1A或图1B中示出的配置能够达到本发明的目的（将线圈固定到头部以使得不存在由焊接造成的凸起，线圈的绕组开始端部和线圈的绕组结束端部被部署在线圈的后部端）。然而，以下给出的是考虑了电极性能和生产性的最优选实施例的描述。

实施例1

图2D示出根据第一实施例的电极3。电极3包括芯棒10、头部20和覆盖头部的线圈30。头部20包括芯棒侧上的较小直径段21和尖端侧上的较大直径段22。线圈30覆盖较小直径段21以使得最底层（第一层）中的绕组开始端部30a位于较小直径段21的尖端侧上，并且覆盖较小直径段21和较大直径段22以使得最上层（第二层）中的绕组结束端部30b位于较大直径段22上。然后，绕组结束端部30b被焊接并固定到较大直径段22。

以上配置具有以下有利效果。

在将线圈30固定到头部20中，不存在由焊接造成的凸起，线圈的绕组开始端部30a和线圈的绕组结束端部30b被部署在线圈30的后部端30c处。因此，抑制了变黑和飞溅。

此外，具有低热容量的线圈30以多层覆盖头部20的芯棒10侧。因此，电极变得易于在点燃时迅速被加热。因此，便于开始放电。

此外，较小直径段21和较大直径段22之间高低平面上的差异允许线圈30的定位，这能够抑制电极性能的制造变差。

参考图2A至2D，图3示出了用于制造电极3的方法的流程图。

在步骤S10中，如图2A所示，头部20被切割以形成较小直径段21和较大直径段22（见图5A）。较小直径段21优选地具有芯棒侧上的锥形部分。优选的是，锥形部分的角度相对电极轴X大约是40度，这可以防止头部与芯棒断开。此外，较大直径段22优选地还具有尖端侧上的锥形部分。优选的是，锥形部分的角度相对电极轴大约是50度，这可以抑制电弧点（arc spot）的移动以使电弧稳定。实际要被切割的头部的部分包括整个较小直径段21和较大直径段22的锥形部分。

在步骤S11中，如图2B所示，线圈30在先形成，该线圈具有与较小直径段21和较大直径段22的形状（外径）匹配的内径。对于线圈30的形成，使用要作为模具的专用夹具（jig）。这里，线圈30的绕组开始端部30a处于线圈30的较底层中，绕组结束端部30b处于线圈30的较上层中，并且绕组开始端部30a用较上层覆盖。此外，还是在形成比图2B中示出的具有更多层的线圈的情况下，绕组结束端部30b需要不被部署在后部端30c附近。注意到，可以首先执行步骤S10和步骤S11的任何步骤。

在步骤S12中，在步骤S11中形成的线圈30从芯棒侧以绕组结束端部30b设置在前而被安装到头部20上，如图2C所示。这里，线圈被安装到头部20上，直到绕组开始端部30a与较大直径段22相接触为止。

在步骤S13中，线圈30的至少一部分（例如，绕组结束端部30b）被焊接到较大直径段22。因此，图2D中示出的电极3被制造。

实施例2

图4C示出根据第二实施例的电极4。虽然在第一实施例中已经给出了使用线圈30制造的电极的描述，但是线圈的制造并非总是容易的，因为例如需要专用夹具以形成具有如图2B中所示的两个不同内径的线圈。因此，实施例2示出了能够比实施例1的线圈更容易制造的线圈。

电极4包括芯棒10、头部20和覆盖头部20的线圈30。线圈30包括第一线圈31和第二线圈32。在如图2A的情况下，头部20包括芯棒侧上的较小直径段21和尖端侧上的较大直径段22。第一线圈31覆盖较小直径段21，而第二线圈32覆盖较大直径段22。这里，第一线圈31以多层（在此实施例中为两层）缠绕，以使得其两个端部31a和31b位于较小直径段21的尖端侧处。第二线圈32被部署成与第一线圈31相接触。第一线圈31的两个端部31a和31b以及第二线圈32的一部分被焊接在一起。此外，第二线圈32的尖端侧上的端部32a被焊接并固定到较大直径段22。

该实施例不仅具有与第一实施例相同的效果，而且还具有高生产效率的有利效果，因为该实施例不需要专用夹具（虽然需要通用的夹具）来制造第一和第二线圈31和32。

参考图4A至4C和图5A至5C，图6示出了用于制造电极4的方法的流程图。请注意图4A至图4C是电极的截面侧视图，而图5A至5C是电极俯视图的照片。

在步骤S20中，头部20被切割以形成较小直径段21和较大直径段22（如在图3中的步骤S 10情况下）。图5示出完整的头部20的照片。

在步骤S21中，形成第一线圈31，该线圈具有多个层（在此实施例中为两层），其中两个端部31a和31b彼此面对。第一线圈31被缠绕以使得第一线圈31的内径与较小直径段21的外径相匹配。

在步骤S22中，第二线圈32以正常的方式形成。第二线圈32被缠绕以使得第二线圈32的内径与较大直径段22的外径相匹配。

注意到，步骤S20、S21和S22的顺序是任意的。

在步骤S23中，如图4A所示，第一线圈31从芯棒侧被安装到较小直径段21上。这里，线圈31以两个端部31a和31b设置在前而被安装到较小直径段21上，直到第一线圈与较大直径段22相接触为止。图5B示出在完成步骤S23时的照片。如根据图5B中示出的照片可见，两个端部31a和31b不必总是处于如图4A中所示的两个端部31a和31b分别在线圈31的较底层和较上层这样的关系。

在步骤S24中，如图4B所示，第二线圈32从尖端侧被安装到较大直径段22上。这里，第二线圈32被安装到较大直径段22上，直到第二线圈32与第一线圈31相接触为止。

在步骤S25中，第一线圈31的两个端部31a和31b和第二线圈32的一部分被焊接并固定在一起。

在步骤S26中，第二线圈32的至少一部分（例如，尖端侧端部32a）被焊接到较大直径段22。

注意到，步骤S25和S26的顺序是任意的。

图4C示出横截面图，而图5C示出在完成步骤S25和S26时的俯视图的照片。

图7示出根据上述实施例的使用一对电极40的高压放电灯。高压放电灯包括由石英玻璃等制成的灯泡50和在灯泡50内彼此面对部署这一对电极40。这一对电极40可以是上述电极1至4中的任何电极。灯泡50包括连接到每个电极40的钼箔51，和引线52。注意到，灯泡50至少填充有汞和惰性气体。

因此，本发明可以提供这样的高压放电灯，其不太可能遭受变黑等，并且具有很好的可燃性、可靠性等。

虽然以上已描述了本发明的优选实施例，但是应当注意以下。

（1）附图（除了照片以外）不是真实的尺寸，并且一些构成组件为了便于解释而被扩大或者省略。

（2）虽然为了便于解释，每个线圈的绕组开始端部和绕组结束端部被示出在相同截面上，但是相应端部可以相对轴X在不同的角度上。

（3）芯棒10可以连接到与该芯棒10分开的头部20，或者可以从该芯棒10与之集成的头部20切断。

（4）虽然使用激光束或电子束用于焊接，但是可以采用其他焊接方法。

Claims (9)

1.一种高压放电灯电极，包括芯棒、头部和覆盖所述头部的线圈，其中

所述头部包括所述芯棒侧上的较小直径段和尖端侧上的较大直径段，

所述线圈覆盖所述较小直径段以使得所述线圈的最底层的绕组开始端部位于所述较小直径段的尖端侧处，并且覆盖所述较小直径段和所述较大直径段以使得所述线圈的最上层的绕组结束端部位于较大直径段上，以及

所述线圈的至少一部分被焊接到所述较大直径段。

2.一种高压放电灯，包括：

一对电极，每个电极包括根据权利要求1所述的高压放电灯电极；以及

灯泡，其中

所述一对高压放电灯电极彼此面对部署在所述灯泡内部。

3.一种高压放电灯电极，包括芯棒、头部和覆盖所述头部的线圈，其中

所述头部包括所述芯棒侧上的较小直径段和尖端侧上的较大直径段，

所述线圈包括覆盖所述较小直径段的第一线圈和覆盖所述较大直径段的第二线圈，

所述第一线圈以多层缠绕以使得所述线圈的两个端部位于所述较小直径段的所述尖端侧处，

所述第二线圈覆盖所述较大直径段以便与所述第一线圈接触，

所述第一线圈的两个端部和所述第二线圈的所述芯棒侧上的最外圈的至少一部分被焊接在一起，以及

在所述第二线圈的线圈端部侧上的所述第二线圈的至少最外圈的一部分在所述较大直径段的尖端侧上。

4.一种高压放电灯，包括：

一对电极，每个电极包括根据权利要求3所述的高压放电灯电极；和灯泡，其中所述一对高压放电灯电极彼此面对部署在所述灯泡内部。

5.一种用于制造高压放电灯电极的方法，包括以下处理：

切割头部以形成芯棒侧上的较小直径段和尖端侧上的较大直径段；

在先形成线圈，该线圈具有与所述较小直径段和所述较大直径段的外径相匹配的内径，以使得所述线圈的绕组开始端部处于所述线圈的较底层中、绕组结束端部处于所述线圈的较上层中、以及所述绕组开始端部用所述较上层覆盖；

以所述绕组结束端部设置在前而将所述线圈从所述芯棒侧安装到所述头部上，直到所述绕组开始端部与所述较大直径段相接触为止；以及

将所述线圈的至少一部分焊接到所述较大直径段。

6.一种用于制造高压放电灯电极的方法，包括以下处理：

切割头部以形成芯棒侧上的较小直径段和尖端侧上的较大直径段；

以多层形式形成第一线圈，该第一线圈具有与所述较小直径段的外径相等的内径以使得所述第一线圈的两个端部彼此面对；

形成第二线圈，该第二线圈具有与所述较大直径段的外径相等的内径；

以所述第一线圈的两个端部设置在前而将所述第一线圈从所述芯棒侧安装到所述较小直径段上，直到所述第一线圈与所述较大直径段相接触为止；

将第二线圈从所述尖端侧安装到所述较大直径段上，直到所述第二线圈与所述第一线圈相接触为止；

将所述第一线圈的两个端部焊接到所述第二线圈的所述芯棒侧上的最外圈的至少一部分；以及

将在所述较大直径段的所述尖端侧上的所述第二线圈的所述线圈端部侧上的该第二线圈的至少最外圈的一部分焊接到所述较大直径段。

7.一种高压放电灯电极，包括芯棒、头部和覆盖所述头部的线圈，其中

所述线圈的至少一部分以多层缠绕，以及

所述线圈在比所述线圈的端部更接近所述芯棒的位置处以一圈或多圈缠绕。

8.根据权利要求7所述的高压放电灯，其中所述线圈的绕组开始端部用较上层的线圈部覆盖。

9.一种高压放电灯，包括：

一对电极，每个电极使用根据权利要求7所述的高压放电灯电极来形成；以及灯泡，其中所述一对高压放电灯电极彼此面对部署在所述灯泡内部。

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