CN104124132B - 短弧型放电灯 - Google Patents

Abstract

一种短弧型放电灯，具有放电灯用阴极，在端部设置了含有容易放射电子性物质的电子放射部，通过简单的构造而容易地进行制造且制造成本低，很难受到损伤。在发光管内相对配置有阴极和阳极，所述阴极具有由添加了作为容易放射电子性物质的钍的钨构成的电子放射部、由钨构成的电极主体部，在所述电极主体部的前端侧形成有凹部，在该凹部的周围形成有环状平坦面部，所述电子放射部为圆锥台形状，其后端侧容纳在该凹部，并且前端侧比该凹部更突出。

Description

短弧型放电灯

技术领域

本发明涉及短弧型放电灯，特别是，涉及在阴极电子放射部上设置了含有电子放射性物质的阴极的短弧型放电灯。

背景技术

一般，在作为投影仪用的光源而使用的封入了氙气的短弧型放电灯或作为半导体曝光、LCD曝光用等光源而利用的封入了水银的短弧型放电灯中，使用直流点亮方式的灯。

图1示出其典型的一例。放电灯100具有由发光部40和其两端的密封部50、50构成的发光管60，在所述发光部40内，阴极10与阳极20相对配置，被直流点亮。

如上所述，对放电灯进行直流点亮，从而将电弧的辉点固定于阴极前端，通过成为点光源而在与光学系统进行组合时实现高的光利用效率。

在这种直流点亮方式的放电灯中使用的阴极，在稳定点亮时起到始终放出电子的作用，因此多使用应容易进行电子放射且在高熔点金属混入电子放射性物质而构成的阴极。

并且，作为该电子放射性物质，在要求点光源和高亮度的放电灯中，作为能够提高阴极前端的工作温度的物质，一般使用钍。但是，由于钍为放射性物质，因此最近严格限制其使用，即使在阴极中只能使用钍，也要求将钍含有量减少到极限。

从这种观点考虑，仅在阴极前端设置了含有钍的端头的阴极构造，作为满足上述最近的要求的构造来使用。

以往，作为在这种阴极的前端设置了含有电子放射性物质的端头的构造，例如，如日本特开昭62-241253号公报(专利文献1)所示，公知有在电极基材形成由有底孔构成的凹部，在该凹部通过压入等方法机械地埋设了含有电子放射性物质的端头的构造，另外，如日本特开2011-154927号公报(专利文献2)所示，公知有对电极基材扩散接合了电子放射性物质的端头的构造。

但是，在上述现有技术中，分别存在如下的问题。

在专利文献1所示的阴极构造中，在形成于高熔点金属的电极基材的凹部压入含有电子放射性物质的烧结体(端头)的方法中，由于烧结体的密度低且耐久也低，因此在压入时端头或电极基材有时会损伤，存在成品率变差的问题。

另外，在专利文献2的内容中，在高温下使由高熔点金属构成的电极基材与含有电子放射性物质的烧结体加压抵接，从而通过扩散接合而进行连接。作为其方法，例如可以例举放电等离子烧结法(SPS烧结法)，但是首先该放电等离子装置为高价，因此存在调整设备直到能够工业生产为止需要很高的成本的问题。

并且，在其制造工序中，在接合的部件彼此抵接的状态下施加压力，在升温到预定的烧结温度之后，不得不将该状态保持一定时间。因此，在制造中需要很大的热量和时间。如上所述，在结合不同种类的材料而制造阴极材料中存在各种困难。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-241253号公报

专利文献2：日本特开2011-154927号公报

发明内容

本发明所要解决的课题在于，提供如下的构造的阴极：在前端设置了含有容易放射电子性物质的电子放射部的放电灯用阴极中，通过简单的构造容易进行制造且制造成本低，而且很难受到损伤。

为了解决上述课题，本申请发明提供一种短弧型放电灯，在发光管内相对配置有阴极和阳极，所述阴极具有由添加了作为容易放射电子性物质的钍的钨构成的电子放射部、由钨构成的电极主体部，该短弧型放电灯的特征在于，在所述电极主体部的前端侧形成有凹部，在该凹部的周围形成有环状平坦面部，所述电子放射部为圆锥台形状，后端侧容纳在该凹部，并且前端侧比该凹部更突出。

另外，在本申请发明中，其特征在于，所述电子放射部具有前端面和与该前端面的后端侧连续的第1锥面部，所述电极主体部相比于延长该第1锥面部的锥面而形成的虚拟锥面配置于内侧。

另外，在本申请发明中，其特征在于，所述电极主体部具有与环状平坦部面的后端侧连续的第2锥面部，延长该第1锥面部的锥面而形成的虚拟锥面与该第2锥面部的锥面一致。

另外，在本申请发明中，其特征在于，在所述电子放射部的一部分的表面，从所述环状平坦面部向前端形成有碳化钨部。

另外，在本申请发明中，其特征在于，由所述电子放射部的前端面、与该前端面的后端侧连续的第1锥面部、与该第1锥面部的后端侧连续且比所述凹部更突出的圆柱状侧面部、所述电极主体部的环状平坦面部、与该环状平坦面部的后端侧连续的第2锥面部的各个表面的总面积构成的锥部面积S1与由形成有所述碳化钨部的区域的总面积构成的碳化面积S2满足0.1≤S2/S1≤0.35的关系。

在上述短弧型放电灯中，其特征在于，所述电子放射部具有：平面状的前端面部，前端成为圆锥台形状，位于最前端；相比于该前端面在后端侧连续的锥面状的锥面部；以及相比于该锥面部在后端侧连续的圆柱状侧面部，

在所述电极主体部中，在所述环状平坦面部的后端侧具有锥面部、向该锥面部的后端侧以直线状延伸的圆柱状侧面部，

所述电子放射部的所述圆柱状侧面部的直径a与所述环状平坦面部的宽度b、所述电极主体部的圆柱状侧面部的直径c的比率满足0.16≤b/a≤0.24且a/c≥0.39的关系。

另外，在本申请发明中，其特征在于，所述电子放射部的后端以与所述电极主体部的凹部的底面抵接的方式容纳在该凹部，在所述电子放射部的后端与所述电极主体部之间形成有环状的空隙。

根据本发明，阴极具有如下构造：电子放射部的后端侧的部分容纳于在电极主体部的前端侧形成的凹部，该凹部的开口面的部分被具有一定的宽度的环状平坦面部包围，环状保持部具有一定的壁厚而保持电子放射部。由此，通过简单的构造而容易进行制造且制造成本低，而且很难受到损伤。

另外，根据本发明，电极主体部比延长第1锥面部的锥面而形成的虚拟锥面更配置于内侧，从而不会遮蔽穿过第1锥面部的外侧而来的光。

另外，根据本发明，使位于构成第1锥面部的锥面延长上的虚拟锥面与构成第2锥面部12的锥面一致，从而能够防止前端温度的过度上升，而且防止由热应力引起的损伤。

另外，根据本发明，在电子放射部的比凹部更突出的一部分的表面，从环状平坦面部向前端形成有碳化钨部，从而促进在氧化物的状态下含有的容易放射电子性物质的还原，并且能够防止电极主体部的损伤。

另外，根据本发明，将锥部面积S1与碳化面积S2之间的面积比率(S2/S1)规定为10％以上，从而充分地进行在电子放射部中含有的容易放射电子性物质的还原，因此能够延长灯寿命，其中上述锥部面积S1由电子放射部的前端面、第1锥面部、与其后端侧连续且比所述凹部更突出的圆柱状侧面部、环状平坦面部、第2锥面部的各个表面的总面积构成，上述碳化面积S2由形成于所述电子放射部的碳化钨部的总面积构成。另外，S2/S1规定为35％以下，从而能够防止伴随过量的碳供给的前端形状的变形和灯的黑化。

另外，根据本发明，所述电子放射部的前端构成圆锥台形状，具有位于最前端的平面状的前端面部、相比于该前端面在后端侧连续的锥面状的锥面部、相比于该锥面部在后端侧连续的圆柱状侧面部，所述电子放射部的所述圆柱状侧面部的直径a与环状平坦面部的宽度b的比率(b/a)规定为16％以上，从而不会通过伴随电极主体部与电子放射部的热膨胀差的应力负荷而在电极主体部上产生裂缝和破裂，将b/a抑制为24％以下，从而电子放射部的直径a不会相对地变小，不会对容易放射电子性物质的供给带来坏影响。另外，除了上述条件以外，使所述电子放射部的所述圆柱状侧面部的直径a与电极主体部的圆柱状侧面部的直径c的比率(a/c)成为39％以上，从而保证电子放射部对于电极主体部的大小，不会出现正电子放射性物质的供给不足的情况。

另外，根据本发明，由于使从电子放射部向电极主体部的热传导良好，因此电子放射部的后端与电极主体部的凹部的底面抵接。此时，由于使电子放射部嵌合到电极主体部，因此伴随各个热膨胀差的应力负荷应力集中到所述凹部的局部，但是在所述电子放射部的后端与所述电极主体部之间形成环状的空隙，从而能够使所述的应力负荷缓和。

附图说明

图1是示出短弧型放电灯的图。

图2是本发明的第一实施方式的阴极的剖视图。

图3是对本发明的阴极的锥角度进行说明的剖视图。

图4是本发明的第二实施方式的阴极的图。

图5是本发明的阴极的制造工序图。

图6是对本发明的环状平坦面部进行说明的剖视图。

图7是示出本发明中的碳化面积与灯寿命的关系的图。

图8是本发明的第三实施方式的阴极的图。

具体实施方式

以下一边参照附图一边进行说明。图1示出短弧型放电灯。本发明的短弧型放电灯主要涉及阴极的构造，除此以外结构与一般的短弧型放电灯相同，因此对其说明使用图1。

放电灯100具有由发光部40和其两端的密封部50、50构成的发光管60(包含两端的密封部50、50)，在所述发光部40内，阴极10与阳极20相对配置，通过直流电流而被点亮。

在发光管60内，作为发光气体封入有稀有气体、或者稀有气体和水银。具体地讲，稀有气体例如为氙气。

图2是示出本发明的第一实施方式的阴极的剖视图。

在该图中，在阴极10中，电子放射部3的后端侧的部分嵌合在形成于电极主体部1的前端侧的有底圆筒状的凹部2的内部而被容纳，电子放射部3的前端侧的部分比该凹部2更突出。

电子放射部3构成圆锥台形状，具有位于最前端的平面状的前端面部31、相比于该前端面31在后端侧连续的锥面状的锥面部32(第1锥面部32)、相比于该锥面部32在后端侧连续的圆柱状侧面部33(第1圆柱状侧面部33)。

构成该电子放射部3的是具有钍等容易放射电子性物质(发射极)的高熔点金属。具体地讲，是含有2wt％的氧化钍(ThO₂)的钨(敷钍钨)。而且，是理论密度(也称为钨填充率)为90％以上的被锻造的敷钍钨。

电子放射部3含有这种容易放射电子性物质，从而具有使前端面31的功函降低且点亮启动变得容易的功能。

电极主体部1具有环状保持部5，该环状保持部5是包围形成于电极主体部1的前端侧的凹部2的周围的壁厚的部分。该环状保持部5在其前端侧具有形成于凹部2的开口面的周围的、作为包围该凹部2的面的环状平坦面部11。并且，在该环状平坦面部11的后端侧具有锥面部12(第2锥面部12)。

锥面部12的后端侧是向后端侧以直线状延伸的圆柱状侧面部13(第2圆柱状侧面部13)。如上所述，电极主体部1具有保持电子放射部3的功能，能够通过环状保持部5而坚固地保持电子放射部3。

构成电极主体部1的材料为高熔点金属，具体地讲为钨。该“钨”意味着没有添加作为添加物的钍的钨。除此以外，优选为没有添加钍的纯度高的纯钨，进一步有选为纯度为99.99％以上的纯钨。另外，与电子放射部同样，是理论密度(也称为钨填充率)为90％以上的钨。另外，如果是作为具有放射性的容易放射电子性物质的除了钍的容易放射电子性物质、例如镧或铈等稀土类金属的氧化物，则不受到对于放射性物质的限制，因此也可以含有在电极主体部1中。另外，电子放射部、电极主体部的密度都高，从而即使通过电极主体部1的环状保持部来保持电子放射部3，电子放射部3也不会受到损伤。

在电子放射部3中含有的容易放射电子性物质一般是热胀系数比钨等高熔点金属高的材料，因此，电子放射部3是热胀系数比电极主体部1大的材料。

因此，在灯的点亮中的1000℃以上的温度状况下，在电子放射部3与电极主体部1之间产生热应力。

在本发明的阴极中，电子放射部3在前端侧开放，因此在圆周方向上产生热应力而不是在轴方向上产生，特别是在环状保持部5的凹部2与圆柱状侧面部33之间产生。因此，当环状平坦面部11为没有厚度的形状时，存在如下情况：耐久性低且不能承受通过应力而施加的负荷，环状保持部5损伤。因此，环状保持部5优选在前端侧的环状平坦面部11具有一定的宽度而确保壁厚。

在本发明中，如上所述电子放射部3成为形成有由圆柱状侧面部33与电极主体部1的环状平坦面部11之间引起的台阶部的状态。环状平坦面部11优选具有一定的宽度而形成有台阶部，宽度例如为0.8mm～1.0mm。

电子放射部3中的、埋设在电极主体部1的凹部2中的后方的部分作为容易放射电子性物质储存部来发挥功能。即，在电子放射部3的前端侧含有的容易放射电子性物质在通过蒸发而从阴极前端消失之后，在没有比凹部2更突出的该部分中存储的容易放射电子性物质逐渐从后端侧向前端侧供给。

另外，电极主体部1比位于构成第1锥面部32的锥面的延长上的虚拟锥面VTF更位于内侧。此处内侧是指靠近电极中心轴的方向，将离开的方向作为外侧。

图3示出本发明的阴极的锥角度。第1锥面部32的锥角度α是考虑如下情况而确定的：不遮蔽通过辉点P而放射的光；通过具有一定的体积而确保热容量并且使前端温度不会过度地上升；以及电极主体部1不会通过热应力而损伤。

首先，当第2锥面部12比第1锥面部32的延长线上更位于外侧时，遮蔽从辉点放射的光。因此，首先电极主体部1、例如在该图中为第2锥面部12优选比位于构成第1锥面部32的锥面的延长上的虚拟锥面VTF更位于内侧。由此，能够不遮蔽经过第1锥面部32的外侧而来的光而使其穿过。

另外，第2锥面部12只要比第1锥面部32的延长线上更位于内侧即可，但是越是配置于内侧，电极主体部1越细。即，由于电极主体部1的体积减少而热容量降低，因此成为前端温度的过度上升的要因，电极主体部1通过热应力而容易受到损伤。

因此，更优选为，使第1锥面部32的锥角度α与第2锥面部12的锥角度α相等，且使位于构成第1锥面部32的锥面的延长上的虚拟锥面VTF与构成第2锥面部12的锥面一致。由此，除了防止光的遮蔽以外，能够防止前端温度的过度上升且防止由热应力引起的损伤。

图4是示出本发明的第2实施方式的阴极的图。在本实施方式中，仅后述的形成碳化钨部的内容与第一实施方式不同，因此除了与碳化钨部有关的说明以外与第一实施方式相同而省略说明。

在该图中，在电子放射部3的一部分的表面，从环状平坦面部11向前端侧设置有碳化钨部34。进一步详细地讲，形成于比环状平坦面部11更前端侧的区域的、比凹部2更突出的圆柱状侧面部331和第1锥面部32的一部分的表层。

另外，在容纳于凹部2的圆柱状侧面部332的表面没有形成有碳化钨部34。该碳化钨部34具有如下功能：促进在氧化物的形式下在电子放射部3中含有的容易放射电子性物质的还原，并且以气态向前端面31供给碳。

另外，为了防止过度的碳供给，至少在相比于前端面31向后端侧后退了预定的距离L的区域上不设置该碳化钨部34。此处预定的距离L为例如2mm～6mm。

具体地讲，容易放射电子性物质为钍，在其氧化物为氧化钍(ThO₂)时，在形成有碳化钨部34的电子放射部3的表面，在预定的温度条件下，产生ThO₂+2W₂C→Th+4W+2CO的反应。通过产生该反应，从而起到如下效果：促进以氧化物的形式含有的容易放射电子性物质的还原，并且以气态向前端面31供给碳。

但是，如上式所示，即使该碳化钨部34形成于没有氧化物的区域，也不能太期待效果。因此，优选形成于比环状平坦面部11更前端侧的、含有氧化物的电子放射部3的后端侧的区域。

此处，当在容纳于凹部2的圆柱状侧面部332上形成碳化钨部时，进行与此接触的电极主体部1的凹部的内壁的碳化，强度降低而成为受到损伤的要因。因此，优选在容纳于凹部2的圆柱状侧面部332的表面不形成碳化钨部34。

图5是用于说明本发明的阴极的制造方法的图。

在图5的(A)中，成为电极主体部1的圆柱状的电极基材1′，由高熔点金属构成，有选为由钨构成，特别有选为没有添加添加物的纯度高的纯钨，进一步有选为纯度为99.99％以上的纯钨。在该基材1′的前端面1′A的中心，在轴方向上形成有由截面圆形的有底孔构成的凹部2。关于所述基材1′，例如其直径为且长度为25mm。关于凹部2，直径形成为比小约4μm～约12μm，其深度为4mm。

如图5的(B)所示，将该基材1′以凹部2的开口向上的方式载置在电炉的内部，通过加热器H而加热到约600℃左右的温度。

并且，准备含有电子放射性物质的端头3′，插入到被加热而热膨胀的状态的基材1′的凹部2内。

所述端头3′为添加有电子放射性物质的高熔点金属，具体地讲，是对于钨添加了2重量％的氧化钍(ThO₂)的、理论密度为90％以上的敷钍钨。

所述端头3′的直径为长度为14mm，但是其直径优选为，在常温下对于所述凹部2的直径大4μm～12μm的范围。另外，其长度与构成所述凹部2的有底孔的深度(4mm)相比，其全长长，在插入时前端比基材1′更突出。

如图5的(C)所示，在被加热的状态的基材1′的凹部2插入端头3′。端头3′即使完全被插入到凹部2内，其前端也从基材1′的前端面1′A突出。

在将所述端头3′插入到基材1′的阶段中，由于基材1′被加热而处于热膨胀的状态，因此如X部分放大图所示，在端头3′与凹部2之间形成有一定程度的间隙S，因此无需进行压入而容易地进行端头3′的插入。

之后，使电炉停止，从而冷却基材1′直到成为常温。

如图5的(D)所示，基材1′通过该冷却而收缩，如其X部分放大图所示，基材1′的凹部2与端头3′紧贴，在其之间没有空隙，基材1′与端头3′被嵌合。

之后，如图5的(E)所示，将基材1′和端头3′的前端切削加工为大致锥状。以在电子放射部3的前端残留有前端面31的方式进行切削。并且，基材1′也可以以残留该环状平坦面部11的方式被切削加工，由此，插入端头3′的凹部2的开口周缘部分不会变的过薄，能够确保一定量的壁厚，能够进行稳定的电子放射部3的保持。

另外，在制造图4所示的阴极时，如图5的(F)所示，如图所示将碳化钨部34形成于预定的位置。碳化钨部34能够通过如下方式形成：通过刷子等在阴极表面涂布将碳与有机溶剂等粘合剂混合的物质，之后进行烧制。

如以上说明，本发明的放电灯用阴极通过简单的构造，如后所述制造工序也减少，也无需特別的装置，因此制造成本抑制得低。

另外，由于通过基于冷却的收缩而接合，因此端头从全周方向受到压力，从而即使在电子放射部与电极主体部之间产生应力，也能够避免机械地损伤的情况。

图6是对本发明的电子放射部的直径和环状平坦面部的宽度进行了说明的图。电子放射部3具有：前端构成圆锥台形状且位于最前端的平面状的前端面部31；相比于该前端面31在后端侧连续的锥面状的锥面部32(第1锥面部32)；以及相比于该锥面部32在后端侧连续的圆柱状侧面部33(第1圆柱状侧面部33)。另外，电极主体部1具有形成于其前端侧的作为包围凹部2的周围的厚壁部分的环状保持部5、在其前端侧形成于凹部2的开口面的周围的环状平坦面部11，在该环状平坦面部11的后端侧具有锥面部12(第2锥面部12)、向其后端侧以直线状延伸的圆柱状侧面部13(第2圆柱状侧面部13)。环状平坦面部11的宽度优选根据电子放射部3的所述圆柱状侧面部33的直径的大小而适当变更。具体地讲，优选为如下形式：所述圆柱状侧面部33的直径a与环状平坦面部11的宽度b、所述电极主体部1的圆柱状侧面部13的直径c的各个比率满足0.16≤b/a≤0.24、且a/c≥0.39的关系。

例如，将所述电子放射部的所述圆柱状侧面部的直径a与环状平坦面部的宽度b的比率(b/a)规定为16％以上，从而充分确保环状平坦面部的宽度b而提高强度，能够防止由伴随电极主体部与电子放射部的热膨胀差的应力负荷引起的裂缝和破裂的产生。另外，将b/a抑制为24％以下，从而电子放射部不会相对地变得过小，不会对灯寿命产生坏影响。除此以外，将电子放射部的圆柱状侧面部的直径a与电极主体部的圆柱状侧面部的直径c的比率(a/c)调整为39％以上，从而保证电子放射部相对于电极主体部的大小，不会使正电子放射性物质的供给不足，不会使灯寿命恶化。

【表1】

样品		S1	S2	S3	S4	S5	S6	S7	S8	S9
											a	(mm)	4.0	4.0	4.9	5.9	4.9	4.0	3.9	4.9	4.0
b	(mm)	0.35	0.50	0.76	1.03	0.96	0.82	0.93	1.31	1.99
											c	(mm)	12	12	10	12	10	12	10	10	12
比率1	(b/a)	0.09	0.13	0.16	0.17	0.20	0.21	0.24	0.27	0.50
											比率2	(a/c)	0.33	0.33	0.49	0.49	0.49	0.33	0.39	0.49	0.33
评价	裂缝	×	×	○	○	○	○	○	○	○
											结果	寿命	×	×	○	○	○	×	○	×	×

表1是对适当变更了电子放射部的圆柱状侧面部的直径a与环状平坦面部的宽度b、电极主体部的直径c的各自的比率的九个样品进行了比较的表。在表1所示的评价结果中，S1、S2、S4、S6、S9是在7000W的点亮条件下持续点亮时的结果，S3、S5、S7、S8是在4000W的点亮条件下持续点亮时的结果。另外，在裂缝的评价中，点亮之后在电极主体部中存在裂缝的情况判定为“×”。另外，在寿命的评价中，将达到闪烁为止的点亮时间为500小时以下的情况判定为“×”。

如表1所示，如果是b/a的比率为16％以上的情况，则能够充分确保环状平坦面部的宽度b，即使产生伴随电子放射部的膨胀的应力负荷，也不会在电极主体部上容易产生裂缝和破裂。另外，在b/a的比率超过24％的情况下，环状平坦面部的宽度b大到必要以上，电子放射部3相对地变小。因此，在电子放射部3中含有的容易放射电子性物质的比例相对地变小，容易放射电子性物质容易从电子放射部枯竭，使点亮启动性劣化。因此b/a的比率优选为24％以下。

图7示出形成于电子放射部的碳化钨的形成范围与该灯的寿命的关系。另外，锥部面积S1为由电子放射部3的前端面31、与其后端侧连续的第1锥面部32、与其后端侧连续且比所述凹部更突出的圆柱状侧面部331、所述电极主体部1的环状平坦面部11、与其后端侧连续的第2锥面部12构成的表面的总面积。另外，碳化面积S2为形成有碳化钨部34的区域的总面积。另外，图7中的虚线是作为现有例使用了阴极仅由敷钍钨构成的灯时的平均寿命时间。

如图7所示，锥部面积S1中的碳化面积S2优选为其面积比率(S2/S1)为10％以上。这是因为，在面积比率(S2/S1)为10％时灯寿命时间延长得很大，在10％以上的范围时维持比较长的寿命时间。另外，得到比作为现有例的平均寿命时间的500小时更长的寿命时间。但是，当碳化面积S2过大时会过量地供给碳，电子放射部容易成为扭曲的形状，这会成为闪烁等忽隐忽现的原因且容易缩短寿命。因此，优选将面积比率(S2/S1)的最大值抑制在35％以下。基于以上的点，考虑优选在0.1≤S2/S1≤0.35的范围内设计面积比率(S2/S1)的实施方式。

图8是示出本发明的第三实施方式的阴极的图。在该实施方式中，在所述电子放射部的后端与所述电极主体部之间形成环状的空隙这一点与第一实施方式不同，对与第一实施方式相同的结构省略说明。

在形成于电极主体部1的前端侧的有底圆筒状的凹部2的内部，嵌合而容纳有电子放射部3的后端侧的部分，前端侧的部分比该凹部2更突出。另外，电子放射部3的后端配置为与所述凹部2的底面抵接，在所述后端的外廓与电极主体部1之间形成有环状的空隙7。该环状的空隙7是在将电子放射部3嵌合到电极主体部1的凹部2而进行容纳时形成于电子放射部3与电极主体部1之间的。

例如，预先切割电子放射部3的后端的外廓，或者，在电极主体部1的凹部内面预先设置槽，将该电子放射部3嵌合到电极主体部1，从而能够将上述环状的空隙7形成于电极内部。

根据上述结构，由于使从电子放射部3向电极主体部1的热传导良好，因此电子放射部3的后端与电极主体部1的凹部2的底面抵接。此时，使电子放射部3与电极主体部1嵌合，因此产生伴随各自的热膨胀差的应力负荷且应力集中到所述凹部2的角，但是通过使所述凹部2的角成为R形状、且切割电子放射部3的后端的外廓以使电子放射部3的后端不会抵接到该R部，从而能够使所述的应力负荷缓和。在所述电子放射部3的后端与所述电极主体部1之间形成环状的空隙7，关于该环状的空隙7，例如其剖面为10μm²～45μm²左右的大小。

Claims (7)

1.一种短弧型放电灯，在发光管内相对配置有阴极和阳极，所述阴极具有由添加了作为容易放射电子性物质的钍的钨构成的电子放射部、由钨构成的电极主体部，该短弧型放电灯的特征在于，

在所述电极主体部的前端侧形成有凹部，在该凹部的周围形成有环状平坦面部，

所述电子放射部的前端为圆锥台形状，在所述电子放射部的后端具有圆柱状侧面部，所述电子放射部的后端侧容纳在该凹部，并且前端侧比该凹部更突出，

所述电极主体部的所述环状平坦面部的宽度b相对所述电子放射部的所述圆柱状侧面部的直径a的比率b/a规定为16％以上。

2.根据权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于，

所述电子放射部具有前端面和与该前端面的后端侧连续的第1锥面部，所述电极主体部相比于延长该第1锥面部的锥面而形成的虚拟锥面配置于内侧。

3.根据权利要求2所述的短弧型放电灯，其特征在于，

所述电极主体部具有与环状平坦部面的后端侧连续的第2锥面部，延长该第1锥面部的锥面而形成的虚拟锥面与该第2锥面部的锥面一致。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的短弧型放电灯，其特征在于，

在所述电子放射部的比凹部更突出的一部分的表面，从所述环状平坦面部向前端形成有碳化钨部。

5.根据权利要求4所述的短弧型放电灯，其特征在于，

由所述电子放射部的前端面、与该前端面的后端侧连续的第1锥面部、与该第1锥面部的后端侧连续且比所述凹部更突出的圆柱状侧面部、所述电极主体部的环状平坦面部、与该环状平坦面部的后端侧连续的第2锥面部的各个表面的总面积构成的锥部面积S1与由形成有所述碳化钨部的区域的总面积构成的碳化面积S2满足0.1≤S2/S1≤0.35的关系。

6.根据权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于，

所述电子放射部具有：平面状的前端面部，前端成为圆锥台形状，位于最前端；相比于该前端面在后端侧连续的锥面状的锥面部；以及相比于该锥面部在后端侧连续的圆柱状侧面部，

在所述电极主体部中，在所述环状平坦面部的后端侧具有锥面部、以及向该锥面部的后端侧以直线状延伸的圆柱状侧面部，

所述电子放射部的所述圆柱状侧面部的直径a与所述环状平坦面部的宽度b、所述电极主体部的圆柱状侧面部的直径c的比率满足0.16≤b/a≤0.24且a/c≥0.39的关系。

7.根据权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于，

所述电子放射部的后端以与所述电极主体部的凹部的底面抵接的方式容纳在该凹部，

在所述电子放射部的后端与所述电极主体部之间形成有环状的空隙。