JP2732451B2 - 放電灯用電極およびその製造方法 - Google Patents
放電灯用電極およびその製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、放電灯用電極およびその製造方法に関す
る。
る。
高圧キセノンランプまたは高圧水銀ランプ等の高圧放
電灯は、一般に、発光管内において陽極と陰極とが対向
配置されて構成されている。
電灯は、一般に、発光管内において陽極と陰極とが対向
配置されて構成されている。
斯かる高圧放電灯を構成する陰極としては、従来、ト
リエーテッドタングステンよりなる陰極が知られてい
る。この陰極は、仕事関数が約2.60V程度であるため、
動作温度は約2000℃に設定される。すなわち、動作温度
が高すぎるとトリウム原子の蒸発が著しくなり、動作温
度が低すぎるとトリアの分解、拡散が十分に行われず、
いずれの場合にも満足な動作を示さなくなるからであ
る。
リエーテッドタングステンよりなる陰極が知られてい
る。この陰極は、仕事関数が約2.60V程度であるため、
動作温度は約2000℃に設定される。すなわち、動作温度
が高すぎるとトリウム原子の蒸発が著しくなり、動作温
度が低すぎるとトリアの分解、拡散が十分に行われず、
いずれの場合にも満足な動作を示さなくなるからであ
る。
しかし、トリエーテッドタングステンよりなる陰極は
上記のように動作温度が概して高いので、以下の問題が
ある。
上記のように動作温度が概して高いので、以下の問題が
ある。
（１）高圧放電灯を点滅を繰返して使用する場合におい
ては、約300回の点滅により陰極の先端が単結晶化して
トリアの拡散性が悪化し、その結果使用に耐えないもの
となる。
ては、約300回の点滅により陰極の先端が単結晶化して
トリアの拡散性が悪化し、その結果使用に耐えないもの
となる。
（２）高圧放電灯を連続点灯して使用する場合において
は、約1000〜2000時間の連続点灯により上記（１）と同
様にトリアの拡散性が悪化し、その結果使用に耐えない
ものとなる。
は、約1000〜2000時間の連続点灯により上記（１）と同
様にトリアの拡散性が悪化し、その結果使用に耐えない
ものとなる。
（３）陰極の先端の消耗が著しく、そのため電極間距離
が次第に拡大して輝点の位置が変位する。その結果、高
圧放電灯を光学系に組込んで使用する場合には輝点の位
置が光学系の焦点から早期に変位して支障を生ずる。
が次第に拡大して輝点の位置が変位する。その結果、高
圧放電灯を光学系に組込んで使用する場合には輝点の位
置が光学系の焦点から早期に変位して支障を生ずる。
本考案は以上の如き事情に基づいてなされたものであ
って、その目的は、使用寿命の長い放電灯用電極および
その製造方法を提供することにある。
って、その目的は、使用寿命の長い放電灯用電極および
その製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、電極基
体と、この電極基体の先端に固定された電極部とを備え
てなり、前記電極部は、バリウム系のエミッター物質を
低濃度で含有しかつ先端がコーン状で内部に空洞部を有
する外殻と、この外殻の前記空洞部に充填された、バリ
ウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエミッター
補給源とを有してなることを特徴とする。
体と、この電極基体の先端に固定された電極部とを備え
てなり、前記電極部は、バリウム系のエミッター物質を
低濃度で含有しかつ先端がコーン状で内部に空洞部を有
する外殻と、この外殻の前記空洞部に充填された、バリ
ウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエミッター
補給源とを有してなることを特徴とする。
請求項２の発明は、バリウム系のエミッター物質と高
融点金属の粉末との混合物をプレス成形した後焼結する
かもしくは高融点金属の粉末をプレス成形した後焼結し
てこれにバリウム系のエミッター物質を含浸させて、先
端がコーン状で内部に空洞部を有し、バリウム系のエミ
ッター物質を低濃度で含有する外殻を形成する工程と、
この外殻の空洞部にバリウム系のエミッター物質と高融
点金属の粉末との混合物を加圧充填してエミッター補給
源を形成する工程とを含むことを特徴とする。
融点金属の粉末との混合物をプレス成形した後焼結する
かもしくは高融点金属の粉末をプレス成形した後焼結し
てこれにバリウム系のエミッター物質を含浸させて、先
端がコーン状で内部に空洞部を有し、バリウム系のエミ
ッター物質を低濃度で含有する外殻を形成する工程と、
この外殻の空洞部にバリウム系のエミッター物質と高融
点金属の粉末との混合物を加圧充填してエミッター補給
源を形成する工程とを含むことを特徴とする。
請求項１の発明によれば、電極部を構成する外殻がバ
リウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕
事関数が約1.5〜1.8V程度に低下し、従って、動作温度
を例えば1000℃程度にまで低くすることができ、電極部
の早期消耗を抑制することができる。しかも、外殻の空
洞部に高濃度のバリウム系のエミッター物質が充填され
ているので、当該エミッター物質が外殻に徐々に拡散し
てそのコーン状の先端に良好に補給され、エミッター物
質の機能が長期間にわたり安定に発揮される。
リウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕
事関数が約1.5〜1.8V程度に低下し、従って、動作温度
を例えば1000℃程度にまで低くすることができ、電極部
の早期消耗を抑制することができる。しかも、外殻の空
洞部に高濃度のバリウム系のエミッター物質が充填され
ているので、当該エミッター物質が外殻に徐々に拡散し
てそのコーン状の先端に良好に補給され、エミッター物
質の機能が長期間にわたり安定に発揮される。
請求項２の発明によれば、電極部を構成する外殻に空
洞部を設けてこの空洞部に高濃度のバリウム系のエミッ
ター物質と高融点金属の粉末との混合物を加圧して充填
するので、エミッター物質の保持が簡単となる。
洞部を設けてこの空洞部に高濃度のバリウム系のエミッ
ター物質と高融点金属の粉末との混合物を加圧して充填
するので、エミッター物質の保持が簡単となる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
（実施例１） 本実施例においては放電灯用電極について説明する。
本実施例の放電灯用電極は、第１図に示すように、電
極基体10と、この電極基体10の先端に固定された電極部
20とを備え、電極部20は、バリウム系のエミッター物質
を低濃度で含有しかつ先端31がコーン状で内部に空洞部
32を有する外殻30と、この外殻30の空洞部32に充填され
た、バリウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエ
ミッター補給源40とを有してなる。
極基体10と、この電極基体10の先端に固定された電極部
20とを備え、電極部20は、バリウム系のエミッター物質
を低濃度で含有しかつ先端31がコーン状で内部に空洞部
32を有する外殻30と、この外殻30の空洞部32に充填され
た、バリウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエ
ミッター補給源40とを有してなる。
電極基体10において、11は電極部20を固定するための
筒部、12は円柱状の胴部、13は金属箔との溶接部であ
る。電極基体10は例えばモリブデン、タンタル等の高融
点金属よりなり、電極部20は筒部11に嵌合されて例えば
カシメ等により挟圧された状態で電極基体10に固定され
ている。
筒部、12は円柱状の胴部、13は金属箔との溶接部であ
る。電極基体10は例えばモリブデン、タンタル等の高融
点金属よりなり、電極部20は筒部11に嵌合されて例えば
カシメ等により挟圧された状態で電極基体10に固定され
ている。
外殻30は例えばタングステンを主体としこれにバリウ
ム系のエミッター物質を低濃度で含有してなり、その濃
度は例えば５〜20重量％程度が好ましい。この濃度が過
大のときはエミッター物質の蒸発が過剰となって早期に
黒化現象が発生する。一方、この濃度が過小のときはエ
ミッター物質による機能が不十分となり、点灯不良とな
る。
ム系のエミッター物質を低濃度で含有してなり、その濃
度は例えば５〜20重量％程度が好ましい。この濃度が過
大のときはエミッター物質の蒸発が過剰となって早期に
黒化現象が発生する。一方、この濃度が過小のときはエ
ミッター物質による機能が不十分となり、点灯不良とな
る。
外殻30の空洞部32に充填した、バリウム系のエミッタ
ー物質を高濃度で含有するエミッター補給源40におい
て、バリウム系のエミッター物質の濃度は、例えば30〜
70重量％程度が好ましい。その他の併用物質としては、
タングステン、タンタル、ジルコニウム、チタン、マグ
ネシウム、ニッケル等の単体の混合物からなる還元剤を
挙げることができる。
ー物質を高濃度で含有するエミッター補給源40におい
て、バリウム系のエミッター物質の濃度は、例えば30〜
70重量％程度が好ましい。その他の併用物質としては、
タングステン、タンタル、ジルコニウム、チタン、マグ
ネシウム、ニッケル等の単体の混合物からなる還元剤を
挙げることができる。
バリウム系のエミッター物質としては、 BaAl4 BaxMy（M;W,Mo,Ti,Zr,Ta,Ni） 等を用いることができる。
41は加圧固定部材であり、これによりエミッター補給
源40が空洞部32において加圧固定されている。
源40が空洞部32において加圧固定されている。
以上の構成の放電灯用電極において、さらに好ましい
条件について説明する。
条件について説明する。
（１）コーン状の先端31の角度αが50〜120°であるこ
とが好ましい。なお、この角度αは、軸Ｐに沿った切断
面における角度である。このような特定のコーン状であ
ることにより、輝度の高い輝点を形成することができる
うえ、先端の消耗を抑制することができる。
とが好ましい。なお、この角度αは、軸Ｐに沿った切断
面における角度である。このような特定のコーン状であ
ることにより、輝度の高い輝点を形成することができる
うえ、先端の消耗を抑制することができる。
（２）空洞部32の輪郭がいわばテーパー状であって、最
大径をd1、最小径をd2とするとき、以下の関係を満足す
ることが好ましい。
大径をd1、最小径をd2とするとき、以下の関係を満足す
ることが好ましい。
d1（mm）＝d2（mm）＋（0.2mm〜0.05mm） このようなテーパー状とすることにより、外殻30を容
易にプレス成形することができる。
易にプレス成形することができる。
（３）空洞部32の最大径d1と、外殻30の外径Ｄとが、以
下の関係を満足することが好ましい。
下の関係を満足することが好ましい。
0.3D＜d1＜0.8D 斯かる条件を満足することにより、外殻30の機械的強
度を高めることができ、かつ、エミッター補給源40の充
填量の増大を図ることができる。なお、d1が0.8Dを越え
るときには、外殻30に加圧固定部材41を連結する時に、
あるいは焼結完了時に熱膨張の差により外殻30が壊れや
すい。一方、d1が0.3D未満のときには、エミッター補給
源40の量が不足しやすい。
度を高めることができ、かつ、エミッター補給源40の充
填量の増大を図ることができる。なお、d1が0.8Dを越え
るときには、外殻30に加圧固定部材41を連結する時に、
あるいは焼結完了時に熱膨張の差により外殻30が壊れや
すい。一方、d1が0.3D未満のときには、エミッター補給
源40の量が不足しやすい。
（４）外殻30の長さＬと、空洞部32の長さｌとが、以下
の関係を満足することが好ましい。
の関係を満足することが好ましい。
（1/10）Ｄ＜Ｌ−ｌ＜Ｄ 斯かる条件を満足することにより、コーン状の先端31
の早期変形を防止する効果を高め、エミッター補給源40
からのエミッター物質の補給を長時間にわたり安定化で
きる効果を高めることができる。なお、Ｌ−ｌの値がＤ
を超えるときには、エミッター補給源40からのエミッタ
ー物質の補給が悪化しやすいう一方、Ｌ−ｌの値が（1/
10）Ｄ未満のときには、コーン状の先端31が早期に変形
しやすい。
の早期変形を防止する効果を高め、エミッター補給源40
からのエミッター物質の補給を長時間にわたり安定化で
きる効果を高めることができる。なお、Ｌ−ｌの値がＤ
を超えるときには、エミッター補給源40からのエミッタ
ー物質の補給が悪化しやすいう一方、Ｌ−ｌの値が（1/
10）Ｄ未満のときには、コーン状の先端31が早期に変形
しやすい。
（５）空洞部32の入口の内面32Aを滑らかな曲面状とす
ることが好ましい。空洞部32にエミッター補給源を充填
してこれをパンチによりプレスする際に、当該パンチを
スムーズに進入・退出させることができる。
ることが好ましい。空洞部32にエミッター補給源を充填
してこれをパンチによりプレスする際に、当該パンチを
スムーズに進入・退出させることができる。
本実施例によれば、電極部20を構成する外殻30がバリ
ウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕事
関数が約1.5〜1.8V程度に低下し、従って、動作温度を1
000℃程度にまで低くすることができ、電極部20の早期
消耗を抑制することができる。しかも、外殻30の空洞部
32にバリウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエ
ミッター補給源40を充填したので、当該エミッター物質
が外殻30に徐々に拡散してそのコーン状の先端31に良好
に補給され、エミッター物質の機能が長期間にわたり安
定に発揮される。
ウム系のエミッター物質を低濃度で含有するので、仕事
関数が約1.5〜1.8V程度に低下し、従って、動作温度を1
000℃程度にまで低くすることができ、電極部20の早期
消耗を抑制することができる。しかも、外殻30の空洞部
32にバリウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエ
ミッター補給源40を充填したので、当該エミッター物質
が外殻30に徐々に拡散してそのコーン状の先端31に良好
に補給され、エミッター物質の機能が長期間にわたり安
定に発揮される。
このように、先端31の消耗が抑制されるため、輝点の
位置が長期間にわたり安定に維持され、光学系と組合せ
て用いる場合に、長期間にわたり安定に使用でき、ま
た、エミッター物質の機能が長期間にわたり安定に発揮
されるため、放電灯用電極の使用寿命が格段に向上す
る。
位置が長期間にわたり安定に維持され、光学系と組合せ
て用いる場合に、長期間にわたり安定に使用でき、ま
た、エミッター物質の機能が長期間にわたり安定に発揮
されるため、放電灯用電極の使用寿命が格段に向上す
る。
実際に、上記放電灯用電極を用いて構成した高圧放電
灯を点滅を繰返して使用する場合においては、約4000〜
5000回の点滅使用にも十分に耐えうるものであった。ま
た、連続点灯して使用する場合においては、約5000時間
の連続点灯使用にも十分に耐えうるものであった。
灯を点滅を繰返して使用する場合においては、約4000〜
5000回の点滅使用にも十分に耐えうるものであった。ま
た、連続点灯して使用する場合においては、約5000時間
の連続点灯使用にも十分に耐えうるものであった。
第２図は本実施例の放電灯用電極を用いて構成された
放電灯の一例を示し、61はガラス製発光管、62は本実施
例の電極と同一構成の陰極、63は陽極、64は陰極側口
金、65は陽極側口金、66は陰極リード、67は陽極リード
である。
放電灯の一例を示し、61はガラス製発光管、62は本実施
例の電極と同一構成の陰極、63は陽極、64は陰極側口
金、65は陽極側口金、66は陰極リード、67は陽極リード
である。
（実施例２） 本実施例においては、放電灯用電極の製造方法につい
て説明する。
て説明する。
本実施例においては、バリウム系のエミッター物質と
高融点金属の粉末との混合物をプレス成形した後焼結す
るか、もしくは高融点金属の粉末をプレス成形した後焼
結してこれにバリウム系のエミッター物質を含浸させ
て、第３図に示すように、先端31がコーン状で内部に空
洞部32を有し、バリウム系のエミッター物質を低濃度で
含有する外殻30を形成する。なお、コーン状の先端31
は、焼結した後に先端側（破線で示す）を切削加工して
形成するのが好ましい。
高融点金属の粉末との混合物をプレス成形した後焼結す
るか、もしくは高融点金属の粉末をプレス成形した後焼
結してこれにバリウム系のエミッター物質を含浸させ
て、第３図に示すように、先端31がコーン状で内部に空
洞部32を有し、バリウム系のエミッター物質を低濃度で
含有する外殻30を形成する。なお、コーン状の先端31
は、焼結した後に先端側（破線で示す）を切削加工して
形成するのが好ましい。
そして、この外殻30の空洞部32に、加圧固定部材41に
より、バリウム系のエミッター物質と高融点金属の粉末
との混合物を加圧充填して、第４図に示すように、バリ
ウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエミッター
補給源40を形成する。
より、バリウム系のエミッター物質と高融点金属の粉末
との混合物を加圧充填して、第４図に示すように、バリ
ウム系のエミッター物質を高濃度で含有するエミッター
補給源40を形成する。
このようにして形成した電極部20を、電極基体10の先
端に形成した筒部11に嵌合し、次いで、筒部11を例えば
かしめて電極部20を挟圧して固定し、もって第１図に示
した構成の放電灯用電極を製造する。
端に形成した筒部11に嵌合し、次いで、筒部11を例えば
かしめて電極部20を挟圧して固定し、もって第１図に示
した構成の放電灯用電極を製造する。
本実施例の製造方法によれば、電極部20を構成する外
殻30に空洞部32を設けてこの空洞部32に高濃度のバリウ
ム系のエミッター物質と高融点金属の粉末との混合物を
加圧して充填するので、エミッター補給源40の保持構造
が簡単で、製造が容易となる。
殻30に空洞部32を設けてこの空洞部32に高濃度のバリウ
ム系のエミッター物質と高融点金属の粉末との混合物を
加圧して充填するので、エミッター補給源40の保持構造
が簡単で、製造が容易となる。
請求項１の発明によれば、動作温度を低くできるため
電極の消耗を抑制でき、しかもエミッター補給源により
エミッターが絶えず補給され、これらの結果、放電灯用
電極の使用寿命が格段に向上する。
電極の消耗を抑制でき、しかもエミッター補給源により
エミッターが絶えず補給され、これらの結果、放電灯用
電極の使用寿命が格段に向上する。
請求項２の発明によれば、電極部を構成する外殻に空
洞部を設けてこの空洞部にエミッター補給源を加圧充填
したので、エミッター補給源の保持構造がきわめて簡単
である。
洞部を設けてこの空洞部にエミッター補給源を加圧充填
したので、エミッター補給源の保持構造がきわめて簡単
である。
第１図は本発明に係る放電灯用電極の一実施例を示す説
明図、第２図は本発明に係る放電灯用電極を用いて構成
した放電灯の一例を示す説明図、第３図は外殻を示す説
明図、第４図は外殻の空洞部にエミッター補給源が充填
された状態を示す説明図である。 10……電極基体、11……筒部 12……胴部、20……電極部 30……外殻、31……先端 32……空洞部、40……エミッター補給源 61……ガラス製発光管、62……陰極 63……陽極、64,65……口金 66,67……リード
明図、第２図は本発明に係る放電灯用電極を用いて構成
した放電灯の一例を示す説明図、第３図は外殻を示す説
明図、第４図は外殻の空洞部にエミッター補給源が充填
された状態を示す説明図である。 10……電極基体、11……筒部 12……胴部、20……電極部 30……外殻、31……先端 32……空洞部、40……エミッター補給源 61……ガラス製発光管、62……陰極 63……陽極、64,65……口金 66,67……リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−168963（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−23064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−70478（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−12669（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−165661（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭48−11984（ＪＰ，Ｙ１)
Claims (2)
- 【請求項１】電極基体と、この電極基体の先端に固定さ
れた電極部とを備えてなり、 前記電極部は、バリウム系のエミッター物質を低濃度で
含有しかつ先端がコーン状で内部に空洞部を有する外殻
と、この外殻の前記空洞部に充填された、バリウム系の
エミッター物質を高濃度で含有するエミッター補給源と
を有してなることを特徴とする放電灯用電極。 - 【請求項２】バリウム系のエミッター物質と高融点金属
の粉末との混合物をプレス成形した後焼結するかもしく
は高融点金属の粉末をプレス成形した後焼結してこれに
バリウム系のエミッター物質を含浸させて、先端がコー
ン状で内部に空洞部を有し、バリウム系のエミッター物
質を低濃度で含有する外殻を形成する工程と、この外殻
の空洞部にバリウム系のエミッター物質と高融点金属の
粉末との混合物を加圧充填してエミッター補給源を形成
する工程とを含むことを特徴とする放電灯用電極の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP776089A JP2732451B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 放電灯用電極およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP776089A JP2732451B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 放電灯用電極およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02189851A JPH02189851A (ja) | 1990-07-25 |
| JP2732451B2 true JP2732451B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=11674645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP776089A Expired - Fee Related JP2732451B2 (ja) | 1989-01-18 | 1989-01-18 | 放電灯用電極およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2732451B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105340055A (zh) * | 2013-06-25 | 2016-02-17 | 优志旺电机株式会社 | 放电灯 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3994880B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2007-10-24 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ |
| JP6361905B2 (ja) * | 2013-09-12 | 2018-07-25 | 河北ライティングソリューションズ株式会社 | 放電ランプ用陰極 |
-
1989
- 1989-01-18 JP JP776089A patent/JP2732451B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105340055A (zh) * | 2013-06-25 | 2016-02-17 | 优志旺电机株式会社 | 放电灯 |
| EP3016131A1 (en) * | 2013-06-25 | 2016-05-04 | Ushio Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp |
| EP3016131A4 (en) * | 2013-06-25 | 2016-06-15 | Ushio Electric Inc | DISCHARGE LAMP |
| TWI576893B (zh) * | 2013-06-25 | 2017-04-01 | Ushio Electric Inc | Discharge lamp |
| CN105340055B (zh) * | 2013-06-25 | 2017-07-11 | 优志旺电机株式会社 | 放电灯 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02189851A (ja) | 1990-07-25 |
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