JP2782611B2 - ショートアーク型キセノン放電灯およびショートアーク型水銀蒸気放電灯 - Google Patents
ショートアーク型キセノン放電灯およびショートアーク型水銀蒸気放電灯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、ショートアーク型キセノン放電灯およびシ
ョートアーク型水銀蒸気放電灯に関する。
ョートアーク型水銀蒸気放電灯に関する。
水銀を封入しないショートアーク型キセノン放電灯で
は、アーク強度の経時的な変化が大きいため、陰極の表
面を炭化処理することによりアーク強度の経時的な変化
を小さくしてアーク強度の安定性（以下「アーク安定
度」という。）を高めることが行われている。
は、アーク強度の経時的な変化が大きいため、陰極の表
面を炭化処理することによりアーク強度の経時的な変化
を小さくしてアーク強度の安定性（以下「アーク安定
度」という。）を高めることが行われている。
また、水銀封入量の少ないショートアーク型水銀蒸気
放電灯では、水銀封入量の多い超高圧水銀灯に比較して
アーク安定度が悪いため、ショートアーク型キセノン放
電灯と同様に陰極の表面を炭化処理することによりアー
ク安定度を高めることが必要である。
放電灯では、水銀封入量の多い超高圧水銀灯に比較して
アーク安定度が悪いため、ショートアーク型キセノン放
電灯と同様に陰極の表面を炭化処理することによりアー
ク安定度を高めることが必要である。
しかし、アーク安定度を高めるためにタングステンか
らなる陰極の先端までも炭化処理を施すと、陰極の先端
の表面には炭化タングステン（W2C）が形成され、この
炭化タングステンはタングステンより融点が低いため
に、陰極の先端が早期に損耗し、使用寿命が短くなる問
題が生じた。
らなる陰極の先端までも炭化処理を施すと、陰極の先端
の表面には炭化タングステン（W2C）が形成され、この
炭化タングステンはタングステンより融点が低いため
に、陰極の先端が早期に損耗し、使用寿命が短くなる問
題が生じた。
そこで、本発明者らは、アーク安定度をある程度高く
維持でき、かつ陰極の早期損耗を抑制するためには、陰
極の表面の炭化処理をどの程度行えばよいかを鋭意研究
したところ、陰極の先端には炭化処理が施されていない
非炭化処理部を設けると共に、これに続いて炭化処理部
を設け、さらに非炭化処理部の軸方向の長さＬを定格ラ
ンプ電流Ａとの関係において一定範囲に規定することに
より、アーク安定度を高め、かつ陰極の損耗を抑制する
ことができることを見出して、本発明を完成するに至っ
たものである。
維持でき、かつ陰極の早期損耗を抑制するためには、陰
極の表面の炭化処理をどの程度行えばよいかを鋭意研究
したところ、陰極の先端には炭化処理が施されていない
非炭化処理部を設けると共に、これに続いて炭化処理部
を設け、さらに非炭化処理部の軸方向の長さＬを定格ラ
ンプ電流Ａとの関係において一定範囲に規定することに
より、アーク安定度を高め、かつ陰極の損耗を抑制する
ことができることを見出して、本発明を完成するに至っ
たものである。
本発明の目的は、アーク安定度が高くて、しかも陰極
の損耗の少ないショートアーク型キセノン放電灯および
ショートアーク型水銀蒸気放電灯を提供することにあ
る。
の損耗の少ないショートアーク型キセノン放電灯および
ショートアーク型水銀蒸気放電灯を提供することにあ
る。
上記目的を達成するため、本発明のショートアーク型
キセノン放電灯は、バルブの中央の発光空間膨出部内で
陰極と陽極とが対向配置され、点灯時のキセノンガスの
圧力が20気圧以上になるショートアーク型キセノン放電
灯において、前記陰極には、炭化処理が施されていない
先端の非炭化処理部と、この先端の非炭化処理部に続く
炭化処理部とが設けられ、前記先端の非炭化処理部の軸
方向の長さＬ（単位:mm）と、定格ランプ電流Ａ（単位:
A）とが、下記式（１）を満足することを特徴とする。
キセノン放電灯は、バルブの中央の発光空間膨出部内で
陰極と陽極とが対向配置され、点灯時のキセノンガスの
圧力が20気圧以上になるショートアーク型キセノン放電
灯において、前記陰極には、炭化処理が施されていない
先端の非炭化処理部と、この先端の非炭化処理部に続く
炭化処理部とが設けられ、前記先端の非炭化処理部の軸
方向の長さＬ（単位:mm）と、定格ランプ電流Ａ（単位:
A）とが、下記式（１）を満足することを特徴とする。
そして、本発明のショートアーク型水銀蒸気放電灯
は、バルブの中央の発光空間膨出部内で陰極と陽極とが
対向配置され、希ガスと水銀とが封入され、水銀の封入
量が10mg/cc以下であるショートアーク型水銀蒸気放電
灯において、前記陰極には、炭化処理が施されていない
先端の非炭化処理部と、この先端の非炭化処理部に続く
炭化処理部とが設けられ、前記先端の非炭化処理部の軸
方向の長さＬ（単位:mm）と、定格ランプ電流Ａ（単位:
A）とが、上記式（１）を満足することを特徴とする。
は、バルブの中央の発光空間膨出部内で陰極と陽極とが
対向配置され、希ガスと水銀とが封入され、水銀の封入
量が10mg/cc以下であるショートアーク型水銀蒸気放電
灯において、前記陰極には、炭化処理が施されていない
先端の非炭化処理部と、この先端の非炭化処理部に続く
炭化処理部とが設けられ、前記先端の非炭化処理部の軸
方向の長さＬ（単位:mm）と、定格ランプ電流Ａ（単位:
A）とが、上記式（１）を満足することを特徴とする。
陰極の先端の非炭化処理部に続いて炭化処理部が設け
られているので、アーク強度の経時的な変化が小さく抑
制されてアーク安定度が高くなり、しかも非炭化処理部
の軸方向の長さＬ（単位:mm）が定格ランプ電流Ａ（単
位：アンペア）との関係において上記式（１）を満たす
ように一定範囲に規定されているので、陰極の先端の融
点の低下が抑制され、陰極の早期損耗が抑制されて使用
寿命が長くなる。
られているので、アーク強度の経時的な変化が小さく抑
制されてアーク安定度が高くなり、しかも非炭化処理部
の軸方向の長さＬ（単位:mm）が定格ランプ電流Ａ（単
位：アンペア）との関係において上記式（１）を満たす
ように一定範囲に規定されているので、陰極の先端の融
点の低下が抑制され、陰極の早期損耗が抑制されて使用
寿命が長くなる。
〔実施例１〕 この実施例１では、ショートアーク型キセノン放電灯
について説明する。
について説明する。
第１図に示すように、バルブ１の中央の発光空間膨出
部２内で陰極３と陽極４が対向配置されている。７は口
金、８は封止管部である。
部２内で陰極３と陽極４が対向配置されている。７は口
金、８は封止管部である。
発光空間膨出部２には、点灯時の圧力が20気圧以上に
なる量のキセノンガスが封入されている。
なる量のキセノンガスが封入されている。
陰極３には、第２図に拡大して示すように、炭化処理
が施されていない先端の非炭化処理部５と、この先端の
非炭化処理部５に続く炭化処理部６とが設けられてい
る。
が施されていない先端の非炭化処理部５と、この先端の
非炭化処理部５に続く炭化処理部６とが設けられてい
る。
先端の非炭化処理部５の軸方向の長さＬは、定格ラン
プ電流Ａとの関係において、前記式（１）を満足するよ
うに規定されている。第３図において斜線領域が前記式
（１）を満足する範囲である。
プ電流Ａとの関係において、前記式（１）を満足するよ
うに規定されている。第３図において斜線領域が前記式
（１）を満足する範囲である。
炭化処理部６の形成手段としては特に限定されない
が、例えば以下の方法を適用することができる。
が、例えば以下の方法を適用することができる。
98％のタングステン（Ｗ）と２％の酸化トリウム（Th
O2）とからなる陰極棒にカーボン粉末の分散液を当該陰
極棒の先端の非炭化処理部となるべき部分を除く部分に
塗布し、これを自然乾燥させる。分散液の代わりに墨汁
を用いてもよい。
O2）とからなる陰極棒にカーボン粉末の分散液を当該陰
極棒の先端の非炭化処理部となるべき部分を除く部分に
塗布し、これを自然乾燥させる。分散液の代わりに墨汁
を用いてもよい。
次いで、乾燥部分を真空加熱処理して、炭化処理部６
を形成する。具体的には、定格ランプ電流が例えば25A
のものでは、約５×10-5Torrの真空度で、約1400℃で20
分間程度加熱処理すればよい。また、定格ランプ電流が
100Aのものでは、加熱温度を約1900℃に高くして同様に
して加熱処理すればよい。
を形成する。具体的には、定格ランプ電流が例えば25A
のものでは、約５×10-5Torrの真空度で、約1400℃で20
分間程度加熱処理すればよい。また、定格ランプ電流が
100Aのものでは、加熱温度を約1900℃に高くして同様に
して加熱処理すればよい。
この実施例１のショートアーク型キセノン放電灯によ
れば、キセノンガス封入量が点灯時の圧力（動圧）が20
気圧以上になる量であるが、陰極３に炭化処理部５が設
けられているのでアーク安定度が高くなり、しかも、陰
極３の先端には非炭化処理部６か設けられ、その軸方向
の長さＬが定格ランプ電流Ａとの関係において上記式
（１）を満たすように一定範囲に規定されているので、
陰極３の先端の早期損耗が抑制され、放電灯の使用寿命
が長くなる。
れば、キセノンガス封入量が点灯時の圧力（動圧）が20
気圧以上になる量であるが、陰極３に炭化処理部５が設
けられているのでアーク安定度が高くなり、しかも、陰
極３の先端には非炭化処理部６か設けられ、その軸方向
の長さＬが定格ランプ電流Ａとの関係において上記式
（１）を満たすように一定範囲に規定されているので、
陰極３の先端の早期損耗が抑制され、放電灯の使用寿命
が長くなる。
第１表は、ショートアーク型キセノン放電灯におい
て、非炭化処理部の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流
Ａとを変化させたときの実験データである。
て、非炭化処理部の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流
Ａとを変化させたときの実験データである。
なお、第１表中「アーク安定度」は、第４図に示すよ
うに、アーク強度の平均値をａ、アーク強度の最大変動
幅をｂとするとき、下記式（２）で定義されるアーク変
動率によって評価されており、数値の小さいものほどア
ーク安定度が高いことを表す。
うに、アーク強度の平均値をａ、アーク強度の最大変動
幅をｂとするとき、下記式（２）で定義されるアーク変
動率によって評価されており、数値の小さいものほどア
ーク安定度が高いことを表す。
以上の第１表から明らかなように、陰極３の先端の非
炭化処理部５の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流Ａと
の関係が上記式（１）を満足する場合には、アーク安定
度が高く、使用寿命も長い。しかし、非炭化処理部５の
軸方向の長さＬが上記式（１）の下限を下回るときはア
ーク安定度は問題がないが使用寿命が短くなる。逆に、
非炭化処理部５の軸方向の長さＬが上記式（１）の上限
を超えるときは使用寿命は問題がないがアーク安定度が
悪くなる。
炭化処理部５の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流Ａと
の関係が上記式（１）を満足する場合には、アーク安定
度が高く、使用寿命も長い。しかし、非炭化処理部５の
軸方向の長さＬが上記式（１）の下限を下回るときはア
ーク安定度は問題がないが使用寿命が短くなる。逆に、
非炭化処理部５の軸方向の長さＬが上記式（１）の上限
を超えるときは使用寿命は問題がないがアーク安定度が
悪くなる。
すなわち、定格ランプ電流Ａが25Aの条件で点灯され
る場合には、非炭化処理部５の軸方向の長さＬの規定範
囲は1.47以上で2.02以下となるところ、放電灯No.〜
のうち、この規定範囲を満足する放電灯No.および
では、いずれも、アーク変動率が２％以下と小さくて
アーク安定度が高く、かつ1500時間と長い使用寿命が得
られる。しかし、Ｌの値が規定範囲より小さい放電灯N
o.では、アーク変動率は２％以下と小さいが使用寿命
が600時間と短く、一方、Ｌの値が規定範囲より大きい
放電No.では、使用寿命は1500時間と長いがアーク変
動率は５％と大きいものとなる。
る場合には、非炭化処理部５の軸方向の長さＬの規定範
囲は1.47以上で2.02以下となるところ、放電灯No.〜
のうち、この規定範囲を満足する放電灯No.および
では、いずれも、アーク変動率が２％以下と小さくて
アーク安定度が高く、かつ1500時間と長い使用寿命が得
られる。しかし、Ｌの値が規定範囲より小さい放電灯N
o.では、アーク変動率は２％以下と小さいが使用寿命
が600時間と短く、一方、Ｌの値が規定範囲より大きい
放電No.では、使用寿命は1500時間と長いがアーク変
動率は５％と大きいものとなる。
また、定格ランプ電流Ａが100Aである場合はＬの規定
範囲は1.57以上2.52以下となるが、この場合も、当該規
定範囲を外れると、上記の場合と全く同様の傾向が見ら
れる。
範囲は1.57以上2.52以下となるが、この場合も、当該規
定範囲を外れると、上記の場合と全く同様の傾向が見ら
れる。
〔実施例２〕 この実施例２ではショートアーク型水銀蒸気放電灯に
ついて説明する。ショートアーク型水銀蒸気放電灯も外
観的には第１図に示したショートアーク型キセノン放電
灯と同様であた、バルブ１の中央の発光空間膨出部２内
において陰極３と陽極４が対向配置されている。
ついて説明する。ショートアーク型水銀蒸気放電灯も外
観的には第１図に示したショートアーク型キセノン放電
灯と同様であた、バルブ１の中央の発光空間膨出部２内
において陰極３と陽極４が対向配置されている。
発光空間膨出部２には、希ガスと水銀が封入されてい
る。希ガスとしては、アルゴン、キセノン等が用いられ
る。水銀封入量は10mg/cc以下、すなわち、発光空間膨
出部２の内容積1cc当り10mg以下である。このように水
銀封入量を10mg/cc以下に低く抑えることにより、半値
幅の狭いｉ線の放射効率を高めることができる。
る。希ガスとしては、アルゴン、キセノン等が用いられ
る。水銀封入量は10mg/cc以下、すなわち、発光空間膨
出部２の内容積1cc当り10mg以下である。このように水
銀封入量を10mg/cc以下に低く抑えることにより、半値
幅の狭いｉ線の放射効率を高めることができる。
陰極３には、第２図と同様に、炭化処理が施されてい
ない先端の非炭化処理部５と、この先端の非炭化処理部
５に続く炭化処理部６が設けられている。
ない先端の非炭化処理部５と、この先端の非炭化処理部
５に続く炭化処理部６が設けられている。
先端の非炭化処理部５の軸方向の長さＬは、定格ラン
プ電流Ａとの関係において、上記の式（１）を満足する
ように規定されている。
プ電流Ａとの関係において、上記の式（１）を満足する
ように規定されている。
この実施例２のショートアーク型水銀蒸気放電灯によ
れば、半値幅の狭いｉ線の放射効率を高めるために水銀
封入量を10mg/cc以下に規定しているが、実施例１と同
様に、アーク安定度が高くなり、しかも、陰極３の先端
の早期損耗が抑制され、放電灯の使用寿命が長くなる。
れば、半値幅の狭いｉ線の放射効率を高めるために水銀
封入量を10mg/cc以下に規定しているが、実施例１と同
様に、アーク安定度が高くなり、しかも、陰極３の先端
の早期損耗が抑制され、放電灯の使用寿命が長くなる。
第２表は、ショートアーク型水銀蒸気放電灯におい
て、非炭化処理部の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流
Ａとを変化させたときの実験データである。
て、非炭化処理部の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流
Ａとを変化させたときの実験データである。
以上の第２表から明らかなように、陰極３の先端の非
炭化処理部５の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流Ａと
の関係が上記式（１）を満足する場合には、アーク安定
度が高く、使用寿命も長い。しかし、非炭化処理部５の
軸方向の長さＬが上記式（１）の下限を下回るときはア
ーク安定度は問題がないが使用寿命が短くなる。逆に、
非炭化処理部５の軸方向の長さＬが上記式（１）の上限
を超えるときは使用寿命は問題がないがアーク安定度が
悪くなる。
炭化処理部５の軸方向の長さＬと、定格ランプ電流Ａと
の関係が上記式（１）を満足する場合には、アーク安定
度が高く、使用寿命も長い。しかし、非炭化処理部５の
軸方向の長さＬが上記式（１）の下限を下回るときはア
ーク安定度は問題がないが使用寿命が短くなる。逆に、
非炭化処理部５の軸方向の長さＬが上記式（１）の上限
を超えるときは使用寿命は問題がないがアーク安定度が
悪くなる。
すなわち、定格ランプ電流Ａが56Aの条件で点灯され
る場合には、非炭化処理部５の軸方向の長さＬの規定範
囲は1.67以上で2.22以下となるところ、放電灯No.〜
のうち、この規定範囲を満足する放電灯No.および
では、いずれも、アーク変動率が２％以下と小さくし
てアーク安定度が高く、かつ1000時間と長い使用寿命が
得られる。しかし、Ｌの値が規定範囲より小さい放電灯
No.では、アーク変動率は２％以下と小さいが使用寿
命が200時間と短く、一方、Ｌの値が規定範囲より大き
い放電灯No.では、使用寿命は1000時間と長いがアー
ク変動率は５％と大きいものとなる。このように、ショ
ートアーク型水銀蒸気放電灯の場合にも、上記のショー
トアーク型キセノン放電灯の場合と全く同様の傾向が見
られる。
る場合には、非炭化処理部５の軸方向の長さＬの規定範
囲は1.67以上で2.22以下となるところ、放電灯No.〜
のうち、この規定範囲を満足する放電灯No.および
では、いずれも、アーク変動率が２％以下と小さくし
てアーク安定度が高く、かつ1000時間と長い使用寿命が
得られる。しかし、Ｌの値が規定範囲より小さい放電灯
No.では、アーク変動率は２％以下と小さいが使用寿
命が200時間と短く、一方、Ｌの値が規定範囲より大き
い放電灯No.では、使用寿命は1000時間と長いがアー
ク変動率は５％と大きいものとなる。このように、ショ
ートアーク型水銀蒸気放電灯の場合にも、上記のショー
トアーク型キセノン放電灯の場合と全く同様の傾向が見
られる。
以上説明したように、本発明のショートアーク型キセ
ノン放電灯およびショートアーク型水銀蒸気放電灯は、
アーク安定度が高く、しかも陰極の早期損耗が抑制され
て使用寿命が長い。
ノン放電灯およびショートアーク型水銀蒸気放電灯は、
アーク安定度が高く、しかも陰極の早期損耗が抑制され
て使用寿命が長い。
第１図は本発明の実施例１に係るショートアーク型キセ
ノン放電灯の正面図、第２図は陰極の拡大図、第３図は
式（１）を満足する範囲を示すグラフ、第４図はアーク
安定度の説明図である。 １…バルブ、２…発光空間膨出部 ３…陰極、４…陽極 ５…非炭化処理部、６…炭化処理部 ７…口金、８…封止管部
ノン放電灯の正面図、第２図は陰極の拡大図、第３図は
式（１）を満足する範囲を示すグラフ、第４図はアーク
安定度の説明図である。 １…バルブ、２…発光空間膨出部 ３…陰極、４…陽極 ５…非炭化処理部、６…炭化処理部 ７…口金、８…封止管部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−24355（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−304857（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−137349（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 61/073 H01J 61/86 H01J 61/88
Claims (2)
- 【請求項１】バルブの中央の発光空間膨出部内で陰極と
陽極とが対向配置され、点灯時のキセノンガスの圧力が
20気圧以上になるショートアーク型キセノン放電灯にお
いて、 前記陰極には、炭化処理が施されていない先端の非炭化
処理部と、この先端の非炭化処理部に続く炭化処理部と
が設けられ、 前記先端の非炭化処理部の軸方向の長さＬ（単位:mm）
と、定格ランプ電流Ａ（単位:A）とが、下記式（１）を
満足することを特徴とするショートアーク型キセノン放
電灯。 - 【請求項２】バルブの中央の発光空間膨出部内で陰極と
陽極とが対向配置され、希ガスと水銀が封入され、水銀
の封入量が10mg/cc以下であるショートアーク型水銀蒸
気放電灯において、 前記陰極には、炭化処理が施されていない先端の非炭化
処理部と、この先端の非炭化処理部に続く炭化処理部と
が設けられ、 前記先端の非炭化処理部の軸方向の長さＬ（単位:mm）
と、定格ランプ電流Ａ（単位:A）とが、請求項１に記載
の式（１）を満足することを特徴とするショートアーク
型水銀蒸気放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30257190A JP2782611B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | ショートアーク型キセノン放電灯およびショートアーク型水銀蒸気放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30257190A JP2782611B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | ショートアーク型キセノン放電灯およびショートアーク型水銀蒸気放電灯 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04179045A JPH04179045A (ja) | 1992-06-25 |
| JP2782611B2 true JP2782611B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=17910582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30257190A Expired - Fee Related JP2782611B2 (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | ショートアーク型キセノン放電灯およびショートアーク型水銀蒸気放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2782611B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6215247B1 (en) | 1997-10-03 | 2001-04-10 | Orc Manufacturing Co., Ltd. | Construction of electrode for high pressure discharge lamp and process for producing the same |
| JP4042605B2 (ja) | 2003-03-31 | 2008-02-06 | ウシオ電機株式会社 | キセノンランプ |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP30257190A patent/JP2782611B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04179045A (ja) | 1992-06-25 |
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