JP3353599B2 - Arc tube electrode structure - Google Patents

Arc tube electrode structure

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JP3353599B2
JP3353599B2 JP09369996A JP9369996A JP3353599B2 JP 3353599 B2 JP3353599 B2 JP 3353599B2 JP 09369996 A JP09369996 A JP 09369996A JP 9369996 A JP9369996 A JP 9369996A JP 3353599 B2 JP3353599 B2 JP 3353599B2
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cap
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opening
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宏明 永井
弘孝 石橋
修 小林
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東陶機器株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はメタルハライドラン
プやナトリウムランプ等の金属蒸気発光管の電極構造に
関する。
The present invention relates to an electrode structure for a metal vapor arc tube such as a metal halide lamp and a sodium lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】メタルハライドランプやナトリウムラン
プ等の金属蒸気発光管は、透明発光管内に金属ハロゲン
化物やアマルガム等の発光物質を封入し、内部電極間に
高電圧を印加することでアーク放電を発生させ、このア
ーク放電による熱で発光管内に封入した発光物質を蒸発
させ、金属とハロゲン等に解離し、金属特有の色を呈す
る発光を行なわせるようにしたものである。
2. Description of the Related Art A metal vapor arc tube such as a metal halide lamp or a sodium lamp encloses a light emitting material such as a metal halide or amalgam in a transparent arc tube and generates an arc discharge by applying a high voltage between internal electrodes. Then, the luminous substance sealed in the luminous tube is evaporated by the heat generated by the arc discharge, dissociated into metal and halogen, etc., so as to emit light having a color peculiar to the metal.

【0003】発光管の電極の構造としては、キャップ自
体を金属で構成するか、キャップを絶縁性セラミックに
て構成し、この絶縁性キャップを介して内部電極に給電
するようにしている。
The structure of the electrodes of the arc tube is such that the cap itself is made of metal or the cap is made of insulating ceramic, and power is supplied to the internal electrodes via the insulating cap.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】キャップ自体を金属で
構成する構造にあっては、給電は確実であるが、キャッ
プと発光管との熱膨張率が大きく異なるため、キャップ
と発光管との間をシールしている封着ガラスに応力が集
中してクラックが入り、リークしやすい。
In a structure in which the cap itself is made of metal, power supply is reliable, but the thermal expansion coefficient between the cap and the arc tube is greatly different. The stress is concentrated on the sealing glass that seals the glass, cracks are generated, and the glass is easily leaked.

【0005】また、異種金属を溶接して電極としたもの
もある。具体的には、放電部をタングステンとし、この
外側に耐アマルガムに優れたモリブデンを溶接し、更に
この外側に水素透過性を有するニオブを溶接した構造が
ある。しかしながら、この構造では異種金属を溶接して
いるため手間がかかるだけでなく電極の曲りが発生しや
すく、また熱膨張係数の差によって断線が起こる可能性
がある。
[0005] Further, there is an electrode in which different kinds of metals are welded to form electrodes. Specifically, there is a structure in which the discharge portion is made of tungsten, molybdenum having excellent amalgam resistance is welded to the outside thereof, and niobium having hydrogen permeability is welded to the outside thereof. However, in this structure, since dissimilar metals are welded, not only is it troublesome, but also the electrode is apt to bend, and disconnection may occur due to a difference in thermal expansion coefficient.

【0006】熱膨張率が発光管と等しい絶縁性キャップ
を介して内部電極に給電する構造として、キャップの外
周面に白金等の導電性膜を形成し、この導電性膜を介し
て内部電極に給電する構造がある。この構造にあっては
リークしにくいが給電の確実性に難がある。
As a structure for supplying power to the internal electrodes via an insulating cap having the same thermal expansion coefficient as that of the arc tube, a conductive film such as platinum is formed on the outer peripheral surface of the cap, and the internal electrodes are connected to the internal electrodes via the conductive film. There is a structure to supply power. In this structure, leakage is difficult, but power supply is difficult.

【0007】また絶縁性キャップに貫通穴を形成し、こ
の貫通穴内に電極棒を挿入する構造がある。この構造に
よればキャップと発光管との間からのリークは防止でき
るが、貫通孔と電極棒との間からのリークが発生する。
There is also a structure in which a through hole is formed in an insulating cap, and an electrode rod is inserted into the through hole. According to this structure, leakage from between the cap and the arc tube can be prevented, but leakage from between the through hole and the electrode rod occurs.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項1に記載の電極構造は、ニオブ(Nb)からなるロ
ッド状キャップと、発光管材料と同じか略等しい膨張係
数の絶縁スリーブと、タングステン(W)からなる放電
部によって構成され、前記キャップは発光管の開口部に
嵌合され、前記絶縁スリーブはキャップよりも内側の発
光管の開口内に設けられ、前記放電部は絶縁スリーブを
貫通するとともに基端部が前記キャップに形成した孔に
挿入され、更に前記絶縁スリーブの少なくとも一部にか
かるように封着ガラスにて開口内側とキャップ及び絶縁
スリーブ外側との間をシールするようにした。
In order to solve the above-mentioned problems, the electrode structure according to the present invention comprises a rod-shaped cap made of niobium (Nb) and an insulating sleeve having an expansion coefficient equal to or substantially equal to the arc tube material. , A discharge portion made of tungsten (W), the cap is fitted in the opening of the arc tube, the insulating sleeve is provided in the opening of the arc tube inside the cap, and the discharge portion is an insulating sleeve. And the base end is inserted into a hole formed in the cap, and further seals between the inside of the opening and the outside of the cap and the insulating sleeve with sealing glass so as to cover at least a part of the insulating sleeve. I made it.

【0009】尚、前記絶縁スリーブはキャップ部に密接
させても或いはキャップ部との間には隙間を設けてもよ
い。隙間を設けた場合にはこの隙間にも封着ガラスを流
し込む。キャップ自体を金属とすることで給電が確実に
行え、また、封着ガラスを発光管の熱膨張率と等しいか
略等しい熱膨張率の絶縁スリーブの少なくとも一部にか
かるように流し込むことで、熱膨張率の差に起因するリ
ークが防止できる。
The insulating sleeve may be in close contact with the cap portion, or a gap may be provided between the insulating sleeve and the cap portion. When a gap is provided, sealing glass is poured into this gap. The power supply can be reliably performed by using the cap itself as a metal, and the sealing glass is poured over at least a part of the insulating sleeve having a coefficient of thermal expansion equal to or substantially equal to the coefficient of thermal expansion of the arc tube, so that heat is applied. Leakage due to a difference in expansion coefficient can be prevented.

【0010】請求項3に記載の電極構造は、ニオブ(N
b)からなるロッド状キャップと、発光管材料と同じか
略等しい膨張係数の絶縁スリーブと、タングステン
(W)からなる放電部によって構成され、前記キャップ
は発光管の開口部に嵌合され、前記絶縁スリーブはキャ
ップよりも内側の発光管の開口内に設けられ、前記放電
部は絶縁スリーブを貫通するとともに基端部がキャップ
に対して接触状態を維持し、更に前記絶縁スリーブの少
なくとも一部にかかるように封着ガラスにて開口内側と
キャップ及び絶縁スリーブ外側との間をシールするよう
にした。
[0010] The electrode structure according to claim 3 is characterized in that niobium (N
b), an insulating sleeve having an expansion coefficient equal to or substantially equal to that of the arc tube material, and a discharge portion made of tungsten (W). The cap is fitted in an opening of the arc tube, and The insulating sleeve is provided in the opening of the arc tube inside the cap, the discharge portion penetrates the insulating sleeve, and the base end maintains a contact state with the cap, and further at least a part of the insulating sleeve. As described above, the gap between the inside of the opening and the outside of the cap and the insulating sleeve is sealed with the sealing glass.

【0011】請求項4に記載の電極構造は、ニオブ(N
b)からなるロッド状キャップと、発光管材料と同じか
略等しい膨張係数の絶縁スリーブと、タングステン
(W)からなる放電部によって構成され、前記キャップ
は発光管の開口部に嵌合され、前記絶縁スリーブはキャ
ップよりも内側の発光管の開口内に設けられ、前記放電
部は絶縁スリーブを貫通するとともに基端部を前記ロッ
ドに形成した切欠部に固着せしめ、更に前記絶縁スリー
ブの少なくとも一部にかかるように封着ガラスにてシー
ルした。このように、キャップ自体を金属とすることで
給電が確実に行え、また、硬いニオブに対する孔開け作
業が不要となるため、組み立ての際における作業の容易
化を図ることができる。
[0011] The electrode structure according to claim 4 is characterized in that niobium (N
b), an insulating sleeve having an expansion coefficient equal to or substantially equal to that of the arc tube material, and a discharge portion made of tungsten (W). The cap is fitted in an opening of the arc tube, and An insulating sleeve is provided in the opening of the arc tube inside the cap, the discharge portion penetrates the insulating sleeve, and a base end portion is fixed to a notch formed in the rod, and further, at least a part of the insulating sleeve. And sealed with a sealing glass. As described above, the power supply can be reliably performed by using the cap itself as a metal, and a hole punching operation for hard niobium is not required, so that the operation at the time of assembly can be facilitated.

【0012】請求項5に記載の電極構造は、ニオブ(N
b)からなる中空キャップと、発光管材料と同じか略等
しい膨張係数の絶縁スリーブと、タングステン(W)か
らなる放電部によって構成され、前記中空キャップは発
光管の開口部に嵌合され、前記絶縁スリーブはキャップ
よりも内側の発光管の開口内に設けられ、前記放電部は
絶縁スリーブを貫通するとともに基端部が中空キャップ
の平板状底面または断面U字状底面に形成した孔を介し
て中空キャップ内に挿入され、更に前記絶縁スリーブの
少なくとも一部にかかるように封着ガラスにてシールし
た。このように、キャップの基端部を確実に固着するこ
とで給電を確実に行え、また、キャップ自体を中空とす
ることで組み立ての際における硬いニオブ(Nb)に対
する孔開け作業の容易化を図れる。また中空キャップの
底面形状として断面U字状とすれば、キャップの開口へ
の挿入が容易となる。
[0012] The electrode structure according to claim 5 is characterized in that niobium (N
b), an insulating sleeve having an expansion coefficient equal to or substantially equal to that of the arc tube material, and a discharge portion made of tungsten (W). The hollow cap is fitted into an opening of the arc tube, and The insulating sleeve is provided in the opening of the arc tube inside the cap, and the discharge part penetrates the insulating sleeve and has a base end formed through a hole formed in the flat bottom surface or the U-shaped bottom surface of the hollow cap. It was inserted into a hollow cap and sealed with sealing glass so as to cover at least a part of the insulating sleeve. In this way, the power supply can be reliably performed by securely fixing the base end of the cap, and the hollowing of the cap itself can facilitate the drilling of hard niobium (Nb) during assembly. . If the bottom surface of the hollow cap has a U-shaped cross section, it can be easily inserted into the opening of the cap.

【0013】更に請求項6に記載の電極構造は、ニオブ
(Nb)からなる板状体と、発光管材料と同じか略等し
い膨張係数の絶縁スリーブと、タングステン(W)から
なる放電部によって構成され、前記板状体は、発光管の
開口部に嵌合され、前記絶縁スリーブはキャップよりも
内側の発光管の開口内に設けられ、前記放電部は絶縁ス
リーブを貫通するとともに基端部が前記板状体の一端に
固着され、更に前記絶縁スリーブの少なくとも一部にか
かるように封着ガラスにてシールした。キャップに相当
する部材を板状とすることで、硬いニオブ(Nb)に対
する孔開け作業が不要になる。
Further, the electrode structure according to the present invention is constituted by a plate-like body made of niobium (Nb), an insulating sleeve having an expansion coefficient equal to or substantially equal to that of the arc tube material, and a discharge part made of tungsten (W). The plate is fitted into the opening of the arc tube, the insulating sleeve is provided in the opening of the arc tube inside the cap, and the discharge portion penetrates the insulating sleeve and has a base end. It was fixed to one end of the plate-like body and sealed with sealing glass so as to cover at least a part of the insulating sleeve. By forming the member corresponding to the cap into a plate shape, it is not necessary to perform a drilling operation on hard niobium (Nb).

【0014】また、請求項7に記載の電極構造は、前記
ニオブ(Nb)からなるキャップ、ロッド状キャップ、
中空キャップ或いは板状体とタングステン(W)からな
る放電部とを、これらニオブ及びタングステンよりも低
融点で且つ発光物質に対する耐食性がニオブより優れて
いる導電性素材、例えば白金(Pt)を介して接着する
ようにした。このような構成とすると、発光物質が絶縁
スリーブの貫通穴を介してキャップ等を構成するニオブ
に接触することを回避できる。また、タングステン
(W)からなる放電部がニオブ(Nb)からなるキャッ
プ等に単に接触しているだけでなく接着せしめられるの
で、電気的な接続が確実になされる。
Further, in the electrode structure according to the present invention, the niobium (Nb) cap, a rod-shaped cap,
The hollow cap or plate-like body and the discharge portion made of tungsten (W) are connected to each other through a conductive material having a lower melting point than niobium and tungsten and having a higher corrosion resistance to a luminescent substance than niobium, for example, platinum (Pt). It was made to adhere. With this configuration, it is possible to prevent the luminescent substance from coming into contact with niobium forming the cap or the like via the through hole of the insulating sleeve. In addition, since the discharge portion made of tungsten (W) is not only in contact with the cap made of niobium (Nb) but also adhered thereto, electrical connection is reliably made.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施形
態に係る電極構造を適用した発光管の断面図、図2は同
発光管の要部拡大断面図であり、図中1は高純度多結晶
アルミナ製の透光性発光管であり、この発光管1の両端
には開口2,2が形成され、アルゴン等の不活性ガスで
置換された内部には金属ハロゲン化物やアマルガム等の
発光物質3が封入されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view of an arc tube to which an electrode structure according to a first embodiment of the present invention is applied, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the arc tube. An opening 2, 2 is formed at both ends of the light emitting tube 1, and a light emitting substance 3, such as a metal halide or amalgam, is sealed in the inside of the light emitting tube 1, which is replaced with an inert gas such as argon. ing.

【0016】前記開口2にはニオブ(Nb)からなるロ
ッド状のキャップ4が挿入されている。また、内端面か
ら所定の深さの孔5が穿設されている。ここで、キャッ
プ4をニオブ(Nb)にて構成することで、キャップ4
と発光管の熱膨張係数を整合させ封止の信頼性を高める
ことができるが、ニオブ(Nb)は耐食性が低いので、
開口2内でキャップ4よりも内側部分に絶縁スリーブ6
を挿入している。この絶縁スリーブ6は発光管1と同一
材料であるAl23にて構成されるか、発光管1と異な
る材料にて構成する場合には発光管材料と略等しい膨張
係数の材料を選定する。
A rod-shaped cap 4 made of niobium (Nb) is inserted into the opening 2. Further, a hole 5 having a predetermined depth is formed from the inner end face. Here, by forming the cap 4 from niobium (Nb), the cap 4
And the thermal expansion coefficient of the arc tube can be matched to increase the reliability of sealing, but niobium (Nb) has low corrosion resistance,
An insulating sleeve 6 is provided inside the opening 2 and inside the cap 4.
Is inserted. The insulating sleeve 6 is made of Al 2 O 3 which is the same material as the arc tube 1, or when it is made of a material different from the arc tube 1, a material having an expansion coefficient substantially equal to that of the arc tube material is selected. .

【0017】また、絶縁スリーブ6を貫通してキャップ
4の孔5に放電部7の基端部を圧入している。この放電
部7はタングステン(W)からなるとともに先端にコイ
ルを設け、圧入によりキャップ4と電気的に接続してい
る。
The base end of the discharge part 7 is press-fitted into the hole 5 of the cap 4 through the insulating sleeve 6. The discharge unit 7 is made of tungsten (W) and has a coil at the tip, and is electrically connected to the cap 4 by press-fitting.

【0018】更に、開口2は封着ガラス8にて気密にシ
ールされている。この封着ガラス8は、例えばSiO2
Al23−Dy23系やAl23−Y23−CaO−SrO
系或いはAl23−B23−SiO2系のものを用いる。
そして、封着ガラス8にてシールする範囲は絶縁スリー
ブ6にその一部がかかる範囲としている。このように、
封着ガラス8が絶縁スリーブ6の一部にかかるように流
し込むことで、絶縁スリーブ6の熱膨張率は発光管と同
じか略等しいので、シールを確実に行うことができる。
Further, the opening 2 is hermetically sealed with a sealing glass 8. The sealing glass 8 is made of, for example, SiO 2
Al 2 O 3 —Dy 2 O 3 system or Al 2 O 3 —Y 2 O 3 —CaO—SrO
System or Al 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 system used as the.
The area to be sealed by the sealing glass 8 is set to a part of the insulating sleeve 6. in this way,
By pouring the sealing glass 8 over a part of the insulating sleeve 6, the thermal expansion coefficient of the insulating sleeve 6 is equal to or substantially equal to that of the arc tube, so that the sealing can be reliably performed.

【0019】図3は本発明の第2の実施形態を示す図2
と同様の断面図であり、第1の実施形態と同一部分に同
一符号を付し、その説明を省略する(以下の実施形態に
おいても同様)。この実施形態にあってはキャップ4と
絶縁スリーブ6との間に隙間を設け、この隙間にも封着
ガラス8を入れ込んでいる。この第2の実施形態の採用
によって、キャップ4の保護を第1の実施形態以上に高
めている。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view similar to that of FIG. 1, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted (the same applies to the following embodiments). In this embodiment, a gap is provided between the cap 4 and the insulating sleeve 6, and the sealing glass 8 is inserted into this gap. By adopting the second embodiment, the protection of the cap 4 is enhanced more than in the first embodiment.

【0020】図4は本発明の第3の実施形態に係る電極
構造を適用した発光管の要部拡大断面図であり、この実
施形態にあっては、ニオブ(Nb)にて構成されたロッ
ド状のキャップ4は絶縁スリーブ6と対向する内端面に
所定深さの穴をあける代わりに所定深さに亘って半円状
に切り欠いて切欠部11を形成し、深さ方向に形成され
る平面11aの略中央に絶縁スリーブ6を貫通したタン
グステンからなる放電部7の基端部を溶着している。こ
の第3の実施形態の採用によって、穿設が難しい固いニ
オブ(Nb)を穿設することなしに放電部7をキャップ
4と電気的に容易に接続できる。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a third embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, a rod made of niobium (Nb) is used. The cap 4 is formed in the depth direction by forming a cutout 11 in a semicircular shape over a predetermined depth instead of making a hole of a predetermined depth on the inner end surface facing the insulating sleeve 6. The base end of a discharge portion 7 made of tungsten penetrating the insulating sleeve 6 is welded to substantially the center of the plane 11a. By employing the third embodiment, the discharge unit 7 can be easily and electrically connected to the cap 4 without drilling hard niobium (Nb) which is difficult to drill.

【0021】図5は本発明の第4の実施形態に係る電極
構造を適用した発光管の要部拡大断面図であり、この実
施形態においては、ニオブ(Nb)にて構成されたロッ
ド状のキャップ4は側面視コ字状の中空状の管を使用
し、絶縁スリーブ6を貫通する放電部7の基端部を中空
キャップ4の平板状底面に形成した孔4aを介して中空
キャップ4内に挿入し、基端部をチタンろう12等にて
ろう付けしている。なお、中空キャップ4の肉厚は50
〜200μm程度である。この第3の実施形態の採用に
よって、穿設が難しい固いニオブ(Nb)を穿設するこ
となしに放電部7をキャップ4と電気的に接続でき、ま
たキャップ4を中空とすることで撓るようになるため発
光管1との間の熱膨張係数の違いを吸収でき、開口2に
倣い易い。
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a fourth embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, a rod-like structure made of niobium (Nb) is used. The cap 4 is a hollow tube having a U-shape in a side view. The base end of the discharge part 7 penetrating the insulating sleeve 6 is inserted into the hollow cap 4 through a hole 4 a formed in the flat bottom surface of the hollow cap 4. And the base end is brazed with a titanium braze 12 or the like. The thickness of the hollow cap 4 is 50
About 200 μm. By adopting the third embodiment, the discharge portion 7 can be electrically connected to the cap 4 without drilling hard niobium (Nb) which is difficult to drill, and the cap 4 is bent by making the cap 4 hollow. As a result, the difference in the coefficient of thermal expansion between the arc tube 1 and the light emitting tube 1 can be absorbed, and it is easy to follow the opening 2.

【0022】図6は本発明の第5の実施形態に係る電極
構造を適用した発光管の要部拡大断面図であり、この実
施形態においては、ニオブ(Nb)にて構成されたロッ
ド状のキャップ4は側面視U字状の管を使用し、絶縁ス
リーブ6を貫通する放電部の基端部を中空キャップの半
球状底面に形成した孔4bを介して中空キャップ4内に
挿入し、基端部をチタンろう12等にてろう付けしてい
る。この第5の実施形態の採用によって、穿設が難しい
固いニオブ(Nb)を穿設することなしに放電部7をキ
ャップ4と電気的に接続でき、またキャップ4を中空と
することで撓るようになるため発光管1との間の熱膨張
係数の違いを吸収でき、さらに半球状の底面とすること
で開口2に倣い易い。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a fifth embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, a rod-like structure made of niobium (Nb) is used. The cap 4 uses a U-shaped tube in a side view, and the base end of the discharge part penetrating the insulating sleeve 6 is inserted into the hollow cap 4 through a hole 4b formed in the hemispherical bottom surface of the hollow cap. The ends are brazed with titanium braze 12 or the like. By employing the fifth embodiment, the discharge portion 7 can be electrically connected to the cap 4 without drilling hard niobium (Nb) which is difficult to drill, and the cap 4 is bent by making the cap 4 hollow. Therefore, the difference in the coefficient of thermal expansion from the arc tube 1 can be absorbed, and the hemispherical bottom surface can easily follow the opening 2.

【0023】図7(a)は本発明の第6の実施形態に係
る電極構造を適用した発光管の要部拡大断面図、同図
(b)はA−A方向断面図であり、この実施形態におい
ては、ニオブ(Nb)にて構成されたキャップに相当す
る部材として板状体4(箔状のものを含む)を使用し、
絶縁スリーブ6を貫通する放電部7の基端部を板状体4
の一端に溶着している。なお、板状体4は他端にPt、
Mo、W、またはNbからなる外部電極13を溶着して
いる。この第6の実施形態の採用によって、穿設が難し
い固いニオブ(Nb)を穿設することなしに放電部7を
キャップ4と電気的に接続でき、また板状とすることで
開口2に倣い易い。
FIG. 7A is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a sixth embodiment of the present invention is applied, and FIG. 7B is a sectional view taken along the line AA in FIG. In the embodiment, a plate-like body 4 (including a foil-like body) is used as a member corresponding to a cap made of niobium (Nb),
The base end of the discharge part 7 penetrating the insulating sleeve 6 is
Is welded to one end. The plate-like body 4 has Pt at the other end,
An external electrode 13 made of Mo, W, or Nb is welded. By adopting the sixth embodiment, the discharge portion 7 can be electrically connected to the cap 4 without drilling hard niobium (Nb), which is difficult to drill. easy.

【0024】なお、上記第3〜第6の実施形態において
も、図示のように第1および第2実施形態と同様に封着
ガラス8が絶縁スリーブ6の一部に流し込まれ、少なく
とも開口2内側と絶縁スリーブ6外側との間がシールさ
れている。
In the third to sixth embodiments, as in the first and second embodiments, the sealing glass 8 is poured into a part of the insulating sleeve 6 as shown in FIG. And the outside of the insulating sleeve 6 are sealed.

【0025】図8は本発明の第7の実施形態に係る電極
構造を適用した発光管の要部拡大断面図であり、この実
施形態にあっては、ニオブ(Nb)製のキャップ4に穿
設した孔5にタングステン製の放電部7の基端部を挿入
するとともに、キャップ4の孔5の内周面と放電部7の
基端部との間に、ニオブ及びタングステンよりも低融点
で且つ発光物質に対する耐食性がニオブより優れている
導電性素材として白金(Pt)14を流し込み、キャッ
プ4と放電部7とを接触させるだけでなく、導電性素材
で接着することで電気抵抗を小さくし且つ電気的な接続
を確実なものとしている。また、万一絶縁スリーブ6の
貫通穴を介して発光物質(ハロゲン金属)が漏れてもニ
オブ(Nb)製のキャップ4に接触することがない。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a seventh embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, a cap 4 made of niobium (Nb) is provided. The base end of the tungsten discharge part 7 is inserted into the hole 5 provided, and a lower melting point than niobium and tungsten is provided between the inner peripheral surface of the hole 5 of the cap 4 and the base end of the discharge part 7. Platinum (Pt) 14 is poured as a conductive material which is more excellent in corrosion resistance to a luminescent substance than niobium, and not only is the contact between the cap 4 and the discharge portion 7 but also the electric resistance is reduced by bonding with the conductive material. In addition, electrical connection is ensured. Even if the luminescent substance (halogen metal) leaks through the through-hole of the insulating sleeve 6, it does not come into contact with the niobium (Nb) cap 4.

【0026】上記の構造の電極を得るには、図9に示す
ように、放電部7にAl23からなる絶縁スリーブ6と
白金リング14を嵌め付け、これをニオブ(Nb)製の
キャップ4の孔5に挿入し、真空炉において5×10-6
Torr、1800℃で1〜2分間加熱することで、Ptと
Nbとの間で合金を作って確実に固定されるものと推測
される。
In order to obtain an electrode having the above structure, as shown in FIG. 9, an insulating sleeve 6 made of Al 2 O 3 and a platinum ring 14 are fitted into the discharge portion 7 and this is fitted with a niobium (Nb) cap. 4 in the hole 5 and 5 × 10 -6 in a vacuum furnace
It is presumed that by heating at Torr and 1800 ° C. for 1 to 2 minutes, an alloy is formed between Pt and Nb and is securely fixed.

【0027】図10は本発明の第8の実施形態に係る電
極構造を適用した発光管の要部拡大断面図であり、この
実施形態にあっては、前記第7の実施形態と同様に、キ
ャップ4の孔5の内周面と放電部7の基端部との間に白
金(Pt)14を流し込み、更に放電部7を長く設定し
ている。そして、長尺の放電部7の外周にWやMo等の
耐ハロゲン金属製のコイル15を巻回している。
FIG. 10 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to an eighth embodiment of the present invention is applied. In this embodiment, as in the seventh embodiment, Platinum (Pt) 14 is poured between the inner peripheral surface of the hole 5 of the cap 4 and the base end of the discharge unit 7, and the discharge unit 7 is set longer. A coil 15 made of a halogen-resistant metal such as W or Mo is wound around the outer periphery of the long discharge portion 7.

【0028】このように、放電部7のコイル部と絶縁ス
リーブ6との距離を大きくとることで、絶縁スリーブ6
がアーク(プラズマ)のアタックを受けて劣化すること
を防止できる。また、放電部7のコイル部と絶縁スリー
ブ6との距離を大きくとると、放電部7と発光管1の開
口部2内周との間に発光物質が滞留し、ランプ特性の低
下を招くことになるが、上記コイル15を設けること
で、このコイル15が放電部7から熱を受け、周辺に存
在する発光物質を放電空間に押し出し、発光に寄与させ
ることができる。
As described above, by increasing the distance between the coil portion of the discharge portion 7 and the insulating sleeve 6, the insulating sleeve 6
Can be prevented from being deteriorated by the attack of the arc (plasma). Further, if the distance between the coil portion of the discharge portion 7 and the insulating sleeve 6 is increased, the luminescent material stays between the discharge portion 7 and the inner periphery of the opening 2 of the arc tube 1, resulting in deterioration of lamp characteristics. However, when the coil 15 is provided, the coil 15 receives heat from the discharge unit 7 and pushes a luminous substance present in the vicinity into the discharge space to contribute to light emission.

【0029】尚、上記した第7及び第8の実施形態にあ
っても封着ガラス8が絶縁スリーブ6の一部に流し込ま
れ、少なくとも開口2内側と絶縁スリーブ6外側との間
がシールされている。
In the seventh and eighth embodiments, the sealing glass 8 is poured into a part of the insulating sleeve 6, and at least the space between the inside of the opening 2 and the outside of the insulating sleeve 6 is sealed. I have.

【0030】図11(a)〜(c)は第9の実施形態に
係る構造の電極の作製手順を示した図であり、この実施
形態にあっては、放電部7に白金リング14を嵌め付
け、これをニオブ(Nb)製のキャップ4の孔5に挿入
し、真空炉において加熱した後、Al23からなるカッ
プ状の絶縁スリーブ6を付ける。このように、装着の手
順及び絶縁スリーブ6の形状等は任意である。上記した
実施例において、組み立てた発光管を外管に封入しない
際には、少なくとも外部端子として突出するNbの部分
にPt等の耐酸化被膜を設けるようにする。
FIGS. 11 (a) to 11 (c) are diagrams showing a procedure for manufacturing an electrode having a structure according to the ninth embodiment. In this embodiment, a platinum ring 14 is fitted to the discharge portion 7. FIG. This is inserted into the hole 5 of the cap 4 made of niobium (Nb), heated in a vacuum furnace, and then a cup-shaped insulating sleeve 6 made of Al 2 O 3 is attached. As described above, the mounting procedure, the shape of the insulating sleeve 6, and the like are arbitrary. In the above embodiment, when the assembled arc tube is not sealed in the outer tube, an oxidation-resistant film such as Pt is provided at least on the portion of Nb protruding as an external terminal.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上に説明した如く本発明によれば、キ
ャップ自体をニオブ(Nb)とし、このキャップにタン
グステンからなる放電部を接触したので、給電が確実に
行える。また、キャップの内側部に絶縁スリーブを設け
たことにより金属製キャップとの間に異常放電が起こる
ことを防止でき、したがってキャップを保護でき、しか
も該絶縁スリーブとしてAl23等を用いることで発光
管の熱膨張率と等しくまたは略等しくでき、この絶縁ス
リーブに封着ガラスがかかるようにしたので、熱膨張率
の差に起因するリークを防止することができる。
As described above, according to the present invention, since the cap itself is made of niobium (Nb) and the discharge portion made of tungsten is brought into contact with this cap, power can be reliably supplied. Further, by providing an insulating sleeve inside the cap, it is possible to prevent an abnormal discharge from occurring between the cap and the metal cap, thereby protecting the cap, and using Al 2 O 3 or the like as the insulating sleeve. Since the thermal expansion coefficient can be equal to or substantially equal to the thermal expansion coefficient of the arc tube, and the sealing glass is applied to the insulating sleeve, it is possible to prevent leakage due to a difference in thermal expansion coefficient.

【0032】また、キャップが放電部周面を囲繞する構
造、例えばロッド状キャップ或いは中空状キャップに形
成した孔に放電部の基部を挿入することで、キャップと
放電部との接触を確実に行える。
Further, by inserting the base of the discharge portion into a structure in which the cap surrounds the peripheral surface of the discharge portion, for example, a hole formed in a rod-shaped cap or a hollow cap, the contact between the cap and the discharge portion can be ensured. .

【0033】また、キャップが放電部周面の一部と接触
する構造、例えばキャップに形成した切欠きに放電部を
接触させたり、或いはキャップの代りとなる板状体に放
電部を接触させることで、硬いニオブ(Nb)に対する
孔開け作業が不要になり、キャップの加工が楽になる。
Further, a structure in which the cap is in contact with a part of the peripheral surface of the discharge portion, for example, the discharge portion is brought into contact with a notch formed in the cap, or the discharge portion is brought into contact with a plate-like body instead of the cap. This eliminates the need for drilling holes in hard niobium (Nb), and facilitates processing of the cap.

【0034】また、ニオブ(Nb)からなるキャップ、
ロッド状キャップ、中空キャップ或いは板状体とタング
ステン(W)からなる放電部とを、これらニオブ及びタ
ングステンよりも低融点で且つ発光物質に対する耐食性
がニオブより優れている導電性素材、例えば白金(P
t)を介して接着することで、発光物質が絶縁スリーブ
の貫通穴を介してキャップ等を構成するニオブに接触す
ることを回避できる。また、タングステン(W)からな
る放電部がニオブ(Nb)からなるキャップ等に単に接
触しているだけでなく接着せしめられるので、電気抵抗
が小さくなり電気的な接続が確実になされ、点灯性が向
上する。
A cap made of niobium (Nb);
A rod-shaped cap, a hollow cap or a plate-shaped body and a discharge portion made of tungsten (W) are made of a conductive material having a lower melting point than niobium and tungsten and having a higher corrosion resistance to a luminescent substance than niobium, such as platinum (P).
By bonding through t), the luminescent substance can be prevented from coming into contact with niobium constituting the cap or the like via the through hole of the insulating sleeve. Further, since the discharge portion made of tungsten (W) is not only in contact with the cap made of niobium (Nb) but also bonded, the electric resistance is reduced, the electric connection is made surely, and the lighting performance is improved. improves.

【0035】更に、放電部のコイル部(先端)と絶縁ス
リーブとの距離を大きくとるタイプの電極構造において
は、放電部と発光管との隙間が大きくなり、絶縁スリー
ブがアーク(プラズマ)のアタックを受けやすくなる
が、WやMo等の耐ハロゲン金属製のコイルを放電部に
巻回しておくことで、コイルが放電部から熱を受け、周
辺に存在する発光物質を放電空間に押し出し、発光に寄
与させることができる。
Further, in the electrode structure of the type in which the distance between the coil portion (tip) of the discharge portion and the insulating sleeve is increased, the gap between the discharge portion and the arc tube becomes large, and the insulating sleeve forms an arc (plasma) attack. By winding a coil made of halogen-resistant metal such as W or Mo around the discharge part, the coil receives heat from the discharge part and pushes out the luminous substance present in the surroundings into the discharge space to emit light. Can be contributed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る電極構造を適用
した発光管の断面図
FIG. 1 is a sectional view of an arc tube to which an electrode structure according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】同発光管の要部拡大断面図FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the arc tube.

【図3】本発明の第2の実施形態に係る電極構造を適用
した発光管の図2と同様の断面図
FIG. 3 is a sectional view similar to FIG. 2 of an arc tube to which an electrode structure according to a second embodiment of the present invention is applied;

【図4】本発明の第3の実施形態に係る電極構造を適用
した発光管の要部拡大断面図
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a third embodiment of the present invention is applied.

【図5】本発明の第4の実施形態に係る電極構造を適用
した発光管の要部拡大断面図
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a fourth embodiment of the present invention is applied.

【図6】本発明の第5の実施形態に係る電極構造を適用
した発光管の要部拡大断面図
FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a fifth embodiment of the present invention is applied.

【図7】(a)は本発明の第6の実施形態に係る電極構
造を適用した発光管の要部拡大断面図、(b)は同A−
A矢視断面図
FIG. 7A is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a sixth embodiment of the present invention is applied, and FIG.
A section view

【図8】第7の実施形態に係る電極構造を適用した発光
管の要部拡大断面図
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to a seventh embodiment is applied.

【図9】第7の実施形態に係る構造の電極の作製手順を
示した図
FIG. 9 is a diagram showing a procedure for manufacturing an electrode having a structure according to a seventh embodiment.

【図10】第8の実施形態に係る電極構造を適用した発
光管の要部拡大断面図
FIG. 10 is an enlarged sectional view of a main part of an arc tube to which an electrode structure according to an eighth embodiment is applied.

【図11】第9の実施形態に係る構造の電極の作製手順
を示した図
FIG. 11 is a view showing a procedure for manufacturing an electrode having a structure according to a ninth embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…発光管、2…開口、3…発光物質、4…キャップ、
5…孔、6…絶縁スリーブ、7…放電部、8…封着ガラ
ス、11…切欠部、12…チタンろう、14…白金(P
t)、15…コイル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Arc tube, 2 ... Opening, 3 ... Luminescent substance, 4 ... Cap,
5 ... hole, 6 ... insulating sleeve, 7 ... discharge part, 8 ... sealing glass, 11 ... notch, 12 ... titanium brazing, 14 ... platinum (P
t), 15 ... coil.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−94142(JP,A) 特開 平5−314953(JP,A) 特開 平5−334996(JP,A) 特開 平5−198285(JP,A) 特開 平6−196131(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/36 H01J 61/073 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-94142 (JP, A) JP-A-5-314953 (JP, A) JP-A-5-334996 (JP, A) JP-A-5-334996 198285 (JP, A) JP-A-6-196131 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 61/36 H01J 61/073

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 発光物質を封入した発光管内にアーク放
電を発生させる一対の電極を臨ませた発光管の電極構造
において、この電極構造は、発光管の開口部に嵌合され
るニオブ(Nb)からなるロッド状キャップと、このキ
ャップよりも内側の発光管の開口部内に設けられる発光
管材料と同じか略等しい膨張係数の絶縁スリーブと、こ
の絶縁スリーブを貫通するとともに基端部が前記ロッド
状キャップに形成した孔に挿入されるタングステン
(W)からなる放電部とからなり、更に前記絶縁スリー
ブの少なくとも一部にかかるように封着ガラスにて開口
部内側とキャップ及び絶縁スリーブ外側との間がシール
されていることを特徴とする発光管の電極構造。
In an electrode structure of an arc tube in which a pair of electrodes for generating an arc discharge face in an arc tube in which a light emitting substance is sealed, the electrode structure is formed of niobium (Nb) fitted into an opening of the arc tube. ), An insulating sleeve having an expansion coefficient equal to or substantially equal to that of the arc tube material provided in the opening of the arc tube inside the cap, and a rod that penetrates the insulating sleeve and has a base end formed of the rod. And a discharge part made of tungsten (W) inserted into a hole formed in the cap. Further, the inside of the opening and the outside of the cap and the insulating sleeve are sealed with sealing glass so as to cover at least a part of the insulating sleeve. An electrode structure of an arc tube, wherein a gap is sealed.
【請求項2】 請求項1に記載の発光管の電極構造にお
いて、前記キャップと絶縁スリーブとの間には隙間が設
けられ、この隙間にも封着ガラスが入り込んでいること
を特徴とする発光管の電極構造。
2. An electrode structure for an arc tube according to claim 1, wherein a gap is provided between said cap and said insulating sleeve, and said gap also contains sealing glass. Tube electrode structure.
【請求項3】 発光物質を封入した発光管内にアーク放
電を発生させる一対の電極を臨ませた発光管の電極構造
において、この電極構造は、発光管の開口部に嵌合され
るニオブ(Nb)からなるキャップと、このキャップよ
りも内側の発光管の開口部内に設けられる発光管材料と
同じか略等しい膨張係数の絶縁スリーブと、この絶縁ス
リーブを貫通するとともに基端部が前記キャップに対し
て接触状態を維持するタングステン(W)からなる放電
部とからなり、更に前記絶縁スリーブの少なくとも一部
にかかるように封着ガラスにて開口部内側とキャップ及
び絶縁スリーブ外側との間がシールされていることを特
徴とする発光管の電極構造。
3. An electrode structure of an arc tube in which a pair of electrodes for generating an arc discharge is faced in an arc tube in which a light-emitting substance is sealed, the electrode structure includes niobium (Nb) fitted into an opening of the arc tube. ), An insulating sleeve having the same or substantially the same expansion coefficient as the arc tube material provided in the opening of the arc tube inside the cap, and a base portion penetrating the insulating sleeve and having a base end with respect to the cap. And a discharge part made of tungsten (W) that maintains a contact state by sealing glass between the inside of the opening and the outside of the cap and the insulating sleeve with sealing glass so as to cover at least a part of the insulating sleeve. An electrode structure of an arc tube.
【請求項4】 発光物質を封入した発光管内にアーク放
電を発生させる一対の電極を臨ませた発光管の電極構造
において、この電極構造は、発光管の開口部に嵌合され
るニオブ(Nb)からなるロッド状キャップと、このキ
ャップよりも内側の発光管の開口部内に設けられる発光
管材料と同じか略等しい膨張係数の絶縁スリーブと、こ
の絶縁スリーブを貫通するとともに基端部が前記ロッド
状キャップに形成した切欠部に固着されるタングステン
(W)からなる放電部とからなり、更に前記絶縁スリー
ブの少なくとも一部にかかるように封着ガラスにて開口
内側とキャップ及び絶縁スリーブとの間がシールされて
いることを特徴とする発光管の電極構造。
4. An electrode structure of an arc tube in which a pair of electrodes for generating an arc discharge is faced in an arc tube in which a light emitting substance is sealed, the electrode structure includes niobium (Nb) fitted into an opening of the arc tube. ), An insulating sleeve having an expansion coefficient equal to or substantially equal to that of the arc tube material provided in the opening of the arc tube inside the cap, and a rod that penetrates the insulating sleeve and has a base end formed of the rod. And a discharge portion made of tungsten (W) fixed to the notch formed in the cap, further comprising a sealing glass covering at least a part of the insulating sleeve between the inside of the opening and the cap and the insulating sleeve. An electrode structure for an arc tube, characterized by being sealed.
【請求項5】 発光物質を封入した発光管内にアーク放
電を発生させる一対の電極を臨ませた発光管の電極構造
において、この電極構造は、発光管の開口部に嵌合され
るニオブ(Nb)からなる中空キャップと、このキャッ
プよりも内側の発光管の開口部内に設けられる発光管材
料と同じか略等しい膨張係数の絶縁スリーブと、この絶
縁スリーブを貫通するとともに基端部が前記中空キャッ
プの平板状底面または断面U字状底面に形成した孔を介
して中空キャップ内に挿入されるタングステン(W)か
らなる放電部とからなり、更に前記絶縁スリーブの少な
くとも一部にかかるように封着ガラスにて開口内側とキ
ャップ及び絶縁スリーブとの間がシールされていること
を特徴とする発光管の電極構造。
5. An electrode structure of an arc tube in which a pair of electrodes for generating an arc discharge are faced in an arc tube in which a light-emitting substance is sealed, the electrode structure includes niobium (Nb) fitted into an opening of the arc tube. ), An insulating sleeve having the same or substantially the same expansion coefficient as the arc tube material provided in the opening of the arc tube inside the cap, and a hollow end penetrating the insulating sleeve and having a base end portion of the hollow cap. And a discharge part made of tungsten (W) inserted into the hollow cap through a hole formed in the flat bottom surface or the U-shaped bottom surface of the insulating sleeve, and further sealed so as to cover at least a part of the insulating sleeve. An electrode structure for an arc tube, wherein the inside of the opening and the gap between the cap and the insulating sleeve are sealed with glass.
【請求項6】 発光物質を封入した発光管内にアーク放
電を発生させる一対の電極を臨ませた発光管の電極構造
において、この電極構造は、発光管の開口部に嵌合され
るニオブ(Nb)からなる板状体と、この板状体よりも
内側の発光管の開口部内に設けられる発光管材料と同じ
か略等しい膨張係数の絶縁スリーブと、この絶縁スリー
ブを貫通するとともに基端部が前記板状体の一端に固着
されるタングステン(W)からなる放電部とからなり、
更に前記絶縁スリーブの少なくとも一部にかかるように
封着ガラスにて開口内側と板状体及び絶縁スリーブとの
間がシールされていることを特徴とする発光管の電極構
造。
6. An electrode structure of an arc tube in which a pair of electrodes for generating an arc discharge faces a light-emitting tube in which a light-emitting substance is sealed, the electrode structure being niobium (Nb) fitted into an opening of the arc tube. ), An insulating sleeve having the same or substantially the same expansion coefficient as the arc tube material provided in the opening of the arc tube inside the plate, and a base end penetrating the insulating sleeve. A discharge portion made of tungsten (W) fixed to one end of the plate-like body,
The electrode structure of an arc tube, wherein the inside of the opening, the plate, and the insulating sleeve are sealed with sealing glass so as to cover at least a part of the insulating sleeve.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかに記載
の発光管の電極構造において、前記ニオブ(Nb)から
なるキャップ、ロッド状キャップ、中空キャップ或いは
板状体とタングステン(W)からなる放電部とが、これ
らニオブ及びタングステンよりも低融点で且つ発光物質
に対する耐食性がニオブより優れている導電性素材を介
して接着せしめられていることを特徴とする発光管の電
極構造。
7. The electrode structure of an arc tube according to claim 1, wherein said niobium (Nb) cap, rod-shaped cap, hollow cap or plate-like body and tungsten (W) are used. Wherein the discharge portion is bonded through a conductive material having a melting point lower than that of niobium and tungsten and having a higher corrosion resistance to a luminescent substance than niobium.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
の発光管の電極構造において、前記放電部の外周には耐
ハロゲン金属からなるコイルが巻回されていることを特
徴とする発光管の電極構造。
8. The light emitting tube electrode structure according to claim 1, wherein a coil made of a halogen-resistant metal is wound around an outer periphery of said discharge portion. Tube electrode structure.
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