JPH02226648A - 放電灯用電極 - Google Patents
放電灯用電極Info
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- JPH02226648A JPH02226648A JP4310889A JP4310889A JPH02226648A JP H02226648 A JPH02226648 A JP H02226648A JP 4310889 A JP4310889 A JP 4310889A JP 4310889 A JP4310889 A JP 4310889A JP H02226648 A JPH02226648 A JP H02226648A
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- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術の属する分野〕
本発明は、キセノンショートアーク型数”Ｋ灯のような
希ガス放電灯、その他の放電灯に使用される電極に関す
る。
希ガス放電灯、その他の放電灯に使用される電極に関す
る。
キセノンショートアーク型放電灯や、丸型超高圧水銀灯
のようなショートアーク型放電灯の陰極には、−船釣に
は、トリエイテッドタングステン（以下Ｔｈ−という。
のようなショートアーク型放電灯の陰極には、−船釣に
は、トリエイテッドタングステン（以下Ｔｈ−という。
）が用いられている。これは熱電子放射用物質（以下エ
ミッターという。）として作用するトリウムの蒸気圧が
比較的低いので、放電灯使用中における、バルブの黒化
現象が少ないという長所を有するからである。しかしな
がら、熱電子放射を効率良く行なわしむる陰極動作温度
が２０００℃近傍であるために、タングステンの再結晶
化と結晶の肥大化が早＜、Ｔｈ−の内部から電橋先端へ
のトリウムの拡散が阻害され、アーク不安定の原因にな
ったり、温度が高いために陰極先端の焼出も早く、ショ
ートアーク型放電灯においては、電橋間距離の変化によ
る電流電圧等の電気特性への影響が早く生じ易い。
ミッターという。）として作用するトリウムの蒸気圧が
比較的低いので、放電灯使用中における、バルブの黒化
現象が少ないという長所を有するからである。しかしな
がら、熱電子放射を効率良く行なわしむる陰極動作温度
が２０００℃近傍であるために、タングステンの再結晶
化と結晶の肥大化が早＜、Ｔｈ−の内部から電橋先端へ
のトリウムの拡散が阻害され、アーク不安定の原因にな
ったり、温度が高いために陰極先端の焼出も早く、ショ
ートアーク型放電灯においては、電橋間距離の変化によ
る電流電圧等の電気特性への影響が早く生じ易い。
９４を参青にして、比較的消費電力、の小さい放電灯に
おいては、エミッターとしてアルカリ土類金属の酸化物
を使用することが検討され、消費電力が５０四未満のキ
セノンショートアーク型放電灯におうムとの複合酸化物
のようにして用いると、陰極動作温度が１３００℃でも
良好な熱電子放射性を示すことである。このように、陰
極温度がＴｈ−の場合に比べ非常に低く設定できるので
、タングステンの再結晶化が遅く、陰極先端の焼損も少
な（、したがってアークの安定性も良い。
おいては、エミッターとしてアルカリ土類金属の酸化物
を使用することが検討され、消費電力が５０四未満のキ
セノンショートアーク型放電灯におうムとの複合酸化物
のようにして用いると、陰極動作温度が１３００℃でも
良好な熱電子放射性を示すことである。このように、陰
極温度がＴｈ−の場合に比べ非常に低く設定できるので
、タングステンの再結晶化が遅く、陰極先端の焼損も少
な（、したがってアークの安定性も良い。
しかしながら、上記のとうり、この陰極が実用に供され
ているランプの消費電力は、現在５０〇−未満であり、
消費電力が大きくなり、電流値が大きくなってくると、
バルブの黒化現象が現われ易い。
ているランプの消費電力は、現在５０〇−未満であり、
消費電力が大きくなり、電流値が大きくなってくると、
バルブの黒化現象が現われ易い。
これは、やはり、アルカリ土類金属の蒸気圧が、トリウ
ムに比べると高いことによるものである。
ムに比べると高いことによるものである。
〔本発明の目的〕
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、もう少し消費電力が大きく、或は
、もう少し電流値の大きな放電灯においても、黒化現象
の進行が抑制された放電灯、特に、アルカリ土類金属酸
化物を利用した陰極を具えたショートアーク型放電灯に
適した陰極を提供することにある。
目的とするところは、もう少し消費電力が大きく、或は
、もう少し電流値の大きな放電灯においても、黒化現象
の進行が抑制された放電灯、特に、アルカリ土類金属酸
化物を利用した陰極を具えたショートアーク型放電灯に
適した陰極を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明においては、電極を次
のように構成する。
のように構成する。
すなわち、
接続部と基体部と筒部とからなる電極本体の該筒部内に
焼結体を挿入してなる放電灯用電極であって− 該焼結体は、芯部と表層部とからなり、該芯部は、タン
グステンのような高融点金属の粉末とアルカリ土類金属
の酸化物の粉末との混合粉末を、重量比で前者を１００
とした時後者を７０乃至１５０の割合で混合焼結してな
り、 該表層部は、タングステンのような高融点金属の粉末も
しくは、重量比で当該金属を１００とした時１０以下の
アルカリ土類金属の酸化物を混入して焼結されてなり、
先端部の形状は、コーン状でその先端に、すり鉢状の凹
部を形成し、咳凹部の底部に、前記芯部に連通ずる細孔
を形成してなるものである。
焼結体を挿入してなる放電灯用電極であって− 該焼結体は、芯部と表層部とからなり、該芯部は、タン
グステンのような高融点金属の粉末とアルカリ土類金属
の酸化物の粉末との混合粉末を、重量比で前者を１００
とした時後者を７０乃至１５０の割合で混合焼結してな
り、 該表層部は、タングステンのような高融点金属の粉末も
しくは、重量比で当該金属を１００とした時１０以下の
アルカリ土類金属の酸化物を混入して焼結されてなり、
先端部の形状は、コーン状でその先端に、すり鉢状の凹
部を形成し、咳凹部の底部に、前記芯部に連通ずる細孔
を形成してなるものである。
高濃度のアルカリ土類金属の酸化物を含む焼結体を芯部
とし、その周囲を、アルカリ土類金属を含まないかもし
くは含んでいても低濃度の焼結体の表層部でおおい、表
層部の先端を、単に針状にとがらせるのではなく、すり
鉢状の四部を形成しかつ凹部の底部に、前記芯部に連通
ずる細孔を設けているので、細孔の中から拡散してくる
アルカリ土類金属が、まず主にすり鉢内に拡がるので、
放電アークの始点が特定箇所に規制しやすく、かつ所定
の面積でアークを支持することになるので陰極先端にお
ける電流密度は下がる。
とし、その周囲を、アルカリ土類金属を含まないかもし
くは含んでいても低濃度の焼結体の表層部でおおい、表
層部の先端を、単に針状にとがらせるのではなく、すり
鉢状の四部を形成しかつ凹部の底部に、前記芯部に連通
ずる細孔を設けているので、細孔の中から拡散してくる
アルカリ土類金属が、まず主にすり鉢内に拡がるので、
放電アークの始点が特定箇所に規制しやすく、かつ所定
の面積でアークを支持することになるので陰極先端にお
ける電流密度は下がる。
そして、電流値が増大した場合も、すり鉢の周でアーク
支持が可能となるので、この周も含めてすり鉢状凹部全
体で電流を受は止め、結果として、著しい電流密度の上
昇が抑えられる。
支持が可能となるので、この周も含めてすり鉢状凹部全
体で電流を受は止め、結果として、著しい電流密度の上
昇が抑えられる。
そのうえ、表層部にはアルカリ土類金属は含まれていな
いかもしくは低濃度であるから、放電灯の消費電力の増
大にともなう電極体積の増大があっても、表層部からバ
ルブへ飛散するバリウムは少ない。
いかもしくは低濃度であるから、放電灯の消費電力の増
大にともなう電極体積の増大があっても、表層部からバ
ルブへ飛散するバリウムは少ない。
第１図は、本発明の電極を使用したキセノンショートア
ーク型放電灯の一例の説明図である。図において、１は
電極本体、２は焼結体であって、陰極として用いる。３
は陽極、４は陽極リード棒である。５は気密封止部であ
って、例えば、特公昭４９−１１８２１に開示されてい
るような、複数枚のモリブデン金属箔を使用した大電流
用の耐振性の高い構造を採用する。６は外部リード棒、
７は球状のバルブである。この放電灯の消費電力は２に
−１電圧２５Ｖ、電流８０Ａで、封入ガスはキセノンで
ある。
ーク型放電灯の一例の説明図である。図において、１は
電極本体、２は焼結体であって、陰極として用いる。３
は陽極、４は陽極リード棒である。５は気密封止部であ
って、例えば、特公昭４９−１１８２１に開示されてい
るような、複数枚のモリブデン金属箔を使用した大電流
用の耐振性の高い構造を採用する。６は外部リード棒、
７は球状のバルブである。この放電灯の消費電力は２に
−１電圧２５Ｖ、電流８０Ａで、封入ガスはキセノンで
ある。
第２図は、第１図の放電灯の陰極の拡大断面図である。
電極本体１は、展延性に富むモリブデン金属より構成し
、１ａは、モリブデン金属箔８を接続する接続部、１ｂ
は基体部、１ｃは筒部である。この筒部に焼結体２を挿
入し、カシメ固定する。 ｌｄは、カシメによって生じ
た凹所である。この焼結所１０が形成され、かつ、凹所
１０の底部には、芯部２ｂに通ずる細孔１１が設けられ
ている。この焼結体２は、構造と作り方がやや複雑なの
で、第３図を用いて説明する。
、１ａは、モリブデン金属箔８を接続する接続部、１ｂ
は基体部、１ｃは筒部である。この筒部に焼結体２を挿
入し、カシメ固定する。 ｌｄは、カシメによって生じ
た凹所である。この焼結所１０が形成され、かつ、凹所
１０の底部には、芯部２ｂに通ずる細孔１１が設けられ
ている。この焼結体２は、構造と作り方がやや複雑なの
で、第３図を用いて説明する。
第３図は、焼結体の作り方を示す工程の説明図である。
まず、工程（イ）において、あらかじめ、表層部として
機能する、有底状凹所１００を有する焼結部品１０１と
、前記凹所１００に略適合する外観形状を有する芯部品
１０２を作っておく。工程（ロ）において両部品を挿入
して組立てる。工程（ハ）において、金型類１０３．１
０４．１０５で取り囲み、「すり鉢状凹部と細孔」を作
る。つまり、焼結体の先端となるべき部分に対しては、
金型１０３に、「すり鉢状の斜面を作る傾斜部１０３ａ
Ｊと「細孔を作る針状部１０３ｂＪを設けており、この
金型１０３とともに、全体の金型類を使って圧縮して、
部品１０１と１０２を完全に固める。工程（＝）におい
て、この固体１０６を金型から取り出す。そして、工程
（本）において、電極本体の筒部１ｃに挿入し、カシメ
固定し、筒部１ｃと部品１０６とを−・緒にしてコーン
状に削る０図において、θ１は、すり鉢状凹部の拡き角
度、θ２は、コーン状の拡き角度を示す。数値例を示す
と、すり鉢状の凹部の周２ｄの直径は２Ｍ、細孔の直径
は０．５鰭、拡き角度θ１と０２とは、放電灯の消費電
力や電流値によって多少変えると良いが、本実施例では
、ともに９０＠を採用した。
機能する、有底状凹所１００を有する焼結部品１０１と
、前記凹所１００に略適合する外観形状を有する芯部品
１０２を作っておく。工程（ロ）において両部品を挿入
して組立てる。工程（ハ）において、金型類１０３．１
０４．１０５で取り囲み、「すり鉢状凹部と細孔」を作
る。つまり、焼結体の先端となるべき部分に対しては、
金型１０３に、「すり鉢状の斜面を作る傾斜部１０３ａ
Ｊと「細孔を作る針状部１０３ｂＪを設けており、この
金型１０３とともに、全体の金型類を使って圧縮して、
部品１０１と１０２を完全に固める。工程（＝）におい
て、この固体１０６を金型から取り出す。そして、工程
（本）において、電極本体の筒部１ｃに挿入し、カシメ
固定し、筒部１ｃと部品１０６とを−・緒にしてコーン
状に削る０図において、θ１は、すり鉢状凹部の拡き角
度、θ２は、コーン状の拡き角度を示す。数値例を示す
と、すり鉢状の凹部の周２ｄの直径は２Ｍ、細孔の直径
は０．５鰭、拡き角度θ１と０２とは、放電灯の消費電
力や電流値によって多少変えると良いが、本実施例では
、ともに９０＠を採用した。
焼結体の表層部は、エミッターを含有しないタングステ
ン粉末のみで焼結体を造り、芯部は、タングステン粉末
の重１１００に対し、バリウムアルミネイト１５０を混
合して焼結しである。この値は、エミッターとしては撓
めて高濃度の含有量である。
ン粉末のみで焼結体を造り、芯部は、タングステン粉末
の重１１００に対し、バリウムアルミネイト１５０を混
合して焼結しである。この値は、エミッターとしては撓
めて高濃度の含有量である。
さて、前記〔作用〕の項でも説明したように、細孔１１
の内部から拡散してくるバリウムは、すり鉢状の凹部の
斜面に拡がる。したがって、電流値が小さい場合は、ア
ークは、この斜面で支持されるが、電流値が大きくなる
と、すり鉢の周にもかぶさるように皓でアークは支持さ
れる。これに・よって、電流値が増大しても、陰極先端
の電流密度の著しい増大は防げる。上記実施例の場合、
表層部にはエミッターが含まれていないので、エミッタ
ーの供給は、細孔からだけとなるので、陰極におけるア
ークの支持点は「ふらつく」ことはないので、アーク安
定性は良い、ただし、表層部に、多少のエミッターを混
入しておき、すり鉢の周で、アーク支持を実行しやすく
しておくのも良い、この場合、図示のとうり、焼結体は
、バルブ内に露出して陽橿と対向しているので、バリウ
ムの含有量があまり多いのは、バルブの黒化を早めるの
で好ましくない、放電灯の消費電力が小さい場合は、含
有量が多少多（でも良いが、消費電力がＩＫ−より大き
くなると、含有量は、タングステン粉末重量１００に対
して、エミッターは１０以下とするのが良い、その代り
、細孔からの供給を多くするため、芯部は、前記のとう
りエミッターは高濃度である。
の内部から拡散してくるバリウムは、すり鉢状の凹部の
斜面に拡がる。したがって、電流値が小さい場合は、ア
ークは、この斜面で支持されるが、電流値が大きくなる
と、すり鉢の周にもかぶさるように皓でアークは支持さ
れる。これに・よって、電流値が増大しても、陰極先端
の電流密度の著しい増大は防げる。上記実施例の場合、
表層部にはエミッターが含まれていないので、エミッタ
ーの供給は、細孔からだけとなるので、陰極におけるア
ークの支持点は「ふらつく」ことはないので、アーク安
定性は良い、ただし、表層部に、多少のエミッターを混
入しておき、すり鉢の周で、アーク支持を実行しやすく
しておくのも良い、この場合、図示のとうり、焼結体は
、バルブ内に露出して陽橿と対向しているので、バリウ
ムの含有量があまり多いのは、バルブの黒化を早めるの
で好ましくない、放電灯の消費電力が小さい場合は、含
有量が多少多（でも良いが、消費電力がＩＫ−より大き
くなると、含有量は、タングステン粉末重量１００に対
して、エミッターは１０以下とするのが良い、その代り
、細孔からの供給を多くするため、芯部は、前記のとう
りエミッターは高濃度である。
バルブ黒化を早めない範囲で、エミッターの濃度は、タ
ングステン１００に対し７０乃至１５０が良い。
ングステン１００に対し７０乃至１５０が良い。
この範囲であれば、バリウムの供給が十分であって、か
つバルブの黒化の進行は早くない。
つバルブの黒化の進行は早くない。
以上のようば構成した陰極は、消費電力が２に一程度ま
でのショートアーク型放電灯に十分使用できる０例えば
、上記実施例の放電灯の点灯時間による光量変化を謂べ
ろと、初期値を１００とすると、２０００時間経過後の
明るさは８０であった。つまり、バルブの黒化による光
量減衰が少なく、十分実用に供し得るものであることが
確認できた。また、アークの「ふらつき」の尺度である
アーク安定度（アークのある一定点の輝度の変化がどの
程度変化するかを示す値）も、２０００時間経過後であ
っても±０．５χに抑えることができた。
でのショートアーク型放電灯に十分使用できる０例えば
、上記実施例の放電灯の点灯時間による光量変化を謂べ
ろと、初期値を１００とすると、２０００時間経過後の
明るさは８０であった。つまり、バルブの黒化による光
量減衰が少なく、十分実用に供し得るものであることが
確認できた。また、アークの「ふらつき」の尺度である
アーク安定度（アークのある一定点の輝度の変化がどの
程度変化するかを示す値）も、２０００時間経過後であ
っても±０．５χに抑えることができた。
尚、バリウムの複合酸化物としては、実施例のアルミネ
イトの他では、タングステイト（例えばＢａＯ・罰コ）
も非常に良い。
イトの他では、タングステイト（例えばＢａＯ・罰コ）
も非常に良い。
本発明は、上記実施例の説明からも理解できるように、
多少、構造が複雑で作り方が難しい工程を含むが、ショ
ートアーク型の放電灯の陰極として用いると、（イ）ア
ーク安定性が良好、（＋７）バルブの黒化現象がバリウ
ム系統としては少ない、（ハ）陰極の動作温度が低いの
で先端の焼損が少なく、電極間距離の変化が抑制される
等の長所が得られる。更に、この電極は、交１ｔｉａで
使用されるロングアーク型の水銀灯の電極としてもその
ままそっくり利用できる。
多少、構造が複雑で作り方が難しい工程を含むが、ショ
ートアーク型の放電灯の陰極として用いると、（イ）ア
ーク安定性が良好、（＋７）バルブの黒化現象がバリウ
ム系統としては少ない、（ハ）陰極の動作温度が低いの
で先端の焼損が少なく、電極間距離の変化が抑制される
等の長所が得られる。更に、この電極は、交１ｔｉａで
使用されるロングアーク型の水銀灯の電極としてもその
ままそっくり利用できる。
第１図は、本発明の電極が使用されたキセノンシシート
アーク型放電灯の一例の説明図、第２図は、電極本体と
焼結体の説明図、第３図は、焼結体の作り方の工程の説
明図である。 図において、ｌは電極本体、２は焼結体、３は陽極、 ｌＯはすり鉢状凹部、１１は細孔を示す。
アーク型放電灯の一例の説明図、第２図は、電極本体と
焼結体の説明図、第３図は、焼結体の作り方の工程の説
明図である。 図において、ｌは電極本体、２は焼結体、３は陽極、 ｌＯはすり鉢状凹部、１１は細孔を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 接続部と基体部と筒部とからなる電極本体の該筒部内に
焼結体を挿入してなる放電灯用電極であって、 該焼結体は、芯部と表層部とからなり、 該芯部は、タングステンのような高融点金属の粉末とア
ルカリ土類金属の酸化物の粉末との混合粉末を、重量比
で前者を１００とした時後者を７０乃至１５０の割合で
混合焼結してなり、 該表層部は、タングステンのような高融点金属の粉末も
しくは、重量比で当該金属を１００とした時１０以下の
アルカリ土類金属の酸化物を混入して焼結されてなり、
先端部の形状は、コーン状でその先端に、すり鉢状の凹
部を形成し、該凹部の底部に前記芯部に連通する細孔を
形成してなる、ことを特徴とする放電灯用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-02-27 JP JP4310889A patent/JP2730000B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
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| EP1207547A4 (en) * | 1999-06-30 | 2005-02-02 | Hamamatsu Photonics Kk | FLASHLIGHT |
| JP2002050315A (ja) * | 2000-07-31 | 2002-02-15 | Yumex Inc | 放電ランプ用の陰極、その陰極を備える放電ランプ、及びその陰極の製造方法 |
| JP2005519435A (ja) * | 2002-03-05 | 2005-06-30 | パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ショートアーク型高圧放電ランプ |
| JP4741190B2 (ja) * | 2002-03-05 | 2011-08-03 | パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング | ショートアーク型高圧放電ランプ |
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| JP4696697B2 (ja) * | 2005-06-03 | 2011-06-08 | ウシオ電機株式会社 | 超高圧水銀ランプ |
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