JPH02295056A - 放電灯用電極 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はキセノンショートアークランプや高圧水銀ラン
プ等に使用される放電灯用電極に関するものである。

［従来の技術］ キセノンショートアークランプや高圧水銀ランプは、発
光管内に陽極と陰極が対向配置されて構成されている。

このようなランプに使用される陰極としては、従来、ト
リエーテットタンクステンよりなる陰極が知られており
、この陰極は通常タンクステン粉末に２重量％以下の酸
化トリウムを混合し、粉末冶金法により製作されている
。酸化トリウムを含有させる理由は、陰極からの電子放
射を容易にさせるためてあるが、放電を安定に維持させ
るためには、電極先端に酸化トリウムか定量的に供給さ
れなければならない。

醇化トリウムのような電子放射を容易にさせる物質はエ
ミッタと呼ばれており、酸化セリウムや酸化ランタン，
酸化イットリウム等もよく使用される。このエミッタ物
質か電極先端に供給される機構は濃度勾配に基づく拡散
により支配されるとされている。そして、金属中を物質
が拡散する場合、表面拡散，粒界拡散，結晶内拡散の３
つに分類され、拡散速度は表面拡散が最も速く、次に粒
界拡散、さらに結晶内拡散の関係にある。従って、電極
の先端もしくは表面に存在しているエミッタ物質は表面
拡散により早期に消耗されてなくなるのて、その後は電
極内部に分散含有されているエミッタか定量的に電極先
端に供給されなければならない。

［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、従来のような例えばトリエーテッ１−タ
ンクステンを陰極に使用したキセノンショー１ヘアーク
ランプは、点灯時間の経過とともにアークのゆらぎか大
きくなり、点光源として不都合になる場合かしばしばあ
った。この現象は通常アーク不安定と呼ばれており、エ
ミッタ物質として含有されている酸化トリウムの電極先
端への供給か不足するために起こると考えられている。

即ち、アーク不安定になった陰極先端の顕微鏡写真をと
ってみると、タンクステン結晶か粗大化しており、酸化
トルウムの拡散か結晶内拡散に支配されるために、電極
先端への酸化１〜リウムの供給か不足するためにエミッ
タの供給と消耗かハランスしなくなるためてあるとされ
ている。この粗大化する原因は、例えば１〜リエーテッ
１−タンクステンは動作温度か２５００°Ｃと高く、タ
ンクステンの結晶組織は常温で微細な結晶であったもの
か、１６００〜２０００゜Ｃの高温て再結晶して第４図
に示すような急激な成長か起こり、粒界か少なくなるた
めてある。即ち、粗大化した単結晶よりなるタンクステ
ンには粒界か存在せず、従ってエミッタの拡散は拡散速
度の遅い結晶内拡散に支配される。

本発明は以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされ
たものであり、エミッタか電極先端に定量的に提供され
て、長時間点灯してもアーク不安定にならない放電灯電
極を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段］ 」二記の目的を達成するために、本発明の放電灯用電極
は、高融点金属よりなる電極に、電子放射の良好な金属
酸化物を分散含有させてなる放電灯用電極であって、該
電極の中心部分には、先端より軸方向に伸びる複数本の
高融点金属よりなる線材か埋設され、これら線材にも電
子放射の良好な金属酸化物か分散含有された構成を有す
るものてある。

［作用］ 上記の構成を有することにより、高融解点金属よりなる
電極中心の線材は、電極先端の線材か各々再結晶しても
、線と線の間には面あるいは結晶粒界が確保されており
、線材あるいは電極本体に分散含有されているエミッタ
物質かこの線材の面或いは結晶粒界を通って電極先端に
供給されるのて、エミッタ物質の拡散速度は表面拡散あ
るいは粒界拡散に支配されて拡散速度の遅い結晶内拡散
に頼ることはない。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明における一実施例の放電用電極を軸方向
に切断したときの断面図であり、先端にコーン部１２を
有するタングステン金属よりなる電極本体１の中心に複
数本の線材２よりなる芯線部３か埋め込まれており、こ
れら電極本体１と線材２にはそれぞれエミッタ物質とし
て酸化セリウムか１重量％含有されている。

電極本体１は粉末冶金法で製作され、全長が？０−，直
径か８■，先端のコーン部１２の開き角度か６０度，先
端の端面径が０．９■てある。

複数の線材２よりなる芯線部３は、第２図に示すように
、直径０．１■の線材２が１９木を１組として７組埋設
されており、先端が電極の先端面を形成している。

次に本発明の電極の製造方法を説明する。

■芯線部の製造 純タンクステン粉末及び／またはこの純タンクステン粉
末にカリウム，ケイ素，アルミニウム等をトープしたも
のからなる通常のフィラメント用タンクステン粉末に、
エミッタ物質として酸化セリウム，酸化１・リウム，酸
化ランタン等の金属酸化物を重量％で０．７〜２．０の
範囲で添加し、雷潰器及高速ミキサーにて粉砕して混合
する。このようにして混合された粉末は、圧力１．２ｔ
ｏｎ八，，１′てプレスし、水素雰囲気中で約３０００
℃て焼結してタンクステンインゴットにし、転打加工及
び線引加工を行い、指定サイズの線材にした後、電解研
磨する。このようにして製作された線材を所定の長さに
切断して、１９本単位のロープとする。

■電極の製造 次に、」二記■の芯線部の製造に使用したのと同様の粉
末を使用し、中心に■て得られたロープを７組束にして
埋め込み、プレス圧８００ｋｇ／ａｍ”のラバープレス
にて圧粉体を製作する。圧粉体は約３０００’Ｃの水素
雰囲気中で焼結してインゴッ｝へにし、転打加工を行い
、最後にセンタレス仕」一目を行って目的の電極を得る
。このようにして得た電極は比重１．８．９５，電極の
硬度７０．２（Ｈ　ＲＡ　）て、通常のタンクステン電
極とほぼ同し特性てあった。

第３図はこのようにして製作された電極を２ｋｗのキセ
ノンショートアーク放電灯の陰極として使用し、１２０
０時間点灯したときの顕微鏡写真に基づいて解析した図
であるか、芯線部３の線材２は各々に表面か存在してお
り、結晶の粗大化か線材と線材に跨かって起こっていな
いことか観察された。そしてこの電極を使用した２ｋｗ
のキセノンショートアーク放電灯は、１２００面間点灯
した後もアーク不安定は起こらず、従来の電極を使用し
たものに比較して約２倍の寿命になることか観察された
。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の放電灯用電極は、電極中
心部に複数本の線材を埋設して高温度て熱処理したので
、エミッタはこの線材と線材の間に形成される面あるい
は粒界を経路として拡散して電極先端に供給されるのて
、電極先端におけるエミッタ量か不足せず、かつ高温て
熱処理してもエミッタの経路は破壊されていないのて、
木発明の電極を使用した放電灯は時間とともにアーク不
安定になることもなく、さらに放電灯の寿命を伸ばすこ
とがてきるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の放電用電極を軸方向
に切断したときの断面図、第２図は１組のロープの説明
図、第３図はこのようにして製作された電極を２ｋｗの
キセノンショートアーク放電灯の陰極として使用し、１
２００時間点灯したときの顕微鏡写真に基づいて解析し
た説明図、第４図はアーク不安定となった従来の放電灯
用電極の陰極先端の状態を説明する模式図てある。 図中． １・電極本体　　２：線材 ３．芯線部 代理人　弁理士　田　北　嵩　晴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高融点金属よりなる電極に、電子放射の良好な金属酸化
   物を分散含有させてなる放電灯用電極であって、該電極
   の中心部分には、先端より軸方向に伸びる複数本の高融
   点金属よりなる線材が埋設され、これら線材にも電子放
   射の良好な金属酸化物が分散含有されていることを特徴
   とする放電灯用電極。