JPH04277436A - 放電灯用電極の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属蒸気放電灯用電極
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、小形メタルハライドランプが車両
の前照灯光源に使用されている。この種のランプは、電
源電圧を投入した起動時から定格の光束に達するまでの
立上り時間を短くする必要があり、その対策の１つとし
て、発光金属となる金属ハロゲン化物と一緒に高圧の始
動用希ガス、例えばキセノンを封入し、始動時に大電流
を流すことにより上記始動用希ガスを励起して発光させ
、これにより瞬時に定格またはそれに近い光束を得ると
ともに、上記始動用希ガスが発光しているうちに管壁温
度を上昇させ、これにより金属ハロゲン化物の蒸発を促
し、最終的にこの金属ハロゲン化物の原子の発光に移行
するようにしている。

【０００３】しかしながら、このような金属蒸気放電灯
においては、始動時に大電流が流れるので、細い電極を
用いると電極が過熱されて電極物質が蒸発し、電極の細
りや蒸発した電極物質が管壁に付着して早期黒化を発生
する不具合がある。

【０００４】これを防止するため、電極を太くすると熱
容量が大きくなり、かつこの電極を通じて発光管の封止
部に熱が逃げやすくなり、電極の温度が熱電子を放出す
るに適した温度に上昇しなくなって立ち消えを発生する
場合がある。このようなことから、電極の構造について
研究されている。

【０００５】その結果、電極軸の先端に曲面形状の膨出
部を設けた電灯用電極が見直されている。つまり、電極
軸の先端に電極軸の径よりも大きな球形の膨出部を設け
た電極は、先端部に設けた膨出部により熱容量を大きく
することができ、電極が過熱されて電極物質が蒸発する
のを防止することができ、しかも電極軸の部分は相対的
に細いので熱伝導による熱の逃げを防止することができ
、電極先端部の温度を適度に維持することができる利点
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような電極を製造
する場合、従来は削り出し方法が考えられていた。しか
しながら、この種の電極はタングステンなどのような高
融点金属により形成されるものであるから、材質が堅く
、切削性が良くないので削り出しが困難である。特に、
小形ランプに使用しようとする小形電極は、機械的に削
り出すのが極めて困難であり、また高価になる不具合が
ある。

【０００７】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、電極軸の先端に曲面形状の膨出部を設けた電
灯用電極を容易に製造することができる方法を提供しよ
うとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、電極軸の先端
に曲面形状の膨出部を設けた電灯用電極の製造方法であ
り、電極軸の先端に覆い部材を被せ、この覆い部材を加
熱して溶融させることによりこの覆い部材を表面張力に
より球形に変形させ、この変形と同時にこの覆い部材を
電極軸に接合させて曲面形状の膨出部を形成することを
特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明によれば、電極軸の先端部に被せた覆い
部材を加熱溶融させると、これは表面張力により球形を
保とうとし、したがって曲面形状の膨出部を容易に形成
することができる。

【００１０】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。

【００１１】図２はメタルハライドランプを示し、同図
の（ａ）図において１は石英や硬質ガラスなどにより形
成された発光管である。発光管１の両端部には圧潰封止
部２、２が形成されており、これら圧潰封止部２、２に
はそれぞれモリブデンなどのような難融性金属からなる
金属箔導体３、３が封着されている。金属箔導体３、３
には、タングステンよりなる電極４、４が溶接されてお
り、これら電極４、４の先端は発光管１内で互いに対向
させられている。

【００１２】電極４は図２の（ｂ）図に示す通り、電極
軸部５と、この電極軸部５の先端部に形成され電極軸部
５の径より大きな径を有する膨出部６とで形成されてい
る。膨出部６は略球形または水滴形状に形成されており
、電極軸部５と一体または一体となるように溶着してい
る。

【００１３】本実施例の場合、電極軸部５は純タングス
テンにより形成されているとともに、膨出部６はトリウ
ムを含むタングステン、すなわちトリアドープタングス
テンにより形成されている。

【００１４】なお、金属箔導体３、３には外部リード線
７、７が接続されている。また、上記発光管１の内部に
は所定量の金属ハロゲン化物、例えばＮａＩとＳｃＩ３
　、および緩衝金属としての水銀、ならびに始動用希ガ
スとして比較的高圧、例えば５気圧程度のキセノンガス
が封入されている。さらに、発光管１の外面には、赤外
線を反射し紫外線を吸収する性質のような金属酸化物か
らなる被膜８が形成されている。

【００１５】このような構成によるメタルハライドラン
プにおいては、電極４の先端部に膨出部６を形成したの
で、電極先端部の熱容量を大きくすることができ、大電
流が通じても温度上昇を抑止し、電極物質の蒸発が防止
される。よって、電極の細りによる電極の短命や、電極
物質の管壁付着による黒化などを防止することができ、
長寿命になる。

【００１６】また電極軸部５は膨出部６よりも細いので
、発光管封止部２へ熱伝導による熱の逃げを防止するこ
とができ、電極先端部の温度を熱電子を放出するのに適
度な温度に維持することができる。このため、ランプ電
圧の変動を防止し、立ち消えを防止することができると
ともに、発光効率などのランプ特性が安定する。

【００１７】また、膨出部６をトリアドープタングステ
ンにより形成したので、電子の放出性がよく、電極先端
面を球面にしたにも拘らずア−クスポットが確実に膨出
部６に発生する。上記のような電極４は、図１に示す方
法により製造することができる。

【００１８】すなわち、図１に示す電極軸５には、先端
部にトリアドープタングステンからなる覆い部材、例え
ばコイル１０を巻回してある。具体的寸法を説明してお
くと、直径０．６ｍｍのタングステンからなる電極軸５
の先端部に、線径が０．２ｍｍのトリアドープタングス
テン線を２層または３層に巻き付ける。

【００１９】上記電極軸５をプラス極に接続し、先端に
対向した放電電極１１をマイナス極に接続し、これら電
極軸５の先端と放電電極１１の間を窒素ガスの雰囲気を
保って放電させる。この放電により電極軸５の先端部に
被着した覆い部材、つまりコイル１０が溶融される。こ
の溶融中に電極軸５を１０〜３０ｒｐｍの速度で回転さ
せて、先端溶融部の形状を整える。

【００２０】上記コイル１０部分が溶融すると、この部
分では表面張力によって球形になろうとし、したがって
が球塊形状の膨出部６を容易に成形することができ、同
時に膨出部６は電極軸部５に溶着する。

【００２１】なお、溶融した膨出部６が垂れ下がるのを
防止するため上記電極軸５を回転させて先端溶融部の形
状を整えており、これにより回転中心の回りに均等な形
状の膨出部６を作ることができ、例えば上記寸法の場合
は、電極先端部に直径１．６〜２．０ｍｍの球形の膨出
部６を容易に成形することができる。しかもこの場合、
電極が小形であっても製造することができ、かつ電極軸
部５と膨出部６の材質が異なるものでも容易に得ること
ができる。なお、予め電極軸５の先端部に被せておくも
のは、コイル体に限らず、筒体や先端が閉塞された形状
の筒体などであってもよい。

【００２２】なお、実施例に示す発光管１には外面に赤
外線を反射し紫外線を吸収するなどの金属酸化物からな
る被膜８を形成してあり、ランプ効率の向上および紫外
線遮断効果がある。

【００２３】ただし、このような金属酸化物被膜８を形
成する場合には以下の問題点がある。すなわち、発光管
１の外面に被膜８を作る場合、種々の方法があるが、金
属アルコキシド溶液に発光管を浸してこれを一定速度で
引き上げることにより、バルブの外面に金属アルコキシ
ド溶液を塗布し、これを室温の大気中において大気中の
水蒸気と上記塗布膜のアルキル基を反応させ、このアル
キル基をアルコールに変えて蒸発させる。これにより発
光管の外表面にゲル状の被膜ができる。このゲル状被膜
を大気中で６００〜９００℃に加熱焼成することにより
、前記金属酸化物の被膜８が形成される。

【００２４】この方法は、金属アルコキシド溶液中に浸
漬された発光管を引き上げる速度により膜厚を制御する
ことができるとともに、作業工程が少ないなどの利点も
ある。しかし、このような被膜の製造方法は、塗布膜を
大気中で６００〜９００℃の温度で焼成する工程があり
、この焼成工程では剥き出しになっている外部リード線
７が酸化する欠点がある。

【００２５】そこで、本実施例では、発光管１を金属ア
ルコキシド溶液に沈める前に外部リード線７、７を図３
の（ａ）図に示すガラスチューブ２０、２０で覆ってお
くようにした。上記ガラスチューブ２０、２０は封止部
２、２から一体に延長された石英ガラスにより形成され
ており、６００〜９００℃の焼成温度に耐えられるもの
となっている。ガラスチューブ２０、２０の先端は閉塞
されており、このチューブ２０、２０内は真空またはキ
セノンや窒素などのような不活性もしくは反応性の低い
ガスを充填してある。

【００２６】このような状態で発光管１を金属アルコキ
シド溶液に沈め、これを一定速度で引き上げることによ
り、発光管１の外面に金属アルコキシド溶液を塗布する
。そして、これを室温の大気中に放置して大気中の水蒸
気と上記塗布膜のアルキル基を反応させてアルコールに
変え、これを蒸発させる。これにより発光管の外表面に
ゲル状の被膜ができる。このゲル状被膜を大気中で６０
０〜９００℃に加熱焼成することにより、発光管１およ
びガラスチューブ２０、２０の外面に金属酸化物の被膜
８が形成される。

【００２７】このような焼成工程を終えると、図３の（
ｂ）図に示すように、ガラスチューブ２０、２０を封止
部２、２から切り離し、外部リード線７、７を露出させ
る。このようにすれば、被膜の加熱焼成中に外部リード
線７、７はガラスチューブ２０、２０で覆われているか
ら酸化が防止される。したがって、金属酸化物の被膜８
を製造するのに、上記の浸漬塗布法を用いることができ
る。

【００２８】なお、本発明は上記実施例には制約されな
い。すなわち、上記実施例ではメタルハライドランプに
用いた電極について説明したが、本発明は高圧ナトリウ
ムランプや水銀ランプなどの他の金属蒸気放電灯用電極
であってもよい。また、膨出部はトリアドープタングス
テンにて形成されることには限らず、タングステンによ
り構成してもよい。さらに、覆い部材を加熱溶融させる
方法は、バ−ナで加熱したり、高周波誘電加熱などであ
ってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、電
極軸の先端部に被せた覆い部材を加熱溶融させることに
より、表面張力によって球形を保とうとする性質を利用
して曲面形状の膨出部を容易に形成することができる。 しかも、この方法は、電極が小さくても容易に製造する
ことができるとともに、電極軸と先端部の膨出部の材料
が異なる場合でも製造することができるなどの利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の製造方法を示す説明図。

【図２】（ａ）図はメタルハライドランプの発光管の断
面図、（ｂ）図は電極の側面図。

【図３】（ａ）図および（ｂ）図は外部リード線の酸化
防止のための製造方法を示す説明図。

【符号の説明】

１…発光管、２…封止部、４…電極、５…電極軸部、６
…膨出部、７…外部リード線、１０…コイル、２０…チ
ューブ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電極軸の先端に曲面形状の膨出部を設
   けた電灯用電極の製造方法であり、電極軸の先端に覆い
   部材を被せ、この覆い部材を加熱して溶融させることに
   よりこの覆い部材を表面張力により球形に変形させ、こ
   の変形と同時にこの覆い部材を電極軸に接合させて曲面
   形状の膨出部を形成することを特徴とする放電灯用電極
   の製造方法。
2. 【請求項２】　　上記電極軸はタングステンからなり、
   曲面形状の膨出部はトリウムを含むタングステンにより
   形成することを特徴とする請求項１に記載の電灯用電極
   の製造方法。