JPS62241235A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、交流電源で点灯される水銀灯、直流電源で
点灯される閃光放電灯等の放電灯の電極の製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

水銀、Ｘｅガス、Ａｒガス等の単体又は混合ガスを石英
ガラス製容器内に封入して放電させ、その光を利用する
放電灯は、照明用、計測器用等に広く用いられている。

これ等の放電灯は、石英ガラス製容器内に、水銀、Ｘｅ
ガス、Ａｒガス等を封入し、陽電極と陰電極とを対向配
置し、両電極間にアーク放電を行わせるものである。こ
こで電極には、点灯中に消耗が小さいものを用いないと
、短期間で管壁が黒化して放電灯の有効寿命を短縮する
ばかりでなく、電極先端の形状が変形して放電が不安定
なものとなる。

そこで、点灯中の消耗が小さい電極として、電流を供給
するために用いられる導電棒の先端に、電子放射の良好
な焼結体を固定したもの等が既に知られている（実開昭
４９−６８８５号公報）。

この導電棒としては、モリブデン、タングステン、タン
タル、ニオブ等の高融点金属が用いられる。また、焼結
体としては、電子放射の良好なエミッター粉末と、タン
グステン、ニッケル、モリブデン等の高融点金属粉末と
を、所定比で混合し、所定形状にプレス成型後、焼成し
たものが用いられる。このエミッターとしては、アルカ
リ土類金属（Ｓｒｚ　Ｂａ、Ｃａ等）若しくはその酸化
物、酸化トリウム、あるいはアルカリ土類金属酸化物と
他の金属（Ａｔ％　Ｚｒ％　］３ｅ、’ｒｈ等）酸化物
との複合酸化物等が用いられる。

第３図は、従来の放電灯用電極の一例を示す図である。

この図において、３１は導電棒、３１ｄはリング状溝部
、３２は焼結体である。導電棒３１は、モリブデン、タ
ングステン、タンタル等の高融点金属からなり、その先
端に焼結体３２がアーク発生部として露頭状に固定され
ている。焼結体３２には、電子放射の良好なエミッター
粉末を高融点金属粉末に混入添加後、圧縮、焼成等の工
程を経て作成されたものを用いる。このようにして形成
された電極を交流用放電灯に使用する場合には、陰陽両
極に用い、直流用放電灯に使用する場合には、陰極のみ
に用いればよい。このような電極を用いた場合、電子放
射の良好なアーク発生部を電極の先端部に設けたので、
この部分にアークを拘束することができ、安定した放電
を行なわしめ、放電灯の有効寿命を増大することが可能
となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、以上に述べた従来の放電灯用電極は、消費電
力が数十Ｗ程度の小出力の放電灯に適しているが、数百
Ｗ程度の大出力の放電灯に適用する場合は、焼結体の直
径が大きくなり、焼結体を切削加工する場合に、焼結体
が空廻りするおそれがある。さらにまた、加工時におけ
る焼結体の回転遠心力と切削面の周速等により、焼結体
に欠けを生じたりすることが少なくないので、製造歩留
りが低い。

この発明は、こうした問題点に鑑みて、焼結体の切削加
工において、焼結体が空廻りしたり、欠けを生じたりす
ることがなく、また、長寿命で安定した動作を行う電極
を提供することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するために、この発明では、電極の製造
工程に、接続部と基体部と焼結体係合部とを高融点金属
から一体に成形する工程と、焼結体係合部の先端部を所
定形状に形成し、焼結体係合部の周面にリング状の溝と
部分的切溝を形成する工程と、焼結体係合部に基体部の
直径の５．５倍以内の直径を有する焼結体の先端部を所
定形状に切削する工程とを含む。

〔作　用〕

このようにすると、焼結体係合部の周面にリング状の溝
と部分的切溝を設けることにより、焼結体を切削加工す
る場合に、焼結体が空廻りすることがなくなる。また、
焼結体係合部に基体部の直径の５．５倍以内の直径を有
する焼結体を切削加工する際に欠けを生ずることが少な
くなるので、製造歩留りが向上する。ざらにまた、焼結
体を必要に応じて任意の拡き角を有する円錐状に切削加
工することにより、電極の先端部にアークを拘束するこ
とができ、焼結体を所定の温度に保って安定した放電を
行い、放電灯の有効寿命を増大することが可能となる。

例えば円錐の拡き角を大きくして、焼結体先端近傍の温
度が低くなるように加工しても良いし、或いは角を小さ
くして、温度が高くなるように加工しても良い。要は、
焼結体で発生するジュール熱と、その部分の熱容最や放
熱状態等を考慮して種々焼結体を加工すれば良い。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて、この発明の詳細な説明する。第
】図Ｃイ）は、この発明による放電灯用電極を示す図で
ある。この図において、１は導電棒、１ａは接続部、１
ｂは基体部、１ｃは焼結体係合部、１ｄはリング状溝、
１ｅは部分的切溝、２は焼結体である。

導電棒１は、直径２〜４叫程度であって、接続部１ａと
基体部１ｂと焼結体係合部ＩＣとから構成され、Ｍｏｚ
　Ｗ等高融点の金属により作成する。

接続部１ａは、後に説明する真空気密兼電流供給用のモ
リブデン箔を溶接等により接続する部分で、モリブデン
箔を溶接等しやすいように平坦に削り落としである。

焼結体係合部１Ｃについては、焼結体２を切削加工する
際に、スツボ抜けないようにするためにリング状溝】ｄ
を設け、さらに空廻りを防止するために部分的切溝１ｅ
を設ける。部分的切溝１０だけでは、スッボ抜けが防止
できない。また、焼結体２を原料粉末から成型加工する
際に、粉末の流動性をよくするために、焼結体係合部ｌ
ｃの先端部を円錐状や球状にする。

次に、焼結体２について説明すると、焼結体２は、電子
放射の良好なエミッター粉末を高融点金属粉末に混入添
加後、圧縮焼成等の工程を経て作成されたものを用いる
。

エミッターとしては、アルカリ土類金属（Ｓｒ。

Ｂ　ａ　ＸＣａ等）若しくはその酸化物、酸化トリウム
、あるいはアルカリ土類金属酸化物と他の金属（ｋｌ、
、Ｚｒｓ　８８％　Ｔｈ等）酸化物との複合酸化物等が
用いられる。その使用温度は大体以下のとおりである。

アルカリ土類金属系・・・・・・　７００〜８００℃酸
化トリウム系・・・・・・・・・・・１６００〜２００
０℃複合酸化物系・・・・・・・・・・・・・・・　８
００〜１３００℃また、高融点金属粉末としては、タン
グステン、ニッケル、モリブデン等が用いられる。この
実施例では、エミッターとして酸化バリウムを用い、高
融点金属粉末にタングステンを用いる。これらの粉末か
ら焼結体を作成するには、２〜１０μのタングステン粉
末に酸化バリウム粉末を２％程度混合してなる粉末をプ
レス用金型に入れて押パンチを用いて所定の形状にプレ
ス成形後、金型から取出して、真空中もしくは不活性ガ
ス中で焼成する。

第１図（ロ）は、焼結体の成型加工方法の一例を説明す
る図である。この図において、３は金型台、４は導電棒
１のセンタリング（センター合せ）を行うと共に原料粉
末の落下を防止するための治具、５は原料粉末を加圧成
型するための押パンチである。このようにして成型加工
されたものを真空中もしくは不活性ガス中で焼成するこ
とにより焼結体２が作成される。

あるいはまた、高融点金属粉末によってポーラスな焼結
体を作成した後、その空孔にエミッターを融解拡散させ
るか、もしくはエミッターの元の金属の化合物（例えば
炭酸バリウムＢａＣ０，）を溶解もしくは懸濁させた溶
液を空孔に毛細管現象を利用して含浸させて、加熱分解
する。即ち、Ｂａｃｔ３−＋Ｂａｏ＋ｃＯ２ のような化学変化により、エミッター（例えばＢａＱ）
が得られる。

このようにして作成した焼結体２を円錐状に切削加工す
るカベその際、仕上げるべき電極の構造及び形状として
は、円錐の拡き角を、点灯中所定の焼結体温度になるよ
うな値を選んで必要に応じて加工し、安定した放電を行
い、放電灯の有効寿命を増大するように選定する。例え
ば、円錐の拡き角を大きくして、焼結体先端近傍の温度
が低くなるように加工しても良いし、或いは角を小さく
して、温度が高くなるように加工しても良い。要は、焼
結体で発生するジュール熱と、その部分の熱容量や放熱
状態等を考慮して、種々焼結体を加工すれば良い。

こ＼において、焼結体２の外径Ｒの大きさを基体部１ｂ
の外径ｒの５．５倍以内にすると、第１図（ハ）に示さ
れるように焼結体を切削加工した場合の製造歩留りが高
くなる。製造歩留りとしては最低９０％以上は必要なの
で、５．５倍以内とした。このように、この実施例によ
る焼結体２を切削加工しても、焼結体２がスツボ抜けた
り、空廻りを生じたりすることがなく、欠けを生じたり
することが少ない。

第２図は、この発明による電極を陰極に組込んでなる放
電灯を示す図である。この図において、１は陰極側の導
電棒、２は焼結体、３Ｎ及び３Ｐはモリブデン箔、４Ｎ
及び４Ｐは外部リード、５は陽極側の導電棒、５Ｐは内
部リード、６は石英ガラス製の発光管、７Ｎ及び７Ｐは
接着剤、８Ｎ及び８Ｐは金属ベースである。ここで、Ｎ
及びＰｆｄ、それぞれ陰極側及び陽極側を意味する。

この実施例の放電灯では、箔シール方式をとっている。

即ち、モリブデン箔：３Ｎ、３ｐとガラスとを密着させ
ることにより、気密を達成している。

また、陰極側における導電棒とモリブデン箔３Ｎとの結
合は、接続部１ａによって行われる。この接続部］ａは
、モリブデン箔３Ｎが溶接もしくはろう接し易いように
平坦に成型加工されている。

なお、この実施例では陰極側にのみこの発明による電極
を用いているが交流電源で使用される場合は、両極とも
この電極を用いると良い。その他、焼結体と導電棒の材
料、形状等について、この実施例に限定されるものでは
なく、様々の態様があることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、焼
結体係合部の先端を円錐状等に成型し、焼結体係合部の
周面にリング状の溝と部分的切溝を設け、焼結体の外径
を基体部の外径の５．５倍以下にすることにより、焼結
体の切削加工において、焼結体がスツポ抜けたり、空廻
りすることがなく、また、焼結体に欠けを生ずることが
少なくなるので製造歩留りが高くなり、かつ長寿命で安
定した動作を行う電極を得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）は、この発明による放電灯用電極の一実施
例における電極の断面図、第１図（ロ）は焼結体の成型
加工方法を説明するｌｆｆ１．第１図（ハ）は焼結体の
外径に対する製造歩留りを表す図、第２図はこの発明に
よる放電灯の一実施例を示す図、第３図は従来の放電灯
用電極の一例を示す図である。 図中、１：導電棒　　　　１ａ：接続部１ｂ：基体部　
　　１Ｃ：焼結体係合部１ｄ：リング状溝部 １ｅ：部分的切溝部 ２：焼結体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高融点金属から接続部と基体部と焼結体係合部とを有す
   る導電棒を造る工程と、焼結体係合部の先端部を所定形
   状に形成し、焼結体係合部の周面にリング状の溝と部分
   的切溝を形成する工程と、焼結体係合部に基体部の直径
   の５．５倍以内の直径を有する焼結体を固定する工程と
   、焼結体の先端部を所定形状に切削する工程とを含むこ
   とを特徴とする放電灯用電極の製造方法。