JPS62241254A - 放電灯 - 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に係り、特に放電灯の
電極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、泪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、Ａ　ｒ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
しかつ放熱のために用いられる電極本体の先端に、電子
放射の良好な焼結体を埋め込んだもの等が既に知られて
いる（特公昭３６−２０９９４号公報）。

この電極本体としては、モリブテン、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（Ｓ　ｒ、　Ｂ　ａ、　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（Ａ、、ｃ３、Ｚｒｓ　Ｂｅｓ　’ｒ
ｈ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は電極本体、３２は焼結体である
。電極本体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埋め込まれている。焼結体３
２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
発生部を電極本体の先端部の小部分に埋め込んだので、
この小部分にアークを拘束し、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。

〔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ＩＫＷ〜５ＫＷ、電流がＩＯＡ〜１００Ａ程度の大
電力用のショートアーク型の放電灯に適した構造のもの
で、消費電力がＩＫＷ以下、電流がＩＯＡ以下の数百Ｗ
程度の放電灯には適したものではない。また、第３図に
示したような従来の電極では、焼結体を切削加工する場
合に、焼結体がスツボ抜けたり、欠けを生じたり等、製
造歩留りが悪い。さらにまた、焼結体と電極本体間の導
電性を良好にするために、これらの間をスポラトウエル
ダー等によって溶接した場合、電極の先端部が酸化する
と、放電灯の動作中に不純物ガスを放出したり、エミッ
ターの還元能力が不足したり等して、アークが不安定と
なる。

この発明は、こうした問題点に鑑みて、特に小電力用放
電灯に適し、焼結体の切削加工において、焼結体がスツ
ボ抜けたり、欠けを生じたりすることが少なく、また、
焼結体と電極本体間の導電性がよく、かつ長寿命で安定
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、接続部と基
体部と筒部とが一体に成形された展延性に富む高融点金
属からなる電極本体の筒部内に、筒部内面と間隙が生ず
る程度に、筒部内径より小さい直径を有する焼結体を挿
入し、筒部底面と焼結体の筒部底面に対向する面とを溶
接もしくはろう接してなる電極を用いる。

〔作　用〕

このようにすると、筒部底面に焼結体を溶接もしくはろ
う接することにより、焼結体を切削加工する場合に、ス
ツボ抜けたり、欠けを生じたりすることが少なくなり、
焼結体と電極本体間の導電性が」；くなる。また、筒部
底面と焼結体の対向する面を溶接することにより焼結体
と電極本体の筒部とを溶接する際に電極の先端部分が酸
化しないので、安定した放電が可能となる。さらにまた
、電極本体の先端部の小部分にアークを拘束することが
できるので、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。

〔実施例〕

以下、図面に基ずいて、この発明の詳細な説明する。第
１図（イ）は、この発明による放電灯用電極の電極本体
を示す図、第１図（ロ）はこの電極本体に固着する焼結
体を示す図である。この図において、１は電極本体、１
ａは接続部、１ｂは基体部、ＩＣは筒部、２は焼結体、
２ａは大径部、２ｂは焼結体に設けられた空気抜き用溝
である。

電極本体１は、接続部１ａと基体部１ｂと筒部ＩＣとか
ら構成され、高融点でかつ展延性に富むＭ　ＯｌＮ　ｂ
　％　Ｔ　ａ等の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。

筒部１Ｃについては、加工強度等を考慮して、その肉厚
を決定する。

筒部ＩＣの底面Ｄ１と焼結体２の対向する面Ｄ２とは、
密着性、密接性を良くするために、相似形状に選ぶ。し
たがって、面Ｄ＋　と面Ｄ２とは、平面に限定されるこ
とはなく、円錐面や球面でもよいことは言うまでもない
。

次に、焼結体２について説明する。第１図（ロ）の右図
に示されるように、焼結体２には大径部２ａと空気抜き
用溝２ｂとが設けられている。大径部２ａは、焼結体２
の小径部２Ｃと電極本体１とを溶接する際に焼結体２が
筒部１ｃの側面に接触しないように０２５ｗ程度の間隙
を作ると同時に、筒部］、ｃと焼結体２とをあまり注意
を払わずにセンタリング（センター合せ）することがで
きるようにするものであるが、必ずしも必要ではない。

大径部２ａの直径ｒ　と小径部２Ｃの直径ｒ　との差の
十が間隙となるが、この値は、０２〜０，３咽程度で良
い。また、空気抜き用溝２ｂは、筒部１ｃに焼結体２を
挿入する工程で、筒部１ｃ内に気体を閉込めないように
する役目を果たす。従って、真空中で挿入する場合には
、この溝２ｂは不必要となる。

また、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。もしくは、高融点金属粉末を
　ポーラスな状態に焼結させておいて、後に、その空孔
にエミッタを含浸せしめたものでも良い。

エミッターとしては、アルカリ土類金属（Ｓｒ。

Ｂ　ａ　ｚ　Ｃａ等）若しくはその酸化物、あるいはア
ルカリ土類金属酸化物と他の金属（Ａ沼、Ｚ　ｒ　％Ｂ
ｅｓ　’ｒｈ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℃復合酸化
物系・・・・・・・・・・・・・・・８００〜１３００
℃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トリウムと酸化バリウムとの複合酸
化物（トリウム酸バリウム）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複合酸化物の粉末を２重ｆｌｔ％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。

このようにして作成した焼結体２を電極本体１の筒部１
Ｃに側面が接触しないように挿入し、面Ｄ＋　とＤ２と
をスポットウエルダで溶接するかもしくは電流を流して
金属ろうを溶かしてろう接した後、円錐状に切削加工す
る。大径部２ａが設けられていれば、センタリングの精
度が悪くても、小径部２Ｃが確実に、筒内面から離間し
ているので、而Ｄ１　とＤ２とのよう接もしくはろう接
が確実に実行できるし、焼結体の先端が酸化するような
こともない。大径部２ａの厚みは０．５　ａｍ前後で良
い。大径部２ａがない場合は、センタリングを精度よく
実行し、筒内面と焼結体側面との間にきちんと間ゲキを
作る。その際、仕上げるべき電極の構造及び形状として
は、既に触れた如く、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
を大きくすれば、焼結体先端近傍の温度は低く設定でき
るし、逆に拡き角を小さくすれば高い温度に設定できる
。

上記電極の基体部１ｂを保持して切削加工しても焼結体
２がスツポ抜けたり、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は陰極側の電
極本体、２は焼結体、３Ｎ及び３Ｐはモリブデン箔、４
Ｎ及び４Ｐは外部リード、５は陽極側の電極本体、５Ｐ
は内部リード、６は石英ガラス製の発光管、７Ｎ及び７
Ｐは接着剤、８Ｎ及び８Ｐは金属ベースである。ここで
、Ｎ及びＰは、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、陰極側における電極本体１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１ａ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。この放電
灯は直流電源で動作され、電流値５Ａ〜１．ＯＡ、電圧
値１５ｖ〜２５ｖ１消費電力で１００Ｗ〜３００Ｗで使
用され、焼結体の温度が先端近傍で１２００℃になるよ
うな、電極の体積、表面積になるように寸法形状をきめ
ると、初期光量を１とした時、２５チ減光するのに４０
００時間がかる。つまり、初期光量維持率７５％を使用
寿命とすると、４０００時間の使用寿命を有する放電灯
と言える。電極本体の形状は大略直径微調の丸棒状を想
定すれば良い。そして筒部の肉厚も０２〜０３ｒＭｌ程
度、電極本体全長は２０〜３０ｍｍ程度である。

この実施例でＩ′ｉ、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点灯される場合は両極ともこ
の電極を用いることも可能である。その他、焼結体と電
極本体の材料、形状等について、この実施例に限定され
るものでなく、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、接
続部と基体部と筒部とが一体に成形された展延性に富む
高融点金属からなる電極本体の筒部内Ｋ、筒部内面と間
隙が生ずる程度に筒部内径より小さい直径を有する焼結
体を挿入したので、筒部底面と焼結体の対向する面とに
電流もしくは熱が集中して、両者が確実によう接もしく
はろう接できる。間隙がない程度に焼結体側面が筒内側
面に部分的に接触したりしていると、よう接もしくはろ
う接時にその部分に、電流や熱が集中してよう接もしく
はろう接不良を出したり、場合によっては焼結体先端に
熱が集中して先端を酸化させたりする不良が生ずるが、
このような不良が発生しない。そして、このように筒部
底面と焼結体の対向する面とをしつかり溶接もしくはろ
う接してなる電極を用いるので、焼結体の切削加工にお
いて、焼結体がスッポ抜けたり、欠けを生じたりするこ
ともなく、また焼結体と電極本体間の導電性がよくなり
、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
例における電極本体の断面図、第１図（ロ）は同焼結体
を示す図で、左図は断面図、右図は左側面図、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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）接続部と基体部と筒部とが一体に成形された展延
   性に富む高融点金属からなる電極本体の筒部内に筒部内
   面と間隙が生ずる程度に筒部内径より小さい直径を有す
   る焼結体を挿入し、筒部底面と焼結体の筒部底面に対向
   する面とを溶接もしくはろう接してなる電極を具備する
   放電灯。
2. （２）焼結体の筒部底面に対向する側に大径部を設けた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の放電
   灯。