【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
この発明は、放電灯用電極に関するもので、特
に電極に用いられる電子放射物質に関するもので
ある。
金属蒸気放電灯は第１図に示すような構造をし
ており、図において(1)は透明石英ガラスで形成さ
れた発光管で、内部に水銀、希ガスおよび金属ハ
ロゲン化物が封入されている。２ａ，２ｂはこの
発光管の両端部に対向して配された電極で、上記
発光管１の両端部に封着されたモリブデン箔３
ａ，３ｂを介してそれぞれ外部導入線４ａ，４ｂ
に接続されている。５，５は上記発光管１の両端
部に塗布された保温膜、６，６は上記発光管１の
両端部に装着された保持板で、支持枠９および１
０に熔接され、上記発光管１を外管１４内に保持
している。７は上記導入リード４ａを上記支持枠
９に接続するリボンリード、１１はステームリー
ドで支持枠９が熔接によつて接続されている。１
２は他のステームリード、８はこのステームリー
ド１２に上記導入リード４ｂを接続する導線で円
弧状に成形されている。１３は上記外管１４の端
部に設けられた口金で上記ステムリード１１，１
２が接続されている。
上記電極２ａ，２ｂにおいては、第２図に示す
ように、タングステン等の耐熱性金属からなる電
極芯線１５と、この電極芯線の周囲に巻回された
内側コイル１６および外側コイル１７とで電極構
成部材が形成され、上記内側コイル１６および外
側コイル１７の表面に塗布され、高温加熱により
固着された電子放射物質１８とから構成されてい
る。
そして、電子放射物質としては一般に希土類金
属酸化物が用いられており、そのなかでも酸化ジ
スプロシウムは電子放射特性が良いので有効であ
る。
しかしながら、酸化ジスプロシウムは融点が高
いために電極構成部材への固着に難があり、ラン
プ点灯中に電子放射物質が剥離して電極２ａ，２
ｂの電子放出能力が低下し、ランプの発光管１の
黒化をひきおこして短寿命の原因となるものであ
つた。
この発明は、このような従来の欠点を改良する
ためになされたものであり、酸化ジスプロシウム
と、酸化セリウムからなり、酸化セリウムの含有
量を、酸化ジスプロシウムに対して0.5〜95モル
％とした電子放射物質を用いることにより、電子
放射物質の電極構成部材への接着性を著しく改善
すると共に電子放射能力の優れた電極を提供する
ものである。
以下にこの発明の実施例とこの実施例を比較す
るための従来例とを説明する。まず、従来例とし
ては、電極芯線１５として直径0.9mmのタングス
テン棒を、また内・外側コイル１６，１７として
直径0.5mmのタングステン線を用いて電極構成部
材を構成した。一方、酸化ジスプロシウムのみか
らなる電子放射物質をニトロセルローズラツカー
とともに酢酸ブチルに入れ、ボールミルを24時間
行なつて懸濁液を作成し、この懸濁液の中に上記
電極構成部材を浸漬して、電子放射物質を内側コ
イル１６と外側コイル１７に塗布し、乾燥させた
後、アルゴンガス雰囲気中で1800℃で２分間加熱
して電子放射物質１８を電極構成部材表面に固着
させた。
このように製作した電子放射物質１８を有する
電極２ａ，２ｂを用い、内部に適量の水銀、アル
ゴンガスおよびジスプロシウム、タリウムのよう
化物を封入した内径18mm、電極２ａ，２ｂ間長50
mmの発光管１を備えた400Wの金属蒸気放電灯を
製作した。この金属蒸気放電灯の点灯試験を行な
つたところ、9000時間点灯後の光束維持率は52％
であつた。
次にこの発明の実施例を説明する。電子放射物
質１８として酸化ジスプロシウムに酸化セリウム
を種々の割合で混合し、これらを電極構成部材に
塗布固着して電極２ａ，２ｂを種々作成し、上記
従来例と同様にして各種の400W金属蒸気放電灯
を製作し、点灯試験を行なつた。この点灯試験の
結果を第１表に示す。
The present invention relates to an electrode for a discharge lamp, and more particularly to an electron emitting material used in the electrode. A metal vapor discharge lamp has a structure as shown in Figure 1. In the figure, (1) is an arc tube made of transparent quartz glass, with mercury, rare gases, and metal halides sealed inside. . Reference numerals 2a and 2b denote electrodes placed opposite to each other at both ends of the arc tube, and molybdenum foil 3 sealed to both ends of the arc tube 1.
External lead-in lines 4a and 4b are connected via a and 3b, respectively.
It is connected to the. Reference numerals 5 and 5 denote heat insulating films applied to both ends of the arc tube 1, 6 and 6 are retaining plates attached to both ends of the arc tube 1, and support frames 9 and 1
0 and holds the arc tube 1 inside the outer tube 14. Reference numeral 7 indicates a ribbon lead for connecting the introduction lead 4a to the support frame 9, and reference numeral 11 indicates a stem lead, which is connected to the support frame 9 by welding. 1
2 is another stem lead, and 8 is a conducting wire connecting the introduction lead 4b to the stem lead 12, which is formed into an arc shape. Reference numeral 13 denotes a base provided at the end of the outer tube 14, which connects the stem leads 11, 1.
2 are connected. As shown in FIG. 2, the electrodes 2a and 2b are constructed of an electrode core wire 15 made of a heat-resistant metal such as tungsten, and an inner coil 16 and an outer coil 17 wound around the electrode core wire. The member is formed of an electron emitting material 18 that is applied to the surfaces of the inner coil 16 and outer coil 17 and fixed by high-temperature heating. Rare earth metal oxides are generally used as electron emitting substances, and among these, dysprosium oxide is effective because it has good electron emission characteristics. However, because dysprosium oxide has a high melting point, it has difficulty adhering to the electrode components, and the electron emitting material peels off during lamp lighting, causing the electrodes 2a, 2
The electron emitting ability of B was lowered, causing blackening of the arc tube 1 of the lamp, resulting in a shortened lifespan. This invention was made to improve such conventional drawbacks, and is made of dysprosium oxide and cerium oxide, and the content of cerium oxide is 0.5 to 95 mol% relative to dysprosium oxide. By using the emissive material, the adhesion of the electron emissive material to the electrode constituent members is significantly improved, and an electrode with excellent electron emitting ability is provided. An example of the present invention and a conventional example for comparison with this example will be described below. First, as a conventional example, an electrode component was constructed using a tungsten rod with a diameter of 0.9 mm as the electrode core wire 15 and a tungsten wire with a diameter of 0.5 mm as the inner and outer coils 16 and 17. On the other hand, an electron emitting material consisting only of dysprosium oxide was placed in butyl acetate together with a nitrocellulose lacquer, and a suspension was prepared by performing a ball mill for 24 hours, and the electrode component was immersed in this suspension. An electron emitting material was applied to the inner coil 16 and outer coil 17, dried, and then heated at 1800° C. for 2 minutes in an argon gas atmosphere to fix the electron emitting material 18 to the surface of the electrode component. Using the electrodes 2a and 2b having the electron emitting material 18 manufactured in this way, the electrodes 2a and 2b were sealed with an appropriate amount of mercury, argon gas, and iodides of dysprosium and thallium, an inner diameter of 18 mm, and a length between the electrodes 2a and 2b of 50 mm.
A 400W metal vapor discharge lamp equipped with a mm arc tube 1 was fabricated. When we conducted a lighting test on this metal vapor discharge lamp, the luminous flux maintenance rate after 9000 hours of lighting was 52%.
It was hot. Next, embodiments of the invention will be described. Dysprosium oxide and cerium oxide are mixed in various proportions as the electron emitting material 18, and various electrodes 2a and 2b are prepared by coating and fixing these on electrode constituent members, and various 400W metal vapor emitters are used in the same manner as in the conventional example. We made electric lights and conducted lighting tests. The results of this lighting test are shown in Table 1.
【表】
この第１表に示された如く従来の酸化ジスプロ
シウムからなる電子放射物質１８を用いた金属蒸
気放電灯に比べて、実施例に示す電子放射物質を
用いた金属蒸気放電灯の光束維持率は著しく優れ
ていることがわかる。
このように実施例のものの光束維持率が優れて
いるのは下記の理由によると推定される。すなわ
ち、酸化ジスプロシウムは融点が高いためにこれ
を電極構成部材に塗布した場合、高温加熱処理を
施こしても電極構成部材への酸化ジスプロシウム
からなる電子放射物質１８の接着性が弱く、放電
灯の点灯中に電子放射物質１８が電極構成部材か
ら剥離して脱落する現象が生じるため、従来のも
ののように酸化ジスプロシウムのみからなる電子
放射物質を塗布したものでは長時間点灯すると著
しい光束劣化をきたすものである。しかしなが
ら、この実施例のように酸化ジスプロシウムに酸
化セリウムを混合した電子放射物質１８にあつて
は、酸化ジスプロシウムと酸化セリウムとは固溶
体もしくは複化合物をつくるため融点が低くな
り、そのため電極構成部材によく濡れて接着性が
改善され、放電灯中の電子放射物質が剥離して脱
落することが少なくなるものである。これによ
り、酸化ジスプロシウムの良好な電子放射能力が
長時間にわたつて維持されるので、光束劣化の少
ない放電灯を得ることができる。
さらに第１表より判明したことは、酸化セリウ
ムを酸化ジスプロシウムに対して0.5〜95モル％
の量で混合するのが望ましい結果が得られたこと
である。上記量が0.5モル％未満になると、融点
低下の効果が小さく、電極構成部材への接着が十
分でないので光束維持率が60％未満と光束維持率
の改善は小さく、また、上記量が95モル％を越え
ると、電極２ａ，２ｂに塗布される酸化ジスプロ
シウムの量が相対的に減少するので電子放射能力
が低下し、やはり光束維持率の改善が小さくなる
ので好ましくないものであつた。
上記実施例では第２図に示す構造の電極につい
て述べたが、この構造の電極にとどまらず、第３
図に示すように、電極芯線１５に巻回した内側コ
イル１６に粗に巻回した部分を設け、その外側に
外側コイル１７を巻回して電極構成部材を形成
し、この電極構成部材の間隙内に電子放射物質１
８を充填して固着させたもの、あるいは、第４図
に示すように、電極芯線１５の周囲に内側コイル
１６のみを巻回して電極構成部材を形成し、この
電極構成部材の表面に電子放射物質１８を塗布固
着させたものなど、種々の構造の電極に適用する
ことも可能である。
また、上記実施例ではよう化ジスプロシウムお
よびよう化タリウムを封入した金属蒸気放電灯に
ついて記したが、他の金属ハロゲン化物、例えば
よう化ナトリウム、よう化スカンジウム、よう化
インジウムなどを封入した金属蒸気放電灯にも適
用可能である。またさらに高圧水銀ランプ、高圧
ナトリウムランプあるいはけい光ランプなど他の
放電灯にも本発明は適用可能である。
この発明は以上述べたように、放電灯におい
て、酸化ジスプロシウムと、酸化セリウムとから
なる電子放射物質を有する電極を用いることによ
つて、電子放射物質を希土類金属酸化物のみから
構成して希土類金属酸化物だけで固溶体を形成さ
せ、しかも酸化の含有量を、酸化ジスプロシウム
に対して0.5〜95モル％としたので、電子放射物
質の電極構成部材への接着性が著しく優れ、点灯
動作中も電子放射物質の剥離が発生せず、その結
果寿命中電子放射能力が良好に保たれ、光束劣化
が少ない長寿命のランプが得られるという効果が
ある。さらに、接着性を向上させるために添加し
た添加物も希土類金属酸化物であるため、電極の
高い電子放射能力を維持しうる。[Table] As shown in Table 1, compared to the metal vapor discharge lamp using the conventional electron emitting material 18 made of dysprosium oxide, the luminous flux of the metal vapor discharge lamp using the electron emitting material shown in the example is maintained. It can be seen that the rate is significantly better. The reason why the luminous flux maintenance factor of the example is excellent as described above is presumed to be due to the following reason. That is, since dysprosium oxide has a high melting point, when it is applied to an electrode component, the adhesion of the electron emitting material 18 made of dysprosium oxide to the electrode component is weak even after high-temperature heat treatment, and the discharge lamp is During lighting, a phenomenon occurs in which the electron emitting material 18 peels off from the electrode component and falls off, so if the electron emitting material 18 is coated with an electron emitting material made only of dysprosium oxide, such as the conventional one, if the lamp is turned on for a long time, the luminous flux will deteriorate significantly. It is. However, in the case of the electron emitting material 18 which is a mixture of dysprosium oxide and cerium oxide as in this example, the melting point is low because the dysprosium oxide and cerium oxide form a solid solution or a composite compound, and therefore it is suitable for use as an electrode component. When wet, the adhesion is improved, and the electron emitting material in the discharge lamp is less likely to peel off and fall off. As a result, the good electron emission ability of dysprosium oxide is maintained over a long period of time, so that a discharge lamp with less luminous flux deterioration can be obtained. Furthermore, it was found from Table 1 that cerium oxide was 0.5 to 95 mol% relative to dysprosium oxide.
The desired result was obtained by mixing in the amount of . If the above amount is less than 0.5 mol%, the effect of lowering the melting point will be small and the adhesion to the electrode component will not be sufficient, so the luminous flux maintenance rate will be less than 60%, and the improvement in the luminous flux maintenance rate will be small. %, the amount of dysprosium oxide coated on the electrodes 2a, 2b is relatively reduced, resulting in a decrease in electron emission ability, which is also undesirable because the improvement in luminous flux maintenance factor becomes small. In the above embodiment, an electrode having the structure shown in FIG.
As shown in the figure, an inner coil 16 wound around an electrode core wire 15 is provided with a loosely wound portion, an outer coil 17 is wound on the outside thereof to form an electrode component, and the gap between the electrode components is Electron emitting material 1
Alternatively, as shown in FIG. 4, an electrode component may be formed by winding only the inner coil 16 around the electrode core wire 15, and the surface of this electrode component may be filled with electron radiation. It is also possible to apply the present invention to electrodes having various structures, such as those in which the substance 18 is coated and fixed. Furthermore, although the above embodiment describes a metal vapor discharge lamp filled with dysprosium iodide and thallium iodide, metal vapor discharge lamps filled with other metal halides such as sodium iodide, scandium iodide, indium iodide, etc. It can also be applied to electric lights. Furthermore, the present invention is also applicable to other discharge lamps such as high-pressure mercury lamps, high-pressure sodium lamps, and fluorescent lamps. As described above, the present invention uses an electrode having an electron-emitting material made of dysprosium oxide and cerium oxide in a discharge lamp, thereby making the electron-emitting material composed only of rare earth metal oxides and making use of rare earth metals. Since a solid solution is formed using only oxides, and the oxide content is 0.5 to 95 mol% relative to dysprosium oxide, the adhesion of the electron emitting material to the electrode components is extremely excellent, and the electron emission is maintained even during lighting operation. The emissive material does not peel off, and as a result, the electron emission ability is maintained well during its lifetime, resulting in a long-life lamp with little deterioration in luminous flux. Furthermore, since the additive added to improve adhesion is also a rare earth metal oxide, the high electron emitting ability of the electrode can be maintained.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図は金属蒸気放電灯を示す正面図、第２
図、第３図、および第４図はそれぞれ金属蒸気放
電灯の電極の異なる構成例を示す断面図である。
図において１は発光管、２ａ，２ｂは電極、１
５は電極芯線、１６は内側コイル、１７は外側コ
イル、１８は電子放射物質である。なお、各図中
同一符号は同一または相当部分を示す。
Figure 1 is a front view showing a metal vapor discharge lamp, Figure 2
3, and 4 are cross-sectional views showing different configuration examples of electrodes of metal vapor discharge lamps. In the figure, 1 is an arc tube, 2a, 2b are electrodes, 1
5 is an electrode core wire, 16 is an inner coil, 17 is an outer coil, and 18 is an electron emitting material. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts.