JPH02226647A - 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】 〔技術の属する分野〕 本発明は、キセノンショートアーク型放電灯のような希
ガス放電灯、その他の放電灯に使用される電極に関する
。

〔従来の技術〕

キセノンショートアーク型放電灯や、丸型超高圧水銀灯
のようなショートアーク型放電灯の陰極には、−船釣に
は、トリエイテッドタングステン（以下ＴｈＷ　という
、）が用いられている。これは熱電子放射用物質（以下
エミッターという。）として作用するトリウムの蒸気圧
が比較的低いので、放電灯使用中における、バルブの黒
化現象が少ないという長所を有するからである。しかし
ながら、熱電子放射を効率良く行なわしむる陰極動作温
度が２０００℃近傍であるために、タングステンの再結
晶化と結晶の肥大化が早＜、Ｔｈ−の内部から電極先端
へのトリウムの拡散が阻害され、アーク不安定の原因に
なったり、温度が高いために陰極先端の焼損も早く、シ
ョートアーク型放電灯においては、電橋間距離の変化に
よる電流電圧等の電気特性への影響が早く生じ易い。

上記問題解決のため、最近では、実開昭６２−１６５６
６１などに開示されているように、特公昭３６−２０９
９４を参考にして、比較的消費電力の小さい放電灯にお
いては、エミツターとしてアルカリ土類金属の酸化物を
使用することが検討され、消費電力が５００−未満のキ
セノンショートアーク型放電灯において実用に供するま
でになった。この陰極の長所は、前記公開出願にも記載
されているように、アルカリ土類金属の酸化物を、例え
ば酸化アルミニウムとの複合酸化物のようにして用いる
と、陰極動作温度が１３００℃でも良好な熱電子放射性
を示すことである。このように、陰極温度がＴｈＷの場
合に比べ非常に低く設定できるので、タングステンの再
結晶化が遅く、陰極先端の焼を員も少なく、したがって
アークの安定性も良い。

しかしながら、上記のとうり、この陰極が実用に供され
ているランプの消費電力は、現在５００Ｗ未満であり、
消費電力が大きくなり、電流値が大きくなってくると、
バルブの黒化現象が現われ易い。

これは、やはり、アルカリ土類金属の蒸気圧が、トリウ
ムに比べると高いことによるものである。

〔本発明の目的〕

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであって、その
目的とするところは、もう少し消費電力が大きく、或は
、もう少し電流値の大きな放電灯においても、黒化現象
の進行が抑制された放電灯、特に、アルカリ土類金属酸
化物を利用した陰極を具えたショートアーク型放電灯に
適した陰極を提供することにある。

〔目的を達成するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明においては、電極を次
のように構成する。

すなわち、主要部分は、 接続部と基体部と筒部とからなる電極本体の該筒部内に
焼結体を挿入して構成し、 その焼結体を、 タングステンのような高融点金属の粉末とアルカリ土類
金属の酸化物の粉末との混合粉末を、重量比で前者を１
００とした時後者を１０乃至２０の割合で混合焼成して
なり、 先端部の形状は、コーン状の先端に、すり球状の凹部を
形成し、該凹部の底部に細孔を形成して構成する。

〔作用〕

アルカリ土類金属の酸化物を含む焼結体の先端を、単に
針状にとがらせたものではなく、すり球状の凹所を形成
し、かつ凹所の底部に細孔を設けているので、細孔の中
から拡散してくるアルカリ土類金属が、まず、主にすり
鉢内に拡がるので、放電アークの始点が特定箇所に規制
しやすく、かつ、所定の面積でアークを支持することに
なるので陰極先端における電流密度は下がる。

そのうえ、アルカリ土類金属の酸化物の量を、焼結体を
構成する高融点金属に対して、重量比で前者１００に対
し、１０乃至２０の如く下限と上限を規程することによ
って電極先端部へのアルカリ土類金属の供給が、全体と
して多過ぎたり少な過ぎたりしないように、供給が適度
に実行されてアークの支点性、点灯性を維持するととも
に、バルブの黒化の進行が早くなるのを抑制する。

そして、電流値が増大した場合も、すり鉢の頂周でもア
ーク支持が可能となるので、電流値が大きくなっても、
陰極先端の電流密度の著しい増大は抑制できる。

〔実施例〕

第１図は、本発明の電極を使用したキセノンショートア
ーク型放電灯の一例の説明図である。

１は電極本体、２は焼結体であって、陰極として用いて
いる。３は陽極、４は陽極を支持する陽極リード棒であ
る。５は、気密封止用のモリブデン金属筒であって、球
状のバルブ６に連なる技管部７に埋設されている。８は
外部リード捧であって、消費電力は、５００Ｗ、電圧２
５Ｖ、電流２ＯＡである。

封入ガスはキセノンガスである。

第２図は、第１図の放電灯の陰極の拡大図である。電極
本体１は、展延性に冨むモリブデン金属より構成し、１
ａは、モリブデン金属筒との接続部、１ｂは基体部、１
ｃは筒部である。この筒部には、先端部２ａがコーン状
になった焼結体２を押入し、電極本体の展延性を利用し
て、カシメ固定する。１ｄは、カシメによって生じた凹
所を示す。

第３図は、焼結体２のコーン状の先端部２ａの拡大国で
ある。先端は、拡き角度θ、が約９０″′のすり鉢状の
凹所９が形成されている。コーンの拡き角度θ２は約８
０°である。１０は、凹所９の底部に設けた細孔であっ
て、寸法例を示すと、頂周１１の直径は約Ｉｎ、細孔の
直径は約Ｑ、３ｍｍ、深さ約２畝−である。拡き角度θ
１と０２は、放電灯の消費電力や電流値によって多少変
えると良い。

焼結体の組成は、タングステンのｆｆ１ｆ！ｔ８５に対
しバリウムアルミネイト１５を混合して、焼成、成形し
ている。

さて、前記〔作用〕の項でも説明したように、細孔１０
の内部から拡散してくるバリウムは、すり鉢の頂周１１
の区域内に拡がる。したがって電流値が小さい場合は、
アークは頂周１１以内で支持されるが、電流値が大きく
なると、頂周１１にもかぶさるようにしてアークは支持
される。これによって、電流値が増大しても、電流密度
の著しい増大は防げる。当然ながら、頂周１１には、コ
ーンの表面１２からもバリウムが拡散していくが、温度
は、細孔やすり鉢の内面の方が高いから、主たるバリウ
ムの供給は、後者となる。したがって、アーク支持部は
確実に、すり鉢内か、すり鉢の頂周を含めた区域に規定
され易い。

ところで、図示のとうり、焼結体２は、バルブ内に露出
して陽極と対向しているので、バリウムの含有量があま
り多いのは、バルブの黒化を早めるので好ましくないの
で、上限は、請求範囲に記載のとうり２０とする。下限
は、バリウムの細孔からの供給のしやすさと供給量が十
分となるようにするために、１０とする。

以上のように構成した陰極は、消費電力が１１程度まで
のショートアーク型放電灯に十分使用できる０例えば、
上記実施例の放電灯の点灯時間による光量変化を調べる
と、初期値を１００とすると、３０００時間経過後の明
るさは８５であった。つまり、バルブの黒化による光量
減衰が非常に少ないことが分る。また、アークの「ふら
つき」の尺度であるアーク安定度（アークのある一定点
の輝度の変化が、どの程度変化するかを示す値）も、５
０００時間経過後であっても±０．５χに抑えることが
できた。

尚、バリウムの複合酸化物としては、実施例のアルミネ
イトの他では、タングステイト　（例えば［１ａＯ−Ｗ
Ｏ２）も非常に良い。

〔発明の効果〕 本発明は、上記実施例の説明からも理解できるように、
ショートアーク型の放電灯の陰極として用いると、（イ
）アーク安定性が良好、（ロ）バルブの黒化現象がバリ
ウム系統としては少ない、（ハ）陰極の動作温度が低い
ので先端の焼損が少なく、電極間距離の変化が抑制され
る等の長所が得られる。更に、この電極は、交流電源で
使用されるロングアーク型の水銀灯の電極としてもその
ままそっくり利用できるし、当然ながら、消費電力が５
０ＯＷ未満の放電灯類の陰極としても利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電極が使用されたキセノンショート
アーク型放電灯の一例の説明図、第２図は、電極本体と
焼結体の説明図、第３図は、焼結体の先端部の説明図で
ある。 図において、ｌは電場本体、２は焼結体、３は陽極、５
はモリブデン金属筒、６はバルブ、７は技管部、９は凹
部、１０は細孔、１１は頂周を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 接続部と基体部と筒部とからなる電極本体の該筒部内に
   焼結体を挿入してなる放電灯用電極であって、 該焼結体は、 タングステンのような高融点金属の粉末と アルカリ土類金属の酸化物の粉末との混合粉末を、重量
   比で前者を１００とした時後者を１０乃至２０の割合で
   混合焼成してなり、 先端部の形状は、コーン状の先端に、すり 鉢状の凹部を形成し、該凹部の底部に細孔を形成してな
   る、 ことを特徴とする放電灯用電極。