JPH0514454Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0514454Y2 JPH0514454Y2 JP1986108597U JP10859786U JPH0514454Y2 JP H0514454 Y2 JPH0514454 Y2 JP H0514454Y2 JP 1986108597 U JP1986108597 U JP 1986108597U JP 10859786 U JP10859786 U JP 10859786U JP H0514454 Y2 JPH0514454 Y2 JP H0514454Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode electrode
- discharge
- tube body
- discharge lamp
- lead wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Discharge Lamp (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
[考案の目的]
(産業上の利用分野)
本考案は半導体磁器を用いた放電灯用電極に関
する。 (従来の技術) ナトリウム灯等の冷陰極を用いた放電灯を例に
とると、その陰極を構成する放電電極は被加熱物
であるコイル状のタングステンフイラメント表面
に電子放射物質(バリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムを主体とする酸化物)を塗布して形成さ
れる。 しかしながら、上記従来の電極は電子放射物質
の蒸発や放電灯内部に封入した水銀蒸気との反応
が避けられず、このため放電灯に要求される諸特
性を十分に満足させるものではなく、また、タン
グステンは戦略物質でコスト高であるという問題
がある。 ところで、結晶性酸化チタニウムを主成分とす
る半導体磁器を電極とした放電灯が知られている
(特公昭26−3596)が、この様な材料を用いたも
のは放電特性が悪く実用化困難であるという問題
点を有しているので好ましくない。 (考案が解決しようとする問題点) そこで本考案の主たる目的は、安価でしかも放
電特性等の点で優れた特性を有し、冷陰極として
好適でしかも熱陰極にも使用可能な放電灯用電極
を提供することにある。 [考案の構成] (問題点を解決するための手段) 本考案の放電灯用電極は、放電灯用管体と、
BaTiO3,SrTiO3,BaZrO3,SrZrO3のいずれか
を主成分とする半導体磁器により形成した略円柱
状で中央部が最も突出する頂部を有する放電面を
具備した陰極電極部と、この陰極電極部を中間部
で前記管体内に封着支持する封着支持部とを有す
ることを特徴とするものである。 (作用) 上記構成の電極によれば、BaTiO3,SrTiO3,
BaZrO3を用いているので放電特性に優れ、熱陰
極及び冷極性の双方に適用でき、しかも頂部放電
面を有するので集中放電を行わせることができる
から黒化の防止がより一層図れるという利点があ
る。 (考案の実施例) 以下に本考案の第1の実施例を第1図を参照し
て詳細に説明する。 同図に示す放電灯用電極は、放電灯用の管体1
と、この管体1内に配置される半導体磁器を用い
た陰極電極部2と、この陰極電極部2を管体1の
内部で、かつ、管体1の端部1a近傍で封着支持
する封着支持部3とを有して構成されている。 前記陰極電極部2は、第2図にも示すように半
導体磁器により形成され、その一方の端部に半球
状の放電面2aを有する略円柱状の基部2bによ
り構成されている。そして、前記放電面2aの中
央部が基部2bから最も突出する頂部2cとなつ
ている。 この頂部の存在により集中放電を行わせること
ができるから、より一層黒化の防止が図れる。 前記封着支持部3は、管体1の端部1aを貫通
して配置され、かつ、この端部1aで封着支持さ
れたリード線4を有し、このリード線4の管体内
側の端部4aを前記基部2bの外周に巻回するこ
とにより、陰極電極部2を管体1内で端部1と垂
直配置となるように支持するとともに、管体1の
端部1aからこのリード線4の他方の端部4bを
外方に突出させることにより構成されている。 次に本考案の第2の実施例を第3図aを参照し
て説明する。尚、同図に示す放電灯用電極におい
て第1図に示すものと同一の機能を有するものに
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。 同図に示す放電灯用電極が第1図に示すものと
相違する点は、前記基部2bを管体1の端部1a
の中央部を貫通させ、その突出端部2dを前記端
部1aから外方に突出させるとともに、この基部
2bの端部1aに対する貫通部分を封着し、さら
に、前記突出端部2dに対してリード線14の上
方端部14aを埋設したネジ体15を螺合するこ
とにより封着支持部13を構成し、前記リード線
14を図示しない電源に接続することにより陰極
電極部2に通電するようにしたことである。尚、
リード線14と陰極電極部2との接続は、第3図
bに示すように前記突出端部2dに対してリード
線14の上方端部14aを固着した筒状のキヤツ
プ16を嵌着するようにしてもよい。 次に第4図aを参照して本考案の第3の実施例
を説明する。尚、同図に示す放電灯用電極におい
て第1図に示すものと同一の機能を有するものに
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。同図に示す放電灯用電極が第1図に示すもの
と相違する点は、管体1内でリード線により支持
する略円柱状の陰極電極部22における基部22
bの一方の端部に円錐状の放電面22aを形成
し、その突出端部を頂部22cとしたことであ
る。 次に本考案の第4の実施例を第5図aを参照し
て説明する。尚、同図に示す放電灯用電極におい
て第1図に示すものと同一の機能を有するものに
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。 同図に示す放電灯用電極が第3図に示すものと
相違する点は、管体1の端部1aの中央部を貫通
させて陰極電極部22の基部22bを配置し、そ
の突出端部22dを前記端部1aから外方に突出
させるとともに、この基部22bの端部1aに対
する貫通部分を封着し、さらに、第3図aに示す
場合と同様、突出端部22dに対してリード線1
4の上方端部14aを埋設したネジ体15を螺合
することにより封着支持部23を構成し、前記リ
ード線14を図示しない電源に接続することによ
り陰極電極部22に通信するようにしたことであ
る。尚、リード線14と陰極電極部22との接続
は、第5図bに示すように前記突出端部22dに
対してリード線14の上方端部14aを固着した
筒状のキヤツプ16を嵌着するようにしてもよ
い。 ここで、前記陰極電極部2の素材である半導体
磁器について詳述する。この半導体磁器として
は、例えば原子価補償型半導体磁器を上げること
ができる。 前記原子価補償型半導体磁器の代表例は、チタ
ン酸バリウム系を用いたものである。 また、原子価補償とは、周知のように、金属酸
化物の構成金属イオンと原子価が±1価異なる金
属イオンを不純物として添加し、不純物の導入に
よつて生じた電荷量の増減を構成金属イオンの価
数により補償することである。 この原子価補償用半導体化剤としては、Y,
Dy,Hf,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Ho,Er,
Tb,Sb,Nb,W,Yb,Sc,Ta等を挙げること
ができ、それらを併用して添加することもでき
る。この添加材の添加量としては0.01〜0.8mol
%、特に0.1〜0.5mol%が望ましい。 一方、本実施例の半導体磁器からなる陰極電極
部2を構成する素材は、チタン酸塩系のものが好
ましく、上記チタン酸バリウムのほか、チタン酸
ストロンチウム系、チタン酸カルシウム系、チタ
ン酸ランタン系であつてもよい。またそれらを複
合したものでもよい。さらに、上記チタン酸塩の
チタン酸をジルコン酸、ケイ酸、スズ酸の一種以
上で置換してもよい。 ところで、上述したような陰極電極用半導体磁
器を還元する方法のほか、十分な還元条件を与え
れば、半導体化剤を添加することなく還元する方
法によつても得ることができる。この場合の還元
はN2またはH2等の還元雰囲気で、かつ、望まし
くは700℃以上、最適には1200〜1450℃程度の温
度条件下で行うことができる。 また、原子価補償型のものと強制還元型のもの
とを併用して電極を形成することもできる。この
併用の態様としては、 (イ) 半導体化剤を添加し、原子価補償型半導体磁
器の成形体をつくる。 (ロ) (イ)の成形体を直接還元焼成するか、もしくは
空気焼成した焼結磁器をさらに還元焼成して、
原子価補償型及び強制還元型を併用した半導体
磁器を得る。 この半導体磁器の先端を約60°の円錐状に研削
した。 こうして得られた半導体磁器の比抵抗は9.9Ω
cmであつた。 さらに、H2+N2の還元雰囲気中でH2濃度20
%とし、1250℃、安定時間2Hrで還元焼成したも
のの比抵抗は0.90Ωcmであつた。 他のチタン酸塩系についてもほぼ同様な結果で
あつた。第1表に結果をまとめて示す。
する。 (従来の技術) ナトリウム灯等の冷陰極を用いた放電灯を例に
とると、その陰極を構成する放電電極は被加熱物
であるコイル状のタングステンフイラメント表面
に電子放射物質(バリウム、ストロンチウム、カ
ルシウムを主体とする酸化物)を塗布して形成さ
れる。 しかしながら、上記従来の電極は電子放射物質
の蒸発や放電灯内部に封入した水銀蒸気との反応
が避けられず、このため放電灯に要求される諸特
性を十分に満足させるものではなく、また、タン
グステンは戦略物質でコスト高であるという問題
がある。 ところで、結晶性酸化チタニウムを主成分とす
る半導体磁器を電極とした放電灯が知られている
(特公昭26−3596)が、この様な材料を用いたも
のは放電特性が悪く実用化困難であるという問題
点を有しているので好ましくない。 (考案が解決しようとする問題点) そこで本考案の主たる目的は、安価でしかも放
電特性等の点で優れた特性を有し、冷陰極として
好適でしかも熱陰極にも使用可能な放電灯用電極
を提供することにある。 [考案の構成] (問題点を解決するための手段) 本考案の放電灯用電極は、放電灯用管体と、
BaTiO3,SrTiO3,BaZrO3,SrZrO3のいずれか
を主成分とする半導体磁器により形成した略円柱
状で中央部が最も突出する頂部を有する放電面を
具備した陰極電極部と、この陰極電極部を中間部
で前記管体内に封着支持する封着支持部とを有す
ることを特徴とするものである。 (作用) 上記構成の電極によれば、BaTiO3,SrTiO3,
BaZrO3を用いているので放電特性に優れ、熱陰
極及び冷極性の双方に適用でき、しかも頂部放電
面を有するので集中放電を行わせることができる
から黒化の防止がより一層図れるという利点があ
る。 (考案の実施例) 以下に本考案の第1の実施例を第1図を参照し
て詳細に説明する。 同図に示す放電灯用電極は、放電灯用の管体1
と、この管体1内に配置される半導体磁器を用い
た陰極電極部2と、この陰極電極部2を管体1の
内部で、かつ、管体1の端部1a近傍で封着支持
する封着支持部3とを有して構成されている。 前記陰極電極部2は、第2図にも示すように半
導体磁器により形成され、その一方の端部に半球
状の放電面2aを有する略円柱状の基部2bによ
り構成されている。そして、前記放電面2aの中
央部が基部2bから最も突出する頂部2cとなつ
ている。 この頂部の存在により集中放電を行わせること
ができるから、より一層黒化の防止が図れる。 前記封着支持部3は、管体1の端部1aを貫通
して配置され、かつ、この端部1aで封着支持さ
れたリード線4を有し、このリード線4の管体内
側の端部4aを前記基部2bの外周に巻回するこ
とにより、陰極電極部2を管体1内で端部1と垂
直配置となるように支持するとともに、管体1の
端部1aからこのリード線4の他方の端部4bを
外方に突出させることにより構成されている。 次に本考案の第2の実施例を第3図aを参照し
て説明する。尚、同図に示す放電灯用電極におい
て第1図に示すものと同一の機能を有するものに
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。 同図に示す放電灯用電極が第1図に示すものと
相違する点は、前記基部2bを管体1の端部1a
の中央部を貫通させ、その突出端部2dを前記端
部1aから外方に突出させるとともに、この基部
2bの端部1aに対する貫通部分を封着し、さら
に、前記突出端部2dに対してリード線14の上
方端部14aを埋設したネジ体15を螺合するこ
とにより封着支持部13を構成し、前記リード線
14を図示しない電源に接続することにより陰極
電極部2に通電するようにしたことである。尚、
リード線14と陰極電極部2との接続は、第3図
bに示すように前記突出端部2dに対してリード
線14の上方端部14aを固着した筒状のキヤツ
プ16を嵌着するようにしてもよい。 次に第4図aを参照して本考案の第3の実施例
を説明する。尚、同図に示す放電灯用電極におい
て第1図に示すものと同一の機能を有するものに
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。同図に示す放電灯用電極が第1図に示すもの
と相違する点は、管体1内でリード線により支持
する略円柱状の陰極電極部22における基部22
bの一方の端部に円錐状の放電面22aを形成
し、その突出端部を頂部22cとしたことであ
る。 次に本考案の第4の実施例を第5図aを参照し
て説明する。尚、同図に示す放電灯用電極におい
て第1図に示すものと同一の機能を有するものに
は同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。 同図に示す放電灯用電極が第3図に示すものと
相違する点は、管体1の端部1aの中央部を貫通
させて陰極電極部22の基部22bを配置し、そ
の突出端部22dを前記端部1aから外方に突出
させるとともに、この基部22bの端部1aに対
する貫通部分を封着し、さらに、第3図aに示す
場合と同様、突出端部22dに対してリード線1
4の上方端部14aを埋設したネジ体15を螺合
することにより封着支持部23を構成し、前記リ
ード線14を図示しない電源に接続することによ
り陰極電極部22に通信するようにしたことであ
る。尚、リード線14と陰極電極部22との接続
は、第5図bに示すように前記突出端部22dに
対してリード線14の上方端部14aを固着した
筒状のキヤツプ16を嵌着するようにしてもよ
い。 ここで、前記陰極電極部2の素材である半導体
磁器について詳述する。この半導体磁器として
は、例えば原子価補償型半導体磁器を上げること
ができる。 前記原子価補償型半導体磁器の代表例は、チタ
ン酸バリウム系を用いたものである。 また、原子価補償とは、周知のように、金属酸
化物の構成金属イオンと原子価が±1価異なる金
属イオンを不純物として添加し、不純物の導入に
よつて生じた電荷量の増減を構成金属イオンの価
数により補償することである。 この原子価補償用半導体化剤としては、Y,
Dy,Hf,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Ho,Er,
Tb,Sb,Nb,W,Yb,Sc,Ta等を挙げること
ができ、それらを併用して添加することもでき
る。この添加材の添加量としては0.01〜0.8mol
%、特に0.1〜0.5mol%が望ましい。 一方、本実施例の半導体磁器からなる陰極電極
部2を構成する素材は、チタン酸塩系のものが好
ましく、上記チタン酸バリウムのほか、チタン酸
ストロンチウム系、チタン酸カルシウム系、チタ
ン酸ランタン系であつてもよい。またそれらを複
合したものでもよい。さらに、上記チタン酸塩の
チタン酸をジルコン酸、ケイ酸、スズ酸の一種以
上で置換してもよい。 ところで、上述したような陰極電極用半導体磁
器を還元する方法のほか、十分な還元条件を与え
れば、半導体化剤を添加することなく還元する方
法によつても得ることができる。この場合の還元
はN2またはH2等の還元雰囲気で、かつ、望まし
くは700℃以上、最適には1200〜1450℃程度の温
度条件下で行うことができる。 また、原子価補償型のものと強制還元型のもの
とを併用して電極を形成することもできる。この
併用の態様としては、 (イ) 半導体化剤を添加し、原子価補償型半導体磁
器の成形体をつくる。 (ロ) (イ)の成形体を直接還元焼成するか、もしくは
空気焼成した焼結磁器をさらに還元焼成して、
原子価補償型及び強制還元型を併用した半導体
磁器を得る。 この半導体磁器の先端を約60°の円錐状に研削
した。 こうして得られた半導体磁器の比抵抗は9.9Ω
cmであつた。 さらに、H2+N2の還元雰囲気中でH2濃度20
%とし、1250℃、安定時間2Hrで還元焼成したも
のの比抵抗は0.90Ωcmであつた。 他のチタン酸塩系についてもほぼ同様な結果で
あつた。第1表に結果をまとめて示す。
【表】
また、チタン酸塩のチタン酸をジルコン酸、ケ
イ酸、スズ酸1種以上で置換したものについても
ほぼ同様の結果を得た。 次に電子の放出し易さを検討するために、上記
試料No.1からNo.3について電界放出強度を測定し
た。また比較のために比較的仕事関数の低いA
他についての測定も行つた。その結果を第6図に
示す。同図は縦軸にポリエチレン容器内放電発生
電圧[KV]をとり、横軸に試料電極を配列した
ものであり、試料電極として、Cu,A,Feを
比較例にし、前記第1表の試料No.1〜No.3を並べ
ている。 同図から明らかなように本実施例試料はいずれ
も従来のものに比べて発生電圧が低くても放電を
生じ易くなつている。 上記結果によると、この半導体磁器は本実施例
に係る陰極電極用として金属と同等以上の放電特
性を備えていることが判る。このため冷陰極及び
熱陰極の双方に適用可能となる。 したがつて、この半導体磁器を用いて形成した
陰極電極部2,22は、頂部を有する放電面と相
俟つて安定した放電特性を得ることができるとと
もに製造コストも低減可能である。 また、第3図a,b又は第5図a,bに示すよ
うな陰極電極部2,22に対するリード線14の
接続構造を用いることにより、その接続工程の容
易化を図ることもできる。 本考案は上述した実施例に限定されるものでは
なく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。 [考案の効果] 以上の通り、本考案によれば安価に構成できか
つ良好な放電特性を有し、冷陰極用として好適で
あるとともに熱陰極用としても適用可能な放電灯
用電極を提供することができる。 また、頂部放電面としたので集中放電が可能と
なり、より一層黒化の防止が図れる。
イ酸、スズ酸1種以上で置換したものについても
ほぼ同様の結果を得た。 次に電子の放出し易さを検討するために、上記
試料No.1からNo.3について電界放出強度を測定し
た。また比較のために比較的仕事関数の低いA
他についての測定も行つた。その結果を第6図に
示す。同図は縦軸にポリエチレン容器内放電発生
電圧[KV]をとり、横軸に試料電極を配列した
ものであり、試料電極として、Cu,A,Feを
比較例にし、前記第1表の試料No.1〜No.3を並べ
ている。 同図から明らかなように本実施例試料はいずれ
も従来のものに比べて発生電圧が低くても放電を
生じ易くなつている。 上記結果によると、この半導体磁器は本実施例
に係る陰極電極用として金属と同等以上の放電特
性を備えていることが判る。このため冷陰極及び
熱陰極の双方に適用可能となる。 したがつて、この半導体磁器を用いて形成した
陰極電極部2,22は、頂部を有する放電面と相
俟つて安定した放電特性を得ることができるとと
もに製造コストも低減可能である。 また、第3図a,b又は第5図a,bに示すよ
うな陰極電極部2,22に対するリード線14の
接続構造を用いることにより、その接続工程の容
易化を図ることもできる。 本考案は上述した実施例に限定されるものでは
なく、その要旨の範囲内で種々の変形が可能であ
る。 [考案の効果] 以上の通り、本考案によれば安価に構成できか
つ良好な放電特性を有し、冷陰極用として好適で
あるとともに熱陰極用としても適用可能な放電灯
用電極を提供することができる。 また、頂部放電面としたので集中放電が可能と
なり、より一層黒化の防止が図れる。
第1図は本考案の第1の実施例を示す断面図、
第2図は同上の陰極電極部の平面図、第3図aは
本考案の第2の実施例を示す断面図、第3図bは
第2の実施例における陰極電極部に対するリード
線の接続構造を示す部分断面図、第4図は本考案
の第3の実施例を示す断面図、第5図aは本考案
の第4の実施例を示す断面図、第5図bは第4の
実施例における陰極電極部に対するリード線の接
続構造を示す部分断面図、第6図は本実施例での
電界放出強度測定結果を示す相関図である。 1……管体、2……陰極電極部、2a……放電
面、2b……基部、2c……頂部、3……封着支
持部、4……リード線。
第2図は同上の陰極電極部の平面図、第3図aは
本考案の第2の実施例を示す断面図、第3図bは
第2の実施例における陰極電極部に対するリード
線の接続構造を示す部分断面図、第4図は本考案
の第3の実施例を示す断面図、第5図aは本考案
の第4の実施例を示す断面図、第5図bは第4の
実施例における陰極電極部に対するリード線の接
続構造を示す部分断面図、第6図は本実施例での
電界放出強度測定結果を示す相関図である。 1……管体、2……陰極電極部、2a……放電
面、2b……基部、2c……頂部、3……封着支
持部、4……リード線。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 放電灯用管体と、BaTiO3,SrTiO3,
BaZrO3,SrZrO3のいずれかを主成分とする半
導体磁器により形成した略円柱状で中央部が最
も突出する頂部を有する放電面を具備した陰極
電極部と、この陰極電極部を中間部で前記管体
内に封着支持する封着支持部とを有することを
特徴とする放電灯用電極。 (2) 前記封着支持部は、前記管体の端部を貫通
し、かつ、この端部で封着されたリード線の管
体内側の端部を、陰極電極部の放電面とは反対
側の部分に巻回することにより構成されるもの
である実用新案登録請求の範囲第1項記載の放
電灯用電極。 (3) 前記封着支持部は、放電面を有する陰極電極
部を管体の端部を貫通させつつ封着することに
より構成されるものである実用新案登録請求の
範囲第1項記載の放電灯用電極。 (4) 前記封着支持部は、管体外方に突出した前記
陰極電極部の端部に結合したリード線を有する
ものである実用新案登録請求の範囲第1項若し
くは第3項に記載の放電灯用電極。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986108597U JPH0514454Y2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | |
| KR1019870006708A KR920001844B1 (ko) | 1986-07-15 | 1987-06-30 | 냉음극형 방전 등 장치 |
| EP87109938A EP0253316A3 (en) | 1986-07-15 | 1987-07-09 | Cold cathode type discharge lamp apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986108597U JPH0514454Y2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6315558U JPS6315558U (ja) | 1988-02-01 |
| JPH0514454Y2 true JPH0514454Y2 (ja) | 1993-04-16 |
Family
ID=30985939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986108597U Expired - Lifetime JPH0514454Y2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0514454Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159853U (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-22 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS48107582U (ja) * | 1972-03-17 | 1973-12-13 | ||
| JPS56119258U (ja) * | 1980-02-13 | 1981-09-11 | ||
| DE3329270A1 (de) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Heimann Gmbh, 6200 Wiesbaden | Gasentladungslampe, insbesondere blitzroehre |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP1986108597U patent/JPH0514454Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6315558U (ja) | 1988-02-01 |
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