短弧型放電燈制造技術

一種短弧型放電燈，在其發光管內部，陰極和陽極相對配置，上述陰極由以下構成：由鎢構成的主體部；以及與其前端結合的由含釷鎢構成的發射部，有效利用發射部內部含有的氧化釷，提供一種防止發射部表面的氧化釷枯竭的構造，其特征在于，在上述陰極的上述主體部和發射部的結合面上局部地形成有間隙，因發射部中的氧化釷的還原反應而產生的一氧化碳通過該間隙放射到外部。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種短弧型放電燈，尤其涉及一種陰極設置了含有氧化釷的發射部的短弧型放電燈。
技術介紹
一直以來，封入了水銀的短弧型放電燈中，在發光管內相對配置的一對電極的前端之間的距離較短，接近點光源，因此通過與光學系統組合，作為聚光效率高的曝光裝置的光源而被使用。并且，封入了氙的短弧型放電燈在放映機等中作為可視光光源被使用，近年來作為數字電影用光源也得到了重用。并且，在上述短弧型放電燈中，在陰極設置發射材料以提高電子放射性能的裝置為世人所知。專利文獻1 (特開2010-33825號公報)公開了現有的短弧型放電燈的構造及其陰極構造。圖3公開了該現有技術，(A)是燈的整體圖，⑶表示其陰極構造。如圖3㈧所示，在短弧型放電燈1的發光管10內，由鎢構成的陰極11和陽極12 相對配置。在上述發光管10內封入有水銀、氙等發光物質。此外在該圖中，示出了短弧型放電燈1垂直點燈的方式，但根據其用途不同，也可水平點燈。并且，圖3(B)表示該燈中的陰極構造，陰極12由含有發射極的發射部1 以及與其一體形成的主體部12b構成。該電極發射部1 例如由含有氧化釷等發射物質的鎢構成， 電極主體部12b以高純度的鎢形成。因此，現有技術中已經知道，放電燈的陰極前端含有發射物質，構成電子放射性能良好的燈。但近來，發射物質的使用設定了限制，要求避免其大量使用。從節約作為發射物質的釷、稀土元素等稀少資源的角度出發，最好不要大量使用， 并且在使用釷時，因該釷是放射性物質，所以也存在其處理受法律限制的情況。因此，為了盡量避免發射物質的使用，如現有例所示，開發了各種僅在陰極前端含有發射物質的放電燈。并且，在這種燈中，作為發射物質使用釷時，陰極的前端部的含釷鎢(卜'J工一 、y ν 9 y r T^r y)中含有的氧化釷，在陰極表面內因燈點燈時變為高溫而被還原，變為釷原子，在陰極外表面擴散，向溫度高的前端側移動并蒸發。這樣一來，可減小功函數，使電子放射性能良好。但在上述現有技術中，在燈點燈時實際上有助于改善電子放射性能的發射物質只限于從陰極前端表面開始到極淺的區域為止含有的發射物質。這是因為，和為了使陰極前端的表面溫度變得最高、通過其熱量使發射物質蒸發并消耗的量相比，從溫度較低的陰極內部通過熱擴散提供到陰極前端表面的發射物質的量較少。其結果是，即使陰極內部含有豐富的發射物質，從內部到表面的供給也不會充分進行，在其表面出現發射物質枯竭的現象。因此，在上述現有技術中，即使陰極前端含有發射物質，但該發射物質未被充分利用，在陰極前端表面發生發射物質枯竭時，電子放射性能下降，存在產生閃爍的問題。專利文獻1 日本特開2010-33825號公報
技術實現思路
本專利技術鑒于以上現有技術的問題點而出現，提供一種短弧型放電燈，其具有前端設置了發射物質的陰極構造，通過有效利用陰極前端的內部含有的發射物質，從而可防止在陰極表面發生發射物質枯竭，即使減少發射材料的使用量也可通過發射物質的充分利用來進行補充，從而長時間維持電子放射功能，延長燈的閃爍壽命。為解決上述課題，在本專利技術中，提供一種短弧型放電燈，在其發光管內部，陰極和陽極相對配置，上述陰極由以下構成由鎢構成的主體部；以及與該主體部擴散結合的由含釷鎢構成的發射部，其特征在于，在上述主體部和發射部的結合面上局部地形成有間隙。并且，其特征在于，上述主體部具有前端變為小徑的縮徑部，上述發射部在該縮徑部的前端擴散結合。 并且，其特征在于，上述縮徑部包含上述發射部在內為錐形。進一步，其特征在于，上述主體部和發射部的至少任意一方的結合端面形成為存在凹凸的粗糙面，上述間隙通過該凹凸形成。根據本專利技術，在陰極主體部和發射部的結合面上局部地形成有間隙，這樣一來，發射部含有的氧化釷和周圍的碳進行還原反應時，生成的一氧化碳通過上述間隙放射到陰極外部，因此促進了上述還原反應，陰極內部含有的氧化釷被有效利用，結果表面處不會產生氧化釷的枯竭，即使限制發射物質的使用，也可實現閃爍壽命長的燈。附圖說明圖1是本專利技術涉及的放電燈的電極的剖視圖。圖2是圖1的部分放大說明圖。圖3是現有的短弧型放電燈的剖視圖。具體實施例方式圖1表示本專利技術的短弧型放電燈的陰極構造，陰極2由以下構成由鎢構成的主體部3 ;與其前端擴散結合的發射部4。其中，擴散結合是指，使金屬之間面重疊，在小于熔點的固相狀態下加熱、加壓到不產生塑性變形的程度，使結合部的原子擴散的固相結合。上述主體部3例如由純度99. 99重量％以上的純鎢構成，而發射部4由在作為主要成分的鎢中作為發射物質含有氧化釷(ThO2)的、所謂含釷鎢(也稱為敷釷鎢，卜U々>) 構成，氧化釷的含量例如是2wt%。一般情況下，構成該發射部4的含釷鎢中含有的氧化釷在燈點燈過程中通過變成高溫而被還原，變為釷原子，在陰極外表面上擴散，向溫度高的前端側移動并蒸發。這樣一來，可減小功函數，使電子放射性能良好。并且，上述發射部4的形狀整體上大致為圓錐梯形，結合到上述主體部3的縮徑部3a，其前端面與在此未圖示的陽極相對配置。上述主體部3的縮徑部3a越靠近前端側直徑越小，在該圖中呈錐形，發射部4的形狀也為與之對應的錐形。但上述主體部3的縮徑部3a的形狀不限于錐形，也可以是圓弧形，并且發射部4 的前端也可以是炮彈型的圓弧狀。進一步，雖然表示的是發射部4在主體部3的縮短部3a處結合，但根據陰極整體的形狀不同，也可以在主體部3的圓柱部分結合。在本專利技術中，如圖2所示，在上述陰極2的主體部3和發射部4的結合面5上局部地形成有間隙6。該間隙6在結合的主體部3或發射部4中，在至少任意一方的表面上形成凹凸，成為粗糙面，通過該凹凸，形成間隙6。上述凹凸形成的粗糙面的算術平均粗糙度Ra是0.如 6. 3a范圍內的粗糙度，另一個表面可以是所謂鏡面，也可是適當的粗糙面，其算術平均粗糙度例如可以是0. 012a 6. 3a0因此，在主體部3和反射部4的結合面5中，形成數μ m左右的間隙6。在燈點燈時，在構成反射部4的含釷鎢中的氧化釷的表面，與固溶于鎢中的碳原子之間產生還原反應，生成釷的同時產生一氧化碳。Th02+C^Th+2C0一氧化碳的壓力變高時，上述還原反應停止，不再生成釷。產生的該一氧化碳固溶于周圍的鎢。C0<^w+w其中，w表示固溶于鎢的碳，w表示固溶于鎢的氧。并且，在鎢中，w、w移動并擴散到外部時，一氧化碳的壓力下降，上述氧化釷的加速還原。即，氧化釷的還原受限于w、w的擴散。在純鎢(主體部幻和含釷鎢(發射部4)的結合緊密、其結合面5中不存在間隙6 時，w、w必須在鎢中擴散，因此擴散速度非常慢。所以在氧化釷的周邊的鎢中，一氧化碳的壓力變高，上述還原反應停止。另一方面，在結合面5中形成間隙6時，W、w在鎢中不會長距離地擴散，在短時間內到達該間隙6，生成一氧化碳。因一氧化碳是氣體，所以非?？斓財U散。這樣一來，到達間隙6的一氧化碳從該間隙6放射到陰極的外部，鎢中的一氧化碳的壓力下降，促進了上述釷的還原反應。說明陰極的制作方法的一例。準備好直徑10mm、厚5mm的含釷鎢，及直徑10mm、厚20mm的純鎢。在車床加工中， 調整切削速度、傳送速度等，使含釷鎢、純鎢的結合面的至少一方的表面粗糙度的中心線平均粗糙度Ra在0.如 6. 3a的范圍內。接著將含釷鎢和純鎢本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種短弧型放電燈，在其發光管內部，陰極和陽極相對配置，上述陰極由以下構成：由鎢構成的主體部；以及與該主體部擴散結合的由含釷鎢構成的發射部，其特征在于，在上述主體部和發射部的結合面上局部地形成有間隙。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：池內滿，清水昭宏，有本智良，
申請(專利權)人：優志旺電機株式會社，
類型：發明
國別省市：JP