JPH0765715A - ランプ用電極製造方法 - Google Patents
ランプ用電極製造方法Info
- Publication number
- JPH0765715A JPH0765715A JP23224993A JP23224993A JPH0765715A JP H0765715 A JPH0765715 A JP H0765715A JP 23224993 A JP23224993 A JP 23224993A JP 23224993 A JP23224993 A JP 23224993A JP H0765715 A JPH0765715 A JP H0765715A
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- Japan
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- powder
- electrode
- thorium oxide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 長時間安定して点灯し、かつ始動電圧の上昇
しない放電ランプのための電極の新しい製造方法を提供
する。 【構成】 タングステン粉末と酸化トリウム粉末の混合
粉末、もしくはタングステン粉末とタンタル粉末と酸化
トリウム粉末の混合粉末をプレス成型する第一工程、高
融点金属粉末を、一端に凹状構造が形成されるようにプ
レス成型する第二工程、第一工程の成型体を第二工程の
成型体の凹部に挿入して両者を一体にプレス成型する第
三工程、第三工程の成型体を焼結する第四工程、第四工
程の焼結体を希ガス中にてアーク放電加熱した状態で圧
縮する第五工程とを含む。
しない放電ランプのための電極の新しい製造方法を提供
する。 【構成】 タングステン粉末と酸化トリウム粉末の混合
粉末、もしくはタングステン粉末とタンタル粉末と酸化
トリウム粉末の混合粉末をプレス成型する第一工程、高
融点金属粉末を、一端に凹状構造が形成されるようにプ
レス成型する第二工程、第一工程の成型体を第二工程の
成型体の凹部に挿入して両者を一体にプレス成型する第
三工程、第三工程の成型体を焼結する第四工程、第四工
程の焼結体を希ガス中にてアーク放電加熱した状態で圧
縮する第五工程とを含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般照明用光源装置、
プロヂェクター用光源装置、フォトレジスト露光装置の
光源として使用される放電ランプの電極の製造方法に関
する。
プロヂェクター用光源装置、フォトレジスト露光装置の
光源として使用される放電ランプの電極の製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より放電ランプの始動性を良くす
る、あるいは電極で熱として消費される電極降下分を減
少させ発光効率をよくするために、１〜１０重量％程度
の酸化トリウムを含むタングステンを電極として使用し
ている。例えば、交流電源で点灯される放電ランプの電
極や直流電極で点灯される陰極には、１〜３重量％の酸
化トリウムを含有するタングステンロッドからなる電極
が使用されたり、あるいは、６〜１０重量％の酸化トリ
ウムを含有するタングステン焼結チップをタングステン
やモリブデンのロッドの先端に圧入した電極が使用され
たりしている。これらの従来の電極において、前者で
は、線引加工、スエージ加工等の種々の加工作業の関係
で、酸化トリウムの含有量を増加することが困難で、せ
いぜい４重量％含有タングステンの製作が限界と言われ
ている。その結果、酸化トリウム含有量の多い電極を製
作したものが後者の電極であるが、この電極の製造方法
は、焼結チップを、粉末プレス成型して焼結し、そのチ
ップを高融点金属ロッドの凹所に圧入するために、両者
の接触が悪く、したがって伝熱が悪く、焼結チップが著
しく昇温してしまって、酸化トリウムの飛散が早い、つ
まり、電極として短寿命になる割合が高い。
る、あるいは電極で熱として消費される電極降下分を減
少させ発光効率をよくするために、１〜１０重量％程度
の酸化トリウムを含むタングステンを電極として使用し
ている。例えば、交流電源で点灯される放電ランプの電
極や直流電極で点灯される陰極には、１〜３重量％の酸
化トリウムを含有するタングステンロッドからなる電極
が使用されたり、あるいは、６〜１０重量％の酸化トリ
ウムを含有するタングステン焼結チップをタングステン
やモリブデンのロッドの先端に圧入した電極が使用され
たりしている。これらの従来の電極において、前者で
は、線引加工、スエージ加工等の種々の加工作業の関係
で、酸化トリウムの含有量を増加することが困難で、せ
いぜい４重量％含有タングステンの製作が限界と言われ
ている。その結果、酸化トリウム含有量の多い電極を製
作したものが後者の電極であるが、この電極の製造方法
は、焼結チップを、粉末プレス成型して焼結し、そのチ
ップを高融点金属ロッドの凹所に圧入するために、両者
の接触が悪く、したがって伝熱が悪く、焼結チップが著
しく昇温してしまって、酸化トリウムの飛散が早い、つ
まり、電極として短寿命になる割合が高い。
【０００３】その結果、ランプとしては、使用時間の短
いうちに点灯不良または点灯困難が起こることがある。
これは電極先端に酸化トリウムが存在しなくなること及
びその先端部分の高温度によるタングステンの単結晶粗
大化によりこの先端部分の酸化トリウムの拡散補給が劣
化するためであり、それにより電子放出が少なくなり、
始動電圧が上昇し点灯不良を起こすものと考えられる。
いうちに点灯不良または点灯困難が起こることがある。
これは電極先端に酸化トリウムが存在しなくなること及
びその先端部分の高温度によるタングステンの単結晶粗
大化によりこの先端部分の酸化トリウムの拡散補給が劣
化するためであり、それにより電子放出が少なくなり、
始動電圧が上昇し点灯不良を起こすものと考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これを解決するため、
酸化トリウムの絶対的な濃度を上げるという方法がある
が、前期のとうり、電極材料の製造上の問題があり、従
来の電極製法及びその技術では困難である。本発明は以
上のような事情にもとづきなされたもので、その目的と
するところは長期安定して点灯し、かつ始動電圧の上昇
しない放電ランプのための電極の新しい製造方法を提供
しようとするものである。
酸化トリウムの絶対的な濃度を上げるという方法がある
が、前期のとうり、電極材料の製造上の問題があり、従
来の電極製法及びその技術では困難である。本発明は以
上のような事情にもとづきなされたもので、その目的と
するところは長期安定して点灯し、かつ始動電圧の上昇
しない放電ランプのための電極の新しい製造方法を提供
しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による新しいラン
プ用電極製造方法は次のとうりである。タングステン粉
末と酸化トリウム粉末の混合粉末、もしくはタングステ
ン粉末とタンタル粉末と酸化トリウム粉末の混合粉末を
プレス成型する第一工程、高融点金属粉末を、一端に凹
状構造が形成されるようにプレス成型する第二工程、第
一工程の成型体を第二工程の成型体の凹部に挿入して両
者を一体にプレス成型する第三工程、第三工程の成型体
を焼結する第四工程、第四工程の焼結体を希ガス中にて
アーク放電加熱した状態で圧縮する第五工程とを含むこ
とを特徴とする。
プ用電極製造方法は次のとうりである。タングステン粉
末と酸化トリウム粉末の混合粉末、もしくはタングステ
ン粉末とタンタル粉末と酸化トリウム粉末の混合粉末を
プレス成型する第一工程、高融点金属粉末を、一端に凹
状構造が形成されるようにプレス成型する第二工程、第
一工程の成型体を第二工程の成型体の凹部に挿入して両
者を一体にプレス成型する第三工程、第三工程の成型体
を焼結する第四工程、第四工程の焼結体を希ガス中にて
アーク放電加熱した状態で圧縮する第五工程とを含むこ
とを特徴とする。
【０００６】
【作用】酸化トリウムを含む電極先端用チップ部分と高
融点金属からなる電極基台部分との密着性を良くするこ
とができること、高濃度の酸化トリウムを前期チップに
含有せしめることができること、しかもチップ部分の密
度も十分に高められる（例えば１７グラム／ｃｃ）の
で、この方法によって得られた電極を放電ランプに使用
すると、ランプは、長時間の使用においても、安定に点
灯し、始動電圧も上昇しないものとなる。特に、酸化ト
リウムが最高１５重量％含有したランプ用電極が得ら
れ、しかも電極先端部分（アーク放出部分）が高温にな
っても単結晶化されにくいので、長時間酸化トリウムを
拡散補給することができる。
融点金属からなる電極基台部分との密着性を良くするこ
とができること、高濃度の酸化トリウムを前期チップに
含有せしめることができること、しかもチップ部分の密
度も十分に高められる（例えば１７グラム／ｃｃ）の
で、この方法によって得られた電極を放電ランプに使用
すると、ランプは、長時間の使用においても、安定に点
灯し、始動電圧も上昇しないものとなる。特に、酸化ト
リウムが最高１５重量％含有したランプ用電極が得ら
れ、しかも電極先端部分（アーク放出部分）が高温にな
っても単結晶化されにくいので、長時間酸化トリウムを
拡散補給することができる。
【０００７】
【実施例】図１は、映画館で使用されるキセノンショー
トアークランプの陰極の説明図である。ランプは、定格
消費電力２ＫＷ、電圧３０Ｖ、電流７０Ａで使用寿命
は、初期光量が７０％を維持できる時間として１５００
時間以上が要求されているものである。図において、１
は、第一工程によって作られる成型体部分であって、通
称「チップ」と呼ばれる。２は、第二工程によって作ら
れる成型体部分であって、通称「電極基体」と呼ばれ
る。３は、内部リード棒の挿入用の孔である。第一工程
と第二工程では別の電極部分を作る工程であるから、ど
ちらを第一工程と呼んでも良い。
トアークランプの陰極の説明図である。ランプは、定格
消費電力２ＫＷ、電圧３０Ｖ、電流７０Ａで使用寿命
は、初期光量が７０％を維持できる時間として１５００
時間以上が要求されているものである。図において、１
は、第一工程によって作られる成型体部分であって、通
称「チップ」と呼ばれる。２は、第二工程によって作ら
れる成型体部分であって、通称「電極基体」と呼ばれ
る。３は、内部リード棒の挿入用の孔である。第一工程
と第二工程では別の電極部分を作る工程であるから、ど
ちらを第一工程と呼んでも良い。
【０００８】次に、上記電極得る過程を図２から図７を
用いて説明する。図２は、酸化トリウムを１０重量％含
有するタングステン粉末を成型圧力２トン／ｃｍ2 で作
った円柱状チップである。長さｌは６ｍｍ、直径ｄは２
ｍｍである。尚、タングステンは若干量をタンタルに置
き換えても良い。図３は、タングステン粉末を、前記チ
ップの入る凹所が形成されるように成型された円柱状電
極基体である。長さｌは１８ｍｍ、直径Ｄは７ｍｍであ
る。これら二者を一体にプレスする後工程の関係で、Ｌ
とｌ、Ｄとｄとの関係は、種々の実験結果より、ｄは、
Ｄの二分の一より小さく、十分の一より大きい範囲が良
く、ｌは、Ｌの三分の一より小さく、十五分の一より大
きい範囲が良い。また、凹部の直径ｄ’とｄとの関係
は、ｍｍ単位でｄ＋０．５＞ｄ’＞ｄ＋０．３が良い。
図４は、チップと電極基体とを組み立て、成型圧力５ト
ン／ｃｍ2 でプレスして作った柱状部材である。この第
三工程における成型圧力は、第一もしくは第二工程にお
ける成型圧力よりも大きく、「本プレス」的な成型であ
って、第一もしくは第二工程における成型は、「仮プレ
ス」的な工程である。運搬、ハンドリングに耐える強度
を保持していれば良い「仮プレス」である。「本プレ
ス」は、後段の焼結、機械加工に十分耐える強度のもの
を得る必要があるものである。これによって得られた柱
状部材の平均密度は、１２．５グラム／ｃｃ程度である
が、これを２４００℃で１時間焼結すると、シュリンク
して、１６．４グラム／ｃｃ程度まで上昇する。
用いて説明する。図２は、酸化トリウムを１０重量％含
有するタングステン粉末を成型圧力２トン／ｃｍ2 で作
った円柱状チップである。長さｌは６ｍｍ、直径ｄは２
ｍｍである。尚、タングステンは若干量をタンタルに置
き換えても良い。図３は、タングステン粉末を、前記チ
ップの入る凹所が形成されるように成型された円柱状電
極基体である。長さｌは１８ｍｍ、直径Ｄは７ｍｍであ
る。これら二者を一体にプレスする後工程の関係で、Ｌ
とｌ、Ｄとｄとの関係は、種々の実験結果より、ｄは、
Ｄの二分の一より小さく、十分の一より大きい範囲が良
く、ｌは、Ｌの三分の一より小さく、十五分の一より大
きい範囲が良い。また、凹部の直径ｄ’とｄとの関係
は、ｍｍ単位でｄ＋０．５＞ｄ’＞ｄ＋０．３が良い。
図４は、チップと電極基体とを組み立て、成型圧力５ト
ン／ｃｍ2 でプレスして作った柱状部材である。この第
三工程における成型圧力は、第一もしくは第二工程にお
ける成型圧力よりも大きく、「本プレス」的な成型であ
って、第一もしくは第二工程における成型は、「仮プレ
ス」的な工程である。運搬、ハンドリングに耐える強度
を保持していれば良い「仮プレス」である。「本プレ
ス」は、後段の焼結、機械加工に十分耐える強度のもの
を得る必要があるものである。これによって得られた柱
状部材の平均密度は、１２．５グラム／ｃｃ程度である
が、これを２４００℃で１時間焼結すると、シュリンク
して、１６．４グラム／ｃｃ程度まで上昇する。
【０００９】図５は、第五工程の説明図である。図にお
いて、１００は、第四工程を経た柱状部材であって、ア
ルゴン雰囲気中でアーク放電用の電極１０１と対面させ
て放電させ、これによって柱状部材のチップ側を約２５
００℃程度まで昇湿させておいて、周囲から加圧パンチ
１０２で、チップの位置する部分を加圧する。この加圧
によって、酸化トリウムを１０重量％含有するタングス
テンチップの密度を、１７グラム／ｃｃの密度まで高め
ることができる。図６は、第五工程を経た柱状部材を、
ランプ用電極形状に機械加工した陰極の説明図である。
いて、１００は、第四工程を経た柱状部材であって、ア
ルゴン雰囲気中でアーク放電用の電極１０１と対面させ
て放電させ、これによって柱状部材のチップ側を約２５
００℃程度まで昇湿させておいて、周囲から加圧パンチ
１０２で、チップの位置する部分を加圧する。この加圧
によって、酸化トリウムを１０重量％含有するタングス
テンチップの密度を、１７グラム／ｃｃの密度まで高め
ることができる。図６は、第五工程を経た柱状部材を、
ランプ用電極形状に機械加工した陰極の説明図である。
【００１０】
【発明の効果】本発明の電極製造方法を採用すると、電
極先端が高濃度酸化トリウム含有チップでありながら高
密度のものが得られるので、ランプとしては始動特性が
良く、長寿命のランプが得られる。特に、従来、酸化ト
リウムを１５重量％タングステンチップであって密度が
１７．０グラム／ｃｃのものは得られなかったが、本発
明では達成可能になった。またこのため、チップの単結
晶粗大化も少なくなり、トリウムのチップ先端への拡散
も長時間にまたがって安定なものとなる。
極先端が高濃度酸化トリウム含有チップでありながら高
密度のものが得られるので、ランプとしては始動特性が
良く、長寿命のランプが得られる。特に、従来、酸化ト
リウムを１５重量％タングステンチップであって密度が
１７．０グラム／ｃｃのものは得られなかったが、本発
明では達成可能になった。またこのため、チップの単結
晶粗大化も少なくなり、トリウムのチップ先端への拡散
も長時間にまたがって安定なものとなる。
【図１】キセノンショートアークランプの陰極の説明図
である。
である。
【図２】本発明における第一工程の説明図である。
【図３】本発明における第二工程の説明図である。
【図４】本発明における第三工程、第四工程の説明図で
ある。
ある。
【図５】本発明における第五工程の説明図である。
【図６】陰極の機械加工の説明図である。
１ チップ ２ 金属基体 ３ 内部リード棒のための孔
Claims (2)
- 【請求項１】 タングステン粉末と酸化トリウム粉末の
混合粉末、もしくはタングステン粉末とタンタル粉末と
酸化トリウム粉末の混合粉末をプレス成型する第一工
程、高融点金属粉末を、一端に凹状構造が形成されるよ
うにプレス成型する第二工程、第一工程の成型体を第二
工程の成型体の凹部に挿入して両者を一体にプレス成型
する第三工程、第三工程の成型体を焼結する第四工程、
第四工程の焼結体を希ガス中にてアーク放電加熱した状
態で圧縮する第五工程とを含むことを特徴とするランプ
用電極製造方法。 - 【請求項２】第一工程における酸化トリウムの量が１〜
１５重量％であることを特徴とする請求項１に記載のラ
ンプ用電極製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05232249A JP3092407B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | ランプ用電極製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05232249A JP3092407B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | ランプ用電極製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765715A true JPH0765715A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3092407B2 JP3092407B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=16936317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05232249A Expired - Fee Related JP3092407B2 (ja) | 1993-08-26 | 1993-08-26 | ランプ用電極製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092407B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002063843A (ja) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Yumex Inc | 放電ランプ用の陰極の製造方法 |
| JP2012079551A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| CN107785230A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-09 | 常州玉宇电光器件有限公司 | 高触发性阴极及其制作工艺 |
-
1993
- 1993-08-26 JP JP05232249A patent/JP3092407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002063843A (ja) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Yumex Inc | 放電ランプ用の陰極の製造方法 |
| JP2012079551A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Ushio Inc | ショートアーク型放電ランプ |
| CN107785230A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-09 | 常州玉宇电光器件有限公司 | 高触发性阴极及其制作工艺 |
| CN107785230B (zh) * | 2017-11-02 | 2024-06-04 | 常州玉宇电光器件有限公司 | 高触发性阴极及其制作工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3092407B2 (ja) | 2000-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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