短弧型放电灯制造技术

本发明专利技术提供一种短弧型放电灯，在发光管的内部，阴极与阳极相对配置，上述阴极由以钨为主成分的主体部和接合在该主体部的前端的发射极部构成，通过达成阴极前端的内部含有的发射极物质的有效利用，防止阴极表面的发射极物质的枯竭，减少发射极材料的使用量。而且通过充分活用发射极物质来补充，提供一种可长时间维持电子放射功能，达成灯闪烁寿命长期化的构造。在上述阴极的发射极部的前端面形成有条纹状的钨碳化物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及短弧型放电灯，尤其涉及，在阴极设置含有氧化钍的发射极部的短弧型放电灯。
技术介绍
先前，封入有水银的短弧型放电灯，在发光管内相对配置的一对电极的前端间距离较短、接近点光源，因此通过与光学系统组合就可用作聚光效率高的曝光装置的光源。并且，封入氙有的短弧型放电灯可在投影机等中用作可见光光源，近年来在作为数字电影用光源而被重用。而且，在所述的短弧型放电灯中，在阴极设置有发射极材料以提高电子放射特性为人所知。但是在最近，从节约稀有资源的观点出发，作为发射极材料的钍的使用受到限制， 逐渐要求避免其的大量使用。再加上该钍是放射性物质，有时候也会因法律而限制其使用。鉴于这种情况，正在开发各种仅在阴极的前端部含有发射极材料的构造的放电灯。专利文献(日本特表2010-33825号公报)中公开了所述的现有的短弧型放电灯的阴极构造。图4中图示了该现有技术，图4㈧是短弧型放电灯的整体图，图4(B)表示其阴极构造。如图4㈧所示，在短弧型放电灯1的发光管10内，由钨构成的阳极11与阴极12 相对配置。该发光管10内封入有水银或氙等发光物质。此外，在该图中，短弧型放电灯1 表示为被垂直点灯的方式，但随着其用途不同，也会有被水平点灯的方式。并且，该灯中的阴极构造示于图4⑶，阴极12由阴极主体部12b和发射极部1 构成，其中该阴极主体部12b由高纯度的钨构成，发射极部1 和与其一体形成的发射极部 1 构成。该发射极部1 在钨中含有例如氧化钍等的发射极物质。在这种灯中使用钍作为发射极物质，在阴极的前端部分的敷钍钨中所含有的氧化钍，在阴极表面因灯点灯过程中变成高温而被还原，变成钍原子而在阴极的外表面扩散，向温度高的前端侧移动。由此，就可缩小功函数而使电子放射特性变得良好。然而，在上述现有技术中，实际在灯点灯时对改善电子放射特性有贡献的发射极物质，仅限于从阴极前端的外表面起的极浅区域中含有的发射极物质。原本发射极物质就会在阴极前端的外表面因熟而蒸发消耗，但通过来自阴极内部的浓度扩散，也期待该发射极物质能被继续供给。然而，相较于该温度最高的外表面上的消耗量，从温度较低的阴极内部的浓度扩散所提供的供给并不够充足，会发生其供给量赶不上上述消耗量的现象。其结果为，即使阴极内部含有丰富的发射极物质，在阴极表面仍会出现发射极物质枯竭的现象。如此，在上述现有技术中，即使在阴极前端含有发射极物质，仍无法充分活用该发射极物质，一旦阴极前端表面的发射极物质枯竭，则电子放射特性会降低而导致发生闪烁的问题。专利文献1日本特开2010-33825号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述现有技术的问题点，提供一种短弧型放电灯，在发光管的内部，阴极与阳极相对配置，上述阴极由以钨为主成分的主体部、和接合在该主体部的前端的敷钍钨构成的发射极部构成，通过实现阴极前端的内部所含有的发射极物质的有效利用，防止阴极表面的发射极物质的枯竭，即使减少发射极材料的使用量仍可通过充分活用发射极物质来补充，由此而提供一种可长时间维持电子放射功能，达成灯闪烁寿命长期化的构造。为了解决上述课题，本专利技术的特征为，上述阴极主体部和发射极部构成，上述主体部以钨为主成分，上述发射极部与主体部接合，并由敷钍钨构成，主体部含氧浓度低于发射极部，在发射极部的前端面，形成有条纹状的钨碳化物。并且，其特征在于，在上述阴极的侧面，形成有碳化物层。并且，其特征在于，上述阴极的主体部与发射极部被扩散接合。并且，其特征在于，上述阴极的主体部由纯钨构成。专利技术效果根据本专利技术，由于在含有氧化钍的发射极部的前端面形成有钨碳化物，因此碳(C) 会从该碳化物的相往阴极内部、即发射极部的内部扩散，促进发射极部中的氧化钍的还原反应，使得阴极内部中所含的氧化钍被有效利用。并且，因氧化钍的还原反应而在发射极部中产生的氧，迅速向与该发射极部接合的氧浓度低的阴极主体部中扩散，因此与上述碳的扩散作用组合，更进一步促进发射极部中的上述氧化钍的还原反应。其结果为，可避免阴极发射极部表面的氧化钍发生枯竭的情况，即使限制发射极物质的使用，仍可获得能够实现闪烁寿命长的灯的效果。附图说明图1是本专利技术所述的放电灯的阴极构造的整体图。图2是图1的阴极的上部部分立体图。图3是本专利技术的阴极中的作用说明图。图4中的㈧是现有放电灯的整体图，⑶是其阴极构造。具体实施例方式图1表示本专利技术的短弧型放电灯中采用的阴极构造，阴极2由以钨为主成分的主体部3和与其前端接合的发射极部4构成。上述主体部3与发射极部的接合方法可采用例如焊接、钎焊、磨擦压接或扩散接口寸ο然而，在这些接合方法中，采用扩散接合最为优选。此处，所谓扩散接合是指，将金属彼此的面重合，加温加压至该金属的未达熔点的固相状态且不发生塑性变形的程度，使接合部的原子发生扩散而进行固相接合。在该扩散接合中，加热温度为2000°C左右，不需要像熔融接合那样加热到钨的熔点(约3400°C )，因此可维持主体部3或发射极部4的金属组织，所以不会对阴极性能造成不良影响。甚至，由于阴极的金属组织不会变化，因此还有主体部3与发射极部4接合后仍可进行切削加工的优点。上述主体部3由例如纯度99. 99重量％以上的纯钨构成，另一方面，发射极部4由在主成分的钨中含有作为发射极物质的氧化钍(ThO2)、亦即所谓敷钍钨(以下简称钍钨) 构成，氧化钍的含有量例如为2wt%。通常，构成该发射极部4的钍钨中含有的氧化钍，因灯点灯过程中成为高温而被还原，变成钍原子而在阴极外表面扩散，向温度高的前端侧移动。由此，可缩小功函数而使电子放射特性变得良好。然后，上述主体部3形成有越靠近前端侧直径越小的锥状的缩径部3a，其前端接合有圆锥台状的发射极部4。由此，阴极2的前端整体而言成为由锥状构成的圆锥台形状。然而，上述主体部3的缩径部3a的形状不限于该锥状，亦可为圆弧形状，或是发射极部4也是前端为所谓的炮弹型的圆弧形状。进而，虽然图示了发射极部4在主体部3的缩径部3a被接合，但随着阴极整体的形状不同，也可在主体部3的圆柱部分接合。然后，如图2详细图示，上述阴极2的发射极部4的前端面中的表层上，在钨(W) 的相中，形成有条纹状的钨碳化物5、5。并且，在上述阴极主体部3的缩径部3a的侧面形成有碳化物层6。使用图3来说明其作用。在灯的点灯中，在构成发射极部4的钍钨中的氧化钍 (ThO2)的表面，与钨(W)中固溶的碳原子(C)之间发生还原反应，生成钍(Th)的同时，产生一氧化碳(CO)。权利要求1.一种短弧型放电灯，在发光管的内部，阴极与阳极相对配置，上述阴极由以钨为主成分的主体部和接合在该主体部的前端的敷钍钨构成的发射极部构成，其特征为，上述阴极的主体部的含氧浓度低于发射极部，并且在上述阴极的发射极部的前端面形成有条纹状的钨碳化物。2.如权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于，在上述阴极的侧面形成有碳化物层。3.如权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于，上述阴极的主体部与发射极部被扩散接合。4.如权利要求1所述的短弧型放电灯，其特征在于，上述主体部由纯钨构成。全文摘要本专利技术提供一种短弧型放电灯，在发光管的内部，阴极与阳极相对配置，上述阴极由以钨为主成分的主体部和接合在该主体部的前端的发射极部构成，通过达成阴极前端的内部含有的发射极物质的有效利用，防止阴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：有本智良，池内满，清水昭宏，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：