JP4725389B2 - 高圧放電ランプ - Google Patents
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Description
この高圧放電ランプ10は、石英ガラス製の、発光管11および封止管12よりなるバルブと、発光管11の内部において、互いに対向するよう設けられた陰極19および陽極14により構成されている。
そして、発光管11内にキセノンガスが封入されている。
このような技術は、特開平10−283921号に記載されている。
なお、図9は陰極の平面図であり、便宜上、炭化層Aを破線で示すものである。
ThO2+W2C→Th+2W+CO2・・・・(式1)
ThO2+2W2C→Th+4W+2CO2・・(式2)
つまり、上記式1、式2の反応は、陰極の表面だけで起こるものではなく、陰極の内部でも起こるものであり、陰極の内部で発生したトリア(Th)は、タングステンの結晶粒界を通り陰極の表面に析出するものと、タングステンの結晶粒界を通りながら、陰極内部を移動して陰極19の先端面193に析出するものがある。
このような技術は、特開2005−142071号に記載されている。
なお、図10は陰極の平面図であり、便宜上、炭化層Aを破線で示すものである。
この結果、陰極に含有されているトリア(Th)が、早期に還元され短時間で枯渇することになる。
また、陰極先端部分が高温状態となるために、陰極先端部の結晶粒径が大きくなり、陰極内部のトリア(Th)は、結晶粒によって進行が阻害され、陰極先端にトリア(Th)が供給されなくなる。
高圧放電ランプ10は、石英ガラス製の、発光管11および封止管12よりなるバルブと、発光管11の内部において、互いに対向するよう設けられた陰極13および陽極14を有するものである。
この電極棒131、141は、バルブの外端部から外方に突出して伸びて、陰極13および陽極14の各々に電力を供給する外部リード棒を兼ねるものである。
そして、発光管11内にキセノンガスが封入されている。
陽極14は、二酸化トリウム(ThO2)を含まないタングステンからなるものである。
陰極13は、円柱状の胴部132と、この胴部132の一端側に一体的に設けられた円柱状の小径胴部133と、電極軸Lに沿って前方(図において左方)に向かうに従って次第に径が小さくなり、その先端に円形の平坦な先端面134が形成された陽極側の先端側である円錐台形状のコーン状部135とから構成されている。
この炭化層Aは、カーボン粉末の分散液を小径胴部133の表面に塗布し、真空中で熱処理することにより得られるものである。
この結果、この炭化層Aは、小径胴部133の表面だけではなく、表面から約100μmまでの内部にも浸炭して存在するものである。
電子放射体17は、中心に貫通孔171を有する円盤状の塊状体であって、陰極13と同様に、二酸化トリウム(ThO2)よりなる電子放射性物質がドープされたトリエーテッドタングステンであり、98%のタングステン(W)と、2%の二酸化トリウム(ThO2)からな焼結体である。
この炭化層Aは、陰極の炭化層と同様に、カーボン粉末の分散液を電子放射体17の表面に塗布し、真空中で熱処理することにより得られるものである。
この結果、この炭化層Aは、貫通孔171の内表面だけではなく、表面から約100μmまでの内部にも浸炭して存在するものである。
電子放射体17の貫通孔171に陰極13の小径胴部133が嵌合されて、陰極13に電子放射体17が保持されている。
そして、炭化層Aが形成された陰極13の小径胴部133の外周面と、炭化層Aが形成された電子放射体17の貫通孔171の内周面が当接した状態となっている。
つまり、電子放射体17の陰極13と当触する当接領域は、電子放射体17の貫通孔171の内周面である。
なお、図4では、電子放射体17の貫通孔171の内周面と小径胴部133との間の隙間を誇張して表現しているが、実際には、電子放射体17の貫通孔171の内周面は小径胴部133の外周面に当接している。
陰極13の小径胴部133には炭化層Aが形成されおり、小径胴部133の表面及び表面から約100μmまでの内部に炭素が存在している。
ランプ点灯中に小径胴部133の温度が1400℃〜1800℃になると、上記式1と式2に示すように、酸化トリウム(ThO2)の酸素をタングステンカーバイト(W2C)がトラップすることにより、トリア(Th)が生成される。
さらには、陰極13内部で生成されたトリア(Th)の一部は、タングステンの結晶粒界を通りながら、陰極13内部を移動して陰極13の先端面に供給される。
この結果、電子放射体17に炭化層Aが形成されており、電子放射体17の陰極13と当接している貫通孔171の内表面及び内表面から約100μmまでの内部に存在している炭素が、酸化トリウム(ThO2)の酸素をトラップすることにより、電子放射体17においても、トリア(Th)が生成されることになる。
電子放射体18は、直径6〜12mmの線状体であって、二酸化トリウム(ThO2)よりなる電子放射性物質がドープされたトリエーテッドタングステン線であり、98%のタングステン(W)と、2%の二酸化トリウム(ThO2)からなるものである。
この炭化層Aは、カーボン粉末の分散液を電子放射体187の表面に塗布し、真空状態で加熱処理されて得られるものである。
なお、図6では、電子放射体18の炭化層Aの寸法は誇張して表現しており、また、小径胴部133の炭化層Aは、便宜上点線で示している。
ランプ点灯中に小径胴部133の温度が1400℃〜1800℃になると、上記式1と式2に示すように、酸化トリウム(ThO2)の酸素をタングステンカーバイト(W2C)がトラップすることにより、トリア(Th)が生成される。
さらには、陰極13内部で生成されたトリア(Th)の一部は、タングステンの結晶粒界を通りながら、陰極13内部を移動して陰極13の先端面に供給される。
この結果、電子放射体18の陰極13と当接している表面及び表面から約100μmまでの内部に存在している炭素が、酸化トリウム(ThO2)の酸素をトラップすることにより、電子放射体18においても、トリア(Th)が生成されることになる。
フリッカーは、点灯時の電圧振幅幅が1Vを超えると、スクリーン上の映像のチラツキが顕著になる。そこで、電圧振幅幅が1Vを超えた時点で、スクリーン上の映像のチラツキが問題となり、フリッカーによるランプ寿命と定義した。
結果を図7に示す。
図7からわかるように、比較ランプでは、点灯後900時間経過した段階で電圧振幅幅が1V以上となり、スクリーン上の映像のチラツキが顕著になり、ランプの寿命が尽きたものとなっている。
一方、本発明の高圧放電ランプでは、点灯後1100時間経過した段階で初めて電圧振幅幅が1V以上となり、スクリーン上の映像のチラツキが顕著になり、ランプの寿命が尽きたものとなっている。つまり、フリッカーによるランプ寿命を200時間も遅らせることができた。
11 発光管
12 封止管
13 陰極
132 胴部
133 小径胴部
134 先端面
135 コーン状部
14 陽極
15 段継ぎガラス
16 保持用筒体
17 電子放射体
171 貫通孔
18 電子放射体
A 炭化層
K ワイヤー
Claims (3)
- バルブ内に陽極および陰極が対向して配置された高圧放電ランプであって、
前記陰極は、酸化トリウムを含有したタングステンであって、陽極側の先端を除く表面にタングステンカーバイトよりなる炭化層が形成されており、
前記陰極には、酸化トリウムを含有したタングステンからなる電子放射体が、前記陰極に当触するように配置されており、
前記電子放射体は、少なくとも陰極と当接する当接領域に、タングステンカーバイトよりなる炭化層が形成されていることを特徴とする高圧放電ランプ。 - 前記電子放射体は塊状体であって、当該電子放射体を貫通する貫通孔が形成されており、
前記電子放射体の貫通孔に前記陰極が嵌合されて、前記電子放射体が前記陰極に保持されていることを特徴とする請求項1に記載の高圧放電ランプ。 - 前記電子放射体は線状体であって、
前記電子放射体は、前記陰極に巻回して保持されていることを特徴とする請求項1に記載の高圧放電ランプ。
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