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技術 閃光放電管用電極及び閃光放電管

出願人 パナソニック株式会社
発明者 済木博志堀田幸星
出願日 2009年8月24日 (11年4ヶ月経過) 出願番号 2009-192814
公開日 2011年3月3日 (9年9ヶ月経過) 公開番号 2011-044373
状態 特許登録済
技術分野 放電灯(電極、封入物、うつわ内の圧力) 各種放電ランプと付属装置
主要キーワード 外周全面 高融点金属製 カシメ止め 溶融飛散 最低発光電圧 焼結電極 クラック数 接合金属
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重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2011年3月3日)のものです。
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図面 (4)

課題

細径化及び長寿命化を図ったカソード電極である閃光放電管用電極、及びこの閃光放電管用電極を備えた閃光放電管を提供する。

解決手段

閃光放電管用電極は、ガラスバルブ1内に導入されている電極の先端部に焼結電極構体10が設けられ、該焼結電極構体10の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製突出物11が設けられている。突出物11は、0.1〜0.3mmの厚さに焼結電極構体10から突出している。閃光放電管は、このような閃光放電管用電極を一端部に封止したものである。

概要

背景

従来の閃光放電管は、例えば図3に示すように、硼珪酸ガラスからなるガラスバルブ1の一端部にビードガラス2を介してアノード電極3を封止し、ガラスバルブ1の他端部にビードガラス2を介してカソード電極4を封止し、ガラスバルブ1の外周全面に透明な導電性被膜からなるトリガー電極5を設け、ガラスバルブ1内にキセノンなどの希ガス封入したものとされている。

前記アノード電極3は、ガラスバルブ1内に導入されている例えばタングステン製内部電極6と、ガラスバルブ1外に導出されている例えばニッケル製の外部電極7とを直列状態溶接した棒状の接合金属体によって形成されている。

また、カソード電極4は、ガラスバルブ1内に導入される例えばタングステン製の内部電極8と、ガラスバルブ1外に導出されている例えばニッケル製の外部電極9とを直列状態に溶接した接合金属体に加え、ガラスバルブ1内で内部電極8の先端部付近焼結電極構体10を固定したものとされている。

焼結電極構体10は、閃光を発生させるためのもので、内部電極8が焼結電極構体10を貫通し、焼結電極構体10をカシメ止めすることによって、両者8,10が固定されている。

ところで、近年、各種撮像機器の小型化の要請が著しく、これに使用される閃光放電管についても小型化が要請されている。閃光放電管を小型化するには、ビードガラス2及び焼結電極構体10を細径化しなければならない。

しかし、焼結電極構体10を細径化すると、焼結電極構体10の肉厚が薄くなり、カシメ止めするときに割れやすくなることから、焼結電極構体10を細径化するにも限界がある。また、焼結電極構体10を貫通する内部電極8も細径化しすぎると、放電の関係から、短命化してしまう。

そこで、特許文献1には、リード線(前記の閃光放電管におけるカソード電極4の内部電極8に相当)の先端にリード線と同じ外径またはこれ以下の外径の電極体(前記の閃光放電管におけるカソード電極4の焼結電極構体10に相当)を直列状態に突き合わせ、両者を溶接によって結合した閃光放電管が記載されている。この電極体は少なくとも1.2mmの高さを有するとされ、それにより、電極体は過大の熱を放散することなく、リード線上への溶接の際に把持される。また焼結電極構体の保持方法カシメから溶接の固定方法にすることにより、焼結電極構体に内部電極を貫通させ固定する必要がなくなるため、内部電極の径を太く設計し、内部電極と硝子との封着面積増し封着強度を向上させることが可能となり、細径化において封止部信頼性の確保が容易となる。

概要

細径化及び長寿命化をったカソード電極である閃光放電管用電極、及びこの閃光放電管用電極を備えた閃光放電管を提供する。閃光放電管用電極は、ガラスバルブ1内に導入されている電極の先端部に焼結電極構体10が設けられ、該焼結電極構体10の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製突出物11が設けられている。突出物11は、0.1〜0.3mmの厚さに焼結電極構体10から突出している。閃光放電管は、このような閃光放電管用電極を一端部に封止したものである。

目的

本発明は、細径化及び長寿命化を図ったカソード電極である閃光放電管用電極、及びこの閃光放電管用電極を備えた閃光放電管を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

閃光放電管ガラスバルブの端部に封止される閃光放電管用電極であって、ガラスバルブ内に導入されている内部電極先端部に同一外径または、これ以下の外径焼結電極構体溶接され、該焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製突出物が設けられていることを特徴とする閃光放電管用電極。

請求項2

前記突出物は、0.1〜0.3mmの厚さに焼結電極構体から突出していることを特徴とする請求項1に記載の閃光放電管用電極。

請求項3

請求項1又は請求項2に記載の閃光放電管用電極がガラスバルブの一端部に封止され、ガラスバルブの他端部に棒状の電極が封止され、ガラスバルブの外周全面に透明なトリガー電極が設けられ、ガラスバルブ内に希ガス封入されていることを特徴とする閃光放電管。

技術分野

0001

本発明は、例えば写真撮影用の棒状の人工光源として用いられる閃光放電管及びこの閃光放電管に備えられている閃光放電管用電極に関する。

背景技術

0002

従来の閃光放電管は、例えば図3に示すように、硼珪酸ガラスからなるガラスバルブ1の一端部にビードガラス2を介してアノード電極3を封止し、ガラスバルブ1の他端部にビードガラス2を介してカソード電極4を封止し、ガラスバルブ1の外周全面に透明な導電性被膜からなるトリガー電極5を設け、ガラスバルブ1内にキセノンなどの希ガス封入したものとされている。

0003

前記アノード電極3は、ガラスバルブ1内に導入されている例えばタングステン製内部電極6と、ガラスバルブ1外に導出されている例えばニッケル製の外部電極7とを直列状態溶接した棒状の接合金属体によって形成されている。

0004

また、カソード電極4は、ガラスバルブ1内に導入される例えばタングステン製の内部電極8と、ガラスバルブ1外に導出されている例えばニッケル製の外部電極9とを直列状態に溶接した接合金属体に加え、ガラスバルブ1内で内部電極8の先端部付近焼結電極構体10を固定したものとされている。

0005

焼結電極構体10は、閃光を発生させるためのもので、内部電極8が焼結電極構体10を貫通し、焼結電極構体10をカシメ止めすることによって、両者8,10が固定されている。

0006

ところで、近年、各種撮像機器の小型化の要請が著しく、これに使用される閃光放電管についても小型化が要請されている。閃光放電管を小型化するには、ビードガラス2及び焼結電極構体10を細径化しなければならない。

0007

しかし、焼結電極構体10を細径化すると、焼結電極構体10の肉厚が薄くなり、カシメ止めするときに割れやすくなることから、焼結電極構体10を細径化するにも限界がある。また、焼結電極構体10を貫通する内部電極8も細径化しすぎると、放電の関係から、短命化してしまう。

0008

そこで、特許文献1には、リード線(前記の閃光放電管におけるカソード電極4の内部電極8に相当)の先端にリード線と同じ外径またはこれ以下の外径の電極体(前記の閃光放電管におけるカソード電極4の焼結電極構体10に相当)を直列状態に突き合わせ、両者を溶接によって結合した閃光放電管が記載されている。この電極体は少なくとも1.2mmの高さを有するとされ、それにより、電極体は過大の熱を放散することなく、リード線上への溶接の際に把持される。また焼結電極構体の保持方法カシメから溶接の固定方法にすることにより、焼結電極構体に内部電極を貫通させ固定する必要がなくなるため、内部電極の径を太く設計し、内部電極と硝子との封着面積増し封着強度を向上させることが可能となり、細径化において封止部信頼性の確保が容易となる。

先行技術

0009

特表昭60−502028号公報

発明が解決しようとする課題

0010

焼結電極構体10としては、タンタルニオブジルコニウム、ニッケルなどの高融点金属材料からなる金属粉末を1種又は2種以上混合して生成される焼結体電子放出材料を保持させたものが提案されている。そして、閃光放電管が多量の電子を瞬間的に放出する機能を備えるように、電子放出材料としてセシウム化合物を用いたものが提案されている。

0011

このような焼結電極構体10を製造するには、セシウム化合物を水やアルコールに溶かした溶液中に焼結体を浸漬させ、その後、乾燥処理する。焼結体には、大小様々の空孔が形成されていることから、焼結体の空孔にセシウム化合物の溶液が含浸する。

0012

このようなセシウム化合物を焼結体に含浸させた焼結電極構体10が特許文献1に記載された閃光放電管の電極体として使用されると、セシウム化合物が活性化しない。また、特許文献1に記載された閃光放電管の電極体は、先端面が露出していることから、放電により発生したイオン衝突が、先端面に集中し電極体が溶融したり、電極体付近のガラスバルブにクラックが生じたりして、寿命が短いものとなる。

0013

そこで、本発明は、細径化及び長寿命化を図ったカソード電極である閃光放電管用電極、及びこの閃光放電管用電極を備えた閃光放電管を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0014

本発明に係る閃光放電管用電極は、閃光放電管のガラスバルブの端部に封止される閃光放電管用電極であって、ガラスバルブ内に導入されている内部電極の先端ぶに同一外径またはこれ以下の径の焼結電極構体が設けられ、該焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製突出物が設けられていることを特徴としている。

0015

この閃光放電管用電極によれば、焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態に高融点金属製の棒または箔が設けられることにより、放電時、焼結電極放電面単位面積に衝突するイオンの量が集中することなく軽減できる構造となる為、細径化しても、ガラスバルブにクラックが入らないものとすることができる。なお、突出物が部分的に突出するとは、突出物によって焼結電極構体の先端部が部分的に覆われることであり、突出物の面積が焼結電極構体面積に対し20〜60%露出していることが好ましい。

0016

また、前記本発明に係る閃光放電管用電極において、前記突出物は、0.1〜0.3mmの厚さに焼結電極構体から突出していることが好ましい。この閃光放電管用電極によれば、突出物が焼結電極構体から突出する厚さが0.1〜0.3mmとされることにより、この閃光放電管用電極を備えた閃光放電管は、使用に好ましい点灯電圧点灯し、使用に好ましい光量を得ることができる。

0017

また、本発明に係る閃光放電管は、前記本発明に係る閃光放電管用電極がガラスバルブの一端部に封止され、ガラスバルブの他端部に棒状の電極が封止され、ガラスバルブの外周全面に透明なトリガー電極が設けられ、ガラスバルブ内に希ガスが封入されていることを特徴としている。

0018

この閃光放電管によれば、細径化した閃光放電管用電極がガラスバルブの一端部に封止されることにより、ガラスバルブを細径化することができる。

発明の効果

0019

本発明によれば、焼結電極構体の先端面から部分的に突出する状態の高融点金属製のアタッチメントを設けた閃光放電管用電極が提供されることにより、この閃光放電管用電極を備えた閃光放電管は、細径化され、しかも、長寿命化を図ることができる。

図面の簡単な説明

0020

本発明に係る閃光放電管の一実施形態を示す概略断面正面図
本発明に係る閃光放電管用電極の実施形態であって、(a)(b)(c)(d)はそれぞれ異なる実施形態を示す概略断面正面図
従来の閃光放電管の一例を示す概略断面正面図

実施例

0021

本発明に係る閃光放電管用電極及び閃光放電管の実施形態について図1及び図2を参照しながら説明する。なお、従来と同一に相当する部分には、同一符合を付して説明する。

0022

この閃光放電管は、従来と同様、ガラスバルブ1の一端部にビードガラス2を介してアノード電極3を封止し、ガラスバルブ1の他端部にビードガラス2を介してカソード電極4を封止し、ガラスバルブ1の外周全面に透明な導電性被膜からなるトリガー電極5を設け、ガラスバルブ1内にキセノンなどの希ガスを封入したものである。

0023

アノード電極3も従来と同様、ガラスバルブ1内に導入されている内部電極6とガラスバルブ1外に導出されている外部電極9とを直列状態で溶接した棒状の接合金属体によって形成されている。

0024

カソード電極4は、本願発明に係る閃光放電管用電極であり、ガラスバルブ1内に導入されている内部電極8の先端部に焼結電極構体10が設けられ、この焼結電極構体10の先端面から部分的に突出する状態に例えば、タングステンモリブデン、タンタル、ニオブなどの高融点金属製の突出物11が設けられていることを特徴としている。突出物11の先端面の面積は、焼結電極構体10の先端面の面積に対し20〜60%露出するように焼結電極構体10の先端面に固定される。

0025

焼結電極構体10は、炭酸セシウム硫酸セシウム酸化セシウムニオブ酸セシウムなどのセシウム化合物を用いた電子放射性材料を保持したものとされている。この焼結電極構体10は、セシウム化合物を水やアルコールに溶かした溶液中に、タンタル、ニオブなどの高融点金属焼結して生成した焼結体を浸漬して製造される。

0026

焼結体には、空孔が形成されるが、例えば、空孔率が28〜36体積%であり、水銀圧入法で測定した空孔径分布状態ピークが1.4〜1.8μmの範囲内に存在し、空孔径が0.75〜2.70μmの範囲内に分布するようにして、セシウム化合物を均一に適量含浸させる。

0027

なお、内部電極8と焼結電極構体10とは、例えば溶接によって固定され、また、ガラスバルブ1外に導出される外部電極9と内部電極8とも溶接によって棒状の接合金属体に形成されている。内部電極8と焼結電極構体10とは同一外径またはこれ以下の外径とされており、内部電極8と外部電極9とが溶接されている。

0028

そして、突出物11は、図2(a)〜(d)に示すような種々の形態をとることができる。図2(a)に示した突出物11は、薄肉片状に形成され、焼結電極構体10の先端面に重ね合わされ、溶接によって焼結電極構体10に固定されている。

0029

また、図2(b)に示した突出物11は、厚肉片状に形成され、焼結電極構体10に部分的に埋め込まれ、溶接によって焼結電極構体10に固定されている。この図2(b)に示した焼結電極構体10の先端面には、突出物11のほぼ半分が埋め込まれる凹陥部が形成されている。

0030

また、図2(c)に示した突出物11は、内部電極8に到達するまでの長さに焼結電極構体10に埋められ、かつ、全長にわたって同一の外径、すなわち円柱状に形成されている。また、図2(d)に示した突出物11は、内部電極8に到達するまでの長さに焼結電極構体10に埋められ、焼結電極構体10内に埋め込まれている部分が焼結電極構体10の先端面から露出している部分よりも縮径、すなわち断面T字形状に形成されている。

0031

したがって、図2(c)(d)に示した焼結電極構体10は、中心軸貫通穴が形成されている。図2(c)に示した焼結電極構体10の貫通穴の内径は、図2(d)に示した焼結電極構体10の貫通穴の内径よりも大きくされている。また、図2(c)(d)に示した突出物11は、内部電極8の先端面に当接するため、両者11,8を溶接などによって固定してもよい。

0032

いずれにしても、焼結電極構体10は、割れることなく内部電極8に固定される。そして、このような突出物11を先端面に設けた焼結電極構体10、内部電極8、外部電極9からなるカソード電極4によって、ガラスバルブ1、したがって閃光放電管を細径化することができる。

0033

この閃光放電管は、焼結電極構体10から電子が放出されるが、焼結電極構体10の先端面に突出物11が設けられているため、放電時、焼結電極放電面の単位面積に衝突するイオンの量が集中することなく軽減できる為、ガラスバルブ1にクラックを生じさせないことから、長寿命化を図ることができるものとなっている。

0034

また、前記のように焼結電極構体10がセシウム化合物を含浸していると、スパッタリングの発生がより一層少なくなり、最低発光電圧、光量も安定化し、焼結電極溶融をより効果的に抑制することができる。

0035

また、突出物11が図2(c)(d)に示したように内部電極8に当接していると、ビードガラス2によって内部電極8を封止するときの熱が突出物11まで伝わりエミッタが活性化されることによって、点灯電圧を下げることができる。

0036

この突出物11は、焼結電極構体10の先端面から0.1〜0.3mm突出していることが好ましい。突出物11を設けていない場合、突出物11の突出量を0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mmとした場合の点灯電圧と光量の測定値について、表1を参照しながら説明する。

0037

この測定値は、表の下側に示した条件下で測定したものである。また、表の突出物の突出寸法の0.0mmは、突出物を設けていない場合である。

0038

この表1から、初期の点灯電圧は、突出物11の突出量が0.3mm以下、及び突出物11を設けていない場合において好適なものとなり、0.4mmであると使用に適さないほどの高電圧が必要となることがわかる。

0039

また、寿命の点灯電圧は、突出物11の突出量が0.1mm、0.2mm、0.3mmであると好適なものとなり、突出物11を設けていない場合(0.0mm)と、突出物11の突出量が0.4mmである場合において、寿命の点灯電圧が高くなり、使用に適さないほどの高電圧が必要となることがわかる。

0040

なお、突出物11の突出量が0.4mmであると、寿命の点灯電圧が高電圧になるのは、突出物11の溶融量が大きく、寿命後の点灯電圧の上昇率が大きいからであると考えられる。

0041

次に、初期の光量については、突出物11の突出量がいずれであっても好適なものとなっていることがわかる。また、寿命の光量については、突出物11の突出量が0.1mm、0.2mm、0.3mmであると好適なものとなり、突出物11を設けていない場合(0.0mm)と、突出物11の突出量が0.4mmである場合において使用できない暗さとなることがわかる。

0042

次に、外観クラック数については、突出物11の突出量が0.1mm、0.2mm、0.3mmであると0本であり、突出物11を設けていない場合(0.0mm)において5本、突出物11の突出量が0.4mmの場合において2本である。

0043

なお、突出物11を設けていないと、寿命の光量が低下するのは、焼結電極構体10の溶融飛散量が多く、閃光放電管用電極の近傍のガラスバルブ1にクラックが多く生じるからであると考えられる。

0044

このことから、突出物11の突出量が0.1mm、0.2mm、0.3mmであると好適に使用でき、突出物11を設けていない場合(0.0mm)と、突出物11の突出量が0.4mmの場合において好適に使用できないと判断することができる。

0045

なお、本発明は、前記の実施形態に限定することなく種々変更することができる。例えば、前記の実施形態では、焼結電極構体10が保持する電子放射性材料としてセシウム化合物を用いたが、他の化合物でもよく、焼結体の空孔率、空孔径、空孔径の分布状態についても、前記の実施形態で説明した数値に限定するものでない。

0046

本発明に係る閃光放電管用電極は、閃光放電管に使用され、閃光放電管は、人工光源であるストロボ装置を構成するものとして有効に利用することができる。

0047

1ガラスバルブ
4カソード電極(閃光放電管用電極)
8内部電極
10焼結電極構体
11 突出物

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