(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つの電極を備えた放電ランプおよび電極製造方法に関する。本発明によれば、高エネルギーの放射を用いて、たとえばレーザ放射などによって、電極（２０，２２）における１つの区間（３０）の組織が少なくとも部分的に変換される。
2008533689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプのための電極（２０，２２）の製造方法において、
該電極（２０，２２）における少なくとも１つの区間（３０）の組織が高エネルギーの放射により、たとえばレーザ放射により、少なくとも部分的に変換されることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記組織は全体的に一貫して変換されることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
前記区間は前記電極（２０，２２）の一方の端部（３０）であることを特徴とする方法。
【請求項４】
放電ランプのための電流導入体（１４）の製造方法において、
該電流導入体（１４）における少なくとも１つの区間の組織が高エネルギーの放射により、たとえばレーザ放射により、少なくとも部分的に変換されることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４記載の方法において、
前記区間は前記電流導入体（１４）の表面区間であることを特徴とする方法。
【請求項６】
少なくとも１つの電極（２０，２２）と少なくとも１つの電流導入体（１４）を備えた放電ランプにおいて、
前記電極（２０，２２）および／または電流導入体（１４）における少なくとも１つの区間（３０）の組織が高エネルギーの放射により、たとえばレーザ放射により、少なくとも部分的に変換されることを特徴とする放電ランプ。
【請求項７】
請求項６記載の放電ランプにおいて、
前記区間（３０）は動作状態に実質的に対応する組織を有することを特徴とする放電ランプ。
【請求項８】
請求項６または７記載の放電ランプにおいて、
前記区間（３０）は粗結晶の組織を有することを特徴とする放電ランプ。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項記載の放電ランプにおいて、
前記区間（３０）はランプ（１）の動作状態に実質的に対応する純度を有することを特徴とする放電ランプ。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか１項記載の放電ランプにおいて、
前記区間（３０）は高エネルギーの放射により、たとえばレーザ放射により、製造されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか１項記載の放電ランプにおいて、
前記区間は前記電極（２０，２２）における放電側の端部（３０）であることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１２】
請求項６から１１のいずれか１項記載の放電ランプにおいて、
前記電極（２０，２２）は棒状のタングステン電極として形成されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項１３】
請求項６から１２のいずれか１項記載の放電ランプにおいて、
前記区間は前記電流導入体（１４）の表面区間であることを特徴とする放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念記載の電極およびこの種の電極を備えた放電ランプの製造方法に関する。
【０００２】
背景技術
電極先端部が設けられたこの種の電極は、たとえば放電ランプにおいて用いられる。この場合、電極製造方法は基本的に、粉末冶金法により電極素材を製造し、焼結プロセスを実施し、ついで望ましい電極直径に合わせて電極素材を機械的に成形することによって行われる。電極素材の成形はたとえば、多重ローラにおける圧延または圧伸成型機におけるスエージ加工ないしはハンマー加工により行われる。これにより電極素材の直径が小さくなるとともに材料が長くなる。さらに小さい直径を有する電極を形成するため、電極素材直径は約４ｍｍからは引き延ばしプロセスによりさらに低減される。その際に判明したのは、小さい直径にするために引き延ばしを行うことによって長手方向の繊維構造が生じ、これによって電極内部の組織が極度に乱されることである。その理由は、粒体境界構造ないしは粒界構造が電極素材の長手方向に対し平行に延在しており、しかも電極シャフト領域のみならず電極先端部領域においてもこのように延在しているからである。一般的な従来技術により知られている成形法たとえばトラバース研削あるいは化学的除去などによる電極先端部の形成によれば、電極先端部の斜面のところに粒界構造が現れることになる。
【０００３】
電極先端部領域における粒界構造を改善するためDE 197 38 574 A1によれば、電極先端部が半径方向の成型によって、たとえば輪郭形状の与えられた鍛造ダイスなどを用いて作られることが知られている。この解決手法によれば、電極先端部が機械的または化学的な除去によっては形成されないことから、電極先端部の輪郭に従った粒界構造を実現することができる。しかしながらこのような電極における欠点とは、ガス放電の温度作用により生じる組織の再結晶に起因して、電極先端部の最終的な組織構造および純度がランプ動作時にはじめて達成されることである。つまり、動作期間の開始にあたりこのような電極は結晶の長い繊維状の組織構造を有しており、これによって点弧特性が劣化し望ましくないアーク始端ないしはアーク形成が生じてしまう。
【０００４】
発明の開示
本発明の課題は、従来の解決手法よりも改善された動作特性が実現される電極もしくは電極導入体を製造する方法ならびにこのような電極もしくは電流導入体を備えたランプを提供することにある。
【０００５】
この課題は、電極もしくは電流導入体の製造方法に関しては請求項１ないしは４の特徴により解決され、この種の電極もしくは電流導入体を備えたランプに関しては請求項６記載の特徴の組み合わせによって解決される。従属請求項には、本発明の殊に有利な実施形態が記載されている。
【０００６】
本発明による電極製造方法によれば、電極における少なくとも１つの区間の組織が高エネルギーの放射によって、たとえばレーザ放射によって、少なくとも部分的に変換される。この電極区間に向けられた高エネルギー放射の温度作用に基づき、結晶の長い繊維状の組織領域がまとめられてコンパクトで密なまとまりが形成され、換言すれば、この電極区間における組織の規定された再結晶化が行われる。このような再結晶化により、この電極区間の領域において粗結晶である組織に作用が及ぼされる。これによりこの電極区間は、ランプの動作状態に実質的に相応する組織構造と純度をもつことになる。有利であるのは、上述の電極区間に電極の放電側端部を含めることである。電極における放電側端部の上述の組織構造はランプ動作中、安定状態で維持され、良好な点弧特性ならびに良好なアーク形成ないしはアーク始端が保証される。このようにしてEP 0 858 098 B1による従来技術とは異なり本発明による電極先端部によって、ランプ耐用期間の初期にすでに最適な点弧特性ならびに良好なアーク形成が実現される。さらに温度作用に基づき電極の高い純度が達成される。
【０００７】
有利であるのは、結晶組織を全体的に一貫して変換することである。これにより放電ランプが比較的長く動作した後でも、電極区間は規定どおりに粗い粒子の組織表面を有することになる。
【０００８】
本発明による電流導入体の製造方法によれば、電流導入体における少なくとも１つの区間の組織が高エネルギーの放射によって、たとえばレーザ放射によって、少なくとも部分的に変換される。たとえば高エネルギー放射によって電流導入体における表面区間が処理される。この目的はたとえば、表面に付着する汚れを蒸発させたり、または電流導入体表面を滑らかにしたりすることにあり、あるいは電流導入体表面における結晶組織を変換し、それによって電流導入体のいわゆるガラス溶着特性を改善させることにある。つまり周囲を取り囲むランプ容器のガラスに対する電流導入体の固着を改善することにある。そしてこれによって、ガラス材料と電流導入体材料の熱膨張係数の相違に起因してランプ容器に亀裂の生じるおそれを低減しようというものである。有利であるのは、電流導入体をモリブデン、タングステン、あるいはモリブデンまたはタングステンの合金から成る線材として形成することである。
【０００９】
本発明による放電ランプは少なくとも１つの電極と少なくとも１つの電流導入体を有しており、この場合、電極もしくは電流導入体における少なくとも１つの区間の組織が高エネルギーの放射により、有利にはレーザ放射により、少なくとも部分的に変換されている。
【００１０】
殊に有利であると判明したのは、放電ランプの動作状態に実質的に相応する組織を電極区間にもたせることである。
【００１１】
本発明の１つの有利な実施例によれば、この電極区間は粗結晶の組織を有している。
【００１２】
その際、ランプの動作状態に実質的に相応する純度をこの電極区間にもたせるのが有利である。これにより放電容器内の黒化が最小限に抑えられ、放電ランプの耐用期間が延ばされる。
【００１３】
本発明による１つの実施例によれば、この電極区間は高エネルギーの放射により形成され、有利にはレーザ放射により形成される。
【００１４】
上述の電極区間は、有利には電極における放電側の端部である。有利には本発明は、たとえば高圧放電ランプのための棒状のタングステン電極に適用される。
【００１５】
図面の簡単な説明
次に、有利な実施例に基づき本発明について詳しく説明する。図１には本発明による放電ランプが略示されており、図２には図１で示した電極が拡大されて描かれている。
【００１６】
本発明の有利な実施例
図１に示されている本発明の実施例は高圧放電ランプ１に係わるものであり、これはたとえば車両前照灯やプロジェクタなどに適用される。この放電ランプは石英ガラスから成る放電容器２を有しており、これには内部空間４および直径方向に配置され封止されている終端区間６，８が設けられている。これらの終端区間６，８はガラス溶融部１０，１２として形成されており、それぞれ１つの電流導入体１４を有している。電流導入体１４は放電ランプ１のガラス溶融部１０，１２に気密に埋め込まれたたとえば矩形のモリブデン箔１６，１８に溶接されている。内部空間４には、直径方向に配置されＴｈＯ2でドーピングされたタングステンから成るほぼピン形状の２つの電極２０，２２が突出しており、これらの電極２０，２２はそれぞれモリブデン箔１６，１８と溶接されていて、ランプ動作中、これらの電極間でガス放電が形成される。放電容器２の内部空間４にはイオン化可能な充填物が封入されており、これは高純度のキセノンガスおよび複数の金属ハロゲン化物から成る。電極２０，２２は、ガラス溶融部１０もしくは１２に埋め込まれ電極シャフト２４として構成されたそれぞれ１つの第１の端部区間２６を有している。第２の端部区間２８のところで、電極２０，２２に電極先端部３０が設けられている。電極先端部３０の組織は、高エネルギーの放射によって少なくとも部分的に変えられている。図示の実施例の場合、高エネルギー放射はレーザにより電極先端部３０に与えられる。電極先端部３０に向けられたレーザ放射の温度作用に基づき、結晶の長い繊維状の組織領域がまとめられてコンパクトで密なまとまりが形成され、換言すれば、電極先端部３０の組織において規定された再結晶化が行われる。再結晶化は、電極先端部３０の領域において比較的粗結晶である組織に作用を及ぼす。これにより電極先端部は、放電ランプ１の動作状態に実質的に相応する組織構造と純度をもつことになる。電極先端部３０のこのような組織構造は放電ランプ１の動作中、安定状態に保たれ、これにより良好な点弧特性ならびに好ましいアーク始端が得られる。EP 0 858 098 B1による従来技術とは異なり本発明による電極先端部３０によって、ランプ耐用期間の初期にすでに最適な点弧特性ならびに良好なアーク形成が実現される。さらにレーザ放射の温度作用に基づき、電極２０，２２の高い純度が達成される。
【００１７】
図１の電極２０を拡大して描いた図２に示されているように、円筒状の電極シャフト２４は電極先端部３０へ向かって円錐台の形状で先細っており、この円錐台の錐面３２は放電側でほぼ円形の端面３４として終端している。これにより放電ランプ１の良好なアーク始端が実現される。電極先端部３０はレーザ放射により組織変更において形成され、これは図１を参照しながら説明した組織構造を有している。
【００１８】
本発明による電極２０，２２は、既述のようにレーザ放射を用いた電極先端部３０の形状付与に限定されるものではなく、従来技術により知られているあらゆる成形技術を用いて、たとえば研磨、エッチング、スエージ加工ないしはハンマー加工等によって、電極先端部３０を任意の幾何学的形状で形成することができる。また、電極２０，２２の放電側端部３０を、尖らせる代わりに太く形成することもできる。さらに本発明による電極区間３０の組織変換を、電極２０，２２とモリブデン箔１６，１８との溶接前または溶接後に行うことができる。
【００１９】
以上、本発明では、電極シャフト２４と放電側の電極端部３０を有する少なくとも１つの電極２０，２２を備えたランプ１およびこの種の電極２０，２２の製造方法について説明してきた。本発明によれば、高エネルギーの放射を用いて、たとえばレーザ放射などによって、電極区間の組織が少なくとも部分的に変換ないしは転換される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による放電ランプの概略図
【図２】図１で示した電極の拡大図
【符号の説明】
【００２１】
１  ランプ
２  放電容器
４  内部空間
６  終端区間
８  終端区間
１０  ガラス溶融部
１２  ガラス溶融部
１４  電流導入体
１６  モリブデン箔
１８  モリブデン箔
２０  電極
２２  電極
２４  電極シャフト
２６  端部区間
２８  端部区間
３０  電極先端部
３２  錐面
３４  端面
【図１】
2008533689.tif 000003
【図２】
2008533689.tif 000004
【国際調査報告】
2008533689.tif 000005
2008533689.tif 000006
2008533689.tif 000007
2008533689.tif 000008