(57)【要約】【課題】簡単で確実に製造することができるにも拘わらず、欠陥商品が少ないままである程度に電極系が設計されている、セラミックの放電容器を備えている、金属ハロゲン化物ランプを提供する。【解決手段】該電極系が異なる直径のピンとして設計されている２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材は、ニオブピン（９、１０）であり、放電側で内側に隣接して存在するより小さな構造部材は、ニオブピンの穿孔（２１）内に差し込まれている、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比は、３０〜６５％であり、差し込まれたピンは、穿孔内に機械的な圧縮過程によって固定されている。【選択図】図２
2004186155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックの放電容器（４）を備え、この場合この放電容器は、栓で閉鎖されている２つの端部（６）を有し、これらの栓（１２）には、導電性リード線（９、１０）が貫通されており、これらのリード線には、放電容器の内部に突き出している軸部（１５）を有する電極（１６）が固定されており、その際リード線と電極は、一緒になって電極系と呼称されている、金属ハロゲン化物ランプにおいて、該電極系が異なる直径のピンとして設計されている２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材は、ニオブピン（９、１０）であり、放電側で内側に隣接して存在するより小さな構造部材は、ニオブピンの穿孔（２１）内に差し込まれている、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比は、３０〜６５％であり、差し込まれたピンは、穿孔内に機械的な圧縮過程によって固定されていることを特徴とする、セラミック放電容器（４）を有する金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項２】
機械的な圧縮過程が刻み目の付与または圧締めによって実現されている、請求項１記載の金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項３】
より小さな構造部材がタングステンからなる電極軸部（２７）である、請求項１記載の金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項４】
より小さな構造部材がリード線の内側部材としてのモリブデンからなるピン（３１）である、請求項１記載の金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項５】
穿孔が０．８〜２．５ｍｍの深さである、請求項１記載の金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項６】
穿孔が直径の点で差し込むべきピンに適合している、請求項１記載の金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項７】
穿孔（２１）が包囲する壁面（２２）を有している、請求項１記載の金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項８】
穿孔がスロットを有し、少なくとも２つの舌部を有している、請求項１記載の金属ハロゲン化物ランプ。
【請求項９】
セラミック放電容器を有する金属ハロゲン化物ランプのための電極系において、該電極系が異なる直径のピンとして設計されている２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材は、ニオブピンであり、より小さな構造部材は、ニオブピンの穿孔内に差し込まれている、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比は、３０〜６５％であり、差し込まれたピンは、穿孔内に機械的な圧縮過程によって固定されていることを特徴とする、セラミック放電容器を有する金属ハロゲン化物ランプのための電極系。
【請求項１０】
異なる直径のピンとして設計されている２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材は、ニオブピンであり、より小さな構造部材は、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、該ニオブピンは、より小さな構造部材の収容のために穿孔を有し、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比は、３０〜６５％である、電極系を製造する方法において、次の処理工程：
ａ）より小さな構造部材をニオブピン内に差し込む工程；
ｂ）差し込まれたピンを穿孔内で、機械的な圧縮過程、殊に刻み目の付与または圧締めによって固定する工程を有することを特徴とする、電極系を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックの放電容器を備え、この場合この放電容器は、栓で閉鎖されている２つの端部を有し、これらの栓には、導電性リード線が貫通されており、これらのリード線には、放電容器の内部に突き出している軸部を有する電極が固定されており、その際リード線と電極は、一緒になって電極系と呼称されている、金属ハロゲン化物ランプから出発する。この場合には、殊に２０〜４００Ｗ、有利に１００Ｗからの出力を有するランプが重要である。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ  ９１／０９４１６の記載から、高圧放電ランプは、公知であり、この場合リード線は、薄手の壁面を有する大きな直径のＮｂ管からなり、一方で、電極は、小さな直径のピンによって形成されている。直径の比は、少なくとも４：１である。リード線と電極との結合は、刻み目の付与によって得られており、この場合この刻み目の付与は、放電容器を詰め込むための溜めとして使用される、Ｎｂ管の内側に通路が残存する程度に設計されている。この技術は、セラミック放電容器が使用されるナトリウム高圧ランプのために標準技術として使用される。
【０００３】
これとは異なり、セラミック放電容器を有する新規の金属ハロゲン化物ランプの場合には、溜めを必要としない。それどころか、電極系の範囲内での死容積は、できるだけ良好に回避される。この理由から、リード線および隣接したピンは、ほぼ同じ直径を備えている。この場合、通常の結合技術は、溶接またはロウ付けである。例えば、欧州特許第６５２５８７号明細書参照。しかし、この種の結合は、調整するのが困難であり、したがって比較的高い欠陥商品を許容しなければならず、その上、性質上、高い投資費用が要求される。他面、欠陥商品の減少には、高い費用が要求される。
【特許文献１】ＷＯ  ９１／０９４１６
【特許文献２】欧州特許第６５２５８７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、簡単で確実に製造することができるにも拘わらず、欠陥商品が少ないままである程度に電極系が設計されている、セラミックの放電容器を備え、この場合この放電容器は、栓で閉鎖されている２つの端部を有し、これらの栓には、導電性リード線が貫通されており、これらのリード線には、放電容器の内部に突き出している軸部を有する電極が固定されており、その際リード線と電極は、一緒になって電極系と呼称されている、金属ハロゲン化物ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、該電極系が異なる直径のピンとして設計されている２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材が、ニオブピンであり、放電側で内側に隣接して存在するより小さな構造部材が、ニオブピンの穿孔内に差し込まれている、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比が、３０〜６５％であり、差し込まれたピンが、穿孔内に機械的な圧縮過程によって固定されていることによって解決される。特に好ましい実施形式は、請求項１から８までのいずれか１項の記載から見出される。
【０００６】
詳細には、セラミック放電容器を有する金属ハロゲン化物ランプが重要であり、この場合この放電容器は、栓で閉鎖されている２つの端部を有し、これらの栓には、導電性リード線が貫通されており、これらのリード線には、放電容器の内部に突き出している軸部を有する電極が固定されている。リード線と電極は、一緒になって以下、電極系と呼称されている。電極系は、異なる直径のピンとして設計されている、少なくとも２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材は、ニオブピンであり、放電側で内側に隣接して存在するより小さな構造部材は、ニオブピンの穿孔（２１）内に差し込まれている、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比は、３０〜６５％であり、差し込まれたピンは、穿孔内に機械的な圧縮過程によって固定されている。また、ニオブの代わりに、高いニオブ含量の合金（例えば、少なくとも６０モル％のＮｂ含量を有するＮｂＺｒ）またはニオブと類似の性質を有する金属を使用することもでき、好ましくは、タンタルが適している。
【０００７】
有利に、機械的圧縮過程は、刻み目の付与または圧締めによって実現されている。この場合、刻み目の付与は、局部的な圧縮であり、圧締めは、穿孔の壁面の全面的な圧潰であると理解される。
【０００８】
１つの好ましい実施形式において、より小さな構造部材は、ニオブピン内に差し込まれている、タングステンからなる電極軸部である。この場合には、毛管状の栓に対して長いピンならびに短い軸部（毛管状の栓なし）が重要である。
【０００９】
更に、好ましい実施形式において、より小さな構造部材は、リード線の内側部材としてのモリブデンからなるピンであり、一方で、ニオブピンは、リード線の外側部材である。この場合、内側部材は、毛管状の栓内に存在し、一方で、外側部材は、毛管の端部に存在する。
【００１０】
一般に、穿孔は、約０．８〜２．５ｍｍの深さであり、それによって差し込むべきピンにとって十分な正確に固定される。穿孔の深さＴにとって好ましい一般的な経験則は、直径の３ないし４倍、殊にピンの直径Ｄの４倍、即ちＴ＝４Ｄである。
【００１１】
より小さな構造部材の最適な固定および除去を達成するために、穿孔の毛管状の栓が直径の点で差し込むべきピンに適合されていることは、望ましい。これは、殊に穿孔が最大で０．０４ｍｍ、有利に０．０１〜０．０２５ｍｍ、それ以上である場合である。
【００１２】
通常、穿孔は、包囲する壁面を有している。しかし、場合によっては、穿孔がスロットを有し、少なくとも２つの舌部を有している実施態様が好ましい。
【００１３】
更に、本発明は、セラミック放電容器を有する金属ハロゲン化物ランプのための電極系に専ら向けられており、この場合には、該電極系が異なる直径のピンとして設計されている２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材は、ニオブピンであり、より小さな構造部材は、ニオブピンの穿孔内に差し込まれている、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比は、３０〜６５％であり、差し込まれたピンは、穿孔内に機械的な圧縮過程によって固定されている。
【００１４】
更に、また、本発明は、異なる直径のピンとして設計されている２つの構造部材を含み、この場合より大きな構造部材は、ニオブピンであり、より小さな構造部材は、モリブデンまたはタングステンからなるピンであり、該ニオブピンは、より小さな構造部材の収容のために穿孔を有し、より小さな構造部材の直径とＮｂピンの直径との比は、３０〜６５％である、電極系を製造する方法をも網羅しており、この方法は、次の処理工程：
ａ）より小さな構造部材をニオブピン内に差し込む工程；
ｂ）差し込まれたピンを穿孔内で、機械的な圧縮過程、殊に刻み目の付与または圧締めによって固定する工程を有している。
【００１５】
殊に、酸化アルミニウムからなるセラミック放電容器を有する金属ハロゲン化物ランプは、重要であり、この場合放電容器は、セラミック栓で閉鎖されている２つの端部を有する。放電に対して内側部分と外側のピン状の部分とからなることができる、導電性の場合によっては２つの部分のリード線は、前記セラミック栓に真空密に貫通している。リード線は、外側で線上でガラスロウ付けによって密閉されているピンである。リード線上には、内側で、放電容器の内部に突き出している軸部を有する電極が固定されている。電極は、球状物、ピン、成形部材またはフィラメントとして形成されている頭部を有することができる。更に、毛管状の栓が使用される場合には、軸部上には、充填フィラメントが取り付けられていてよい。
【００１６】
有利に、ランプの出力は、７０〜４００Ｗであるが、しかし、よりいっそう大きな出力（１０００Ｗ）ならびによりいっそう小さな出力（２０Ｗまで）も可能である。
【００１７】
栓は、単一部分で設計されていてもよいし、複数の部分で設計されていてもよい。例示的には、自体公知の方法で、毛管状の栓は、リング状の栓部分によって包囲されていてよい。
【００１８】
リード線またはその外側部分は、典型的には栓内に存在する長さに亘って完全にガラスロウ中に溶融される。重要なことは、ニオブピンがニオブに対する充填物の腐蝕による攻撃のために完全にガラスロウによって被覆されていることである。
【００１９】
本発明によれば、Ｎｂからなるリード線は、モリブデンまたはタングステンからなるピンが放電側で差し込まれている穿孔を有している。穿孔は、連続的に包囲している壁面を備えているかまたはスロットを有する壁面を備えている。好ましくは、この穿孔は２つまたはそれ以上のスロットを備えている。この場合、結合されたピンの直径は、Ｎｂピンの３０〜６５％（限界値を含む）である。従って、Ｎｂピンの残存する壁厚は、Ｎｂの材料特性に基づいて接合すべきピンの機械的保持が圧縮、例えば刻み目の付与または圧締め（圧縮位置による保持）によって可能である程度に選択されている。この場合、穿孔は、接合すべきピンの直径に適合されている。好ましくは、そのための穿孔は、接合すべきピンよりも０．０１〜０．０４ｍｍ、殊に０．０１５〜０．０２５ｍｍ大きい。この場合、このピンの長さは、大きな役を演じていない。ワット数とは無関係に、約１．３〜２．５ｍｍの深さ、好ましくは１．５〜２．０ｍｍの深さの穿孔で十分である。
【００２０】
好ましい第１の実施態様において、リード線は、包囲する穿孔を有するＮｂピンであり、それというのも、穿孔は、簡単で確実に製作することができ、接合すべきピンの極めて良好な固定を提供するからである。
【００２１】
第２の実施態様において、Ｎｂピンは、スロットを有する穿孔を備えており、この穿孔は、実際に比較的費用を掛けて製作されうるが、しかし、特殊な場合には、場合により高いワット数および接合すべきピンの大きな質量の際に良好な刻み目の付与を可能にする。
【００２２】
それによって達成可能な固定は、充填フィラメントを支持する長い軸部を有する電極系が今や断片から完成されていてよい程度に達成されていてよい。溶接の破断による欠損源は、今や完全に排除される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１には、１５０Ｗの出力を有する金属ハロゲン化物ランプが略示されている。この金属ハロゲン化物ランプは、石英ガラスからなるランプ軸線を定義する円筒状の外側バルブ１からなり、この外側バルブは、２つの側で押し潰されており（２）、キャップされている（３）。勿論、ランプは、片側で閉鎖することができ、例えばねじ付きキャップを備えていてよい。Ａｌ2Ｏ3セラミックからなる軸方向に配置された放電容器４は、円筒形状または膨れた形状であり、２つの端部６を有している。この放電容器は、箔８によりキャップ部３と結合されている２つの電流供給線により外側バルブ１中に保持されている。電流供給線７は、リード線９、１０と溶接されており、これらのリード線は、それぞれ放電容器の端部６で端部栓１２中に嵌め込まれている。栓部分は、延長された毛管１２（毛管状の栓）として設計されている。放電容器の端部６および毛管状の栓１２は、例えば互いに直接に焼結されている。リード線上には、放電側で電極１５が位置している。
【００２４】
リード線９、１０は、それぞれニオブピンとして設計されており、毛管１２の長さのほぼ四分の一に到るまでこの毛管内に突入している。その上、毛管１２内には、放電体積に向かって、軸部の放電側の端部で押し込まれたフィラメント１７を有する、タングステンからなる延長された電極軸部１６が延在している。
【００２５】
放電容器の充填物は、不活性の点火ガス、例えばアルゴンと共に、水銀および金属ハロゲン化物の添加剤からなる。また、例えば水銀なしの金属ハロゲン化物充填物の使用も可能であり、この場合には、点火ガスとして有利にキセノンおよび殊に明らかに１．３バールを越える高い圧力を選択することができる。
【００２６】
ニオブピン９は、約３ｍｍの深さで毛管状の栓１２中に挿入されており、ガラスロウ１９により密閉されている。この場合、ガラスロウが前記のニオブピンを完全に覆い、軸部１６の開始部分（１〜２ｍｍ）もなおガラスロウによって覆われていることは、重要なことである。
【００２７】
図２には、電極系が側面図（図２ａ）および９０゜旋回した側面図（図２ｂ）で詳細に示されている。０．８８ｍｍの直径を有する、スロットを有するニオブピンは、リード線９として使用される。このニオブピンは、深さ２ｍｍおよび直径０．５２ｍｍの穿孔を有する。この穿孔は、２つの開口スロットを備えており、したがって壁面から２個の舌部１４が立ったまま存在する。穿孔内には、タングステンからなる軸部１６が嵌め込まれており、そこで刻み目の付与（凹み部１７）により固定されている。明示するために、軸部１６は、完全に導入された位置では示されていない。刻み目の付与は、２つの舌部１４の対向する２つの位置１７で局部的に行なわれる。軸部１６の直径は、０．５０ｍｍである。毛管状の栓内に存在する、軸部の部分は、死容積を最少化するために、モリブデンからなる充填フィラメント１０によって包囲されている。
【００２８】
図３においては、電極系の他の実施例が示されている。０．８８ｍｍの直径を有するニオブピン２０は、リード線９、１０として使用される。このニオブピンは、深さ２ｍｍおよび直径０．４２ｍｍの穿孔を有する。この穿孔は、包囲する壁面２２を有している（図３ａ）。穿孔内には、タングステンからなる軸部１６が嵌め込まれており（図３ｂ）、そこで刻み目の付与（図３ｃ）により固定されている。刻み目の付与は、壁面の対向する２つの位置１７で局部的に行なわれ、そこで２つの圧縮位置２４を留める。軸部１６の直径は、０．４０ｍｍである。毛管状の栓内に存在する、軸部の部分は、死容積を最少化するために、モリブデンからなる充填フィラメント１０によって包囲されている。
【００２９】
Ｎｂピンおよび軸部の直径は、ワット数に応じて異なるように選択されていてよい。一般に、（軸部の直径）：（Ｎｂピンの直径）の比は、スロットを有する配置または包囲する穿孔を使用するか否かに拘わらず、３０〜６５％の範囲内である。低いワット数の場合には、むしろ下限に向かう傾向にあり、高いワット数の場合には、むしろ上限に向かう傾向にある。モリブデンを使用しながらの別の実施態様においては、前記の比は、むしろタングステンを使用する場合よりも高く、即ちタングステンに対して約３０〜５０％高くなる。
【００３０】
毛管状の栓を考慮しない簡単な実施例は、図４に示されている。図４において、図４ａには、穿孔２６を有するＮｂピン２５が専ら示されており、他方、図４ｂにおいては、短いＷピン２７が電極軸部として嵌め込まれており、そこで圧締めされている。
【００３１】
図５によれば、例えばリード線の外側部分としてのＮｂピン３０とリード線の内側部分としてのＭｏコアピンとの間の結合を得るために、刻み目の付与方法も適している。それというのも、この場合も直径の大きさの差は、使用可能な範囲（３０〜６５％）内にあるからである。刻み目を付与した凹み部は、参照符号３４として示すことができる。コアピン３１は、充填フィラメント３３を備えている。
【００３２】
この場合には、勿論、Ｍｏコアピン３１とタングステンからなる電極軸部３２との間の結合は、従来法で溶接により得ることができる。それというのも、この場合には、軸部とコアピンとの大きさの差は、ごく僅かであるからである。この大きさの差は、典型的には約７０〜１００％である。
【００３３】
第１表中には、他のワット数の場合の異なる比が示されている。３５〜４００Ｗのランプについては、そこにはＮｂピンの直径（DuNb）および軸部の直径（DuS）が、双方ともｍｍで記載されており、ならびに軸部の直径は、Ｎｂピンに対して百分率で記載されている。この場合には、それぞれＷピンが軸部として使用された。穿孔（包囲する）の深さは、２ｍｍであった。
【００３４】
【表１】
2004186155.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】セラミック放電容器を有する金属ハロゲン化物ランプを示す略図。
【００３６】
【図２】図２ａおよび図２ｂは、それぞれ図１のランプの端部である電極系を示す詳細図。
【００３７】
【図３】図３ａ、図３ｂおよび図３ｃは、それぞれ電極系の他の１つの実施例を示す詳細図。
【００３８】
【図４】図４ａおよび図４ｂは、それぞれ電極系の他の１つの実施例を示す詳細図。
【００３９】
【図５】電極系の他の１つの実施例を示す詳細図。
【符号の説明】
【００４０】
１  円筒状の外側バルブ
２  外側バルブの押し潰された側
３  外側バルブのキャップされた側
４  放電容器
６  端部
７  電流供給線
８  箔
９  リード線
１０  リード線
１２  毛管
１４  ２つの舌部
１５  電極
１６  電極軸部
１７  フィラメント
１９  ガラスロウ
２０  ニオブピン
２１  穿孔
２２  包囲する壁面
２４  ２つの圧縮位置
２５  Ｎｂピン
２６  穿孔２６
２７  短いＷピン
３０  Ｎｂピン
３１  Ｍｏコアピン
３２  タングステンからなる電極軸部
３３  充填フィラメント
３４  凹み部
【図１】
2004186155.tif 000004
【図２】
2004186155.tif 000005
【図３】
2004186155.tif 000006
【図４】
2004186155.tif 000007
【図５】
2004186155.tif 000008