(57)【要約】  本発明は、電極装置がタングステン材料から成る４つの部材で形成されており、該４つの部材は電極頭部、電極軸部、リード中央部およびリード端部である、高圧放電灯に関する。本発明によれば、リード端部はセラミック製のスリーブによって包囲されている。
2010528439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の放電容積を有するセラミック製の放電管を備えており、
該放電管の端部に複数の細管が配置されており、
各細管に１つずつ電極装置が案内されて封止されており、少なくとも１つの電極装置はタングステンをベースとしており、つまり、少なくとも１つの電極装置は、タングステンから成る第１の部材としての電極頭部と、タングステンから成る第２の部材としての電極軸部と、複数部分から成るリードとを有しており、該リードは前記細管の端部で外部へ突出した例えばニオブ製のピンを含んでいる、
高圧放電灯において、
前記リードはタングステンから成る細管内の第３の部材としての円筒状のリード中央部と複数部分から成る細管内の第４の部材としてのリード端部とを有しており、
前記第３の部材は前記第２の部材に接続されており、
前記第４の部材は直径が最大で３００μｍのタングステン製のコアピンとこれを部分的に包囲する管状のスリーブと有しており、
前記コアピンは前記外部へ突出したピンに接続されており、前記スリーブと前記外部へ突出したピンとのあいだに空隙が形成されており、前記細管の端部は少なくとも前記スリーブの始点までガラスはんだによって封止されている
ことを特徴とする高圧放電灯。
【請求項２】
前記電極装置の４つの部材のうち第１の部材はタングステン材料から成形されており、例えば一体に製造されている、請求項１記載の高圧放電灯。
【請求項３】
Ｄ１＝（０．６〜０．９５）＊ＤＫｉ；
Ｄ２＝（０．２〜１．０）＊Ｄ１，有利には、Ｄ２＝（０．２〜０．５）＊Ｄ１；
Ｄ３＝（０．８〜０．９５）＊ＤＫｉ；
Ｄ４≦３００μｍ；
Ｄｍａ＝（０．７５〜０．９５）＊Ｄｋｉ；
Ｄｍｉ＝Ｄ４＋（２０〜１００）μｍ；
Ｄ５＝（０．８〜０．９５）＊Ｄｋｉ
の寸法を有する、請求項１記載の高圧放電灯。
【請求項４】
Ｌｍ＝Ｌ４−（０．２〜１．０）ｍｍ；
Ｌ１＝（０．５〜３．０）＊Ｄ１；
Ｌ２＝（０．５〜５．０）＊Ｌ１；
Ｌ３＝（０．３〜０．８）＊ＬＫ；
Ｌ４＝（３．０〜５．０）ｍｍ
の寸法を有する、請求項１記載の高圧放電灯。
【請求項５】
前記スリーブと前記外部へ突出したピンとのあいだの空隙は軸線方向の長さ０．２〜０．８ｍｍを有する、請求項４記載の高圧放電灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に記載のセラミック製の放電管を備えた高圧放電灯に関する。
【０００２】
従来の技術
欧州公開第９２６７０３号明細書には、複数の部材を組み合わせて形成された電極装置を有する高圧放電灯が記載されている。２つの部材すなわちフィラメントを含む電極シャフトとリード中央部とはそれぞれタングステンから成る。この電極装置はさらにリード中央部の上に載置されたモリブデンフィラメントおよびニオブ製のリード端部を有する。
【０００３】
このような構造を採用すると通常の充填物による侵襲を受けない。無駄空間はモリブデンフィラメントまたはモリブデンをベースとした類似の構造体によって充填される。
【０００４】
発明の開示
本発明の課題は、侵襲性の充填物に対して特に耐性の高い電極装置を備えた高圧放電灯を提供することである。
【０００５】
この課題は請求項１の特徴を有する構成により解決される。
【０００６】
特に有利な実施形態は従属請求項に示されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】高圧放電灯の断面図である。
【図２】細管内の電極装置の断面図である。
【０００８】
本発明によれば、電極装置はその全体が特に侵襲的な充填物に対する耐性の高いタングステン材料から製造される。ただし、タングステンの熱膨張係数は放電管の端部のセラミック製の細管（キャピラリ）の熱膨張係数には適合しない。したがって、新たな構造を工夫する必要がある。
【０００９】
本発明では、電極そのものすなわち電極の軸部および頭部もリード装置もタングステン材料から製造される。ここでタングステンＷには適切な物質をドープしてもよい。電極装置は４つの部材から成り、主として円筒状に成形される。ここで４つの部材はそれぞれ異なる径を有する。各部材のあいだの移行領域は任意の形状、例えば円錐状または段状に成形可能である。これに代えて、電極装置を均質な材料から切削やレーザー処理によって一体として成形してもよい。
【００１０】
ただし、有利には、４つの個別の部材がそれぞれ溶接、はんだ付け、機械的な差し込み接続などによって適切に組み合わされる。
【００１１】
第１の部材は電極頭部である。第２の部材は電極軸部であり、その直径は電極頭部の直径以下である。第３の部材はリード中央部であり、細管の無駄空間に良好に充填されている。リード中央部の直径は細管の内径の８５％〜９５％に選定されている。第４の部材はリード端部であり、細管の端部の溶着領域を通って案内されており、ガラスはんだによって封止されている。
【００１２】
第４の部材は、本発明によれば、タングステン製の最大径３００μｍのコアピンであり、このコアピンはセラミック製、特にＰＣＡ製のスリーブによって付加的に包囲されている。有利には、スリーブの軸線方向の長さは０．３ｍｍ〜１．０ｍｍであり、コアピンの長さより短い。
【００１３】
当該の第４の部材は細管から突出したニオブピンないしニオブに近い熱膨張係数を有する材料から形成されたピンに溶接されている。突出するピンおよび溶接部はガラスはんだによって完全に包囲されている。
【００１４】
電極装置全体がタングステンから形成されているので、当該の電極装置は侵襲的な充填物に対して高い耐性を有する。したがって、モリブデンを含む電極装置に比べていちじるしい有利性が得られる。
【００１５】
本発明の電極装置のさらなる利点は、電極からリードおよび細管を含む構造体までの区間がきわめて均等に形成されるということである。
【００１６】
これにより、充填物の対流がいちじるしく低減され、細管の内壁の局所的な膨張が抑制される。
【００１７】
こうした電極装置は水銀を完全にまたはほぼ完全に省略した金属ハロゲン化物充填物に特に良好に適する。
【００１８】
以下に本発明を実施例に則して詳細に説明する。
【００１９】
本発明の有利な実施例
図１には金属ハロゲン化物高圧放電灯１の実施例が示されている。当該の高圧放電灯１は、外管１０内に配置され、両側を封止されたセラミック製の放電管２を有している。放電管２は長手軸線方向に延在しており、両端に細管３を有する。細管３は、図２に示されているように、内径Ｄｋｉおよび軸線方向長さＬＫを有する。放電管２の内部には２つの電極４が相互に対向するようにそれぞれリード（引き出し線）５に固定されて配置されている。各リードは細管３を通して外部へ案内されている。リード５の端部はガラスはんだ１９によって細管に封止されている。リード５は電流供給線６を介して外管の端部のソケットコンタクト１３へ接続されている。有利には、充填物は水銀フリーであって、特にヨウ化セリウム、ヨウ化アルミニウムおよびヨウ化タリウムなどの希土類ヨウ化物を含む。充填物の他の例は独国公開第１０２５４９６９号明細書に挙げられている。
【００２０】
図２には電極装置の詳細が示されている。各電極はタングステン製の頭部７を有しており、この頭部７は直径Ｄ１および軸線方向長さＬ１を有する。電極頭部は中実であってもよいし、巻線によって形成されていてもよい。電極頭部は電極装置の第１の部材である。この電極頭部にはタングステン製の電極軸部８が接続されており、電極軸部８は軸線方向長さＬ２を有する。電極軸部８の直径Ｄ２は通常は電極頭部７の直径Ｄ１より著しく小さいが、最大で電極頭部の直径Ｄ１と同じであってもよい。電極軸部８は電極装置の第２の部材である。電極軸部８にはタングステン製の円筒状のリード中央部９が第３の部材として接続されている。当該のリード中央部９の直径Ｄ３は電極頭部７の直径Ｄ１より大きい。またリード中央部９は軸線方向長さＬ３を有する。
【００２１】
リード中央部９にはリード端部１０が第４の部材として組み合わされて接続されている。リード端部１０はタングステン製のコアピン１１を有している。コアピンの直径Ｄ４は有利には２００μｍ〜３００μｍである。コアピン１１の直径の実用上の下方限界値は１００μｍである。コアピン１１は管状のスリーブ１２によって包囲されており、このスリーブ１２は軸線方向長さＬｍを有する。スリーブ１２の外径Ｄｍａはリード中央部９の直径Ｄ３にほぼ等しい。有利にはスリーブ１２はセラミックから形成されている。つまり、スリーブはＡｌ２Ｏ３、特にＰＣＡから製造される。このとき、ＰＣＡはドープされたものであっても非ドープのものであってもよい。スリーブの内径Ｄｍｉはコアピン１１に適合するように選定される。コアピン１１にはリード端としてのニオブピン１４が接続されている。ニオブピンの直径Ｄ５は細管３の孔に密に嵌合するように選定される。
【００２２】
有利には、４つの部材の径は次のような関係を有する。すなわち、
Ｄ１＝（０．６〜０．９５）＊ＤＫｉ；
Ｄ２＝（０．２〜１．０）＊Ｄ１，有利には、Ｄ２＝（０．２〜０．５）＊Ｄ１；
Ｄ３＝（０．８〜０．９５）＊ＤＫｉ；
Ｄ４≦３００μｍ；
Ｄｍａ＝（０．７５〜０．９５）＊Ｄｋｉ；
Ｄｍｉ＝Ｄ４＋（２０〜１００）μｍ；
Ｄ５＝（０．８〜０．９５）＊Ｄｋｉ
である。
【００２３】
また有利には、４つの部材の軸線方向長さは次のような関係を有する。すなわち、
Ｌｍ＝Ｌ４−（０．２〜１．０）ｍｍ；
Ｌ１＝（０．５〜３．０）＊Ｄ１；
Ｌ２＝（０．５〜５．０）＊Ｌ１；
Ｌ３＝（０．３〜０．８）＊ＬＫ；
Ｌ４＝（３．０〜５．０）ｍｍ
である。
【００２４】
本発明の電極装置は、前述したように、充分な腐食耐性を有さないモリブデンをリードに使用していない。また、リードを巻線として構成すると、外径にばらつきのある不均一な構造によって細管に望ましくない膨張が起こるという問題点も判明しているので、これも採用していない。本発明によれば、モリブデンなしで巻線構造を有さない電極装置が実現される。つまり本発明では、電極装置はタングステンをベースとして、場合により添加物ないし合金を用いて製造されており、ガラスはんだによる確実な封止が保証される。ここで、セラミック製のスリーブがコアピンとしての薄いタングステンワイヤに接続されて用いられる。ガラスはんだはニオブピンからセラミック製のスリーブの始部まで延在している。ガラスはんだとして公知のガラスはんだが適する。
【００２５】
ニオブは公知のように良好に溶融する。タングステンの熱膨張係数はセラミックの熱膨張係数に比べてきわめて大きく、タングステンピンは最大で直径３００μｍまで溶融しうる。
【００２６】
例えば溶接点がスペーサとして用いられることにより、スリーブはコアピン上に載置される。
【００２７】
全体として電極装置の軸線方向長さの和Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４は細管の軸線方向長さＬＫより幾らか大きくなり、一方側では電極頭部が細管から突出し、反対側では溶着されたニオブピンが細管から突出する。
【００２８】
有利には、スリーブは第３の部材に緩く結合されている。スリーブは、ニオブピンに対して、異なる熱膨張係数を考慮に入れ、充分な固定スペースが確保されるよう、軸線方向長さ０．２ｍｍ〜０．８ｍｍにわたって空隙を置いて配置されている。これにより特にガラスはんだがタングステンピンまで達し、確実な封止が形成される。
【００２９】
細管の端部で外部へ突出するピン部分については、その熱膨張係数をセラミックの熱膨張係数に適合させることが重要であり、当該のピン部分はニオブによって形成するのが最適である。
【図１】
2010528439.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
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