(57)【要約】本発明は、電極（１０）がピン（１２）と該ピン（１２）の端部に電極コイルの融解により形成された先端部（１６）とを有し、前記ピン（１２）は構造安定化添加剤を含むタングステンから成り、その添加剤の濃度が３０ｐｐｍ以上である放電ランプの電極（１０）に関し、その電極コイル（１４）は添加物濃度がたかだか２０ｐｐｍまでの純粋タングステンから成っている。また本発明は、放電ランプのかかる電極の製造方法およびかかる電極を備えた放電ランプに関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極（１０）が、ピン（１２）と該ピン（１２）の端部に電極コイルの融解により形成された先端部（１６）とを有し、前記ピン（１２）が構造安定化添加剤を含むタングステンから成り、その構造安定化添加剤の濃度が３０ｐｐｍ以上である放電ランプの電極（１０）であって、
電極コイル（１４）は、添加物濃度がたかだか２０ｐｐｍまでの高純度タングステンから成っていることを特徴とする放電ランプの電極。
【請求項２】
ピン（１２）の構造安定化添加剤の濃度が６０ｐｐｍ以上であり、好適には８０ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】
電極コイル（１４）の添加物の濃度が５ｐｐｍ以下であり、好適には１ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
ピン（１２）が、電極コイル（１４）の溶融域に到達していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電極。
【請求項５】
ピン（１２）が、電極コイル（１４）の溶融域に到達していないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電極。
【請求項６】
ピン（１２）が、電極コイル（１４）の反ピン側前方部位（２０）に到達していないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電極。
【請求項７】
電極コイル（１４）が３〜２０ターンの巻線を有し、ピン（１２）が巻線の少なくとも反ピン側前方４分の１に、好適には反ピン側前方３分の１に到達していないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電極。
【請求項８】
電極コイル（１４）の巻線は、少なくとも一部が一層に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の電極。
【請求項９】
電極コイル（１４）の巻線は、少なくとも一部が少なくとも二層に重ねて配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の電極。
【請求項１０】
融解が、ピン（１２）におけるマッシブな先端部（１６）の占有率が１５％以下、好適には１％以下であるようなマッシブな先端部（１６）が形成されるように設計されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の電極。
【請求項１１】
構造安定化添加剤は、カリウムおよび／又はトリウムを含んでいることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電極。
【請求項１２】
放電ランプの電極（１０）の製造方法であって、
ａ）  構造安定化添加剤を含むタングステンからピン（１２）を作成し、その場合、構造  安定化添加剤の濃度が３０ｐｐｍ以上である、
ｂ）  ピン（１２）の先端に電極コイル（１４）を配置し、その場合、電極コイル（１４  ）が添加物の濃度がたかだか２０ｐｐｍまでの純粋タングステンから成っている、
ｃ）  ピン（１２）の端部に配置された先端部（１６）が生ずるように電極コイル（１４  ）を融解する、
工程を含んでいることを特徴とする放電ランプの電極（１０）の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の電極を備えてい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、電極がピンとこのピンの端部に電極コイルの融解により形成された先端部とを有し、そのピンが構造安定化添加剤を含むタングステンから成り、その添加剤の濃度が３０ｐｐｍ以上であり、好適には６０ｐｐｍ以上、特に好適には８０ｐｐｍ以上である放電ランプ特に高圧放電ランプの電極に関する。また、本発明はかかる放電ランプの電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、例えば高圧放電ランプにおいて、良好な保持性を得るために採用されているような従来公知の熱的に大きく負荷できる電極を、電極コイルの融解前を左側に、電極コイルの融解後を右側にそれぞれ断面図で示している。そのピン１２並びに電極１４に対して高純度タングステンが、即ち、添加物濃度２０ｐｐｍ以下のタングステンが利用されている。しかし、そのために低い再結晶温度を有するという欠点が生じ、従って、その電極は高温において特に点灯中に非常に壊れ易い。マッシブな先端部を形成するための電極コイルの融解は、既に特許文献１で知られている。公知の壊れ易さによる不良品の発生は余儀なくされるか、ないしはできるだけ衝撃のない取扱いによって防止される。従って、かかる電極では、例えば自動車用ランプとして採用できない。
【０００３】
図２は、構造安定化添加剤、例えばカリウムを含むタングステンが利用されている従来公知の電極を示している。その添加剤の濃度は、ピンに利用される材料並びに電極コイルに利用される材料において３０ｐｐｍ以上である。壊れ易さは低減されるけれども、その添加物はランプの寿命に不利に作用する。また、構造安定化電極コイルは、構造安定化添加剤が巣１８を生じさせるので極めて融解し難い。かかる電極は、現在のところ衝撃の公算が大きな用途、例えば自動車用ランプに採用され、その寿命期間の制限はやむを得ないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許第１１７０５４２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このために本発明の課題は、上述した電極ないし上述した電極の製造方法を、できるだけ良好な保持性で、並びにできるだけ壊れにくい状態で、できるだけ長い寿命を有する電極が提供されるように改良することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の特徴を有する電極、並びに請求項１２に記載の特徴を有する方法によって解決される。また、かかる電極を備えた放電ランプの特許保護を請求する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、必要な壊れにくさを提供するために、ピンは構造が安定化されたタングステンから成り、巣を発生することなく良好な保持性のもとで簡単な融解を可能とするためにできるだけ高純度のタングステンから成る電極コイルが利用されることによって、上述の課題が解決される、という認識に基づいている。かかる電極コイルおよびかかるピンが利用されている場合、一方では高い壊れにくさで優れ、他方では良好な保持性で優れた電極が得られる。これによりそのままで、機械的な負荷を受けるランプに採用することができる。
【０００８】
望ましくない添加物、即ち、不純物並びに機能性添加物を含めて添加物濃度がたかだか２０ｐｐｍであるタングステンが、電極コイルに対して十分純粋なタングステンと見なされる。電極コイルの添加物濃度は特に好適には５ｐｐｍ以下であり、なお好適には１ｐｐｍ以下である。これによって、アーク放電に対する高純度のアーク開始域（Bogenansatzzone）を備え、従って、特に良好な性能を有する、壊れにくい電極が用意される。
【０００９】
そのために利用されるタングステンは、ピン材料の十分な構造安定化のために構造安定化添加剤を備えている。その場合、特にカリウムおよび／又はトリウムが考慮される。構造安定化添加剤の濃度は少なくとも３０ｐｐｍ、好適には６０ｐｐｍ、さらに好適には８０ｐｐｍである。
【００１０】
本発明に基づく電極の第１実施態様において、ピンは電極コイルの溶融域に到達している。これは、融解過程を表面近くだけで実施可能とし、ないしは僅かなエネルギ供給で実施可能としている。
【００１１】
他の有利な実施態様において、ピンは電極コイルの溶融域に到達していない。これによって、融解によって形成されるマッシブな先端部が、ピンにおいてほんの僅かな占有率しか有さず、従って、ほとんど添加物を含んでいないことが保証される。融解過程は、より大きなマッシブな先端部を形成するために変更することができ、特に、ピンが電極コイルの融解域に到達している実施態様に比べて長くすることができる。大きなマッシブな先端部は、特に電極の良好な性能を生じさせる。
【００１２】
好適には、ピンは電極コイルの反ピン側前方部位には到達していない。これによって、マッシブな先端部には、ピンの成分がほとんど含まれず、従って、理想的には添加物が全く含まれないことが、特に保証される。
【００１３】
好適には、電極コイルは３〜２０ターンの巻線を有し、ピンが巻線の少なくとも反ピン側前方４分の１に、好適には反ピン側前方３分の１に到達していない。
【００１４】
その場合、電極コイルの巻線は少なくとも一部を一層に配置することができる。しかしそれに加えてあるいはその代わりに、電極コイルの巻線は少なくとも一部が少なくとも二層に重ねて配置することができる。好適には、電極コイルの反ピン側部分が一層で形成され、電極コイルのピン側部分が二層あるいは多層で形成されている。これによって簡単に、マッシブな先端部の形状に影響を及ぼすことができる。
【００１５】
好適には、融解は、ピンにおけるマッシブな先端部の占有率が１５％以下、好適には１％以下であるようなマッシブな先端部が形成されるように設計されている。
【００１６】
他の有利な実施態様は、従属請求項に記載されている。
【００１７】
本発明に基づく電極について上述した有利な形態およびその利点は、相応して本発明に基づく方法に対して適用できる。
【００１８】
以下、添付の概略図を参照して本発明に基づく電極の実施例を詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来公知の第１例の電極を電極コイルの融解前を左側に（図１ａ）、電極コイルの融解後を右側に（図１ｂ）それぞれ示した断面図。
【図２】従来公知の第２例の電極を電極コイルの融解前を左側に（図２ａ）、電極コイルの融解後を右側に（図２ｂ）それぞれ示した断面図。
【図３】本発明に基づく電極の第１実施例を電極コイルの融解前を左側に（図３ａ）、電極コイルの融解後を右側に（図３ｂ）それぞれ示した断面図。
【図４】本発明に基づく電極の第２実施例を電極コイルの融解前を左側に（図４ａ）、電極コイルの融解後を右側に（図４ｂ）それぞれ示した断面図。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
図３は、本発明に基づく電極１０の第１実施例を示している。図３ａにおいて、ピン１２の先端に電極コイル１４が配置され、ピン１２が電極コイル１４を完全に突き抜けていることが理解できる。ピン１２は構造安定化添加剤を含むタングステンから成り、その添加剤の濃度は３０ｐｐｍ以上であり、好適には６０ｐｐｍ以上であり、さらに好適には８０ｐｐｍ以上である。他方で、電極コイル１４は添加物の濃度がたかだか２０ｐｐｍ、好適にはたかだか５ｐｐｍであり、なお好適には１ｐｐｍである純粋タングステンから成っている。図３ｂから、アーク放電に対するアーク開始域（Bogenansatzzone）を形成する高純度のマッシブな先端部１６ がどのようにして電極コイル１４の融解によって発生されるかが理解できる。
【００２１】
図４に示された本発明に基づく電極１０の実施例において、ピン１２は電極コイル１４の反ピン側前方部位２０に到達していない。この反ピン側前方部位２０は、好適には電極コイル１４の４分の１、なお好適には３分の１である。図４ｂと図３ｂとの対比から明らかなように、図４の実施例は、より大きなマッシブな先端部１６をこのマッシブな先端部１６における添加物の含有量が設定可能しきい値を越えることなしに形成することができる。
【００２２】
添加物の含有量を所定値より低く抑えるために、ピン１２におけるマッシブな先端部１６の占有率に対して所定のしきい値が設定されている場合、図４の実施例の場合、図３の実施例の場合より大きなマッシブな先端部１６が形成できることは明白である。従って、図４の実施例は一層良好な保守性の点で優れている。
【００２３】
融解は例えばアーク放電、電子ビーム、レーザないしプラズマなどで行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月2日(2011.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極（１０）が、ピン（１２）と該ピン（１２）の端部に電極コイルの融解により形成された先端部（１６）とを有し、前記ピン（１２）が構造安定化添加剤を含むタングステンから成り、その構造安定化添加剤の濃度が３０ｐｐｍ以上である放電ランプの電極（１０）であって、
電極コイル（１４）は、添加物濃度がたかだか２０ｐｐｍまでの高純度タングステンから成っていることを特徴とする放電ランプの電極。
【請求項２】
ピン（１２）の構造安定化添加剤の濃度が６０ｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の電極。
【請求項３】
電極コイル（１４）の添加物の濃度が５ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
ピン（１２）が、電極コイル（１４）の溶融域に到達していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電極。
【請求項５】
ピン（１２）が、電極コイル（１４）の溶融域に到達していないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の電極。
【請求項６】
ピン（１２）が、電極コイル（１４）の反ピン側前方部位（２０）に到達していないことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の電極。
【請求項７】
電極コイル（１４）が３〜２０ターンの巻線を有し、ピン（１２）が巻線の少なくとも反ピン側前方４分の１に到達していないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の電極。
【請求項８】
電極コイル（１４）の巻線は、少なくとも一部が一層に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の電極。
【請求項９】
電極コイル（１４）の巻線は、少なくとも一部が少なくとも二層に重ねて配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の電極。
【請求項１０】
融解が、ピン（１２）におけるマッシブな先端部（１６）の占有率が１５％以下であるようなマッシブな先端部（１６）が形成されるように設計されていることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の電極。
【請求項１１】
構造安定化添加剤は、カリウムおよびトリウムの少なくとも一方を含んでいることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の電極。
【請求項１２】
放電ランプの電極（１０）の製造方法であって、
ａ）  構造安定化添加剤を含むタングステンからピン（１２）を作成し、その場合、構造安定化添加剤の濃度が３０ｐｐｍ以上である、
ｂ）  ピン（１２）の先端に電極コイル（１４）を配置し、その場合、電極コイル（１４）が添加物の濃度がたかだか２０ｐｐｍまでの純粋タングステンから成っている、
ｃ）  ピン（１２）の端部に配置された先端部（１６）が生ずるように電極コイル（１４）を融解する、
工程を含んでいることを特徴とする放電ランプの電極（１０）の製造方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の電極を備えていることを特徴とする放電ランプ。
【国際調査報告】
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