JP7522888B2 - ガス放電ランプ用アノード電極、その製造方法及びガス放電ランプ - Google Patents

Description

本発明は、ガス放電ランプ用のアノード電極であって、導電性材料で作られた坩堝形状の基部であって、基部が、受容開口部と、受容開口部に隣接する受容空間とを提供し、導電性材料よりも低い融点を有する冷却媒体が受容空間に受容される、基部を備え、受容開口部を閉鎖するための閉鎖カバーであって、アノード電極が、受容空間をアノード電極の環境に接続する通気路を備え、受容開口部を取り囲む開口部リムが、閉鎖カバーのカバーリムに溶接され、通気路が、閉鎖部によって閉鎖される、閉鎖カバーを備える、アノード電極に関する。さらに、本発明は、ガスで満たされた透明な放電管と、放電管内に配置されたアノード電極と、放電管内に配置されたカソード電極と、を有するガス放電ランプであって、アノード電極とカソード電極とが、所定の間隔で間隙を介して配置されており、意図された動作の際に、アノード電極がカソード電極の鉛直方向で上方に配置されるように、ガス放電ランプが位置合わせされており、アノード電極にはアノード電位が供給されるとともに、カソード電極にはカソード電位が供給され、アノード電位がカソード電位よりも大きい、ガス放電ランプに関する。最後に、本発明はまた、ガス放電ランプ用のアノード電極を製造する方法であって、以下のステップ、すなわち、導電性材料から坩堝形状の基部を、基部が、受容開口部と、受容開口部に隣接する受容空間とを提供するように、製造することと、導電性材料よりも低い融点を有する冷却媒体を、受容空間に導入することと、受容開口部を閉鎖するための閉鎖カバーを製造することと、受容空間をアノード電極の環境に接続する通気路を、アノード電極に導入することと、受容開口部を取り囲む開口部リムを、閉鎖カバーのカバーリムに溶接することと、閉鎖部によって通気路を閉鎖することと、を含む、方法に関する。

ガス放電ランプを含む照明装置、ガス放電ランプ、ガス放電ランプ用のアノード、及びアノード電極を製造する方法は、先行技術において広く知られており、したがって、このために個別の証拠書類は基本的に必要とされない。ガス放電管、放電管、発光管などと呼ばれることもある当のタイプのガス放電ランプは、供給される電気エネルギーに基づいて光を提供するために使用される。このために、ガス放電ランプは、透明な放電管内に所定の間隔で間隙を介して配置された少なくとも２つの動作電極を有する。放電管は一般に密閉されており、ガスで満たされている。動作電極には電流が供給され、その結果、ガス放電という状況下にあって、２つの動作電極の間にアークが形成され得る。

このために、動作電極には、電線路を介して外部からそれぞれの電位を供給することができ、結果として動作電極間に所定の電圧を生じさせることが可能になる。このために、動作電極は一般に適切な安定器に接続され、安定器はそれぞれの電位を提供することに加えて、適切な方法で意図したとおりに動作させるための電流を提供することも可能であり、したがって発光のために所望のガス放電が行われることを可能にする。

放電管は、多くの場合、ガラス、具体的には石英ガラス、酸化アルミニウムセラミックなど、光に対して透明な適切な材料から形成される。

放電管内のガスは、単一のガス状物質から、または複数の異なるガス状物質のガス混合物から形成することができる。さらに、当然のことながら、放電管内の固体及び／または液体の蒸発によって、ガスが後の動作時間に所望の物質に変化することに対応できるように備えることもできる。ガスは一定の組成を持つ必要はない。ガス組成は、例えば、ガス放電ランプのそれぞれの動作状況によって決めることができる。例えば、ナトリウム、希土類金属、水銀、及び／またはその種の他のものの金属蒸気などの物質または物質の混合物、及び適切な場合には、ガスとして、例えばハロゲン金属蒸気ランプなどのように、ハロゲンを添加して使用することもできる。さらに、特にガス放電ランプの点火を促進するために、希ガス、例えばアルゴン、キセノン、クリプトン、ネオン、及びハロゲンとさらなる金属及び／またはその種の他のものとのガス混合物をガス中に供給してもよい。

ガス放電の特性は、ガスの組成によって決定され得る。ガス放電だけでなく動作電極も、一般に、とりわけ熱の放出をもたらし、これは、とりわけ、ガス放電管内で動作圧力を発生させる。

高輝度レベルを生成するには、ガス放電ランプを、高圧ガス放電ランプまたは超高圧ガス放電ランプのように設計することができる。この場合、ガス放電は主に動作電極間に形成されるアークの領域で起こり、それによってアーク放電を提供できるようになる。高圧ガス放電ランプは、例えば、水銀蒸気ランプ、キセノンまたはクリプトンアークランプなどとして入手可能である。意図したとおりの動作においては、約１ＭＰａのガス圧力がそのようなガス放電ランプ内に存在し得る。超高圧ガス放電ランプ、例えば、高圧水銀蒸気ランプ、キセノンショートアークランプなどの場合、意図した動作中のガスの圧力は、約１０ＭＰａまたはそれ以上、例えば２０ＭＰａまたはさらには３０ＭＰａにまで上昇することもある。

特に高圧ガス放電ランプの場合、及び同様に超高圧ガス放電ランプの場合、動作電極はしばしばタングステンを含むか、またはタングステンから形成される。電極は、ピン型またはロッド型の設計にすることができ、任意選択でワイヤコイルを追加することもできる。このようなガス放電ランプの場合、一般にガス中の電流密度が非常に大きいため、始動時に低圧放電がすぐにアーク放電に変わる可能性があり、そのため温度上昇及び充填成分気化によって内圧がさらに上昇するようになる。動作電極に加えて、例えば水銀蒸気ランプなどの場合には、点火用電極を設けることも可能である。

ガス放電中の電流密度が高いため、対向する動作電極は意図した動作中に高い熱応力にさらされ、これにより、少なくとも２つの動作電極のそれぞれの電極状態が変化する可能性がある。

原理上は、ガス放電ランプには直流電圧または交流電圧を供給することができる。しかしながら、特に高出力の場合、少なくとも場合によっては、ガス放電ランプに直流電圧のみを供給するのが通例である。この場合、動作電極の１つ、例えばカソード電極に第１の電位が供給され、第２の動作電極、すなわちアノード電極には、第１の電位よりも大きい第２の電位が供給される。この場合、ガス放電ランプは、アノード電極がカソード電極の鉛直方向上方に配置されるように設計される。その結果、特にアノード電極の領域では、特に高い熱応力が存在する可能性があるのに対し、カソード電極は、比較して応力から解放され得る。アノード電極の高い熱応力を考慮に入れるために、例えばＪＰ２００９－１４０７９３Ａから、アノード電極を中空体として設計することが知られており、その結果として、アノード電極には金属を受容する空間ができる。その受容空間に受容される金属は、アノード電極またはアノード電極の中空体を形成する材料よりも低い融点を有する。意図した動作において、受容空間に配置された金属は、液体または気体の状態に変化するので、例えば対流を提供することにより、カソード電極に面するアノード電極の先端からの熱放散を改善する働きをする可能性がある。これにより、アノード電極の負荷容量を増加させることができる。

この教示がその価値を明らかにしたとしても、まだ欠点がある。ＪＰ２００９－１４０７９３Ａによるアノード電極の製造では、アノード電極にガス供給孔を設けなければならないという問題があることが示されている。このガス供給孔は、アノード電極の製造工程の最後に金属滴下によって閉じられる。特にタングステン系アノード電極の場合、タングステン系の導電性材料は一般に非常に脆く硬いため、ガス供給孔の製造が重要であることが判明している。その結果、技術的に非常に複雑な加工工程が発生し、それによってさらに無視できない不良率をもたらす可能性もある。

本発明の根本的な目的は、特にアノード電極の製造に関する前述の欠点を軽減することができる改良されたアノード電極を提供することである。

問題になっているタイプのアノード電極に関して、本発明は、特に、通気路が、一方ではカバーリムによって、他方では開口部リムによって、通気路の周方向に画定されることを提案する。

問題になっているタイプのガス放電ランプに関して、本発明は、特に、アノード電極が本発明に従って設計されることを提案する。

問題になっているタイプの方法に関して、本発明は、特に、通気路が、一方ではカバーリムによって、他方では開口部リムによって、通気路の周方向に画定されるように、通気路が設計されることを提案する。

本発明は、とりわけ、通気路が少なくともカバーリムまたは少なくとも開口部リムに形成されているならば、通気路の穿孔を回避できるという考えに基づいている。これにより、閉鎖カバーによる受容空間の閉鎖前に、適切な材料除去法によって、少なくとも１つの表面、すなわちカバーリムまたは開口部リムに通気路を形成することが可能になる。したがって、例えば、フライス加工によるチップ除去法の形で通気路を得ることができるが、レーザ除去、ウォータジェット除去、及び／またはその種の他の除去法などによっても可能である。したがって、硬くて脆い材料への問題を抱えた穿孔を回避することができ、それによってアノード電極の製造中の不良品を全体的に減らすことも可能になる。さらに、本発明では、通気路の製造が、意図したアノード電極のその後の使用には本質的に何の影響も与えないはずの領域で行われるので、通気路の製造中に材料が剥離することへの耐性を持たせることが可能になる。本発明による設計のおかげで、そのような逸脱は、その後の意図された使用には実質的に無関係であることが判明している。これにより、通気路の製造に伴う費用を大幅に削減することが可能になる。さらに、本発明はまた、本質的に表面機械加工のみを実施すればよいので、基部または閉鎖カバーの材料におけるクラックの形成を大部分は回避することも可能にする。その結果、アノード電極の信頼性が向上するだけでなく、不合格品の発生を確実に少なくすることも可能である。これにより、材料及びコストを節約することが可能である。

この際、アノード電極が、２つの部分からなる設計、すなわち一方では坩堝形状の基部を有し、他方では受容開口部を閉鎖するための閉鎖カバーを有することが有利であることが示される。受容開口部によって、アノード電極の製造中に冷却媒体を受容空間に導入することが可能である。冷却媒体が受容空間に配置されているときにのみ、閉鎖カバーによって受容開口部が閉鎖される。そして、受容開口部を取り囲む開口部リムが、閉鎖カバーのカバーリムに溶接される。開口部リムがカバーリムに溶接され次第、受容空間とアノード電極の環境との間の残った唯一の通気接続は通気路となる。通気路は、アノード電極の製造中に、例えば温度変化による流体補償を可能にする。特に、導電性材料がタングステン、モリブデンなどの非常に高い融点を持つ材料の場合、製造中に大きな温度差が発生する可能性があり、その結果、例えば、受容空間内の冷却媒体で満たされていない部分空間は、通気路を介してアノード電極の環境に流体的に接続されたままである。補償プロセスが十分に完了するか、または所定の状態が達成された場合にのみ、その後、通気路は閉鎖部によって外側から閉鎖される。

閉鎖部は、例えば、滴下などの方法で外側から通気路の口開き部に置かれる金属融液であり、好ましくは対応する溶接プロセスを実行することによって、閉鎖部及び／または基部の材料に接続される金属融液であり得る。結果として、受容空間は、アノード電極の環境から気密隔絶され得る。したがって、意図した動作中、冷却媒体が受容空間から放電管内に漏出し、ガス放電ランプの機能を妨害し得ることをおおかた回避することができる。それによって、同時に、意図した通りの動作中に、または使用中に、冷却媒体がアノード電極内に留まることを確実にすることが可能であり、その結果、所望の冷却機能を、予想される耐用年数にわたって確実に提供することも可能である。

カバーリムと開口部リムとは、互いに適合するように設計されていることが好ましく、これにより信頼性の高い接続を実現することが可能になる。さらに、環状溶接は、例えば不活性ガス溶接などを使用して、簡単な方法で実現することができる。

通気路がカバーリム及び開口部リムによって周方向に画定されるという事実により、例えば、通気路を設けるには、開口部リムまたはカバーリムにただ１つの凹部を設けることで可能になる。もちろん、両方のリムの両方の面に、対応する凹部を設けることも可能であり、これらの凹部は、組み立てられた状態で、通気路を共同で形成できるように、それに対応して位置合わせされる。ただし、凹部はカバーリムのみに形成することが好ましい。

アノード電極は、実質的に円筒形の設計であることが好ましく、凹部は円筒形の一端に形成される。受容開口部を閉じるために、カバーリムは開口部リムに向かい合って配置され、これにより２つのリムを外側から溶接によって接続することができるようになる。この場合、溶接が通気路をまだ密閉しないようになされるのが好ましい。具体的には、温度、ガス膨張及び／またはその種の他のものに関する補償プロセスが十分な程度に沈静化した後でのみ、閉鎖開口部を、例えば追加の溶接スポットの形で、閉鎖部によって、具体的に材料結合を用いて、外側から閉鎖することができる。これにより、アノード電極は、意図した使用のために概ね準備される。

原理上は、通気路は、丸い及び／または角のある断面を有することができる。通気路がほぼ長方形の断面を有する場合、通気路は、開口部リム及び／またはカバーリムをフライス加工することによって、簡単な方法で形成することができ、特に有利である。原理上は、ほぼ三角形の断面などを提供することも可能なはずである。断面の形状は、例えば、凹部を形成するために使用されるツール、機械加工法、及び／またはその種の他のものに応じて選択することができる。通気路は、例えば、約１ｍｍ～約２ｍｍの直径を有することができる。

鉛直方向とは、実質的に重力の方向である方向を意味する。

さらなる発展によれば、閉鎖カバーが、冷却媒体よりも高い融点を有する導電性材料、特に基部と同じ材料から形成されることが提案される。結果的に、閉鎖カバーは、電極の電気伝導性に効果的に寄与し得る。具体的には、閉鎖カバーは、アノード電極の電気接続を提供するために使用することができる。しかしながら、原理上は、閉鎖カバーは、基部と同じ導電性材料で作られる必要はない。ただし、閉鎖カバーが基部と同じ材料から形成されると有利である。こうすることはまた、意図した動作中に発生する高い熱応力に関しても特に有利である。これにより、アノード電極の信頼性を、さらに向上させることができる。

冷却媒体は、少なくとも部分的に金属を含むことが好ましい。冷却媒体は、例えば、銅、銀、金、それらの合金及び／またはその種の他の金属を含むことができる。冷却媒体は、部分的にのみ金属から形成されることが好ましい。基部及び閉鎖カバーの導電性材料との化学的相互作用が、ほとんど回避されるように、冷却媒体が選択される場合は、特に有利である。前述の材料を用いる場合、特に、基部及び／または閉鎖部の導電性材料としてタングステンまたはタングステン合金を使用することに関して、これを達成することが可能である。

さらに、冷却媒体が少なくとも部分的に電極ガスを含むことが提案される。電極ガスは、好ましくは不活性ガスであって、アノード電極を意図したとおりに使用している間に、好ましくは基部の導電性材料または閉鎖カバーの導電性材料のいずれとも相互作用せず、特に好ましくは冷却媒体とも相互作用しない不活性ガスである。具体的には、化学的相互作用が発生しない。電極ガスとしては、例えば、アルゴン、キセノン、ネオンなどの希ガスを用いることができる。もちろん、固体または液体の形態の金属で満たされていない受容空間の残りの部分空間を満たすガス混合物を提供することもできる。電極ガスが、例えば、閉鎖カバーを基部に接続するための溶接プロセス中、例えば、アルゴンを使用できる不活性ガス溶接のいずれの場合にも使用されるガスである場合、特に有利である。

導電性材料は、好ましくはタングステンを含む。タングステンは、その物理的特性、特にその一際高い融点のために、基部の材料として、好ましくはまた閉鎖部の材料として、使用するのに特に適している。タングステンは硬くて脆い材料であり、穿孔には特に適していないので、特にタングステンが使用される場合には、本発明の利点は明らかである。本発明は穿孔を回避することを可能にし、その結果、本発明による特に有利な製造を、この材料で正確に達成することができる。

さらなる発展によれば、開口部リムが平らな設計であることが提案される。開口部リムは、実質的に完全に平らであることが好ましい。開口部リムは、対応して設計されたカバーリムと良好に接触できる環状リム面を提供することができる。開口部リムのリム幅は、好ましくは、基部の壁厚に実質的に対応することができる。ただし、要件によっては、選択したリム幅がこれとは異なる場合もある。

カバーリムが、通気路を少なくとも部分的に形成するためのくぼみを有する場合、特に有利である。通気路は、主にカバーリムのくぼみによって形成されることが好ましい。こうすると、通気路を製造するための機械加工が、本質的に閉鎖カバーでのみ実行されればよいという利点を有する。機械加工する必要があるのは閉鎖カバーのみであるという事実により、通気路の確実で有利な製造が、閉鎖カバーの適切な構成によって達成され得る。例えば、カバーリムが、くぼみを形成するのに適した材料厚さを有し、それにより閉鎖カバーを損傷することなく、確実に達成されることになる閉鎖カバーの機械加工を可能にすることが提供され得る。

さらに、閉鎖カバーは、受容開口部とは反対側の外側に、閉鎖カバーをガス放電ランプの電極端子に機械的に接続するための接続手段を有することが提案される。これにより、ガス放電ランプ内のアノード電極の電気的接続を簡単な方法で達成できることを保証することができる。例えば、閉鎖カバーが接続手段として外側にブラインド開口部を有し、その中にガス放電ランプの接続ロッドを配置することができることが提供され得る。接続ロッドは、導電性材料、例えばモリブデンなどから形成することができる。接続ロッドは、溶接、圧力及び／またはその種の他のものによって、閉鎖カバーに接続され得る。それにより、接続ロッドによって、同時にアノード電極をガス放電ランプの放電管内の所望の位置に配置することも可能である。これにより、アノード電極の電気的接続を、アノード電極の確実な機械的位置決めとともに、同時に達成することが可能である。

さらなる発展によれば、閉鎖カバーは、受容開口部に面する内側に、受容開口部に対して閉鎖カバーを中央に位置合わせするための少なくとも１つのオフセットを有することが提案される。オフセットは、例えば、受容開口部の内径に従って選択される長手方向の範囲を有するウェブなどによって形成することができ、これにより確実な中心合わせを達成できるようになる。特に、受容開口部が実質的に円形の設計であるか、または実質的に円形の内径を有する場合、オフセットが、閉鎖状態で受容開口部に係合する実質的に円筒形のオフセットとして設計されることに対応できるように備えることが可能である。特に通気路の領域では、閉鎖状態で通気路の受容空間への通気接続を可能にするために、オフセットが、対応する凹部を有することに対応できるように備えることが可能である。しかしながら、通気路を提供するためにカバーリムに形成された凹部またはくぼみが、オフセット内に少なくとも部分的に延在することも可能である。これにより、オフセットにもかかわらず、通気路への接続を簡単な方法で提供することが可能になる。

さらに、開口部リムをカバーリムに溶接することによって受容空間を密閉することが提案される。具体的には、このことは、通気路には関係しない。通気路は、好ましくは別個に閉鎖される。しかしながら、溶接によって、気密閉鎖が少なくとも通気路の領域の外側で達成できることを保証することが可能である。これにより、その後の意図した使用のために、受容空間の気密閉鎖を達成することが可能である。

問題になっているタイプの方法に関して、少なくともカバーリムに、または少なくとも開口部リムに、凹部を形成することによって通気路を設けることがさらに提案される。したがって、原理上は、凹部が、カバーリムまたは開口部リムのいずれかに設けられさえすれば十分である。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、凹部がカバーリムと開口部リムとの両方に形成されることに対応できるように備えることが可能である。この場合、好ましくは、カバーリムと開口部リムとの２つの凹部が、閉鎖中に互いに向かい合って配置されて、それらが共同で通気路を形成できるようにすることに対応できるように備えることが可能である。ただし、凹部がカバーリムのみに形成されている場合に、特に有利である。

本発明によるアノード電極について示された利点及び効果は、本発明によるガス放電ランプ、及び本発明による方法に等しく当てはまり、逆もまた同様である。したがって、方法の特徴に対してデバイスの特徴を定式化することも可能であり、その逆も可能である。

本明細書で上に述べた特徴及び特徴の組み合わせ、ならびに図の説明で以下に述べる特徴及び特徴の組み合わせ、及び／または図に単独で示した特徴及び特徴の組み合わせは、それぞれ指定された組み合わせだけでなく、本発明の範囲を超えることなく他の組み合わせでも使用され得る。

以下に説明する例示的な実施形態は、本発明の好ましい実施形態である。本明細書で上に示された特徴及び特徴の組み合わせ、ならびに以下の例示的な実施形態の説明で述べる特徴及び特徴の組み合わせ、及び／または図に単独で示した特徴及び特徴の組み合わせは、それぞれ示された組み合わせだけでなく、他の組み合わせでも使用され得る。したがって、本発明はまた、図に明示的に示されず説明されていないが、説明された実施形態とは別の特徴の組み合わせによって派生し製造され得る実施形態を含みまたは開示すると見なされるべきである。例示的な実施形態によって例示される特徴、機能、及び／または効果は、それぞれ個別に解釈されて、互いに独立して考慮されるべきである、それぞれの場合に同様に互いに独立して本発明をさらに発展させる、本発明の個々の特徴、機能、及び／または効果を表すことができる。したがって、例示的な実施形態はまた、説明した実施形態で説明したもの以外の組み合わせを含むことが意図されている。さらに、説明した実施形態は、すでに説明した本発明のさらなる特徴、機能及び／または効果によって補足することもできる。

図において、同一の参照符号は、同一の特徴または機能を示す。

ガス放電管内に２つの動作電極を配置した超高圧ガス放電ランプを概略断面図で示す。 図１に示したガス放電ランプの動作電極の１つとしてのアノード電極を概略側面図で示す。 図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った、図２に示すアノード電極の概略断面図を示す。 図２に示したアノード電極について、図３と同様であるが、図３による切断線ＩＶ－ＩＶでの概略断面図を示す。 図２に示したアノード電極の閉鎖カバーの外側の概略斜視平面図を示す。 閉鎖カバーの内側から見た、図５と同様の概略斜視図を示す。 アノード電極の基部に閉鎖カバーを溶接することが例示されている、図２に示した概略図の詳細を示す。 溶接シームの領域で通気路の口開き部が閉鎖部で閉じられている、図７と同様の概略側面図を示す。

図１は、本例では超高圧水銀ランプとして設計されたガス放電ランプ１４を概略断面図で示す。ガス放電ランプ１４は透明な放電管１８を含み、この場合、この放電管は石英ガラスから形成される。放電管１８の内部には、動作電極としてアノード電極１０とカソード電極１２とが配置されている。２つの動作電極は、互いに距離を置いて配置され、この場合、この距離は約１１ｍｍである。この距離は、ガス放電ランプ１４の設計に応じて変えられ得る。本例では、放電管１８は、ほぼ円筒形の設計であり、約１３０ｍｍの外径を有する。放電管１８の高さ寸法は、約１６０ｍｍである。設計によっては、これらの寸法も異なり得る。

意図した動作では、ガス放電ランプ１４は、アノード電極１０がカソード電極１２の鉛直方向２０で上方に配置されるように配向する。意図した動作では、アノード電極１０にはアノード電位２２が供給され、カソード電極１２にはカソード電位２４が供給される。アノード電位２２は、カソード電位２４よりも大きい。結果として、ガス放電ランプ１４には、意図した動作で直流電圧が供給される。検討中の実施形態では、ガス放電ランプ１４の電力は約１２ｋＷであると想定される。設計に応じて、電力は低くすることも高くすることも可能である。

放電管１８内には、アノード電極１０及びカソード電極１２を取り囲むガス１６も配置されている。本例では、このガス１６は水銀蒸気を含む。ただし、設計によっては、ここに追加のガス成分が存在することもある。ガス１６として代替のガスまたはガス混合物を提供することもできる。

アノード電極１０は、アノード端子５２に機械的かつ電気的に接続され、アノード端子５２は、アノード電位２２を供給するための電気接続として機能するだけでなく、同時にアノード電極１０を放電管１８内に配置するものでもある。同じことが、カソード端子５４に機械的かつ電気的に接続されるカソード電極１２にも当てはまる。カソード端子５４もまた、カソード電位２４をカソード電極１２に供給するとともに、カソード電極１２を放電管１８内に配置する働きをする。アノード端子５２及びカソード端子５４は、適切な材料、例えばモリブデンなどから作ることができる。本例では、アノード端子５２は、さらにはカソード端子５４も、実質的にロッド形状の設計であり、それぞれの電極とは反対側の端部でガス放電ランプ１４を接続するための電気端子（図示せず）を提供する。アノード端子５２は、さらにはカソード端子５４も、放電管１８の壁を通り抜けて突出し、したがってそれらを電気的に接触させることができる。放電管１８は、具体的にはアノード端子５２及びカソード端子５４の導出と関連して、特にガス放電ランプ１４が意図したとおりに動作している間にもガス１６が漏れるのを防止するために気密封止されるようにして排出される。同様に、ガス放電ランプ１４の環境から放電管１８にガスが入ることはない。

図２は、図１に示したガス放電ランプ１４のアノード電極１０を概略側面図で示す。図２は、アノード電極１０が、導電性材料で作られた坩堝形状の基部２６を有することを示す。本例では、導電性材料はタングステンを含む。基部は、ガス放電ランプ１４内に配置されたアノード電極１０の状態で、カソード電極１２に対向して配置される電極チップ６０を有する。アノード電極１０の電極チップ６０とは反対側の端部には閉鎖カバー２８が配置されており、これについては以下でより詳細に説明する。さらに、図２から、通気路３８の口開き部が、基部２６と閉鎖カバー２８との間のほぼ中央に形成されていることが分かる。これについても、以下で詳しく説明する。

図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った概略断面図でアノード電極１０を示す。図３から、基部２６が、受容開口部３０と、受容開口部３０に隣接する受容空間３２とを提供することが分かる。導電性材料（本例ではタングステン）よりも低い融点を有する冷却媒体が受容空間３２に受容される。本例では、冷却媒体は金属３４を含み、金属３４は、本例では、銀または銀合金によって形成される。代替実施形態では、銀、金などの金属、及び任意選択で対応する合金をここで提供することもできる。さらに、受容空間３２が金属３４によって完全に充填されていないことが分かる。本例ではアルゴンである電極ガス３６は、受容開口部３０の開口部リム４０と金属３４との間に配置される。これについては、以下で詳しく説明する。代替実施形態では、この時点で、他の何らかの好ましくは不活性ガス、具体的には希ガス、ガス混合物、及び／またはその種の他のガスを供給することもできる。

さらに、図３から、受容開口部３０が閉鎖カバー２８によって閉鎖されていることが分かる。通気路３８は、受容空間３２をアノード電極１０の環境に接続する。さらに、図３から、受容開口部３０を取り囲む開口部リム４０が受容開口部３０の領域に形成されていることが分かる。

検討中の実施形態では、アノード電極１０は、実質的に円筒形の断面を持つように設計されている。受容開口部３０を取り囲む開口部リム４０は、基部２６の壁（記号表示されていない）によって形成される。本例では、開口部リム４０は、実質的に円形の設計であり、より具体的には、アノード電極１０の縦軸６２に対してほぼ垂直である。検討中の実施形態では、開口部リム４０の半径方向の範囲は、基部２６の壁の半径方向の厚さにほぼ対応することが想定される。

さらに図３から、閉鎖カバー２８がカバーリム４２を有し、これも同様に実質的に円形環状の設計であることが分かる。閉じた状態では、開口部リム４０はカバーリム４２と接触している。以下に説明するように、基部２６と閉鎖カバー２８との間に良好で信頼性の高い気密封止された接続、好ましくは流体密封された接続を生じさせるために、互いに接触するリム４０、４２の周りに物質的に結合された接続を形成することができる。

図３の右上端領域は、受容空間３２をアノード電極１０の環境に接続する通気路３８をさらに示す。図３に示されるアノード電極１０の中間の製造状態または製造の中間状態では、通気路３８が開いており、したがって受容空間３２とアノード電極１０の環境との間に流体接続が存在する。これについては、以下で詳しく説明する。

図４は、アノード電極１０の図３と同様の断面図を示すが、図４は、図２に示したアノード電極１０を約９０度回転させた断面図を示す。したがって、図４の図が、図３の図と本質的に異なるのは、通気路３８が見えないということのみである。したがって、図４の図は、図２に示したアノード電極１０の断面図であるが、図３の線ＩＶ－ＩＶに沿った断面図である。

さらに、図３及び図４から、閉鎖カバー２８が、受容開口部３０とは反対側の外側４８（図５）に、ガス放電ランプ１４のアノード端子５２への閉鎖カバー２８の機械的接続及び電気的接続に役立つブラインド開口部５０の形態の接続手段を有することが分かる。

図５及び図６それぞれは、閉鎖カバー２８の斜視図を示す。図５は、閉鎖カバー２８の外側４８の斜視平面図を示す。この図は、アノード端子５２への接続に使用されるブラインド開口部５０を示す。本例では、閉鎖カバー２８は、基部２６と同じ材料、すなわちタングステンで作られている。さらに、閉鎖カバー２８が凹部４６を有することが分かる。

図６は、組み立てられた状態で受容開口部３０に面する閉鎖カバー２８の内側の斜視平面図を示す。閉鎖カバー２８は、組み立てられた状態で開口部リム４０と接触するカバーリム４２を提供することが分かる。さらに、図６から、凹部４６が閉鎖カバー２８またはカバーリム４２の外周から半径方向内側に延在することが分かる。本例では、凹部４６は、実質的にトラフ形状の設計である。この形状は、例えば、フライス加工または他の何らかの適切な材料除去法によって作り出すことができる。ただし、原理上は、閉鎖カバー２８が、単一の製造ステップでカバーリム４２の凹部４６と一体的に製造されることに対応できるように備えることも可能である。

図６と併せて図３から分かるように、凹部４６によって形成される通気路３８は、一方ではカバーリム４２によって、他方では開口部リム４０（図３）によって、通気路３８の周方向に画定される。つまり、通気路３８の壁は、カバーリム４２及び開口部リム４０によって形成される。凹部４６の外側では、開口部リム４０及びカバーリム４２の両方が実質的に平らな設計である。

さらに、図３、図４、及び図６から、受容開口部３０に面する内側５６に、閉鎖カバー２８が、受容開口部３０に対して閉鎖カバー２８を中央に位置決めするように機能するオフセット５８を有することが分かる。検討中の実施形態では、オフセット５８は、閉鎖カバー２８及びアノード電極１０の縦軸６２（図示せず）を主に取り囲むように形成される。凹部４６の領域では、受容空間３２とアノード電極１０の環境との間に、通気路３８を介して流体接続を確立できるように、オフセット５８が切り取られている。代替実施形態では、凹部４６がオフセット５８内に延在し、それによってオフセット５８が凹部４６によってのみ分断されることを想定することもできる。

次に、アノード電極１０の製造について、さらなる図７及び図８を参照して、今まで以上に詳しく説明する。これらの図はそれぞれ、アノード電極１０の異なる製造段階における図２の図に対応するアノード電極１０の詳細図を示す。

まず第一に、図３及び図４に示すように、坩堝形状の基部２６がタングステンから製造される。結果として、基部２６は、受容開口部３０と、受容開口部３０に隣接する受容空間３２とを提供する。次に、金属３４が、受容開口部３０から受容空間３２に導入される。

受容開口部３０を閉じるための閉鎖カバー２８は、これとは独立して、例えば基部２６の製造と並行して製造することができる。本例では、閉鎖カバー２８は、同様にタングステンから製造される。この場合、閉鎖カバー２８は、図４に示すように、最初に単一の方法ステップで製造することができる。

通気路３８が、一方ではカバーリム４２によって、他方では開口部リム４０によって、通気路３８の周方向に画定されるように、通気路３８が閉鎖カバー２８内に形成される。このために、通気路３８は、カバーリム４２に凹部４６を形成することによって提供される。原理上は、別の実施形態で、開口部リム４０に形成すべき凹部４６を提供することも可能である。これらを組み合わせて提供することも可能である。

次に、基部２６は、図３及び図４によって示されるように、閉鎖カバー２８によって閉鎖される。ここで、図２から分かるように、通気路３８の口開き部は、最初はまだ開いている。本例では、アノード電極１０の閉鎖はアルゴン雰囲気中で行われる。この場合、本例では、電極ガス３６が同様に実質的にアルゴンによって形成されることが有利であることが判明している。

次に、閉鎖カバー２８が、図７に示すように、基部２６上に配置されて、受容開口部３０を閉鎖し、受容開口部３０を取り囲む開口部リム４０が、閉鎖カバー２８のカバーリム４２に溶接される。この溶接中、通気路３８の口開き部は開いたままであり、受容空間３２がアノード電極１０の環境に接続されたままであることを保証する。これにより、溶接に起因する熱応力による圧力の補償が可能になる。さらに、溶接中に発生し、受容空間３２に入った蒸気は、通気路３８を介してアノード電極１０の環境に少なくとも一部分が漏れ出ることが可能である。

本例では、溶接は、アルゴン雰囲気下での不活性ガス溶接によって行われる。結果として、電極ガス３６もアルゴンであることは利点であることが分かる。アルゴンによる受容空間３２のパージは、溶接中に、または溶接後にも行うことができる。図７に従って溶接シームが適用され、アノード電極１０の所定の熱状態が達成された後、通気路３８の口開き部が閉鎖部４４で閉鎖される。検討中の実施形態では、これは同じく溶接作業であり、それによって閉鎖カバー２８及び基部２６への材料結合接続、ならびにそこに適用される溶接シームを達成することができる。結果として、受容空間３２は、以後、アノード電極１０の環境から気密隔絶される。

このようにして、アノード電極１０が完成し、これをガス放電ランプ１４のさらなる処理に使用することができる。

検討中の実施形態において単一の通気路３８のみが提供されているとしても、代替実施形態において複数の通気路３８を提供することはもちろん可能である。これらは同一の設計である必要はないが、実質的に同一の設計であることが好ましい。この時点で、アノード電極１０の製造をどのように適宜に適合させるべきかは、当業者には容易に明らかである。

アノード電極１０の製造のために不活性ガス溶接が提案されたとしても、代替として、例えば、少なくとも通気路３８の口開き部を閉鎖するために、レーザベースの溶接または電子ビーム溶接などの使用を提供することも可能である。

全般的に見れば、本発明によるアノード電極１０がより小さな寸法を有することができることは、従来技術と比較して有利であることが判明している。さらに、通気路３８は、従来技術と比較して、より柔軟で簡単な方法で作ることができ、調節可能な位置に配置することもできる。全般的に見れば、本発明によるアノード電極１０の製造は、特にタングステンなどの脆くて硬い材料の使用に関して、従来技術と比較して大幅に単純化されることが判明している。本発明の製造方法により、クラックの発生を大幅に低減させることが可能である。最後に、閉鎖カバー２８を基部２６に接続するための溶接ステップと、通気路３８の口開き部の閉鎖とが、実質的に互いに近く配列されるという事実により、製造はさらに簡略化され得る。

例示的な実施形態は、もっぱら本発明を説明するためのものであり、本発明を限定することを意図するものではない。

１０ アノード電極
１２ カソード電極
１４ ガス放電ランプ
１６ ガス
１８ 放電管
２０ 鉛直方向
２２ アノード電位
２４ カソード電位
２６ 基部
２８ 閉鎖カバー
３０ 受容開口部
３２ 受容空間
３４ 金属
３６ 電極ガス
３８ 通気路
４０ 開口部リム
４２ カバーリム
４４ 閉鎖部
４６ 凹部
４８ 外側
５０ ブラインド開口部
５２ アノード端子
５４ カソード端子
５６ 内側
５８ オフセット
６０ 電極チップ
６２ 縦軸

Claims (15)

1. ガス放電ランプ（１４）用のアノード電極（１０）であって、
   導電性材料で作られた坩堝形状の基部（２６）であって、前記基部（２６）が、受容開口部（３０）と、前記受容開口部（３０）に隣接する受容空間（３２）とを提供し、前記導電性材料よりも低い融点を有する冷却媒体が前記受容空間（３２）に受容される、前記基部（２６）と、
   前記受容開口部（３０）を閉鎖するための閉鎖カバー（２８）であって、前記アノード電極（１０）が、前記受容空間（３２）を前記アノード電極（１０）の環境に接続する通気路（３８）を備え、前記受容開口部（３０）を取り囲む開口部リム（４０）が、前記閉鎖カバー（２８）のカバーリム（４２）に溶接され、前記通気路（３８）が、閉鎖部（４４）によって閉鎖される、前記閉鎖カバー（２８）と、を備え、
   前記通気路（３８）が、一方では前記カバーリム（４２）によって、他方では前記開口部リム（４０）によって、前記通気路（３８）の周方向に画定される、前記アノード電極。
2. 前記閉鎖カバー（２８）が、前記冷却媒体よりも高い融点を有する導電性材料、特に前記基部（２６）と同じ材料から形成される、請求項１に記載のアノード電極。
3. 前記冷却媒体が、少なくとも部分的に金属（３４）を含む、請求項１または請求項２に記載のアノード電極。
4. 前記冷却媒体が、少なくとも部分的に電極ガス（３６）を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のアノード電極。
5. 前記導電性材料が、タングステンを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のアノード電極。
6. 前記通気路（３８）の壁が、前記カバーリム（４２）及び前記開口部リム（４０）によって形成される、請求項１～５のいずれか一項に記載のアノード電極。
7. 前記通気路（３８）が、長方形の断面を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のアノード電極。
8. 前記開口部リム（４０）が、平らな設計である、請求項１～７のいずれか一項に記載のアノード電極。
9. 前記カバーリム（４２）が、前記通気路（３８）を少なくとも部分的に形成するための凹部（４６）を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載のアノード電極。
10. 前記閉鎖カバー（２８）が、前記受容開口部（３０）とは反対側の外側（４８）に、前記閉鎖カバー（２８）を前記ガス放電ランプ（１４）の電極端子（５２）に機械的に接続するための接続手段（５０）を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載のアノード電極。
11. 前記閉鎖カバー（２８）が、前記受容開口部（３０）に面する内側（５６）に、前記受容開口部（３０）に対して前記閉鎖カバー（２８）を中央に位置合わせするための少なくとも１つのオフセット（５８）を有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載のアノード電極。
12. 前記受容空間（３２）が、前記開口部リム（４０）の前記カバーリム（４２）への前記溶接によって密閉される、請求項１～１１のいずれか一項に記載のアノード電極。
13. ガス（１６）で満たされた透明な放電管（１８）と、
    前記放電管（１８）内に配置されたアノード電極（１０）と、
    前記放電管（１８）内に配置されたカソード電極（１２）と、
    を有するガス放電ランプ（１４）であって、
    前記アノード電極（１０）と前記カソード電極（１２）とが、所定の間隔で間隙を介して配置されており、
    意図された動作の際に、前記アノード電極（１０）が前記カソード電極（１２）の鉛直方向（２０）で上方に配置されるように、前記ガス放電ランプ（１４）が位置合わせされており、
    前記アノード電極（１０）にはアノード電位（２２）が供給されるとともに、前記カソード電極（１２）にはカソード電位（２４）が供給され、
    前記アノード電位（２２）が前記カソード電位（２４）よりも大きく、
    前記アノード電極（１０）が、請求項１～１２のいずれか一項に記載のように設計される、前記ガス放電ランプ。
14. ガス放電ランプ（１４）用のアノード電極（１０）を製造する方法であって、
    － 導電性材料から坩堝形状の基部（２６）を、前記基部（２６）が、受容開口部（３０）と、前記受容開口部（３０）に隣接する受容空間（３２）とを提供するように、製造することと、
    － 前記導電性材料よりも低い融点を有する冷却媒体を、前記受容空間（３２）に導入することと、
    － 前記受容開口部（３０）を閉鎖するための閉鎖カバー（２８）を製造することと、
    － 前記受容空間（３２）を前記アノード電極（１０）の環境に接続する通気路（３８）を、前記アノード電極（１０）に導入することと、
    － 前記受容開口部（３０）を取り囲む開口部リム（４０）を、前記閉鎖カバー（２８）のカバーリム（４２）に溶接することと、
    － 閉鎖部（４４）によって前記通気路（３８）を閉鎖することと、
    を含み、
    前記通気路（３８）が、一方では前記カバーリム（４２）によって、他方では前記開口部リム（４０）によって、前記通気路（３８）の周方向に画定されるように、前記通気路（３８）が設計される、前記方法。
15. 少なくとも前記カバーリム（４２）に、または少なくとも前記開口部リム（４０）に、凹部（４６）を形成することにより、前記通気路（３８）が設けられる、請求項１４に記載の方法。