CN102222596B

CN102222596B - 车辆用放电灯

Info

Publication number: CN102222596B
Application number: CN201110097254.6A
Authority: CN
Inventors: 志藤雅也
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-04-15
Also published as: US20110254439A1; US8441190B2; JP2011228013A; CN102222596A

Abstract

本发明提供一种车辆用放电灯。车辆用放电灯利用直流点灯方式发光，具有：外管，其安装在插座上；发光管，其配置于外管的内部，由发光部和位于间隔着发光部的相对侧且与发光部相连续地设置的一对细管部构成；阴极侧电极和阳极侧电极，其配置于发光管的内部；以及两根引线，它们分别与阴极侧电极和阳极侧电极连接，各自的至少一部分配置于外管的内部，在外管内部的位于发光管外侧的空间中填充负压的惰性气体，在位于发光管的阳极侧的细管部的外周面上，涂敷金属膜或金属氧化膜、或卷绕金属线，在阴极侧的细管部的外周面上，不存在任何金属膜、金属氧化膜以及金属线，在启动时向阳极侧电极施加负极性的高压脉冲。

Description

车辆用放电灯

技术领域

本发明涉及一种车辆用放电灯，详细地说，涉及一种在启动时向阳极侧电极施加负极性的高压脉冲而使启动电压降低，从而实现起动电路等的小型化等的技术领域。

背景技术

由于车辆用前照灯与通常的照明灯不同，需要精密的配光控制，因此要求发光形状均匀且形成棒状，并且明暗比高。由于白炽灯及卤素灯的灯丝具有上述特征，因此广泛地用作为车辆用前照灯的光源。

另一方面，在使用放电灯作为光源的车辆用前照灯中，具有下述优点，即，由于放电灯与白炽灯及卤素灯相比光量较大，因此可以实现亮度提高，另外，与白炽灯及卤素灯相比寿命较长。

由于如上所述，放电灯与白炽灯及卤素灯相比亮度高且寿命长，因此近年来，具有放电灯作为车辆用前照灯的前照灯逐渐普及。

一般地，放电灯的发光管配置于以保护该发光管且使温度稳定等为目的而形成的外管的内部，该发光管保持一对电极，且内部封入惰性气体等气体。发光管由发光部和一对细管部形成，该发光部在内部进行放电，该一对细管部隔着该发光部而设置在相对侧。发光部是在进行放电时产生电弧的部分，形成为直径与细管部的直径相比更大。

在放电灯中，通过向电极施加高压脉冲，使发光管的发光部进行放电，从而开始点灯。

在该放电灯中，作为点灯方式具有交流点灯方式和直流点灯方式(例如，参照专利文献1)，在直流点灯方式的放电灯中，一对电极分别形成阴极侧电极和阳极侧电极。

由于直流点灯方式的放电灯没有电极极性的切换，因此，可以针对阴极侧电极和阳极侧电极的各自的负载进行专门设计，与交流点灯方式的放电灯相比，具有可以减轻电极负载等的优点。

专利文献1：日本特开2007-250225号公报

发明内容

但是，用作为车辆用灯具的光源的车辆用放电灯，与普通照明用的放电灯相比，必须确保启动的可靠性(100％的启动性)及启动后的上升特性的快速性，为了实现上升特性的快速化，而在提高刚点灯之后(刚启动之后)的电力的基础上，要提高所封入的惰性气体的压力。

但是，如果提高惰性气体的压力以实现上升特性的快速化，则车辆用放电灯在启动时的启动电压变高，可能损害启动的可靠性。

另外，为了提高启动电压而招致用于向放电灯施加启动电压的启动电路的大型化，制造成本大幅增加。

因此，本发明的车辆用放电灯的课题在于，实现在启动电压降低的情况下进行启动的可靠性以及制造成本的降低。

为了解决上述课题，车辆用放电灯利用直流点灯方式发光，其具有：外管，其安装在插座上；发光管，其配置于前述外管的内部，由发光部和一对细管部形成，该一对细管部位于隔着该发光部的相对侧，与前述发光部相连续地设置；阴极侧电极和阳极侧电极，其配置于前述发光管的内部；以及两根引线，它们分别与前述阴极侧电极和前述阳极侧电极连接，各自的至少一部分配置于前述外管的内部，在前述外管内部的位于前述发光管外侧的空间中，填充负压的惰性气体，在位于前述发光管的阳极侧的细管部的外周面上，涂敷金属膜或金属氧化膜、或者卷绕金属线，在位于前述发光管的阴极侧的细管部的外周面上，不存在任何前述金属膜、前述金属氧化膜以及前述金属线，在启动时向前述阳极侧电极施加负极性的高压脉冲。

由此，在车辆用放电灯中，向阳极侧电极施加负极性的高压脉冲而进行启动。

发明的效果

本发明的车辆用放电灯为利用直流点灯方式发光的车辆用放电灯，其特征在于，具有：外管，其安装在插座上；发光管，其配置于前述外管的内部，由发光部和一对细管部形成，该一对细管部位于隔着该发光部的相对侧，与前述发光部相连续地设置；阴极侧电极和阳极侧电极，其配置于前述发光管的内部；以及两根引线，它们分别与前述阴极侧电极和前述阳极侧电极连接，各自的至少一部分配置于前述外管的内部，在前述外管内部的位于前述发光管外侧的空间中，填充负压的惰性气体，在位于前述发光管的阳极侧的细管部的外周面上，涂敷金属膜或金属氧化膜、或者卷绕金属线，在位于前述发光管的阴极侧的细管部的外周面上，不存在任何前述金属膜、前述金属氧化膜以及前述金属线，在启动时向前述阳极侧电极施加负极性的高压脉冲。

由此，可以使启动时的启动电压降低，可以实现在启动电压降低的情况下进行启动的可靠性及制造成本降低。

在技术方案2所述的发明中，作为前述阳极侧电极，使用添加有氧化钍的钨。

由此，在启动时向阳极侧电极施加高压脉冲时，与电子释放相伴的损耗减小，抑制阳极侧电极的温度上升，并且抑制阳极侧电极的熔损，因此，可以实现放电灯的长寿命化及发光效率的提高。

在技术方案3所述的发明中，使前述发光管的发光部在与连结前述一对细管部的方向正交的方向上的最大内径小于或等于3mm。

由此，由于阳极侧电极及阴极侧电极与发光部的内表面之间的间隔较小，所以可以实现启动电压降低。

附图说明

图1是与图2及图3一起表示本发明的车辆用放电灯的最佳实施方式的图，本图是车辆用前照灯的概略剖面图。

图2是将局部形成剖面而表示的放电灯的放大侧视图。

图3是表示局部的放大剖面图。

具体实施方式

下面，参照附图，对用于实施本发明的车辆用放电灯的最佳方式进行说明。车辆用放电灯收容于车辆用前照灯中。

车辆用前照灯1配置为，安装于车体前端部的左右两端部。

车辆用前照灯1如图1所示，具有：灯具壳体2，其具有向前方开口的凹部；以及罩体3，其闭塞该灯具壳体2的开口面，由灯具壳体2和罩体3构成灯具外框。灯具外框4的内部空间形成灯室5。

在灯具壳体2的后端部形成前后贯穿的插入孔2a，该插入孔2a由后罩6闭塞。在灯具壳体2的下端部形成上下贯穿的配置孔2b。

在灯室5中，反射镜7可自由倾斜移动地被未图示的光轴调整机构支撑。在反射镜7的后端部形成有前后贯穿的安装孔7a。

放电灯(车辆用放电灯)8以水平的状态安装在反射镜7的安装孔7a上。

在灯具壳体2的配置孔2b中安装有放电灯点灯装置9。放电灯点灯装置9是在箱体10的内部收容未图示的点灯电路而形成的。在箱体10的外周面上设置输入侧连接器11，在箱体10的上表面上设置有输出侧连接器12。

输入侧连接器11利用未图示的连接线与未图示的电源供给电路连接。

输出侧连接器12经由供电线13与起动装置14连接，该起动装置14的连接器14a与放电灯8的后述插座连接。

放电灯8的点灯(启动)如下所示进行，即，利用放电灯点灯装置9的点灯电路使电源供给电路的电源电压升压，经由供电线13及起动装置14向放电灯8施加高压脉冲，使其开始放电。作为放电灯8的点灯方式使用直流点灯方式。

在灯室5中配置有延伸部15，其用于对配置于该灯室5内的各部件的一部分进行遮蔽。在灯室5中配置有未图示的遮光部，其对从放电灯8出射的光的一部分进行遮蔽。

放电灯8通过将主体16与插座17连接而构成(参照图2)。

主体16具有外管18和配置在该外管18内部的发光管19。

外管18是通过将闭塞部18a和保持部18b一体成型而构成的，其中，该闭塞部18a覆盖发光管19等，该保持部18b从该闭塞部18a的前端部向前方凸出。

发光管19由氧化铝等陶瓷形成，由发光部20和分别与该发光部20的前后两端相连续的细管部21、22构成。细管部21、22分别形成为向前后延伸的大致圆筒状，外径小于发光部20的外径。

在发光部20的内部以及细管部21、22的发光部20侧的各端部的内部，封入碘化物和氙气或氩气等惰性气体。发光部20的前后方向上的中间部设置有形成为沿前后延伸的大致圆筒状的平坦部20a(参照图3)。发光部20的最大内径、即平坦部20a的内径D，例如形成为小于或等于3mm，优选大于或等于1mm而小于或等于2mm。

在细管部21、22的内部，前后分离地配置有各自前后较长地形成的阴极侧电极23和阳极侧电极24。阴极侧电极23的后端部23a和阳极侧电极24的前端部24a位于发光部20的内部。

此外，在上述内容中示出了阴极侧电极23位于前侧、阳极侧电极24位于后侧的例子，但也可以是阴极侧电极23位于后侧、阳极侧电极24位于前侧。

阴极侧电极23例如形成为细径的针状，阳极侧电极24例如形成为粗棒状，截面积大于阴极侧电极23的截面积。作为阳极侧电极24，例如使用添加有氧化钍的钨。

在位于发光管19的阳极侧的细管部22的外周面上，涂敷有金属膜25或金属氧化膜25，或者卷绕有金属线25。

在阴极侧电极23的前端连接有第1引线26(参照图2及图3)。第1引线26具有从发光管19前侧的细管部21向前方凸出、贯穿保持部18b而向外管18的外部凸出的部分。第1引线26的凸出至外管18的外部的部分被向规定的方向弯曲，后端部与设置于插座17上的未图示的第1连接端子连接。

第1引线26由第1部分26a和第2部分26b构成，该第1部分26a配置于细管部21的内部，与阴极侧电极23连接，该第2部分26b与该第1部分26a的前端相连续，第1部分26a例如由钼形成，第2部分26b例如由铌形成。第2部分26b中的配置于细管部21内部的部分被烧结玻璃(frit glass)(低熔点玻璃)密封。

第1引线26的一部分由外管18的保持部18b保持，凸出至外管18的外部的部分除一部分之外由绝缘套27包覆。绝缘套27例如由玻璃或陶瓷等绝缘材料形成。

阳极侧电极24的后端连接有大致前后延伸的第2引线28。第2引线28从发光管19后侧的细管部22向后方凸出。第2引线28的后端部与设置在插座17上的未图示的第2连接端子连接。

第2引线28由第1部分28a和第2部分28b构成，该第1部分28a配置于细管部22的内部，与阳极侧电极24连接，该第2部分28b与该第1部分28a的后端相连续，第1部分28a例如由钼形成，第2部分28b例如由铌形成。第2部分28b中的配置在细管部22内部的部分被烧结玻璃密封。

在外管18的内部配置有吸气器(getter)29，其安装在第2引线28上。吸气器29具有下述功能：吸附可能存在于外管18内部的杂质(不纯气体)防止放电灯8的发光效率降低。

在放电灯8中，在外管18内部的位于发光管19外侧的空间中，例如封入氩气等惰性气体或氮气作为屏蔽气体。使氩气的气压小于或等于0.9atm，优选小于或等于0.1atm。

作为放电灯8，如上所述使用直流点灯方式作为点灯方式，向阳极侧电极24施加负极性的高压脉冲而进行启动。由此，在放电灯8中，在启动时，从阳极侧电极24释放电子，释放出的电子与阴极侧电极23碰撞，阳极侧电极24成为启动时的电子产生侧，阴极侧电极23成为接地侧。

如上所述，在放电灯8中，由于在启动时向阳极侧电极24施加高压脉冲，并且所施加的高压脉冲为负极性，因此在启动后(点灯后)，电子从施加有高压脉冲的一侧向接地侧、即从阳极侧电极24侧向阴极侧电极23侧流动。

如果在施加高压脉冲时，在外管18的内部的位于发光管19外侧的空间中封入有负压的惰性气体，则在施加有高压脉冲一侧的第2引线28与金属膜25、金属氧化膜25或金属丝25之间产生电介质势垒放电。

如果产生电介质势垒放电，则施加有高压脉冲的阳极侧电极24周围的惰性气体发生电离，产生电子而生成强电场，并且还产生紫外线。在电介质势垒放电后导致主放电，电子从阳极侧电极24侧向阴极侧电极23侧流动，但是，由于在阳极侧电极24的周围通过电介质势垒放电的强电场及紫外线而激励了大量电子，因此以这些电子作为“种子”，使电子流急剧增强。

如上所示，利用电介质势垒放电的效果使电子流增强，因此，可以可靠地进行放电灯8的启动，相应地，可以使启动电压降低。另外，由于启动电压降低，相应地，可以使用于施加启动电压的起动电路小型化，可以实现制造成本降低。

此外，在所施加的高压脉冲为正极性的情况下，电子从阴极侧电极23侧向阳极侧电极24流动，但由于在阴极侧电极23侧不存在金属膜25，因此电介质势垒放电的效果降低，电子几乎不存在，难以使启动电压降低。另外，相同地，在屏蔽气体并非惰性气体、或屏蔽气体的压力较高的情况下，电介质势垒放电的效果也较低，难以使启动电压降低。

另外，由于在惰性气体中，氩气的热传导率较低，因此，通过在外管18内部的位于发光管19外侧的空间中封入氩气作为屏蔽气体，从而可以利用保温效果而使发光管19的发光效率提高。

如上所述，在放电灯8中，将阴极侧电极23形成为细径的针状，将阳极侧电极24形成为粗棒状，且截面积大于阴极侧电极23的截面积。通过将阳极侧电极24和阴极侧电极23形成上述形状及尺寸，从而在向阳极侧电极24施加负极性的高压脉冲时，在阳极侧易于产生电子衰变，并且在阴极侧易于由于电场集中而产生电子流，从而可以使向阳极侧电极24施加的启动电压降低。

另外，通过向阳极侧电极24施加负极性的高压脉冲，且将阴极侧电极23形成为细径的针状，从而如上述所示，在阴极侧电极23的前端容易产生电子流，由于将阴极侧电极23的前端加热而使得从阴极侧电极23的前端的电子释放变得容易，可靠地进行从启动时向稳定点灯时的过渡，从而还可以实现点灯过渡的可靠性的提高。

另外，在放电灯8中，使用添加有氧化钍的钨形成阳极性电极24。氧化钍是功函数较低的金属材料，通过在钨中添加氧化钍，从而使阳极侧电极24的功函数降低。例如，钨的功函数为4.2eV，但如果使用添加有氧化钍的钨，则功函数降低至2.6eV。

通过如上所述在钨中添加功函数较低的氧化钍，从而在启动时，在向阳极侧电极24施加高压脉冲时，伴随着电子释放而产生的损耗减少，可以使启动电压降低，并且抑制阳极侧电极24的温度上升，抑制阳极侧电极24的熔损，由此，可以实现放电灯8的长寿命化及发光效率的提高。

另外，通过使用添加有氧化钍的钨形成阳极侧电极24，从而可以抑制启动时的阳极侧电极24的温度上升，由此，相应地，可以使阳极侧电极24缩小，可以实现放电灯8的发光效率的提高。

在放电灯8中，由于高压脉冲施加在阳极侧电极24上，因此所施加的高压脉冲经由阳极侧电极24以及发光部20的内表面到达阴极侧电极23。由此，阳极侧电极24及阴极侧电极23与发光部20的内表面之间的间隔越小，越可以使启动电压降低。

因此，在放电灯8中，如上所述，使发光部20的最大内径即平坦部20a的内径D小于或等于3mm，优选大于或等于1mm而小于或等于2mm，从而使阳极侧电极24及阴极侧电极23与发光部20的内表面之间的间隔减小，实现启动电压的降低。

另外，在发光部20的内部，与氙气或氩气等惰性气体一起封入有碘化物，由于通过将发光部20的内径减小而使点灯时的发光部20的温度上升，因此碘化物容易更多地沉积在细管部21、22中而不是发光部20中。由此，在发光部20的内部，介电常数大于碘化物的氧化铝等陶瓷的占有面积增加，因此，启动电压降低。

如上所述，在放电灯8中，在外管18内部的位于发光管19外侧的空间中填充负压的惰性气体，在位于发光管19的阳极侧的细管部22的外周面上，涂敷金属膜25或金属氧化膜25、或者卷绕金属线25，在启动时向阳极侧电极24施加负极性的高压脉冲。

在用于实施上述发明的最佳方式中示出的各部分的形状及构造，都仅不过是在实施本发明时示出的具体化的一个例子，不能由此限定地解释本发明的技术范围。

Claims

1.一种车辆用放电灯，其利用直流点灯方式发光，

其特征在于，具有：

外管，其安装在插座上；

发光管，其配置在前述外管的内部，由发光部和一对细管部构成，该一对细管部位于隔着该发光部的相对侧，与前述发光部相连续地设置；

阴极侧电极和阳极侧电极，其配置于前述发光管的内部；以及

两根引线，它们分别与前述阴极侧电极和前述阳极侧电极连接，各自的至少一部分配置于前述外管的内部，

在前述外管内部的位于前述发光管外侧的空间中，填充负压的惰性气体，

在位于前述发光管的阳极侧的细管部的外周面上，涂敷金属膜或金属氧化膜、或者卷绕金属线，

在位于前述发光管的阴极侧的细管部的外周面上，不存在任何前述金属膜、前述金属氧化膜以及前述金属线，

在启动时，向前述阳极侧电极施加负极性的高压脉冲。

2.根据权利要求1所述的车辆用放电灯，其特征在于，

作为前述阳极侧电极，使用添加有氧化钍的钨。

3.根据权利要求1或2所述的车辆用放电灯，其特征在于，

使前述发光管的发光部的在与连结前述一对细管部的方向正交的方向上的最大内径小于或等于3mm。