CN106783524A - 放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够抑制灯特性恶化的以低功率点亮的放电灯。实施方式所涉及的放电灯是在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯。放电灯具备：发光部，在内部具有封入金属卤化物的放电空间，该金属卤化物至少含有钪的卤化物；一对电极，向所述放电空间的内部突出且隔着预定的距离而对置配置。在将所述发光部的内容积设为V(μl)且将所述金属卤化物中包含的所述钪的卤化物的重量设为M(mg)时，68(μl/mg)≤V/M(μl/mg)≤144(μl/mg)。

Description

放电灯

技术领域

本发明的实施方式涉及一种放电灯。

背景技术

有一种放电灯，其具备：发光部，在内部具有封入金属卤化物的放电空间；一对电极，向放电空间的内部突出且隔着预定的距离而对置配置。

这种放电灯在稳定点灯时以35W(瓦特)左右的功率点亮。

并且，提出有在稳定点灯时以35W(瓦特)左右的功率点亮的放电灯中通过减小发光部的内部尺寸(放电空间的尺寸)来提高亮度的技术。

近年来，从省电的需求出发，希望有一种在稳定点灯时以28W(瓦特)以下(例如25W(瓦特))的功率点亮的放电灯。

这种以低功率点亮的放电灯存在亮度暗于以35W(瓦特)左右的功率点亮的放电灯的亮度的问题。但是，即使是以低功率点亮的放电灯，只要减小发光部的内部尺寸(放电空间的尺寸)即可提高亮度。

但是，在以低功率点亮的放电灯中，若减小发光部的内部尺寸(放电空间的尺寸)，则金属卤化物和发光部的内壁之间的化学反应得到促进，从而会产生灯特性(例如亮度、发光颜色、灯电压等)恶化的新的问题。

因此，希望研发一种能够抑制灯特性恶化的以低功率点亮的放电灯。

专利文献1：日本特开2007-172959号公报

发明内容

本发明所要解决的问题在于提供一种能够抑制灯特性恶化的以低功率点亮的放电灯。

实施方式所涉及的放电灯是在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯。放电灯具备：发光部，该发光部在内部具有封入金属卤化物的放电空间，该金属卤化物至少含有钪的卤化物；一对电极，向所述放电空间的内部突出且隔着预定的距离而对置配置。

在将所述发光部的内容积设为V(μl)且将所述金属卤化物中包含的所述钪的卤化物的重量设为M(mg)时，

68(μl/mg)≤V/M(μl/mg)≤144(μl/mg)。

根据本发明的实施方式，提供一种能够抑制灯特性恶化的以低功率点亮的放电灯。

附图说明

图1是用于例示本实施方式所涉及的放电灯100的示意图。

图中：1-内管、2-金属卤化物、5-外管、11-发光部、11a-内壁、12-密封部、32-电极、100-放电灯、101-管帽、102-管座、111-放电空间。

具体实施方式

实施方式所涉及的发明是在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯。放电灯具备：发光部，该发光部在内部具有封入金属卤化物的放电空间，该金属卤化物至少含有钪的卤化物；一对电极，向所述放电空间的内部突出且隔着预定的距离而对置配置。

在将所述发光部的内容积设为V(μl)且将所述金属卤化物中包含的所述钪的卤化物的重量设为M(mg)时，

68(μl/mg)≤V/M(μl/mg)≤144(μl/mg)。

采用该放电灯，即使是以低功率点亮的放电灯也能够抑制灯特性恶化。

此时，可以设为0.19(mg)≤M(mg)≤0.34(mg)。

由此，能够更加可靠地抑制灯特性恶化。

并且，可以设为23(μl)≤V(μl)≤28(μl)。

由此，能够更加可靠地抑制灯特性恶化。

以下，参照附图对实施方式进行例示。

本发明的实施方式所涉及的放电灯例如可以作为用于汽车前照灯的H ID(HighIntensity Discharge，高强度气体放电)灯。在放电灯为用于汽车前照灯的HID灯时，能够进行所谓的水平点灯。

本发明的实施方式所涉及的放电灯的用途并未限定于汽车前照灯，在此仅作为一个例子举例说明放电灯为用于汽车前照灯的HID灯时的情况。

图1是用于例示本实施方式所涉及的放电灯100的示意图。

另外，在图1中，将放电灯100安装于汽车的情况下的前方向设为前端侧、将后方向设为后端侧、将上方向设为上端侧、将下方向设为下端侧。

如图1所示，放电灯100设置有管帽101以及管座102。

管帽101设置有外管5、内管1、电极支架3、支撑线35、套管4以及金属带71。

外管5设置于内管1的外侧且设置成与内管1同芯。即，管帽101具有由外管5和内管1构成的双重管结构。外管5接合(熔敷)于内管1的圆筒部14附近。

形成于内管1和外管5之间的封闭空间中封入有气体。封入气体可以是能够介质阻挡放电的气体。封入气体例如可以是选自氖气、氩气、氙气、氮气中的一种气体，或者也可以是这些气体的混合气体。气体的封入压力例如在常温(25℃)下为0.3atm以下。另外，气体的封入压力优选在常温(25℃)下为0.1atm以下。

外管5优选由热膨胀系数接近内管1材料的热膨胀系数且具有紫外线阻断性的材料制成。外管5可以由添加有例如钛、铈、铝等的氧化物的石英玻璃制成。

内管1具有发光部11、密封部12、边界部13以及圆筒部14。发光部11、密封部12、边界部13以及圆筒部14可以形成为一体。

内管1(发光部11、密封部12、边界部13以及圆筒部14)由具有透光性和耐热性的材料制成。内管1例如可以由石英玻璃等制成。

发光部11具有大致椭圆体的外形形状。发光部11设置于内管1的中央附近。发光部11在内管1的轴向上的尺寸(球体长度)例如可以为8mm左右。发光部11在与内管1的轴向正交的方向上的尺寸例如可以为5mm左右。

在发光部11的内部设置有放电空间111。放电空间111的中央部分呈大致圆柱状。放电空间111的两端部分呈大致圆锥状。

在放电空间111封入有放电介质。放电介质包括金属卤化物2和惰性气体。

金属卤化物2例如可以包括钪的卤化物、铟的卤化物、钠的卤化物、锌的卤化物等。另外，金属卤化物2只要至少包括钪的卤化物即可。

作为卤素，例如可以使用碘。但是，也可以使用溴或氯等来代替碘。

另外，从环保的观点出发，放电介质也可以不含汞。

封入于放电空间111中的惰性气体例如可以是氙气。并且，除了氙气之外，惰性气体还可以使用氖气、氩气、氪气等，或者使用将这些气体组合后的混合气体。惰性气体的封入压力可以根据目的而进行改变。例如，想要增加总光通量时，优选将封入压力设为在常温(25℃)下为10atm以上且20atm以下。

密封部12呈板状，其分别接合于发光部11的两端部。密封部12例如可以通过压紧密封法制成。另外，密封部12也可以通过收缩密封法制成，从而呈圆柱状。在一个密封部12上经由边界部13接合有圆筒部14。

边界部13以及圆筒部14接合于密封部12的与发光部11侧相反一侧的端部。

电极支架3设置于密封部12的内部。

电极支架3具有金属箔31、电极32、线圈33以及导线34。

金属箔31设置于密封部12的内部。金属箔31接合于电极32的与放电空间111侧相反一侧的端部的附近。

金属箔31呈薄板状，例如可以由钼、铼钼、钨、铼钨等制成。

电极32呈线状。电极32的剖面形状例如可以为圆形。

在此，若在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮放电灯，则容易产生闪烁。根据本发明的发明人的见解，只要减小电极32的粗细尺寸来提高电流密度，即可抑制产生闪烁。因此，在放电灯100中，电极32的粗细尺寸(在剖面形状为圆形的情况下为直径尺寸)设为0.20mm以上且0.33mm以下。

另外，电极32的粗细尺寸无需在电极32的延伸方向上恒定。例如，电极32的粗细尺寸也可以设为前端部侧粗于基端部侧。另外，电极32的前端部也可以为球形。另外，也可以像直流点灯类型那样一个电极的粗细尺寸不同于另一个电极的粗细尺寸。

电极32例如可以由纯钨、掺杂钨、铼钨等制成。另外，电极32可以含有钍，也可以不含钍。

电极32的一侧端部向放电空间111内突出。即，电极32的一端设置于放电空间111的内部，另一端设置于密封部12的内部。一对电极32设置成隔着预定的距离而彼此对置。一对电极32的前端彼此之间的距离(电极间距离)例如可以为3.4mm以上且4.4mm以下。电极32的另一侧端部接合于金属箔31的发光部11侧的端部附近。电极32和金属箔31的接合可以通过例如激光焊接来进行。

线圈33用于抑制密封部12产生裂纹。

线圈33例如可以是由掺杂钨制成的金属线。线圈33设置于密封部12的内部。线圈33缠绕于电极32的外侧。例如，线圈33的线径设为30μm～100μm左右，线圈螺距设为600％以下。

导线34呈线状。导线34的剖面形状例如可以为圆形。导线34例如可以由钼等制成。导线34的一侧端部侧接合于金属箔31的与发光部11侧相反一侧的端部附近。导线34和金属箔31的接合可以通过激光焊接来进行。导线34的另一侧端部侧延伸至内管1的外部。

支撑线35呈L字状，其接合于从放电灯100的前端侧引出的导线34的端部。支撑线35和导线34的接合可以通过激光焊接来进行。支撑线35例如可以由镍制成。

套管4覆盖支撑线35的与内管1平行延伸的部分。套管4例如呈圆筒状。套管4例如可以由陶瓷制成。

金属带71固定于外管5的后端侧的端部附近。

管座102具有：主体部6、安装用配件72、底部端子81以及侧部端子82。

主体部6由树脂等绝缘性材料制成。在主体部6的内部设置有：导线34的后端侧、支撑线35的后端侧、套管4的后端侧。

安装用配件72设置于主体部6的端部。安装用配件72设置于主体部6的前端侧。安装用配件72从主体部6突出。安装用配件72保持金属带71。通过用安装用配件72保持金属带71，从而使管帽101保持于管座102。

底部端子81设置于主体部6的内部。底部端子81设置于主体部6的后端侧。底部端子81由导电性材料制成。底部端子81与导线34电连接。

侧部端子82设置于主体部6的侧壁。侧部端子82设置于主体部6的后端侧。侧部端子82由导电性材料构成。侧部端子82与支撑线35电连接。

底部端子81以及侧部端子82与未图示的点灯电路电连接。此时，底部端子81与点灯电路的高压侧电连接。侧部端子82与点灯电路的低压侧电连接。

在放电灯100用于汽车前照灯的情况下，放电灯100安装成中心轴(管轴)处于大致水平状态且支撑线35位于大致下端侧(下方)。另外，将点亮安装成该方向的放电灯100称为水平点灯。

另外，本实施方式所涉及的放电灯100为低功率的放电灯。

因此，点灯电路在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮放电灯100。

在此，若供给到放电灯100的功率变小，则光通量或发光效率会降低。因此，若供给到放电灯100的功率变小，则亮度会变暗。此时，只要减小发光部11的内部尺寸(放电空间111的尺寸)，即可抑制亮度变暗。

下面，对此进行说明。即，若减小发光部11的内部尺寸，则发光部11的外形尺寸也变小。若发光部11的外形尺寸变小，则可以减少发光部11的散热量。若发光部11散热量变少，则发光部11的内部温度(放电空间111的温度)会变高，导致金属卤化物2的蒸汽压变高。

若金属卤化物2的蒸汽压变高，则从电极32释放出的电子和金属卤化物2的分子碰撞的比率增加。若电子和金属卤化物2的分子碰撞的比率增加，则总光通量会增加，发光效率也会变高。

因此，即使在供给到放电灯100的功率较小的情况下，只要减小发光部11的内部尺寸即可抑制亮度变暗。

但是，在以低功率点亮的放电灯100中，若减小发光部11的内部尺寸(放电空间111的尺寸)，则金属卤化物2和发光部11的内壁11a之间的化学反应得到促进，从而产生灯特性恶化的新的问题。

根据本发明的发明人的见解，金属卤化物2和发光部11的内壁11a之间的化学反应得到促进的原因如下。

以低功率点亮的放电灯100难以点亮。因此，在启动时施加于放电灯100的功率会变大。例如，在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯100的情况下，启动时施加的功率为55W(瓦特)左右。因此，启动时的发光部11的内部温度(放电空间111的温度)快速上升。并且，如前述，若减小发光部11的内部尺寸，则发光部11的内部温度(放电空间111的温度)会变高。

若发光部11的内部温度(放电空间111的温度)变高，则金属卤化物2和发光部11的内壁11a之间的化学反应得到促进。

若金属卤化物2和发光部11的内壁11a之间的化学反应得到促进，则发光部11的内壁11a变得模糊，导致亮度变暗。另外，若金属卤化物2中含有的特定的成分和发光部11的内壁11a之间的化学反应得到促进，则金属卤化物2的组分会改变。若金属卤化物2的组分改变，则会导致发光颜色改变。并且，若金属卤化物2的组分改变，则会导致稳定点灯时的电压(灯电压)改变，有可能使设置于点灯电路的安全装置误操作。即，若金属卤化物2和发光部11的内壁11a之间的化学反应得到促进，则可能会导致亮度、发光颜色、灯电压等灯特性恶化。

在此，如前述，金属卤化物2包括钪的卤化物、铟的卤化物、钠的卤化物、锌的卤化物等。

根据本发明的发明人的见解，主要是钪的卤化物和发光部11所含有的石英玻璃进行化学反应，铟的卤化物、钠的卤化物以及锌的卤化物等不怎么与发光部11所含有的石英玻璃进行化学反应。

本发明的发明人经过研究发现，只要将发光部11的内容积(放电空间111的体积)V和金属卤化物2中含有的钪的卤化物的重量M之比(V/M)、金属卤化物2中含有的钪的卤化物的重量M、发光部11的内容积V设为预定范围内，即使是以低功率点亮的放电灯也能够抑制灯特性恶化。

表1以及表2是用于例示发光部11的内容积V、金属卤化物2中含有的钪的卤化物的重量M以及发光部11的内容积V与金属卤化物2中含有的钪的卤化物的重量M之比(V/M)和与内壁11a的化学反应以及灯电压的改变之间的关系的表。

【表1】

【表2】

另外，可以通过拍摄发光部11的X射线照片，并从拍摄到的X射线照片中的放电空间111的尺寸来计算出发光部11的内容积V。另外，可以在水中切割发光部11，并通过测量从发光部11排出的气体的量来求出发光部11的内容积V。

在与内壁11a的化学反应的评价中，将发光部11的内壁11a变得模糊且亮度暗到实际使用上成为问题的程度的情况表示为“×”，将亮度在实际使用上不成问题的情况表示为“○”，将亮度在实际使用上不成问题且更亮的情况表示为“◎”。

在灯电压(稳定点灯时的电压)的改变的评价中，将改变至使设置于点灯电路的安全装置误操作程度的情况表示为“×”，将安全装置并未误操作的情况表示为“○”，将安全装置并未误操作且灯电压的改变更小的情况表示为“◎”。

在综合判断中，将与内壁11a的化学反应以及灯电压的改变均为“◎”的情况表示为“◎”，将与内壁11a的化学反应或灯电压中的一个为“○”且另一个为“◎”的情况表示为“○”，将与内壁11a的化学反应以及灯电压的改变中的至少一个为“×”的情况表示为“×”。

另外，将稳定点灯时的施加功率设为25W(瓦特)左右，且将启动时的施加功率设为55W(瓦特)左右。

将发光部11的材料设为石英玻璃。

将放电空间111的中央部分的直径尺寸d设为2.2mm以上且2.5mm以下。

由表1以及表2可知，在将发光部11的内容积设为V(μl：微升)且将金属卤化物2中含有的钪的卤化物的重量设为M(mg)的情况下，只要将V/M(μl/mg)设为68(μl/mg)≤V/M(μl/mg)≤144(μl/mg)，更加优选设为88(μl/mg)≤V/M(μl/mg)≤127(μl/mg)，即使是在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯100也能够抑制灯特性恶化。

此时，由表1以及表2可知，优选0.19(mg)≤M(mg)≤0.34(mg)。

并且，由表1以及表2可知，优选23(μl)≤V(μl)≤28(μl)。

以上，对本发明的若干实施方式进行了例示，但这些实施方式只是举例说明，并没有限定发明范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本发明宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形均属于本发明的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的发明及其等同的范围内。另外，前述的各实施方式可以相互组合实施。

Claims (3)

1.一种在稳定点灯时以22W以上且28W以下的功率点亮的放电灯，其特征在于，具备：

发光部，在内部具有封入金属卤化物的放电空间，该金属卤化物至少含有钪的卤化物；

一对电极，向所述放电空间的内部突出且隔着预定的距离而对置配置，

并且，在将所述发光部的内容积设为V且将所述金属卤化物中包含的所述钪的卤化物的重量设为M时，

68≤V/M≤144，

其中，V的单位为μl，M的单位为mg。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

0.19≤M≤0.34。

3.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，

23≤V≤28。