CN206480595U

CN206480595U - 放电灯

Info

Publication number: CN206480595U
Application number: CN201720135113.1U
Authority: CN
Inventors: 相原和也
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2016-05-18
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2017-09-08
Anticipated expiration: 2027-02-15

Abstract

本实用新型提供一种以低功率点亮的放电灯且能够实现提高亮度和抑制“白浊”现象的效果的放电灯。实施方式所涉及的放电灯是在稳定点灯时以22W以上且28W以下的功率点亮的放电灯。放电灯具备：发光部，在内部具有放电空间，在该放电空间封入有金属卤化物和惰性气体；一对电极，向所述放电空间的内部突出且配置成隔着预定距离而对置。所述发光部的壁厚最大的部分的壁厚尺寸是1.0mm以上且1.5mm以下。若将封入于所述放电空间的所述惰性气体在常温(25℃)下的压力设为P，将所述一对电极的前端彼此之间的距离设为L，则放电灯满足以下公式：401(mm·atm)≤8.8×L×P(mm·atm)≤500(mm·atm)。

Description

放电灯

技术领域

本实用新型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，在内部具有放电空间，并且在该放电空间封入有金属卤化物和惰性气体；一对电极，向所述放电空间的内部突出且配置成隔着预定距离而彼此对置。

这种放电灯在稳定点灯时以35W(瓦特)左右的功率点亮。

但是，近年来，出于省电的要求，力求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。

与以35W(瓦特)左右的功率点亮的放电灯相比，上述以低功率点亮的放电灯存在亮度变暗的问题。此时，只要提高发光部的温度，就能够提高亮度。

但是，若提高发光部的温度，则电极容易产生溅射。若电极产生溅射，则会在发光部的内壁上形成由电极成分构成的膜，从而产生“白浊”现象。若产生“白浊”现象，则在放电空间内部产生的光会被遮光，因此会出现亮度变暗的新的问题。

因此，期待开发一种以低功率点亮的放电灯且能够实现提高亮度和抑制“白浊”现象的效果的放电灯。

专利文献1：日本特许第5428957号公报

发明内容

本实用新型要解决的课题在于提供一种以低功率点亮的放电灯且能够实现提高亮度和抑制“白浊”现象的效果的放电灯。

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，在内部具有放电空间，在该放电空间封入有金属卤化物和惰性气体；一对电极，向所述放电空间的内部突出且配置成隔着预定距离而彼此对置。所述发光部的壁厚最大的部分的壁厚尺寸是1.0mm以上且1.5mm以下。

若将封入于所述放电空间的所述惰性气体在常温(25℃)下的压力设为P(atm)，将所述一对电极的前端彼此之间的距离设为L(mm)，则放电灯满足以下公式：

401(mm·atm)≤8.8×L×P(mm·atm)≤500(mm·atm)。

根据本实用新型的实施方式，可以提供一种以低功率点亮的放电灯且能够实现提高亮度和抑制“白浊”现象的效果的放电灯。

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

以下，参照附图对实施方式进行说明。

本实用新型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HID(High Intensity Discharge，高强度气体放电)灯。并且，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。

本实用新型的实施方式所涉及的放电灯的用途并不限定于汽车前照灯，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能的材料制成。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)例如可以是8m m左右。

另外，关于发光部11的壁厚尺寸，将在后面进行详细叙述。

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。

在此，若缩小放电空间111的中央部分在与内管1的轴向正交的方向上的尺寸，则在电极32的前端彼此之间产生的放电和发光部11的内壁11a之间的距离就会变短，因此发光部11的内壁11a容易产生因放电引起的损伤。另一方面，若加大放电空间111的中央部分的尺寸，则发光部11的温度会降低，因而可能会导致亮度降低。

因此，放电空间111的中央部分在与内管1的轴向正交的方向上的尺寸优选为2.0mm以上且2.4mm以下。

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。

并且，在本实施方式所涉及的放电灯100中，从环保的观点出发，放电介质实质上不含汞。另外，在本说明书中，所谓“实质上不含汞”并不表示完全不含汞，而是允许含有仅作为杂质的汞。例如，在放电空间111中，放电介质可以含有不足2mg/cc的汞。

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。

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。

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。

但是，惰性气体优选使用氙气。

另外，关于封入于放电空间111的惰性气体在常温(25℃)下的压力(封入压力)P，将在后面进行详细叙述。

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是圆形。

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100，则容易产生闪烁。根据本发明人的见解，只要减小电极32的粗细尺寸而提高电流密度，就能够抑制闪烁的产生。因此，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)优选为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。并且，电极32的前端部也可以是球形。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。

另外，上述“0.20mm以上且0.33mm以下”适用于电极32的粗细尺寸大致恒定的情况。

一对电极32配置成隔着预定距离而彼此对置。

另外，关于一对电极32的前端彼此之间的距离(电极间距离)L，将在后面进行详细叙述。

电极32的一侧端部向放电空间111内突出。即，电极32的一端设置在放电空间111的内部，另一端设置在密封部12的内部。电极32的另一侧端部接合于金属箔31的发光部11侧端部附近。电极32和金属箔31的接合例如可以通过激光焊接来进行。

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。

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设置在密封部12的内部。线圈33缠绕于电极32的外侧。例如，线圈33的线径可以设为30μm～100μm左右，线圈节距可以设为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的接合例如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的接合例如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61、安装用配件72、底部端子81以及侧部端子82。

主体部61由树脂等绝缘性材料制成。在主体部61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61的端部。安装用配件72设置于主体部61的前端侧。安装用配件72从主体部61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61的内部。底部端子81设置于主体部61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61的侧壁。侧部端子82设置于主体部61的后端侧。侧部端子82由导电性材料制成。侧部端子82与支撑线35电连接。

底部端子81和侧部端子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。

在将放电灯100用于汽车前照灯的情况下，放电灯100安装成其中心轴(管轴)大致水平的状态且支撑线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。

并且，本实施方式所涉及的放电灯100是低功率的放电灯。

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，只要缩小发光部11的壁厚尺寸，即可抑制亮度变暗。

下面，对此进行说明。即，若缩小发光部11的壁厚尺寸，则发光部11甚至放电空间111的温度会升高，导致金属卤化物2的蒸汽压升高。

若金属卤化物2的蒸汽压升高，则从电极32释放出的电子和金属卤化物2的分子碰撞的比率会增加。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，只要缩小发光部11的壁厚尺寸，即可抑制亮度变暗。

此时，若发光部11的壁厚尺寸过小，则可能会导致发光部11的强度不足。若发光部11的壁厚尺寸过大，则可能会导致发光部11的温度降低，无法获得规定的亮度。

根据本发明人的见解，优选将发光部11的壁厚最大的部分的壁厚尺寸T设为1.0mm以上且1.5mm以下。如此一来，即使在稳定点灯时以22W(瓦特)以上且28W(瓦特)以下的功率点亮放电灯100，也能够获得741m/W(流明/瓦特)左右的亮度。

另外，通常情况下，发光部11的壁厚最大的部分在发光部11的内管1轴向上的中央部分。

但是，若放电空间111的温度升高，则电极32容易产生溅射。若电极32产生溅射，则在发光部11的内壁11a会形成由电极32的成分构成的膜，从而产生“白浊”现象。若产生“白浊”现象，则在放电空间111的内部产生的光会被遮光，因此亮度会变暗。并且，若产生“白浊”现象，则难以散热，因而放电空间111的温度会进一步升高，“白浊”现象会进一步发展。因此，有可能会导致亮度急剧降低。

即，即便通过缩小发光部11的壁厚尺寸而获得了规定的亮度，却存在难以维持所获得的亮度的可能性。

并且，根据本发明人的见解，以低功率点亮的放电灯100在启动时容易产生“白浊”现象。

以下，对此进行说明。

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，在以低功率点亮的放电灯100的情况下，启动时的放电空间111的温度容易上升。

其结果，以低功率点亮的放电灯100在启动时容易产生“白浊”现象。

经过本发明人的进一步研究，得到了以下见解：封入于放电空间111的惰性气体的压力P和一对电极32的前端彼此之间的距离L会对放电灯100的启动性带来影响。

因此，只要通过惰性气体的压力P和一对电极32的前端彼此之间的距离L来能够降低启动时施加的功率，就能够抑制启动时的放电空间111的温度升高。只要能够抑制启动时的放电空间111的温度升高，就能够抑制启动时产生“白浊”现象。

此时，根据本发明人的见解，只要满足以下公式，就能够有效地抑制“白浊”现象的产生。

401(mm·atm)≤8.8×L×P(mm·atm)≤500(mm·atm)

另外，P是封入于放电空间111的惰性气体在常温(25℃)下的压力(封入压力)，L是一对电极32的前端彼此之间的距离。

表1是用于例示惰性气体的封入压力P(atm)以及一对电极32的前端彼此之间的距离L(mm)与“白浊”现象的产生之间的关系的表格。

【表1】

另外，在“白浊”现象的评价中，从发光部11射出的光的发光效率为741m/W(流明/瓦特)以上时用“○”表示，不足741m/W(流明/瓦特)时用“×”表示。

并且，在以EU120分模式的点灯熄灯周期进行点灯和熄灯的同时将放电灯100点亮2000小时之后，进行了“白浊”现象的评价。

发光效率是指“总光通量/灯功率(稳定点灯时的施加功率)”。

并且，若一对电极32的前端彼此之间的距离L过长，则灯电压(稳定点灯时的施加电压)可能会变得过高。

因此，在灯电压的评价中，将灯电压变高而导致设置在点灯电路上的安全装置错误操作的情况用“×”表示，安全装置并没有错误操作的情况用“○”表示。

在综合判断中，将“白浊”现象的评价和灯电压的评价中均为“○”的情况用“○”表示，将“白浊”现象的评价和灯电压的评价中的至少任意一项为“×”的情况用“×”表示。

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

金属卤化物2按照以下比率组成：

ScI₃：NaI：ZnI₂：InBr＝1.00：1.5：0.3：0.007

金属卤化物2的封入量为0.4mg左右。

在与内管1的轴向正交的方向上的放电空间111的中央部分的尺寸为2.0mm以上且2.4mm以下。

发光部11的壁厚最大的部分(例如，发光部11的中央部分)的壁厚尺寸T为1.0mm以上且1.5mm以下。

发光部11的材料为石英玻璃。

另外，放电空间111的中央部分的尺寸、发光部11的壁厚最大的部分的壁厚尺寸T以及一对电极32的前端彼此之间的距离L例如可以拍摄发光部11的X线照片并根据所拍摄的X线照片上的尺寸来计算出。

并且，封入于放电空间111内的惰性气体为氙气。

由表1可知，只要401(mm·atm)≤8.8×L×P(mm·atm)≤500(m m·atm)，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，其发光效率也能够成为741m/W(流明/瓦特)以上。也就是说，即使是以低功率点亮的放电灯，也能够实现提高亮度和抑制“白浊”现象的效果。

并且，还能够使灯电压成为恰当的值。

此时，由表1可知，优选12atm≤P≤15.0atm。

并且，由表1可知，优选3.4mm≤L≤3.8mm。

以上，对本实用新型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，并没有限定实用新型范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，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实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的实用新型及其等同的范围内。并且，上述各实施方式能够以相互组合的方式实施。

Claims

1.一种放电灯，其在稳定点灯时以22W以上且28W以下的功率点亮，该放电灯的特征在于，具备：

发光部，在内部具有放电空间，在该放电空间封入有金属卤化物和惰性气体；

一对电极，向所述放电空间的内部突出且配置成隔着预定距离而彼此对置，

所述发光部的壁厚最大的部分的壁厚尺寸是1.0mm以上且1.5mm以下，

若将封入于所述放电空间的所述惰性气体在常温即25℃下的压力设为P(atm)、将所述一对电极的前端彼此之间的距离设为L(mm)，则放电灯满足以下公式：

401(mm·atm)≤8.8×L×P(mm·atm)≤500(mm·atm)。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其特征在于，

所述压力满足以下公式：

12atm≤P≤15.0atm。

3.根据权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，

所述距离满足以下公式：

3.4mm≤L≤3.8mm。