JP2008098045A - Metal halide lamp for automobile - Google Patents

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Kosuke Ueda
康介 上田
Makoto Deguchi
誠 出口
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal halide lamp for an automobile which has quick start-up of flux of light while suppressing leakage from an axis and wear of electrodes. <P>SOLUTION: The metal halide lamp for the automobile is equipped with an airtight container 1 having a discharge portion 11 with a discharge space 14 formed inside and sealing portions 12a, 12b formed at both ends of the discharge portion 11, a discharge medium which is filled in a discharge space 14 and contains a metal halide 2 and rare gas, but does not contain mercury in substance, and a pair of electrodes of which base end side is installed in sealing parts 12a, 12b and top end side is arranged opposed to each other in the discharge space 14. The metal halide 2 contains at least halogenated indium and the mole number of the halogenated indium is 2.0×10<SP>-7</SP>or more, the diameter R of the electrodes 3a2, 3b2 installed in the sealing portions 12a, 12b is 0.32 mm or more and 0.38 mm or less, and electric power of two times or more of the power at a steady state is supplied at the time of start, and the lamp is lighted. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車の前照灯に使用される本質的に水銀を含まない自動車用メタルハライドランプに関するものである。   The present invention relates to an automotive metal halide lamp which is essentially free of mercury and is used in automotive headlamps.

水銀を含まないメタルハライドランプ(以下、水銀フリーランプ)は、例えば、特開2001−6610号公報(特許文献1)などにより公知である。水銀フリーランプは、金属ハロゲン化物と希ガスとを組み合わせることにより、水銀入りのメタルハライドランプ(以下、水銀入りランプ)と同等、またはそれ以上の特性が得られるようになっている。なお、特許文献1では、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化スカンジウム、ハロゲン化インジウムおよびキセノンにより、ランプが構成されている。   A metal halide lamp that does not contain mercury (hereinafter referred to as a mercury-free lamp) is known, for example, from Japanese Patent Laid-Open No. 2001-6610 (Patent Document 1). Mercury-free lamps can obtain characteristics equivalent to or better than mercury-containing metal halide lamps (hereinafter, mercury-containing lamps) by combining metal halides and rare gases. In Patent Document 1, a lamp is composed of sodium halide, scandium halide, indium halide, and xenon.

特開2001−6610号公報JP 2001-6610 A

メタルハライドランプを自動車の前照灯に使用する場合、安全性に留意して点灯直後、速やかにランプの明るさが得られること、いわゆるランプの光束立ち上がりが早いことが要求されている。しかし、水銀フリーランプは、水銀を封入していないために、始動開始から速やかに発光を得ることが困難である。そこで、特許文献1に光束の立ち上がり時間を短縮することができると記載されているハロゲン化インジウムに着目し、試験を行ったところ、ハロゲン化インジウムの封入量を調節することにより、確かに光束立ち上がりが早い傾向のある水銀フリーランプを作成できることがわかった。   When a metal halide lamp is used as a headlight of an automobile, it is required that the brightness of the lamp can be obtained quickly immediately after lighting in consideration of safety, that is, that the so-called luminous flux rises quickly. However, since the mercury-free lamp does not enclose mercury, it is difficult to obtain light emission immediately after starting. Therefore, when attention was paid to the indium halide described in Patent Document 1 that the rise time of the light beam can be shortened, the test was performed. It was found that a mercury-free lamp that tends to be early can be created.

しかしながら、このような光束立ち上がりを早めた水銀フリーランプにおいて、封止部に封着された電極部分でクラックが生じてリークに至る、いわゆる軸リークが発生したり、電極が著しく消耗したりする現象が見られた。   However, in such a mercury-free lamp that has accelerated the rise of the luminous flux, a phenomenon in which a so-called axial leak occurs, in which a crack occurs in the electrode portion sealed in the sealing portion, leading to a leak, or the electrode is significantly consumed. It was observed.

この問題について発明者が検討した結果、水銀フリーランプにおいて光束立ち上がりを早めようとした場合、好適に設計された電極と組合さなければならないことを発見した。そこで、電極に着目してさらに試験を行なった結果、軸リークや電極の消耗を抑制しつつ、光束立ち上がりを早めることができる条件を見出したため、本発明を提案するに至った。   As a result of investigations by the inventors on this problem, it has been found that when trying to accelerate the rise of the luminous flux in a mercury-free lamp, it must be combined with a suitably designed electrode. Therefore, as a result of further tests focusing on the electrodes, the present inventors have proposed the present invention because they have found a condition that can speed up the luminous flux rise while suppressing axial leakage and electrode wear.

本発明は、上記のような課題に鑑みたもので、その目的は軸リークや電極の消耗を抑制しつつ、光束立ち上がりが早い自動車用メタルハライドランプを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a metal halide lamp for automobiles that has a quick rise in luminous flux while suppressing axial leakage and electrode wear.

上記目的を達成するために、本発明の自動車用メタルハライドランプは、内部に放電空間が形成された放電部、前記放電部の両端に形成された封止部とを有する気密容器と、前記放電空間に封入された、金属ハロゲン化物および希ガスを含み、水銀は本質的に含まない放電媒体と、基端側は前記封止部内に封着され、先端側は前記放電空間内において対向配置された一対の電極とを具備し、前記金属ハロゲン化物は少なくともハロゲン化インジウムを含み、前記ハロゲン化インジウムは含有モル数が2.0×10−7以上、前記封止部に封着された前記電極の直径Rは0.32mm以上、0.38mm以下であり、始動時、安定時電力に対して2倍以上の電力が供給されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an automotive metal halide lamp according to the present invention includes an airtight container having a discharge portion in which a discharge space is formed, sealing portions formed at both ends of the discharge portion, and the discharge space. A discharge medium containing a metal halide and a rare gas and essentially free of mercury, and a proximal end side sealed in the sealing portion and a distal end side disposed opposite to each other in the discharge space. A pair of electrodes, wherein the metal halide contains at least indium halide, and the indium halide has a mol number of 2.0 × 10 −7 or more and is sealed in the sealing portion. The diameter R is not less than 0.32 mm and not more than 0.38 mm, and is characterized in that at the time of start-up, power more than twice the power at the time of stabilization is supplied.

本発明によれば、軸リークや電極の消耗を抑制しつつ、光束立ち上がりが早い自動車用メタルハライドランプを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal halide lamp for motor vehicles with quick light beam rise can be provided, suppressing axial leak and consumption of an electrode.

(第1の実施の形態)
以下に、本発明の実施の形態の自動車用メタルハライドランプについて図面を参照して説明する。図1は、本発明の自動車用メタルハライドランプの第1の実施の形態について説明するための全体図である。
(First embodiment)
Hereinafter, an automotive metal halide lamp according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view for explaining a first embodiment of a metal halide lamp for an automobile of the present invention.

自動車用メタルハライドランプは、放電容器として気密容器1を有している。気密容器1は例えば、石英ガラスで構成することができるが、耐熱性と透光性に優れた材料であれば適用できる。気密容器1はランプ軸方向に細長い形状であって、その略中央部には略楕円形の放電部11が形成されている。放電部11の両端部には、板状の封止部12a、12bが形成されており、さらにその両端には、筒状の非封止部13a、13bが形成されている。   The metal halide lamp for automobiles has an airtight container 1 as a discharge container. The hermetic container 1 can be made of, for example, quartz glass, but any material that has excellent heat resistance and translucency can be used. The hermetic container 1 has an elongated shape in the lamp axis direction, and a substantially elliptical discharge portion 11 is formed at a substantially central portion thereof. Plate-shaped sealing portions 12a and 12b are formed at both ends of the discharge portion 11, and cylindrical non-sealing portions 13a and 13b are formed at both ends thereof.

放電部11の内部には、軸方向において、中央部が略円柱状、その両端部がテーパ状の放電空間14が形成されている。この放電空間14の容積は、自動車の前照灯用として用途を指定する場合、0.01cc〜0.04ccであるのが望ましい。   Inside the discharge part 11, a discharge space 14 having a substantially cylindrical shape at the center and tapered at both ends is formed in the axial direction. It is desirable that the volume of the discharge space 14 is 0.01 cc to 0.04 cc when the application is specified for a vehicle headlamp.

放電空間14には、金属ハロゲン化物2および希ガスとからなる放電媒体が封入されている。   The discharge space 14 is filled with a discharge medium composed of the metal halide 2 and a rare gas.

金属ハロゲン化物2は、ハロゲン化スカンジウム、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化インジウムで構成されている。具体的には、ヨウ化スカンジウム(ScI)、ヨウ化ナトリウム(NaI)、臭化インジウム(InBr)である。なお、ハロゲン化亜鉛やハロゲン化スズを付加することができる。また、これらの金属に結合されるハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素のハロゲンを一種または複数組み合わせて使用することもできる。 The metal halide 2 is composed of scandium halide, sodium halide, or indium halide. Specifically, scandium iodide (ScI 3 ), sodium iodide (NaI), and indium bromide (InBr). In addition, zinc halide and tin halide can be added. Moreover, as halogen couple | bonded with these metals, the halogen of iodine, bromine, and chlorine can also be used 1 type or in combination.

希ガスとしては、始動直後の発光効率が高く、主に始動用ガスとして作用するキセノンが封入されている。なお、希ガスの圧力は、光束立ち上がりに少なからず影響を与えるため、常温(25℃)において8〜18atmであるのが望ましい。なお、キセノンの他に、ネオン、アルゴン、クリプトンなどを使用したり、それらを組み合わせて使用したりしてもよい。   As the rare gas, xenon which has high luminous efficiency immediately after starting and mainly acts as a starting gas is enclosed. Note that the pressure of the rare gas desirably affects the rise of the luminous flux, and is preferably 8 to 18 atm at room temperature (25 ° C.). In addition to xenon, neon, argon, krypton, or the like may be used, or a combination thereof may be used.

ここで、放電空間14には、本質的に水銀は含まれていない。この「本質的に水銀不含」とは、水銀を全く含まないか、または従来の水銀入りの放電ランプと比較してもほとんど封入されていないに等しい程度の量、例えば1mlあたり2mg未満、好ましくは1mg以下の水銀量が存在していても許容するものとする。   Here, the discharge space 14 essentially does not contain mercury. This “essentially mercury-free” means that it contains no mercury at all, or an amount equivalent to that which is hardly enclosed even when compared with a conventional mercury-containing discharge lamp, for example, less than 2 mg per ml, preferably Shall be allowed even in the presence of mercury of 1 mg or less.

封止部12a、12bの内部には、マウント3a、3bが封止されている。
マウント3a、3bは、金属箔3a1、3b1、電極3a2、3b2、コイル3a3、3b3、外部リード線3a4、3b4からなる。
Mounts 3a and 3b are sealed inside the sealing portions 12a and 12b.
The mounts 3a and 3b include metal foils 3a1 and 3b1, electrodes 3a2 and 3b2, coils 3a3 and 3b3, and external lead wires 3a4 and 3b4.

金属箔3a1、3b1、例えば、モリブデンからなる薄い金属板である。   Metal foil 3a1, 3b1, for example, a thin metal plate made of molybdenum.

電極3a2、3b2は、直棒状で、タングステンを主体とする材料、例えばタングステンに酸化トリウムをドープした材料からなる。その先端は放電空間14内で所定の電極間距離を保った状態で、対向配置されている。ここで、上記「所定の電極間距離」は、ショートアーク形ランプでは5mm以下、自動車の前照灯に使用する場合はさらに4.2mm程度であるのが望ましい。   The electrodes 3a2, 3b2 are straight rods and are made of a material mainly composed of tungsten, for example, a material obtained by doping tungsten with thorium oxide. The front ends thereof are opposed to each other while maintaining a predetermined inter-electrode distance in the discharge space 14. Here, the “predetermined interelectrode distance” is preferably 5 mm or less for a short arc lamp, and further about 4.2 mm when used for an automobile headlamp.

一方、基端側は金属箔3a1、3b1の放電部11側の端部に溶接によって接続されている。すなわち、金属箔3a1、3b1との接合部分から放電空間14までの電極部分は、封止部12a、12bの石英ガラスに封着されている。   On the other hand, the base end side is connected to the end of the metal foils 3a1, 3b1 on the discharge part 11 side by welding. That is, the electrode portions from the joint portions with the metal foils 3a1 and 3b1 to the discharge space 14 are sealed with the quartz glass of the sealing portions 12a and 12b.

コイル3a3、3b3は、例えば、ドープタングステンからなり、金属箔3a1、3b1の端部から放電空間14方向に向けて電極3a2、3b2に螺旋状に巻装されている。   The coils 3a3 and 3b3 are made of, for example, doped tungsten, and are spirally wound around the electrodes 3a2 and 3b2 from the end portions of the metal foils 3a1 and 3b1 toward the discharge space 14.

外部リード線3a4、3b4は、例えば、モリブデンからなり、放電部11に対して反対側の金属箔3a1、3b1の端部に、溶接等により接続されている。そして、外部リード線3a4、3b4の他端側は、管軸に沿って封止部12a、12bの外部に延出している。なお、外部に延出した前端側のリード線3b4には、ニッケルからなるL字状のサポートワイヤ3cの一端が接続され、その他端は、後述するソケット6の方向に延出している。そして、管軸と平行するサポートワイヤ3cの部分には、セラミックからなる絶縁スリーブ4が被覆されている。   The external lead wires 3a4 and 3b4 are made of, for example, molybdenum, and are connected to end portions of the metal foils 3a1 and 3b1 on the opposite side to the discharge portion 11 by welding or the like. The other end sides of the external lead wires 3a4 and 3b4 extend to the outside of the sealing portions 12a and 12b along the tube axis. Note that one end of an L-shaped support wire 3c made of nickel is connected to the lead wire 3b4 on the front end side extending to the outside, and the other end extends in the direction of a socket 6 described later. The portion of the support wire 3c parallel to the tube axis is covered with an insulating sleeve 4 made of ceramic.

上記で構成された気密容器1の外側には、石英ガラスにチタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加することにより、紫外線を遮断する作用を有する筒状の外管5が、管軸に沿って気密容器1と略同心状に設けられている。それらの接続は、気密容器1両端の筒状の非封止部13a、13bと外管5の両端部を溶融することにより行なわれている。そして、気密容器1と外管5とにより形成された空間には、例えば、窒素やネオン、アルゴン、キセノン等の希ガスを一種または混合して封入したりすることができる。   A cylindrical outer tube 5 having an action of blocking ultraviolet rays by adding an oxide such as titanium, cerium, or aluminum to quartz glass is provided outside the hermetic container 1 configured as described above along the tube axis. The airtight container 1 is provided substantially concentrically. These connections are made by melting the cylindrical non-sealing portions 13a, 13b at both ends of the hermetic container 1 and both ends of the outer tube 5. The space formed by the hermetic container 1 and the outer tube 5 can be filled with a rare gas such as nitrogen, neon, argon, or xenon, for example, or a mixture thereof.

気密容器1を内部に覆った状態の外管5の非封止部13a側には、ソケット6が接続される。それらの接続は、非封止部13a付近の外管5の外周面に装着された金属バンド71を、ソケット6の気密容器1保持側の開口端に形成された4本の金属製の舌片72(図1では、2本を図示)により挟持することによって行なわれている。そして、接続をさらに強化するために、金属バンド71および舌片72の接触点を溶接している。なお、ソケット6の底部には底部端子8aが形成されており、リード線3a4と接続されている。また、ソケット6の側部には底部端子8bが形成されており、サポートワイヤ3cと接続されている。   A socket 6 is connected to the non-sealed portion 13a side of the outer tube 5 in a state where the hermetic container 1 is covered inside. The metal band 71 attached to the outer peripheral surface of the outer tube 5 in the vicinity of the non-sealing portion 13a is connected to the four metal tongue pieces formed on the opening end of the socket 6 on the airtight container 1 holding side. 72 (two are shown in FIG. 1). And in order to strengthen a connection further, the contact point of the metal band 71 and the tongue piece 72 is welded. A bottom terminal 8a is formed at the bottom of the socket 6 and is connected to the lead wire 3a4. A bottom terminal 8b is formed on the side of the socket 6 and is connected to the support wire 3c.

これらで構成された自動車用メタルハライドランプは、管軸が略水平の状態で配置され、底部端子8a、側部端子8bに点灯回路(図示なし)が電気的に接続され、始動時、安定時電力に対して2倍以上の電力が供給され、点灯される。例えば、図2に示したように、始動時が約75W、安定時が約35Wの電力で点灯される。なお、始動時とはランプへの電力投入直後、安定時とは始動時から十分に時間が経過し、ランプ電力が変動しなくなったとき、例えば始動後1分経過後を示す。   The metal halide lamp for automobiles configured as described above is arranged with the tube axis in a substantially horizontal state, and a lighting circuit (not shown) is electrically connected to the bottom terminal 8a and the side terminal 8b. Is supplied with more than twice as much power and is lit. For example, as shown in FIG. 2, the light is turned on with a power of about 75 W at the start time and about 35 W at the stable time. It should be noted that at the time of start-up, immediately after power is supplied to the lamp, and at the time of stability, when a sufficient amount of time has passed since the start-up and the lamp power does not fluctuate, for example, one minute after the start.

図3に基づき、本発明の自動車用メタルハライドランプの一仕様を説明する。   Based on FIG. 3, one specification of the metal halide lamp for automobiles of the present invention will be described.

放電容器1:石英ガラス製、放電空間14の容積=0.028cc、内径A=2.5mm、外径B=6.2mm、長手方向の球体長C=7.8mm、
金属ハロゲン化物2:ScI‐NaI‐InBr=1:0.364:0.506、総封入量=0.35mg
希ガス:キセノン=10atm、
水銀:0mg、
金属箔3a1、3b1:モリブデン製、
電極3a2、3b2:トリエーテッドタングステン製、直径R=0.35mm、電極間距離D=4.4mm、
コイル3a3、3b3:ドープタングステン製、コイルピッチ=250%
外部リード線3a4、3b4:モリブデン製、直径=0.6mm、
点灯条件:点灯直後75W(2.8A)、安定時35W(0.7A)
上記仕様においては、全光束は2600lm、4秒後の光束立ち上がり率は80%、色温度は5500Kというランプ特性を実現している。なお、以下に示す様々な試験は、特に言及しない限り寸法、材料等はこの仕様に基づいて行っている。
Discharge vessel 1: quartz glass, discharge space 14 volume = 0.028 cc, inner diameter A = 2.5 mm, outer diameter B = 6.2 mm, longitudinal sphere length C = 7.8 mm,
Metal halide 2: ScI 3 -NaI-InBr = 1: 0.364: 0.506, total encapsulation amount = 0.35 mg
Noble gas: xenon = 10 atm,
Mercury: 0 mg,
Metal foils 3a1, 3b1: made of molybdenum,
Electrodes 3a2, 3b2: made of triated tungsten, diameter R = 0.35 mm, distance between electrodes D = 4.4 mm,
Coils 3a3, 3b3: made of doped tungsten, coil pitch = 250%
External lead wires 3a4, 3b4: made of molybdenum, diameter = 0.6 mm,
Lighting conditions: 75W (2.8A) immediately after lighting, 35W (0.7A) when stable
In the above specifications, the lamp characteristics are realized such that the total luminous flux is 2600 lm, the luminous flux rising rate after 4 seconds is 80%, and the color temperature is 5500K. Note that the various tests shown below are performed based on this specification unless otherwise specified.

図4は、ハロゲン化インジウム含有モル数を変化させたときの4秒後の光束立ち上がり率を示す図である。   FIG. 4 is a diagram showing the luminous flux rising rate after 4 seconds when the number of moles containing indium halide is changed.

結果からわかるように、ハロゲン化インジウム含有モル数により、光束立ち上がり時間が変化しており、ハロゲン化インジウム含有モル数が多いほど4秒後の光束立ち上がり率が高くなっている。なお、ハロゲン化インジウム含有モル数が2.0×10−7以上であれば、光束立ち上がりの早いランプを実現可能であることがわかる。 As can be seen from the results, the rise time of the light flux varies depending on the number of moles of indium halide contained, and the rise ratio of the light flux after 4 seconds increases as the number of moles of indium halide contained increases. It can be seen that when the number of moles of indium halide contained is 2.0 × 10 −7 or more, a lamp with a fast luminous flux rise can be realized.

ここで、封止部12a、12bに封着されている電極3a2、3b2の直径Rを変化させても、図3とほぼ同様の結果が得られた。しかし、直径Rによっては、寿命中にランプの不灯が多発しやすいことが確認された。このようなランプの不灯は、インジウムの封入量が少ないランプにおいてはほとんど発生しないことから、インジウムを多量に封入した場合に特に多く見られる課題であると考えられる。   Here, even if the diameters R of the electrodes 3a2, 3b2 sealed in the sealing portions 12a, 12b were changed, the same results as in FIG. 3 were obtained. However, depending on the diameter R, it has been confirmed that the lamp is likely to be unlit frequently during its lifetime. Such lamp non-lighting hardly occurs in a lamp with a small amount of indium enclosed, and is therefore considered to be a particularly common problem when a large amount of indium is enclosed.

図5は、電極径Rを変化させたときのランプ残存率を示す図である。ランプ残存率とは、試験したランプ本数(n=6本)に対し、点灯し続けたランプ本数の割合である。なお、点灯条件は、自動車前照灯HID光源の規格であるJELに定められた定格寿命試験モード(EUモード)の点滅サイクルである。   FIG. 5 is a diagram showing the lamp remaining rate when the electrode diameter R is changed. The lamp remaining rate is the ratio of the number of lamps that have been lit to the number of lamps tested (n = 6). The lighting condition is a blinking cycle of a rated life test mode (EU mode) defined by JEL, which is a standard for an automotive headlamp HID light source.

結果からわかるように、電極径Rが0.32〜0.38mmでは点灯1000時間の間に不灯に至ったランプはないが、R=0.30mm、0.40mmでは、点灯時間を経るにつれて徐々にランプ残存率が低くなっている。   As can be seen from the results, when the electrode diameter R is 0.32 to 0.38 mm, there is no lamp that is unlit during 1000 hours of lighting, but at R = 0.30 mm and 0.40 mm, as the lighting time passes. The lamp remaining rate gradually decreases.

不灯の原因は、R=0.30mmでは主に軸リーク、R=0.40mmでは軸リークおよび立ち消えによるものである。軸リークについては、点灯中の電極温度が関係していると考えられるが、詳細は不明である。一方、R=0.40mmで発生した立ち消えは、電極の消耗に原因があり、電極の消耗は、電極先端に形成されるアークの起点(以下、アークスポット)が関係している。   The cause of non-lighting is mainly due to axial leak at R = 0.30 mm, and axial leak and extinction at R = 0.40 mm. The axial leak is considered to be related to the electrode temperature during lighting, but the details are unknown. On the other hand, the extinction that occurs at R = 0.40 mm is caused by the consumption of the electrode, and the consumption of the electrode is related to the starting point of an arc (hereinafter referred to as an arc spot) formed at the tip of the electrode.

減光フィルタを介してアークの状態を観察することにより、図5の試験に用いた各ランプのアークスポットの形成時間を測定すると、直径Rが0.30〜0.38mmではアークスポットの形成時間が10秒程度であったが、直径Rが0.40mmでは約40秒であった。自動車用メタルハライドランプでは、電極にアークスポットが形成されると放電が安定し、電極の温度が低下する。一方、電極にアークスポットが形成されるまでは、拡散モードと呼ばれ、電極は高温状態が維持される。すなわち、アークスポットが形成される時間が遅ければ、その分、電極に大きな負担がかかり、特に電極先端が激しく消耗する。電極先端が消耗すると、ランプ電圧が上昇したり、ちらつきが発生したりするため、R=0.40mmでは立ち消えが発生したと考えられる。なお、アークスポットの形成時間と光束立ち上がりとはほぼ無関係であり、アークスポットの形成時間が遅いからといって、光束立ち上がりが遅いわけではない。   When the arc spot formation time of each lamp used in the test of FIG. 5 is measured by observing the state of the arc through the neutral density filter, the arc spot formation time is obtained when the diameter R is 0.30 to 0.38 mm. Was about 10 seconds, but when the diameter R was 0.40 mm, it was about 40 seconds. In an automobile metal halide lamp, when an arc spot is formed on an electrode, the discharge is stabilized and the temperature of the electrode is lowered. On the other hand, until the arc spot is formed on the electrode, it is called a diffusion mode, and the electrode is maintained at a high temperature. That is, if the time during which the arc spot is formed is slow, a large burden is placed on the electrode, and the tip of the electrode is particularly worn out. When the tip of the electrode is consumed, the lamp voltage increases or flickers occur. Therefore, it is considered that the extinction occurred at R = 0.40 mm. It should be noted that the arc spot formation time and the luminous flux rise are almost irrelevant, and the fact that the arc spot formation time is slow does not mean that the luminous flux rise is slow.

以上のようなことから、光束立ち上がりの早いランプにおいて不灯に至りにくい自動車用メタルハライドランプを実現するには、電極の直径Rが0.32mm以上、0.38mm以下でなければならない。   For the above reasons, in order to realize a metal halide lamp for automobiles that is unlikely to be unlit in a lamp having a fast rise in luminous flux, the electrode diameter R must be 0.32 mm or more and 0.38 mm or less.

なお、軸リークを抑制するためには、封止部12a、12bに封着された電極3a2、3b2にコイル3a3、3b3を巻装することが有効である。電極3a2、3b2にコイル3a3、3b3を巻装すると、軸リークの発生率を減少させることが可能となるためである。その際、光束立ち上がり時間は実質変化しない。なお、コイル3a3、3b3の設計は、コイルピッチは100〜600%、コイルの直径は30〜90μm、巻装長は箔端から放電空間14方向に2.0mm〜4.0mmであると効果的である。   In order to suppress the axial leak, it is effective to wind the coils 3a3 and 3b3 around the electrodes 3a2 and 3b2 sealed to the sealing portions 12a and 12b. This is because when the coils 3a3 and 3b3 are wound around the electrodes 3a2 and 3b2, it is possible to reduce the rate of occurrence of axial leakage. At that time, the luminous flux rise time does not substantially change. The design of the coils 3a3 and 3b3 is effective when the coil pitch is 100 to 600%, the coil diameter is 30 to 90 μm, and the winding length is 2.0 mm to 4.0 mm in the direction of the discharge space 14 from the foil end. It is.

ここで、本実施の形態のメタルハライドランプについて、さらに実用的な特性を要求する場合、金属ハロゲン化物の総封入量を好適な量にすべきである。   Here, when more practical characteristics are required for the metal halide lamp of the present embodiment, the total enclosed amount of the metal halide should be set to a suitable amount.

図6は、金属ハロゲン化物の総封入量を変化させたときのランプ電圧の変化を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a change in lamp voltage when the total amount of metal halide enclosed is changed.

図からわかるように、金属ハロゲン化物の封入量が多いほど、初期のランプ電圧が高くなっている。また、点灯時間が経過するとランプ電圧が上昇する傾向がある。ランプ電圧が高くなると、ランプ電流値が低くなるため、ある時点からランプがちらついてしまうほか、最悪の場合、立ち消え現象が発生し、ランプが消えてしまうことがある。実際、金属ハロゲン化物の封入量が0.5mg、0.55mgの場合にはちらつきが発生しており、さらに0.5mgでは6本中1本に立ち消え、0.55mgでは6本中3本に立ち消えの現象が見られた。一方、金属ハロゲン化物の封入量が0.40mgではそれらの現象は確認されなかった。したがって、金属ハロゲン化物の封入量は0.40mg以下(ただし、寿命中の光束維持率の低下を考えると、0.10mg以上の範囲)であることが望ましい。   As can be seen from the figure, the larger the amount of metal halide enclosed, the higher the initial lamp voltage. Further, the lamp voltage tends to increase as the lighting time elapses. When the lamp voltage increases, the lamp current value decreases, so that the lamp flickers from a certain point in time, and in the worst case, the extinction phenomenon occurs and the lamp may be extinguished. In fact, flickering occurs when the amount of metal halide contained is 0.5 mg or 0.55 mg. Further, 0.5 mg disappears in one of the six, and 0.55 mg reduces to three in six. The phenomenon of disappearance was observed. On the other hand, those phenomena were not confirmed when the amount of metal halide enclosed was 0.40 mg. Therefore, it is desirable that the amount of metal halide enclosed be 0.40 mg or less (however, considering the decrease in the luminous flux maintenance factor during the lifetime), the amount is 0.10 mg or more.

したがって、本実施の形態では、ハロゲン化インジウムは含有モル数が2.0×10−7以上、封止部12a、12bに封着された電極3a2、3b2の直径Rは0.32mm以上、0.38mm以下であり、始動時は略75W、安定時は略35Wで点灯することにより、軸リークおよび電極の消耗を抑制しつつ、光束立ち上がりが早めることができる。 Therefore, in this embodiment, indium halide contains 2.0 × 10 −7 or more in moles, and the diameters R of the electrodes 3a2 and 3b2 sealed in the sealing portions 12a and 12b are 0.32 mm or more, 0 .38 mm or less, and lighting at about 75 W at start-up and about 35 W at the time of start-up makes it possible to speed up the light beam rise while suppressing axial leakage and electrode wear.

また、封止部12a、12bに封着された電極3a2、3b2に、コイル3a3、3b3を巻装することにより、軸リークの発生をさらに抑制することができる。   Further, by winding the coils 3a3 and 3b3 around the electrodes 3a2 and 3b2 sealed by the sealing portions 12a and 12b, the occurrence of axial leakage can be further suppressed.

さらに、金属ハロゲン化物2は、総封入量が0.4mg以下であることにより、寿命中のランプ電圧を低く抑えることができ、ちらつきや立ち消えの発生を抑制することができる。   Furthermore, since the metal halide 2 has a total enclosed amount of 0.4 mg or less, the lamp voltage during the lifetime can be kept low, and the occurrence of flickering and extinction can be suppressed.

本発明の自動車用メタルハライドランプの第1の実施の形態について説明するための全体図。The whole figure for demonstrating 1st Embodiment of the metal halide lamp for motor vehicles of this invention. ランプ電力の入力例について説明するための図。The figure for demonstrating the input example of lamp electric power. 自動車用メタルハライドランプの一仕様について説明するための図。The figure for demonstrating one specification of the metal halide lamp for motor vehicles. ハロゲン化インジウム含有モル数を変化させたときの4秒後の光束立ち上がり率について説明するための図。The figure for demonstrating the luminous flux rise rate after 4 second when changing the number of moles containing indium halide. 電極径の違いによるランプ残存率について説明するための図。The figure for demonstrating the lamp residual ratio by the difference in an electrode diameter. 金属ハロゲン化物の総封入量を変化させたときのランプ電圧の変化について説明するための図。The figure for demonstrating the change of a lamp voltage when changing the total enclosure amount of a metal halide.

符号の説明Explanation of symbols

1 気密容器
11 放電部
12a、12b 封止部
13a、13b 非封止部
14 放電空間
2 金属ハロゲン化物
2a、2b マウント
3a1、3b1 金属箔
3a2、3b2 電極
3a3、3b3 コイル
3a4、3b4 外部リード線
3c サポートワイヤ
4 絶縁チューブ
5 外管
6 ソケット
71 金属バンド
72 舌片
8a 底部端子
8b 側部端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Airtight container 11 Discharge part 12a, 12b Sealing part 13a, 13b Unsealed part 14 Discharge space 2 Metal halide 2a, 2b Mount 3a1, 3b1 Metal foil 3a2, 3b2 Electrode 3a3, 3b3 Coil 3a4, 3b4 External lead wire 3c Support wire 4 Insulating tube 5 Outer tube 6 Socket 71 Metal band 72 Tongue piece 8a Bottom terminal 8b Side terminal

Claims (3)

内部に放電空間が形成された放電部、前記放電部の両端に形成された封止部とを有する気密容器と、前記放電空間に封入された、金属ハロゲン化物および希ガスを含み、水銀は本質的に含まない放電媒体と、基端側は前記封止部内に封着され、先端側は前記放電空間内において対向配置された一対の電極とを具備し、
前記金属ハロゲン化物は少なくともハロゲン化インジウムを含み、前記ハロゲン化インジウムは含有モル数が2.0×10−7以上、前記封止部に封着された前記電極の直径Rは0.32mm以上、0.38mm以下であり、
始動時、安定時電力に対して2倍以上の電力が供給されることを特徴とする自動車用メタルハライドランプ。
An airtight container having a discharge part in which a discharge space is formed, a sealing part formed at both ends of the discharge part, and a metal halide and a rare gas sealed in the discharge space, mercury is essentially A discharge medium that is not included, and a base end side is sealed in the sealing portion, and a tip end side is provided with a pair of electrodes arranged to face each other in the discharge space,
The metal halide contains at least indium halide, the indium halide contains 2.0 × 10 −7 or more in mole, and the diameter R of the electrode sealed in the sealing portion is 0.32 mm or more, 0.38 mm or less,
A metal halide lamp for automobiles, wherein at least two times more power than stable power is supplied at start-up.
前記封止部に封着された前記電極には、コイルが巻装されていることを特徴とする請求項1に記載の自動車用メタルハライドランプ。   The automobile metal halide lamp according to claim 1, wherein a coil is wound around the electrode sealed in the sealing portion. 前記金属ハロゲン化物は、総封入量が0.4mg以下であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の自動車用メタルハライドランプ。   The metal halide lamp for an automobile according to claim 1 or 2, wherein the metal halide has a total enclosed amount of 0.4 mg or less.
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