JP3268190B2 - Arc tube for discharge lamp - Google Patents

Arc tube for discharge lamp

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JP3268190B2
JP3268190B2 JP02673096A JP2673096A JP3268190B2 JP 3268190 B2 JP3268190 B2 JP 3268190B2 JP 02673096 A JP02673096 A JP 02673096A JP 2673096 A JP2673096 A JP 2673096A JP 3268190 B2 JP3268190 B2 JP 3268190B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプ用アー
クチューブに係り、特に、自動車用ヘッドランプの光源
として用いられる放電ランプ用アークチューブに関する
技術である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc tube for a discharge lamp, and more particularly to a technique for an arc tube for a discharge lamp used as a light source of a headlamp for an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、自動車用ヘッドランプのバルブと
して、発光効率および演色性が良好で、かつ、寿命もフ
ィラメント方式のバルブに比べて長いという利点から、
放電ランプの採用が検討されており、この種の放電ラン
プでは、その光源体としてメタルハライドアークチュー
ブが用いられている。この種の放電ランプの構造は、図
5に示すように、絶縁性の口金(ベース)1から突出す
る一対の金属製リードサポート2,3によってアークチ
ューブ4が支持されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as a bulb for an automobile headlamp, it has advantages that it has good luminous efficiency and color rendering properties and has a longer life than a filament bulb.
The use of a discharge lamp is being studied, and in this type of discharge lamp, a metal halide arc tube is used as a light source. In the structure of this type of discharge lamp, as shown in FIG. 5, an arc tube 4 is supported by a pair of metal lead supports 2 and 3 projecting from an insulating base (base) 1.

【0003】アークチューブ4は、石英ガラス菅の両開
口端をピンチシールして、長手方向中央部に放電部とな
る密閉ガラス球4aを形成している。ピンチシール部4
bには、タングステン製の電極棒5aとモリブデン箔5
bとモリブデン製リード線5cとが一体化された電極ア
ッシー5が封着されており、密閉ガラス球4a内に電極
棒5aの先端が突出していて、対向する一対の電極を構
成している。
The arc tube 4 has a pinch seal at both open ends of a quartz glass tube to form a sealed glass bulb 4a serving as a discharge portion at the center in the longitudinal direction. Pinch seal part 4
b, tungsten electrode rod 5a and molybdenum foil 5
An electrode assembly 5 in which b and a molybdenum lead wire 5c are integrated is sealed, and the tip of an electrode rod 5a protrudes into a closed glass bulb 4a to form a pair of opposed electrodes.

【0004】リード線5cは、ピンチシール部4bから
外方に導出され、リードサポート2,3に溶接されてい
る。このリードサポート2,3は、アークチューブ4を
支持するとともに、リード線5cへの通電路にもなって
いる。放電部であるアークチューブ4の密閉ガラス球4
a内には、発光物質である水銀および金属沃化物が不活
性ガス(Xe)とともに封入されている。しかしなが
ら、このような構造の従来の放電ランプでは、光束維持
率が自動車用のヘッドランプとしては、必ずしも満足で
きるものではなかった。
The lead wire 5c is led out from the pinch seal portion 4b and is welded to the lead supports 2 and 3. The lead supports 2 and 3 support the arc tube 4 and also serve as a current path to the lead wire 5c. The sealed glass bulb 4 of the arc tube 4 which is the discharge part
Mercury and metal iodide, which are luminescent substances, are enclosed in a together with an inert gas (Xe). However, in the conventional discharge lamp having such a structure, the luminous flux maintenance factor is not always satisfactory as a headlamp for an automobile.

【0005】そこで、本発明者らは種々の実験を行い、
その解析を進めた結果、この光束維持率の低下原因が、
密閉ガラス球4a内に封入されている金属沃化物、特
に、沃化スカンジウム(ScI3 )の発光の減少に起因
することを知得し、併せて以下に説明するような不具合
の発生およびそのメカニズムも知得した。即ち、上述し
た沃化スカンジウムの発光の減少は、沃化スカンジウム
と石英ガラス(SiO2 )間に化学反応が発生し、沃化
スカンジウムが消失することにより惹起される。沃化ス
カンジウムの消失は、沃化スカンジウムと石英ガラスと
が、以下の化学式で示す反応を起こし、その結果、沃化
スカンジウムが酸化物に変化し、これによりSc蒸気圧
の低下が発生し、光束が減少する。
Accordingly, the present inventors conducted various experiments,
As a result of the analysis, the cause of the decrease in the luminous flux maintenance rate was
It is known that the emission of metal iodide, especially scandium iodide (ScI 3 ), enclosed in the closed glass bulb 4a is caused by a decrease in light emission. I also learned. That is, the decrease in the emission of scandium iodide described above is caused by the occurrence of a chemical reaction between scandium iodide and quartz glass (SiO 2 ), and the disappearance of scandium iodide. The disappearance of scandium iodide causes the scandium iodide and quartz glass to undergo a reaction represented by the following chemical formula. As a result, scandium iodide changes to an oxide, which causes a decrease in Sc vapor pressure, and a luminous flux. Decrease.

【0006】 4ScI3 +3SiO2 →2Sc2 3 +3SiI4 ……(1) 一方、この式に示すような反応が起こると、沃化スカン
ジウムが消失されるだけでなく、石英ガラスの浸食(失
透)も発生することになる。また、この反応で生成され
たSiI4 は、電極棒5aのタングステンと、以下に示
すような反応を示し、この反応により遊離沃素(4
- )が生成されるとともに、電極の低融点化により、
電極が変形して、点灯が不安定になったり、最悪の場合
は点灯不能となる。
4ScI 3 + 3SiO 2 → 2Sc 2 O 3 + 3SiI 4 (1) On the other hand, when the reaction shown in this equation occurs, not only scandium iodide is lost but also erosion (devitrification) of the quartz glass ) Will also occur. Further, SiI 4 generated by this reaction shows the following reaction with tungsten of the electrode rod 5a, and free iodine (4
I ) is generated and the melting point of the electrode is lowered,
The electrodes are deformed and lighting becomes unstable, or in the worst case lighting becomes impossible.

【0007】 SiI4 +nW→SiWn +4I- ……(2) さらに、沃化スカンジウムと石英ガラスとの反応は、水
(H2 O)の存在下では、 2ScI3 +2SiO2 +3H2 O+3Hg→Sc2 Si2 7 +3HgI2 +3H2 (ガスとして外部に放出される) ……(3) となり、沃化スカンジウムが硅酸化物に変化し、上記と
同様にSc蒸気圧の低下などの不具合が発生する。
SiI 4 + nW → SiW n + 4I (2) Further, the reaction between scandium iodide and quartz glass is, in the presence of water (H 2 O), 2ScI 3 + 2SiO 2 + 3H 2 O + 3Hg → Sc 2 Si 2 O 7 + 3HgI 2 + 3H 2 (discharged as a gas to the outside) (3), and scandium iodide is changed into a silicon oxide, which causes problems such as a decrease in Sc vapor pressure in the same manner as described above. .

【0008】また、沃化スカンジウムと石英ガラスとの
反応は、酸素(O2 )の存在下では、 4ScI3 +4SiO2 +3O2 +6Hg→2Sc2 Si2 7 +6HgI2 ……(4) となり、沃化スカンジウムが上記と同様に硅酸化物に変
化し、Sc蒸気圧の低下や石英ガラスの浸食などの不具
合が発生する。
The reaction between scandium iodide and quartz glass is as follows: 4ScI 3 + 4SiO 2 + 3O 2 + 6Hg → 2Sc 2 Si 2 O 7 + 6HgI 2 (4) in the presence of oxygen (O 2 ). As described above, scandium oxide is converted into silicon oxide, which causes problems such as a decrease in Sc vapor pressure and erosion of quartz glass.

【0009】さらにまた、タングステン製の電極棒5a
に放電性能を改善するために、電子放出性を上げるため
の補助物質としてThO2 (トリア)をドーピングした
ものが上記放電ランプに用いられているが、このような
構成の電極棒5aを採用した場合には、式(2)で示し
た遊離沃素(4I- )がこのThO2 と以下に示すよう
な式のような反応を起こし、ThO2 が電極棒5aから
消失され、電極の温度が上昇して、黒化が進行するとい
う不具合もあった。 ThO2 +4I- →ThI4 +202- ……(5) ところで、上記のような不具合に対しては、例えば、沃
化スカンジウムの封入量を増加させればその解決が図れ
るように思われるが、沃化スカンジウムの封入量を増加
させたとしても、前述した石英ガラスとの反応の発生量
が多くなるだけであり、また一旦酸化物や硅酸化物に変
化したスカンジウムは、化学的に安定しているので、光
束維持率の改善に寄与しない。
Further, an electrode rod 5a made of tungsten is used.
In order to improve the discharge performance, a material doped with ThO 2 (Thria) as an auxiliary substance for increasing the electron emission is used for the discharge lamp. The electrode rod 5a having such a structure is employed. In this case, free iodine (4I ) represented by the formula (2) reacts with this ThO 2 as shown in the following formula, ThO 2 disappears from the electrode rod 5a, and the temperature of the electrode rises. Then, there was a problem that blackening progressed. ThO 2 + 4I → ThI 4 +20 2- (5) By the way, it seems that the above problem can be solved by, for example, increasing the amount of scandium iodide enclosed. Even if the amount of scandium iodide is increased, the amount of the above-mentioned reaction with quartz glass only increases, and scandium once converted to oxide or silicon oxide is chemically stable. Does not contribute to the improvement of the luminous flux maintenance rate.

【0010】そこで発明者は、ハロゲンとの反応性が強
く、H2 O,O2 との化学的親和力の強い金属Scに注
目し、この金属Scをアークチューブの密閉ガラス球内
に所定量封入することで、沃化スカンジウムの補給作
用、同消失防止作用およびThO2 の消失防止作用が得
られて、Scの酸化物や硫酸化物の発生、Scスペクト
ル強度の低下および電極におけるThO2 の消失がそれ
ぞれ抑制され、これによって光束の低下や色度の変化や
点灯の不安定といった不具合が解消できるという提案
( 特開平6−162994号)を行った。
Therefore, the inventor focused on a metal Sc having a high reactivity with halogen and a high chemical affinity with H 2 O and O 2, and sealed a predetermined amount of the metal Sc in a closed glass bulb of an arc tube. By doing so, the replenishing action of scandium iodide, the effect of preventing the disappearance thereof, and the effect of preventing the disappearance of ThO 2 are obtained, and the generation of Sc oxides and sulfates, the decrease in Sc spectrum intensity, and the disappearance of ThO 2 at the electrode are prevented. A proposal has been made (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-162994) that the problems such as a reduction in luminous flux, a change in chromaticity, and unstable lighting can be eliminated.

【0011】[0011]

【発明の解決しようとする課題】しかし、前記特開平6
−162994号に係るアークチューブでは、金属Sc
を封入しないアークチューブに比べると、光束維持率の
低下や色度の変化や点灯の不安定といった不具合が解消
されるものの、1時間当り6回の点滅点灯(SAE規
格)による1000時間経過時のアークチューブの石英
ガラス管内壁が白く濁るという失透現象が生じ、これが
光束の低下につながることから、依然として改良の余地
が残っている。
However, Japanese Patent Application Laid-Open No.
In the arc tube according to 162994, metal Sc
Compared to an arc tube without sealing, problems such as a decrease in luminous flux maintenance rate, a change in chromaticity, and instability of lighting are resolved, but after 1000 hours of blinking lighting (SAE standard) six times per hour. A devitrification phenomenon occurs in which the inner wall of the quartz glass tube of the arc tube becomes cloudy white, and this leads to a decrease in the luminous flux, so that there is still room for improvement.

【0012】そこで、前記(1),(3),(4)式で
示す反応により、石英ガラス管の内壁が浸食されること
が失透の主な原因であることから、失透をなくすには、
石英ガラスとScI3 との反応量が少なければよい訳
で、沃素(I)よりもScとの結合エネルギーの強い臭
素(Br)に、発明者は注目した。即ち、ScI3 の一
部を、ScI3 よりも結合エネルギーの大きい(解離し
にくい)ScBr3 に置き換えれば、ScI3 と石英ガ
ラス(SiO2 )との反応量は少ないだろう、即ち、
(1),(3),(4)の反応の進行が緩和されるだろ
う、という観点から実験を繰り返した結果、ScI3
封入量を減らし、その分ScBr3 を封入すると、金属
Scを封入した場合、封入しなかった場合のいずれにお
いても、失透が抑制されることが確認されたので、本発
明を提案するに至ったものである。
Therefore, erosion of the inner wall of the quartz glass tube due to the reaction represented by the above formulas (1), (3) and (4) is the main cause of devitrification. Is
The inventors paid attention to bromine (Br), which has a stronger binding energy with Sc than iodine (I), because the reaction amount of quartz glass with ScI 3 should be small. That is, a part of ScI 3, be replaced with a larger (dissociation hard) ScBr 3 binding energy than ScI 3, the amount of reaction between ScI 3 and the quartz glass (SiO 2) Few would, namely,
As a result of repeating the experiment from the viewpoint that the progress of the reactions (1), (3) and (4) will be eased, the amount of ScI 3 encapsulated is reduced, and when ScBr 3 is encapsulated accordingly, metal Sc is reduced. It has been confirmed that devitrification is suppressed in both cases of encapsulation and non-encapsulation, and the present invention has been proposed.

【0013】本発明は、前記した従来技術の問題点や発
明者の前記した考察の下になされたものであり、その目
的は、密閉石英ガラス球の管壁での失透を抑制すること
で光束維持率の改善された放電ランプ用アークチューブ
を提供することにある。
The present invention has been made under the above-mentioned problems of the prior art and the above-mentioned considerations of the inventor, and an object of the present invention is to suppress the devitrification of a sealed quartz glass sphere on the tube wall. An object of the present invention is to provide an arc tube for a discharge lamp having an improved luminous flux maintenance factor.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る放電ランプ用アークチューブにおい
ては、密閉されたガラス球内に対向設置された電極を有
し、前記ガラス球内に、Xeガスと、水銀と、金属沃化
物であるNaIおよびScI3 が封入された放電ランプ
用アークチューブにおいて、前記ScI3 に対して所定
量のScBr3を封入するようにした。また、請求項
に係る放電ランプ用アークチューブにおいては、密閉さ
れたガラス球内に対向設置された電極を有し、前記ガラ
ス内に、Xeガスと、水銀と、金属沃化物であるNaI
およびScI3 とが封入された放電ランプ用アークチュ
ーブにおいて、前記金属沃化物に対して所定量の金属S
cと前記ScI3 に対して所定量のScBr3 を封入す
るようにした。なお、請求項1および請求項における
ScBr3 の封入量は、前記ScI3とScBr3 の総
重量の20〜80重量%の範囲内に設定することが望ま
しい。ここで、ScBr3 の封入量が20重量%以下で
は、ScBr3 の封入効果(ScI3 とガラスとの反応
を抑制する効果)が十分に発揮されず、また、80重量
%以上になると、強い化学活性を示すBrが過剰に存在
することとなって、電極を侵食・飛散させるなどの不具
合が生じるため、ScBr3 の封入量は、ScI3 とS
cBr3 の総重量の20〜80重量%の範囲内であるこ
とが望ましい。また、請求項における金属Scの封入
量は、封入するScI3 の重量に対して1〜5重量%の
範囲内に設定することが望ましい。即ち、金属Scの封
入量が、金属沃化物の重量に対して1重量%以下では、
金属Scの封入効果が十分に発揮されず、また、5重量
%以上になると、電極の変形などの不具合が大きくなる
ためである。次に、本発明の作用について説明する。請
求項1および請求項の放電ランプ用アークチューブに
よれば、ScI3 に対して所定量のScBr3 が封入さ
れており、ScBr3 はScI3 よりも結合エネルギー
が大きいため、密閉ガラス球の温度の低い管壁近傍でS
cBr3 が解離しにくく、前記 (1),(3),
(4)の反応の進行が緩和される。即ち、ScI3 の一
部が、石英ガラスと反応しにくいScBr3 で置き換え
られているため、石英ガラスとの反応が緩和されて、管
壁の失透が抑制される。また請求項の放電ランプ用ア
ークチューブによれば、金属沃化物に対して、所定量の
金属Scが封入されており、この金属Scは、反応性に
富み、ハロゲンとの反応性が強く、また、H2 O,O2
との化学的親和力が強いので、以下に詳述するように、
沃化スカンジウムの補給作用および同消失防止作用,T
hO2 の消失防止作用が得られる。沃化スカンジウムの
補給作用は、前記(1)および(2)式により遊離沃素
が生成されると、この遊離沃素と金属Scとが、以下の
式で示すような反応を起こし、この反応により沃化スカ
ンジウムが生成され、Sc発光の低下を抑えることがで
きる。 金属Sc+3I- +3e- →ScI3 ……(6) ところが、このようにして沃化スカンジウムが補給され
ると、(1),(2)式の反応は、右向きに進み続け、
このためガラスの浸食(Si02 →SiI4 )電極の変
形(nW→SiWn )は、通常よりも大きくなる。この
ため、金属Scを過剰に封入すると、このような不具合
が顕著になるので、封入量の上限は、金属沃化物の重量
に対して5重量%以下に抑えることが望ましい。また、
金属Scを所定量封入しておくと、上記式(3),
(4)において、これらの反応が起こる前に、H2 O,
2 が金属Scに吸着され、H2 O,O2 の量が減少す
る。このため、式(3),(4)における右向きの反応
が抑制され、沃化スカンジウムの消失を極力少なくする
ことができ、Scスペクトル強度の低下を抑えることが
できる。さらに、前述した式(1),(2),(6)に
至る遊離沃素のリサイクリングにより、式(5)で示し
た遊離沃素そのものが減少するので、タングステン製の
電極にThO2 をドーピングしても、その消失を抑制す
ることが可能になる。即ち、金属Scの封入によりSc
3 の消失を抑えることができ、これによって光束維持
率の低下を抑えることができるが、ScI3 と石英ガラ
スとの反応が促進されて、光束維持率低下の一因である
失透が助長されることになる。そこで、ScI3 の一部
をScBr3 に置き換えることで、ScI3 と石英ガラ
スとの反応、即ち失透を抑制することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an arc tube for a discharge lamp, comprising electrodes disposed opposite to each other in a sealed glass bulb. in a Xe gas, and mercury, in the arc tube for a discharge lamp which is NaI and ScI 3 is a metal iodide sealed and so as to encapsulate ScBr 3 of a predetermined amount with respect to the ScI 3. Claim 2
The arc tube for a discharge lamp according to the present invention has electrodes opposed to each other in a hermetically sealed glass bulb, and contains Xe gas, mercury, and a metal iodide, NaI, in the glass.
And ScI 3 and the arc tube for encapsulated discharge lamp is a metal S of a predetermined amount with respect to the metal iodides
A predetermined amount of ScBr 3 was sealed with respect to c and ScI 3 . It is desirable that the amount of ScBr 3 enclosed in claims 1 and 2 is set in the range of 20 to 80% by weight of the total weight of ScI 3 and ScBr 3 . Here, in the amount of encapsulation 20 wt% or less ScBr 3, without encapsulation effect of ScBr 3 (reaction suppressing effect of ScI 3 and glass) is sufficiently exhibited, and if equal to or more than 80 wt%, strong Excessive Br exhibiting chemical activity is present, causing problems such as erosion and scattering of the electrodes. Therefore, the amount of ScBr 3 encapsulated is ScI 3 and S
cBr is preferably in the range of 20 to 80% by weight of the total weight of 3. Further, it is desirable that the amount of the metal Sc in claim 2 is set in a range of 1 to 5% by weight based on the weight of the ScI 3 to be sealed. That is, when the amount of the metal Sc is 1% by weight or less based on the weight of the metal iodide,
This is because the effect of enclosing the metal Sc is not sufficiently exhibited, and when the content is 5% by weight or more, problems such as deformation of the electrode are increased. Next, the operation of the present invention will be described. According to the arc tube for a discharge lamp of claim 1 and claim 2, a predetermined amount of ScBr 3 is sealed with respect to ScI 3 , and ScBr 3 has a larger binding energy than ScI 3 . S near the cold pipe wall
cBr 3 is difficult to dissociate, and (1), (3),
The progress of the reaction (4) is moderated. That is, a part of ScI 3 is, because it is replaced with a hard ScBr 3 reacts with quartz glass, the reaction between the quartz glass is relaxed, the tube wall of devitrification is prevented. According to the discharge lamp arc tube of claim 2, the metal iodide, and a predetermined amount of metal Sc is sealed, the metal Sc are rich in reactivity, strong reactivity with halogen, In addition, H 2 O, O 2
Has a strong chemical affinity with, as described in detail below,
Replenishment and prevention of scandium iodide
The effect of preventing hO 2 from disappearing is obtained. The replenishment of scandium iodide is such that when free iodine is generated according to the above formulas (1) and (2), the free iodine and metal Sc react as shown in the following formula. Scandium halide is generated, and a decrease in Sc emission can be suppressed. Metal Sc + 3I + 3e → ScI 3 (6) However, when scandium iodide is replenished in this way, the reactions of equations (1) and (2) continue to move rightward,
Therefore, the deformation (nW → SiWn) of the glass erosion (SiO 2 → SiI 4 ) electrode becomes larger than usual. For this reason, if the metal Sc is excessively encapsulated, such a problem becomes remarkable. Therefore, it is desirable that the upper limit of the amount of encapsulated metal is suppressed to 5% by weight or less based on the weight of the metal iodide. Also,
When a predetermined amount of metal Sc is sealed, the above equation (3),
In (4), before these reactions occur, H 2 O,
O 2 is adsorbed on the metal Sc, and the amounts of H 2 O and O 2 decrease. For this reason, the rightward reactions in Formulas (3) and (4) are suppressed, the disappearance of scandium iodide can be minimized, and the decrease in Sc spectrum intensity can be suppressed. Further, the free iodine itself represented by the formula (5) is reduced by the recycling of the free iodine which leads to the above formulas (1), (2) and (6), so that the tungsten electrode is doped with ThO 2. However, it is possible to suppress the disappearance. That is, Sc is filled with metal Sc.
It is possible to suppress the loss of I 3, whereby it is possible to suppress a decrease in luminous flux maintenance factor, which promotes the reaction between ScI 3 and the quartz glass, devitrification facilitate contribute to the luminous flux maintenance factor decreases Will be done. Therefore, by replacing a part of ScI 3 to ScBr 3, it is possible to suppress the reaction, i.e., the devitrification of ScI 3 and the quartz glass.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実験
例に基づいて詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to experimental examples.

【0016】[0016]

【実験例1】放電ランプ用アークチューブの外観上の構
造は、図5に示した従来構造と同一であるが、石英ガラ
ス製の密閉ガラス球4a内に封入されている物質に特徴
がある。即ち、第1の実験例では、密閉ガラス球4a内
に、Xeガスと、水銀と、金属沃化物として所定量のN
aIと所定量のScI3 と、金属沃化物の量に対して所
定量の金属Scと、さらにScI3 に対して所定量のS
cBr3 が封入されている。
EXPERIMENTAL EXAMPLE 1 The external structure of an arc tube for a discharge lamp is the same as the conventional structure shown in FIG. 5, but is characterized by a substance sealed in a sealed glass bulb 4a made of quartz glass. That is, in the first experimental example, Xe gas, mercury, and a predetermined amount of N
aI, a predetermined amount of ScI 3 , a predetermined amount of metal Sc with respect to the amount of metal iodide, and a predetermined amount of Sc 3 with respect to ScI 3 .
cBr 3 is enclosed.

【0017】密閉ガラス球4aの内容積は約30μl、
電極棒5a間の間隔は3.8〜4.2mm、封入される
NaIとScI3 とScBr3 の比率は、NaI:Sc
3:ScBr3 =75:10:15重量%のもの(発
明例A)と、NaI:ScI 3 :ScBr3 =75:2
0:5重量%のもの(発明例B)の2種類を用意した。
また、金属Scの封入量は、発明例A,Bのいずれにお
いても、0.004mg(ScI3 とScBr3 の総重
量の2重量%)である。また、封入ガス(Xe)の圧力
は6気圧、水銀の封入密度は2.7×10-2(mg/μ
l)である。
The inner volume of the closed glass bulb 4a is about 30 μl,
The distance between the electrode rods 5a is 3.8 to 4.2 mm, which is enclosed.
NaI and ScIThreeAnd ScBrThreeIs NaI: Sc
IThree: ScBrThree= 75: 10: 15% by weight
A) and NaI: ScI Three: ScBrThree= 75: 2
Two types of 0: 5% by weight (Invention Example B) were prepared.
In addition, the amount of the metal Sc to be filled is the same as that of the invention examples A and B.
0.004mg (ScIThreeAnd ScBrThreeTotal weight
2% by weight of the amount). Also, the pressure of the sealed gas (Xe)
Is 6 atm, the density of mercury is 2.7 × 10-2(Mg / μ
l).

【0018】そして、点灯電力を35Wとして、所定の
時間間隔でオン,オフを繰り返す点滅モードで試験を行
い、その試験結果は、図1〜4に示されている。なお、
試験サンプルとしては、前記発明例A,Bの他に、金属
沃化物の封入量がNaI:ScI3 =75:25重量%
で、ScBr3 が全く封入されておらず、金属Scが
0.004mg(ScI3 の重量の2重量%)封入され
た比較例1も用意した。
Then, a test is performed in a blinking mode in which lighting power is set to 35 W and on and off are repeated at predetermined time intervals, and the test results are shown in FIGS. In addition,
As test samples, in addition to Invention Examples A and B, the amount of metal iodide encapsulated was NaI: ScI 3 = 75: 25% by weight.
Comparative Example 1 in which ScBr 3 was not encapsulated at all and metal Sc was encapsulated in 0.004 mg (2% by weight of ScI 3 ).

【0019】[0019]

【実験例2】この第2の実験例におけるアークチューブ
の外観上の構造(密閉ガラス球の容積や電極間距離等の
寸法)は、前記した第1の実験例におけるアークチュー
ブの構造と同一であるが、石英ガラス製の密閉ガラス球
内に封入されている物質が一部異なっている。
EXPERIMENTAL EXAMPLE 2 The external structure of the arc tube (dimensions such as the volume of the sealed glass sphere and the distance between the electrodes) in the second experimental example is the same as the structure of the arc tube in the first experimental example. However, there are some differences in the substance sealed in the quartz glass sealed glass sphere.

【0020】即ち、第1の実施例と同様、密閉ガラス球
内には、Xeガスと、水銀と、NaIおよびScI
3 と、ScBr3 とが封入されているが、金属Scは全
く封入されていない。また、封入されているNaIとS
cI3 とScBr3 の比率は、NaI:ScI3 :Sc
Br3 =75:10:15重量%のもの(発明例C)
と、NaI:ScI3 :ScBr3 =75:20:5重
量%のもの(発明例D)の2種類を用意した。そして前
記した第1の実験例の場合と同一の条件で試験を行い、
その試験結果は、図1〜図4に示されている。なお試験
サンプルとしては、前記発明例C,Dの他に、金属沃化
物の封入量が、NaI:ScI3 =75:25重量%
で、ScBr3 および金属Scが全く封入されていない
ものを、比較例2として示した。
That is, as in the first embodiment, Xe gas, mercury, NaI and ScI
3 and ScBr 3 are encapsulated, but no metal Sc is encapsulated at all. In addition, the enclosed NaI and S
The ratio of cI 3 to ScBr 3 is NaI: ScI 3 : Sc
Br 3 = 75: 10: 15% by weight (Invention Example C)
And NaI: ScI 3 : ScBr 3 = 75: 20: 5% by weight (Invention Example D). Then, a test was performed under the same conditions as in the case of the first experimental example described above,
The test results are shown in FIGS. As test samples, in addition to Invention Examples C and D, the amount of metal iodide enclosed was NaI: ScI 3 = 75: 25% by weight.
A sample in which ScBr 3 and metal Sc were not encapsulated at all was shown as Comparative Example 2.

【0021】図1は、上記試験サンプル(発明例A〜D
及び比較例1,2)の光束維持率の経時変化を示してお
り、この図では、試験開始時の光束を100%として示
している。図1に示す結果から明らかなように、発明例
A,Bは、ScBr3 の封入されていない比較例1と略
同様に、時間の経過とともに光束維持率が低下するが、
十分にその目安となる目標値(1000時間経過時に8
5%以上)をクリアしている。
FIG. 1 shows the test samples (Inventive Examples AD)
And the temporal change of the luminous flux maintenance rate of Comparative Examples 1 and 2). In this figure, the luminous flux at the start of the test is shown as 100%. As is evident from the results shown in FIG. 1, the luminous flux retention ratios of Invention Examples A and B decrease with time as in Comparative Example 1 in which ScBr 3 is not encapsulated.
The target value that is a sufficient standard (8 hours after 1000 hours)
5% or more).

【0022】また、発明例Aでは、点灯開始から130
0時間程度までの光束維持率の低下が、発明例Bおよび
比較例1に比べて少ない。また、発明例Bでは、初期
(0〜200時間)における光束維持率の低下が、比較
例1に略等しいが、300〜1200時間程度における
光束維持率の低下が比較例1よりも少ない。
In the invention example A, 130 minutes from the start of lighting.
The decrease in the luminous flux maintenance rate until about 0 hours is smaller than in Invention Example B and Comparative Example 1. In the invention example B, the decrease in the luminous flux maintenance ratio in the initial stage (0 to 200 hours) is substantially equal to that in the comparative example 1, but the decrease in the luminous flux maintenance ratio in about 300 to 1200 hours is smaller than that in the comparative example 1.

【0023】なお、1000時間経過後の光束維持率の
具体的な数値は、試験開始時を100%すると、発明例
Aが90.4%、発明例Bが89.0%、比較例1が8
6.8%であって、発明例A,Bでは、若干ではある
が、比較例1に比べて光束維持率の低下が少ないことが
判る。また、金属Scの封入されていない発明例C,D
の光束維持率は、金属Scの封入されている発明例A,
Bに比べると、試験開始後200〜1200時間程度の
間で多少劣るが、ScBr3 および金属Scの封入され
ていない比較例2に比べて光束維持率の低下が明らかに
少なく、ScBr3 が封入されていないが金属Scの封
入されている比較例1の光束維持率と略同様の特性を示
し、2000時間程度まで光束維持率が80%以下にな
らず、十分に目安となる実用上の目標値をクリアしてい
る。
The specific values of the luminous flux maintenance rate after 1000 hours have passed are 100% at the start of the test, 90.4% for Invention Example A, 89.0% for Invention Example B, and 99.0% for Comparative Example 1. 8
It is 6.8%, and it can be seen that, in the invention examples A and B, the luminous flux maintenance ratio is slightly reduced as compared with the comparative example 1, though slightly. Inventive examples C and D in which metal Sc is not enclosed
The luminous flux maintenance factor of Invention Example A,
B is slightly inferior in about 200 to 1200 hours after the start of the test, but the decrease in luminous flux maintenance factor is clearly smaller than that in Comparative Example 2 in which ScBr 3 and metal Sc are not encapsulated, and ScBr 3 is encapsulated. Although not shown, the luminous flux maintenance factor of the comparative example 1 in which the metal Sc is encapsulated exhibits substantially the same characteristics as that of Comparative Example 1, and the luminous flux maintenance factor does not become 80% or less until about 2000 hours, and is a practical target which is a sufficient standard. The value has been cleared.

【0024】図2は、上記試験サンプル(発明例A〜D
および比較例1,2)の色温度の経時変化をそれぞれ示
している。図2において、発明例Aの色温度は4400
K前後で推移し、発明例Bの色温度は4100K前後で
推移し、色温度の経時的な変化については、発明例A,
Bとも比較例1と略同様で、長時間にわたり初期性能の
レベルを維持することができる。
FIG. 2 shows the test samples (Inventive Examples A to D).
5 shows changes over time in the color temperature of Comparative Examples 1 and 2. In FIG. 2, the color temperature of Inventive Example A is 4400.
K, the color temperature of Invention Example B changes around 4100K.
B is almost the same as Comparative Example 1, and the initial performance level can be maintained for a long time.

【0025】点灯開始後約1000時間で、比較例2の
色温度が4200Kから3400K程度に急激に低下す
るのに対し、発明例Cでは、点灯開始後2000時間の
間に4400Kから4300Kにゆるやかに減少し、発
明例Dでは、点灯開始後200時間程で5〜10%程度
急激に低下する傾向にあるが、200〜400時間経過
後は、略同一レベルを維持し、従前より適正とされてい
る4400Kに近い値で、実用上問題はない。
In about 1000 hours after the start of lighting, the color temperature of Comparative Example 2 sharply decreases from 4200 K to about 3400 K, whereas in Invention Example C, the color temperature gradually decreases from 4400 K to 4300 K within 2000 hours after the start of lighting. In the invention example D, it tends to sharply decrease by about 5 to 10% in about 200 hours after the start of lighting. However, after 200 to 400 hours, the same level is maintained, and it is more appropriate than before. There is no practical problem at a value close to 4400K.

【0026】図3は、試験サンプル(発明例A〜Dおよ
び比較例1,2)の平均演色評価数Raの経時変化を示
している。この図において、発明例A,Bとも、比較例
1と同様、時間が経過してもRaの変化は殆ど発生しな
い。また、比較例2が点灯開始直後から200時間で急
激に低下し、その後も低下を続け、800時間経過後か
ら略一定に維持するのに対し、発明例Cは、2000時
間経過までわずかに上昇するにすぎず、また発明例D
は、初期特性のまま2000時間経過時も推移してい
る。
FIG. 3 shows the change over time in the average color rendering index Ra of the test samples (Inventive Examples A to D and Comparative Examples 1 and 2). In this figure, in Examples A and B, as in Comparative Example 1, there is almost no change in Ra over time. In addition, Comparative Example 2 rapidly decreased in 200 hours immediately after the start of lighting, and continued to decrease thereafter, and was maintained substantially constant after 800 hours, whereas Invention Example C slightly increased until 2000 hours. Inventive Example D
, Has changed even after lapse of 2000 hours with the initial characteristics.

【0027】即ち、ScBr3 および金属Scを封入し
ない比較例2では、光色の変化が大きく、実用に供し得
ないのに対し、ScBr3 および金属Scを封入した発
明例A,Bと、金属Scを封入しないがScBr3 を封
入した発明例C,Dのいずれの場合においても、光色の
変化は小さく、実用上問題はない。図4は、上記試験サ
ンプル(発明例A〜Dおよび比較例1,2)の管電圧の
経時変化を示している。
That is, Comparative Example 2 in which ScBr 3 and metal Sc were not encapsulated exhibited a large change in light color and could not be put to practical use. On the other hand, Invention Examples A and B in which ScBr 3 and metal Sc were encapsulated, In each of Invention Examples C and D in which Sc was not encapsulated but ScBr 3 was encapsulated, the change in light color was small and there was no practical problem. FIG. 4 shows the change over time of the tube voltage of the test samples (Inventive Examples A to D and Comparative Examples 1 and 2).

【0028】この図において、発明例A〜Dの管電圧
は、いずれの場合も2000時間経過時でも86V以下
で、大きな上昇が見られないことから、ScBr3 を1
5重量%又は5重量%封入したとしても実用上問題がな
い。また、発明者らは、1000時間経過時および20
00時間経過時の、発明例A,B,C,Dと比較例1,
2の外観をそれぞれ写真撮影した。
[0028] In this figure, the tube voltage of the Invention Example A~D is a 86V or less at the time of 2,000 hours after either case, since the large increase is not observed, the ScBr 3 1
Even if 5% by weight or 5% by weight is enclosed, there is no practical problem. In addition, the inventors have determined that after 1000 hours and 20
Inventive Examples A, B, C, D and Comparative Example 1,
Photographs were taken of the appearance of each of the two.

【0029】その結果、比較例2の黒化が最も激しく、
密閉ガラス球の内部が殆ど目視しにくいが、発明例A,
B,C,Dの黒化の程度は、比較例1と略同程度で、密
閉ガラス球の内部の詳細が目視できる程度であった。ま
た、失透現象については、1000時間経過時の発明例
A,B,C,Dにおいて、比較例1より少なく、これが
1000時間経過時において、光束維持率が良好になる
一因と考えられる。
As a result, the blackening of Comparative Example 2 was most intense,
Although the inside of the closed glass sphere is hardly visible, Invention Example A,
The degree of blackening of B, C, and D was substantially the same as that of Comparative Example 1, and the details inside the closed glass sphere were visible. In addition, the devitrification phenomenon is smaller in the inventive examples A, B, C, and D after the lapse of 1000 hours than in the comparative example 1, and this is considered to be a factor that the luminous flux maintenance ratio becomes better after the lapse of 1000 hours.

【0030】また、電極の変形は、発明例A,B,C,
D、比較例1,2のいずれにおいても見られなかった。
The deformation of the electrodes is described in Invention Examples A, B, C,
D, and none of Comparative Examples 1 and 2.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1又はによれば、ScBr3 の所定量の封入により失
透現象が抑制されて、光束維持率が長期間低下すること
がなく、色度の変化や点灯不安定などの不具合がない自
動車用ヘッドランプに適したアクチューブが得られる。
特に、金属Scを封入しない場合には、それだけアーク
チューブの製造工程が簡単化される。また、請求項
よれば、金属Scの所定量の封入による沃化スカンジウ
ムのリサイクル化とScBr3 の所定量の封入による失
透現象の抑制により、光束維持率が長期間低下すること
がなく、色度の変化や点灯不安定などの不具合がない自
動車用ヘッドランプに最適なアークチューブが得られ
る。
As is clear from the above description, according to the first or second aspect , the devitrification phenomenon is suppressed by enclosing a predetermined amount of ScBr 3 , and the luminous flux maintenance rate does not decrease for a long time. Thus, an actuating tube suitable for an automobile headlamp free from problems such as a change in chromaticity and unstable lighting can be obtained.
In particular, when the metal Sc is not sealed, the manufacturing process of the arc tube is simplified accordingly. Further, according to the second aspect , by recycling scandium iodide by enclosing a predetermined amount of metal Sc and suppressing devitrification by enclosing a predetermined amount of ScBr 3 , the luminous flux maintenance factor does not decrease for a long time. Thus, an arc tube that is optimal for a headlamp for an automobile without problems such as a change in chromaticity and unstable lighting can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るアークチューブの光束維持率の経
時変化を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a temporal change of a luminous flux maintenance factor of an arc tube according to the present invention.

【図2】本発明に係るアークチューブの色温度の経時変
化を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a change over time of a color temperature of an arc tube according to the present invention.

【図3】本発明に係るアークチューブの平均演色評価数
の経時変化を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a change over time of an average color rendering index of the arc tube according to the present invention.

【図4】本発明に係るアークチューブの管電圧の経時変
化を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a change over time of a tube voltage of the arc tube according to the present invention.

【図5】本発明および従来の放電ランプの全体構造図で
ある。
FIG. 5 is an overall structural view of the present invention and a conventional discharge lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 アークチューブ 4a 密閉ガラス球 5a 電極棒 4 Arc tube 4a Closed glass bulb 5a Electrode rod

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−289654(JP,A) 特開 平6−162994(JP,A) 特開 昭50−152578(JP,A) 特開 平1−227347(JP,A) 特開 昭61−163553(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/16 Continuation of front page (56) References JP-A-4-289654 (JP, A) JP-A-6-162994 (JP, A) JP-A-50-152578 (JP, A) JP-A-1-227347 (JP) , A) JP-A-61-163553 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 61/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 密閉されたガラス球内に対向設置された
電極を有し、前記ガラス球内に、Xeガスと、水銀と、
金属沃化物であるNaIおよびScI3 が封入されると
ともに、前記ScI3 に対して所定量のScBr3 を封
入した放電ランプ用アークチューブであって、前記Sc
Br3 の封入量は、ScI3 とScBr3 の総重量に対
して20〜80重量%の範囲内であることを特徴とす
電ランプ用アークチューブ。
An electrode is provided oppositely in a sealed glass sphere, and an Xe gas, mercury,
When NaI and ScI 3 is a metal iodide Ru encapsulated
Both a predetermined amount discharge electric lamp arc tube enclosing a ScBr 3 relative to the ScI 3, wherein Sc
Amount of the enclosed br 3 shall be the being in the range of 20 to 80% by weight relative to the total weight of ScI 3 and ScBr 3
Arc tube for discharge electric lamps.
【請求項2】 密閉されたガラス球内に対向設置された
電極を有し、前記ガラス球内にXeガスと、水銀と、金
属沃化物であるNaIおよびScI3 が封入されるとと
もに、前記金属沃化物に対して所定量の金属Scと、S
cI3 に対して所定量のScBr3 を封入した放電ラン
プ用アークチューブであって、前記金属Scの封入量
は、前記金属沃化物の総重量に対して1〜5重量%の範
囲内で、前記ScBr3 の封入量は、前記ScI3 とS
cBr3 の総重量に対して20〜80重量%の範囲内で
あることを特徴とする放電ランプ用アークチューブ。
2. A has opposed the installed electrodes sealed inside glass bulb, and Xe gas into the glass bulb, and mercury, are NaI and ScI 3 is a metal iodide is enclosed Rutoto
In addition, a predetermined amount of metal Sc with respect to the metal iodide,
A predetermined amount discharge electric lamp arc tube enclosing a ScBr 3 relative to cI 3, the amount of the enclosed metal Sc is in the range of 1 to 5% by weight relative to the total weight of the metal iodide And the amount of ScBr 3 enclosed is between ScI 3 and S
discharge electric lamp arc tube you characterized in that the total weight of the CBR 3 is in the range of 20 to 80 wt%.
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