JP4367714B2 - Metal halide lamp - Google Patents
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Description
本発明は、石英ガラス製の透光性気密容器を備えたメタルハライドランプの改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a metal halide lamp including a translucent airtight container made of quartz glass.
メタルハライドランプは、内部に一対の電極を封装した透光性気密容器の内部に発光金属のハロゲン化物を含む放電媒体を封入している。透光性気密容器の構成材料には、石英ガラスまたは透光性セラミックスが用いられている。石英ガラス製の透光性気密容器は、比較的安価であるのに加えて直線透過率が高いために、前照灯やプロジェクション用などのメタルハライドランプを中心に多用されている。石英ガラス製の透光性気密容器においては、放電空間が形成されている包囲部を封止するために包囲部に連接した封止部が包囲部と一体に形成されている。 In the metal halide lamp, a discharge medium containing a halide of a luminescent metal is sealed in a light-transmitting hermetic container in which a pair of electrodes are sealed. Quartz glass or translucent ceramics is used as a constituent material of the translucent airtight container. Quartz glass-made translucent airtight containers are frequently used mainly for metal halide lamps such as headlamps and projections because they are relatively inexpensive and have high linear transmittance. In the translucent airtight container made of quartz glass, a sealing portion connected to the surrounding portion is formed integrally with the surrounding portion in order to seal the surrounding portion in which the discharge space is formed.
透光性気密容器を上記封止部によって封止するには、封止部の内部に封着金属箔を気密に埋設することにより行うのが一般的である。そして、封着金属箔の包囲部側の一端部に電極の基端を溶接し、他端には外部リード線を溶接することで、封着金属箔を経由して電極に給電を行う。 In order to seal the light-transmitting airtight container with the sealing part, it is common to embed a sealing metal foil in the sealing part in an airtight manner. Then, the base end of the electrode is welded to one end of the sealing metal foil on the surrounding portion side, and an external lead wire is welded to the other end to supply power to the electrode via the sealing metal foil.
そうして、石英ガラス製の透光性気密容器においては、封止部の内部に気密に埋設された封着金属箔とそれを包囲する石英ガラスとがメタルハライドランプの点灯中を通じて良好な接合を形成することで、透光性気密容器の内部が所期の気密状態に維持される。封着金属箔を用いて封止部を形成する場合に、封着金属箔の表裏両面にサンドブラストや電気化学的方法によって梨地加工を施すことにより、封着金属箔の外周の長さを微細な凹凸により大きくして、封止部に生じるリークを抑制しようとすることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Thus, in the light-transmitting airtight container made of quartz glass, the sealing metal foil embedded in the inside of the sealing portion and the quartz glass surrounding the sealing metal foil have good bonding throughout the lighting of the metal halide lamp. By forming, the inside of the translucent airtight container is maintained in an intended airtight state. When forming the sealing part using the sealing metal foil, the length of the outer periphery of the sealing metal foil is made fine by applying a satin finish on both the front and back surfaces of the sealing metal foil by sandblasting or an electrochemical method. It is known to increase the unevenness to suppress leakage occurring in the sealing portion (see, for example, Patent Document 1).
すなわち、メタルハライドランプにおいては、封着金属箔の表面に適度な粗さをもたせるのが有利である。 That is, in a metal halide lamp, it is advantageous to give the surface of the sealing metal foil an appropriate roughness.
しかし、特許文献1に記載されている封着金属箔の場合、箔の所望の一部領域にのみ粗面を形成したり、領域によって粗面の表面粗さを所望に変化させたりするなど、粗面の形成位置や表面粗さを所望に制御することができない。このため、例えば封着金属箔と石英ガラスの密着性を向上するのに効果的な表面粗さの粗面を形成しようとすると、強度的に脆い側縁部などが破壊されやすいという問題がある。
However, in the case of the sealing metal foil described in
また、サンドブラスト法により粗面を形成すると、吹き付けた研粒が封着金属箔に付着して残留しやすいので、研粒が不純物となって電極や外部リード線と封着金属箔との導電接続部の形成や封止部の密着性が阻害されやすくなる。また、封着金属箔に付着した研粒を除去しようとすると、後処理が必要になって手間を要するばかりでなく、充分に除去するのには困難を伴う。 In addition, when the rough surface is formed by the sandblast method, the sprayed abrasive grains tend to adhere to the sealing metal foil and remain, so that the abrasive grains become impurities and the conductive connection between the electrode or external lead wire and the sealing metal foil The formation of the part and the adhesion of the sealing part are likely to be hindered. Moreover, when it is going to remove the abrasive grain adhering to sealing metal foil, a post-process will be needed and will require time and effort, and it will be difficult to remove enough.
そこで、本発明者は、レーザ加工によって封着金属箔の表面に粗面を形成すると、封着金属箔と石英ガラスとの密着性が良好になるとともに、封着金属箔に所望の粗さ、所望の形状の粗面を容易に形成できること分かった。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。 Therefore, the present inventor, when forming a rough surface on the surface of the sealing metal foil by laser processing, the adhesion between the sealing metal foil and the quartz glass is improved, the desired roughness on the sealing metal foil, It was found that a rough surface having a desired shape can be easily formed. The present invention has been made based on such knowledge.
本発明は、レーザ加工により封着金属箔の粗面を形成して封着金属箔を埋設した封止部におけるクラックリークの発生を抑制したメタルハライドランプの製造方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the manufacturing method of the metal halide lamp which suppressed generation | occurrence | production of the crack leak in the sealing part which formed the rough surface of sealing metal foil by laser processing , and embedded sealing metal foil.
本発明のメタルハライドランプは、内部に放電空間を有する包囲部および包囲部に連接した封止部を備えている石英ガラス製の透光性気密容器と;透光性気密容器の放電空間内に封装された電極と;少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と;電極の基端部と接続されて透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、表面にレーザを複数回照射して凹みを有する複数のスポットを形成することによって封着金属箔の表面に粗面が形成された封着金属箔と;を具備していることを特徴としている。 A metal halide lamp according to the present invention includes a light-transmitting airtight container made of quartz glass provided with an enclosure having a discharge space inside and a sealing portion connected to the enclosure; and sealed in the discharge space of the light-transmitting airtight container A discharge medium containing at least a light-emitting metal halide and a rare gas and sealed in a discharge space of the light-transmitting hermetic container; and sealing the light-transmitting hermetic container connected to the base end of the electrode It comprises a; buried hermetically portion, the sealed metal foil rough surface is formed on the surface of the sealed metal foil by forming a plurality of spots having a recess with a laser irradiated a plurality of times on the surface It is characterized by being.
本発明によれば、レーザを複数回照射して凹みを有する複数のスポットを形成することによって表面に粗面を形成した封着金属箔を封止部に埋設していることにより、封着金属箔と封止部の石英ガラスとの封着性が優れ、クラックリークの発生が抑制されたメタルハライドランプを提供することができる。 According to the present invention, the sealing metal foil having a rough surface formed by irradiating the laser a plurality of times to form a plurality of spots having dents is embedded in the sealing portion. It is possible to provide a metal halide lamp in which the sealing property between the foil and the quartz glass of the sealing portion is excellent and crack leakage is suppressed.
また、本発明によれば、レーザを複数回照射して凹みを有する複数のスポットを形成して粗面を形成するので、所望の表面粗さの粗面を、所望の領域に、しかも所望の程度に制御して形成することができる。 Further, according to the present invention, since a plurality of spots was formed rough surface having a recess with a laser irradiated a plurality of times, the rough surface of Nozomu Tokoro surface roughness, to a desired area, yet desired It can be formed by controlling to the extent of.
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1ないし図4は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第1の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示し、図1は側面図、図2は封着金属箔部分の拡大正面図、図3は封着金属箔の拡大断面図、図4はレーザ加工によって形成された溝の断面形状を拡大して示す模式的拡大断面図である。 1 to 4 show a metal halide lamp for an automobile headlamp as a first embodiment for carrying out the metal halide lamp of the present invention, FIG. 1 is a side view, and FIG. 2 is an enlarged front view of a sealing metal foil portion. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a sealing metal foil, and FIG. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view showing an enlarged cross-sectional shape of a groove formed by laser processing.
本形態において、メタルハライドランプMHLは、発光管IT、絶縁チューブT、外管OTおよび口金Bを具備している。 In this embodiment, the metal halide lamp MHL includes an arc tube IT, an insulating tube T, an outer tube OT, and a base B.
〔発光管ITについて〕 発光管ITは、透光性気密容器1、電極2、封着金属箔3、外部リード線4A、4Bおよび放電媒体を備えている。
[About the arc tube IT] The arc tube IT includes a
(透光性気密容器1について) 透光性気密容器1は、石英ガラス製で、透光性で耐火性を有しているとともに、内部に放電空間1cが形成される包囲部1aおよび封止部1bを備えている。包囲部1aは中空で、その中空部が放電空間1cとなる。放電空間1cの内容積は、メタルハライドランプの用途に応じて適宜設定することができるが、本発明を適用するのに好適な小形のメタルハライドランプとしては一般的に0.1cc以下である。また、前照灯用の場合、好適には0.05cc以下である。
(Translucent Airtight Container 1) The
上記放電空間1cは、その形状がほぼ円柱状、球形または楕円球形など任意の形状にすることができる。前照灯用の場合、好適にはほぼ円柱状をなしている。これに対して、透光性気密容器1の包囲部1aの外面は、楕円球状や紡錘状などの回転2次曲面形状をなしている。そのため、包囲部1aの肉厚は、一般的には管軸方向の中央部が最も大きく、両端方向に順次小さくなっている。
The
また、自動車前照灯用のメタルハライドランプMHLとしての透光性気密容器1における包囲部1aおよびその内部に形成される放電空間1cの好ましいサイズは、以下のとおりである。すなわち、包囲部1aの管軸方向の長さは7.4〜8.2mm、放電空間1cの内径は2.2〜2.9mm、外径は5.6〜6.9mm、肉厚は1.7〜2.5mm、放電空間1cの内容積は20〜35μlである。
Moreover, the preferable size of the
さらに、透光性気密容器1が「透光性で耐火性を有している」とは、少なくとも包囲部1aの外部へ発光を導出しようとする部位である導光部分が透光性であって、かつメタルハライドランプMHLの通常の作動温度に十分耐える程度の耐熱性を少なくとも備えているという意味である。なお、必要に応じて、透光性気密容器1の包囲部1aの内面に耐ハロゲン性または耐ハロゲン化物性の透明性被膜を形成するか、透光性気密容器1の内面を改質することが許容される。
Furthermore, the light-transmitting
封止部1bは、包囲部1aに隣接して包囲部1aと一体的に形成されている。本形態において、封止部1bは、これを包囲部1aの管軸方向の両端に延在するようにその一対を形成することができる。また、封止部1bは、包囲部1aを封止するとともに、後述する電極2の基端部がここに埋設される。これを実現するために、封止部1bには後述する封着金属箔3が埋設されている。また、一対の封止部1b、1bは、包囲部1aの両端から管軸方向に沿って一体に延在している。
The sealing
(電極2について) 電極2は、その先端側の主要部が透光性気密容器1の包囲部1a内の所定位置に封装される。このために電極2の中間部は、封止部1bに緩く支持され、かつ基端が封着金属箔3に溶接などにより接続される。包囲部1aの内部に一対の電極1b、1bを離間対向して封装する場合、一対の封止部1b、1bを包囲部1aの両端に配設する。
(About the electrode 2) The main part of the
また、電極2は、その軸部の直径が一般的には0.25〜0.45mmの範囲内で適当な値に設定されるのがよい。
In addition, the
さらに、電極2は、本形態においてタングステン(W)、ドープドタングステン、トリウムタングステン、レニウム(Re)およびタングステン−レニウム合金(W−Re)などのグループから選択された耐火金属により形成することができる。
Further, the
さらにまた、電極2の先端部を軸部より径大の例えば円柱状、ほぼ球状などにすることもできる。その場合、軸部は直径0.25〜0.30mm、先端部は0.30〜0.40mmとするのがよい。
Furthermore, the tip of the
なお、封止部1b内に支持された電極2の軸部に、例えばタングステンからなるコイルを巻装する仕様であってもよい。
In addition, the specification which winds the coil which consists of tungsten, for example to the axial part of the
(封着金属箔3について) 封着金属箔3は、包囲部1aを封止するために封止部1b内に気密に埋設される。また、図示しない好ましくは電子化された点灯回路から電極2へ給電するために、封着金属箔3の包囲部1a側の一端に電極2の基端部が接続され、他端に後述する外部導入線4A、4Bが接続される。なお、封着金属箔3の肉厚は、本発明において特段限定されないが、一般的には50μm以下である。
(About Sealing Metal Foil 3) The sealing
本発明において、封着金属箔3は、最も特徴的な構成部分であり、封着金属箔3の表面にレーザを複数回照射するレーザ加工により凹みを有する複数のスポットを形成することで粗面RSが形成されている。本形態において、粗面RSは、図2に示すように電極軸方向に平行な複数の溝Gを構成している。レーザ加工において、封着金属箔3表面にレーザを1回照射することにより、例えば図4に示すように凹んだスポットが1つ形成される。したがって、レーザを複数回照射すれば、例えば図5の顕微鏡写真に示すように複数のスポットが形成される。スポットは、レーザの焦点の合わせ方や入力制御によって形成される凹みの断面の形状などを制御することができる。例えば、図4の(a)や(b)のような断面形状が逆三角形や逆台形の凹みのある溝Gを封着金属箔3に得ることができる。そして、先に形成されたスポットの一部に再びレーザを照射することによって、図5の顕微鏡写真に示すように複数のスポットが互いに連接した溝Gを得ることができる。ここで、溝Gを構成するスポットの凹みの深さはレーザの電流値を変化することにより、またスポットの径は焦点やレーザ照射ユニットから照射位置までの距離を変化することにより、自由に制御することが可能である。
In the present invention, the
なお、レーザ加工によって形成されたスポットは、顕微鏡によって当該スポットを拡大することにより、図5に示すような模様を観察することができる。すなわち、封着金属箔3の表面にはレーザの照射によって溶融形成されたスポット状のレーザ痕が残存するので、当該加工が行われたかどうかは容易に判別可能である。
Note that spots formed me by the laser processing, by enlarging the spot by a microscope, it is possible to observe the pattern as shown in FIG. That is, since the spot-like laser marks melted and formed by laser irradiation remain on the surface of the sealing
また、粗面RSを形成する領域は、封着金属箔3の両面のほぼ全面である場合が最も高い密着性が得られるので好ましい。さらに、溝Gを形成する場合は、封着金属箔3の端部に溝Gが繋がらないように形成するのが好適である。そうすれば、ハロゲン化物が電極2の基端部から周囲の封着金属箔3の面に沿って放射状に拡散すなわち進行し、封着金属箔3と石英ガラスとの封着を破壊する現象が生じにくくなるので、このような態様もまた本発明の所期の作用効果が得られるからである。このような作用効果を得る目的であれば、その溝Gは、封着金属箔3に接続された電極2の接続部近傍に少なくとも設けるだけでもよい。なお、上記近傍とは、電極2の接続位置および当該位置からさらに封着金属箔3の両端間の中心部側へ若干進んだ位置、ならびに封着金属箔3の両側縁部側へ離れた位置を含む概念である。
In addition, the region where the rough surface RS is formed is preferably the case where it is almost the entire surface of both surfaces of the sealing
レーザ加工によって形成された溝Gの一例としては、図2に示す本形態のように、封着金属箔3の両面に、電極軸方向に平行な溝Gを複数並べたものが挙げられる。このような溝を形成すると、封着金属箔3とガラスの密着性の向上と封着金属箔3の側縁部側へのハロゲン化物の拡散抑制の両効果が得られるので、好都合である。
As an example of the groove G formed by laser processing, a groove in which a plurality of grooves G parallel to the electrode axis direction are arranged on both surfaces of the sealing
図3は、図2の断面形状を拡大して示す。管軸方向に長く延在したレーザ加工によって複数のスポットが形成された封着金属箔3は、当該箔とガラスとの密着性を高めるために、その側縁端に向かって次第に薄くなるナイフエッジ状になっている。このような形状の封着金属箔3について、レーザ加工によって粗面を形成する場合は、その側縁端の部分が溝Gによって貫通したり、破壊されたりしないような位置までとし、ナイフエッジ状部分には粗面を形成しないようにすることができる。
FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional shape of FIG. The sealed
次に、レーザ加工による溝Gからなる粗面RSの好適な表面粗さをJIS B0601により規格化されているRaおよびRzの値を参照して説明する。 Next, a suitable surface roughness of the rough surface RS formed by the groove G by laser processing will be described with reference to Ra and Rz values standardized by JIS B0601.
まず、表面粗さRaについて説明する。レーザ加工によって形成された複数のスポットからなる粗面RSの表面粗さRa(μm)は、数式0.4≦Raを満足する範囲が一般的には好適である。なお、上記数式には、上限がないが、その理由は次のとおりである。すなわち、本発明において、表面粗さRaは、その数値が大きいほど効果的であり、またレーザ加工であればかなり粗い粗面の形成が可能であるが、封着金属箔の強度を考慮して、より好適には数式Ra≧4.0を満足する範囲である。 First, the surface roughness Ra will be described. The surface roughness Ra (μm) of the rough surface RS composed of a plurality of spots formed by laser processing is generally preferably in a range satisfying the formula 0.4 ≦ Ra. The above formula has no upper limit for the following reason. That is, in the present invention, the larger the numerical value of the surface roughness Ra, the more effective, and it is possible to form a considerably rough surface by laser processing, but considering the strength of the sealed metal foil. More preferably, it is a range satisfying the formula Ra ≧ 4.0.
次に、表面粗さRzについて説明する。表面粗さRz(μm)は、数式1.0≦Rz≦7.0を満足する範囲が一般的には好適である。粗面RSを構成する複数のスポットの凹みの深さが肉厚を超えるようでは封着金属箔3の機能が阻害されるので、粗面RSが封着金属箔3を肉厚方向に貫通しない深さである必要がある。また、封着金属箔3の機能を充分に活かす目安としては、凡そ肉厚の半分までの凹みの深さであるのが望ましい。
Next, the surface roughness Rz will be described. The surface roughness Rz (μm) is generally preferably in a range satisfying the formula 1.0 ≦ Rz ≦ 7.0. Since the function of the sealing
また、レーザ加工によって形成するスポットを制御する場合、その凹みの深さはレーザスポットを発生させる際の電流値を、幅はスポット径を、隣接する粗面RSのピッチはレーザスポットの照射位置を、それぞれ変化させるのが効果的である。 Also, when controlling a spot formed by the laser machining, dent depths of their is a current value when generating the laser spot, the width of the spot diameter, the pitch of the adjacent rough surface RS is the irradiation position of the laser spot It is effective to change each of them.
さらに、封着金属箔3の材質としては特段限定されないが、例えばモリブデン(Mo)またはレニウム−タングステン合金(Re−W)などを用いることができる。
Further, the material of the sealing
さらにまた、封着金属箔3を封止部1bに埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法などを単独で、または組み合わせて採用することができる。包囲部1aの内容積が0.1cc以下の小形でキセノン(Xe)などの希ガスを室温で5気圧以上封入する前照灯などに用いるメタルハライドランプの場合は、後者が好適である。
Furthermore, the method of embedding the sealing
ところで、図1において、左方の封止部1bを形成した後に、封止管1dが切除されないで封止部1bの外側端部から一体に延長していて、後述する口金B内へ延在している。
By the way, in FIG. 1, after forming the
(外部リード線4A、4Bについて) 本形態において、外部リード線4A、4Bは、その先端が透光性気密容器1の両端の封止部1b内において封着金属箔3の他端に溶接され、基端側が外部へ導出されている。図1において発光管ITから右方へ導出された外部リード線4Aは、中間部が後述する外管OTに沿って折り返されて後述する口金B内に導入されて図示しない口金端子の一方t1に接続している。図1において発光管ITから左方へ導出された外部リード線4Bは、封止管1d内を管軸に沿って延在して口金B内に導入されて口金端子の他方(図示されていない。)に接続している。
(About
(放電媒体について) 放電媒体は、少なくとも金属ハロゲン化物および希ガスを含む。なお、水銀は、含んでもよいし、含まなくてもよい。しかし、本発明によれば、封着金属箔がレーザ加工によって形成された粗面RSを備えているために、封止部1bの石英ガラスとの密着性が顕著に優れているので、水銀入りのメタルハライドランプより点灯中の内圧および封着金属箔の温度が高い水銀フリーのメタルハライドランププであってもクラックリークが効果的に抑制されて寿命特性の良好なメタルハライドランプを得ることができる。なお、水銀フリーランプに好適であれば、それより点灯中の内圧および封着金属箔の温度が低い水銀入りランプにも全く問題がなく適応することはいうまでもない。
(Regarding the discharge medium) The discharge medium contains at least a metal halide and a rare gas. Mercury may or may not be included. However, according to the present invention, since the sealing metal foil is provided with the rough surface RS formed by laser processing, the adhesiveness with the quartz glass of the sealing
金属ハロゲン化物は、少なくとも発光金属を含む金属のハロゲン化物である。しかし、具体的な金属のハロゲン化物は、特段限定されない。例えば、前照灯用の水銀フリーランプとしての好適な構成としては、スカンジウム(Sc)、ナトリウム(Na)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物を含んでいる。この態様において、放電媒体は、上記グループに属する金属のハロゲン化物のみからなる構成に加えて、補助的にグループ以外の金属のハロゲン化物を含有することが許容される。例えば、主発光物質としてタリウム(Tl)のハロゲン化物を添加することにより、発光効率を一層高めることができる。 The metal halide is a metal halide containing at least a luminescent metal. However, the specific metal halide is not particularly limited. For example, a preferred configuration as a mercury-free lamp for a headlamp includes a plurality of metals selected from the group of scandium (Sc), sodium (Na), indium (In), zinc (Zn), and rare earth metals. Contains halides. In this aspect, in addition to the structure which consists only of the halide of the metal which belongs to the said group, the discharge medium is allowed to contain the halide of metals other than a group supplementarily. For example, the luminous efficiency can be further increased by adding a thallium (Tl) halide as the main light-emitting substance.
また、上記態様において、亜鉛(Zn)のハロゲン化物は、相対的に蒸気圧が高くて、かつ可視域の発光が少ないので、主としてランプ電圧形成に寄与する。しかし、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物としては、所望により亜鉛とほぼ同様の作用、効果を有しているために、亜鉛に代えるかまたはこれに加えて次のグループからなる金属のハロゲン化物を用いることができる。すなわち、マグネシウム(Mg)、コバルト(C)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、アンチモン(Sb)、レニウム(Re)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、鉄(Fe)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)のグループから選択された一種または複数種の金属のハロゲン化物を封入することにより、ランプ電圧を所望の値に高めることができる。上記のグループの金属は、いずれも蒸気圧が高くて可視域に発光しないか、または発光が比較的少ない金属すなわち光束を稼ぐ発光金属としては期待されないが、主としてランプ電圧を形成するのに好適な金属である。 In the above embodiment, the halide of zinc (Zn) has a relatively high vapor pressure and a small amount of light emission in the visible region, and therefore contributes mainly to lamp voltage formation. However, as the metal halide for forming the lamp voltage, it has almost the same function and effect as zinc if desired. Therefore, in place of zinc or in addition to this, metal halides of the following groups are used. Can be used. That is, magnesium (Mg), cobalt (C), chromium (Cr), manganese (Mn), antimony (Sb), rhenium (Re), gallium (Ga), tin (Sn), iron (Fe), aluminum (Al ), Titanium (Ti), zirconium (Zr), and hafnium (Hf), the lamp voltage can be increased to a desired value by enclosing one or more metal halides selected from the group. None of the above metals are expected to be metals that have high vapor pressure and do not emit light in the visible range, or that emit relatively little light, i.e., light-emitting metals that generate luminous flux, but are primarily suitable for forming lamp voltages. It is a metal.
希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用し、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)およびキセノン(Xe)などの一種または複数種を用いることができる。また、自動車前照灯用のメタルハライドランプMHLとしては、光束立ち上がりを早めるためおよび始動直後から白色光を発光させるために、キセノンを5気圧以上、好ましくは7〜18気圧の範囲、より一層好ましくは8〜13気圧の範囲で封入するか、あるいは点灯時の内部空間内の圧力が50気圧以上になるように封入するものとする。これにより、始動直後の発光金属の蒸気圧が低いときに、立ち上がり時の光束としてXeの白色発光を寄与させることができる。 The rare gas acts as a starting gas and a buffer gas, and one or a plurality of kinds such as argon (Ar), krypton (Kr), and xenon (Xe) can be used. In addition, as a metal halide lamp MHL for automobile headlamps, xenon is preferably 5 atm or more, preferably in the range of 7 to 18 atm, and more preferably in order to accelerate the rise of luminous flux and emit white light immediately after starting. It shall be sealed in the range of 8 to 13 atmospheres, or sealed so that the pressure in the internal space at the time of lighting is 50 atmospheres or more. Thereby, when the vapor pressure of the luminescent metal immediately after the start is low, white light emission of Xe can be contributed as a luminous flux at the time of startup.
(水銀について) 水銀フリーランプとしての態様の場合、本質的に水銀を含まない。この態様においては、水銀(Hg)を全く封入していないだけでなく、透光性気密容器1の内容積1cc当たり2mg未満、好ましくは1mg以下の水銀が存在していることを許容する。
(Mercury) In the case of an embodiment as a mercury-free lamp, essentially no mercury is contained. In this embodiment, not only mercury (Hg) is not enclosed, but also it is allowed that less than 2 mg, preferably 1 mg or less of mercury is present per 1 cc of the inner volume of the translucent
しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。従来のように水銀蒸気によって放電ランプのランプ電圧を所要に高くする場合、短アーク形においては気密容器の内容積1cm3当たり20〜40mg、さらに場合によっては50mg以上封入していたことからすれば、水銀量が実質的に頗る少ないといえる。 However, it is environmentally desirable not to enclose mercury at all. When the lamp voltage of the discharge lamp is increased to a required level with mercury vapor as in the conventional case, the short arc type may contain 20 to 40 mg per 1 cm 3 of the inner volume of the hermetic container, and moreover 50 mg or more in some cases. It can be said that the amount of mercury is substantially low.
(ハロゲンの種類について) ハロゲン化物を構成するハロゲンの種類としては、反応性に関してハロゲンの中でヨウ素が最も適当であり、少なくとも上記主発光金属は、主としてヨウ化物として封入される。しかし、要すれば、ヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物を併用することもできる。 (Type of Halogen) As the type of halogen constituting the halide, iodine is most suitable among the halogens in terms of reactivity, and at least the main light emitting metal is mainly encapsulated as iodide. However, if necessary, different halogen compounds such as iodide and bromide can be used in combination.
〔絶縁チューブTについて〕 絶縁チューブTは、セラミックスからなり、絶縁チューブTは、外部リード線4Aを被覆している。
[Insulating Tube T] The insulating tube T is made of ceramics, and the insulating tube T covers the
〔外管OTについて〕 本発明において、メタルハライドランプMHLは、所望により外管OTを具備していることが許容される。外管OTは、石英ガラスまたはハイシリケートガラスなどからなり、その内部に発光管ITの少なくとも主要部を収納する手段である。そして、発光管ITから外部へ放射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ発光管ITの透光性気密容器1を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて失透の原因とならないようにしたり、あるいは透光性気密容器1を保温したりする。
[Outer tube OT] In the present invention, the metal halide lamp MHL is allowed to include the outer tube OT as desired. The outer tube OT is made of quartz glass or high silicate glass, and is a means for accommodating at least the main part of the arc tube IT therein. Then, UV rays radiated from the arc tube IT to the outside are blocked, mechanically protected, and touching the translucent
また、外管OTの内部は、その目的に応じて外気に対して気密に封止してもよいし、不活性ガスが封入されていてもよい。本形態では、窒素を0.1気圧封入している。 Further, the inside of the outer tube OT may be hermetically sealed against the outside air according to the purpose, or an inert gas may be enclosed. In this embodiment, nitrogen is sealed at 0.1 atm.
図示の形態においては、外管OTを形成する際に、その両端を透光性気密容器1の両端から管軸方向に延在する封止部にガラス溶着させることによって外管OTを透光性気密容器1で支持するように構成することができる。外管OTは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ITを収納していて、両端の縮径部5が発光管ITの封止部1bにガラス溶着している。しかし、内部は気密ではなく、外気に連通している。
In the illustrated embodiment, when the outer tube OT is formed, the outer tube OT is made transparent by glass-welding both ends thereof to sealing portions extending in the tube axis direction from both ends of the translucent
〔口金Bについて〕 本発明において、メタルハライドランプMHLは、所望により口金Bを具備していることが許容される。口金Bは、メタルハライドランプMHLを図示しない点灯回路に接続したり、加えて機械的に支持したりするのに機能する手段であって、図示の形態においては、自動車前照灯用として規格化されているもので、発光管ITおよび外管OTを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面に着脱可能に装着されるように構成されている。 [About Base B] In the present invention, the metal halide lamp MHL is allowed to include the base B as desired. The base B is a means that functions to connect the metal halide lamp MHL to a lighting circuit (not shown) or to mechanically support the metal halide lamp MHL. In the illustrated form, the base B is standardized for an automobile headlamp. The arc tube IT and the outer tube OT are planted and supported along the central axis, and are configured to be detachably mounted on the rear surface of the automobile headlamp.
次に、封着金属箔3の粗面RSの実施例を示せば次のとおりである。
Next, an example of the rough surface RS of the sealing
Ra=0.8、Rz=2.7
なお、上記実施例において、レーザ加工には、18A、スポット径30μmのYAGレーザを用いた。また、上記実施例の場合、溝Gの深さが約2μm程度、ピッチが約50μm程度である。
Ra = 0.8, Rz = 2.7
In the above embodiment, a YAG laser having a diameter of 18 A and a spot diameter of 30 μm was used for laser processing. Moreover, in the case of the said Example, the depth of the groove | channel G is about 2 micrometers, and a pitch is about 50 micrometers.
さらに、粗面RSの表面粗さRaを変化させた封着金属箔3を用いて製作したメタルハライドランプについてEU定格モード点灯におけるリーク発生率およびリーク発生時間を試験した結果を、表1および図5を参照して説明する。なお、試験に供したメタルハライドランプは水銀フリーであり、その主な仕様は、次のとおりである。電極の基端部の直径:0.3mm、電極間距離4.2mm、封着金属箔:長さ7.0mm、幅1.5mm、厚さ20μmである。また、粗面RSの表面粗さRaは、封着金属箔3の表面の50μm2の面積内を測定して求めた。
Further, Table 1 and FIG. 5 show the results of testing the leak occurrence rate and the leak occurrence time in the EU rated mode lighting for the metal halide lamp manufactured using the sealed
また、図6は、表1のメタルハライドランプ12灯についてEUモードの試験を行ったときに、そのうちのいずれか1灯にクラックリークが発生したときの点灯時間を示すグラフであるが、粗面RSの表面粗さRaが0.4μm以上であれば、上記モードで2000時間までリークが発生しない。また、Raが0.7μm以上であれば、2500Hrまでリークが発生しない、さらにRaが1.7μm以上であれば、2700Hrまでリークが発生しない、メタルハライドランプを得ることができる。 FIG. 6 is a graph showing the lighting time when a crack leak occurs in any one of the 12 metal halide lamps in Table 1 when the EU mode test is performed. If the surface roughness Ra is 0.4 μm or more, no leakage occurs in the above mode until 2000 hours. Moreover, if Ra is 0.7 μm or more, a metal halide lamp can be obtained in which no leakage occurs up to 2500 hours, and further, if Ra is 1.7 μm or more, no leakage occurs up to 2700 hours.
以下、図7ないし図9を参照して本発明のメタルハライドランプを実施するための他の形態について説明する。なお、各図において、図2ないし図3と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。 Hereinafter, another embodiment for carrying out the metal halide lamp of the present invention will be described with reference to FIGS. In each figure, the same parts as those in FIGS.
図7は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第2の形態におけるレーザ加工によって形成された溝の形状を拡大して示す模式的拡大断面図である。本形態において、図7(a)ではレーザ加工による溝Gの配列ピッチが変化していて、例えば中央部において密で、両側縁に近づくにしたがい疎になっている。
また、図7(b)ではレーザ加工によって形成された溝Gからなる粗面RSの溝の深さが変化していて、例えば中央部で深く、両側縁に近づくにしたがい浅くなっている。
FIG. 7 is an enlarged schematic sectional view showing the shape of a groove formed by laser processing in the second embodiment for implementing the metal halide lamp of the present invention. In this embodiment, in FIG. 7A, the arrangement pitch of the grooves G by laser processing is changed, for example, it is dense at the center and becomes sparse as it approaches both side edges.
Further, in FIG. 7B, the depth of the groove of the rough surface RS made of the groove G formed by laser processing is changed, for example, deeper in the central portion and shallower as it approaches both side edges.
図8は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第3の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図である。本形態においては、レーザ加工による溝Gからなる粗面RSの表面パターンが網目状に形成されている。 FIG. 8 is a front view showing a surface pattern of grooves formed by laser processing on the surface of the sealed metal foil in the third embodiment for implementing the metal halide lamp of the present invention. In this embodiment, the surface pattern of the rough surface RS formed by the grooves G by laser processing is formed in a mesh shape.
図9は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第4の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図である。本形態においては、レーザ加工によって形成されたスポットG´からなる粗面RSの表面パターンが散点状に形成されている。 FIG. 9 is a front view showing a surface pattern of grooves formed by laser processing on the surface of the sealed metal foil in the fourth embodiment for implementing the metal halide lamp of the present invention. In the present embodiment, the surface pattern of the rough surface RS formed by the spot G ′ formed by laser processing is formed in a dotted pattern.
1…透光性気密容器、1a…包囲部、1b…封止部、1c…内部空間、2…電極、3…封着金属箔、4A、4B…外部リード線、5…縮径部、G…レーザ加工によって形成された溝、IT…発光管、MHL…メタルハライドランプ、OT…外管、RS…粗面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
透光性気密容器の放電空間内に封装された電極と;
少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と;
電極の基端部と接続されて透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、表面にレーザを複数回照射して凹みを有する複数のスポットを形成することによって封着金属箔の表面に粗面が形成された封着金属箔と;
を具備していることを特徴とするメタルハライドランプ。 A translucent airtight container made of quartz glass provided with an enclosing portion having a discharge space therein and a sealing portion connected to the enclosing portion;
An electrode sealed in the discharge space of the translucent airtight container;
A discharge medium containing at least a luminescent metal halide and a rare gas and enclosed in a discharge space of a light-transmitting hermetic vessel;
Is connected to the proximal end of the electrode is hermetically in the sealing portion of the light-transmissive airtight envelope, the surface of the sealed metal foil by forming a plurality of spots having a recess with a laser on a surface by irradiating a plurality of times a sealed metal foil rough surface to have been formed;
A metal halide lamp characterized by comprising:
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