JPH09223481A - Arc tube for discharge lamp - Google Patents

Arc tube for discharge lamp

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JPH09223481A
JPH09223481A JP2673096A JP2673096A JPH09223481A JP H09223481 A JPH09223481 A JP H09223481A JP 2673096 A JP2673096 A JP 2673096A JP 2673096 A JP2673096 A JP 2673096A JP H09223481 A JPH09223481 A JP H09223481A
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sci
scbr
arc tube
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毅史 福代
Shinichi Irisawa
伸一 入澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an arc tube for a discharge lamp whose lumen maintenance factor is heightened by suppressing devitrification of a bulb wall of a closed quartz glass bulb. SOLUTION: In the inside of a closed glass bulb 4a (of about 30μl volume capacity), Xe gas (at 6 atmospheric pressure), mercury (in 2.7×10<-2> mg/μl), prescribed amounts of metal iodides (NaI, ScI3 ), and a prescribed amount of ScBr3 are sealed. The ratio (wt.%) of NaI and ScI3 and ScBr3 is set to be NaI:ScI3 : ScBr3 =75:(25-X):X wherein X is defined as 5<=X<=20. If necessary, 0.002mg (1wt.% of the total weight of ScI3 and ScBr3 ) to 0.010mg (5wt.% of the total weight of ScI3 and ScBr3 ) of metal Sc may be sealed in the glass bulb 4a.

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 a discharge lamp arc tube, and more particularly to a technology for a discharge lamp arc tube used as a light source of an automobile headlamp.

【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 has been studied, and in this type of discharge lamp, a metal halide arc tube is used as the light source. In the structure of this type of discharge lamp, as shown in FIG. 5, the arc tube 4 is supported by a pair of metal lead supports 2 and 3 protruding 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。
In the arc tube 4, both open ends of a quartz glass tube are pinch-sealed, and a hermetically sealed glass bulb 4a serving as a discharge part is formed at the center in the longitudinal direction. Pinch seal part 4
In b, a tungsten electrode rod 5a and a molybdenum foil 5 are provided.
The electrode assembly 5 in which b and the lead wire 5c made of molybdenum are integrated is sealed, and the tip of the electrode rod 5a projects into the sealed glass ball 4a to form a pair of electrodes facing each other.

【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, the conventional discharge lamp having such a structure is not always satisfactory in the luminous flux maintenance factor 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。
Therefore, the present inventors have conducted various experiments,
As a result of proceeding with the analysis, the cause of the decrease in the luminous flux maintenance factor is
It is known that the metal iodide enclosed in the closed glass sphere 4a, in particular, is caused by a decrease in light emission of scandium iodide (ScI 3 ). I also learned. That is, the above-described decrease in the scandium iodide emission is caused by the disappearance of scandium iodide due to a chemical reaction between scandium iodide and quartz glass (SiO 2 ). The disappearance of scandium iodide causes the reaction of scandium iodide and quartz glass represented by the following chemical formula, and as a result, scandium iodide is converted into an oxide, which causes a decrease in Sc vapor pressure and causes a decrease in luminous flux. Is reduced.

【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 represented by this formula occurs, not only scandium iodide disappears but also erosion (devitrification) of quartz glass occurs. ) Will also occur. Further, SiI 4 generated by this reaction exhibits the following reaction with tungsten of the electrode rod 5a, and free iodine (4
I -) with is generated by a low melting point of the electrode,
The electrodes are deformed and the lighting becomes unstable, or in the worst case, the 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) Furthermore, the reaction between scandium iodide and quartz glass is 2ScI 3 + 2SiO 2 + 3H 2 O + 3Hg → Sc 2 in the presence of water (H 2 O). Si 2 O 7 + 3HgI 2 + 3H 2 (is released to the outside as a gas) (3), and scandium iodide changes to silicon oxide, causing a problem such as a decrease in Sc vapor pressure 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。
Further, the reaction between scandium iodide and quartz glass becomes 4ScI 3 + 4SiO 2 + 3O 2 + 6Hg → 2Sc 2 Si 2 O 7 + 6HgI 2 (4) in the presence of oxygen (O 2 ). As in the above case, scandium chloride is changed to silicon oxide, causing 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。
Furthermore, the electrode rod 5a made of tungsten is used.
In order to improve the discharge performance, a material doped with ThO 2 (thia) as an auxiliary substance for improving the electron emission property is used in the above discharge lamp, and the electrode rod 5a having such a structure is adopted. In this case, the free iodine (4I ) shown in the formula (2) reacts with this ThO 2 as shown in the formula below, ThO 2 disappears from the electrode rod 5a, and the temperature of the electrode rises. Then, there was a problem that blackening proceeded. ThO 2 + 4I → ThI 4 +20 2 (5) By the way, it seems that the above problems can be solved by increasing the amount of scandium iodide enclosed, for example. Even if the amount of scandium iodide enclosed is increased, the amount of the above-mentioned reaction with quartz glass is only increased, and scandium once converted to oxide or silica is chemically stable. Therefore, it does not contribute to the improvement of the luminous flux maintenance factor.

【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 paid attention to a metal Sc having a strong reactivity with halogen and a strong chemical affinity with H 2 O and O 2, and enclosing the metal Sc in a predetermined amount in a closed glass bulb of an arc tube. By doing so, a replenishing action of scandium iodide, a vanishing preventive action and a vanishing preventive action of ThO 2 are obtained, and the generation of Sc oxides and sulfates, the decrease of the Sc spectrum intensity and the disappearance of ThO 2 at the electrode are suppressed. Proposals were made (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-162994) that the problems such as reduction of luminous flux, change of chromaticity and instability of lighting can be solved by suppressing each.

【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, the above-mentioned Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the arc tube according to No. 162992, the metal Sc
Compared with an arc tube that does not include a lamp, problems such as a decrease in luminous flux maintenance rate, a change in chromaticity, and instability of lighting are solved, but after 1000 hours have elapsed due to 6 blinks per hour (SAE standard) There is still room for improvement because a devitrification phenomenon occurs in which the inner wall of the quartz glass tube of the arc tube becomes cloudy, which leads to a decrease in luminous flux.

【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, the main cause of devitrification is that the inner wall of the quartz glass tube is eroded by the reactions represented by the above equations (1), (3) and (4). Is
The inventor has paid attention to bromine (Br), which has a stronger binding energy with Sc than iodine (I), because the reaction amount between quartz glass and ScI 3 is 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 of (1), (3), and (4) will be alleviated, the amount of ScI 3 enclosed is reduced, and ScBr 3 is enclosed by that amount. It was confirmed that devitrification was suppressed in both cases of encapsulation and non-encapsulation, so that 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 consideration of the inventor, and an object thereof is to suppress devitrification on the tube wall of the closed quartz glass sphere. An object 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3
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3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、ScI 3 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3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3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3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。
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] To achieve the above object
In the arc tube for a discharge lamp according to claim 1,
Have electrodes placed opposite to each other in a sealed glass bulb.
Then, in the glass sphere, Xe gas, mercury, and metal iodide
NaI and ScIThreeDischarge lamp
Arc tube for use in the ScIThreePrescribed against
Amount of ScBrThreeWas to be enclosed. Further, claim 3
The arc tube for discharge lamps related to
The glass plate has electrodes placed opposite to each other,
Xe gas, mercury, and metal iodide NaI
And ScIThreeArc lamp for discharge lamp in which
In the furnace, a predetermined amount of metal S is added to the metal iodide.
c and the ScIThreeA certain amount of ScBrThreeEnclose
It was to so. In addition, in claim 1 and claim 3
ScBrThreeThe enclosed amount isThreeAnd ScBrThreeTotal
Desirable to set within the range of 20 to 80% by weight
New Where ScBrThreeIs less than 20% by weight
Is ScBrThreeEncapsulation effect (ScIThreeReaction with glass
80%) and the effect of suppressing
%, The Br presenting strong chemical activity is excessive.
Will cause damage to the electrodes, such as erosion and scattering.
ScBrThreeEncapsulation amount of ScI ThreeAnd S
cBrThreeBe in the range of 20-80% by weight of the total weight of
Is desirable. In addition, inclusion of the metal Sc in claim 3
The amount is ScI to be enclosed.Three1 to 5% by weight with respect to the weight of
It is desirable to set within the range. That is, the seal of metal Sc
When the amount added is 1% by weight or less based on the weight of the metal iodide,
Encapsulation effect of metal Sc is not fully exerted, and 5 weight
%, The defects such as electrode deformation will increase.
That's why. Next, the operation of the present invention will be described. Contract
In the arc tube for a discharge lamp according to claim 1 and claim 3.
According to ScIThreeA certain amount of ScBrThreeIs enclosed
Is, ScBrThreeIs ScIThreeThan binding energy
Is large, S near the tube wall where the temperature of the closed glass bulb is low
cBrThreeIs difficult to dissociate, and the above (1), (3),
The progress of the reaction of (4) is moderated. That is, ScIThreeOne
ScBr is difficult to react with quartz glassThreeReplaced by
Therefore, the reaction with quartz glass is relaxed, and the tube
Devitrification of the wall is suppressed. The discharge lamp adapter according to claim 3
According to the arc tube, a predetermined amount of metal iodide is
The metal Sc is enclosed, and this metal Sc is reactive.
Rich, highly reactive with halogen, and HTwoO, OTwo
Since it has a strong chemical affinity with, as detailed below,
Scandium iodide replenishment action and its elimination prevention action, T
hOTwoCan be obtained. Scandium iodide
The replenishment action is based on the above formulas (1) and (2).
When the free iodine and the metal Sc are generated,
A reaction as shown by the formula occurs, and this reaction causes an iodide scan.
It is possible to suppress the decrease in Sc emission due to the generation of nitrogen.
Wear. Metal Sc + 3I-+ 3e-→ ScIThree (6) However, scandium iodide was replenished in this way.
Then, the reactions of equations (1) and (2) continue to proceed to the right,
Therefore, glass erosion (Si0Two→ SiIFour) Change of electrode
Shape (nW → SiWn) Is larger than usual. this
Therefore, if the metal Sc is excessively enclosed, such a problem will occur.
Since the amount of metal iodide is
On the other hand, it is desirable to limit the content to 5% by weight or less. Also,
If a predetermined amount of metal Sc is enclosed, the above formula (3),
In (4), before these reactions occur, HTwoO,
OTwoIs adsorbed on the metal Sc and HTwoO, OTwoThe amount of
You. Therefore, the reaction in the right direction in equations (3) and (4)
Is suppressed and the loss of scandium iodide is minimized.
It is possible to suppress the decrease of Sc spectrum intensity.
it can. Furthermore, in the above equations (1), (2), and (6)
By recycling free iodine to reach, shown in equation (5)
Since the free iodine itself decreases,
ThO for electrodeTwoSuppresses its disappearance even if doped with
It becomes possible. That is, the inclusion of metal Sc causes Sc
IThreeCan be suppressed, which helps maintain the luminous flux.
Although the decrease in the rate can be suppressed, ScIThreeAnd quartz glass
This is one of the reasons why the luminous flux maintenance factor is lowered by promoting the reaction with
The devitrification will be promoted. So ScIThreePart of
To ScBrThreeTo replace ScIThreeAnd quartz glass
The reaction with the soot, that is, devitrification can be suppressed.

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described in detail based on 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 the arc tube for a discharge lamp is the same as that of the conventional structure shown in FIG. 5, but is characterized by the substance enclosed in the closed glass bulb 4a made of quartz glass. That is, in the first experimental example, Xe gas, mercury, and a predetermined amount of N as a metal iodide are contained in the closed glass sphere 4a.
aI and 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 S 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 internal 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 ScBrThreeThe ratio of NaI: Sc
IThree: ScBrThree= 75: 10: 15% by weight
Clear example A) and NaI: ScI Three: ScBrThree= 75: 2
Two kinds of 0: 5% by weight (Invention Example B) were prepared.
In addition, the amount of the metal Sc enclosed in each of Invention Examples A and B
However, 0.004 mg (ScIThreeAnd ScBrThreeTotal weight of
2% by weight). Also, the pressure of the enclosed gas (Xe)
Is 6 atm and the encapsulation 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, the lighting power was set to 35 W, and the test was conducted in a blinking mode in which the power was turned on and off repeatedly at a predetermined time interval, and the test results are shown in FIGS. In addition,
As the test sample, in addition to Invention Examples A and B, the encapsulation amount of metal iodide was NaI: ScI 3 = 75: 25% by weight.
Comparative Example 1 in which ScBr 3 was not encapsulated at all and 0.004 mg of metal Sc (2% by weight of ScI 3 ) was encapsulated was also prepared.

【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 in this second experimental example (dimensions such as the volume of the closed glass bulb and the distance between electrodes) is the same as that of the arc tube in the first experimental example described above. However, the substances enclosed in the quartz glass closed glass sphere are partially different.

【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 are contained in the closed glass bulb.
3 and ScBr 3 are encapsulated, but metal Sc is not encapsulated at all. Also, the enclosed NaI and S
The ratio of cI 3 to ScBr 3 is NaI: ScI 3 : Sc.
Br 3 = 75: 10: 15 wt% (Invention Example C)
And NaI: ScI 3 : ScBr 3 = 75: 20: 5 wt% (Invention Example D). Then, a test is conducted 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.
In Comparative Example 2, ScBr 3 and metal Sc were not encapsulated at all.

【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 above test samples (Invention Examples A to D).
2 shows the changes over time in the luminous flux maintenance factor of Comparative Examples 1 and 2, and in this figure, the luminous flux at the start of the test is shown as 100%. As is clear from the results shown in FIG. 1, in Invention Examples A and B, the luminous flux maintenance factor decreases with the passage of time, almost in the same manner as Comparative Example 1 in which ScBr 3 is not encapsulated.
Sufficient target value (8 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 sample A, 130 seconds from the start of lighting.
The decrease in the luminous flux maintenance factor up to about 0 hours is smaller than that of the invention sample B and the comparative example 1. Further, in Invention Example B, the decrease in the luminous flux maintenance factor in the initial period (0 to 200 hours) is substantially equal to that in Comparative Example 1, but the decrease in the luminous flux maintenance factor in about 300 to 1200 hours is smaller than that in 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 factor after 1000 hours are 90.4% for Inventive Example A, 89.0% for Inventive Example B, and Comparative Example 1 when the test start time is 100%. 8
It is 6.8%, and it can be seen that the invention examples A and B show a slight decrease in the luminous flux maintenance factor as compared with the comparative example 1, although it is slight. Inventive Examples C and D in which metal Sc is not enclosed
The luminous flux maintenance rate of the invention example A, in which the metal Sc is enclosed,
Compared to B, it is slightly inferior in about 200 to 1200 hours after the start of the test, but the decrease in luminous flux maintenance rate is obviously 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, it exhibits substantially the same characteristics as the luminous flux maintenance factor of Comparative Example 1 in which metal Sc is enclosed, and the luminous flux maintenance factor does not fall below 80% by about 2000 hours, which is a sufficient practical target. 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 above test samples (Invention Examples A to D).
3 shows the color temperature changes of Comparative Examples 1 and 2 with time. In FIG. 2, the color temperature of Inventive Example A is 4400.
The temperature of the invention example B changes around 4100K, and the color temperature of the invention example B changes with time.
B is almost the same as in Comparative Example 1, and the level of initial performance 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。
Approximately 1000 hours after the start of lighting, the color temperature of Comparative Example 2 drops sharply from 4200K to 3400K, whereas in Inventive Example C, the color temperature slowly changes from 4400K to 4300K within 2000 hours after the start of lighting. In Inventive Example D, there is a tendency for it to decrease sharply by about 5 to 10% about 200 hours after the start of lighting, but after 200 to 400 hours have passed, it remains approximately the same level, and it is considered more appropriate than before. The value is close to 4400K which is present, and there is no practical problem.

【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 changes with time in the average color rendering index Ra of the test samples (Invention Examples A to D and Comparative Examples 1 and 2). In this figure, in each of Invention Examples A and B, as in Comparative Example 1, almost no change in Ra occurs over time. Further, Comparative Example 2 sharply decreases after 200 hours immediately after the start of lighting, continues to decrease thereafter, and maintains substantially constant after 800 hours have passed, whereas Invention Example C slightly increases until 2000 hours have passed. Inventive Example D
Shows that the initial characteristics remain unchanged even after 2000 hours.

【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, in Comparative Example 2 in which ScBr 3 and metal Sc are not encapsulated, the change in light color is large and it cannot be put to practical use, whereas invention examples A and B in which ScBr 3 and metal Sc are encapsulated and metal In each of Inventive Examples C and D in which Sc is not enclosed but ScBr 3 is enclosed, the change in light color is small and there is no practical problem. FIG. 4 shows the changes over time in the tube voltage of the test samples (Invention 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。
In this figure, the tube voltages of Invention Examples A to D are 86 V or less even after 2000 hours in any case, and a large increase is not observed. Therefore, ScBr 3 is set to 1
There is no practical problem even if 5% by weight or 5% by weight is enclosed. In addition, the inventors have found that after 1000 hours and 20
Inventive Examples A, B, C and D and Comparative Example 1, after 00 hours
Photographs of the appearances of 2 were taken.

【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 the strongest,
Although the inside of the closed glass bulb is hardly visible, invention example A,
The degree of blackening of B, C, and D was almost the same as in Comparative Example 1, and the internal details of the closed glass sphere were visually observable. Further, the devitrification phenomenon was smaller in Comparative Examples 1 and 2 in Invention Examples A, B, C, and D after 1000 hours, which is considered to be one of the reasons why the luminous flux maintenance factor becomes good after 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。
Further, the deformation of the electrodes is carried out by the invention examples A, B, C,
Neither in D nor in 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3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3又
は4によれば、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 apparent from the above description, according to the first or third aspect, the devitrification phenomenon is suppressed by enclosing a predetermined amount of ScBr 3 , and the luminous flux maintenance factor does not decrease for a long period of time. Thus, it is possible to obtain an actuated tube suitable for automobile headlamps that does not have problems such as chromaticity change and unstable lighting.
In particular, when the metal Sc is not enclosed, the manufacturing process of the arc tube is simplified accordingly. Further, according to the third or fourth aspect, the luminous flux maintenance factor is reduced for a long period of time by recycling scandium iodide by enclosing a predetermined amount of metal Sc and suppressing the devitrification phenomenon by enclosing a predetermined amount of ScBr 3. It is possible to obtain an arc tube that is most suitable for automobile headlamps that does not have problems such as chromaticity change and lighting instability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of 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 change over time in 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 with time in color temperature of the 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 changes over time in the 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 the change over time in the 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 a discharge lamp 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

Claims (4)

【特許請求の範囲】[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 を封入したこ
とを特徴とする放電ランプ用アークチューブ。
1. An Xe gas and mercury are provided in the glass sphere, the electrodes being oppositely installed in a sealed glass sphere.
In NaI and for discharge lamps arc tubes ScI 3 is enclosed is a metal iodide discharge lamp arc tube, wherein the encapsulating ScBr 3 of a predetermined amount with respect to the ScI 3.
【請求項2】 前記ScBr3 の封入量は、ScI3
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る請求項1記載の放電ランプ用ア
ークチューブ。
2. The arc tube for a discharge lamp according to claim 1, wherein the enclosed amount of ScBr 3 is in the range of 20 to 80% by weight based on the total weight of ScI 3 and ScBr 3 .
【請求項3】 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、 前記金属沃化物に対して所定量の金属Scと、ScI3
に対して所定量のScBr3 を封入したことを特徴とす
る放電ランプ用アークチューブ。
3. An arc for a discharge lamp, which has electrodes installed opposite to each other in a sealed glass bulb, and Xe gas, mercury, and metal iodides NaI and ScI 3 are enclosed in the glass bulb. In the tube, a predetermined amount of metal Sc and ScI 3 are added to the metal iodide.
An arc tube for a discharge lamp, characterized in that a predetermined amount of ScBr 3 is filled therein.
【請求項4】 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Sc
Br3 の封入量は、前記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
する請求項3記載の放電ランプ用アークチューブ。
4. The amount of the metal Sc enclosed is within the range of 1 to 5 wt% with respect to the total weight of the metal iodide, and the Sc
The arc tube for a discharge lamp according to claim 3 , wherein the enclosed amount of Br 3 is within a range of 20 to 80 wt% with respect to the total weight of the ScI 3 and ScBr 3 .
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