KR101135725B1

KR101135725B1 - 자동차 전조등

Info

Publication number: KR101135725B1
Application number: KR1020067018214A
Authority: KR
Inventors: 요세푸스 씨. 엠. 헨드릭스; 매리너스 씨. 라스
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2004-03-08
Filing date: 2005-03-01
Publication date: 2012-04-13
Also published as: KR20070030754A

Abstract

프로젝션 램프, 예컨대 유격을 가지고 외피에 의하여 둘러싸인 방전관을 포함하고 크세논(Xe)과 같은 비활성 기체 및 이온화 가능 염을 포함하는 충전재로 충전된 방전 공간을 에워싸는 세라믹 벽을 가지는 자동차 전조등으로서 적합한 할로겐화 금속 램프로서, 상기 방전 공간 내에는 2개의 전극이 배열되고, 전극의 팁은 그들 사이의 방전 경로를 정의하도록 상호 간격을 가지며, 상기 이온화 가능 염은 NaI, TlI, CaI₂ 및 XI₃를 포함하고, X는 희토류 금속을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 할로겐화 금속 램프가 개시된다.

프로젝션 램프, 자동차 전조등, 할로겐화 금속 램프

Description

자동차 전조등 {VEHICLE HEADLAMP}

본 발명은 프로젝션 램프(projection lamp), 예컨대 유격(clearance)을 가지고 외피(outer envelope)에 의하여 둘러싸인 방전관을 포함하고 크세논(Xe)과 같은 비활성 기체 및 이온화 가능 염(ionizable salt)을 포함하는 충전재로 충전된 방전 공간(discharge space)을 에워싸는 세라믹 벽(ceramic wall)을 가지는 자동차 전조등으로서 적합한 할로겐화 금속 램프(metal halide lamp)에 관한 것으로서, 상기 방전 공간 내에는 2개의 전극이 배열되고, 2개의 전극의 팁(tip)은 그들 사이의 방전 경로(discharge path)를 정의하도록 상호 간격(mutual interspacing)을 가진다.

본 명세서 및 청구범위에서 세라믹 벽은, 예컨대 사파이어 또는 고밀도로 소결된 다결정 Al₂O₃와 같은 산화 금속과, 예컨대 AlN과 같은 질화 금속의 벽 모두를 의미하는 것으로 이해된다. 본 기술분야에 따르면, 이러한 세라믹은 반투명의 방전관 벽을 형성하는데 적합하다.

그러한 할로겐화 금속 램프는, 특히 프로젝션 램프, 구체적으로는 자동차 전조등으로서 잘 알려져 있다. 양 전극은 각각 방전관으로 들어가는 전류 도체에 의해 지지된다. 전류 도체는 Mo-Al₂O₃ 서멧(cermet)과 같은 할로겐화물 저항성 물 질(halide resistant material)로 만들어진 제1 부분과 니오브(niobium)로 만들어진 제2 부분으로 구성된다. 전조등의 누설(leakage)을 막기 위해 방전관의 열팽창 계수와 같은 열팽창 계수를 가지는 니오브가 선택된다.

공지된 할로겐화 금속 램프의 단점은 다음과 같다. 방전관의 중심부는 양 쪽에 방전관의 중심부에 연결된 좁은 단부 또는 연장된 플러그(즉, 연장된 단부)를 가지며, 이는 전류 도체를 둘러싼다. 그러나, 상기 플러그는 방전 경로로부터 멀리 떨어져 있기 때문에, 냉각 핀(cooling fin)으로서 기능하여, 램프 충전재(즉, 염)의 일부가 각 전류 도체와 연장된 플러그(의 벽) 사이의 공간에서 응축할 수 있다. 상기 응축은 할로겐화 금속 램프의 색 불안정(color instability)에 이르게 할 수 있으며, 이는 특히 프로젝션 램프에 적용되는 경우에 문제가 된다. 일반적으로 염 성분의 디믹싱(de-mixing)은 색 불안정에 이르게 하기 때문에 문제가 된다. (예를 들어, 충전재가 NaCe 요오드화물을 포함하는 경우, Na가 Ce보다 많이 상기 공간으로 들어갈 것이다.) 가능한 한 높은 광 에피커시(light efficacy)를 얻기 위해, 바람직하게는 CeI₃, PrI₃, LuI₃ 및/또는 NdI₃와 같은 희토류 금속 요오드화물이 충전재에 부가된다. 그러나, 이러한 염은, 특히 높은 몰분율이 가해지는 경우, 공격적(aggressive)이며, 쉽게 방전관의 세라믹 벽의 공격에 이르게 할 것이다. 더욱이, (방전 경로에 가까운) 상기 벽 공격은 광 분포의 모든 불리한 결과를 가지는 빛의 산란/흡수에 이르게 할 것이다. 마지막으로, 시간의 함수로서의 광 출력은 가능한 한 안정적이어야 한다. 그러나, 예를 들어, 염이 다른 램프 부분과 반응하여 사라진다면, 상기 광 출력{및 그에 따른 유지(maintenance)}은 떨어질 것이다.

본 발명의 목적은 이러한 단점들을 방지하고, 특히 상기 연장된 플러그(의 벽)의 부식 및 상기 색 불안정을 거스르는 방향으로 동작하는 할로겐화 금속 램프를 제안하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도입부에서 언급된 유형의 할로겐화 금속 램프는 상기 이온화 가능 염이 NaI, TlI, CaI₂ 및 XI₃를 포함하는 것을 특징으로 하며, 여기서 X는 희토류 금속을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게는, X는 Ce, Pr, Lu, Nd, 즉 세륨, 프라세오디뮴, 루테튬 및 네오디뮴을 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 광범위한 연구에 따르면, NaI, TlI, CaI₂ 및 XI₃를 포함하는 염 혼합물은 거의 공격적이지 않고, 예컨대 전술한 공간의 위치에서의 가장 차가운 점의 온도와 램프 전력의 큰 변동에 대하여 아주 조금 민감하며, 이러한 염 혼합물은 분리 경향, 즉 예컨대 상기 염의 이동 또는 부식에 의한 가장 차가운 점에서의 염 혼합 비율의 변화 경향이 비교적 낮고, 따라서 램프가 분리에 따른 색 이동에 비교적 민감하지 않게 만든다. Na, Tl, Ca 및 I는 각각 나트륨, 탈륨, 칼슘 및 요오드를 의미한다.

본 발명에 따른 할로겐화 금속 램프의 바람직한 일 실시예에 따르면, X는 Ce이고, 퍼센티지 몰 비율 CeI₃/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 0 내지 10%, 특히 0.5 내지 7%, 특히 1 내지 6%이다. 바람직하게는, X가 Ce인 다른 실시예에 따르면, 퍼센티지 몰 비율 CaI₂/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 20 내지 90%, 특히 35 내지 85%, 특히 45 내지 80%이다.

본 발명에 따른 할로겐화 금속 램프의 다른 바람직한 실시예에 따르면, NaI, TlI, CaI₂ 및 XI₃의 양은 0.005 내지 0.5g/㎝³, 특히 0.025 내지 0.3g/㎝³이다. 방전 관의 부피는 특히 0.008 내지 0.009㎝³ 사이의 범위이다.

본 발명에 따른 할로겐화 금속 램프의 바람직한 일 실시예에 따르면, 충전재는 수은(Hg)을 포함한다. 대안적인 실시예에 따르면, 램프 충전재는 수은이 없다(mercury-free).

또한, 본 발명은, 프로젝션 램프로서, 특히 자동차 전조등에서 사용되는 할로겐화 금속 램프에 관한 것이다.

본 발명은 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 할로겐화 금속 램프의 바람직한 일 실시예의 측면도.

도 2는 도 1의 할로겐화 금속 램프의 방전관을 상세히 도시한 도면.

도 1은 이온화 가능 충전재를 함유하는 방전 공간(11)을 둘러싸는 세라믹 벽을 가지는 방전관(3)이 제공되는 할로겐화 금속 램프를 도시하고 있다. 팁(4b, 5b)이 상호 거리 EA에 위치하는 2개의 텅스텐 전극(4, 5)이 방전 공간에 배치되며, 방전관은 적어도 거리 EA를 넘는 내부 지름 Di를 가진다. 방전관의 일측부는 세라믹 돌출 플러그(ceramic protruding plug; 34, 35)에 의해 마감되는데, 세라믹 돌출 플러그(34, 35)는 좁은 간격 공간을 가지고 방전관 내에 위치하는 전극(4, 5)으로의 전류 리드 스루 도체(current lead-through conductor; 도 2: 40, 41, 50, 51)를 둘러싸고, 방전 공간으로부터 떨어진 단부에서 용융 세라믹 이음매(melting-ceramic joint; 도 2: 10)에 의해 기밀 방식(gas tight manner)으로 이 도체에 연결된다. 방전관은 한쪽 단부에 램프 캡(2)이 제공되는 외부 전구(1)에 의해 둘러싸인다. 램프가 동작할 때 방전은 전극(4, 5) 사이에서 일어날 것이다. 전극(4)은 전류 도체(8)를 통해 램프 캡(2)의 부분을 형성하는 제1 전기 접촉점에 연결된다. 전극(5)은 전류 도체(9)를 통해 램프 캡(2)의 부분을 형성하는 제2 전기 접촉점에 연결된다. 도 2(실제 치수는 아님)에서 더 상세히 도시된 방전관은 세라믹 벽을 가지며, 소결된 이음매(S)에 의해 원통형 부분에서 기밀 방식으로 고정된 각각의 세라믹 돌출 플러그(34, 35)에 의해 각 단부에서 경계지어지는, 내부 지름 Di의 원통형 부분으로부터 형성된다. 세라믹 돌출 플러그(34, 35)는 각각 팁(4b, 5b)을 가지는 관련 전극(4, 5)의 전류 리드 스루 도체(40, 41, 50, 51)를 좁게 둘러싼다. 전류 리드 스루 도체는 방전 공간으로부터 떨어진 쪽에서 용융 세라믹 이음새(10)에 의해 기밀 방식으로 세라믹 돌출 플러그(34, 35)에 연결된다. 전극 팁(4b, 5b)은 상호 거리 EA로 배치된다. 전류 리드 스루 도체는 각각, 예컨대 Mo- -Al₂O₃ 서멧 형태의 할로겐화물 저항성 부분(41, 51)과 용융 세라믹 이음새(10)에 의해 기밀 방식으로 각각의 단부 플러그(34, 35)에 고정되는 부분(40, 50)을 포함한다. 용융 세라믹 이음새는 일정 거리, 예컨대 약 1㎜ 이상으로, Mo 서멧(40, 41)을 넘어 연장된다. 부분(41, 51)이 Mo--Al₂O₃ 서멧으로부터가 아닌 다른 방식으로 형성되는 것이 가능하다. 다른 가능한 구성은, 예컨대 EP0587238로부터 알려져 있다. 특히 적절한 구성은 할로겐화물 저항성 물질임이 알려져 있다. 부분(40, 50)은 팽창 계수가 단부 플러그의 팽창 계수에 잘 대응하는 금속으로 만들어진다. 예를 들어, Nb는 이러한 목적에 대하여 매우 적절한 물질이다. 부분(40, 50)은 상세히 도시되지 않은 방식으로 전류 도체(8, 9)에 연결된다. 각각의 전극(4, 5)은 팁(4b, 5b)이 제공되는 전극 봉(electrode rod; 4a, 5a)을 포함한다.

도면에 도시된 할로겐화 금속 램프의 실제 구현에 있어서, 다수의 램프는 각각 30W의 정격 출력으로 제조되었다. 램프는 자동차의 전조등으로서 사용하기 위한 것이다. 각각의 램프의 방전관(3)의 이온화 가능 충전재는 NaI, TlI, CaI₂ 및 CeI₃를 포함하는 요오드화물 100㎎/㎤를 포함한다. 충전재는 실온에서 16bar의 충전 압력을 가지는 Xe를 더 포함한다. 전극 팁(4b, 5b) 사이의 거리 EA는 4㎜이고, 내부 지름 Di는 1.3㎜이며, 따라서 비율 EA/Di=3.1이다. 방전관(3)의 벽 두께는 0.4㎜이다.

Claims

유격(clearance)을 가지고 외피(1)에 의하여 둘러싸인 방전관(3)을 포함하며, 비활성 기체 및 이온화 가능 염(ionizable salt)을 포함하는 충전재(filling)로 충전된 방전 공간(11)을 에워싸는 세라믹 벽을 가지는 할로겐화 금속 램프(Metal halide lamp)로서,

상기 방전 공간(11) 내에는 2개의 전극(4, 5)이 배열되고, 상기 전극의 팁들(tips)(4b, 5b)은 그들 사이의 방전 경로를 정의하도록 상호 간격(EA)을 가지며,

상기 이온화 가능 염은 NaI, TlI, CaI₂ 및 XI₃를 포함하고,

X는 Ce, Pr, Lu, Nd를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하고,

X는 Ce이고, 퍼센티지 몰 비율 CaI₂/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 20 내지 90%이고, NaI, TlI, CaI₂ 및 XI₃의 양은 0.025 내지 0.3g/㎤인, 할로겐화 금속 램프.
제1항에 있어서,

X는 Ce이고, 퍼센티지 몰 비율 CeI₃/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 0.5 내지 10%인 할로겐화 금속 램프.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

NaI, TlI, CaI₂ 및 XI₃의 양은 0.005 내지 0.5g/㎤인 할로겐화 금속 램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 충전재는 Hg를 포함하는 할로겐화 금속 램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

프로젝션 램프로서 사용되는 할로겐화 금속 램프.
제1항에 있어서,

X는 Ce이고, 퍼센티지 몰 비율 CeI₃/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 0.5 내지 7%인 할로겐화 금속 램프.
제1항에 있어서,

X는 Ce이고, 퍼센티지 몰 비율 CeI₃/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 1 내지 6%인 할로겐화 금속 램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

X는 Ce이고, 퍼센티지 몰 비율 CaI₂/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 35 내지 85%인 할로겐화 금속 램프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

X는 Ce이고, 퍼센티지 몰 비율 CaI₂/(NaI+TlI+CaI₂+CeI₃)은 45 내지 80%인 할로겐화 금속 램프.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서,

자동차 전조등으로서 사용되는 할로겐화 금속 램프.