KR101369190B1 - 고 휘도 방전 램프 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

고 휘도 방전 램프는 아크 챔버를 에워싸는 아크 튜브를 포함한다. 아크 챔버는 충전 가스를 포함하며 아크 튜브는 적어도 하나의 밀봉부에 의해 종결된다. 밀봉부는 전극 조립체를 둘러싼다. 전극 조립체는 전극, 인입선 및 전기 유도 포일을 포함한다. 전극은 아크 챔버 내로 연장된다. 인입선은 전력원과의 전기 접촉을 제공하기 위해 밀봉부로부터 외측으로 연장된다. 전기 유도 포일은 인입선과 전극을 연결하여 아크 튜브의 밀봉부를 통하여 밀봉 전기 접속을 제공한다. 적어도 하나의 전극은 전극을 둘러싸는 밀봉 벽 내의 균열의 형상 및 크기를 제어하도록 아크 챔버와 포일 사이의 영역에 표면 불규칙 부분을 제공한다. 상기 방법에서 소정의 형상 및 구조의 전극에 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분이 제공된다. 후속적으로, 전극, 밀봉 포일 및 인입선을 포함하는 전극 조립체가 준비된다. 전극 조립체는 아크 챔버 내로 도입되고, 아크 챔버는 밀봉부로 폐쇄되어, 전극 조립체가 그 내부에 밀봉되어, 전극의 불규칙 부분이 포일과 아크 챔버 사이의 영역에 형성된다. 전극에는 전극 조립체가 형성된 후에도 인공적인 표면 불규칙 부분이 제공될 수 있다.

Description

고 휘도 방전 램프 및 그 제조 방법{HIGH INTENSITY DISCHARGE LAMP WITH IMPROVED CRACK CONTROL AND METHOD OF MANUFACTURE}

본 발명은 균열 제어가 개선된 고 휘도 방전 램프 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 방전 램프는 방전 용기에 의해 에워싸인 방전 영역을 가지며, 방전 용기는 방전 용기 내측에 방전을 유지하는데 필요한 불활성 가스와 첨가제를 통상적으로 포함하는 방전 가스로 채워진다. 방전은 일반적으로, 방전 영역의 내측으로 연장되며 추가의 첨가제나 외피를 갖거나 갖지 않을 수 있는 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 제조되는 전극들 사이에서 발생한다. 전극은 밀봉부에 있는 방전 가스의 유리 재료에 의해 고정 및 에워싸인다. 진공 밀폐를 달성하기 위하여, 전극은 내부 부분, 작동 전극, 전극을 외부 전력원 및 얇은 금속 포일로 이루어진 밀봉 포일로 연결하기 위한 외부 부분을 포함하는 3개의 부분으로 구성되며, 밀봉 포일은 전극 및 인입선(lead-in wire) 모두에 전기 접속된다.

방전 램프는 가정 조명(금속 할라이드 램프)으로부터 자동차 헤드라이트(고 휘도 방전 램프)까지의 조명 기술의 모든 영역에서 적용된다.

고 휘도 방전(HID) 램프는 수은 증기 램프(HPM), 나트륨 램프(HPS), 금속 할라이드 램프(MH) 및 크세논 램프를 포함한다. 크세논 램프는 주로 높은 루멘 출력 때문에 프로젝터에서 이용된다. 자동차 산업에서, 수명이 길고, 효율이 높고 신속하게 기동되는 램프를 가지는 것이 매우 중요하다. 자동차 리플렉터에 적절할 수 있는 HID 램프는 금속 할라이드 및 크세논 램프의 조합으로 얻어진다. 이러한 리플렉터 램프를 기동할 때, 램프에 채워진 크세논은 신속한 기동을 제공하고 작동 동안 램프에 채워진 금속 할라이드는 고 효율을 제공한다. 기동 시기에서, 고 전압 펄스 열(train)이 전극들 사이의 방전 가스에 방전을 일으키기 위하여 이용된다. 램프를 통한 전류 유동에 의해 캐소드가 통상적으로 2500℃의 온도에 도달하도록 한다. 넓은 범위에 걸친 캐소드의 온도의 변화 및 캐소드 재료(보통 텅스텐)와 밀봉 재료(보통 석영 유리)의 열 팽창의 차이에 의해, 밀봉 재료에 균열이 형성된다. 이러한 균열은 외측면으로 전파되어 외피의 내부 용적과 외부 대기 사이에 소통 채널을 형성한다. 종종 전극과 방전 용기의 접촉 영역에서의 높은 시간적 및 공간적 열 구배에 의해 발생되는 기계적 응력에 의한 이러한 균열 전파는 누출 채널 형성을 초래하여 방전 용기의 고압 충전 재료 및 첨가제가 손실되어, 결국 램프가 작동하지 않게 된다.

종래에는, 고 휘도 방전(HID) 램프의 아크 튜브, 및 특히 자동차 분야에 이용되는 표준 금속 할라이드 램프 또는 HID 램프의 아크 튜브는 용융 실리카(석영 유리)로 제조되었다. 이러한 아크 튜브의 구성에 대한 일 예가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 예에서, 아크 튜브는 중앙부, 아크 챔버(2)로 이루어지며, 이 아크 챔버에서 램프 작동 동안 전기 방전이 발생한다. 아크 챔버는 외피(envelope)(1)로 둘러싸이고 아크 튜브의 단부에서 진공 밀폐 방식으로, 즉 핀치 섹션(3) 또는 밀봉부에 의해 밀봉되며, 아크 챔버는 또한 밀봉부를 통하여 전류를 리드하는 전극 조립체를 포함한다. 진공 밀폐를 보장하기 위하여, 전극 조립체는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같은 3개의 부분으로 이루어진다. 전극(4) 자루부는 보통 텅스텐으로 이루어져 방전 플라즈마 내로 전하 캐리어(전자)를 방출한다. 보통 몰리브덴으로 이루어지는 매우 얇은(최대 수십 마이크로미터) 금속 밀봉 포일(6)은 플라스틱 및 탄성 변형에 의해 밀봉부의 진공 밀폐를 보장한다. 전극 조립체의 금속 인입선(5)은 아크 튜브를 전력원으로 연결하며 몰리브덴으로 이루어진다.

높은 벽 로드의 아크 튜브를 구비한 고 휘도 방전(HID) 램프의 금속 밀봉 영역(3)에 대한 유리의 온도는 표준 HID 램프 제품의 온도보다 상당히 높을 수 있다. 벽 로드는 정상 상태 작동 하에서 램프에 의해 소모되는 전력과 두 개의 전극 팁들 사이의 아크 챔버 외부 표면적의 비율을 의미한다. 상승된 핀치 온도는 특히 금속 할라이드 램프의 경우 램프 수명에 역효과를 일으킬 수 있다. 이러한 램프들에 대해, 주요 수명 제한 요소들 중 하나는 밀봉부 내의 금속 성분-예를 들면, 몰리브덴 전류 리딩 밀봉 포일(6)-과 아크 챔버로부터의 금속 할라이드 도우즈 구성 사이의 화학 반응의 동적 관계이다. 반응 성분의 온도가 높을 수록, 램프 수명 상의 이러한 화학 반응의 영향이 더 심하게 된다.

일반적으로, 인-러시(in-rush) 및/또는 정상-상태 작동 전류를 구비하는 HID 램프에 대한 요구조건은 매우 높다. 이는 특히 HID 자동차 램프의 경우 더욱 그러하며, HID 자동차 램프에서, "순간 조명(instant light)" 발생의 부가 요구조건 및 "고온 재-기동(hot re-start)" 능력은 램프 작동의 시동 및 작동(run-up) 기간 동안 중 램프 전류 및 전력 오버로드를 나타낸다. 결론적으로, 작동 단계 동안, 전극 몸체의 많은 부분이 정상 상태 조건에 비해 더 높은 온도에서 작동된다. 이는 전극-대-아크 튜브 벽 경계 벽에서(전극 최하 지점에서) 매우 높은 전극 온도를 초래하며, 반면 주위 방전 용기 벽 온도는 여전히 상대적으로 낮다.

방전 용기의 진공 밀폐 폐쇄를 담당하는 밀봉 섹션에 있는 고온 전극을 에워싸는 용기 벽 내의 높은 공간 및 시간 온도 구배는 높은 기계적 응력 수준을 초래한다. 열 유도 부가 기계적 응력은 램프가 반복적으로 기동 및 소등될 때 유리 층 전극 자루부를 가지는 핀치 밀봉 섹션에서의 미세 균열이 전파될 수 있다. 이는 전극과 주위 유리 사이의 열 팽창 부정합에 의해 발생되는 미세 균열의 형상 및 크기가 제어하기가 매우 어렵기 때문이다. 최종 결과는 누출 채널 단계이며, 이 단계에서 방전 챔버의 충전 가스 및 도우징 성분이 손실되어 램프가 작동되지 않게 된다. 이러한 초기 고장 또는 짧은 수명 램프 샘플은 램프 수명 성능 및 신뢰성에 심각한 영향을 미친다. 긍극적으로 로드 안전은 부정적 방식으로 영향을 미쳐서 수리 비용이 증가된다.

충전 재료가 밀봉부 내의 몰리브덴 포일(4)로 접근하는 것을 방지하기 위하여, 전극 자루부 주위에 석영 유리 층 형성부가 반 겐닢(Van Gennip) 등에게 발행된 미국 특허 제 5,461,277 호에 의해 제안되었다. 이 특허에 따라, 전극에 형성된 유리 층은 보통 종래의 방전 램프에서 볼 수 있었던, 전극 자루부 주위의 넓은 채널을 제거한다. 유리 층은 석영 유리와 텅스텐 전극 자루부 사이의 열 팽창 계수 부정합에 의해 전극 주위 방전 용기 벽의 균열이 형성된다. 유리 층의 장점은 그 위에 유리 층이 제안되지 않은 전극 자루부 주위의 보통의 채널에 비해 이러한 미세 균열의 폭이 매우 작다는 것이다. 제안된 유리 층 구조물은 우수한 해결책이지만, 표면상의 균열 전파를 회피하기 위하여 필요한, 제안된 이상적인 대칭 및 통상적인 구조를 달성하기가 매우 어렵다. 제안된 정밀 형상 및 구조는 단지 매우 고가의 제조 공정에 의해 달성될 수 있으며, 더욱이 많은 양의 폐기 제품이 생산된다. 제안된 유리 층의 형상 및 구조에서의 가장 적은 불규칙 부분은 주위 유리 벽의 표면에 전파되는 원하지 않는 균열 구조의 발생을 초래할 수 있다.

또한, 미국 특허 제 5,905,340 호는 처리된 전극을 구비한 HID 램프를 개시한다. 전극은 전극 조립체로 서로 조립되기 전에 고열로 열처리되고 강한 진공 및 연장된 시간에 걸쳐 처리된다. 열 처리 결과에서, 전극은 부분적으로 또는 완전히 재 결정화되고 아웃-가스-에이블 성분(out-gas-able component)은 전극과 밀봉 벽 재료 사이의 향상된 접착을 제공하고 HID 램프의 균열 고장을 감소시키기 위하여 제거된다. 이러한 방법 및 결과적인 전극은 대량 생산하기에는 매우 비싸고 시간이 소모되는 열 처리는 제조 공정을 어렵고 비효율적으로 만든다. 이에 부가하여, 균열 패턴이 제어된 균열 형태로 일정하게 된다는 것을 보장하지 못한다.

따라서, 램프의 반복된 기동에 의한 고열 및 기계적 응력에 저항할 수 있으며 개선된 신뢰성 및 긴 제품 수명을 가지는, 전극 밀봉 구조물을 구비한 HID 램프 에 대한 특별한 요구가 있었다. 비록, 밀봉 영역에서 미세 균열은 피할 수 없지만, HID 램프 벽의 외측면으로의 미세 균열 전파를 회피하도록 미세 균열의 형상 및 치수에 대한 제어를 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 전형적인 일 실시예에서, 아크 챔버를 에워싸는 아크 튜브를 포함하는, 고 휘도 방전 램프가 제공된다. 아크 챔버는 충전 가스를 포함하고 아크 튜브는 적어도 하나의 밀봉부에 의해 종결된다. 밀봉부는 적어도 하나의 전극 조립체를 에워싼다. 전극 조립체는 전극, 인입선 및 전기 유도 포일을 포함한다. 전극은 아크 챔버 내로 연장된다. 인입선은 전력원과의 전기 접촉을 제공하기 위해 밀봉부로부터 외부로 연장된다. 전기 유도 포일은 인입선과 전극을 연결하여 아크 튜브의 밀봉부를 통하여 밀봉 전기 접속을 제공한다. 적어도 하나의 전극은 전극을 둘러싸는 밀봉 벽에서 균열의 형상 및 크기를 제어하기 위하여 포일과 아크 챔버 사이의 영역에 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양태의 전형적인 일 실시예에서, 고 휘도 방전 램프를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 이러한 방법에서, 소정의 길이, 형상 및 구조의 전극이 제공된다. 전극에는 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분이 제공된다. 전극, 밀봉 포일 및 인입선을 포함하는 전극이 제조된다. 전극 조립체는 아크 튜브 내로 도입되고, 아크 튜브가 밀봉부로 폐쇄되고 전극 조립체가 아크 튜브 내에서 밀봉되어, 아크 챔버가 밀봉부들 사이에 형성되도록 한다. 전극의 표면 불규칙 부분은 포일과 아크 챔버 사이의 영역에 형성된다.

본 발명의 추가 양태의 전형적인 일 실시예에서, 전극에는 전극, 밀봉 포일 및 인입선을 포함하는 전극 조립체를 제조하는 단계 후 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분이 제공된다.

균열 패턴의 시작은 불규칙 부분 또는 불규칙 부분들의 위치와 밀접하게 관련된다는 것을 알았다. 전극 표면상의 의도적으로 전개되는 불규칙 부분 또는 불규칙 부분들의 위치의 적절한 선택에 의해, 균열 패턴이 제어될 수 있다. 제어된 균열 패턴은 제어되지 않은 미세 균열 전파 가능성 및 이러한 방식으로 짧은 수명 램프 고장 또는 균열 패턴을 따른 잔여 기계적 응력에 의해 발생되는 램프 고장의 전개를 효율적으로 감소시킬 수 있다.

개시된 HID 램프는 주변 유리 벽의 표면으로 전파될 수 있는 원하지 않는 균열 구조의 발생을 회피하도록 한다. HID 램프 및 램프 제조 방법은 대량 생산에 용이하게 적용할 수 있어 제조 비용이 상당히 상승하지 않는다. 전극 구조물은 램프의 짧은 수명을 일으키는 누출을 초래하지 않는 폐쇄된 균열 구조를 형성하기 위하여, 전극 주위의 미세 균열의 형상을 확실히 제어할 수 있다.

본 발명은 이후, 다음의 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명할 것이다.

도 1은 종래의 고 휘도 방전 램프의 횡단면도,

도 2는 개선된 균열 제어 성능을 갖는 고 휘도 방전 램프의 부분 횡단면도,

도 3은 구멍 형태의 불규칙 부분을 갖는 전극의 확대 측면도,

도 4는 돌기 형태의 불규칙 부분을 갖는 전극의 확대 측면도,

도 5는 홈 형태의 불규칙 부분을 갖는 전극의 확대 측면도,

도 6은 리브 형태의 불규칙 부분을 갖는 전극의 확대 측면도.

도 1을 참조하면, 자동차 산업에 사용되는 고 휘도 방전 램프(HID)를 도시한다. 상기 램프는 통상적으로 석영 또는 규산 유리로 제조되는 밀봉된 램프 외피(1) 형태의 아크 튜브를 가진다. 상기 외피(1)는 아르곤, 크립톤 또는 크세논과 같은 적합한 가스로 채워지는 아크 챔버(2)를 형성하는 밀봉된 내측 영역을 가진다. 상기 아크 튜브는 적어도 하나의 종결부를 갖는 양 단부에서 기밀 방식으로 종결되며, 상기 종결부는 전극 조립체를 에워싸는 밀봉부(3)를 포함한다. 상기 전극 조립체는 아크 챔버(2)의 내측으로 연장되는 전극(4)과, 전력원(도시 않음)과의 전기 접촉을 제공하기 위해 상기 밀봉부(3)로부터 외측으로 연장되는 인입선(5), 및 상기 인입선(5)과 전극(4)을 연결하는 전기 유도 밀봉 포일(6)을 포함하며, 상기 밀봉 포일(6)은 아크 튜브의 밀봉부(3)를 통한 밀봉된 전기 접속을 제공한다. 도 1에, 두 개의 실질적으로 동일한 전극 조립체를 갖는 대칭 구조의 HID 램프가 도시되어 있다. 도시된 실시예 이외에도, 본 발명의 기본으로서의 동일한 역할을 할 수 있는 다수의 다른 상이한 형태의 HID 램프가 있을 수 있다. HID 램프는 기동 절차를 위한 보조 전극을 갖거나 갖지 않는 한 측면에 모든 전극 조립체를 갖는 단지 하나의 핀치 또는 밀봉부만을 갖는 단일 종결 방식일 수도 있다. 이러한 대칭의 AC 구동 HID 램프와 상이한 비대칭 DC 구동 HID 램프가 밀봉부 내에 에워싸인 상이한 전극을 가질 수 있다.

도 1에 도시된 HID 램프의 제조 중에, 방전 튜브의 단부가 밀봉 단부를 제공하기 위해 압축 밀봉되거나 수축 밀봉되는 동안에 전극 조립체는 방전 튜브의 개방 단부 내측으로 축방향으로 도입되며 이러한 축방향 위치에 유지된다. 이러한 밀봉은 약 2000 내지 2500℃의 온도에서 수행된다. 밀봉을 형성한 후에, 상기 유리는 냉각된다. 상당히 높은 선형 열팽창 계수로 인해, 전극 봉은 내부에 매설된 유리 튜브의 밀봉부가 접촉하는 것보다 더 급속히 접촉된다. 이는 전극 봉 주위에 미세한 균열 구조를 초래한다. 그러한 균열 구조는 포일 형상으로 인해 통상 몰리브덴으로 제조되는 금속 포일 주위에 형성된다. 점화 회로가 이러한 램프를 활성화할 때, 전극 봉의 온도는 전극을 통해 흐르는 높은 전류로 인해 급격히 증가한다. 밀봉부의 석영 유리는 이러한 순간적인 온도 증가를 허용하지 못한다. 보다 높은 온도와 보다 높은 열팽창 계수로 인해, 전극은 유리 재료가 밀봉부 내에서 팽창할 수 있는 것보다 훨씬 큰 정도로 팽창한다. 이러한 결과로, 전극은 석영 유리와 접촉하여 석영 유리 상에 압력을 가한다. 이러한 압력은 밀봉부(3)의 벽에 미세 균열(7)을 초래한다. 이러한 미세 균열은 그 숫자 및 크기가 팽창하며, 다음의 점화 주기 중에 밀봉부(3)의 외측 표면으로 전파되어 램프의 누출을 초래할 수 있다. 이러한 현상으로 인해 종래 기술의 램프는 특히 짧은 작동 주기 후에 자주 스위치 온 및 스위치 오프되는 경우에 상당히 수명이 짧았다.

도 2는 균열 제어 성능을 갖는 HID 램프의 부분 횡단면도이다. 도 2의 HID 램프는 전극을 제외하면 도 1에 도시된 종래 기술의 램프와 동일한 구조를 가진다. 전극(14)에는 밀봉 벽 내의 미세 균열(17)의 형상과 크기를 제어하기 위해 인공적인 표면 불규칙 부분(8)이 제공되어 있다. 도시된 바와 같이, 표면 불규칙 부분(8)은 밀봉 포일(6)과 아크 챔버(2) 사이의 영역 내에 있는 전극(14)의 표면 상에 형성된다. 이러한 불규칙 부분은 밀봉 포일(6)과 아크 챔버(2) 사이의 1/4 내지 3/4 거리에 위치될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 거리는 밀봉 포일(6)의 내측 단부로부터 아크 챔버(2)의 시작 지점으로 전극(14)과 밀봉 벽 사이의 접촉 영역을 따라 연장된다. 이러한 불규칙 부분(8)은 밀봉 포일(6)과 아크 챔버(2) 사이의 1/3 내지 2/3 거리에 위치될 수도 있다. 도시된 실시예에서, 이러한 불규칙 부분(8)은 밀봉 포일(6)과 아크 챔버(2) 사이의 약 1/2 거리에 위치된다. 인공적인 불규칙 부분의 사용을 통해서, 전극 주위에 있는 유리 벽의 열적 기계적 응력에 의해 발생되는 미세 균열(17)의 시작 지점은 제어될 수 있다. 발명자에 의해 발견된 바와 같이, 그러한 시작 지점의 하나는 밀봉 포일의 내측 단부에 있는 지점이나 밀봉 포일의 내측 단부와 전극의 외측 단부 사이의 용접 지점에 있는 영역이다. 표면 불규칙 부분(8)의 위치를 선택함으로써 다른 시작 지점을 생성하며, 그에 따라 미세 균열(17)의 형태와 구조가 제어될 수 있다. 바람직한 효과를 달성하는데에는 적어도 하나의 불규칙 부분(8)만으로도 충분할 수 있다. 아크 챔버에 보다 가까운 아크 챔버(2)와 밀봉 포일(6) 사이의 약 3/4 내지 2/3 거리의 지점에서, 미세 균열(17)의 구조가 변화되고 그러한 미세 균열은 종래 기술의 램프에서 밀봉 벽의 외 측 표면으로의 균열 전파를 초래하는 개방 구조 대신에 폐쇄 구조를 형성하는 경향이 있다는 것을 발견했다. 밀봉 포일(6)의 내측 단부로의 표면 불규칙 부분(8)의 위치가 가까우면 가까울수록 미세 균열이 폐쇄 구조를 형성하는 거리가 더 짧아진다. 그러나 이러한 거리는 표면 불규칙 부분의 다른 측면 상에 제 2 미세 균열 구조의 형성 위험으로 인해 밀봉 포일 단부에 더 가까운 아크 챔버(2)와 밀봉 포일(6) 사이의 1/4 내지 1/3 거리 미만으로는 선택되지 않는다.

다음의 도면들은 본 발명과 관련하여 사용될 수 있는 전극 구성의 다른 실시예들을 도시한다. 도 3 내지 도 6은 전극의 한 단부에 연결되는 밀봉 포일(6)을 갖는 전극을 도시한다. 전극의 중간 부분에 표면 불규칙 부분이 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 전극에서 표면 불규칙 부분은 구멍(18) 또는 돌기(19)일 수 있는 스폿 형태이다. 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전극의 대향 측면 상에는 두 개의 스폿(돌기 또는 구멍)이 있다. 표면 불규칙 부분의 수는 3개, 4개 또는 그 이상일 수 있다. 두 개 또는 그 이상의 표면 불규칙 부분이 사용될 때, 원주방향 선을 따라 서로로부터 동일한 거리에 불규칙 부분을 배열하는 것이 유리하다. 짧고 폐쇄된 균열 구조의 형성에 대한 바람직한 효과를 달성하기 위해, 밀봉 포일과 아크 챔버 사이의 1/4 내지 3/4 거리의 영역에, 또는 바람직하게 밀봉 포일과 아크 챔버 사이의 1/3 내지 2/3 거리의 영역에 있는 전극의 표면에 적어도 하나의 스폿이 형성되어야 한다. 스폿의 크기(폭 및/또는 높이 또는 깊이)는 바람직한 효과를 달성하기 위해 전극의 가장 큰 횡단면 치수의 적어도 1/10이다. 만일 전극이 원통형이라면, 이러한 치수는 직경이다.

도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 전극에는 전극 표면 상의 중간 영역에 있는 원주방향 표면 영역의 형태로 불규칙 부분이 제공된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 전극(14)에는 원주방향 홈(20)이 제공된다. 이러한 홈(20)은 어떤 횡단면 형태를 가지며 그 표면은 불규칙 부분을 갖는 것이 유리할 수 있다. 짧고 폐쇄된 균열 구조의 형성에 대한 바람직한 효과를 달성하기 위해서, 원주방향 홈(20)은 밀봉 포일과 아크 챔버 사이의 1/4 내지 3/4 거리의 영역, 또는 바람직하게 밀봉 포일과 아크 챔버 사이의 1/3 내지 2/3 거리의 영역에 있는 전극의 표면에 형성되어야 한다. 홈(20)의 크기(폭 및/또는 깊이)는 바람직한 효과를 달성하기 위해 전극의 가장 큰 횡단면적 치수의 적어도 1/10이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전극에는 원주방향 리브(21)가 제공될 수 있다. 이러한 리브(21)는 어떤 횡단면 형태를 가질 수 있으며 그 표면은 또한 불규칙 부분을 갖는 것이 유리하다. 짧고 폐쇄된 균열 구조의 형성에 대한 바람직한 효과를 달성하기 위해, 리브(21)는 밀봉 포일과 아크 챔버 사이의 1/4 내지 3/4 거리의 영역, 또는 바람직하게 밀봉 포일과 아크 챔버 사이의 1/3 내지 2/3 거리의 영역에 있는 전극의 표면에 형성되어야 한다. 리브(21)의 크기(폭 및/또는 깊이)는 바람직한 효과를 달성하기 위해 전극의 가장 큰 횡단면적 치수의 적어도 1/10이다. 표면 불규칙 부분은 본 기술분야에 공지된 어떤 기계적, 화학적 또는 열 처리 공정에 의해 전극에 형성될 수 있다.

도 1 내지 도 6과 관련하여 설명된 바와 같은 고 휘도 방전 램프를 제조하기 위한 방법도 제공된다. 이러한 방법의 전형적인 일 실시예에서, 소정의 길이, 형상 및 구조의 전극이 제공된다. 이러한 전극은 HID 램프에서 이용될 수 있는 소정의 형상 및 구조를 가질 수 있다. 이러한 목적을 위한 전극은 종래 기술에 널리 알려져 있다. 상기 전극, 밀봉 포일 및 인입선을 포함하는 전극 조립체가 본 기술분야에 널리 알려진 공정에서 제조된다. 본 발명과 관련하여 이용된 전극은 각각 HID 램프 내의 아크 챔버와 밀봉 포일에 의해 종결되는, 영역에 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분이 제공된다. 후속하여, 전극 조립체는 아크 챔버 내로 도입되고 아크 챔버는 그 안에 전극 조립체를 밀봉함으로써 가압-밀봉 또는 수축-밀봉으로 폐쇄된다. 전극은 전극, 밀봉 포일 및 인입선을 포함하는 전극 조립체를 제공하는 단계 전에도 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분이 제공될 수 있다. 본 발명에서, 소정의 형상 및 구조를 가진 전극을 제공하는 단계 동안, 예를 들면 전극 와이어로부터 전극을 분리하는 동안 표면 불규칙 부분을 구비한 전극을 제공하는 것도 가능하다. 본 기술분야에서 공지된 소정의 기계적, 화학적 또는 열 처리 공정에 의한 전극 조립체를 제조하기 전 또는 후 표면 불규칙 부분이 전극 상에 형성될 수 있다.

본 발명은 도시되고 공지된 실시예로 제한되지 않으며, 다른 요소, 개선 및 변형도 본 발명의 범위 내에 있다. 예를 들면, 도시된 표면 불규칙 부분의 형태 외에 소정의 다른 형태가 적절할 수 있다는 것도 본 기술분야의 기술자에게 명백하다. 또한 HID 램프에 이용된 전극의 형상 및 구조가 도시된 예와 상이할 수도 있다.

Claims (37)

1. 고 휘도 방전 램프에 있어서,

   충전 가스를 포함하는 아크 챔버(2)를 에워싸고, 적어도 하나의 밀봉부(3)에 의해 종결되는 아크 튜브를 포함하며,

   상기 밀봉부(3)는 전극 조립체를 둘러싸며,

   상기 전극 조립체는,

   상기 아크 챔버(2) 내로 연장되는 적어도 하나의 전극(4)과,

   전력원과의 전기 접촉을 제공하기 위하여 상기 밀봉부(3)로부터 외측으로 연장되는 인입선(5)과,

   상기 인입선(5) 및 상기 전극(4)을 연결하는 전기 유도 밀봉 포일(6)로서, 상기 밀봉부(3)를 통하여 밀봉 전기 접속을 제공하는, 상기 전기 유도 밀봉 포일(6)을 포함하며,

   상기 적어도 하나의 전극(4)은 상기 전극을 둘러싸는 밀봉 벽의 균열(17)의 크기 및 형상을 제어하기 위하여 상기 포일(6)과 상기 아크 챔버(2) 사이의 영역에만 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분(8)이 제공되고,

   상기 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분은 상기 포일과 상기 아크 챔버 사이의 1/4 내지 3/4의 거리에 위치하며,

   상기 적어도 하나의 인공적인 표면 불규칙 부분은 상기 전극의 표면상에 원주방향 리브, 원주방향 홈, 구멍 또는 돌기로서 형성되는

   고 휘도 방전 램프.
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3. 제 1 항에 있어서,

   상기 불규칙 부분(8)의 영역은 상기 포일(6)과 상기 아크 챔버(2) 사이의 1/3 내지 2/3의 거리에 위치하는

   고 휘도 방전 램프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 불규칙 부분(8)의 영역은 상기 포일(6)과 상기 아크 챔버(2) 사이의 1/2의 거리에 위치하는

   고 휘도 방전 램프.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 불규칙 부분(8)은 적어도 하나의 구멍 또는 돌기로 이루어지는

   고 휘도 방전 램프.
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7. 제 1 항에 있어서,

   상기 불규칙 부분(8)은, 상기 전극(4)의 원주방향 선을 따라 그리고 서로로부터 동일한 거리에 배치되는 복수의 구멍 또는 돌기로 이루어지는

   고 휘도 방전 램프.
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11. 제 1 항에 있어서,

    상기 불규칙 부분(8)은 상기 전극(4)의 표면상에 원주방향 표면 영역으로서 형성되는

    고 휘도 방전 램프.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 불규칙 부분은 상기 전극(4)의 표면상에 원주방향 홈(20)으로서 형성되는

    고 휘도 방전 램프.
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19. 고 휘도 방전 램프 제조 방법에 있어서,

    소정의 길이, 형상 및 구조의 전극(4)을 제공하는 단계와,

    상기 전극에 적어도 하나의 표면 불규칙 부분(8)을 제공하는 단계로서, 상기 적어도 하나의 표면 불규칙 부분은 상기 전극의 표면상에 원주방향 리브, 원주방향 홈, 구멍 또는 돌기로서 형성되는, 단계와,

    상기 전극(4), 밀봉 포일(6) 및 인입선(5)을 포함하는 전극 조립체를 준비하는 단계와,

    상기 전극 조립체를 아크 튜브 내로 도입시키는 단계와,

    상기 아크 튜브 내에 상기 전극 조립체를 밀봉함으로써 밀봉에 의해 상기 아크 튜브를 폐쇄하며, 그에 따라 밀봉부들(3) 사이에 아크 챔버(2)를 형성하여, 상기 전극(4)의 표면 불규칙 부분(8)이 상기 포일(6)과 상기 아크 챔버(2) 사이의 영역에만 형성되도록 하는 단계를 포함하고,

    상기 표면 불규칙 부분은 상기 포일과 상기 아크 챔버 사이의 1/4 내지 3/4의 거리에 위치하는

    고 휘도 방전 램프 제조 방법.
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