TWI679677B - 放電燈 - Google Patents

Abstract

本發明的放電燈為在穩定點燈時以22 W以上且28 W以下的電力點燈的放電燈。放電燈包括：發光部，內部具有封入了金屬鹵化物的放電空間；以及一對電極，向所述放電空間的內部突出，且隔開規定的距離而相向配置。在所述電極延伸的方向上，所述放電空間具有位於所述放電空間的中央部分的第一區域、及位於所述第一區域的兩側的第二區域。所述第二區域隨著朝向所述放電空間的端部而與所述電極延伸的方向正交的方向上的尺寸逐漸減小。所述第二區域的所述發光部的內壁與所述電極所成的角度為27.8°以上且35.2°以下。

Description

放電燈

本發明的實施方式涉及一種放電燈。

有如下放電燈，其包括：發光部，內部具有封入了金屬鹵化物的放電空間；以及一對電極，向放電空間的內部突出，且隔開規定的距離而相向配置。

近年來，從省電化的要求來看，謀求在穩定點燈時以30 W以下（例如25 W）的電力點燈的放電燈。

然而，低電力的放電燈存在亮度變暗的問題。

因此，提出通過減小發光部（減小放電空間）而使亮度變亮的放電燈。

然而，如果僅減小發光部，則產生發光部容易受損的新的問題。

因此，期望開發出一種即便為低電力的放電燈，也能夠抑制亮度變暗且能夠抑制發光部受損的技術。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2004-172056號公報

[發明所要解決的問題]

本發明所欲解決的課題在於提供一種即便為低電力的放電燈，也能夠抑制亮度變暗且能夠抑制發光部受損的放電燈。

[解決問題的技術手段]

實施方式的放電燈為在穩定點燈時以22 W以上且28 W以下的電力點燈的放電燈。

放電燈包括：發光部，內部具有封入了金屬鹵化物的放電空間；以及一對電極，向所述放電空間的內部突出，且隔開規定的距離而相向配置。

在所述電極延伸的方向上，所述放電空間具有位於所述放電空間的中央部分的第一區域、及位於所述第一區域的兩側的第二區域。

所述第二區域隨著朝向所述放電空間的端部而與所述電極延伸的方向正交的方向上的尺寸逐漸減小。

在所述第二區域中的所述發光部的內壁與所述電極所成的角度為27.8°以上且35.2°以下。

[發明的效果]

根據本發明的實施方式，能夠提供一種即便為低電力，也能夠抑制亮度變暗且能夠抑制發光部受損的放電燈。

實施方式的發明為在穩定點燈時以22 W以上且28 W以下的電力點燈的放電燈，其包括：發光部，內部具有封入了金屬鹵化物的放電空間；以及一對電極，向所述放電空間的內部突出，且隔開規定的距離而相向配置。

在所述電極延伸的方向上，所述放電空間具有位於所述放電空間的中央部分的第一區域、及位於所述第一區域的兩側的第二區域。

所述第二區域隨著朝向所述放電空間的端部而與所述電極延伸的方向正交的方向上的尺寸逐漸減小。

所述第二區域的所述發光部的內壁與所述電極所成的角度為27.8°以上且35.2°以下。

根據該放電燈，即便為低電力的放電燈，也能夠抑制亮度變暗且能夠抑制發光部受損。

而且，在所述電極延伸的方向上，所述第二區域的尺寸能夠設為1.5 mm以上且2.1 mm以下。

據此，能夠更有效果地抑制發光部受損。

而且，在與所述電極延伸的方向正交的方向上，所述電極的表面與所述第一區域的所述發光部的內壁之間的距離能夠設為1.0 mm以上且1.2 mm以下。

據此，能夠更有效果地抑制發光部受損。

以下，一邊參照附圖一邊對實施方式進行例示。另外，各附圖中，對相同的構成要素附上相同的符號並適當省略詳細說明。

本發明的實施方式的放電燈例如可設為用於汽車的前照燈的高強度放電（High Intensity Discharge，HID）燈。而且，在放電燈為用於汽車的前照燈的HID燈的情況下，能夠進行所謂的水平點燈。

本發明的實施方式的放電燈的用途不限於汽車的前照燈，此處，作為一例，列舉放電燈為用於汽車的前照燈的HID燈的情況為例進行說明。

圖1是用以例示本實施方式的放電燈100的示意圖。

另外，圖1中，在將放電燈100安裝於汽車的情況下，將成為前方的方向設為前端側，成為後方的方向設為後端側，成為上方的方向設為上端側，成為下方的方向設為下端側。

圖2是發光部11的示意剖面圖。

如圖1所示，放電燈100中設置著燈頭（burner）101及燈座（socket）102。

燈頭101中設置著外管5、內管1、電極安裝件3、支撐線35、套管4及金屬帶71。

外管5與內管1同心地設置於內管1的外側。即，燈頭101具有由外管5與內管1構成的雙重管結構。

外管5接合（焊接）於內管1的圓筒部14附近。

形成於內管1與外管5之間的密閉空間中封入了氣體。所封入的氣體能夠設為可進行介電質阻擋放電的氣體。所封入的氣體例如能夠設為選自氖、氬、氙、氮中的一種氣體或他們的混合氣體。氣體的封入壓力例如能夠設為常溫（25℃）下0.3 atm以下。另外，氣體的封入壓力更優選設為常溫（25℃）下0.1 atm以下。

外管5優選由接近內管1的材料的熱膨脹係數且具有紫外線阻斷性的材料形成。外管5例如能夠由添加了鈦、鈰、鋁等的氧化物的石英玻璃形成。

內管1由具有透光性與耐熱性的材料形成。內管1例如能夠由石英玻璃等形成。

內管1具有發光部11、密封部12、邊界部13及圓筒部14。

發光部11具有大致橢圓體狀的外形形狀。發光部11設置於內管1的中央附近。

內管1的軸方向上的發光部11的尺寸（球體長）例如能夠設為8 mm左右。

與內管1的軸方向正交的方向上的發光部11的尺寸例如能夠設為5 mm左右。

發光部11的內部設置著放電空間111。

放電空間111具有區域111a（相當於第一區域的一例）及區域111b（相當於第二區域的一例）。

在電極32延伸的方向（內管1的軸方向）上，區域111a位於放電空間111的中央部分。區域111a呈大致圓柱狀。

區域111b位於區域111a的兩側。區域111b隨著朝向放電空間111的端部而與電極32延伸的方向正交的方向上的尺寸逐漸減小。區域111b呈大致圓錐狀。

放電空間111中封入了放電介質。放電介質含有金屬鹵化物2及惰性氣體。

金屬鹵化物2例如能夠包含銦的鹵化物、鈉的鹵化物、鈧的鹵化物、鋅的鹵化物等。作為鹵素，例如能夠例示碘。其中，也能夠代替碘而使用溴或氯等。

本實施方式的放電燈100中，從環境保護的觀點來看，放電介質不含有水銀。

封入在放電空間111的惰性氣體例如能夠設為選自氙、氖、氬、氪中的一種氣體或他們的混合氣體。

惰性氣體的封入壓力例如優選設為常溫（25℃）下10 atm以上且15 atm以下。

密封部12呈板狀，設置於發光部11的兩側。

密封部12例如能夠使用壓縮密封法（pinch seal）而形成。另外，密封部12也可利用收縮密封法（shrink seal）形成，且呈圓柱狀。

圓筒部14隔著邊界部13接合於一密封部12。

邊界部13及圓筒部14接合於密封部12的與發光部11側為相反側的端部。

另外，發光部11、密封部12、邊界部13及圓筒部14能夠形成為一體。

電極安裝件3設置於密封部12的內部。

電極安裝件3具有金屬箔31、電極32、線圈33及導線34。

金屬箔31設置於密封部12的內部。

金屬箔31接合於電極32的與放電空間111側為相反側的端部的附近。

金屬箔31呈薄板狀，例如由鉬形成。

電極32呈線狀。電極32的剖面形狀例如能夠設為圓形。

電極32的厚度尺寸（剖面形狀為圓形的情況下直徑尺寸）能夠設為0.2 mm以上且0.4 mm以下。

一對電極32的前端彼此間的距離（電極間距離）例如能夠設為3.4 mm以上且4.4 mm以下。

電極32例如能夠由純鎢、摻雜鎢、錸鎢等形成。另外，電極32可含有釷，也可不含有釷。

電極32的其中一端部向放電空間111內突出。一對電極32以隔開規定的距離彼此相向的方式設置。

電極32的另一端部接合於金屬箔31的發光部11側的端部附近。電極32與金屬箔31的接合例如能夠利用激光焊接進行。

線圈33例如能夠由包含摻雜鎢的金屬線形成。線圈33捲繞在設置於密封部12的內部的電極32的外側。例如，線圈33的線徑能夠設為30 μm～100 μm左右，線圈間距能夠設為600%以下。

導線34呈線狀。導線34的剖面形狀例如能夠設為圓形。導線34例如能夠由鉬等形成。

導線34的其中一端部側接合於金屬箔31的與發光部11側為相反側的端部附近。導線34與金屬箔31的接合能夠利用激光焊接來進行。導線34的另一端部側延伸到內管1的外部。

支撐線35呈L字狀，與從放電燈100的前端側突出的導線34的端部接合。支撐線35與導線34的接合能夠利用激光焊接來進行。支撐線35例如能夠由鎳形成。

套管4覆蓋與支撐線35的內管1平行地延伸的部分。套管4例如呈圓筒狀。套管4例如能夠由陶瓷形成。

金屬帶71固定於外管5的後端側的端部附近。

燈座102具有本體部6、安裝配件72、底部端子81及側部端子82。

本體部6由樹脂等絕緣性材料形成。本體部6的內部設置著導線34的後端側、支撐線35的後端側及套管4的後端側。

安裝配件72設置於本體部6的端部。安裝配件72設置於前端側。安裝配件72從本體部6突出。安裝配件72對金屬帶71進行保持。利用安裝配件72保持金屬帶71，由此燈頭101保持於燈座102。

底部端子81設置於本體部6的內部。底部端子81設置於後端側。底部端子81由導電性材料形成。底部端子81與導線34電連接。

側部端子82設置於本體部6的側壁。側部端子82設置於後端側。側部端子82由導電性材料形成。側部端子82與支撐線35電連接。

底部端子81及側部端子82與未圖示的點燈電路電連接。該情況下，底部端子81與點燈電路的高壓側電連接。側部端子82與點燈電路的低壓側電連接。

在放電燈100為汽車的前照燈的情況下，放電燈100在中心軸（管軸）為大致水平的狀態下，且，以支撐線35位於大致下端側（下方）的方式安裝。另外，將安裝於此方向上的放電燈100點燈稱作水平點燈。

而且，本實施方式的放電燈100為低電力規格的放電燈。

因此，點燈電路在穩定點燈時以22 W以上且28 W以下（例如25 W）的電力使放電燈100點燈。

此處，如果供給到放電燈100的電力減小，則會產生光束的降低或發光效率的降低。因此，如果供給到放電燈100的電力減小，則亮度變暗。

該情況下，如果減小發光部11的內部尺寸（放電空間111的尺寸），則能夠抑制亮度變暗。

該情況能夠如以下般進行說明。

即，如果減小發光部11的內部尺寸，則發光部11的外形尺寸也減小。如果發光部11的外形尺寸減小，則能夠減少來自發光部11的散熱量。

如果來自發光部11的散熱量減少，則發光部11的內部溫度（放電空間111的溫度）增高，金屬鹵化物2的蒸氣壓增高。

如果金屬鹵化物2的蒸氣壓增高，則從電極32釋放的電子與金屬鹵化物2的分子碰撞的比例增加。

如果電子與金屬鹵化物2的分子碰撞的比例增加，則光束增加，發光效率也提高。

因此，即便在供給到放電燈100的電力小的情況下，只要減小發光部11的內部尺寸，便能夠抑制亮度變暗。

然而，如果減小發光部11的內部尺寸，則發光部11的損傷容易發生。

根據本發明人獲得的發現，發光部11的損傷容易發生的原因能夠如以下般進行說明。

電極32的溫度在點燈時（放電時）增高，在滅燈時因散熱而降低。

然而，如所述般，如果減小發光部11的內部尺寸，則發光部11的內部溫度增高。

因此，妨礙電極32的散熱，而電極32的溫度容易維持得高。

此處，電極32間的放電的形態根據電極32的溫度而變化。

例如，如果在電極32的溫度低時開始放電，則如圖2所示，電極32的前端彼此之間產生放電S1。

然而，如果在電極32的溫度高時開始放電，則如圖2所示，其中一電極32的位於密封部12附近的部分與另一電極32的前端之間產生放電S2。

放電空間111的區域111b呈大致圓錐狀。因此，如圖2所示，區域111b中，發光部11的內壁與放電S2之間的距離變得極短。

即，如果減小發光部11的內部尺寸，則電極32的溫度容易維持得高，因而容易產生與發光部11的內壁之間的距離縮短的放電S2。而且，發光部11的內壁與電極32之間的距離也縮短。

因此，區域111b中，由放電S2引起的損傷容易發生在發光部11的內壁。

接下來，對放電空間111的形態與發光部11中的損傷的發生的關係進行說明。將放電空間111的形態與發光部11中的損傷的發生的關係表示於表1及表2。

表1及表2的評估試驗中，將1秒的點燈與1秒的滅燈重複進行100000次，然後，判定發光部11中的損傷的發生與損傷的程度。

另外，如果重複進行1秒的點燈與1秒的滅燈，則電極32的溫度維持得高，因而容易發生放電S2。

而且，如圖2所示，將區域111b的發光部11的內壁與電極32所成的角度設為θ。

將電極32延伸的方向上的區域111b的尺寸設為A。

在與電極32延伸的方向正交的方向上，將電極32的表面與區域111a的發光部11的內壁之間的距離設為B。

另外，發光部11的外形尺寸設為相同。

而且，“○”為未發現損傷的發生的情況，“△”為發現損傷的發生，但損傷的程度在實用上無問題的情況，“×”為發現損傷的發生，且損傷的程度在實用上有問題的情況。

[表1]

角度θ（°）	尺寸A（mm）	距離B（mm）	判定
25.5	2.1	1.0	×
26.6	2.0	1.0	×
27.8	1.9	1.0	△
29.1	1.8	1.0	○
30.5	1.7	1.0	○
32.0	1.6	1.0	○
33.7	1.5	1.0	○

[表2]

角度θ（°）	尺寸A（mm）	距離B（mm）	判定
29.7	2.1	1.2	○
31.0	2.0	1.2	○
32.3	1.9	1.2	○
33.7	1.8	1.2	○
35.2	1.7	1.2	△
36.9	1.6	1.2	×
38.7	1.5	1.2	×

根據表1可知，如果增大角度θ，則能夠抑制損傷的發生。

認為這是因為：如果增大角度θ，則能夠增加放電S2與發光部11的內壁間的距離。

即，如果將角度θ設為27.8°以上，則能夠抑制由放電S2引起的損傷的發生。

然而，根據表2可知，如果使角度θ過於增大，則無法抑制損傷的發生。

認為這是因為：如果使角度θ過於增大，則會產生發光部11的壁厚變得過於薄的部分，從而壁厚薄的部分的溫度會變得過高。

即，如果將角度θ設為35.2°以下，則能夠抑制由過熱引起的損傷的發生。

即，根據表1及表2可知，如果將角度θ設為27.8°以上且35.2°以下，則能夠抑制由放電S2引起的損傷的發生及由過熱引起的損傷的發生。

該情況下，尺寸A優選設為1.5 mm以上且2.1 mm以下。

而且，距離B優選設為1.0 mm以上且1.2 mm以下。

而且，如果使放電空間111的形態為如上，則也能夠獲得與在穩定點燈時以35 W左右的電力點燈的放電燈大致同等的亮度。

以上例示了本發明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為示例而提示，並不意圖限定發明的範圍。這些新穎的實施方式能夠以其他各種形態來實施，在不脫離發明的主旨的範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更等。這些實施方式或其變形例包含於發明的範圍或主旨中，並且包含於申請專利範圍記載的發明及其均等的範圍內。

1‧‧‧內管

2‧‧‧金屬鹵化物

3‧‧‧電極安裝件

4‧‧‧套管

5‧‧‧外管

6‧‧‧本體部

11‧‧‧發光部

12‧‧‧密封部

13‧‧‧邊界部

14‧‧‧圓筒部

31‧‧‧金屬箔

32‧‧‧電極

33‧‧‧線圈

34‧‧‧導線

35‧‧‧支撐線

71‧‧‧金屬帶

72‧‧‧安裝配件

81‧‧‧底部端子

82‧‧‧側部端子

100‧‧‧放電燈

101‧‧‧燈頭

102‧‧‧燈座

111‧‧‧放電空間

111a、111b‧‧‧區域

A‧‧‧尺寸

B‧‧‧距離

S1、S2‧‧‧放電

θ‧‧‧角度

圖1是用以例示本實施方式的放電燈100的示意圖。 圖2是發光部11的示意剖面圖。

Claims (3)

1. 一種放電燈，其在穩定點燈時以22W以上且28W以下的電力點燈，所述放電燈包括：發光部，內部具有封入了金屬鹵化物的放電空間；以及一對電極，向所述放電空間的內部突出，且隔開規定的距離而相向配置；在所述電極延伸的方向上，所述放電空間具有位於所述放電空間的中央部分的第一區域、及位於所述第一區域的兩側的第二區域，所述第一區域呈大致圓柱狀，所述第二區域呈大致圓錐狀，且隨著朝向所述放電空間的端部而與所述電極延伸的方向正交的方向上的尺寸逐漸減小，在所述第二區域中的所述發光部的內壁與所述電極所成的角度為27.8°以上且35.2°以下。
2. 如申請專利範圍第1項所述的放電燈，其中：在所述電極延伸的方向上，所述第二區域的尺寸為1.5mm以上且2.1mm以下。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的放電燈，其中：在與所述電極延伸的方向正交的方向上，所述電極的表面與在所述第一區域中的所述發光部的內壁之間的距離為1.0mm以上且1.2mm以下。