WO2010041495A1 - 放電ランプ - Google Patents

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WO2010041495A1
WO2010041495A1 PCT/JP2009/060923 JP2009060923W WO2010041495A1 WO 2010041495 A1 WO2010041495 A1 WO 2010041495A1 JP 2009060923 W JP2009060923 W JP 2009060923W WO 2010041495 A1 WO2010041495 A1 WO 2010041495A1
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WO
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discharge lamp
metal foil
seal portion
distance
outer tube
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PCT/JP2009/060923
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌弘 土居
誠 出口
宰 白川
Original Assignee
ハリソン東芝ライティング株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/34—Double-wall vessels or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366—Seals for leading-in conductors
    • H01J61/368—Pinched seals or analogous seals

Definitions

  • the present invention relates to a discharge lamp used for automobile headlamps and the like.
  • Discharge lamps used for automobile headlamps and the like as known in Japanese Patent Registration No. 3596812 (hereinafter referred to as Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-110358 (hereinafter referred to as Patent Document 2), It has a double tube structure including an inner tube and an outer tube.
  • the inner tube is composed of a light emitting portion and seal portions formed at both ends thereof.
  • a rare gas or a metal halide is sealed in the light emitting portion, and an electrode mount is sealed in the seal portion.
  • This type of discharge lamp requires a voltage of several kV to several tens of kV to start the lamp, and is known to be difficult to start. Therefore, as described in Patent Document 1, a gas capable of dielectric barrier discharge is sealed in a space formed by an inner tube and an outer tube, and a dielectric barrier discharge is generated at the time of starting, thereby reducing a starting voltage. Therefore, an invention that makes it easy to start has been proposed.
  • An object of the present invention is to provide a discharge lamp excellent in startability.
  • a discharge lamp according to the present invention is enclosed in a light emitting part having a first space therein, an inner tube having a seal part formed in the light emitting part, and the first space.
  • a discharge lamp comprising a discharge medium containing a first gas, an electrode mount sealed to the seal portion, and an outer tube connected to the inner tube, the tube axis being lit in a substantially horizontal state
  • the second space formed between the inner tube and the outer tube is filled with a second gas, and the minimum distance between the surface of the electrode mount and the surface of the seal portion is D. And D ⁇ 1.0 mm is satisfied.
  • a discharge lamp excellent in startability can be provided.
  • the figure for demonstrating the discharge lamp of the 1st Embodiment of this invention Sectional drawing of the discharge lamp of FIG. Sectional drawing of a seal part. Diagram for explaining a starting NG generation rate when the minimum distance varying D f. The figure which made the result of FIG. 4 a graph.
  • the figure for demonstrating the discharge lamp of the 2nd Embodiment of this invention The figure for demonstrating the discharge start voltage when the area S of a recessed part is changed.
  • the figure for demonstrating the discharge lamp of the 3rd Embodiment of this invention The figure for demonstrating the discharge lamp of the 4th Embodiment of this invention.
  • the figure for demonstrating the discharge lamp of the 5th Embodiment of this invention The figure for demonstrating the discharge lamp of the 1st Embodiment of this invention.
  • the figure for demonstrating the discharge lamp of the 6th Embodiment of this invention The figure for demonstrating the discharge lamp of the 7th Embodiment of this invention.
  • the figure for demonstrating the discharge lamp of the 8th Embodiment of this invention Diagram for explaining the starting characteristics when changing the distance D fc between the metal foil and the conductive film.
  • the figure for demonstrating the discharge lamp of the 9th Embodiment of this invention The figure for demonstrating the starting characteristic when changing distance Doc between an electrically conductive film and an outer tube
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the discharge lamp of FIG.
  • the discharge lamp in FIG. 1 is a so-called D4 type discharge lamp used for automobile headlamps, and has an inner tube 1 as a main part.
  • the inner tube 1 has an elongated shape, and a substantially elliptical light emitting portion 11 is formed near the center thereof.
  • a plate-like seal portion 12 is formed at both ends of the light emitting portion 11, and a cylindrical portion 14 is continuously formed at both ends via a boundary portion 13.
  • the inner tube 1 is preferably made of a material having heat resistance and translucency, such as quartz glass.
  • a first space 111 having a substantially cylindrical shape at the center and a tapered shape at both ends is formed inside the light emitting portion 11.
  • the volume of the first space 111 is suitably 10 mm 3 to 40 mm 3 , more preferably 20 mm 3 to 30 mm 3 in the case of an automotive headlamp.
  • a discharge medium is enclosed in the first space 111.
  • the discharge medium is composed of the metal halide 2 and the first gas.
  • the metal halide 2 is composed of a halide such as sodium, scandium, zinc, or indium. Iodine is optimal as the halogen bonded to these metal halides, but bromine, chlorine, and the like may be combined. The combination of metal halides is not limited to this, and tin or cesium halides may be added.
  • the first gas is composed of xenon.
  • the filling pressure of the first gas can be adjusted depending on the purpose. For example, in order to improve the characteristics such as the total luminous flux, it is desirable that the sealing pressure is 12 atm or more at normal temperature (25 ° C.). However, the upper limit is about 20 atm at present in terms of manufacturing.
  • the pressure of the first gas is measured by collecting and surveying the gas in the first space 111 by breaking the boundary between the light emitting unit 11 and the seal unit 12 in water, and then measuring the volume of the first space 111. By doing so, it can be calculated.
  • xenon neon, argon, krypton, or the like may be used as the first gas, or a combination thereof may be used.
  • the discharge medium does not substantially contain mercury.
  • This “substantially free of mercury” means that the amount of mercury enclosed is optimally 0 mg, but it is almost equal to that of a conventional mercury-containing discharge lamp. This means that an amount of mercury, for example, less than 2 mg per ml, preferably 1 mg or less, is allowed to be contained.
  • the electrode mount 3 is sealed to the seal portion 12.
  • the electrode mount 3 includes a metal foil 31, an electrode 32, a coil 33 and a lead wire 34.
  • the metal foil 31 is a thin metal plate made of, for example, molybdenum.
  • the electrode 32 is, for example, an electrode made of so-called tritunged tungsten in which tungsten is doped with thorium oxide.
  • One end of the metal foil 31 is overlapped and connected to the light emitting unit 11 side end, and the other end is disposed in the first space 111 so that the tips thereof face each other while maintaining a predetermined distance between the electrodes.
  • the distance between the electrodes is preferably 4.0 mm to 4.4 mm in terms of appearance in the case of an automotive headlamp.
  • the electrode shape is not limited to a straight rod shape, but may be a non-straight rod shape having a large tip diameter or a shape in which the size of the pair of electrodes is different, such as a DC lighting type.
  • the electrode material may be pure tungsten, doped tungsten, rhenium tungsten, or the like.
  • the coil 33 is a metal wire made of, for example, doped tungsten, and is spirally wound around the shaft portion of the electrode 32 sealed to the seal portion 12.
  • the coil wire diameter is preferably 30 ⁇ m to 100 ⁇ m and the coil pitch is preferably 300% or less.
  • the lead wire 34 is a metal wire made of molybdenum, for example. One end thereof is overlapped and connected to the metal foil 31 on the opposite side with respect to the light emitting unit 11, and the other end extends to the outside of the inner tube 1 along the tube axis.
  • one end of an L-shaped support wire 35 made of nickel, for example, is connected to the lead wire 34 extending to the front end side of the lamp by laser welding.
  • a sleeve 4 made of ceramic is attached to the support wire 35 at a portion parallel to the inner tube 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the seal portion, (a) is a cross-sectional view in the vicinity of the seal portion in FIG. 2, and (b) is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line XX ′ of FIG. .
  • convex portions 121 are formed on the front and rear surfaces of the seal portion 12 along the electrodes 32 and the lead wires 34 in order to improve durability against cracks and the like.
  • the electrode 32 is sealed so that its center is positioned on a line YY ′ passing through the center of the seal portion 12 in the thickness direction. That is, the metal foil 31 overlapped and connected to the electrode 32 is sealed to the seal portion 12 portion shifted downward from the line YY ′ by about the radius of the electrode 32 (about R / 2 mm). For this reason, the distance between the surface of the electrode mount 3 and the surface of the seal portion 12 is closest between the lower surface of the metal foil 31 and the surface of the seal portion 12.
  • the minimum distance D f satisfies D f ⁇ 1.0 mm. Further, the minimum distance D o between the surface portion of the seal portion 12 and the inner surface of the outer tube 5 that is the minimum distance satisfies D o ⁇ 2.4 mm. When these minimum distances D f and D o satisfy the above range, startability is improved.
  • a cylindrical outer tube 5 is provided concentrically with the inner tube 1 outside the inner tube 1 configured as described above. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the inner tube 1 is configured to be offset downward with respect to the outer tube 5. These inner and outer pipes are connected by welding both ends of the outer pipe 5 near the cylindrical portion 14 of the inner pipe 1.
  • a second gas 51 is sealed in the second space 51 formed between the inner tube 1 and the outer tube 5.
  • a gas capable of dielectric barrier discharge for example, a kind of gas selected from neon, argon, xenon, and nitrogen or a mixed gas can be used.
  • the gas pressure is desirably 0.3 atm or less.
  • the outer tube 5 is preferably made of a material having substantially the same thermal expansion coefficient as the inner tube 1 and having an ultraviolet blocking property. For example, quartz glass to which an oxide such as titanium, cerium, or aluminum is added. Can be configured.
  • the socket 6 is connected to one end of the inner tube 1 to which the outer tube 5 is connected. These connections are made by attaching a metal band 71 to the outer peripheral surface of the outer tube 5 and sandwiching the metal band 71 with a metal tongue piece 72 formed protruding from the socket 6. Further, a bottom terminal 8a and a side terminal 8b are formed at the bottom of the socket 6, and a lead wire 34 and a support wire 35 are connected thereto.
  • the discharge lamp constituted by these is connected to a lighting circuit (not shown) so that the bottom terminal 8a is on the high voltage side and the side terminal 8b is on the low voltage side, and the tube shaft is arranged in a substantially horizontal state and is lit.
  • the output of the lighting circuit is set to, for example, about 35 W when stable, and about 75 W, which is twice or more as much as stable power when starting.
  • the starting test was repeatedly performed for these lamps, there was a case where the conventional lamp had a dielectric breakdown with the first and subsequent pulses, but the lamp of the example almost certainly had the first pulse. It was confirmed that dielectric breakdown occurred.
  • the start of the lamp is stopped from the viewpoint of safety when the voltage waveform pulse is applied to the lamp a predetermined number of times and it does not light up. This is a very important effect in the application of automobile headlamps.
  • the start NG generation rate tends to decrease as the distance Df decreases.
  • 5 Min As apparent distance from D f is 1.0mm or less, tend to start NG occurrence rate becomes lower, the more the minimum distance D f is 0.9mm or less, the start NG incidence 0 It can be seen that it can be suppressed to%. In addition, it was confirmed that such a tendency can be obtained similarly even if the type of the second gas is changed.
  • the minimum distance D f by starting NG incidence varies as the generation mechanism immediately after the dielectric barrier discharge starting is involved. That is, in the dielectric barrier discharge, when a high-pressure pulse for starting is applied to the lamp, the seal portion 12 in contact with the electrode mount 3 is polarized, and the glass surface of the seal portion 12 having an electric charge by the polarization and the outer tube Occurs between 5 glass surfaces. Therefore, the ease of dielectric barrier discharge is greatly affected by the potential difference between the glass surface of the seal portion 12 and the glass surface of the outer tube 5.
  • the positive charge formed on the glass surface of the seal portion 12 after the high voltage pulse is applied is increased, and as a result, the potential difference is increased, so that the minimum distance Df is decreased. It is thought that startability has improved. Further, since the positive charge formed on the glass surface of the seal portion 12 becomes stronger on the high pressure side of the seal portion 12, the dielectric barrier discharge is more likely to occur, and the starting NG generation rate is further reduced. become.
  • the minimum distance Df is 1.0 mm or less, and further 0.9 mm.
  • the following is desirable.
  • the minimum distance Df is too small, the durability against leakage is lowered, so that it is preferably 0.6 mm or more.
  • mercury is configured such that the distance L from the end of the light emitting unit 11 to the end of the metal foil 31 satisfies L ⁇ 4.6 mm (the upper limit is 5.5 mm in consideration of the occurrence of axial leakage). Even if the discharge lamp has a large burden on the sealing portion 12 that is lit because the gas is sealed in the first space 111 without pressure, the durability of the sealing portion 12 is maintained. However, the effect of the present invention can be obtained.
  • the electrode mount 3 on the high voltage side and the support wire 35 on the low voltage side as in the lamp of the embodiment. It is also effective to design so that a dielectric barrier discharge occurs between them. That is, in automotive applications that support wires 35 are disposed on the lower side, it is preferable minimum distance D f portion serving also provided on the lower side of the seal portion 12. It is more effective if the minimum distance between the surface of the support wire 35 and the outer surface of the outer tube 5 is 3.5 mm or less.
  • the dielectric barrier discharge at the start-up is the mechanism as described above, the dielectric barrier discharge is more likely to occur as the distance between the polarized charges is shorter. Therefore, similarly to FIG. 5, the start NG incidence results were tested when the minimum distance varying the minimum distance D o and D f and comprising a surface portion of the sealing portion 12 and the inner surface of the outer tube 5, It has been found that the starting NG occurrence rate is reduced when the thickness is 2.4 mm or less. Therefore, it is desirable that D o ⁇ 2.4 mm is satisfied.
  • the minimum distance D f is present at the surface, during polarization, intense range of positive charges of the seal portion 12 A surface is formed on the surface. Therefore, even if the shortest distance between the surface of the electrode mount 3 and the surface of the seal portion 12 is the same, the probability that a dielectric barrier discharge will occur is higher than when the minimum distance Df is formed by dots or lines. Thus, the startability is further improved.
  • a gas such as nitrogen is sealed in the second space 111, and the shortest distance is formed between the surface of the metal foil 31 and the surface of the seal portion 12, and the distance is defined as D f . Then, by satisfying D f ⁇ 1.0 mm, the potential difference between the surface of the seal portion 12 and the inner surface of the outer tube 5 becomes large at the time of starting, and it is possible to easily generate dielectric barrier discharge. Therefore, a discharge lamp excellent in startability can be provided.
  • the effect of the present invention can be obtained if the minimum distance D between the surface of the electrode mount 3 and the surface of the seal portion 12 satisfies D ⁇ 1.0 mm, as can be seen from examples and the like described later. it can.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a second embodiment of the present invention. About each part of this 2nd Embodiment, the same part as each part of the discharge lamp of 1st Embodiment of FIG. 1 is shown with the same code
  • the distance between the portion and the metal foil 31 is minimized by forming the recess 122 on the surface of the seal portion 12.
  • a concave portion 122 having a depth of 0.4 mm is provided in a portion where the distance between the surface of the seal portion 12 and the metal foil 31 is 1.2 mm, and the surface of the concave portion 122 and the surface of the metal foil 31 are provided.
  • the minimum distance D fd is set to 0.8 mm.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by configuring so as to satisfy D fd ⁇ 1.0 mm.
  • Such a recess 122 can be formed, for example, by using a pincher having a convex mold during the pinch sealing process, or by cutting it after making it normally, so that the minimum distance D fd is desired. It is advantageous in that it can be formed at a desired size at a desired location.
  • the area S is 1 mm 2 or more, the variation in the discharge start voltage, in particular, the variation on the higher side than the average value is small, and the discharge start voltages are all 17 kV or less. is there.
  • the variation in the discharge start voltage on the side higher than the average value is reduced, the starting NG occurrence rate can be reduced.
  • the area S of the concave portion 122 is desirably 10 mm 2 or less.
  • the recess 122 is desirably formed on the surface of the seal portion 12 facing the metal foil 31 on the lead wire 34 side in order to reduce the influence of the reduction in the cross-sectional area of the seal portion 12.
  • the part of the recessed part 122 which does not face the metal foil 31 shall be excluded from the area S. This is because this part does not contribute much to startability improvement.
  • the area S is the sum of the areas.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a third embodiment of the present invention.
  • a minimum distance portion is formed between the end portion of the metal foil 31 and the side surface of the seal portion 12.
  • D fe 0.7 mm.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by configuring so as to satisfy D fe ⁇ 1.0 mm.
  • the minimum distance D fe can be adjusted by the width of the metal foil 31 and the width W of the seal portion 12. Note that this embodiment is advantageous in that the distance between the minimum distance D fe and the outer tube 5 can be reduced. Further, it is desirable to use a metal foil 31 having a so-called knife edge shape that is formed in a sharper shape toward the end.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a fourth embodiment of the present invention.
  • a deep neck portion 123 is formed at the boundary between the light emitting portion 11 and the seal portion 12, and a minimum distance portion is formed between the neck portion 123 and the surface of the electrode 32.
  • D e 0.7 mm.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by configuring so as to satisfy D e ⁇ 1.0 mm.
  • the present embodiment is advantageous in that it is possible to approximate the portions of the minimum distance D e to the light emitting unit 11.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a fifth embodiment of the present invention.
  • a flat portion 124 is formed on the convex portion 121 where the electrode 32 and the coil 33 are located, and a minimum distance portion is formed between the surface of the flat portion 124 and the surface of the coil 33.
  • D c 0.9 mm.
  • the same effect as in the first embodiment can be obtained by configuring so as to satisfy D c ⁇ 1.0 mm.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a discharge lamp according to a sixth embodiment of the present invention.
  • a minimum distance portion is formed between the end of the metal foil 31 and the side surface of the seal portion 12, and the minimum distance portion is positioned below the lamp.
  • the inner tube 1 is offset downward with respect to the outer tube 5.
  • the same effect as that of the first embodiment can be obtained by configuring so as to satisfy D fe ⁇ 1.0 mm.
  • the present embodiment is advantageous in that the distance between the metal foil 31 and the support wire 35 and the minimum distance Do can be shortened.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the lead 34 is exposed to the second space 51 by forming the through hole 141 in the high pressure side cylindrical portion 14.
  • the discharge start voltage can be reduced by about 5 kV compared to the case where the recess 122 is not formed. This is thought to be because the high-voltage side lead 34 is exposed to the second space 51 to facilitate discharge, and a high start-up improvement effect can be obtained as compared with all the embodiments.
  • the metal foil is formed in the cylindrical portion 14 as shown in FIG. It may be combined with a configuration in which 35 and the lead 36 are hermetically sealed.
  • the through hole 141 is not limited to the cylindrical portion 14 and may be formed in the seal portion 12. That is, the metal foil 31 may be exposed to the second space 51 by cutting or the like. In this case, since the minimum distance D is 0 mm, the startability can be greatly improved as in the seventh embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a discharge lamp according to an eighth embodiment of the present invention.
  • a concave portion 122 is formed on the surface of the high pressure side seal portion 12 so as to face the metal foil 31, and the conductive film 9 is formed in the concave portion 122. Yes.
  • the conductive film 9 is formed on the surface of the seal portion 12 in this way, the potential difference between the glass surface of the seal portion 12 and the glass surface of the outer tube 5 immediately after applying a high voltage to the lamp can be further increased, so that startability is further improved. can do.
  • a material having conductivity for example, a film resistance of 10 M ⁇ , desirably 50 to 100 k ⁇
  • translucency for example, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, ITO which is an oxide of indium and tin, AZO in which zinc oxide is doped with aluminum oxide, GZO in which zinc oxide is doped with gallium oxide, and fluorine
  • the film thickness is desirably 100 nm to 300 nm.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the discharge start voltage and the start NG occurrence rate when the distance D fc between the metal foil and the conductive film is changed.
  • the discharge start voltage and the start NG generation rate tend to decrease as the distance Dfc between the metal foil and the conductive film decreases.
  • D fc is 1.0 mm or less
  • the starting NG generation rate becomes 0%. Therefore, it is desirable that D fc ⁇ 1.0 mm even when the conductive film is formed.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a ninth embodiment of the present invention.
  • the concave portion 122 is formed on the surface of the high pressure side seal portion 12 so as to face the metal foil 31, and the conductive film 9 is formed over the concave portion 122 and the entire width direction thereof.
  • the startability can be further improved.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the discharge start voltage and the start NG occurrence rate when the distance D oc between the conductive film and the outer tube is changed.
  • the distance D fc between the metal foil and the conductive film in this test is 1.0 mm, and the distance D oc between the conductive film and the outer tube is changed by changing the conductive film forming region in the width direction at the offset position or the seal portion. It was.
  • the starting NG generation rate is 0%. Therefore, when forming a conductive film, it is desirable that D oc ⁇ 2.5 mm.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a tenth embodiment of the present invention.
  • the conductive film 92 is formed on the entire circumference of the inner surface of the outer tube 5 so as to face the metal foil 31 sealed to the high-pressure side seal portion 12.
  • the startability can be further improved. Further, since the outer tube 5 has a lower temperature during lighting than the surface of the inner tube 1 and the conductive film is not easily deteriorated by heat, the startability can be maintained for a long time.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining a discharge lamp according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • a conductive film 91 is formed on the surface of the high pressure side seal portion 12 so as to face the metal foil 31, and a conductive film 92 is formed on the inner surface of the outer tube 5 so as to face the conductive film 91. Yes.
  • the startability can be further improved.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining a discharge lamp according to a twelfth embodiment of the present invention.
  • the conductive film 92 is formed on the inner surface of the outer tube 5 near the light emitting portion 11.
  • the dielectric barrier discharge is generated in the vicinity of the light emitting portion 11, so that the starting performance can be further improved.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining the difference in the discharge start voltage between the conventional lamp and the lamps of the tenth, eleventh, and twelfth embodiments.
  • the conventional lamp in the figure is a lamp in which the distance between the metal foil and the seal portion surface is 1.2 mm and no conductive film is formed.
  • the discharge start voltage of the lamp of the twelfth embodiment is significantly lower than the others. That is, immediately after startup, the startability is considerably improved by generating dielectric barrier discharge around the light emitting unit 11.
  • the conductive film 92 is formed on the low pressure side seal portion 12 side than Z-Z ', a remarkable effect can be obtained. Therefore, when the conductive film 91 is formed on the high-pressure side seal portion 12, the conductive film 91 is electrically connected to the inner surface of the outer tube 5 on the low-pressure side seal portion 12 side rather than the boundary between the high-pressure side seal portion 12 and the light emitting portion 11. It is desirable to form film 92. In particular, it is desirable to form the conductive film 92 on the inner surface of the outer tube 5 in the vicinity of the low pressure side seal portion 12, which is less affected by thermal degradation when separated from the light emitting portion 11.
  • the embodiment of the present invention is not limited to the above, and may be modified as follows, for example.
  • the seal portion 12 is not limited to a pinch seal, and may be a shrink seal or the like.
  • the minimum distance is formed between the surface of the metal foil 31, the electrode 32, and the coil 33 and the surface of the seal portion 12 has been described.
  • a minimum distance may be formed between the surface.
  • some specific means for shortening the minimum distance D between the surface of the electrode mount 3 and the surface of the seal portion 12 are listed, the present invention is not limited to these.
  • a minimum distance portion satisfying D ⁇ 1.0 mm is formed on the lower side of the seal portion 12 and the inner tube 1 is offset downward with respect to the outer tube 5. It is desirable to provide a distance of 0.55 mm or more between the upper side and the inner surface of the outer tube.
  • the dielectric barrier discharge between the seal portion 12 and the outer tube 5 as in the present embodiment and the maximum outer diameter of the light emitting portion 11 as described in Japanese Patent Application No. 2008-118232 of our earlier application By adopting a configuration in which any of the dielectric barrier discharges formed on the upper side of the portion is likely to occur, the startability can be further improved.

Landscapes

  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Abstract

　本発明の放電ランプは、内部に第１の空間（１１１）を有する発光部（１１）、発光部に形成されたシール部（１２）を有する内管と、第１の空間に封入された第１のガス（例えば、キセノン）を含む放電媒体と、シール部に封着され金属箔（３１）を有する電極マウントと、内管に接続された外管（５）とを具備し、管軸が略水平の状態で点灯される放電ランプにおいて、内管と 外管との間に形成された第２の空間（５１）には第２のガス（例えば、窒素）が封入されており、電極マウントの表面とシール部の表面との最小距離をＤとしたとき、Ｄ≦１．０ｍｍ（例えば、最小距離は金属箔とシール部間に形成され、その距離Ｄｆは、Ｄｆ≦１．０ｍｍ）を満たしている。これにより、始動性に優れた放電ランプを提供することができる。

Description

放電ランプ
　本発明は、自動車の前照灯などに使用される放電ランプに関するものである。
　自動車の前照灯などに使用される放電ランプは、特許登録第３５９６８１２号明細書（以下、特許文献１）や特開２００１－１１０３５８公報（以下、特許文献２）で知られているように、内管と外管とを具備する二重管構造となっている。この内管は、発光部とその両端に形成されたシール部とで構成されており、発光部内には希ガスや金属ハロゲン化物が封入され、シール部には電極マウントが封着されてなる。
　この種の放電ランプでは、ランプを始動させるためには、数ｋＶ～数十ｋＶの電圧が必要であり、始動が困難であることが知られている。そこで、特許文献１に記載のように、内管と外管とで構成された空間に誘電体バリア放電可能なガスを封入し、始動時に誘電体バリア放電を発生させることで、始動電圧を低減し、始動しやすくする発明が提案されている。
特許登録第３５９６８１２号明細書 特開２００１－１１０３５８公報
　しかしながら、特許文献１に記載された発明のみを採用しても、始動性はあまり改善されないことがわかった。そこで、本発明者が試験・検討した結果、始動性を改善するには、電極マウントの表面とシール部の表面との距離が重要であることを見出したので、本発明を提案するに至った。
　本発明の目的は、始動性に優れた放電ランプを提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明の放電ランプは、内部に第１の空間を有する発光部、前記発光部に形成されたシール部を有する内管と、前記第１の空間に封入された第１のガスを含む放電媒体と、前記シール部に封着された電極マウントと、前記内管に接続された外管とを具備し、管軸が略水平の状態で点灯される放電ランプにおいて、前記内管と前記外管との間に形成された第２の空間には第２のガスが封入されており、前記電極マウントの表面と前記シール部の表面との最小距離をＤとしたとき、Ｄ≦１．０ｍｍを満たしていることを特徴とする。
　本発明によれば、始動性に優れた放電ランプを提供することができる。
本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 図１の放電ランプの断面図。 シール部の断面図。 最小距離Ｄｆを変化させたときの始動ＮＧ発生率について説明するための図。 図４の結果をグラフ化した図。 本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 凹部の面積Ｓを変化させたときの放電開始電圧について説明するための図。 本発明の第３の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第４の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第５の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第６の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第７の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第８の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 金属箔と導電膜間の距離Ｄｆｃを変化させたときの始動特性について説明するための図。 本発明の第９の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 導電膜と外管間の距離Ｄｏｃを変化させたときの始動特性について説明するための図。 本発明の第１０の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第１１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 本発明の第１２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。 従来のランプ、第１０、第１１、第１２の実施の形態のランプの放電開始電圧の違いについて説明するための図。
　（第１の実施の形態）
以下に、本発明の放電ランプについて、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図、図２は、図１の放電ランプの断面図である。
　図１の放電ランプは自動車の前照灯に用いられる、いわゆるＤ４タイプの放電ランプであり、主要部として内管１を有している。内管１は細長い形状であり、その中央付近には略楕円形の発光部１１が形成されている。発光部１１の両端には、板状のシール部１２、その両端には境界部１３を介して円筒部１４が連続形成されている。なお、内管１としては、例えば石英ガラスなどの耐熱性と透光性を具備した材料で構成されるのが望ましい。
　この発光部１１の内部には、中央が略円柱状、両端がテーパ状の第１の空間１１１が形成されている。この第１の空間１１１の容積は、自動車前照灯用の場合には、１０ｍｍ３～４０ｍｍ３、さらには２０ｍｍ３～３０ｍｍ３であるのが適当である。
　第１の空間１１１には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、金属ハロゲン化物２と第１のガスとで構成されている。
　金属ハロゲン化物２は、ナトリウム、スカンジウム、亜鉛、インジウムなどのハロゲン化物で構成されている。それらの金属ハロゲン化物に結合されるハロゲンとしてはヨウ素が最適であるが、臭素や塩素などを組み合わせてもよい。また、金属ハロゲン化物の組み合わせもこれに限らず、スズやセシウムのハロゲン化物などを追加してもよい。
　第１のガスは、キセノンで構成されている。第１のガスは、目的によってその封入圧力を調整することができる。例えば、全光束等の特性を高めるためには、封入圧力を常温（２５℃）において１２ａｔｍ以上にするのが望ましい。ただし、上限は製造上、現状は２０ａｔｍ程度である。なお、第１のガスの圧力は、水中で発光部１１とシール部１２の境界を破壊して第１の空間１１１内部のガスを収集、測量し、その後に第１の空間１１１の容積を測定することにより、算出することができる。また、第１のガスとしては、キセノンの他に、ネオン、アルゴン、クリプトンなどを使用したり、それらを組み合わせて使用したりすることもできる。
　ここで、放電媒体は、水銀を実質的に含んでいない。この「水銀を実質的に含んでいない」とは、水銀の封入量が０ｍｇであるのが最適であるが、従来の水銀入りの放電ランプと比較してもほとんど封入されていないに等しい程度の量、例えば１ｍｌあたり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀量を封入していても許容するという意味である。
　シール部１２には、電極マウント３が封着されている。電極マウント３は、金属箔３１、電極３２、コイル３３およびリード線３４により構成されている。
　金属箔３１は、例えば、モリブデンからなる薄い金属板である。
　電極３２は、例えば、タングステンに酸化トリウムをドープした、いわゆるトリエーテッドタングステンからなる電極である。その一端は金属箔３１の発光部１１側端部に重ね合わせ接続されており、他端は第１の空間１１１内で所定の電極間距離を保って、互いの先端同士が対向するように配置されている。その電極間距離としては、自動車前照灯用の場合には、外観上における距離で４．０ｍｍ～４．４ｍｍであるのが望ましい。なお、電極形状は、直棒状に限らず、先端の直径が大きい非直棒状の形状や直流点灯タイプのように一対の電極の大きさが異なる形状であってもよい。また、電極材料は、純タングステンやドープタングステン、レニウムタングステンなどであってもよい。
　コイル３３は、例えば、ドープタングステンからなる金属線であって、シール部１２に封着される電極３２の軸部の軸周りに螺旋状に巻装されている。このコイル設計としては、コイル線径は３０μｍ～１００μｍ、コイルピッチは３００％以下であるのが好適である。
　リード線３４は、例えば、モリブデンからなる金属線である。その一端は、発光部１１に対して反対側の金属箔３１に重ね合わせ接続されており、他端は管軸に沿って内管１の外部に延出されている。そのうち、ランプの前端側に延出したリード線３４には、例えば、ニッケルからなるＬ字状のサポートワイヤ３５の一端がレーザー溶接により接続されている。このサポートワイヤ３５には、内管１と平行する部分に、例えば、セラミックからなるスリーブ４が装着されている。
　ここで、シール部１２と金属マウント３について、図３を参照してさらに詳しく説明する。図３はシール部の断面図であり、（ａ）は図２のシール部付近の断面図、（ｂ）は図１の一点鎖線Ｘ－Ｘ’部分の断面を矢印方向から見た図である。
　図に示すように、シール部１２の表裏面には、クラックなどに対する耐久性を向上させるために、電極３２やリード線３４に沿うように凸部１２１が形成されている。また、（ｂ）に示すように、電極３２はシール部１２の厚み方向の中央を通る線Ｙ－Ｙ’上にその中心が位置するように封着されている。つまり、電極３２に重ね合わせ接続された金属箔３１は線Ｙ－Ｙ’から電極３２の約半径分（約Ｒ／２ｍｍ）だけ下側にずれたシール部１２部分に封着されている。このため、電極マウント３の表面とシール部１２の表面との距離は、金属箔３１の下側の表面とシール部１２の表面との間で最も近くなっている。その最小距離Ｄｆは、Ｄｆ≦１．０ｍｍを満たしている。また、その最小距離となるシール部１２の表面部分と外管５の内表面との最小距離Ｄｏは、Ｄｏ≦２．４ｍｍを満たしている。これら最小距離Ｄｆ、Ｄｏが上記の範囲を満たすことにより、始動性が向上する。
　上記で構成された内管１の外側には、筒状の外管５が内管１と同心状に設けられている。また、図２、図３からわかるように、内管１が外管５に対して下側にオフセットするように構成されている。これら内外管の接続は、内管１の円筒部１４付近に外管５の両端を溶着することにより行なわれている。内管１と外管５との間に形成された第２の空間５１には、第２のガスが封入されている。第２のガスには、誘電体バリア放電可能なガス、例えばネオン、アルゴン、キセノン、窒素から選択された一種のガスまたは混合ガスを使用することができる。ガス圧は０．３ａｔｍ以下であるのが望ましい。なお、外管５としては、内管１と熱膨張係数がほぼ同じで、かつ紫外線遮断性を有する材料で構成するのが望ましく、例えば、チタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加した石英ガラスで構成することができる。
　そして、外管５が接続された内管１の一端には、ソケット６が接続される。これらの接続は、外管５の外周面に金属バンド７１を装着し、その金属バンド７１をソケット６から突出形成させた金属製の舌片７２で挟持することで行なっている。また、ソケット６の底部には底部端子８ａ、側部には側部端子８ｂが形成されており、リード線３４、サポートワイヤ３５がそれぞれ接続されている。
　これらで構成された放電ランプは、底部端子８ａが高圧側、側部端子８ｂが低圧側になるように点灯回路（図示なし）が接続され、管軸が略水平の状態に配置されて点灯される。その点灯回路の出力は、例えば、安定時は約３５Ｗ、始動時は安定時電力に対して２倍以上である約７５Ｗに設定される。
　ここで、本発明の放電ランプの実施例の一仕様を下記に示す。
　（実施例）
　発光部１１：石英ガラス製、第１の空間１１１の内容積＝２６ｍｍ３、最大内径＝２．５ｍｍ、最大外径＝６．２ｍｍ、長手方向の球体長＝７．８ｍｍ、
　シール部１２：肉厚Ｔ＝２．４ｍｍ、幅Ｗ＝４．１ｍｍ、
　凸部１２１：肉厚Ｔａ＝０．２ｍｍ、幅Ｗａ＝１．５ｍｍ、
　金属ハロゲン化物２：ＳｃＩ３、ＮａＩ、ＺｎＩ２、ＩｎＢｒ（＝１：１．５：０．４：０．０１）、合計＝０．４ｍｇ、
　第１のガス：キセノン、ガス圧＝１３ａｔｍ、
　水銀：０ｍｇ、
　金属箔３１；モリブデン製、厚み＝２０μｍ、幅＝１．５ｍｍ、シール部１２との最小距離Ｄｆ＝０．８ｍｍ、距離Ｌ＝４．６５ｍｍ、
　電極３２：トリエーテッドタングステン製、直径Ｒ＝０．３８ｍｍ、外観上の電極間距離＝４．３２ｍｍ、
　コイル３３：ドープタングステン製、線径＝６０μｍ、ピッチ＝２００％、
　リード線３４：モリブデン製、直径＝０．４ｍｍ、
　外管５：内径＝７．０ｍｍ、肉厚＝１．０ｍｍ、最小距離Ｄｏ＝１．９ｍｍ、
　第２のガス：窒素、ガス圧＝０．１ａｔｍ。
　この実施例のランプに、始動パルス電圧＝２３ｋＶ、ライズタイム＝２５０ｎｓｅｃである電圧波形を連続出力する点灯回路を使用し、始動するかどうかの試験を行った。その結果、従来例のランプ（Ｄｆ＝１．２ｍｍ）では約１７ｋＶで絶縁破壊したのに対し、実施例のランプでは約１４ｋＶで絶縁破壊したため、実施例のランプの方が格段に始動性が向上していることが確認された。また、これらのランプについて反復して始動試験を行ったところ、従来例のランプでは一発目以降のパルスで絶縁破壊することがあったが、実施例のランプではほぼ確実に一発目のパルスで絶縁破壊していることが確認された。この実施例のランプのように一発目のパルスで始動するのは、ランプに電圧波形のパルスを所定回数投入した結果、点灯しない場合には安全性の面からランプの始動が中止されるのが一般的である自動車前照灯の用途では、とても重要な効果である。
　次に、最小距離Ｄｆを変化させたときの始動ＮＧ発生率について試験を行った。その結果を図４、図４の結果を図示したものを図５に示す。試験本数は各５０本である。なお、本試験では、一発目のパルスで始動しなかった場合を始動ＮＧと判定している。
　結果からわかるように、距離Ｄｆが小さくなるほど、始動ＮＧ発生率が低くなる傾向がある。特に図５から明らかなように最小距離Ｄｆが１．０ｍｍ以下になると、始動ＮＧ発生率が低くなる傾向があり、さらに最小距離Ｄｆが０．９ｍｍ以下になると、始動ＮＧ発生率を０％に抑えることができることがわかる。なお、このような傾向は第２のガスの種類を変えても同様に得られることが確認された。
　このように最小距離Ｄｆによって始動ＮＧ発生率が変化したのは、始動直後の誘電体バリア放電の発生メカニズムが関係している。すなわち、誘電体バリア放電は、ランプに始動のための高圧パルスが印加されることで、電極マウント３に接するシール部１２が分極し、分極によって電荷を持ったシール部１２のガラス表面と外管５のガラス表面の間で発生する。そのため、誘電体バリア放電のしやすさは、シール部１２のガラス表面と外管５のガラス表面の電位差に大きく影響される。本発明のように最小距離Ｄｆが小さくなると、高圧パルス投入後にシール部１２のガラス表面に形成される正の電荷が強くなり、結果として電位差が大きくなるために、最小距離Ｄｆが小さくなるほど始動性が良くなったと考えられる。また、シール部１２の高圧側においては、シール部１２のガラス表面に形成される正の電荷がより強くなるので、誘電体バリア放電がより発生し易くなり、始動ＮＧ発生率がより減少するようになる。
　したがって、図４、図５の結果から、始動時のシール部１２のガラス表面と外管５のガラス表面の電位差を大きくするために、最小距離Ｄｆを１．０ｍｍ以下、さらには０．９ｍｍ以下とするのが望ましい。ただし、最小距離Ｄｆが小さすぎるとリークに対する耐久性が低下するため、０．６ｍｍ以上であるのが望ましい。さらに、発光部１１の端部から金属箔３１の端部までの距離Ｌが、Ｌ≧４．６ｍｍ（軸リークの発生を考慮すると上限は５．５ｍｍ）を満たすように構成することで、水銀レスで第１の空間１１１にガスが高圧封入されているために点灯中のシール部１２にかかる負担が大きい本実施の形態のような放電ランプであっても、シール部１２の耐久性を維持しつつ、本発明の効果を得ることができる。
　なお、始動時のシール部１２のガラス表面と外管５のガラス表面の電位差を大きくする上では、実施例のランプのように高圧側となる電極マウント３と低圧側となるサポートワイヤ３５との間で誘電体バリア放電が発生するように設計するのも有効である。つまり、サポートワイヤ３５が下側に配置される自動車用の用途では、最小距離Ｄｆとなる部分もシール部１２の下側に設けるのがよい。サポートワイヤ３５の表面と外管５の外表面までの最小の距離を３．５ｍｍ以下にするとさらに効果的である。
　始動時の誘電体バリア放電は、上記のようなメカニズムであるので、分極した電荷間の距離が短いほどさらに発生しやすくなる。そこで、図５と同様に、最小距離Ｄｆとなるシール部１２の表面部分と外管５の内表面との最小距離Ｄｏを変化させたときの始動ＮＧ発生率について試験を行った結果、２．４ｍｍ以下であれば始動ＮＧ発生率が低下することがわかった。したがって、Ｄｏ≦２．４ｍｍを満たしているのが望ましい。ただし、最小距離Ｄｏを小さくしすぎると、発光部１１と外管５が近接ないし接触して、様々な不具合が生じることが懸念されるため、それらが接触しない範囲内、本実施例においては１．５ｍｍ以上とするのが望ましい。
　また、実施例のランプでは、金属箔３１の面とシール部１２の面が平行することにより、最小距離Ｄｆが面で存在するため、分極時、強い正の電荷の範囲がシール部１２の表面に面で形成されることになる。そのため、電極マウント３の表面とシール部１２の表面間の最短距離が同じでも、最小距離Ｄｆが点や線などで形成される場合と比較して、誘電体バリア放電が発生する確率が高くなり、始動性がさらに良好になる。
　したがって、本実施の形態では、第２の空間１１１に窒素などのガスを封入するとともに、金属箔３１の表面とシール部１２の表面との間に最短距離を形成し、その距離をＤｆとしたとき、Ｄｆ≦１．０ｍｍを満たしていることにより、始動時、シール部１２表面と外管５の内表面の間の電位差が大きくなり、誘電体バリア放電を発生させやすくすることができるため、始動性に優れた放電ランプを提供することができる。なお、本発明の効果は、後述する実施例などからもわかるように、電極マウント３の表面とシール部１２の表面との最小距離Ｄが、Ｄ≦１．０ｍｍを満たしていれば得ることができる。
　また、最小距離Ｄｆとなるシール部１２の表面部分と外管５の内表面との最小距離をＤｏとしたとき、Ｄｏ≦２．４ｍｍを満たしていると、正負の電荷間の距離が短くなり、誘電体バリア放電を発生させやすくすることができるため、さらに始動性に優れた放電ランプを提供することができる。
　（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。この第２の実施の形態の各部について、図１の第１の実施の形態の放電ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
　本実施の形態では、シール部１２の表面に凹部１２２を形成することで、当該部分と金属箔３１との距離を最小としている。具体的には、シール部１２表面と金属箔３１までの距離が１．２ｍｍである部分に、深さが０．４ｍｍの凹部１２２を設け、その凹部１２２の表面と金属箔３１の表面との最小距離Ｄｆｄを０．８ｍｍにしている。このような本実施の形態でも、Ｄｆｄ≦１．０ｍｍを満たすように構成することで第１の実施の形態と同様の効果が得ることができる。なお、このような凹部１２２は、例えば、ピンチシール工程の際に凸状の型を有するピンチャーを使用したり、通常通り作成したあと切削したりすることにより形成できるので、最小距離Ｄｆｄを所望の場所に所望のサイズで形成することができるという点で有利である。
　次に、凹部１２２の面積Ｓを変化させたときの放電開始電圧について試験した。その結果を図７に示す。なお、この試験はＤｆｄ＝１．０ｍｍに固定して行ったもので、試験数＝各１０本であり、プロットは平均値である。
　結果からわかるように、凹部１２２の面積Ｓが大きくなるほど、放電開始電圧が低くなり、始動しやすくなる傾向がある。この結果で特に注目すべきは、面積Ｓが１ｍｍ２以上になると放電開始電圧のばらつき、特に平均値よりも高い側のばらつきが小さくなり、放電開始電圧が全て１７ｋＶ以下になっているという点である。このように平均値よりも高い側の放電開始電圧のばらつきが小さくなったことで、始動ＮＧ発生率を低下させることができる。
　ただし、シール部１２の表面に凹部１２２を形成するとその部分は断面積が減少してしまうため、凹部１２２の面積Ｓは、１０ｍｍ２以下とするのが望ましい。また、凹部１２２は、シール部１２の断面積減少の影響を少なくするため、リード線３４側の金属箔３１に対向するシール部１２の表面に形成するのが望ましい。なお、金属箔３１と面していない凹部１２２の部分は、面積Ｓから除外するものとする。これは、当該部分は、始動性改善にあまり寄与しないからである。また、シール部１２の表面に複数の凹部１２２を形成した場合には、面積Ｓはそれぞれの面積の和とする。
　（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、金属箔３１の端部とシール部１２の側面との間に最小距離部分を形成している。具体的には、Ｄｆｅ＝０．７ｍｍである。本実施の形態でも、Ｄｆｅ≦１．０ｍｍを満たすように構成することで第１の実施の形態と同様の効果が得ることができる。最小距離Ｄｆｅは、金属箔３１の幅や、シール部１２の幅Ｗにより調整が可能である。なお、この実施の形態では、最小距離Ｄｆｅ部分と外管５との距離を小さくすることができる点で有利である。また、金属箔３１は、端部に向かうほど鋭利な形状に形成された、いわゆるナイフエッジ形状のものを使用するのが望ましい。
　（第４の実施の形態）
図９は、本発明の第４の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、発光部１１とシール部１２の境界に深いネック部１２３を形成し、そのネック部１２３と電極３２の表面との間に最小距離部分を形成している。具体的には、Ｄｅ＝０．７ｍｍである。本実施の形態でも、Ｄｅ≦１．０ｍｍを満たすように構成することで第１の実施の形態と同様の効果が得ることができる。また、本実施の形態では、最小距離Ｄｅの部分を発光部１１に近づけることができる点で有利である。
　（第５の実施の形態）
図１０は、本発明の第５の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、電極３２およびコイル３３が位置する凸部１２１に平坦部１２４を形成し、その平坦部１２４の表面とコイル３３の表面との間に最小距離部分を形成している。具体的には、Ｄｃ＝０．９ｍｍである。本実施の形態でも、Ｄｃ≦１．０ｍｍを満たすように構成することで第１の実施の形態と同様の効果が得ることができる。
　（第６の実施の形態）
図１１は、本発明の第６の実施の形態の放電ランプの断面図である。本実施の形態では、第３の実施の形態と同じく、金属箔３１の端部とシール部１２の側面との間に最小距離部分を形成し、かつ当該最小距離部分をランプの下側に位置させ、さらに内管１を外管５に対して下側にオフセットさせている。本実施の形態でも、Ｄｆｅ≦１．０ｍｍを満たすように構成することで第１の実施の形態と同様の効果が得ることができる。また、本実施の形態では、金属箔３１とサポートワイヤ３５との距離、および最小距離Ｄｏを短くすることができる点で有利である。
　（第７の実施の形態）
図１２は、本発明の第７の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、高圧側の円筒部１４に貫通穴１４１を形成することで、リード３４を第２の空間５１に露出させている。この実施形態では、凹部１２２を形成しない場合よりも、放電開始電圧を約５ｋＶ低下させることができる。これは、高圧側のリード３４が第２の空間５１に露出することで放電しやすくなったためと考えられ、全ての実施形態と比較しても高い始動改善の効果を得ることができる。なお、この実施形態では、貫通穴１４１を形成しても第２の空間５２に封入された希ガスの気密性を維持する必要があるので、例えば、図１２のように円筒部１４で金属箔３５とリード３６を気密封着するなどの構成と組み合わせるとよい。
　ここで、貫通穴１４１は円筒部１４に限らず、シール部１２に形成してもよい。つまり、切削などにより金属箔３１が第２の空間５１に露出するようにしてもよい。この場合、最小距離Ｄが０ｍｍになるので、第７の実施の形態と同様、始動性を大幅に改善することができる。
　（第８の実施の形態）
図１３は、本発明の第８の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、第２の実施の形態のように、高圧側のシール部１２の表面に金属箔３１と対向するように凹部１２２を形成し、その凹部１２２に導電膜９を形成している。このようにシール部１２表面に導電膜９を形成すると、ランプに高電圧を印加した直後のシール部１２のガラス表面と外管５のガラス表面の電位差をさらに大きくできるため、始動性をさらに改善することができる。なお、導電膜９としては、導電性（例えば、膜の抵抗が１０ＭΩ、望ましくは５０～１００ｋΩ）と透光性、さらには耐熱性を持つ材料を使用するのが望ましい。例えばインジウムの酸化物、スズの酸化物、亜鉛の酸化物、インジウムとスズの酸化物であるＩＴＯ、酸化亜鉛に酸化アルミニウムをドープしたＡＺＯ、酸化亜鉛に酸化ガリウムをドープしたＧＺＯ等およびこれらにフッ素、ガリウム、アンチモン等をドープしたものを使用することができる。膜厚は、１００ｎｍ～３００ｎｍであるのが望ましい。
　図１４は、金属箔と導電膜間の距離Ｄｆｃを変化させたときの放電開始電圧および始動ＮＧ発生率について説明するための図である。
　結果からわかるように、金属箔と導電膜間の距離Ｄｆｃが小さいほど放電開始電圧も始動ＮＧ発生率も低下する傾向がある。特に、Ｄｆｃが１．０ｍｍ以下になれば、始動ＮＧ発生率が０％となるので、導電膜を形成する場合も、Ｄｆｃ≦１．０ｍｍであるのが望ましい。
　（第９の実施の形態）
図１５は、本発明の第９の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、高圧側のシール部１２の表面に金属箔３１と対向するように凹部１２２を形成し、その凹部１２２およびその幅方向全体にわたり導電膜９を形成している。この実施の形態では、金属箔と導電膜間の距離Ｄｆｃを小さくしつつ、導電膜と外管間の距離Ｄｏｃを小さくできるので、始動性をさらに改善することができる。
　図１６は、導電膜と外管間の距離Ｄｏｃを変化させたときの放電開始電圧および始動ＮＧ発生率について説明するための図である。この試験における金属箔と導電膜間の距離Ｄｆｃは１．０ｍｍであり、導電膜と外管間の距離Ｄｏｃはオフセット位置やシール部における幅方向の導電膜形成領域を変えることで変化させた。
　結果からわかるように、導電膜と外管間の距離Ｄｏｃが小さいほど放電開始電圧も始動ＮＧ発生率も低下する傾向がある。特に、Ｄｏｃが２．５ｍｍ以下になれば、始動ＮＧ発生率が０％となるので、導電膜を形成する場合は、Ｄｏｃ≦２．５ｍｍであるのが望ましい。
　（第１０の実施の形態）
図１７は、本発明の第１０の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、高圧側のシール部１２に封着された金属箔３１に対向するように、外管５の内面の全周に導電膜９２を形成している。この実施の形態では、始動性をさらに改善することができる。また、外管５は内管１の表面と比較すると点灯中の温度が低く、導電膜の熱による劣化が起こりにくいため、長期にわたり始動性を維持することができる。
　（第１１の実施の形態）
図１８は、本発明の第１１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、高圧側のシール部１２の表面に金属箔３１と対向するように導電膜９１、その導電膜９１と対向するように外管５の内表面に導電膜９２を形成している。この実施の形態では、始動性をさらに改善することができる。
　（第１２の実施の形態）
図１９は、本発明の第１２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。本実施の形態では、第１１の実施の形態において、導電膜９２を発光部１１付近の外管５内表面に形成している。この実施の形態では、始動のための高電圧をランプに印加した直後に、誘電体バリア放電が発光部１１付近で発生するようになるため、始動性をさらに改善することができる。
　図２０は、従来のランプ、第１０、第１１、第１２の実施の形態のランプの放電開始電圧の違いについて説明するための図である。図中の従来のランプとは、金属箔とシール部表面との距離が１．２ｍｍで、かつ導電膜を形成していないランプである。
　結果からわかるように、第１２の実施の形態のランプは、他と比べて放電開始電圧が顕著に低下している。つまり、始動直後に、発光部１１周辺で誘電体バリア放電が発生することで始動性がかなり改善されることを意味する。発明者の試験の結果、Ｚ－Ｚ’よりも、低圧側のシール部１２側に導電膜９２を形成すれば、同様に顕著な効果を得ることができることが確認された。したがって、高圧側のシール部１２に導電膜９１を形成する場合には、高圧側のシール部１２と発光部１１の境界よりも、低圧側のシール部１２側の外管５の内表面に導電膜９２を形成するのが望ましい。特に発光部１１から離れることで熱的な劣化の影響が少ない、低圧側のシール部１２付近の外管５の内表面に導電膜９２を形成するのが望ましい。
　なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
　シール部１２はピンチシールに限らず、シュリンクシールなどであってもよい。
　各実施の形態において、金属箔３１、電極３２、コイル３３の表面とシール部１２の表面との間に最小距離が形成されている場合を説明したが、リード線３４の表面とシール部１２の表面との間に最小距離が形成されていてもよい。また、電極マウント３の表面とシール部１２の表面との最小距離Ｄを短くする具体的な手段をいくつか挙げたが、本発明はこれらにも限定されない。
　シール部１２の下側にＤ≦１．０ｍｍを満たす最小距離部分を形成するとともに、外管５に対して内管１を下側にオフセットさせるなどして、発光部１１の最大外径部分の上側と外管内表面との距離を０．５５ｍｍ以上設けるのが望ましい。これにより、本実施の形態のようなシール部１２と外管５との間の誘電体バリア放電と、当社先願の特願２００８－１１８２３２号に記載のような、発光部１１の最大外径部分の上側に形成される誘電体バリア放電の何れかが発生しやすい構成とすることで、始動性をさらに向上させることができる。

Claims (8)

  1. 　内部に第１の空間を有する発光部、前記発光部に形成されたシール部を有する内管と、前記第１の空間に封入された第１のガスを含む放電媒体と、前記シール部に封着された電極マウントと、前記内管に接続された外管とを具備し、管軸が略水平の状態で点灯される放電ランプにおいて、
    　前記内管と前記外管との間に形成された第２の空間には第２のガスが封入されており、前記電極マウントの表面と前記シール部の表面との最小距離をＤとしたとき、Ｄ≦１．０ｍｍを満たしていることを特徴とする放電ランプ。
  2. 　前記電極マウントは金属箔と、前記金属箔上に重ね合わせ接合された電極と、前記金属箔上に重ね合わせ接合されたリード線とを備え、前記最小距離は前記金属箔の表面と前記シール部の表面間に形成されており、その距離をＤｆとしたとき、Ｄｆ≦１．０ｍｍを満たしていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
  3. 　前記金属箔が封着された前記シール部の表面には凹部が形成され、前記最小距離は前記金属箔の表面と前記凹部の表面間に形成されており、その距離をＤｆｄとしたとき、Ｄｆｄ≦１．０ｍｍを満たしていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電ランプ。
  4. 　前記最小距離となる前記シール部の表面部分と前記外管の内表面との最小距離をＤｏとしたとき、Ｄｏ≦２．４ｍｍを満たしていることを特徴とする請求項１～請求項３の何れかに記載の放電ランプ。
  5. 　前記第１のガスはキセノンであって、その圧力は１２ａｔｍ以上であるとともに、前記放電媒体は水銀を本質的に含んでおらず、かつ前記発光部端から前記金属箔端までの距離をＬとしたとき、Ｌ≧４．６ｍｍを満たしていることを特徴とする請求項１～請求項４の何れかに記載の放電ランプ。
  6. 　前記シール部および前記電極マウントはそれぞれ一対設けられ、一方は高圧側、他方は低圧側に設定されており、前記最小距離は、高圧側に設けられていることを特徴とする請求項１～請求項５の何れかに記載の放電ランプ。
  7. 　前記シール部の表面および／または前記外管の内表面には、導電膜が形成されていることを特徴とする請求項１～請求項６の何れかに記載の放電ランプ。
  8. 　前記導電膜と前記外管との距離をＤＯＣとしたとき、ＤＯＣ≦２．５ｍｍを満たしていることを特徴とする、請求項６に記載の放電ランプ。
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