DE102006033262A1

DE102006033262A1 - Entladungsbirne

Info

Publication number: DE102006033262A1
Application number: DE102006033262A
Authority: DE
Inventors: Takuya Serita; Takeshi Fukuyo; Takaaki Komatsu
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2007-02-01
Also published as: US20070018584A1; JP2007026912A

Abstract

Eine Entladungsbirne umfasst eine Keramik-Bogenentladungsröhre, in der Entladungselektroden einander gegenüberliegend angeordndet sind und in die ein Leuchtmaterial zusammen mit einem Startedelgas eingefüllt ist. Eine Metallröhre ist in eine Pore an dem Röhrenende eingesteckt, wobei die Pore mit einer Entladungslicht-Emissionkammer kommuniziert. Das hintere Ende eines in die Röhre eingesteckten Elektrodenstabs ist mit der Röhre verbunden, wobei seine Spitze in die Entladungslicht-Emissionskammer vorsteht. Eine Vertiefung ist entlang des Umfangs auf der Innenumfangsfläche der Pore zwischen der Spitze der Röhre und der Entladungslicht-Emissionskammer angeordnet. Der kälteste Punkt liegt in der Vertiefung, wodurch sich ein Metallhalogen nicht in einem Mikroraum ansammelt und sich das zu der Entladungslichtemission beitragende Metallhalogen entsprechend nicht vermindert, sodass ein gewünschter Leuchtfluss erhalten wird.

Description

Die vorliegende Erfindung beansprucht ausländische Priorität auf der Basis der japanischen Patentanmeldung Nr. P.2005-208040 mit Einreichungsdatum vom 19. Juli 2005, deren Inhalt hier unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entladungsbirne mit einer Keramik-Bogenentladungsröhre, in der Entladungselektroden einander gegenüberliegend angeordnet sind und in die ein Leuchtmaterial (wie etwa ein Metallhalogen) zusammen mit einem Startedelgas eingefüllt ist.
Eine Entladungsbirne mit einer Glas-Bogenentladungsröhre ist eine übliche Lichtquelle für einen Fahrzeugscheinwerfer. Dieser Typ von Entladungsbirne weist das Problem auf, dass das in eine Glasröhre gefüllte Metallhalogen die Korrosion der Glasröhre beschleunigt und eine Entglasung sowie eine Schwärzung verursacht. Die Entglasung und die Schwärzung verhindern eine korrekte Lichtverteilung und verkürzen die Lebensdauer der Entladungsbirne.

In den letzten Jahren wurde wie in JP-A-2004-362978 (siehe 9) gezeigt eine Entladungsbirne mit einer Keramik-Bogenentladungsröhre vorgeschlagen, die eine Entladungslicht-Emissionskammer s umfasst, in der Entladungselektroden einander gegenüberliegend angeordnet sind und in die ein Leuchtmaterial zusammen mit einem Startedelgas eingefüllt ist. Die Bogenentladungsröhre weist also einen Aufbau auf, in dem eine Molybdänröhre 212 durch Metallisierung mit einer Pore 201 an jedem Ende einer Keramikröhre 200 verbunden ist. Das hintere Ende eines Elektrodenstabs 214, der derart in die Molybdänröhre 212 eingesetzt ist, dass seine Spitze in die Keramikröhre 200 (in die Entladungslicht-Emissionskammer s desselben) vorsteht, ist mit dem hinteren Ende der Molybdänröhre 212 verbunden, das von der Keramikröhre 200 vorsteht. Dadurch sind beide Enden der Keramikröhre 200 (d.h. sind die Poren 201, die mit der Entladungslicht-Emissionskammer s kommunizieren) gedichtet. Das Bezugszeichen 216 gibt einen Anschlussdraht an, der mit der Molybdänröhre 212 verbunden ist, die von dem Ende der Keramikröhre 200 vorsteht. Die Keramikröhre 200 ist gegenüber einem Metallhalogen beständig, sodass die Keramik-Bogenentladungsröhre eine längere Lebensdauer als eine Glas-Bogenentladungsröhre aufweist.

Die Keramik-Bogenentladungsröhre wird montiert, indem die Elektrode 214 in die Molybdänröhre eingesetzt und durch eine Metallisierung mit der Keramikröhre 200 verbunden wird. Weiterhin muss eine an dem gedichteten Teil an jedem Ende der Keramikröhre 200 erzeugte thermische Spannung absorbiert werden. Dazu ist ein Mikroraum 215 mit einer Größe von zum Beispiel 25 Mikrometern zwischen dem Elektrodenstab 214 und der Molybdänröhre 212 ausgebildet. Die Molybdänröhre 212 und der Elektrodenstab 214 weisen eine gute thermische Leitfähigkeit (Wärmestrahlung) auf. Der kälteste Punkt einer Beleuchtungs-Bogenentladungsröhre (der kälteste Punkt in dem kommunizierenden Teil der Entladungslicht-Emissionskammer s) liegt von dem Mikroraum 215 aus weiter innen zwischen dem Elektrodenstab 214 und der Molybdänröhre 212 (in dem zu der Entladungslicht-Emissionskammer s am weitesten entfernten Bereich). Das Problem besteht darin, dass das in der Entladungslicht-Emissionskammer s eingefüllte Metallhalogen weiter innen zu dem Mikroraum 215 an dem kältesten Punkt gesammelt und als Dampf, Flüssigkeit oder Festkörper gehalten wird. Dies hat zur Folge, dass eine reduzierte Menge des Metallhalogens zu der Entladungslichtemission beiträgt und kein gewünschter Leuchtfluss erhalten wird.

Der Erfinder schlägt vor, dass der kälteste Punkt der Beleuchtungs-Bogenentladungsröhre von dem Ende der Bogenentladungsröhre zu der Entladungslicht-Emissionskammer s verschoben werden sollte, um das eingefüllte Metallhalogen aus dem Mikroraum 215 herauszuhalten. Wie in 10 gezeigt, ist die Molybdänröhre 212 mit einer geringeren Tiefe in die Pore eingesetzt, wobei weiterhin eine Vertiefung 217 entlang des Umfangs in einem Raum zwischen der Spitze der Molybdänröhre 212 auf der Innenumfangsfläche der Pore 201 und der Entladungslicht-Emissionskammer s angeordnet ist. Es hat sich herausgestellt, dass der kälteste Punkt der Bogenentladungsröhre zu der Entladungslicht-Emissionskammer s verschoben wird und das eingefüllte Metallhalogen nicht in dem Mikroraum 215 bleibt.

Als Keramik-Bogenentladungsröhre ist eine Dichtungsstruktur (nicht gezeigt) bekannt, bei der die Elektrodenstäbe 214 in die Poren 201 an beiden Enden der Keramikröhre 200 über einen Mikroraum eingesetzt sind, wobei die vorstehenden Teile der Elektrodenstäbe 214, die von den Enden der Keramikröhre 200 vorstehen, an das Ende der Keramikröhre 200 glasgeschweißt sind. Es hat sich herausgestellt, dass wenn in einer Bogenentladungsröhre mit einem Dichtungsaufbau und einer Vertiefung 217 nahe der Entladungslicht-Emissionskammer s auf der Innenumfangsfläche der Pore 201 der kälteste Punkt der Bogenentladungsröhre zu der Entladungslicht-Emissionskammer s verschoben wird, das eingefüllte Metallhalogen nicht in dem Mikroraum bleibt. Auf dieser Erkenntnis beruht die vorliegende Erfindung.

In einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung ist eine Entladungsbirne angegeben, die das Ansammeln eines Metallhalogens in einem Mikroraum am Umfang eines Basisendes eines in eine Pore eingesetzten Elektrodenstabs verhindert, indem der kälteste Punkt an einem Ende einer Bogenentladungsröhre zu einer Entladungslicht-Emissionskammer hin verschoben wird, sodass eine Verminderung in der Menge eines zur Entladungslichtemission beitragenden Metallhalogens verhindert wird.

In einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist gemäß einem ersten Aspekt eine Entladungsbirne angegeben, die umfasst: eine Keramik-Bogenentladungsröhre; eine Entladungslicht-Emissionskammer, die im wesentlichen im Zentrum in der Längsrichtung der Keramik-Bogenentladungsröhre ausgebildet ist, wobei ein Leuchtmaterial und ein Startedelgas in die Entladungslicht-Emissionskammer eingefüllt sind; eine Metallröhre, die in einer Pore vorgesehen ist, wobei die Pore an einem Ende der Keramik-Bogenentladungsröhre ausgebildet ist und mit der Entladungslicht-Emissionskammer kommuniziert; einen Elektrodenstab, wobei ein hinteres Ende des Elektrodenstabs in die Metallröhre eingesetzt ist und eine Spitze des Elektrodenstabs in die Entladungslicht- Emissionskammer vorsteht; und eine Vertiefung, die entlang des Umfangs auf einer Innenumfangsfläche der Pore zwischen einer Spitze der Metallröhre und einer Öffnungskante der Pore auf der Seite der Entladungslicht-Emissionskammer angeordnet ist.

(Effekt) Eine Metallröhre und ein Elektrodenstab weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit (Wärmestrahlung) auf. Deshalb liegt der kälteste Punkt einer Beleuchtungs-Bogenentladungsröhre (der kälteste Punkt in dem kommunizierenden Teil der Entladungslicht-Emissionskammer) allgemein weiter innen als ein Mikroraum zwischen dem Elektrodenstab am Ende der Bogenentladungsröhre und der Metallröhre (in dem am weitesten von der Entladungslicht-Emissionskammer entfernten Bereich bzw. am Ende der Keramikröhre). Die Metallröhre mit der guten Wärmeleitfähigkeit ist nicht bis zu der Öffnungsposition der Pore zu der Entladungslicht-Emissionskammer eingesetzt, und eine Vertiefung ist entlang des Umfangs auf der Innenumfangsfläche zwischen der Spitze der Metallröhre und der Entladungslicht-Emissionskammer angeordnet. Deshalb wird die über den Metallteil übertragene Wärme und die Strahlungswärme des Elektrodenstabs kaum zu der Vertiefung übertragen, sodass die Vertiefung der kälteste Punkt ist. Mit anderen Worten wird der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre von dem Ende der Bogenentladungsröhre zu der Entladungslicht-Emissionskammer hin verschoben.

Daraus resultiert, dass das in die Entladungslicht-Emissionskammer gefüllte Metallhalogen in der Vertiefung am kältesten Punkt gehalten (gesammelt) werden kann und nicht in dem Mikroraum zwischen dem Elektrodenstab und der Metallröhre wie bei dem Aufbau aus dem Stand der Technik gehalten wird. Die Vertiefung ist ausreichend breiter als der Mikroraum zwischen dem Elektrodenstab und der Metallröhre und liegt näher an der Entladungslicht-Emissionskammer. Deshalb bewegt sich das in der Vertiefung gesammelte dampfförmige, flüssige oder solide Metallhalogen ohne weiteres in die unter einer hohen Temperatur stehende Entladungslicht-Emissionskammer und bleibt nicht der Vertiefung.

Weiterhin kann gemäß einem zweiten Aspekt die Verbindung zwischen einem aus der Keramikröhre vorstehenden Bereich der Metallröhre und dem Elektrodenstab durch einen Wärmeisolator bedeckt werden.

Der die Verbindung zwischen dem aus der Keramikröhre vorstehenden Bereich der Metallröhre und dem Elektrodenstab bedeckende Wärmeisolator kann eine Keramikkappe sein, die fest auf die Verbindung zwischen dem aus der Keramikröhre vorstehenden Bereich der Metallröhre und dem Elektrodenstab gesteckt ist, oder ein Wärmeisolationsfilm aus Keramik (Aluminiumoxid), der auf die Verbindung zwischen dem aus der Keramikröhre vorstehenden Bereich der Metallröhre und dem Elektrodenstab aufgetragen ist.

(Effekt) Die Wärmemenge aus der mit einem Isolator (an der Verbindung zwischen der Metallröhre und dem Elektrodenstab) bedeckten Bogenentladungsröhre nimmt ab, und der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre verschiebt sich zu der Entladungslicht-Emissionskammer, wobei sichergestellt wird, dass sich der kälteste Punkt in der Vertiefung befindet. Der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre wird also zuverlässig zu der Entladungslicht-Emissionskammer verschoben.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst die Entladungsbirne: eine Bogenentladungsröhre; eine Entladungslicht-Emissionskammer, die im wesentlichen im Zentrum in der Längsrichtung der Bogenentladungsröhre ausgebildet ist, wobei ein Leuchtmaterial und eine Startedelgas in die Entladungslicht-Emissionsröhre gefüllt sind; einen Elektrodenstab, die in eine Pore eingesetzt ist, wobei die Pore an einem Ende der Bogenentladungsröhre ausgebildet ist und mit der Entladungslicht-Emissionskammer kommuniziert, wobei eine Spitze des Elektrodenstabs in die Entladungslicht-Emissionskammer vorsteht und ein hinteres Ende des Elektrodenstabs mit einem Umfang einer äußeren Öffnung der Pore verbunden ist; und eine Vertiefung, die entlang des Umfangs auf einer Innenumfangsfläche der Pore in der Nähe der Entladungslicht-Emissionskammer angeordnet ist.

(Effekt) Ein Elektrodenstab weist eine gute Wärmeleitfähigkeit (Wärmestrahlung) auf. Deshalb liegt der kälteste Punkt einer Beleuchtungs-Bogenentladungsröhre (der kälteste Punkt in dem Kommunikationsteil der Entladungslicht-Emissionskammer) allgemein innerhalb von einem Mikroraum zwischen der Pore an dem Ende der Bogenentladungsröhre und dem Elektrodenstab (in dem am weitesten von der Entladungslicht-Emissionskammer entfernten Bereich bzw. an dem Ende der Keramikröhre). Eine Vertiefung ist entlang des Umfangs auf der Innenumfangsfläche der Pore angeordnet. Die Strahlungswärme wird kaum in die Vertiefung übertragen, die weiter von dem Elektrodenstab entfernt ist, sodass die Vertiefung der kälteste Punkt ist. Das heißt, der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre ist von dem Ende der Bogenentladungsröhre zu der Entladungslicht-Emissionskammer hin verschoben.

Daraus resultiert, dass das in die Entladungslicht-Emissionskammer gefüllte Metallhalogen in der Vertiefung an dem kältesten Punkt gehalten (gesammelt) werden kann, aber nicht in dem Mikroraum zwischen der Pore und dem Elektrodenstab gehalten (gesammelt) wird. Die Vertiefung ist nahe zu der Entladungslicht-Emissionskammer ausgebildet. Deshalb bewegt sich das in der Vertiefung gesammelte dampfförmige, flüssige oder solide Metallhalogen ohne weiteres in die unter einer hohen Temperatur stehende Entladungslicht-Emissionskammer und bleibt nicht in der Vertiefung.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung kann der Elektrodenstab an der Spitzenseite einen Wolframelektrodenstab mit einem kleinen Durchmesser und auf der hinteren Seite einen Molybdänstab mit einem großem Durchmesser umfassen, wobei der Wolframelektrodenstab koaxial an den Molybdänstab geschweißt ist und die Vertiefung in nächster Nähe zu dem geschweißten Teil des Wolframelektrodenstabs und des Molybdänstabs angeordnet ist.

(Effekt) Die Temperatur in der Vertiefung am kältesten Punkt in der Bogenentladungsröhre sinkt, wenn die Vertiefung näher an dem Ende der Bogenentladungsröhre (entfernt zu der unter einer hohen Temperatur stehenden Entladungslicht-Emissionskammer) angeordnet ist. Die Vertiefung sollte also mit einer gewissen Entfernung zu der Entladungslicht-Emissionskammer angeordnet werden. Der Raum zwischen der Pore und dem Wolframelektrodenstab ist breiter als der Raum zwischen der Pore und dem Molybdänstab und liegt näher an der Entladungslicht-Emissionskammer. Deshalb wird ein in der Entladungslicht-Emissionskammer gesammeltes Metallhalogen ohne weiteres ausgestoßen. Indem eine Vertiefung in nächster Nähe zu dem geschweißten Teil zwischen dem Wolframelektrodenstab und dem Molybdänstab angeordnet ist, wird sichergestellt, dass sich der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre in der Vertiefung befindet. Wenn der vierte Aspekt mit dem ersten oder zweiten Aspekt kombiniert wird, wird ein Ansammeln eines Metallhalogens in dem Raum zwischen dem Molybdänstab und der Metallröhre weiter unterdrückt. Wenn der vierte Aspekt mit dem dritten Aspekt kombiniert wird, wird ein Ansammeln des Metallhalogens in dem Raum zwischen dem Molybdänstab und der Pore weiter unterdrückt.

Bei der Entladungsbirne gemäß dem ersten Aspekt wird der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre in die Vertiefung auf der Innenumfangsfläche nahe der Entladungslicht-Emissionskammer verschoben. Das Metallhalogen sammelt sich nicht mehr in dem Mikroraum zwischen dem Elektrodenstab und der Metallröhre, sodass die zu der Entladungslichtemission beitragende Menge des Metallhalogens nicht vermindert wird. Dadurch wird ein gewünschter Lichtfluss für eine lange Zeitdauer sichergestellt.

Gemäß dem zweiten Aspekt wird die Wärmestrahlung an dem Ende der Bogenentladungsröhre unterdrückt. Der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre wird in eine Vertiefung nahe der Entladungslicht-Emissionskammer verschoben, wodurch eine weitere Ansammlung des eingefüllten Metallhalogens in dem Mikroraum zwischen dem Elektrodenstab und der Metallröhre und damit eine Verminderung der zu der Entladungslichtemission beitragendes Menge des Metallhalogens verhindert wird. Dadurch wird ein gewünschter Lichtfluss für eine längere Zeitdauer sichergestellt.

Bei der Entladungsbirne gemäß dem dritten Aspekt wird der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre in die Vertiefung auf der Innenumfangsfläche nahe der Entladungslicht-Emissionskammer verschoben. Das Metallhalogen sammelt sich nicht mehr in dem Mikroraum zwischen dem Elektrodenstab und der Pore, und die zu der Entladungslichtemission beitragende Menge von Metallhalogen wird nicht vermindert. Dadurch wird ein gewünschter Lichtfluss für eine lange Zeitdauer sichergestellt.

Gemäß dem vierten Aspekt wird sichergestellt, dass sich der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre in der Vertiefung befindet. Dadurch wird ein Ansammeln des eingefüllten Metallhalogens in dem Mikroraum um das Basisende des Elektrodenstabs herum und damit eine entsprechende Verminderung der Menge des zu der Entladungslichtemission beitragenden Metallhalogens verhindert. Dadurch wird ein gewünschter Lichtfluss für eine lange Zeitdauer sichergestellt.

Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche verdeutlicht.
1 ist eine Vorderansicht auf einen Fahrzeug-Scheinwerfer, der als Lichtquelle eine Entladungsbirne gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform verwendet.
2 ist eine Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung des Scheinwerfers entlang der Linie II-II von 1.
3 ist eine vergrößerte Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung einer Bogenentladungsröhre, die ein Hauptteil der Entladungsbirne ist.
4 ist eine Querschnittansicht in der vertikalen Richtung der Bogenentladungsröhre entlang der der Linie IV-IV von 3.
5 ist eine vergrößerte Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit.
6 ist eine Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit, die ein Hauptteil einer Entladungsbirne gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform ist.
7 ist eine Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung einer Bogenentladungsröhren-Haupteinheit, die ein Hauptteil einer Entladungsbirne gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform ist.
8 ist eine Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung einer Bogenentladungsröhren-Haupteinheit, die ein Hauptteil einer Entladungsbirne gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform ist.
9 ist eine Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung einer Bogenentladungsröhren-Haupteinheit, die ein Hauptteil einer Entladungsbirne aus dem Stand der Technik ist.
10 ist eine Längsquerschnittansicht in der vertikalen Richtung einer Bogenentladungsröhren-Haupteinheit des Erfinders.
Im Folgenden werden beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 bis 5 zeigen eine erste beispielhafte Ausführungsform der Erfindung. In diesen Figuren gibt das Bezugszeichen 80 einen topfförmigen Lampenkörper des Fahrzeug-Scheinwerfers wieder, dessen vordere Seite geöffnet ist. In der vorderen Öffnung des Lampenkörpers ist eine transparente vordere Abdeckung 90 montiert, die eine Lampenkammer S vorsieht. In der Lampenkammer S ist ein Reflektor 100 untergebracht, wobei eine Entladungsbirne V1 in ein Birneneinsteckloch 102 am hinteren Scheitel desselben eingesteckt ist. Innerhalb des Reflektors 100 sind effektive Reflexionsflächen 101a, 101b durch eine Aluminiumbedampfung ausgebildet. Die effektiven Reflexionsflächen 101a, 101b setzen sich aus mehreren Lichtverteilungsstufen (mehreren Reflexionsflächen) mit unterschiedlich gekrümmten Oberflächenformen zusammen. Das aus der Birne V1 reflektierte Licht wird an dem Reflektor 100 (an den effektiven Reflexionsflächen 101a und 101b desselben) reflektiert und nach vorne gestrahlt, um ein vorbestimmtes Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers zu bilden.
Wie in 1 gezeigt, ist zwischen dem Reflektor 100 und dem Lampenkörper 30 ein Zieldrehpunkt E0 mit einem einfachen Kugelgelenkaufbau und einem Zielmechanismus E aus zwei Zielschrauben E1, E2 vorgesehen, um die optische Achse L des Reflektors 100 (Scheinwerfers) um eine horizontale Kippachse Lx und eine vertikale Kippachse Ly zu kippen und dadurch eine Zieleinstellung der optischen Achse L des Scheinwerfers durchzuführen.
Das Bezugszeichen 30 gibt eine isolierende Basis aus einem PPS-Kunstharz an. An dem Umfang der isolierenden Basis ist ein Fokusring 34 angeordnet, der mit dem Birneneinsteckloch 102 des Reflektors 100 verbunden ist. In der Vorwärtsrichtung der isolierenden Basis 30 wird eine Bogenentladungsröhre 10A durch eine Metallanschlusshalterung 36, die sich als Stromversorgungspfad von der Basis 30 nach vorne erstreckt, und ein an der Vorderfläche der Basis 30 fixiertes Metallhalteglied 60 fixiert und gehalten, um eine Entladungsbirne V1 zu bilden.
Dabei ist ein Anschlussdraht 18a von dem vorderen Ende der Bogenentladungsröhre 10A geführt und durch Punktschweißen an der vorderen Spitze der Anschlusshalterung 36 fixiert, die sich von der isolierenden Basis 30 erstreckt, sodass das vordere Ende der Bogenentladungsröhre 10A durch die gebogene Spitze der Anschlusshalterung 36 gehalten wird. Weiterhin ist ein Anschlussdraht 18b, der von dem hinteren Ende der Bogenentladungsröhre 10A geführt ist, mit einem Anschluss 47 an dem hinteren Ende der Basis 30 verbunden. Das hintere Ende der Bogenentladungsröhre 10A wird durch ein Metallhalteglied 60 gegriffen, das an der Vorderfläche der isolierenden Basis 30 fixiert ist.
An dem vorderen Ende der isolierenden Basis 30 ist eine Vertiefung 32 angeordnet. In der Vertiefung 32 wird das hintere Ende der Bogenentladungsröhre 10A aufgenommen und gehalten. An dem hinteren Ende der isolierenden Basis 30 ist ein zylindrischer Vorsprung 43 ausgebildet. Der zylindrische Vorsprung 43 wird durch ein sich nach hinten erstreckendes zylindrisches Außengehäuse 42 umschlossen. Auf dem Außenumfang des Wurzelteils des Außengehäuses 42 ist einstückig ein zylindrischer Bandanschluss 44 fixiert, der mit der Anschlusshalterung 36 verbunden ist. Auf den Vorsprung 43 ist ein Kappenanschluss 47 gesteckt. Mit dem Kappenanschluss 47 ist der hintere Anschlussdraht 18b verbunden.
Wie in 3 gezeigt, wird die Bogenentladungsröhre 10A durch eine Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11A mit einer Entladungslicht-Emissionskammer s gebildet, in der stabförmige Elektroden 15, 15 einander gegenüberliegend angeordnet sind und in die ein Leuchtmaterial wie etwa ein Metallhalogen zusammen mit einem Edelstartgas eingefüllt ist. Ein zylinderförmiges Hüllglas 20 zum Abschirmen von Ultraviolettstrahlen bedeckt die Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11A und ist einstückig mit derselben ausgebildet. Von dem vorderen/hinteren Ende der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11A sind Anschlussdrähte 18a, 18b geführt und elektrisch mit den stabförmigen Elektroden 15, 15 verbunden, die in die Entladungslicht-Emissionskammer s vorstehen. Das Hüllglas 20 zum Abschirmen von Ultraviolettstrahlen ist an den Anschlussdrähten 18a, 18b gedichtet, um die Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11A und das Hüllglas 20 miteinander zu verbinden. Das Bezugszeichen 22 gibt einen gedichteten Teil des Hüllglases 20 mit verengtem Durchmesser an.
Die Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11A umfasst eine durchscheinende Keramikröhre 12 in der Form eines Zylinders.
Im Zentrum in der Längsrichtung der Keramikröhre 12 ist ein Entladungslicht-Emissionsteil 12a ausgebildet, der eine Entladungslicht-Emissionskammer s bildet. An den jeweils durch einen verengten Teil 12b abgetrennten Enden 12c der Keramikröhre 12 ist jeweils eine Pore 13 ausgebildet. Die Poren 13 kommunizieren mit der Entladungslicht-Emissionskammer s des Entladungslicht-Emissionsteils 12a.
In der Nähe der Öffnung an dem Ende jeder Pore 13 ist eine Molybdänröhre 14 durch eine Metallisierungsverbindung fixiert. Die Molybdänröhre 14 steht von dem Ende der Keramikröhre 12 vor. Die stabförmige Elektrode 15 ist in die Molybdänröhre 15 eingesetzt. Eine Spitze der stabförmigen Elektrode 15 steht in die Entladungslicht-Emissionskammer s vor. Ein hinteres Ende der stabförmigen Elektrode 15 ist mit der vorstehenden Spitze der Molybdänröhre 14 verschweißt und damit fest mit der Keramikröhre 12 verbunden. Die Pore 13 kommuniziert mit der Entladungslicht-Emissionskammer s. In der Entladungslicht-Emissionskammer s ist ein Leuchtmaterial wie etwa ein Metallhalogen zusammen mit einem Edelstartgas dichtend gefüllt. Das Bezugszeichen 14a gibt einen lasergeschweißten Teil an.
Die stabförmige Elektrode 15 wird durch einen Wolframelektrodenstab 15a mit einem kleinen Durchmesser und einen Molybdänstab 15b mit einem großen Durchmesser gebildet. Der Wolframelektrodenstab 15a und der Molybdänstab 15b sind koaxial und einstückig verbunden. Der Wolframelektrodenstab 15a ist an der Spitzenseite der stabförmigen Elektrode 15 angeordnet. Der Molybdänstab 15b ist an der hinteren Seite der stabförmigen Elektrode 15 angeordnet. Zwischen der Molybdänröhre 14 und dem Molybdänstab 15b der stabförmigen Elektrode 15 ist ein Mikroraum 16 mit einer Größe von zum Beispiel 25 Mikrometern ausgebildet, damit die stabförmige Elektrode 15 eingesetzt werden und die thermische Spannung an beiden Enden der Keramikröhre 12 absorbieren kann. An der Molybdänröhre 14, die von der Keramikröhre 12 vorsteht, sind die gebogenen Spitzenteile der Anschlussdrähte 18a, 18b fixiert. Die Anschlussdrähte 18a, 18b und die stabförmigen Elektroden 15, 15 sind auf derselbe Achse angeordnet (siehe 3, 5).
An einer Position auf der Innenumfangsfläche der Pore 13 an jedem Ende der Keramikröhre 12 ist in nächster Nähe zu der Einsatzspitze der Molybdänröhre 14 entlang des Umfangs eine Vertiefung 17 angeordnet, um das Ansammeln des in die Entladungslicht-Emissionskammer s eingefüllten Metallhalogens in dem Mikroraum 16 zwischen der Molybdänröhre 14 und der stabförmigen Elektrode 15 zu verhindern und eine Verminderung der Menge des zu der Entladungslichtemission beitragenden Metallhalogens im wesentlichen zu unterdrücken.
Die Molybdänröhre 14 und die stabförmige Elektrode 15 weisen eine gute Wärmeleitfähigkeit (Wärmestrahlung) auf. Des kälteste Punkt in der Beleuchtungs-Bogenentladungsröhre 11A (der kälteste Punkt in dem kommunizierenden Teil der Entladungslicht-Emissionskammer s) liegt also allgemein weiter innen in Bezug auf den Mikroraum 16 zwischen der stabförmigen Elektrode 15 und der Molybdänröhre 14 (in dem am weitesten von der Entladungslicht-Emissionskammer s entfernten Bereich bzw. am Ende der Keramikröhre 12). Die Molybdänröhre 14 mit einer guten Wärmeleitfähigkeit ist nicht bis zu der Öffnungsposition der Pore 13 zu der Entladungslicht-Emissionskammer s eingesetzt, und die Vertiefung 17 ist entlang des Umfangs auf der Innenumfangsfläche der Pore 13 in nächster Nähe zu der Spitze der Molybdänröhre 14 angeordnet. Deshalb wird die über die Molybdänröhre 14 übertragene Wärme und die Strahlungswärme der stabförmigen Elektrode 15 kaum zu der Vertiefung 17 übertragen, sodass die Vertiefung 17 der kälteste Punkt ist. Mit anderen Worten wurde der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhre 10A von dem Ende der Bogenentladungsröhre 10A in die Vertiefung 17 in der Nähe der Entladungslicht-Emissionskammer s verschoben.
Daraus resultiert, dass das in die Entladungslicht-Emissionskammer s gefüllte Metallhalogen in der Vertiefung 17 am kältesten Punkt gehalten (gesammelt) werden kann, aber nicht wie im Stand der Technik in dem Mikroraum 16 zwischen der stabförmigen Elektrode 15 und der Molybdänröhre 14 gehalten (gesammelt) wird. Der Raum, in dem die Vertiefung 17 gebildet ist (der Raum zwischen der stabförmigen Elektrode 15 und der Pore 13) ist ausreichend breiter als der Mikroraum 16 zwischen der stabförmigen Elektrode und der Molybdänröhre und liegt näher an der Entladungslicht-Emissionskammer s. Deshalb bewegt sich das in der Vertiefung 17 gesammelte dampfförmige, flüssige oder solide Metallhalogen ohne weiteres in die unter einer hohen Temperatur stehende Entladungslicht-Emissionskammer s, sodass sie nicht in der Vertiefung bleibt.
Bei der Entladungsbirne der vorliegenden Erfindung (bei der Bogenentladungsröhreneinheit 11A derselben) wird also die zu der Entladungslichtemission beitragende Menge des Metallhalogens auch nach längerer Nutzungsdauer nicht vermindert, wodurch ein gewünschter Leuchtfluss für eine lange Zeitdauer sichergestellt wird.
Je schmäler der Mikroraum 16 ist, desto weniger kann das eingefüllte Metallhalogen in den Mikroraum 16 eindringen. Es können jedoch Herstellungsfehler in Bezug auf den Außendurchmesser (an der Pore 13) der Keramikröhre 12 und der stabförmigen Elektrode 15 auftreten, sodass der Mikroraum 16 nicht auf 20 Mikrometer oder weniger reduziert werden kann.
Im Folgenden wird eine zweite beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 6 gezeigt.
Während in der ersten Ausführungsform die Vertiefung 17 als kältester Punkt in der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11A (in der Keramikröhre 12) auf der Innenumfangsfläche der Pore 13 in nächster Nähe zu der Spitze der Molybdänröhre 14 angeordnet ist, ist in der zweiten Ausführungsform die Vertiefung 17 als kältester Punkt in der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11B (in der Keramikröhre 12B) in nächster Nähe zu der Verbindung zwischen dem Wolframelektrodenstab 15a mit einem kleinem Durchmesser auf der Spitzenseite und dem Molybdänstab 15b mit einem großen Durchmesser auf der Basisendseite angeordnet, die näher an der Entladungslicht-Emissionskammer s liegt als die Spitze der Molybdänröhre 14.
Der Raum zwischen der Pore 13, zu der sich die Vertiefung 17 öffnet, und dem Wolframelektrodenstab 15a ist also größer als der Raum zuwischen der Pore 13 und dem Molybdänstab 15b und liegt näher an der Entladungslicht-Emissionskammer s. Das Metallhalogen sammelt sich also kaum in dem Mikroraum 16. Das Metallhalogen wird in der Vertiefung 17 als kältestem Punkt gesammelt und bewegt sich einfacher als in der ersten Ausführungsform zu der Entladungslicht-Emissionskammer s. Es sind also weniger Variationen in dem Leuchtfluss gegeben, während die Bogenentladungsröhre leuchtet.
Die anderen Teile sind identisch mit denjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform. Sie werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben und hier nicht nochmals beschrieben.
Im Folgenden wird eine dritte beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 7 beschrieben.
Bei der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11C der dritten beispielhaften Ausführungsform ist eine Keramik-Wärmeisolationskappe 170 fest auf die Molybdänröhre gesteckt, die von dem Ende 12c der Bogenentladungsröhre 11A (der Keramikröhre 12) gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform und dem geschweißten Teil 14a vorsteht. Es wird also sichergestellt, dass der kälteste Punkt an dem Ende der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11C zu der Vertiefung 17 auf der Innenumfangsfläche des Pore 13 in der Nähe der Entladungslicht-Emissionskammer s verschoben wird. Dadurch wird das Ansammeln eines Metallhalogens in dem Mikroraum 16 zwischen dem Molybdänröhr 14 und der stabförmigen Elektrode 15 weiter unterdrückt und ein gewünschter Leuchtfluss für eine lange Zeitdauer sichergestellt.
Es wird also die Menge der Wärmestrahlung von der Molybdänröhre 14 und dem durch die Wärmeisolationskappe 170 bedeckten geschweißten Teil 14a reduziert. Das Ende 12c der Keramikröhre 12 wird mit Wärme gefüllt, und die Verschiebung des kältesten Punkts an dem Ende der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11C zu der Entladungslicht-Emissionskammer s wird beschleunigt. Es wird also sichergestellt, dass der kälteste Punkt an dem Ende der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11C in die Vertiefung 17 auf der Innenumfangsfläche der Pore 13 verschoben wird. Dadurch wird ein Ansammeln eines Metallhalogens in dem Mikroraum 16 zwischen der Molybdänröhre 14 und der stabförmigen Elektrode 15 stärker als in der ersten und zweiten beispielhaften Ausführungsform unterdrückt.
In der dritten beispielhaften Ausführungsform kann anstatt einer Keramik-Wärmeisolationskappe 170 ein Wärmeisolationsfilm aus Keramik (Aluminiumoxid) in dem Bereich des geschweißten Teils 14a der von der Keramikröhre 12 vorstehenden Molybdänröhre 14 aufgetragen werden.
Im Folgenden wird eine vierte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 8 beschrieben.
Die stabförmige Elektrode 15 ist fest mit der Keramikröhre 12 (12B, 12C) über die durch eine Metallisierung mit der Pore 13 der Keramikröhre 12 (12B, 12C) verbundene Molybdänröhre 12 verbunden, wobei die stabförmige Elektrode 15 über eine Dichtung mit der Keramikröhre 12C verbunden ist.
Die Keramikröhre 12C der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11C weist genauso wie die Keramikröhre 12 (12B, 12C) gemäß der ersten bis dritten beispielhaften Ausführungsform insgesamt eine zylindrische Form auf, wobei jedoch jeweils ein Keramikröhrenende 12d mit einem kleineren Außendurchmesser als der Entladungslicht-Emissionsteil 12a an jedem Ende des Entladungslicht-Emissionsteils 12a im Zentrum in der Längsrichtung ausgebildet ist. Das Basisende der stabförmigen Elektrode 15 wird durch eine Verbindung aus einem Molybdänstab 15b und einem Niobstab 15c gebildet. In jedem Keramikröhrenende 12d ist ein Pore 13 ausgebildet, die mit der Entladungslicht-Emissionskammer s des Entladungslicht-Emissionsteils 12a kommuniziert.
Die stabförmige Elektrode 15, die derart in die Pore 13 eingesteckt ist, dass der Wolframelektrodenstab 15a an der Spitze in die Entladungslicht-Emissionskammer s vorsteht, steht mit dem Niobstab 15c am hinteren Ende wesentlich von dem Keramikröhrenende 12d vor und ist durch eine Glasschweißung fest mit der Endfläche des Keramikröhrenendes 12d verbunden. Das Bezugszeichen 19 gibt den glasgeschweißten Teil an. Das von dem Keramikröhrenende 12c vorstehende Ende der stabförmigen Elektrode 15 (Niobstab 15c) ist mit den gebogenen Teilen der Anschlussdrähte 18a, 18b verbunden, wobei sich die Keramikröhre 12C und die Anschlussdrähte 18a, 18b auf derselben Achse erstrecken.
Zwischen der stabförmigen Elektrode 15, die den Wolframelektrodenstab 15a mit kleinem Durchmesser an der Spitze, die Molybdänstab 15b mit großem Durchmesser am Basisende und den Niobstab 15c umfasst, und der Pore 13 des Keramikröhrenendes 12d ist ein Mikroraum 16C mit einer Größe von beispielsweise ungefähr 25 Mikrometer ausgebildet, damit die stabförmige Elektrode 15 eingesteckt werden kann und die an beiden Enden 12d der Keramikröhre 12c erzeugte thermische Spannung absorbiert werden kann.
An einer Position auf der Innenumfangsfläche der Pore 13 ist an dem Keramikröhrenende 12d in nächster Nähe zu der Verbindung zwischen dem Wolframelektrodenstab 15a und dem Molybdänstab 15b entlang des Umfangs eine Vertiefung 17 angeordnet, um ein Ansammeln eines in die Entladungslicht-Emissionskammer s eingefüllten Metallhalogens in dem Mikroraum 16C zwischen der Pore 13 und dem Molybdänstab 15b zu verhindern und eine Reduktion in der Menge des wesentlich zu der Entladungslichtemission beitragenden Metallhalogens zu unterdrücken.
Die stabförmige Elektrode 15 weist eine gute Wärmeleitfähigkeit (Wärmestrahlung) auf. Der kälteste Punkt in der Beleuchtungs-Bogenentladungsröhre 11D (der kälteste Punkt in dem kommunizierenden Teil der Entladungslicht-Emissionskammer s) liegt allgemein weiter innen als der Mikroraum 16D zwischen der Pore 13 am Ende der Keramikröhre 11D und der stabförmigen Elektrode 15 (in dem am weitesten von der Entladungslicht-Emissionskammer s entfernten Bereich der Keramikröhre 12D). Die Vertiefung 17 ist entlang des Umfangs auf der Innenumfangsfläche der Pore 13 in der Nähe der Entladungslicht-Emissionskammer s angeordnet. Die Vertiefung 17 ist von der stabförmigen Elektrode 15 entfernt angeordnet, sodass die Strahlungswärme der stabförmigen Elektrode 15 (des Wolframelektrodenstabs 15a) kaum in die Vertiefung 17 übertragen wird. Die Vertiefung 17 ist also der kälteste Teil. Mit anderen Worten wurde der kälteste Punkt in der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11D von dem Ende der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit 11D zu der Entladungslicht-Emissionskammer s hin verschoben.
Daraus resultiert, dass das in die Entladungslicht-Emissionskammer s gefüllte Metallhalogen in der Vertiefung 17 als kältestem Punkt gehalten (gesammelt) werden kann, aber nicht in dem Mikroraum 16D zwischen der Pore 13 und der stabförmigen Elektrode 15 gehalten (gesammelt) wird. Die Vertiefung 17 ist ausreichend breiter als der Mikroraum 16D zwischen dem Molybdänstab 15b und der Pore 13 und liegt näher an der Entladungslicht-Emissionskammer s. Deshalb bewegt sich das in der Vertiefung 17 gesammelte dampfförmige, flüssige oder solide Metallhalogen ohne weiteres in die unter einer hohen Temperatur stehende Entladungslicht-Emissionskammer s und bleibt nicht in der Vertiefung 17. Die anderen Teile sind im wesentlichen identisch mit denjenigen der ersten beispielhaften Ausführungsform und werden durch gleiche Bezugszeichen angegeben, wobei hier auf eine wiederholte Beschreibung dieser Teile verzichtet wird.
Bei der Entladungsbirne gemäß der vierten Ausführungsform (bei der Bogenentladungsröhren-Haupteinheit) wird im wesentlichen wie bei der Entladungsbirne gemäß der beispielhaften ersten bis dritten Ausführungsform die Menge des zu der Entladungslichtemission beitragenden Metallhalogens auch nach einer längeren Nutzungsdauer nicht reduziert, wodurch ein gewünschter Lichtfluss für eine lange Zeitdauer sichergestellt wird.
Die Bogenentladungsröhren 10A bis 10D in den beispielhaften Ausführungsformen weisen einen Aufbau auf, bei dem die Keramik-Bogenentladungsröhren-Haupteinheiten 11A und 11D und das Hüllglas 20 um die Bogenentladungsröhren-Haupteinheiten 11A bis 11D miteinander verbunden werden, bevor sie an der isolierenden Basis 30 montiert werden. Die Keramik-Bogenentladungsröhren-Haupteinheiten 11A und 11D können jedoch auch ohne das Hüllglas 20 an der isolierenden Basis 30 montiert werden.
Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an den beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der Erfindungsumfang verlassen wird. Der Erfindungsumfang wird durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert.

Claims

Entladungsbirne, die umfasst: eine Keramik-Bogenentladungsröhre (12), eine Entladungslicht-Emissionskammer (s), die im wesentlichen im Zentrum in der Längsrichtung der Keramik-Bogenentladungsröhre (12) ausgebildet ist, wobei ein Leuchtmaterial und ein Startedelgas in die Entladungslicht-Emissionskammer (s) gefüllt sind, eine Metallröhre (14), die in einer Pore (13) vorgesehen ist, wobei die Pore (13) in einem Ende der Keramik-Bogenentladungsröhre (12) ausgebildet ist und mit der Entladungslicht-Emissionskammer (s) kommuniziert, einen Elektrodenstab (15), wobei ein hinteres Ende des Elektrodenstabs (15) in die Metallröhre (14) eingesteckt ist und eine Spitze des Elektrodenstabs (15) in die Entladungslicht-Emissionskammer (s) vorsteht, eine Vertiefung (17), die entlang des Umfangs auf einer Innenumfangsfläche der Pore zwischen einer Spitze der Metallröhre und einer Öffnungskante der Pore auf der Seite der Entladungslicht-Emissionskammer angeordnet ist.
Entladungsbirne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung zwischen einem von der Keramikröhre (12) vorstehenden Bereich der Metallröhre (14) und dem Elektrodenstab (15) durch einen Wärmeisolator bedeckt ist.
Entladungsbirne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenstab (15) an der Spitze einen Wolframelektrodenstab (15a) mit einem kleinen Durchmesser und an der hinteren Seite einen Molybdänstab (15b) mit einem großem Durchmesser umfasst, wobei der Wolframelektrodenstab (15a) koaxial an den Molybdänstab (15b) geschweißt ist, und die Vertiefung (17) in nächster Nähe zu dem geschweißten Teil des Wolframelektrodenstabs (15a) und des Molybdänstabs (15b) angeordnet ist.
Entladungsbirne, die umfasst: eine Bogenentladungsröhre (12), eine Entladungslicht-Emissionskammer (s), die im wesentlichen im Zentrum in der Längsrichtung der Bogenentladungsröhre (12) ausgebildet ist, wobei ein Leuchtmaterial und ein Startedelgas in die Entladungslicht-Emissionskammer (s) eingefüllt sind, einen Elektrodenstab (15), der in eine Pore (13) eingesetzt ist, wobei die Pore (13) in einem Ende der Bogenentladungsröhre (12) ausgebildet ist und mit der Entladungslicht-Emissionskammer (s) kommuniziert, wobei eine Spitze des Elektrodenstabs (15) in die Entladungslicht-Emissionskammer (s) vorsteht und ein hinteres Ende des Elektrodenstabs (15) mit einem Umfang der äußeren Öffnung der Pore (13) verbunden ist, und eine Vertiefung (17), die entlang des Umfangs auf einer Innenumfangsfläche der Pore (13) in der Nähe der Entladungslicht-Emissionskammer (s) angeordnet ist.
Entladungsbirne nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrodenstab (15) an der Spitzenseite einen Wolframelektrodenstab (15a) mit einem kleinen Durchmesser und an der hinteren Seite einen Molybdänstab (15b) mit einem großen Durchmesser umfasst, wobei der Wolframelektrodenstab (15a) koaxial an den Molybdänstab (15b) geschweißt ist, und die Vertiefung (17) in nächster Nähe zu dem geschweißten Teil des Wolframelektrodenstabs (15a) und des Molybdänstabs (15b) angeordnet ist.