JP4260493B2 - High pressure discharge lamp and lighting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極溶接構造を改良した高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高圧放電ランプは、耐火性で透光性の気密容器の内部に形成される放電空間内に一対の電極を封装し、内部に放電媒体を封入している。一対の電極は、気密容器の両端に細長い一対の封止部を一体に形成し、封止部の内部に気密に埋設した封着金属箔にその基端を溶接により接続し、中間部を封止部に緩く支持させ、先端の電極主部を放電空間内に突出させるなどにより放電空間に臨ませた構造とするのが一般的である。
【0003】
高圧放電ランプにおいて、電極と封着金属箔との溶接の品質は、封止部の寿命信頼性に大きく影響する。ランプにおいては、電極と封着金属箔との溶接に抵抗溶接を用いるのが一般的になっている。この場合、溶接を安定させるために、白金などの融点の低いブレージング材を電極と封着金属箔との間に挟み込んで溶接するのが一般的であり、最も安定した溶接が得られる。
【0004】
しかしながら、上記のような溶接構造は、量産面においては、自動化設計の難度が高く、設備コストおよび製造歩留まりの点で不利である。また、抵抗溶接は、電流を供給する一対の溶接電極の表面状態により溶接性が大きく変化し、製造しているうちに溶接電極の表面が荒れたり汚れたりして、溶接状態が悪化しがちである。したがって、抵抗溶接は、量産に対して上記の面において不利である。そこで、レーザ溶接が注目されている。
【0005】
一方、内容積0.1cc以下の高圧放電ランプは、自動車前照灯用やスポット照明用などのメタルハライドランプに用いられている。このようなメタルハライドランプは、相対向する一対の電極を備えた発光管内に希ガス、発光金属のハロゲン化物および水銀を封入した構成が一般的であり、比較的高効率で、高演色性であるため広く使用されている。自動車の前照灯用においても、メタルハライドランプの使用が普及してきている。自動車の前照灯用を含めて、現在実用されているメタルハライドランプは、水銀を必須としている。なお、自動車前照灯用のメタルハライドランプの仕様においては、約2〜15mgの水銀の封入が不可欠とされている(例えば特許文献1参照。)。
【0006】
しかしながら、環境問題が深刻化してきている現在、照明分野においても、環境負荷が大きい水銀をランプから減少させ、さらに廃絶することは非常に重要なことと考えられている。この課題に対して、メタルハライドランプにおいても、水銀を用いないための提案が既にいくつかなされている(例えば特許文献2参照。)。特許文献2においては、水銀に代えてZnI2などの蒸気圧の高い物質を発光物質のハロゲン化物、例えばScI3−NaIに加えて封入することにより、水銀入りランプと同等の電気特性と発光特性が得られている。
【0007】
ところで、高圧放電ランプに用いられている電極は、一般にタングステンまたはタングステンを主体とする合金が用いられていて、ダイスを用いてこれらの電極材料を線引きして細長く成形したものを用いている。電極材料をダイスにより線引きすると、ダイスマークと称される多数の筋が周面の全体にわたり形成される。なお、電極表面を電界研磨により平滑化することは知られている(例えば特許文献3参照。)が、電極表面に残留する炭素などの不純物および表面の凹凸を管理して電極物質の飛散および放電のちらつきを改善することを目的とするものであって、封着金属箔との溶接に関するものではない。
【0008】
【特許文献1】
特開平2−7347号公報
【特許文献2】
特開平11−238488号公報
【特許文献3】
特開2000−100377号公報
【発明が解決しようとする課題】
電極をレーザ溶接により封着金属箔に溶接する場合、封着金属箔と電極との密着性が高くないと失敗する傾向がある。例えば、封着金属箔に穴が空いたり、溶接部の封着金属箔側の温度だけが異常に高まった結果、封着金属箔の結晶サイズが粗大化して機械的強度が低下したり、溶接の際に電極側に熱が十分に伝達されないで溶接面積が小さすぎる結果となるなどである。このため、封着金属箔と電極とを機械的に押さえて両者を密着させた状態でレーザ溶接を行う手法が採用される。
【0009】
しかしながら、機械的に押さえて両者を接触させても、ダイスマークが存在するために、ミクロ的には所要の程度まで十分に密着させることができないことが分かった。このため、最適な電極溶接条件を得ることが難しく、製造時の歩留まりを向上させてコストダウンを図ることができないばかりか、信頼性の確保にも問題があった。
【0010】
本発明は、封着金属箔と電極をレーザ溶接する際に両者を十分に密着させて最適な溶接条件を容易に得て、製造時の歩留まりが向上してコストダウンを図るとともに、溶接の信頼性確保ができる高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【0011】
また、本発明は、加えて内容積0.1cc以下の小形の高圧放電ランプに好適な電極の溶接部を備えた高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置を提供することを他の目的とする。
【0012】
【課題を達成するための手段】
請求項1の発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間が形成された包囲部および包囲部の両端から延在する一対の封止部を備えた耐火性で透光性の気密容器と;気密容器の一対の封止部の内部に気密に埋設された一対の封着金属箔と;ダイスにより線引きされた後、その周面のダイスマークを70%以上除去した耐火金属製の棒状体からなり、基端が封着金属箔にレーザ溶接されるとともに先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された一対の電極と;気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と;を具備したことを特徴としている。
【0013】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【0014】
<気密容器容器について> 気密容器は、耐火性で透光性であり、包囲部および一対の封止部を備えている。「耐火性」とは、放電ランプの通常の作動温度に十分耐える意味である。したがって、気密容器は、耐火性を備える材料であり、かつ、放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することができれば、どのようなもので作られていてもよいが、好適には石英ガラスなどを用いて形成する。なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハロゲン性または耐ハロゲン化物性の透明性被膜を形成するか、気密容器の内面を改質することが許容される。
【0015】
また、包囲部は、その内部に適当な形状をなした放電空間、例えば内容積0.1cc以下の自動車前照灯用において好適には細長い放電空間が形成されている。なお、細長い放電空間としては、例えば放電空間を円柱状にすることができる。これにより、アークが水平点灯においては上方へ湾曲しようとするために、放電容器の上側の内面に接近するので、放電容器の上部の温度上昇が早くなる。
【0016】
さらに、包囲部は、その肉厚を比較的大きくすることができる。すなわち、電極間距離のほぼ中央部の肉厚をその両側の肉厚より大きくすることができる。これにより、放電容器の伝熱が良好になって放電容器の放電空間の下部およぶ側部内面に付着している放電媒体の温度上昇が早まるために、光束立ち上がりが早くなる。
【0017】
一対の封止部は、包囲部を封止するとともに、電極を封装し、かつ、点灯回路から電流を電極へ気密に導入するのに寄与する手段であり、包囲部の両端から一体に延在している。そして、電極を封装し、かつ、点灯回路から電流を電極へ気密に導入するために、内部に後述する封着金属箔を気密に埋設している。
【0018】
<一対の封着金属箔について> 一対の封着金属箔は、封止部の内部に埋設されて封止部が気密容器の包囲部の内部を気密に維持するのに協働しながら電流導通導体として機能するための手段であり、気密容器が石英ガラスからなる場合、材料としてはモリブデンが最適である。モリブデンは、約350℃になると酸化するので、これより温度が低くなる位置に埋設される。
【0019】
封着金属箔を封止部に埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法などを採用することができる。内容積が0.1cc以下の小形でキセノンなどの希ガスを室温で5気圧以上封入する自動車前照灯用などの高圧放電ランプの場合は、前者が好適である。
【0020】
<一対の電極について> 一対の電極は、気密容器の両端内部に離間対向して封装される。放電空間の内容積が0.1cc以下の小形の自動車前照灯用の高圧放電ランプの場合、電極間距離が5mm以下に設定される。
【0021】
また、一対の電極は、タングステン、タングステン−レニウム合金などの耐火金属製の棒状体からなる。そして、棒状体は、ダイスにより線引きされた後、少なくともそのレーザ溶接部近傍において、その周面のダイスマークを70%以上除去してある。電極の棒状体周面のダイスマークを70%以上除去してあれば、良好なレーザ溶接が得られることを本発明者は発見した。これに対して、周面のダイスマークの除去が70%未満であると、良好なレーザ溶接が得られない。ダイスマークは、電界を印加して電気化学的に研磨する電界研磨、酸やアルカリによりエッチングを行う化学研磨および機械的に研磨する機械研磨などの一種または複数種の組み合わせにより、これを除去することができる。ダイスマークは、線引きにおいて線材がダイスを通過する際に形成されるもので、長手方向に連続して断面が幾何学的な形状をした特有の筋からなり、切断面を観察することにより容易に判別することができる。ダイスマークは、電極の封着金属箔との溶接部における電極の断面を電子顕微鏡、例えばSEMにて倍率50〜200倍で撮影して得た長辺120mm程度の写真またはこの写真に準じる領域をモニター画面で観察して、溶接部を除いた残余の電極外周のうち、溶接部近傍の1/3外周について、幾何学的な凹凸からなるダイスマークのない外周長を計測し、ダイスマークの残存率を算出する。そして、1つの溶接部につき複数の断面で上記の観察を行い、1断面以上において上記の条件を満足すれば、本発明の要件を満足するものとする。なお、上記のようにして観察された幾何学的な凹凸がダイスマークであるときには、電極の当該箇所における側面を上記と同様に写真観察したときに、幾何学的な凹凸は、電極軸方向に連続した溝状痕として認められる。
【0022】
さらに、電極は、その棒状体の基端が封着金属箔にレーザ溶接され、中間が気密容器の封止部により緩く支持され、先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設される。
【0023】
さらにまた、電極は、交流および直流のいずれで作動するように構成してもよい。交流で作動する場合、一対の電極は同一構造とする。また、自動車前照灯用のメタルハライドランプの場合、要すれば電極の先端部近傍を軸部より径大にすることもできる。すなわち、ランプの点滅回数が非常に多くなるとともに、また始動時には定常時より大きな電流を流すので、これに対応して電極全体を径大にすると、電極軸に接触している気密容器の構成材料が点滅のたびに熱応力を受けてクラックを生じやすい。そこで、電極の先端部近傍に径大部を形成することで、電極を点滅に対応させることができるが、軸部は径大になっていないから、クラックを生じにくい。直流で作動する場合、一般に陽極は温度上昇が激しいから、先端部近傍に径大部を形成すれば、放熱面積を大きくすることができるとともに、頻繁な点滅に対応することができる。これに対して、陰極は必ずしも径大部を形成する必要がない。
【0024】
<放電媒体について> 本発明において、放電媒体は、一般的には発光物質が金属蒸気およびガスのいずれであってもよい。発光金属の金属蒸気源として単体の発光金属、例えば水銀を、または発光金属のハロゲン化物を封入することができる。また、発光金属に加えてランプ電圧形成物質として水銀や蒸気圧が比較的高い金属のハロゲン化物を封入することができる。さらに、始動ガスとして希ガスを用いることができる。
【0025】
次に、本発明の高圧放電ランプにおいて好適な実施の形態である自動車前照灯用メタルハライドランプの放電媒体について説明する。この実施の形態における放電媒体は、金属ハロゲン化物およびキセノンを含み、水銀を本質的に含まない。
【0026】
金属ハロゲン化物は、発光金属およびランプ電圧形成用金属のハロゲン化物を含んでいる。
【0027】
発光金属のハロゲン化物は、特段限定されないが、好適にはナトリウムNaおよびスカンジウムScを主成分とするハロゲン化物であり、所望によりインジウムInや希土類金属などのハロゲン化物を添加することができる。なお、インジウムは、発光物質およびランプ電圧形成のいずれにも寄与する。そして、インジウムInの発光は、メタルハライドランプの発光の色度の調整用としても作用する。
【0028】
ランプ電圧形成用金属のハロゲン化物は、蒸気圧が比較的高くてランプ電圧を形成するのに効果的に寄与する金属、例えば亜鉛Zn、マグネシウムMg、コバルトCo、クロムCr、マンガンMn、アンチモンSb、レニウムRe、ガリウムGa、スズSn、鉄Fe、アルミニウムAl、チタンTi、ジルコニウムZrおよびハフニウムHfのグループから選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。これらの金属ハロゲン化物を選択的に適量封入することにより、ランプ電圧を所要範囲に高めることができる。それにより、メタルハライドランプの電気特性を所望に設定できるので、比較的少ないランプ電流で所要のランプ電力を投入することが可能になる。なお、最適には亜鉛Znのハロゲン化物である。亜鉛Znは、蒸気圧が比較的高いとともに、化学的に安全であり、しかも、安価に、かつ、工業的規模で容易に入手することができる物質である。また、亜鉛Znの発光は、メタルハライドランプの発光色度の調整用としても寄与させることができる。
【0029】
ハロゲン化物を構成するハロゲンは、反応性に関してハロゲンの中でヨウ素が最も適当であり、少なくとも上記主発光金属は、主としてヨウ化物として封入される。しかし、要すれば、ヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物を併用することもできる。
【0030】
キセノンは、室温で5気圧以上の圧力で封入する。また、キセノンは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用するとともに、上記の圧力で封入することにより、点灯直後において発光金属のハロゲン化物の蒸気圧が高くなっていないときに、発光物質としても作用する。なお、所望により、アルゴンまたはクリプトンなどを添加することができる。キセノンの封入圧力は、好適には8〜15気圧である。これにより、メタルハライドランプのランプ電圧が高くなり、同一ランプ電流に対してランプ入力を大きくして、光束立ち上がり特性を向上させることができる。光束立ち上がり特性が良好であることは、どのような使用目的であっても好都合である。
【0031】
本実施の形態において、「本質的に水銀を含まない」とは、水銀を全く封入していないだけでなく、気密容器の内容積1cc当たり2mg未満、好ましくは1mg以下の水銀が存在していることを許容するという意味である。しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。従来のように水銀蒸気によって放電ランプの電気特性を維持する場合には、短アーク形においては気密容器の内容積1cc当たり20〜40mg、さらに場合によっては50mg以上封入していたことからすれば、本発明は水銀量が実質的に頗る少ないといえる。
【0032】
<本発明のその他の構成について> 以下に示す構成を選択的に付加することにより、高圧放電ランプの性能が向上したり、機能が増加したりする。
【0033】
1. 外管について 外管は、石英ガラスまたはハイシリケートガラスなどからなり、その内部に放電容器の少なくとも主要部をその収納する手段である。そして、外管、発光管から外部へ放射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ、発光管の気密容器を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて失透の原因とならないようにしたり、あるいは気密容器を保温したりたりする。また、外管の内部は、その目的に応じて外気に対して気密に封止してもよいし、外気と同程度または減圧された空気または不活性ガスが封入されていてもよい。さらに、要すれば、外気に連通していてもよい。さらに、外管の外面または内面に遮光膜を配設することもできる。
【0034】
また、外管を形成する際に、外管の両端を気密容器の両端から管軸方向に延在する封止部にガラス溶着させることによって外管を気密容器で支持するように構成することができる。
【0035】
2.口金について 口金は、高圧放電ランプを点灯回路に接続したり、加えて機械的に支持したりするのに機能する。
【0036】
3.イグナイタについて イグナイタは、高電圧パルス電圧を発生し、これを高圧放電ランプに印加して、その始動を促進する手段であり、口金の内部に収納するなどにより、高圧放電ランプと一体化することができる。
【0037】
4.始動補助導体について 始動補助導体は、電極近傍における電界強度を高くして、高圧放電ランプの始動を支援する手段であり、その一端を他方の電極と同電位個所に接続し、他端を一方の電極近傍における気密容器の外面に配設する。
【0038】
<本発明の作用について> 本発明においては、以上の説明から明らかなように、ダイスにより線引きされた後、その周面のダイスマークを70%以上除去して電極を封着金属箔にレーザ溶接しているので、溶接時における電極と封着金属箔との密着性が高くなり、得られた溶接の機械的強度が大きくなる。その結果、製造時の歩留まりが向上するとともに、溶接の信頼性を確保できる。
【0039】
請求項2の発明の照明装置は、照明装置本体と;照明装置本体に配設された請求項1記載の高圧放電ランプと;高圧放電ランプを点灯する点灯回路と;を具備していることを特徴としている。
【0040】
本発明において、「照明装置」とは、高圧放電ランプを光源とする装置の全てを含む広い概念であり、例えば自動車前照灯、照明器具、信号灯、標識灯、光ファイバー照明装置、光化学反応装置などである。なお、「照明装置本体」とは、照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路を除いた残余の全ての部分を意味する。
【0041】
点灯回路は、高圧放電ランプを点灯する手段であり、電子化されたものが好適であるが、要すればコイルおよび鉄心を主体とするものであってもよい。また、自動車前照灯用の点灯回路の場合、高圧放電ランプ、例えばメタルハライドランプの点灯直後4秒までの最高入力電力を安定時のランプ電力の2〜4倍、好適には2.5〜4倍とすることにより、光束立ち上がりを自動車前照灯用として必要な範囲内に入るように早くすることができる。なお、希ガスとしてのキセノンの封入圧を5〜15気圧の範囲でX(気圧)とし、メタルハライドランプの点灯直後4秒までの最高入力電力をAA(W)としたとき、AAが下式を満足するように構成することにより、点灯直後4秒までの光束立ち上がりを早めて自動車用前照灯に必要な前照灯前面の代表点での光度8000cdを得ることができる。
【0042】
AA>−2.5X+102.5
上記のようにキセノン封入圧と最高入力電力とが直線的な関係になるのは、蒸気圧の低い放電媒体のみであるから、始動後4秒後の時点ではキセノンの発光が圧倒的になっているからである。キセノンの発光量は、キセノンの封入圧とその時の電力とで決まるので、キセノン圧が低ければ、入力電力を多くすればよい。反対に、キセノン圧が高ければ、入力電力を少なくすればよい。なお、本発明において、メタルハライドランプの点灯は、交流点灯および直流点灯のいずれであってもよい。
また、点灯回路は、所要により無負荷出力電圧を200V以下に構成することができる。水銀を本質的に封入しない高圧放電ランプ、例えばメタルハライドランプは、一般に水銀封入のメタルハライドランプに比較して、ランプ電圧が低いので、点灯回路の無負荷出力電圧を200V以下にすることができる。これにより、点灯回路の小形化が可能になる。なおて、水銀を封入したメタルハライドランプにおいては、400V程度の無負荷出力電圧を必要としている。
【0043】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【0044】
図1ないし図3は、本発明の高圧放電ランプにおける一実施の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示し、図1はランプ全体の正面図、図2は放電容器の拡大要部正面図、図3(a)はダイスマーク除去前の電極の拡大横断面図、図3(b)はダイスマーク除去後の電極の拡大横断面図である。
【0045】
各図において、ITは放電容器すなわち発光管、2は封着金属箔、3A、3Bは一対の外部リード線、OTは外管、Tは絶縁チューブ、Bは口金である。
【0046】
放電容器ITは、気密容器1および一対の電極1b、1bからなる。気密容器1は、包囲部1aおよび一対の封止部1a1を備えている。包囲部1aは、中空の紡錘形状に成形されてなり、その両端に一対の細長い封止部1a1を一体に備えているとともに、内部に細長いほぼ円柱状の放電空間1cが形成されている。
【0047】
電極1bは、図3(a)に示すように、ダイスを用いた線引きされた後、ダイスマークのあるタングステン線を予め例えば電界処理して、周面のダイスマークを70%以上、図3(b)においては100%、除去してから、その基端が封止部1a1に埋設された後述する封着金属箔2にレーザ溶接されるとともに、中間部が封止部に緩く支持されることによって所定の位置に配設されている。また、電極1bの基部は、封止部1a1内において、封着金属箔2の一端に溶接されている。なお、図1において、下方の封止部1a1を形成した後、封止管1a2が切断されないで封止部1a1の下部から一体に延長していて、口金B内へ延在している。
【0048】
封着金属箔2は、モリブデン箔からなり、気密容器1の封止部1a1内に気密に埋設されている。
【0049】
一対の外部リード線3A、3Bは、その先端が気密容器1の両端の封止部1a1内において封着金属箔2の他端に溶接され、基端側が外部へ導出されている。図1において放電容器ITから上方へ導出された外部リード線3Aは、中間部が後述する外管OTに沿って折り返されて後述する口金B内に導入されて図示しない口金端子の一方に接続している。図1において放電容器ITから下方へ導出された外部リード線3Bは、管軸に沿って延在して口金B内に導入されて口金端子の他方に接続している。
【0050】
気密容器1の包囲部1a内には、放電媒体として発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成用金属のハロゲン化物および希ガスが封入されている。発光金属は、ナトリウムNaおよびスカンジウムSc、ランプ電圧形成用金属は、亜鉛Znである。
【0051】
外管OTは、紫外線カット性能を備えており、内部に放電容器ITを収納していて、両端の縮径部4が放電容器ITの封止部1a1にガラス溶着している。しかし、内部は気密ではなく、外気に連通している。
【0052】
絶縁チューブTは、外部リード線3Aを被覆している。
【0053】
口金Bは、自動車前照灯用として規格化されているもので、放電容器ITおよび外管OTを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面に着脱可能に装着されるように構成されている。
【実施例】
放電容器IT
気密容器1a:石英ガラス製、球体長7mm、最大外径6mm、
最大内径2.4mm、内容積0.025cc
電極1b :直径0.40mmのタングステン線、電極間距離4.2mm
ダイスマーク除去率70%(電界研磨率8%)
放電媒体
金属ハロゲン化物:ScI3−NaI−ZnI2=0.3mg
キセノンXe:10気圧
外管OT :外径9mm、内径7mm、内部雰囲気;大気圧(大気)
点灯直後投入電力:85W
点灯直後投入電流:2.8A
安定時ランプ電圧:42V
安定時ランプ電力:35W
次に、ダイスマーク除去率と溶接不良率の関係を図4に基づいて説明する。
【0054】
図4は、図1に示す構造の高圧放電ランプにおけるダイスマーク除去率と溶接不良率の関係を示すグラフである。図において、横軸はダイスマーク除去率と比例的な関係にある電界研磨率(%)を、縦軸は溶接不良率(%)を、それぞれ示す。なお、縦軸と平行に線を引いて示した電界研磨率8%は、除去率70%に相当する。
【0055】
図から理解できるように、ダイスマークを除去しない場合は、不良率が9%であるが、ダイスマークを除去することにより、急激に不良率が低下し、除去率が70%以上になると、1%以下に低下し、以後ほぼ一定を維持する。
【0056】
図5および図6は、本発明の照明装置における一実施の形態としての自動車用前照灯装置を示し、図5は装置全体の背面斜視図、図6は点灯回路の回路図である。各図において、自動車用前照灯装置HLは、自動車用前照灯装置本体21、メタルハライドランプHPDLおよび2つの点灯回路OLにより構成されている。
【0057】
自動車用前照灯装置本体21は、前面透過パネル21a、リフレクタ21b、21c、ランプソケット21dおよび取付部21eなどから構成されている。前面レンズ21aは、自動車の外面と合わせた形状をなし、所要の光学的手段たとえばプリズムを備えている。リフレクタ21b、21cは、各メタルハライドランプHPDLごとに配設されていて、それぞれに要求される配光特性を得るように構成されている。ランプソケット21dは、点灯回路OCの出力端に接続し、メタルハライドランプHPDLの口金21dに装着される。取付部21eは、自動車用前照灯装置本体21を自動車の所定の位置に取り付けるための手段である。
【0058】
メタルハライドランプHPDLは、図1に示す構造を備えていて、水平点灯される。ランプソケット21dは、口金に装着されて接続する。そうして、2灯のメタルハライドランプKPDLが自動車用前照灯装置本体21に装着されて、4灯式の自動車用前照灯装置が構成される。各メタルハライドランプHPDLの発光部は、自動車用前照灯装置本体21のリフレクタ21b、21cの焦点にほぼ位置する。
【0059】
2つの点灯回路OLは、それぞれ後述する回路構成を備えていて、金属製容器22内に収納されているとともに、メタルハライドランプHPDLを付勢して点灯させる。
【0060】
点灯回路OLは、図6に示すように、直流電源11、チョッパ12、制御手段13、ランプ電流検出手段14、ランプ電圧検出手段15、イグナイタ16、メタルハライドランプHPDL、フルブリッジインバータ17により構成されていて、メタルハライドランプHPDLを交流点灯する。
【0061】
直流電源11は、後述するチョッパ12に対して直流電源を供給する手段であって、バッテリーまたは整流化直流電源が用いられる。自動車の場合には、一般的にバッテリーが用いられる。しかし、交流を整流する整流化直流電源であってもよい。必要に応じて電解コンデンサ11aを並列接続して平滑化を行う。
【0062】
チョッパ12は、直流電圧を所要値の直流電圧に変換するDC−DC変換回路であって、後述するフルブリッジインバータ17を介してメタルハライドランプHPDLを所要に制御する。直流電源電圧が低い場合には、昇圧チョッパを用い、反対に高い場合には降圧チョッパを用いる。
【0063】
制御手段13は、チョッパ12を制御する。たとえば、点灯直後にはメタルハライドランプHPDLに定格ランプ電流の3倍以上のランプ電流をチョッパ22からフルブリッジインバータ17を経由して流し、その後時間の経過とともに徐々にランプ電流を絞っていき、やがて定格ランプ電流にするように制御する。また、制御手段13は、ランプ電流とランプ電圧と相当するそれぞれの検出信号が後述するように帰還入力されることにより、定電力制御信号を発生して、チョッパ22を定電力制御する。さらに、制御手段13は、時間的な制御パターンが予め組み込まれたマイコンが内蔵されていて、点灯直後には定格ランプ電流の3倍以上のランプ電流をメタルハライドランプHPDLに流し、時間の経過とともにランプ電流を絞るようにチョッパ12を制御するように構成されている。
【0064】
ランプ電流検出手段14は、フルブリッジインバータ17を介してランプと直列に挿入されていて、ランプ電流に相当する電流を検出して制御手段13に制御入力する。
【0065】
ランプ電圧検出手段15は、同様にフルブリッジインバータ17を介してメタルハライドランプHPDLと並列的に接続されていて、ランプ電圧に相当する電圧を検出して制御手段23に制御入力する。
【0066】
イグナイタ16は、フルブリッジインバータ17とメタルハライドランプHPDLとの間に介在していて、始動時に約20kV程度の始動パルス電圧をメタルハライドランプHPDLに供給できるように構成されている。
【0067】
フルブリッジインバータ17は、4つのMOSFETQ1、Q2、Q3およびQ4からなるブリッジ回路、ブリッジ回路17aのMOSFETQ1およびQ3と、Q2およびQ4とを交互にスイッチングさせるゲートドライブ回路28bおよび極性反転回路INVから構成されていて、チョッパ12からの直流電圧を上記スイッチングにより矩形波の低周波交流電圧に変換して、メタルハライドランプHPDLに印加して、メタルハライドランプHPDLを低周波交流点灯させる。
【0068】
そうして、点灯回路OCを用いてメタルハライドランプHPDLを矩形波の低周波交流で点灯すると、点灯直後から所要の光束を発生する。これにより、自動車用前照灯として必要な電源投入後1秒後に定格に対して光束25%、4秒後に光束80%の点灯を実現することができる。
【0069】
【発明の効果】
請求項1によれば、包囲部および一対の封止部を備えた気密容器と、封止部の内部に気密に埋設された一対の封着金属箔と、ダイスにより線引きされた後、その周面のダイスマークを70%以上除去した耐火金属製の棒状体からなり、基端が封着金属箔にレーザ溶接されるとともに先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された一対の電極と、放電媒体とを具備していることにより、封着金属箔と電極をレーザ溶接する際に両者を十分に密着させて最適な溶接条件を容易に得ることができるために、製造時の歩留まりが向上してコストダウンを図るとともに、溶接の信頼性確保ができる高圧放電ランプを提供することができる。
【0070】
請求項2の発明によれば、照明装置本体と、照明装置本体に配設された請求項1記載の高圧放電ランプと、高圧放電ランプを点灯する点灯回路とを具備していることにより、請求項1の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の高圧放電ランプにおける一実施の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプのランプ全体を示す正面図
【図2】 同じく放電容器の拡大要部正面図
【図3】 同じく図3(a)はダイスマーク除去前の電極の拡大横断面図、図3(b)はダイスマーク除去後の電極の拡大横断面図
【図4】 図1に示す構造の高圧放電ランプにおけるダイスマーク除去率と溶接不良率の関係を示すグラフ
【図5】 本発明の照明装置における一実施の形態としての自動車用前照灯装置を示す背面斜視図
【図6】 同じく点灯回路の回路図
【符号の説明】
1…気密容器、1a…包囲部、1a1…封止部、1a2…封止管、1b…電極、1c…放電空間、2…封着金属箔、3A…外部リード線、3B…外部リード線、4…縮径部、B…口金、HPDL…メタルハライドランプ、IT…放電容器、OT…外管、T…絶縁チューブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-pressure discharge lamp having an improved electrode welding structure and a lighting device using the same.
[0002]
[Prior art]
The high-pressure discharge lamp has a pair of electrodes sealed in a discharge space formed inside a fireproof and translucent airtight container, and a discharge medium is sealed inside. The pair of electrodes is formed by integrally forming a pair of elongated sealing portions at both ends of the hermetic container, and by connecting the base ends thereof to a sealing metal foil embedded hermetically inside the sealing portion by welding, and sealing the middle portion. In general, the structure is such that the electrode main portion at the tip is exposed to the discharge space by being loosely supported by the stopper and projecting into the discharge space.
[0003]
In the high-pressure discharge lamp, the quality of welding between the electrode and the sealing metal foil greatly affects the life reliability of the sealed portion. In a lamp, resistance welding is generally used for welding the electrode and the sealing metal foil. In this case, in order to stabilize welding, a brazing material having a low melting point such as platinum is generally sandwiched between the electrode and the sealing metal foil and welded, and the most stable welding is obtained.
[0004]
However, the welded structure as described above has a high degree of difficulty in automated design in terms of mass production, and is disadvantageous in terms of equipment cost and manufacturing yield. In resistance welding, the weldability varies greatly depending on the surface condition of the pair of welding electrodes that supply current, and the surface of the welding electrode tends to become rough or dirty during manufacturing, which tends to deteriorate the welding condition. is there. Therefore, resistance welding is disadvantageous in terms of the above for mass production. Therefore, laser welding has attracted attention.
[0005]
On the other hand, high-pressure discharge lamps having an internal volume of 0.1 cc or less are used in metal halide lamps for automobile headlamps and spot lighting. Such a metal halide lamp generally has a configuration in which a rare gas, a luminescent metal halide and mercury are enclosed in an arc tube having a pair of electrodes facing each other, and is relatively high in efficiency and high color rendering. Because it is widely used. The use of metal halide lamps has also become widespread for automotive headlamps. Mercury lamps are indispensable for metal halide lamps in practical use, including those for automotive headlamps. In addition, in the specification of a metal halide lamp for an automobile headlamp, it is indispensable to enclose about 2 to 15 mg of mercury (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
However, now that environmental problems are becoming more serious, it is considered very important in the lighting field to reduce mercury from the lamp, which has a large environmental load, and to eliminate it. In order to solve this problem, some proposals for not using mercury have already been made in metal halide lamps (see, for example, Patent Document 2). In
[0007]
By the way, the electrode used for the high-pressure discharge lamp is generally made of tungsten or an alloy mainly composed of tungsten, and the electrode material is drawn and elongated using a die. When the electrode material is drawn with a die, a large number of stripes called die marks are formed over the entire peripheral surface. It is known that the electrode surface is smoothed by electropolishing (see, for example, Patent Document 3), but impurities such as carbon remaining on the electrode surface and surface irregularities are managed to scatter and discharge the electrode material. It is intended to improve the flickering of the film, and is not related to welding with the sealing metal foil.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-7347
[Patent Document 2]
JP 11-238488 A
[Patent Document 3]
JP 2000-10037 A
[Problems to be solved by the invention]
When welding an electrode to a sealing metal foil by laser welding, there is a tendency to fail unless the adhesion between the sealing metal foil and the electrode is high. For example, there is a hole in the sealing metal foil, or only the temperature on the sealing metal foil side of the welded part is abnormally increased, resulting in a coarse crystal size of the sealing metal foil and a decrease in mechanical strength. In this case, heat is not sufficiently transmitted to the electrode side, resulting in a welding area that is too small. For this reason, a technique is employed in which laser welding is performed in a state where the sealing metal foil and the electrode are mechanically pressed and in close contact with each other.
[0009]
However, it has been found that even if they are pressed mechanically and brought into contact with each other, there is a dice mark, so that it cannot be sufficiently adhered to a required level microscopically. For this reason, it is difficult to obtain optimum electrode welding conditions, and it is not only possible to improve the yield during manufacturing but not to reduce the cost, and there is also a problem in ensuring reliability.
[0010]
In the present invention, when laser welding the sealing metal foil and the electrode, the two are sufficiently brought into close contact with each other so that optimum welding conditions can be easily obtained, the manufacturing yield is improved, the cost is reduced, and the reliability of welding is improved. It is an object of the present invention to provide a high-pressure discharge lamp capable of ensuring high performance and a lighting device using the same.
[0011]
Another object of the present invention is to provide a high-pressure discharge lamp having an electrode weld suitable for a small high-pressure discharge lamp having an internal volume of 0.1 cc or less, and an illumination device using the same. .
[0012]
[Means for achieving the object]
A high-pressure discharge lamp according to a first aspect of the present invention is a fire-resistant and light-transmitting hermetic container having an enclosure part in which a discharge space is formed and a pair of sealing parts extending from both ends of the enclosure part; A pair of sealing metal foils hermetically embedded in a pair of sealing portions of the container; After drawing with a die, Dice marks on the circumference 70% or more A pair of refractory metal rods that have been removed, the base end of which is laser welded to the sealing metal foil, and the tip of the pair faces the discharge space of the hermetic vessel so as to face the discharge space of the airtight container. An electrode; and a discharge medium sealed in the discharge space of the hermetic vessel.
[0013]
In the present invention and each of the following inventions, the definitions and technical meanings of terms are as follows unless otherwise specified.
[0014]
<Regarding the Airtight Container> The airtight container is fireproof and translucent, and includes an enclosing portion and a pair of sealing portions. “Fire resistance” means sufficiently withstanding the normal operating temperature of the discharge lamp. Therefore, the airtight container may be made of any material as long as it is a material having fire resistance and can emit visible light in a desired wavelength region generated by discharge to the outside. Is formed using quartz glass or the like. If necessary, it is allowed to form a halogen-resistant or halogenated-resistant transparent coating on the inner surface of the hermetic container or to modify the inner surface of the hermetic container.
[0015]
Further, the surrounding portion is formed with a discharge space having an appropriate shape therein, for example, an elongated discharge space preferably for an automobile headlamp having an internal volume of 0.1 cc or less. In addition, as an elongate discharge space, a discharge space can be made into a column shape, for example. As a result, the arc tends to bend upward in the horizontal lighting, and thus approaches the upper inner surface of the discharge vessel, so that the temperature rise at the top of the discharge vessel is accelerated.
[0016]
Furthermore, the surrounding portion can have a relatively large thickness. That is, the thickness at the substantially central portion of the distance between the electrodes can be made larger than the thickness at both sides. As a result, the heat transfer of the discharge vessel is improved and the temperature rise of the discharge medium adhering to the lower part of the discharge space and the inner side surface of the discharge vessel is accelerated, so that the rise of the luminous flux is accelerated.
[0017]
The pair of sealing portions are means for sealing the surrounding portion, sealing the electrode, and contributing to airtight introduction of current from the lighting circuit to the electrode, and extend integrally from both ends of the surrounding portion. is doing. And in order to seal an electrode and to introduce | transduce an electric current from a lighting circuit to an electrode airtightly, the below-mentioned sealing metal foil is embed | buried airtightly.
[0018]
<About a pair of sealing metal foil> A pair of sealing metal foil is embedded in the inside of the sealing part, and the current conduction while cooperating to keep the inside of the enclosure part of the hermetic container airtight. It is a means for functioning as a conductor, and when the airtight container is made of quartz glass, molybdenum is optimal as a material. Molybdenum oxidizes at about 350 ° C., so it is buried in a position where the temperature is lower than this.
[0019]
Although the method for embedding the sealing metal foil in the sealing portion is not particularly limited, for example, a reduced pressure sealing method, a pinch sealing method, or the like can be employed. In the case of a high-pressure discharge lamp for an automobile headlamp or the like that has a small internal volume of 0.1 cc or less and in which a rare gas such as xenon is sealed at 5 atmospheres or more at room temperature, the former is preferable.
[0020]
<About a pair of electrodes> A pair of electrodes are separated and opposed to the inside of both ends of an airtight container. In the case of a high-pressure discharge lamp for a small automotive headlamp having an internal volume of the discharge space of 0.1 cc or less, the distance between the electrodes is set to 5 mm or less.
[0021]
The pair of electrodes is made of a rod-shaped body made of a refractory metal such as tungsten or a tungsten-rhenium alloy. And the rod-shaped body After drawing with a die, At least in the vicinity of the laser weld, That Dice marks on the circumference 70% or more It has been removed. Of the electrode body Dice mark The inventor has found that good laser welding can be obtained if 70% or more is removed. On the contrary, Circumferential If the removal of the die marks is less than 70%, good laser welding cannot be obtained. Dice marks can be removed by one or a combination of several types, such as electropolishing by applying an electric field and electrochemical polishing, chemical polishing by etching with acid or alkali, and mechanical polishing by mechanical polishing. Can do. The die mark is formed when the wire passes through the die during drawing, and consists of a specific line whose cross section is geometrically continuous in the longitudinal direction, and can be easily observed by observing the cut surface. Can be determined. The dice mark is a photograph of a long side of about 120 mm obtained by photographing a cross section of the electrode at the welded portion of the electrode with the sealing metal foil with an electron microscope, for example, SEM at a magnification of 50 to 200 times, or an area corresponding to this photograph. Observe on the monitor screen and measure the length of the outer circumference of the remaining electrode, excluding the welded portion, of the outer circumference near the welded portion, without the dice mark consisting of geometric irregularities, Calculate the rate. If the above observation is performed on a plurality of cross sections per welded portion and the above conditions are satisfied in one or more cross sections, the requirements of the present invention are satisfied. In addition, when the geometrical unevenness observed as described above is a dice mark, the geometrical unevenness is observed in the electrode axis direction when the side surface of the electrode in the same place is observed in the same manner as described above. Recognized as continuous groove marks.
[0022]
Further, the electrode has a base end of the rod-like body laser welded to the sealing metal foil, the middle is loosely supported by the sealing portion of the hermetic container, and the tip is opposed to both ends of the discharge space so as to face the discharge space of the hermetic container. It is arranged to be opposed to each other.
[0023]
Furthermore, the electrode may be configured to operate with either alternating current or direct current. When operating with alternating current, the pair of electrodes have the same structure. Further, in the case of a metal halide lamp for an automobile headlamp, if necessary, the vicinity of the tip of the electrode can be made larger in diameter than the shaft. That is, the number of times the lamp blinks is very large, and a larger current flows at the time of starting than at the normal time. Accordingly, if the entire electrode is made large in diameter, the constituent material of the hermetic container that is in contact with the electrode shaft Each time is blinking, it tends to crack due to thermal stress. Thus, by forming a large diameter portion in the vicinity of the tip of the electrode, the electrode can be made to flash, but since the shaft portion is not large in diameter, cracks are less likely to occur. When operating with direct current, the temperature of the anode generally increases greatly, so if a large diameter portion is formed in the vicinity of the tip, the heat radiation area can be increased and frequent flashing can be accommodated. On the other hand, the cathode does not necessarily have to have a large diameter portion.
[0024]
<Discharge Medium> In the present invention, the discharge medium generally may be a metal vapor or gas as the luminescent material. A single luminescent metal, such as mercury, or a luminescent metal halide can be encapsulated as a metal vapor source for the luminescent metal. In addition to the luminescent metal, mercury or a metal halide having a relatively high vapor pressure can be enclosed as a lamp voltage forming substance. Further, a rare gas can be used as the starting gas.
[0025]
Next, a discharge medium of a metal halide lamp for automobile headlamps, which is a preferred embodiment of the high-pressure discharge lamp of the present invention, will be described. The discharge medium in this embodiment contains a metal halide and xenon and is essentially free of mercury.
[0026]
The metal halide includes a light emitting metal halide and a lamp voltage forming metal halide.
[0027]
The halide of the luminescent metal is not particularly limited, but is preferably a halide mainly composed of sodium Na and scandium Sc. If desired, halides such as indium In and rare earth metals can be added. Note that indium contributes to both the luminescent material and the lamp voltage formation. The light emission of indium In also serves to adjust the chromaticity of light emission of the metal halide lamp.
[0028]
The lamp voltage forming metal halide is a metal having a relatively high vapor pressure and effectively contributing to forming the lamp voltage, such as zinc Zn, magnesium Mg, cobalt Co, chromium Cr, manganese Mn, antimony Sb, One or a plurality of halides selected from the group of rhenium Re, gallium Ga, tin Sn, iron Fe, aluminum Al, titanium Ti, zirconium Zr, and hafnium Hf can be used. The lamp voltage can be increased to a required range by selectively enclosing an appropriate amount of these metal halides. As a result, the electrical characteristics of the metal halide lamp can be set as desired, so that the required lamp power can be supplied with a relatively small lamp current. It is optimal to use zinc Zn halide. Zinc Zn is a substance that has a relatively high vapor pressure, is chemically safe, is inexpensive, and can be easily obtained on an industrial scale. Moreover, the light emission of zinc Zn can also contribute to the adjustment of the light emission chromaticity of the metal halide lamp.
[0029]
As the halogen constituting the halide, iodine is most suitable among the halogens in terms of reactivity, and at least the main light emitting metal is mainly encapsulated as iodide. However, if necessary, different halogen compounds such as iodide and bromide can be used in combination.
[0030]
Xenon is sealed at a pressure of 5 atm or more at room temperature. Further, xenon acts as a starting gas and a buffer gas, and also acts as a luminescent substance when the vapor pressure of the luminescent metal halide is not high immediately after lighting by being sealed at the above pressure. Argon or krypton can be added as desired. The enclosed pressure of xenon is preferably 8 to 15 atmospheres. As a result, the lamp voltage of the metal halide lamp is increased, the lamp input can be increased for the same lamp current, and the luminous flux rising characteristics can be improved. A good luminous flux rise characteristic is convenient for any purpose of use.
[0031]
In this embodiment, “essentially free of mercury” not only does not contain mercury at all, but also contains less than 2 mg, preferably 1 mg or less of mercury per 1 cc of internal volume of the hermetic container. It means to allow. However, it is environmentally desirable not to enclose mercury at all. In the case of maintaining the electrical characteristics of the discharge lamp with mercury vapor as in the prior art, in the short arc type, 20 to 40 mg per 1 cc of the internal volume of the hermetic container, and in some cases 50 mg or more was sealed, It can be said that the present invention has substantially less mercury.
[0032]
<Other Configurations of the Present Invention> By selectively adding the configuration shown below, the performance of the high-pressure discharge lamp is improved or the function is increased.
[0033]
1. About the outer tube The outer tube is made of quartz glass, high silicate glass, or the like, and is a means for accommodating at least the main part of the discharge vessel therein. It blocks UV rays radiated from the outer tube and arc tube to the outside, mechanically protects them, and touches the hermetic container of the arc tube with hands to cause fingerprints and fat and cause devitrification. Prevent it from happening or keep the airtight container warm. Further, the inside of the outer tube may be hermetically sealed with respect to the outside air according to the purpose, or air or an inert gas having the same or reduced pressure as the outside air may be enclosed. Further, if necessary, it may communicate with the outside air. Further, a light shielding film can be provided on the outer surface or the inner surface of the outer tube.
[0034]
Further, when forming the outer tube, the outer tube can be supported by the hermetic container by glass-welding both ends of the outer tube to the sealing portion extending in the tube axis direction from both ends of the hermetic container. it can.
[0035]
2. About the base The base functions to connect the high-pressure discharge lamp to the lighting circuit and in addition to support it mechanically.
[0036]
3. About the igniter The igniter is a means for generating a high-voltage pulse voltage and applying it to the high-pressure discharge lamp to promote its start-up. The igniter can be integrated with the high-pressure discharge lamp by storing it inside the base. it can.
[0037]
4). About the auxiliary starting conductor The auxiliary starting conductor is a means for increasing the electric field strength in the vicinity of the electrode to assist the starting of the high-pressure discharge lamp. One end of the auxiliary auxiliary conductor is connected to the same potential as the other electrode, and the other end is connected to one of the electrodes. It arrange | positions on the outer surface of the airtight container in the electrode vicinity.
[0038]
<About the effect | action of this invention> In this invention, as clear from the above description, After drawing with a die, Dice marks on the circumference 70% or more Since it is removed and the electrode is laser welded to the sealing metal foil, the adhesion between the electrode and the sealing metal foil during welding is increased, and the mechanical strength of the obtained welding is increased. As a result, the manufacturing yield is improved and the reliability of welding can be ensured.
[0039]
A lighting device according to a second aspect of the present invention comprises: a lighting device main body; the high-pressure discharge lamp according to
[0040]
In the present invention, the “illumination device” is a broad concept including all devices using a high-pressure discharge lamp as a light source, such as an automobile headlamp, a lighting fixture, a signal lamp, a marker lamp, an optical fiber illumination device, a photochemical reaction device, etc. It is. The “illuminating device body” means all remaining portions of the lighting device excluding the high-pressure discharge lamp and the lighting circuit.
[0041]
The lighting circuit is a means for lighting the high-pressure discharge lamp and is preferably an electronic one. However, if necessary, the lighting circuit may be mainly composed of a coil and an iron core. In the case of a lighting circuit for an automobile headlamp, the maximum input power up to 4 seconds immediately after lighting of a high-pressure discharge lamp, for example, a metal halide lamp, is 2 to 4 times the lamp power at the time of stability, preferably 2.5 to 4 By doubling, the rising of the luminous flux can be accelerated so as to fall within the range required for the automobile headlamp. In addition, when the sealing pressure of xenon as a rare gas is X (atmospheric pressure) in the range of 5 to 15 atm, and the maximum input power up to 4 seconds immediately after the metal halide lamp is turned on is AA (W), AA By satisfying the configuration, it is possible to obtain a luminous intensity of 8000 cd at a representative point on the front face of the headlamp necessary for an automotive headlamp by speeding up the rise of the light beam up to 4 seconds immediately after lighting.
[0042]
AA> −2.5X + 102.5
As described above, since the xenon sealing pressure and the maximum input power have a linear relationship only with a discharge medium having a low vapor pressure, the emission of xenon becomes overwhelming at the point of 4 seconds after starting. Because. The amount of light emitted from xenon is determined by the enclosed pressure of xenon and the power at that time. Therefore, if the xenon pressure is low, the input power may be increased. Conversely, if the xenon pressure is high, the input power may be reduced. In the present invention, the lighting of the metal halide lamp may be either AC lighting or DC lighting.
Further, the lighting circuit can be configured to have a no-load output voltage of 200 V or less as required. A high-pressure discharge lamp that does not essentially enclose mercury, such as a metal halide lamp, generally has a lower lamp voltage than a mercury-enclosed metal halide lamp, so that the no-load output voltage of the lighting circuit can be 200 V or less. As a result, the lighting circuit can be miniaturized. In addition, a metal halide lamp enclosing mercury requires a no-load output voltage of about 400V.
[0043]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0044]
1 to 3 show a metal halide lamp for an automotive headlamp as an embodiment of a high-pressure discharge lamp according to the present invention, FIG. 1 is a front view of the entire lamp, and FIG. 2 is a front view of an enlarged main part of a discharge vessel. 3A is an enlarged cross-sectional view of the electrode before removing the dice mark, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of the electrode after removing the dice mark.
[0045]
In each figure, IT is a discharge vessel or arc tube, 2 is a sealing metal foil, 3A and 3B are a pair of external lead wires, OT is an outer tube, T is an insulating tube, and B is a base.
[0046]
The discharge vessel IT includes an
[0047]
As shown in FIG. 3A, the electrode 1b is After drawing with a die, For example, an electric field treatment is performed on a tungsten wire having a die mark in advance to Dice mark After removing 70% or more, 100% in FIG. 3B, the base end is laser welded to a sealing
[0048]
The sealing
[0049]
The distal ends of the pair of
[0050]
In the enclosure 1a of the
[0051]
The outer tube OT has an ultraviolet ray cutting performance, houses the discharge vessel IT therein, and the reduced
[0052]
The insulating tube T covers the
[0053]
The base B is standardized for automobile headlamps, supports the discharge vessel IT and the outer tube OT along the central axis, and is detachable from the back of the automobile headlamp. It is configured to be mounted.
【Example】
Discharge vessel IT
Airtight container 1a: made of quartz glass, sphere length 7 mm, maximum outer diameter 6 mm,
Maximum inner diameter 2.4mm, inner volume 0.025cc
Electrode 1b: Tungsten wire with a diameter of 0.40 mm, distance between electrodes 4.2 mm
Die mark removal rate 70% (electropolishing rate 8%)
Discharge medium
Metal halide: ScI 3 -NaI-ZnI 2 = 0.3mg
Xenon Xe: 10 atm
Outer tube OT:
Input power immediately after lighting: 85W
Input current immediately after lighting: 2.8A
Stable lamp voltage: 42V
Lamp power when stable: 35W
Next, the relationship between the die mark removal rate and the welding failure rate will be described with reference to FIG.
[0054]
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the die mark removal rate and the welding failure rate in the high-pressure discharge lamp having the structure shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the electropolishing rate (%) proportional to the die mark removal rate, and the vertical axis represents the welding failure rate (%). An electropolishing rate of 8% shown by drawing a line parallel to the vertical axis corresponds to a removal rate of 70%.
[0055]
As can be understood from the figure, when the dice mark is not removed, the defect rate is 9%, but when the dice mark is removed, the defect rate rapidly decreases, and when the removal rate becomes 70% or more, 1% % Or less, and remains almost constant thereafter.
[0056]
FIGS. 5 and 6 show an automotive headlamp device as an embodiment of the lighting device of the present invention, FIG. 5 is a rear perspective view of the entire device, and FIG. 6 is a circuit diagram of a lighting circuit. In each figure, the vehicle headlamp device HL is configured by a vehicle
[0057]
The automotive headlamp device
[0058]
The metal halide lamp HPDL has the structure shown in FIG. 1 and is lit horizontally. The
[0059]
Each of the two lighting circuits OL has a circuit configuration to be described later, is housed in the
[0060]
As shown in FIG. 6, the lighting circuit OL includes a
[0061]
The
[0062]
The
[0063]
The control means 13 controls the
[0064]
The lamp current detection unit 14 is inserted in series with the lamp via the
[0065]
Similarly, the lamp voltage detection means 15 is connected in parallel with the metal halide lamp HPDL via the
[0066]
The
[0067]
The
[0068]
Then, when the metal halide lamp HPDL is turned on with a rectangular wave low frequency alternating current using the lighting circuit OC, a required light flux is generated immediately after the lighting. As a result, it is possible to realize lighting with a luminous flux of 25% and a luminous flux of 80% after 4
[0069]
【The invention's effect】
According to
[0070]
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an entire lamp of a metal halide lamp for an automotive headlamp as an embodiment of a high-pressure discharge lamp according to the present invention.
[Fig. 2] Front view of the enlarged main part of the discharge vessel
3A is an enlarged cross-sectional view of the electrode before removing the dice mark, and FIG. 3B is an enlarged cross-sectional view of the electrode after removing the dice mark.
4 is a graph showing the relationship between the die mark removal rate and the welding failure rate in the high-pressure discharge lamp having the structure shown in FIG.
FIG. 5 is a rear perspective view showing an automotive headlamp device as an embodiment of the illumination device of the present invention.
[Fig. 6] Circuit diagram of the lighting circuit
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
気密容器の一対の封止部の内部に気密に埋設された一対の封着金属箔と;
ダイスにより線引きされた後、その周面のダイスマークを70%以上除去した耐火金属製の棒状体からなり、基端が封着金属箔にレーザ溶接されるとともに先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された一対の電極と;
気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と;
を具備したことを特徴とする高圧放電ランプ。A fire-resistant and light-transmitting hermetic container including an enclosure portion in which a discharge space is formed and a pair of sealing portions extending from both ends of the enclosure portion;
A pair of sealed metal foils hermetically embedded in a pair of sealing portions of the hermetic container;
After drawing with a die, it consists of a rod-shaped body made of refractory metal from which 70% or more of the dice marks on its peripheral surface have been removed. A pair of electrodes disposed at opposite ends of the discharge space so as to be spaced apart from each other;
A discharge medium enclosed in a discharge space of an airtight container;
A high-pressure discharge lamp comprising:
照明装置本体に配設された請求項1記載の高圧放電ランプと;
高圧放電ランプを点灯する点灯回路と;
を具備していることを特徴とする照明装置。A lighting device body;
The high-pressure discharge lamp according to claim 1 disposed in the illuminating device body;
A lighting circuit for lighting the high-pressure discharge lamp;
An illumination device comprising:
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