專利名稱：高壓放電燈、照明裝置、汽車前燈及高壓放電燈用發(fā)光管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是適用于汽車前照燈等的高壓放電燈。
背景技術(shù)：
作為汽車用前照燈，使用了石英制發(fā)電管的高壓放電燈由于亮度高、發(fā)光效率高而被廣泛使用。使用了這種石英管的放電燈因?yàn)榉烹姽苁峭该鞯?，可以將放電管?nèi)的發(fā)光氣體形成的發(fā)光部直接作為放電燈的點(diǎn)光源使用。
特開平5-74204號(hào)公報(bào)中記載的汽車用前照燈中，將放電真空管收放在遮蔽紫外線用容器中，通過反射板將放電真空管發(fā)出的光反射、投影。特開平5-8684號(hào)公報(bào)中記載的放電燈前照燈中，公開了將金屬鹵化物燈和高壓鈉燈一起使用作為前照燈用光源的內(nèi)容。
另外，本申請(qǐng)人在特開2001-76677號(hào)公報(bào)中公開了能夠作為汽車用前照燈的模擬點(diǎn)光源使用的高壓放電燈。根據(jù)該公報(bào)的記載，在使用石英制的發(fā)光管的情況下，由于發(fā)光管內(nèi)部收放了發(fā)光體，一旦使其發(fā)光，從透明的石英發(fā)光管的外部能夠看到內(nèi)部的發(fā)光體，發(fā)光體能夠作為點(diǎn)光源發(fā)揮功能。但是由于使用由透光性的多結(jié)晶氧化鋁形成的發(fā)光管的高壓放電燈是半透明的，從外部來看，整個(gè)發(fā)光管成為一個(gè)一體的發(fā)光體。因此，通過對(duì)發(fā)光管本身進(jìn)行充分的小型化就能夠使其達(dá)到作為模擬點(diǎn)光源使用的狀態(tài)。具體來說，將發(fā)光管的長(zhǎng)度定為6～15mm、放電燈內(nèi)的電弧長(zhǎng)定為1～6mm。而且還公開了能夠?qū)崿F(xiàn)使用這種小型發(fā)光管的高壓放電燈的構(gòu)造。
例如，在汽車用前照燈中，在指定位置設(shè)置發(fā)光管，從發(fā)光管發(fā)出的光通過反射板被反射，向前方投射。這時(shí)，為使投射后的光集中的位置處不發(fā)生錯(cuò)位，需要嚴(yán)密確定點(diǎn)光源和反射板的三維位置關(guān)系、反射板的表面形狀。而且，汽車用前照燈的情形下，有兩個(gè)開燈模式，即行走時(shí)的模式和會(huì)車時(shí)的模式。眾所周知，行走模式時(shí)是將從前照燈發(fā)出的光束聚光后向前方投射；而在會(huì)車的情形下，光束是向斜下方投射的。在將高壓放電燈作為模擬點(diǎn)光源使用的汽車用前照燈的情況下，有必要與不同的開燈模式相對(duì)應(yīng)，通過變更高壓放電燈和反射板的位置關(guān)系變更投射光束的聚光位置。
但是，將高壓放電燈的發(fā)光管作為模擬點(diǎn)光源利用的情況下，現(xiàn)實(shí)中能夠知道對(duì)應(yīng)不同的開燈模式，變更發(fā)光管和反射板的位置關(guān)系，使投射光束的聚光位置發(fā)生變化，而且使投射光束的焦點(diǎn)高效率地與各個(gè)聚光位置吻合，在設(shè)計(jì)上是困難的。
即，由于發(fā)光管具有一定程度的大小，例如在行走模式中即使使發(fā)光管與反射板幾乎完全位置重合，焦點(diǎn)與聚光位置吻合，但在會(huì)車模式下，變動(dòng)了反射板時(shí)，使投射光束的焦點(diǎn)向聚光位置完全吻合在設(shè)計(jì)上很困難。為了解決這個(gè)問題，雖然將發(fā)光管的尺寸減小是有效的，但如果將發(fā)光管進(jìn)一步小型化，則制造上有困難，制造成本也會(huì)上升。
而且，將使用由透光性的多結(jié)晶氧化鋁形成的發(fā)光管的高壓放電燈應(yīng)用在裝有反射板的汽車前照燈中時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間以高能量實(shí)施開燈-關(guān)燈的循環(huán)動(dòng)作后，發(fā)現(xiàn)發(fā)光管中有出現(xiàn)裂縫的情況。而在使用石英發(fā)光管的汽車用前照燈中，即使供給比額定還要高的能量，長(zhǎng)時(shí)間實(shí)施開燈-關(guān)燈的循環(huán)動(dòng)作后，并沒有發(fā)現(xiàn)這樣現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的課題是將高壓放電燈作為模擬光源使用時(shí)，使可提高投射光束向焦點(diǎn)的聚光效率的設(shè)計(jì)容易。
另外，本發(fā)明的課題是提供一種構(gòu)造，將高壓放電燈作為模擬光源使用時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間以高能量實(shí)施開燈-關(guān)燈的循環(huán)動(dòng)作后，也能夠防止發(fā)光管中裂縫的產(chǎn)生。
本發(fā)明涉及的是高壓放電燈，其特征是具有發(fā)光管、一對(duì)放電用電極以及電極保持材料，其中，發(fā)光管由半透明的透光性陶瓷構(gòu)成、具有一對(duì)開口部和發(fā)光部、且內(nèi)部空間填充了離子化發(fā)光物質(zhì)以及啟動(dòng)氣體，放電用電極收放在發(fā)光管的內(nèi)部空間中，而電極保持材料上安裝了放電用電極、且被固定在發(fā)光管的開口部上，發(fā)光部具有厚壁部和薄壁部，薄壁部的橫斷面的斷面面積是厚壁部的橫斷面的斷面面積的35％以上、80％以下，發(fā)光部的亮度中心存在于薄壁部。
另外，本發(fā)明涉及汽車用前照燈，其特征是作為模擬點(diǎn)光源，具有上述高壓放電燈。
再有，本發(fā)明涉及發(fā)光管，是由半透明的透光性陶瓷構(gòu)成，具有一對(duì)開口部和發(fā)光部，且內(nèi)部空間填充了離子化發(fā)光物質(zhì)以及啟動(dòng)氣體的高壓放電燈用發(fā)光管，其特征是發(fā)光部具有厚壁部和薄壁部，薄壁部的橫斷面的斷面面積是厚壁部的橫斷面的斷面面積的35％以上、80％以下。
本發(fā)明人通過在發(fā)光部的的發(fā)光管內(nèi)設(shè)置厚壁部和薄壁部，使薄壁部的橫斷面的斷面面積是厚壁部的橫斷面的斷面面積的35％以上、80％以下，想到將發(fā)光部的亮度中心設(shè)置在薄壁部。
即使用象石英管那樣的透明的發(fā)光管時(shí)，因?yàn)閺耐獠靠梢钥吹桨l(fā)光管內(nèi)部的發(fā)光體，可將該發(fā)光體作為點(diǎn)光源發(fā)揮功能。這時(shí)，通過決定石英管內(nèi)部的發(fā)光體的位置和反射板的相對(duì)位置，能夠決定由反射板反射后的光束的焦點(diǎn)的位置。
與上述方法不同，本發(fā)明人以由半透明的透光性的陶瓷構(gòu)成的發(fā)光管為前提，將整個(gè)發(fā)光管作為模擬點(diǎn)光源。同時(shí)，通過在發(fā)光管的發(fā)光部設(shè)置薄壁部，使薄壁部發(fā)出的光束比從厚壁部發(fā)出的光束相要多，將薄壁部作為亮度中心。這樣，就能夠比較自由地設(shè)定薄壁部在發(fā)光部?jī)?nèi)的位置和尺寸。因此，通過適當(dāng)設(shè)定發(fā)光管的薄壁部的位置和尺寸，就能夠適當(dāng)設(shè)定發(fā)光管中亮度中心的位置和亮度的分布。
將高壓放電燈作為模擬點(diǎn)光源利用時(shí)，在利用從發(fā)光管發(fā)出的光而得到投射光束的情況下，可按上述所述，將預(yù)先設(shè)定的亮度中心的位置作為點(diǎn)光源，通過對(duì)各個(gè)光學(xué)零部件的位置和形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)，更加容易提高投射光束向焦點(diǎn)聚光的比例。
而且，將上述高壓放電燈作為模擬點(diǎn)光源使用時(shí)，可以看出長(zhǎng)時(shí)間以高能量實(shí)施開燈-關(guān)燈的循環(huán)動(dòng)作后也能防止發(fā)光管中的裂縫的發(fā)生。


圖1是簡(jiǎn)略表示涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的高壓放電燈1A的縱斷面圖，在發(fā)光部2b上設(shè)置了厚壁部2g和一個(gè)薄壁部2c。
圖2是表示圖1的高壓放電燈的發(fā)光管2A的要部的縱斷面圖。
圖3是簡(jiǎn)略表示涉及本發(fā)明其他實(shí)施方式的高壓放電燈1B的縱斷面圖。
圖4是表示圖3的高壓放電燈的發(fā)光管2B的要部的縱斷面圖。
圖5是表示使用了石英管18的汽車用前照燈15的模式圖。
圖6是表示使用高壓放電燈2A，2B的汽車用前照燈20的模式圖。
圖7是簡(jiǎn)略表示本發(fā)明以外的高壓放電燈11的縱斷面圖。
圖8是用于說明汽車用前照燈20內(nèi)的反射狀態(tài)的模式圖。
圖9是用于說明使用本發(fā)明以外的高壓放電燈11時(shí)、產(chǎn)生裂縫的狀態(tài)的簡(jiǎn)略的斷面圖。
圖10是表示本發(fā)明的高壓放電燈1A的一半E、F的簡(jiǎn)略的斷面圖。
圖11是表示在本發(fā)明的高壓放電燈的制造例中，發(fā)光管和電極保持材料的接合部分的放大圖的縱斷面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是涉及本發(fā)明一實(shí)施方式的高壓放電燈1A的縱斷面圖，圖2是表示發(fā)光管2A的要部的縱斷面圖。
發(fā)光管2A具有一對(duì)開口部2a和被一對(duì)開口部2a夾住的發(fā)光部2b。電極保持材料4通過接合材料3插入并固定在各開口部2a的內(nèi)側(cè)開口處。發(fā)光管2A的內(nèi)部空間6中密封了離子化發(fā)光物質(zhì)、啟動(dòng)氣體。如果是金屬鹵化物高壓放電燈，在發(fā)電管的內(nèi)部空間密封氬，氙等惰性氣體和金屬鹵化物，而且還可以根據(jù)需要密封水銀或者金屬鋅。
電極保持材料4具有圓筒部4c，焊接在圓筒部4c末端上的基部4b，和從基部4b向內(nèi)側(cè)突出的電極保持部4a。電極保持部4a在本例中呈圓柱狀。在電極保持部4a的內(nèi)側(cè)末端上突出設(shè)置了電極5，在電極5的前端卷繞設(shè)置了線圈5a。本例中雖然在電極5的前端卷繞設(shè)置了線圈5a，但線圈5a并不是必須設(shè)置的。
如圖2所示，在發(fā)光管2A的外周面2e上既不設(shè)置凹部也不設(shè)置凸部。因此，發(fā)光部2b中的發(fā)光管2A的外徑大致是一定的。在發(fā)光管2A的內(nèi)周面2f一側(cè)上設(shè)置凹部2d，與凹部2d相對(duì)應(yīng)設(shè)置薄壁部2c。本例中，在發(fā)光管2b上設(shè)置一個(gè)連續(xù)的薄壁部2c。
一旦向該高壓放電燈1A供電，在一對(duì)電極5之間產(chǎn)生放電電弧，離子化發(fā)光物質(zhì)發(fā)光。通過發(fā)光，從整個(gè)發(fā)光管的發(fā)光部2c產(chǎn)生光束。這里，因?yàn)楸”诓?c的透光率要比厚壁部2g的透光率高，所以主要是從薄壁部2c發(fā)光。結(jié)果在發(fā)光管2b的薄壁部2c產(chǎn)生相對(duì)來說光束多的的明部7；在厚壁部2g產(chǎn)生相對(duì)來說光束少的暗部8。在薄壁部2c中，最薄處的小點(diǎn)9成為亮度中心。該亮度中心沿發(fā)光管1A的外周呈環(huán)狀延伸。
圖3的高壓放電燈1B中，與圖1相同的結(jié)構(gòu)部分使用相同符號(hào)，并省略了說明。
高壓放電燈1B的發(fā)光管2B的發(fā)光部2b上在兩處設(shè)置薄壁部2c，在兩處薄壁部2c之間以及各薄壁部2c的外側(cè)分別設(shè)置厚壁部2g。發(fā)光管2B的外周面2e上既不設(shè)凹部也不設(shè)凸部，因此發(fā)光部2b中的發(fā)光管2B的外徑大致為一定。在發(fā)光管2B的內(nèi)周面2f一側(cè)設(shè)置兩處凹部2d，與各凹部2d相對(duì)應(yīng)地設(shè)置薄壁部2c。
一旦向該高壓放電燈1B供電，從整個(gè)發(fā)光管的發(fā)光部2b產(chǎn)生光束。這里，因?yàn)楦鞅”诓?c的透光率要比各厚壁部2g的透光率高，所以主要是從各薄壁部2c發(fā)光。特別是在各薄壁部2c中，最薄處的小點(diǎn)9成為亮度中心。各亮度中心2d沿發(fā)光管1A的外周呈環(huán)狀延伸。
圖5是表示使用了石英管18的汽車用前照燈15的模式圖。石英管18被收放在容器19中，容器19被安裝在具有反射板的容器16的基部17上，前照燈15的前面?zhèn)劝惭b了窗14。在石英管18的內(nèi)部設(shè)有發(fā)光體22。
圖6是表示裝備了高壓放電燈的汽車用前照燈20的模式圖。21是電連接裝置。
圖5中，因?yàn)槭⒅频陌l(fā)光管18是透明的，發(fā)光體22只要具有能作為點(diǎn)光源發(fā)揮功能的外徑和長(zhǎng)度就可以。
圖6的汽車用前照燈中，由于發(fā)光管2A、2B的發(fā)光部是整體發(fā)光，使發(fā)光部整體模擬點(diǎn)光源化。因此，發(fā)光管2A，2B的發(fā)光部2b的外徑以及長(zhǎng)度與發(fā)光體22(圖5)為相同程度是較為理想的。
由這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，具體來說，發(fā)光管的發(fā)光部2b的長(zhǎng)度L0為15mm以下，直徑φ0在6mm以下較為理想(參照?qǐng)D1～圖4)。另外，放電電弧長(zhǎng)必須為1mm～5mm的程度。通過使發(fā)光管的長(zhǎng)度L0在6mm以上，就能夠使發(fā)光管的內(nèi)部空間6的電弧長(zhǎng)為1mm以上。
這里，按照本發(fā)明，將發(fā)光部2b的一部分作為亮度中心9，通過使光束集中在亮度中心9以及其附近，就能夠?qū)⒘炼戎行?作為點(diǎn)光源，設(shè)計(jì)反射板或其他產(chǎn)生投射光束用光學(xué)部件的位置和形狀。因此，比起原來，使投射光束向焦點(diǎn)位置的聚光效率得到提高這樣的設(shè)計(jì)變得更加容易。
作為構(gòu)成發(fā)光管的半透明的透光性陶瓷，可以用下列例子表示。
多結(jié)晶Al2O3、AlN、AlON?；蛘弑砻娲植诙萊a≥1.0μm的單結(jié)晶Al2O3、YAG、Y2O3等。
另外，所說的半透明意味著以下的透光率。
全光線透射率在85％以上且直線透射率在30％以下。
雖然對(duì)放電用電極、電極保持材料的材質(zhì)沒有限制，但使用從鎢、鉬、鈮、錸以及鉭構(gòu)成的組中選擇的純金屬較為理想，或者采用從鎢、鉬、鈮、錸以及鉭構(gòu)成的組中選擇的兩種以上金屬組成的合金也較為理想。特別是鎢、鉬或者鎢-鉬合金較為理想。另外，這些純金屬或合金與陶瓷的復(fù)合材料也較為理想。
上述所說的厚壁部指的是發(fā)光部?jī)?nèi)相對(duì)來說壁厚大的部分；薄壁部指的是發(fā)光部?jī)?nèi)相對(duì)來說壁厚小的部分。
本發(fā)明中，使薄壁部的的橫斷面的斷面面積為厚壁部的橫斷面的斷面面積的35％以上、80％以下。如果超過了80％，厚壁部和薄壁部之間的亮度的差異減少，不能得到本發(fā)明的作用效果。從此觀點(diǎn)出發(fā)，使薄壁部的橫斷面的斷面面積為厚壁部的橫斷面的斷面面積的70％以下更為理想。另外，如果薄壁部的橫斷面的斷面面積不到厚壁部的橫斷面的斷面面積的35％，發(fā)光時(shí)，薄壁部處容易發(fā)生破損，所以，從確保薄壁部的強(qiáng)度的觀點(diǎn)出發(fā)，其有必要在35％以上。在此觀點(diǎn)下，使薄壁部的橫斷面的斷面面積為厚壁部的橫斷面的斷面面積的50％以上更為理想。
這里，圖1-圖4的例子中，厚壁部2g的附近的薄壁部2c的橫斷面的斷面面積大，亮度中心(厚度最小的部分)9處最小。象這樣薄壁部的橫斷面的斷面面積呈階梯性或傾斜性變化的情況下，上述“薄壁部橫斷面的斷面面積”取薄壁部的橫斷面的斷面面積的最小值。
另外，還能夠使薄壁部2c的壁厚在薄壁部的整體上大致保持一定。這時(shí)，在薄壁部的全長(zhǎng)上薄壁部的橫斷面的斷面面積大致是一定的。但是，這種情況下由于在厚壁部和薄壁部的交界處的厚度是非連續(xù)變化的，可以想到在點(diǎn)燈時(shí)該交界處的附近發(fā)光管容易發(fā)生破損。因此，從厚壁部和薄壁部的交界處向亮度中心，薄壁部的橫斷面的斷面面積呈連續(xù)變化是較為理想的。
上述亮度中心指的是發(fā)光部中亮度最高的部分。亮度中心不一定是一點(diǎn)，也可以向縱斷面的方向延伸。
從亮度中心9發(fā)出的單位面積上的光束是從暗部8發(fā)出的單位面積的光束的1.5倍以上較為理想，如果在2倍以上則更好。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，發(fā)光管的外徑在發(fā)光部的全長(zhǎng)上大致是一定的。象這樣通過使發(fā)光管的外徑大致為一定，在將發(fā)光管作為模擬點(diǎn)光源使用時(shí)，投射光束的對(duì)稱性也得到提高。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過在發(fā)光管的內(nèi)壁面上設(shè)置凹部，形成薄壁部。對(duì)于因其帶來的作用效果進(jìn)行闡述。
圖7是簡(jiǎn)略表示本發(fā)明以外的高壓放電燈11的縱斷面圖。
發(fā)光管12具有發(fā)光部12b、夾住發(fā)光部12b的一對(duì)開口部12a。發(fā)光部12b中在發(fā)光管12的外周面12e、內(nèi)周面12f上既不設(shè)凹部也不設(shè)凸部。因此，發(fā)光管12的發(fā)光部12b的外徑及內(nèi)徑大致是一定的。
一旦向該高壓放電燈供電，在一對(duì)電極5之間產(chǎn)生放電電弧10。如果將高壓放電燈11保持在水平方向上，則放電電弧10有稍向上方膨脹的傾向。結(jié)果，發(fā)光管12的上部溫度與下部溫度相比相對(duì)上升。這樣，由于發(fā)光停止時(shí)上部與下部相比急速冷卻、收縮，下部有被施加拉伸應(yīng)力的傾向。這樣的拉伸應(yīng)力就有可能成為陶瓷破損的原因。
為了避免這樣的問題，有必要較寬松地將上部的最高溫度設(shè)低，以使上部溫度不致過分上升。但是，這種情況下，發(fā)光管下部的兩端處溫度降低，離子化發(fā)光物質(zhì)容易發(fā)生液化，由此會(huì)導(dǎo)致發(fā)光效率的降低。
對(duì)于這些問題，如果在發(fā)光管的內(nèi)周面上形成凹部，在凹部處，從放電電弧向發(fā)光管的熱傳遞減少，發(fā)光管的溫度上升就得到抑制。因此，上述的放電電弧向發(fā)光管的內(nèi)周面膨脹時(shí)，發(fā)光管局部的溫度上升就能得到抑制。
特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，例如可以如圖1、圖2所示在發(fā)光管中設(shè)置一個(gè)薄壁部。更為理想的是設(shè)置一個(gè)凹部2d。該凹部2d與發(fā)光管的內(nèi)部空間6相對(duì)。這時(shí)，因?yàn)橛蓛?nèi)部空間6以及凹部2d形成的空間的形狀與放電電弧10的形狀相類似，發(fā)光管局部的溫度上升進(jìn)一步得到抑制。
下面，對(duì)在使用了反射板的照明裝置中使用本發(fā)明的高壓放電燈時(shí)的作用效果進(jìn)行闡述。
將半透明的發(fā)光管作為模擬點(diǎn)光源使用，使用反射板將從發(fā)光管發(fā)出的光進(jìn)行反射，向前方投射時(shí)，如果實(shí)驗(yàn)性地長(zhǎng)時(shí)間以高電力對(duì)發(fā)光管反復(fù)進(jìn)行開燈-關(guān)燈循環(huán)動(dòng)作后，有發(fā)光管出現(xiàn)裂縫的情形發(fā)生。如圖5所示，將發(fā)光管內(nèi)的燈絲作為點(diǎn)光源使用時(shí)，可以知道沒有發(fā)生這樣的問題點(diǎn)。
其原因可以從下述進(jìn)行考慮。即，如圖5所示，發(fā)光管是透明的，發(fā)光管內(nèi)的發(fā)光體22作為點(diǎn)光源使用時(shí)，從點(diǎn)光源發(fā)出的光通過發(fā)光管，被反射板16反射，被投射向前方。這時(shí)，如果能正確控制反射板16和點(diǎn)光源22的位置關(guān)系，則從反射板16反射的光中，再向發(fā)光管入射的光為少量。
可是，將發(fā)光管作為模擬點(diǎn)光源使用的情況下，發(fā)光管的右半部分和左半部分之間其加熱溫度是有差異的。即，如圖8所示，紅外線從發(fā)光管2A(2B、11)沿箭頭A的方向發(fā)光。其紅外線中的大部分通過反射板16被反射，應(yīng)該是如箭頭B方向被投射向前方?？墒?，在發(fā)光管不透明的情況下，基于在發(fā)光管中光是散亂的等理由，在反射板16表面的反射方向也變得有些無序，一部分如箭頭C所示再次入射進(jìn)入發(fā)光管2A(2B，11)。這時(shí)，如圖9所示，發(fā)光管11中靠近反射板的半部E上與距離反射板遠(yuǎn)的半部F相比，有多量的紅外線入射。結(jié)果，造成半部E和F在溫度上有些不同。
這里，在開燈時(shí)，為了盡可能地提高放電燈的發(fā)光效率，一般來說盡可能地提高發(fā)光管內(nèi)的溫度。例如，發(fā)光管由多結(jié)晶氧化鋁形成時(shí)，以比多結(jié)晶氧化鋁的實(shí)質(zhì)軟化點(diǎn)120℃附近低一些的高溫打開發(fā)光管。因此，開燈時(shí)，即使半部E、F之間產(chǎn)生溫度差，半部E、F的交界處D附近的應(yīng)力得到緩和，就不會(huì)產(chǎn)生裂縫。
另一方面，關(guān)燈時(shí)，由于放電產(chǎn)生的能量供給瞬間停止，從發(fā)光管內(nèi)部開始散熱。這時(shí)，在圖9中，熱的放出主要依靠通過電極4的熱傳導(dǎo)和從發(fā)光管12向大氣的熱輻射。由于發(fā)光管及電極幾乎是左右對(duì)稱的，所以可以認(rèn)為在E、F處熱的放出量幾乎也是相同的。因此，可以認(rèn)為在冷卻初期，在區(qū)域E、F之間留有溫度差的情況下，發(fā)光管的溫度降低至比其軟化點(diǎn)低得多的溫度，使應(yīng)力產(chǎn)生，結(jié)果發(fā)生了如24的裂縫。
相對(duì)于上述，如圖10所示，在發(fā)光管設(shè)置薄壁部7以及亮度中心9，通過下述機(jī)構(gòu)能夠抑制裂縫的產(chǎn)生。即，在半部E、F之間殘留有溫度差的情況下即使發(fā)光管2A被冷卻，在薄壁部7內(nèi)，與厚壁部相比不易產(chǎn)生因應(yīng)力帶來的破損。而且，由于在本發(fā)明中設(shè)計(jì)了亮度中心9，與整體具有均一厚度的情形相比，反射板表面的漫反射減少，還能減少從反射板反射來的向半部E入射的紅外線。通過它們的共同作用，能夠抑制發(fā)光管的裂縫。
參照?qǐng)D2、圖4，對(duì)發(fā)光管中的適宜尺寸進(jìn)行闡述。
從本發(fā)明的作用效果的觀點(diǎn)出發(fā)，薄壁部2c的長(zhǎng)度m短一些較好，具體來說，是發(fā)光部2b全長(zhǎng)L0的0.7倍以下較好，而在0.5倍以下更好。但是，薄壁部2c的長(zhǎng)度m如果太小，來自薄壁部的光束變少，設(shè)置薄壁部相反就沒有意義了，因此m是L0的0.2倍以上為好。
厚壁部的厚度T和薄壁部的厚度t的比率T/t能夠通過上述橫斷面的斷面面積的比率同理算出。
厚壁部的厚度T從賦予發(fā)光管一定強(qiáng)度，提高其長(zhǎng)時(shí)間使用時(shí)的壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，為0.8mm以上較好，為1.1mm以上更好。另外，如果厚壁部的厚度T變大，則來自發(fā)光管的發(fā)光效率變低。因此，從提高發(fā)光管的發(fā)光效率的觀點(diǎn)出發(fā)，厚壁部的厚度T設(shè)在0.85mm以下為好、設(shè)在0.55mm以下更好。
薄壁部的厚度t從賦予發(fā)光管一定強(qiáng)度，提高長(zhǎng)時(shí)間使用壽命的觀點(diǎn)出發(fā)，為0.6mm以上較好，為0.9mm以上更好。另外，如果薄壁部的厚度t變大，則亮度中心的光束減少。因此，從本發(fā)明的作用效果的觀點(diǎn)出發(fā)，薄壁部的厚度t設(shè)在0.7mm以下為好、設(shè)在0.4mm以下更好。
雖然對(duì)于接合材料的材質(zhì)沒有特別限制，可以以下面的例子表示。
(1)從氧化鋁，氧化鎂、氧化釔，氧化鑭以及氧化鋯構(gòu)成的組中選擇出來的陶瓷，或者從氧化鋁，氧化鎂、氧化釔，氧化鑭以及氧化鋯構(gòu)成的組中選擇出的多種陶瓷混合物。
(2)金屬陶瓷。作為構(gòu)成金屬陶瓷的陶瓷可以例示的有從氧化鋁、氧化鎂、氧化釔、氧化鑭以及氧化鋯構(gòu)成的組中選擇出來的一種以上的陶瓷單獨(dú)使用或者使用其混合物。
該金屬陶瓷的金屬成分使用鎢、鉬、錸，或者從鎢、鉬、錸構(gòu)成的組中選出的兩種以上金屬組成的合金較好。這樣，能夠賦予金屬鹵化燈相對(duì)于封閉材料具有高度耐腐蝕性。該金屬陶瓷中，陶瓷成分比率在55重量％以上，如果在60重量％以上則更好(剩下的是金屬比率)。
(3)將陶瓷組成物在形成為多孔質(zhì)的金屬(多孔質(zhì)結(jié)構(gòu))中浸漬而得到的接合材料。
參照?qǐng)D11，對(duì)該接合材料3進(jìn)行敘述。該接合材料是記載在特開2001-76677號(hào)公報(bào)上的。
制作接合材料3時(shí)，將玻璃浸漬在由金屬粉末的燒結(jié)體構(gòu)成的多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)中，該燒結(jié)體具有開氣孔。
作為該金屬粉末的材質(zhì)，能夠舉出的例子的有鉬、鎢、錸、鈮、鉭等純金屬以及它們的合金。
應(yīng)在金屬燒結(jié)體中浸漬的陶瓷組成物由從Al2O3、SiO2、Y2O3、Dy2O3、B2O3以及MoO3構(gòu)成的組中選擇出來的材質(zhì)構(gòu)成較好，特別是含有Al2O3的更好。特別理想的該陶瓷組成物的組成是氧化鏑60重量％，氧化鋁15重量％，二氧化硅25重量％。
通過這樣的浸漬處理，如圖11所示，形成浸漬陶瓷組成物層3a和界面陶瓷組成物層3b。浸漬陶瓷組成物層3a中，金屬燒結(jié)體的開氣孔中浸漬了陶瓷組成物。界面陶瓷組成物層3b由上述成分構(gòu)成，不含有金屬燒結(jié)體。
上述實(shí)施方式中，對(duì)將本發(fā)明的高壓放電燈在汽車用前照燈中利用的實(shí)施方式進(jìn)行了說明。但本發(fā)明的高壓放電燈在OHP(架空投影機(jī))、液晶放映機(jī)等、適用模擬點(diǎn)光源的其他照明裝置中都能被應(yīng)用。
制造如圖7所示形式的比較例的高壓放電燈11。但是發(fā)光管12通過多結(jié)晶氧化鋁形成。其全光線透射率為96％，直線透射率為3％。發(fā)光管11的外徑為3.4mm，內(nèi)徑為1.1mm，長(zhǎng)度為11mm，壁厚大致為一定。接合材料通過將氧化鏑-氧化鋁-二氧化硅系的組成物在鉬多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)中浸漬制成。發(fā)光管內(nèi)部填充ScI3-NaI以及Xe氣體，如圖6所示設(shè)置反射板16。準(zhǔn)備15個(gè)高壓放電燈。以通常電壓、按照3分鐘開-2分鐘關(guān)的頻率反復(fù)進(jìn)行開燈-關(guān)燈的動(dòng)作。結(jié)果，經(jīng)過2500小時(shí)后發(fā)現(xiàn)無論哪個(gè)高壓放電燈都沒出現(xiàn)裂縫。
下面，對(duì)該比較例的高壓放電燈11，輸入比通常大約高20％的電壓值進(jìn)行上述開燈-關(guān)燈的循環(huán)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)15個(gè)高壓放電燈中有兩個(gè)出現(xiàn)裂縫。
制造圖1所示形式的比較例中的高壓放電燈1A。發(fā)光管2A由多結(jié)晶氧化鋁形成。其全光線透射率為96％，直線透射率為3％。發(fā)光管2A的外徑為3.4mm，內(nèi)徑為1.1mm，長(zhǎng)度為11mm，厚壁部2g的壁厚為1.0mm。薄壁部的最小斷面面積為厚壁部斷面面積的60％。接合材料通過將氧化鏑-氧化鋁-二氧化硅系的組成物在鉬多孔質(zhì)結(jié)構(gòu)中浸漬制成。發(fā)光管內(nèi)部填充ScI3-NaI以及Xe氣體，如圖6所示設(shè)置反射板16。準(zhǔn)備15個(gè)高壓放電燈。輸入比通常電力高20％的電壓、按照3分鐘開-2分鐘關(guān)的頻率反復(fù)進(jìn)行開燈-關(guān)燈的動(dòng)作。結(jié)果，經(jīng)過2500小時(shí)后發(fā)現(xiàn)無論哪個(gè)高壓放電燈都沒出現(xiàn)裂縫。
權(quán)利要求
1.一種高壓放電燈，其特征是具有發(fā)光管、一對(duì)放電用電極以及電極保持材料，其中，上述發(fā)光管由半透明的透光性陶瓷構(gòu)成、具有一對(duì)開口部和發(fā)光部、且內(nèi)部空間填充了離子化發(fā)光物質(zhì)以及啟動(dòng)氣體，上述放電用電極收放在上述內(nèi)部空間中，而上述電極保持材料上安裝了上述放電用電極、且被固定在上述開口部上；上述發(fā)光部具有厚壁部和薄壁部，上述薄壁部的橫斷面的斷面面積是上述厚壁部的橫斷面的斷面面積的35％以上、80％以下，上述發(fā)光部的亮度中心存在于上述薄壁部。
2.權(quán)利要求1記載的高壓放電燈，其特征是上述發(fā)光管的外徑在上述發(fā)光部的全長(zhǎng)上大致是一定的。
3.權(quán)利要求1記載的高壓放電燈，其特征是在上述薄壁部中，上述發(fā)光管的內(nèi)壁面上設(shè)置了凹部。
4.權(quán)利要求1記載的高壓放電燈，其特征是上述發(fā)光部具有多個(gè)上述薄壁部。
5.權(quán)利要求4記載的高壓放電燈，其特征是上述發(fā)光管具有可作為模擬點(diǎn)光源進(jìn)行動(dòng)作的尺寸。
6.一種照明裝置，其特征是作為模擬點(diǎn)光源，具有權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)記載的高壓放電燈。
7.權(quán)利要求6記載的照明裝置，其特征是是汽車用前照燈。
8.一種高壓放電燈用發(fā)光管，是由半透明的透光性陶瓷構(gòu)成，具有一對(duì)開口部和發(fā)光部，且內(nèi)部空間應(yīng)填充了離子化發(fā)光物質(zhì)以及啟動(dòng)氣體的高壓放電燈用發(fā)光管，其特征是上述發(fā)光部具有厚壁部和薄壁部，上述薄壁部的橫斷面的斷面面積是上述厚壁部的橫斷面的斷面面積的35％以上、80％以下。
9.權(quán)利要求8記載的發(fā)光管，其特征是上述發(fā)光管的外徑在上述發(fā)光部的全長(zhǎng)上大致是一定的。
10.權(quán)利要求8記載的發(fā)光管，其特征是在上述薄壁部中，上述發(fā)光管的內(nèi)壁面上設(shè)置了凹部。
11.權(quán)利要求8記載的發(fā)光管，其特征是上述發(fā)光部具有多個(gè)上述薄壁部。
12.權(quán)利要求8～11中任意一項(xiàng)記載的發(fā)光管，其特征是上述發(fā)光管具有可作為模擬點(diǎn)光源進(jìn)行動(dòng)作的尺寸。
全文摘要
將高壓放電燈作為模擬點(diǎn)光源使用時(shí)，使可提高投射光束向焦點(diǎn)的聚光效率的設(shè)計(jì)容易進(jìn)行。高壓放電燈(1A)具有發(fā)光管(2A)、一對(duì)放電用電極(5)以及電極保持材料(4)，其中發(fā)光管(2A)由半透明的透光性陶瓷構(gòu)成、具有一對(duì)開口部(2a)和發(fā)光部(2b)、且內(nèi)部空間(6)填充了離子化發(fā)光物質(zhì)以及啟動(dòng)氣體，放電用電極(5)收放在內(nèi)部空間(6)中，而電極保持材料(4)上安裝了放電用電極(5)、且被固定在發(fā)光管的開口部(2a)上。發(fā)光部(2b)中發(fā)光管(2A)上設(shè)置了厚壁部(2g)和薄壁部(2c)，薄壁部(2c)的橫斷面的斷面面積是厚壁部(2g)的橫斷面的斷面面積的35％以上、80％以下，發(fā)光部(2b)的亮度中心(9)存在于薄壁部(2c)。
文檔編號(hào)H01J61/36GK1411027SQ0214448
公開日2003年4月16日 申請(qǐng)日期2002年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月2日
發(fā)明者新見德一 申請(qǐng)人:日本礙子株式會(huì)社