放电灯的制作方法

本实用新型的实施方式涉及一种放电灯。

背景技术：

有一种放电灯，其具备：在内部具有放电空间的发光部、设置于发光部的端部的密封部、一端设置于放电空间的内部且另一端设置于密封部的内部的电极。

这种放电灯在密封部中的密封电极的部分有时会产生裂纹。若密封部产生裂纹，则封入于放电空间内的金属卤化物等经由裂纹而泄漏，可能会导致灯不亮。因此，提出了一种在密封部的内部，在电极上缠绕线圈的技术。

近年来，从省电的需求出发，希望有一种在稳定点灯时以30W(瓦特)以下(例如25W(瓦特))的功率点亮的放电灯。然而，若以30W(瓦特)以下的功率点亮放电灯，则存在容易产生闪烁的问题。此时，只要减小电极的粗细尺寸而提高电流密度，即可抑制闪烁的产生。但是，若减小电极的粗细尺寸，则密封部容易产生裂纹。

因此，希望研发一种能够抑制密封部产生裂纹的在稳定点灯时以30W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯。

专利文献1：日本特开2009－123415号公报

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题在于提供一种能够抑制密封部产生裂纹的以低功率点亮的放电灯。

实施方式所涉及的放电灯是在稳定点灯时以10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯。放电灯具备：在内部具有放电空间的发光部；设置于所述发光部的端部的密封部；一端设置于所述放电空间的内部且另一端设置于所述密封部的内部的电极；设置于所述密封部的内部且缠绕于所述电极的线圈。下式所表示的G1为20W(瓦特)以上且45W(瓦特)以下，G1＝[(2×C+E)/E]×Q，其中，C为所述线圈的线径(mm)、E为所述电极的粗细尺寸(mm)、Q为所述稳定点灯时的施加功率(瓦特)。

根据本实用新型的实施方式，提供一种能够抑制密封部产生裂纹的以低功率点亮的放电灯。

附图说明

图1是用于例示本实施方式所涉及的放电灯100的示意图。

图2是用于例示残余应力σ1的照片。

图3是用于例示残余应力σ1和泄漏产生率之间的关系的图表。

图4是用于例示线圈33的线径(粗细尺寸)C、线圈33的节距尺寸P、电极32的粗细尺寸(在剖面形状为圆形时为直径尺寸)E的示意图。

图5是用于例示G1和泄漏产生率之间的关系的图表。

图6是用于例示G1和色度变化率之间的关系的图表。

图7是用于例示G2和泄漏产生率之间的关系的图表。

图8是用于例示G2和色度变化率之间的关系的图表。

图中：1-内管、2-金属卤化物、5-外管、11-发光部、12-密封部、32-电极、100-放电灯、101-管帽、102-管座、111-放电空间。

具体实施方式

实施方式所涉及的放电灯为在稳定点灯时以10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯。放电灯具备：在内部具有放电空间的发光部；设置于所述发光部的端部的密封部；一端设置于所述放电空间的内部且另一端设置于所述密封部的内部的电极；设置于所述密封部的内部且缠绕于所述电极的线圈。下式所表示的G1为20W(瓦特)以上且45W(瓦特)以下，G1＝[(2×C+E)/E]×Q，其中，C为所述线圈的线径(mm)、E为所述电极的粗细尺寸(mm)、Q为所述稳定点灯时的施加功率(瓦特)。

根据该放电灯，即使是以低功率点亮的放电灯，也能够抑制密封部产生裂纹。因此，能够抑制泄漏的产生。并且，还能够抑制色度变化率变大。

实施方式所涉及的放电灯为在稳定点灯时以10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯。放电灯具备：在内部具有放电空间的发光部；设置于所述发光部的端部的密封部；一端设置于所述放电空间的内部且另一端设置于所述密封部的内部的电极；设置于所述密封部的内部且缠绕于所述电极的线圈。下式所表示的G2为50W(瓦特)以上且250W(瓦特)以下，G2＝[(2×C+E)/E]×Q×(P/C)，其中，C为所述线圈的线径(mm)、E为所述电极的粗细尺寸(mm)、Q为所述稳定点灯时的施加功率(瓦特)、P为所述线圈的节距尺寸(mm)。

根据该放电灯，即使是以低功率点亮的放电灯，也能够抑制密封部产生裂纹。因此，能够抑制泄漏的产生。并且，还能够抑制色度变化率变大。

另外，在上述放电灯中，在所述稳定点灯时，所述密封部中的残余应力可以为20kg/cm²以下。

由此，能够更加有效地抑制密封部产生裂纹。

以下，参照附图对实施方式进行例示。另外，在各附图中对相同的构成要件标注相同的符号，并且适当省略详细说明。

本实用新型的实施方式所涉及的放电灯例如可以作为用于汽车前照灯的HID(High Intensity Discharge，高强度气体放电)灯。在放电灯为用于汽车前照灯的HID灯时，能够进行所谓的水平点灯。

本实用新型的实施方式所涉及的放电灯的用途并未限定于汽车前照灯，在此仅作为一个例子举例说明放电灯为用于汽车前照灯的HID灯时的情况。

图1是用于例示本实施方式所涉及的放电灯100的示意图。

另外，在图1中，将放电灯100安装于汽车的情况下的前方向设为前端侧、将后方向设为后端侧、将上方向设为上端侧、将下方向设为下端侧。

如图1所示，放电灯100设置有管帽101以及管座102。

管帽101设置有外管5、内管1、电极支架3、支撑线35、套管4以及金属带71。

外管5设置于内管1的外侧且设置成与内管1同芯。即，管帽101具有由外管5和内管1构成的双重管结构。外管5接合(熔敷)于内管1的圆筒部14附近。

形成于内管1和外管5之间的封闭空间中封入有气体。封入气体可以是能够介质阻挡放电的气体。封入气体例如可以是选自氖气、氩气、氙气、氮气中的一种气体，或者也可以是这些气体的混合气体。气体的封入压力例如在常温(25℃)下为0.3atm以下。另外，气体的封入压力优选在常温(25℃)下为0.1atm以下。

外管5优选由热膨胀系数接近内管1材料的热膨胀系数且具有紫外线阻断性的材料制成。外管5可以由添加有例如钛、铈、铝等的氧化物的石英玻璃制成。

内管1由具有透光性和耐热性的材料制成。内管1例如可以由石英玻璃等制成。

内管1具有发光部11、密封部12、边界部13以及圆筒部14。

发光部11具有大致椭圆体的外形形状。发光部11设置于内管1的中央附近。发光部11在内管1的轴向上的尺寸(球体长度)例如可以为8mm左右。发光部11在与内管1的轴向正交的方向上的尺寸例如可以为5mm左右。

在发光部11的内部设置有放电空间111。放电空间111的中央部分呈大致圆柱状。放电空间111的两端部分呈大致圆锥状。

在放电空间111封入有放电介质。放电介质包括金属卤化物2和惰性气体。

金属卤化物2例如可以包括铟的卤化物、钠的卤化物、钪的卤化物、锌的卤化物等。作为卤素，例如可以使用碘。但是，也可以使用溴或氯等来代替碘。另外，从环保的观点出发，放电介质也可以不含汞。

另外，金属卤化物2的组分并未限定为例示，可以进行适当变更。

封入于放电空间111中的惰性气体例如可以是氙气。并且，除了氙气之外，惰性气体还可以使用氖气、氩气、氪气等，或者使用将这些气体组合后的混合气体。惰性气体的封入压力可以根据目的而进行改变。例如，想要增加总光通量时，优选将封入压力设为在常温(25℃)下为10atm以上且20atm以下。

密封部12呈板状，其分别接合于发光部11的两端部。密封部12例如可以通过压紧密封法制成。另外，密封部12也可以通过收缩密封法制成，从而呈圆柱状。在一个密封部12上经由边界部13接合有圆筒部14。

边界部13以及圆筒部14接合于密封部12的与发光部11侧相反一侧的端部。另外，发光部11、密封部12、边界部13以及圆筒部14可以形成为一体。

电极支架3设置于密封部12的内部。

电极支架3具有金属箔31、电极32、线圈33以及导线34。

金属箔31设置于密封部12的内部。金属箔31接合于电极32的与放电空间111侧相反一侧的端部的附近。

金属箔31呈薄板状，例如可以由钼、铼钼、钨、铼钨等制成。

电极32呈线状。电极32的剖面形状例如可以为圆形。

电极32的粗细尺寸(在剖面形状为圆形的情况下为直径尺寸)可以为0.20mm以上且0.33mm以下。如此一来，即使是在稳定点灯时以10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯100也能够抑制产生闪烁。

另外，电极32的粗细尺寸无需在电极32的延伸方向上恒定。例如，电极32的粗细尺寸也可以设为前端部侧粗于基端部侧。另外，电极32的前端部也可以为球形。另外，也可以像直流点灯类型那样一个电极的粗细尺寸不同于另一个电极的粗细尺寸。

电极32例如可以由纯钨、掺杂钨、铼钨等制成。另外，电极32可以含有钍，也可以不含钍。

电极32的一侧端部向放电空间111内突出。即，电极32的一端设置于放电空间111的内部，另一端设置于密封部12的内部。一对电极32设置成隔着预定的距离而彼此对置。一对电极32的前端彼此之间的距离(电极间距离)例如可以为3.4mm以上且4.4mm以下。

电极32的另一侧端部接合于金属箔31的发光部11侧的端部附近。电极32和金属箔31的接合可以通过例如激光焊接来进行。

线圈33例如可以是由掺杂钨制成的金属线。线圈33设置于密封部12的内部。线圈33缠绕于电极32的外侧。

线圈33用于抑制密封部12产生裂纹。另外，在后面详细叙述有关抑制密封部12产生裂纹的内容。

导线34呈线状。导线34的剖面形状例如可以为圆形。导线34例如可以由钼等制成。导线34的一侧端部侧接合于金属箔31的与发光部11侧相反一侧的端部附近。导线34和金属箔31的接合可以通过激光焊接来进行。导线34的另一侧端部侧延伸至内管1的外部。

支撑线35呈L字状，其接合于从放电灯100的前端侧引出的导线34的端部。支撑线35和导线34的接合可以通过激光焊接来进行。支撑线35例如可以由镍制成。

套管4覆盖支撑线35的与内管1平行延伸的部分。套管4例如呈圆筒状。套管4例如可以由陶瓷制成。

金属带71固定于外管5的后端侧的端部附近。

管座102具有：主体部6、安装用配件72、底部端子81以及侧部端子82。

主体部6由树脂等绝缘性材料制成。在主体部6的内部设置有：导线34的后端侧、支撑线35的后端侧、套管4的后端侧。

安装用配件72设置于主体部6的端部。安装用配件72设置于前端侧。安装用配件72从主体部6突出。安装用配件72保持金属带71。通过用安装用配件72保持金属带71，从而使管帽101保持于管座102。

底部端子81设置于主体部6的内部。底部端子81设置于后端侧。底部端子81由导电性材料制成。底部端子81与导线34电连接。

侧部端子82设置于主体部6的侧壁。侧部端子82设置于后端侧。侧部端子82由导电性材料制成。侧部端子82与支撑线35电连接。

底部端子81以及侧部端子82与未图示的点灯电路电连接。此时，底部端子81与点灯电路的高压侧电连接。侧部端子82与点灯电路的低压侧电连接。

在放电灯100为汽车前照灯的情况下，放电灯100安装成其中心轴(管轴)处于大致水平状态且支撑线35位于大致下端侧(下方)。另外，将点亮安装成该方向的放电灯100称为水平点灯。

另外，本实施方式所涉及的放电灯100为低功率的放电灯。

因此，点灯电路在稳定点灯时以10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下的功率点亮放电灯100。

接着，对密封部12的裂纹的产生进行说明。

如前述，在稳定点灯时以10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下的功率点亮放电灯100。这种以低功率点亮的放电灯100容易产生闪烁。此时，只要减小电极32的粗细尺寸来提高电流密度，即可抑制产生闪烁。因此，在放电灯100中，电极32的粗细尺寸(在剖面形状为圆形时为直径尺寸)设为0.20mm以上且0.33mm以下。因此，即使是在稳定点灯时以10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下的功率点亮的放电灯100也能够抑制闪烁的产生。

在此，在密封部12的材料为石英玻璃的情况下，线性膨胀系数为8.5×10^－6/℃左右。在电极32的材料使用钨的情况下，线性膨胀系数为4.3×10^－6/℃左右。因此，在点灯时(高温时)，电极32的粗细尺寸的变化量(膨胀量)小于密封部12的厚度尺寸的变化量(膨胀量)。其结果，在点灯时，产生从电极32剥离密封部12的方向的应力σ。

图2是用于例示残余应力σ1的照片。

在点灯时，在电极32的周边产生应力σ。此时，若应力σ增加到一定程度，则在电极32和密封部12之间产生滑移等，从而应力σ会得到缓和。因此，图2所示的残余应力σ1会变小。

但是，若减小电极32的粗细尺寸，则点灯时的电极32的粗细尺寸的变化量(膨胀量)和密封部12的厚度尺寸的变化量(膨胀量)之差变小，因此产生的应力σ会变小。若产生的应力σ变得过小，则在电极32和密封部12之间难以产生滑移等，导致应力σ难以得到缓和。因此，残余应力σ1反而会变大。

若残余应力σ1变大，则在密封部12容易产生裂纹。若密封部12产生裂纹，则封入于放电空间111内的金属卤化物2等经由裂纹而泄漏，可能会导致灯不亮。

图3是用于例示残余应力σ1和泄漏产生率之间的关系的图表。

由图3可知，若残余应力σ1为20kg/cm²以下，则能够抑制泄漏的产生。

图4是用于例示线圈33的线径(粗细尺寸)C、线圈33的节距尺寸P以及电极32的粗细尺寸(在剖面形状为圆形的情况下为直径尺寸)E的示意图。

其中，线圈33的线径C以及线圈33的节距尺寸P会干涉密封部12的与电极32接触的部分的面积。即，若线圈33的线径C变粗且线圈33的节距尺寸P变小，则密封部12的与电极32接触的部分的面积会变小。若密封部12的与电极32接触的部分的面积变小，则在电极32和密封部12之间容易产生滑移等，因而应力σ容易得到缓和。

电极32的粗细尺寸E以及稳定点灯时的施加功率Q干涉产生的应力σ或残余应力σ1。即，如前述，若电极32的粗细尺寸E变小，则产生的应力σ会变小。另外，若稳定点灯时的施加功率Q变小，则产生的应力σ会变小。然而，若产生的应力σ变得过小，则在电极32和密封部12之间难以产生滑移等，因而应力难以得到缓和。

根据本实用新型的发明人的见解，若基于由线圈33的线径C(mm)、电极32的粗细尺寸E(mm)以及稳定点灯时的施加功率Q(瓦特)构成的下式(1)而求出的值为预定值以上，则能够使残余应力σ1成为20kg/cm²以下。其结果，能够抑制泄漏的产生。

G1＝[(2×C+E)/E]×Q···(1)

其中，线圈33的线径C设为0.04mm以上且0.09mm以下。

电极32的粗细尺寸E设为0.20mm以上且0.33mm以下。

稳定点灯时的施加功率Q设为10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下。

图5是用于例示G1和泄漏产生率之间的关系的图表。

由图5可知，若使G1成为20W(瓦特)以上，则能够抑制泄漏的产生。

但是，若G1的值过大则应力σ会变得过大，会导致在电极32和密封部12之间产生间隙。而且，若在电极32和密封部12之间产生间隙，则封入于放电空间111内的金属卤化物2等会侵入到间隙，会导致色度变化率变大。若色度变化率变大，则放电灯100的品质会下降。

图6是用于例示G1和色度变化率之间的关系的图表。

由图6可知，若G1超过45W(瓦特)则色度变化率变大。

因此，G1优选为20W(瓦特)以上且45W(瓦特)以下。

另外，根据本实用新型的发明人的见解，若基于由线圈33的线径C(mm)、电极32的粗细尺寸E(mm)、稳定点灯时的施加功率Q(瓦特)以及线圈33的节距尺寸P(mm)构成的下式(2)而求出的值为预定值以上，则能够使残余应力σ1成为20kg/cm²以下。其结果，能够抑制泄漏的产生。

G2＝[(2×C+E)/E]×Q×(P/C)···(2)

其中，线圈33的线径C设为0.04mm以上且0.09mm以下。

电极32的粗细尺寸E设为0.20mm以上且0.33mm以下。

稳定点灯时的施加功率Q设为10W(瓦特)以上且30W(瓦特)以下。

线圈33的节距尺寸P设为0.04mm以上且0.8mm以下。

图7是用于例示G2和泄漏产生率之间的关系的图表。

由图7可知，若G2为250W(瓦特)以下，则能够抑制泄漏的产生。

但是，若G2的值过小则应力σ会变得过大，会导致在电极32和密封部12之间产生间隙。而且，若在电极32和密封部12之间产生间隙，则封入于放电空间111内的金属卤化物2等会侵入间隙，会导致色度变化率变大。若色度变化率变大，则放电灯100的品质会下降。

图8是用于例示G2和色度变化率之间的关系的图表。

由图8可知，若G2未满50W(瓦特)则色度变化率变大。

因此，G2优选为50W(瓦特)以上且250W(瓦特)以下。

以上，对本实用新型的若干实施方式进行了例示，但这些实施方式只是举例说明，并没有限定实用新型范围的意图。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离本实用新型宗旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更等。这些实施方式或其变形均属于本实用新型的范围或宗旨内，并且也包含在技术方案中记载的实用新型及其等同的范围内。另外，前述的各实施方式可以相互组合实施。