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JP2009054409A - Metal halide lamp, metal halide lamp lighting device - Google Patents

Metal halide lamp, metal halide lamp lighting device Download PDF

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JP2009054409A
JP2009054409A JP2007219985A JP2007219985A JP2009054409A JP 2009054409 A JP2009054409 A JP 2009054409A JP 2007219985 A JP2007219985 A JP 2007219985A JP 2007219985 A JP2007219985 A JP 2007219985A JP 2009054409 A JP2009054409 A JP 2009054409A
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JP
Japan
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metal
metal foil
halide lamp
rhenium
discharge
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007219985A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Ishigami
敏彦 石神
Sakae Katayama
栄 片山
Hitoshi Aoyama
斉 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Harison Toshiba Lighting Corp
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Publication date
Application filed by Harison Toshiba Lighting Corp filed Critical Harison Toshiba Lighting Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

【課題】水銀フリーメタルハライドランプの寿命特性を大幅に向上させる。
【解決手段】ハロゲン化物、希ガスを含み、水銀を含まない放電媒体が封入された放電空間14の両端の封止部12a,12bで放電容器11が構成される。放電空間14内に陽極3a2および陰極3b2が対向配置され、陽極3a2の基部側端部に金属箔3a1の一端部が、陰極3b2の基部側端部に金属箔3b1の一端部が結合される。金属箔3a1,3b1は、封止部12a、12bにより気密に封着される。金属箔3a2,3b2の他端部は、それぞれ外部リード3a3,3b3に結合され封止部12a、12b外にそれぞれ導出される。放電容器14内に流れる電流の向きは一定とし、陽極3a2側の金属箔3a1はモリブデン金属を主体としてレニウム金属を0.5〜8wt%含有し、金属箔箔3a1面上にレニウム金属膜を被覆した。
【選択図】図1
[PROBLEMS] To significantly improve the life characteristics of a mercury-free metal halide lamp.
A discharge vessel 11 is constituted by sealing portions 12a and 12b at both ends of a discharge space 14 in which a discharge medium containing a halide and a rare gas and not containing mercury is enclosed. The anode 3a2 and the cathode 3b2 are disposed to face each other in the discharge space 14, and one end of the metal foil 3a1 is coupled to the base side end of the anode 3a2, and one end of the metal foil 3b1 is coupled to the base side end of the cathode 3b2. The metal foils 3a1 and 3b1 are hermetically sealed by the sealing portions 12a and 12b. The other end portions of the metal foils 3a2 and 3b2 are coupled to the external leads 3a3 and 3b3, respectively, and are led out of the sealing portions 12a and 12b, respectively. The direction of the current flowing in the discharge vessel 14 is constant, the metal foil 3a1 on the anode 3a2 side contains 0.5 to 8 wt% of rhenium metal mainly composed of molybdenum metal, and the rhenium metal film is coated on the surface of the metal foil foil 3a1. did.
[Selection] Figure 1

Description

この発明は、放電ランプ、特に水銀フリーのメタルハライドランプ、メタルハライドランプ点灯装置に関する。   The present invention relates to a discharge lamp, particularly a mercury-free metal halide lamp and a metal halide lamp lighting device.

従来の水銀を使用しない、いわゆる水銀フリーメタルハライドランプは、放電容器の気密性を確保するモリブデン箔等からなる金属箔と放電媒体との反応が起こりやすいという問題があり、金属箔を緻密なコーティング膜で被覆を行い、放電媒体との反応防止を図り、水銀を用いないことに伴う寿命特性の低下等の改善が図られている。(例えば、特許文献1)
特開2002−260581号公報
Conventional mercury-free metal halide lamps that do not use mercury have a problem in that the metal foil made of molybdenum foil or the like that ensures the hermeticity of the discharge vessel tends to react with the discharge medium. In order to prevent the reaction with the discharge medium and to improve the life characteristics due to the absence of mercury. (For example, Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-260581

上記した特許文献1の技術は、自動車前照灯のように点滅が頻繁で、始動時に大電流を通過させるランプの金属箔は、耐ハロゲン性と石英との密着性の向上を満足させなくてはならない。特に直流点灯方式の自動車前照灯のように点滅が頻繁で、始動時に大電流を通過させるランプの陽極側の金属箔は、耐ハロゲン性と石英との密着性の向上を十分に満足させなくてはならない。   The technique of Patent Document 1 described above frequently blinks like an automobile headlamp, and the metal foil of the lamp that allows a large current to pass at the start does not satisfy the improvement in halogen resistance and adhesion with quartz. Must not. In particular, the metal foil on the anode side of the lamp, which frequently blinks like a DC lighting automotive headlamp and allows a large current to pass during start-up, does not fully satisfy the improvement in halogen resistance and adhesion with quartz. must not.

ところが、耐ハロゲン性を得るためにモリブデン(Mo)製の金属箔の表面にコーティング膜を形成すると、今度は膜材料が金属箔の表面と石英ガラスの間に介在して総合的な密着性は必ずしも改善されないという、という問題があった。   However, when a coating film is formed on the surface of a metal foil made of molybdenum (Mo) in order to obtain halogen resistance, the film material is interposed between the surface of the metal foil and quartz glass so that the overall adhesion is There was a problem that it was not necessarily improved.

この発明の目的は、寿命特性を向上させた水銀フリーのメタルハライドランプおよびメタルハライドランプ点灯装置を提供することにある。また、特に直流点灯方式おける寿命特性を向上させた水銀フリーのメタルハライドランプおよびメタルハライドランプ点灯装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a mercury-free metal halide lamp and a metal halide lamp lighting device having improved life characteristics. It is another object of the present invention to provide a mercury-free metal halide lamp and a metal halide lamp lighting device that have improved life characteristics particularly in a direct current lighting system.

上記した課題を解決するために、この発明のメタルハライドランプは、放電空間と該放電空間の両端に設けられた封止部とを有する放電容器と、前記放電空間内に対向して配置された電極と、前記電極の基部側端部にそれぞれ一端部が接合されるとともに、前記封止部により気密に封着された金属箔と、前記金属箔の他端部にそれぞれ結合されるとともに、前記封止部外に導出された一対の外部リードと、前記放電容器内に封入され、ハロゲン化物および希ガスとを含み、かつ本質的に水銀を含まない放電媒体と、を具備し、前記金属箔はモリブデン金属を主体としてレニウム金属を0.5〜8wt%含有し、金属箔面上にレニウム金属膜を被覆したことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a metal halide lamp according to the present invention includes a discharge vessel having a discharge space and sealing portions provided at both ends of the discharge space, and an electrode disposed to face the discharge space. One end of each of the electrodes is bonded to the base side end of the electrode, and the metal foil hermetically sealed by the sealing portion and the other end of the metal foil, respectively, A pair of external leads led out of the stopper, and a discharge medium enclosed in the discharge vessel, containing a halide and a rare gas, and essentially free of mercury, the metal foil comprising: It is characterized in that it contains 0.5 to 8 wt% of rhenium metal mainly composed of molybdenum metal, and a rhenium metal film is coated on the metal foil surface.

また、放電空間と該放電空間の両端に設けられた封止部とを有する放電容器と、前記放電空間内に対向して配置された陽極および陰極と、前記陽極および陰極の基部側端部にそれぞれ一端部が接合されるとともに、前記封止部により気密に封着された金属箔と、前記金属箔の他端部にそれぞれ結合されるとともに、前記封止部外に導出された一対の外部リードと、前記放電容器内に封入され、ハロゲン化物および希ガスとを含み、かつ本質的に水銀を含まない放電媒体と、を具備し、前記放電容器内に流れる電流は向きを一定とし、少なくとも前記陽極側の前記金属箔はモリブデン金属を主体としてレニウム金属を0.5〜8wt%含有し、金属箔面上にレニウム金属膜を被覆したことを特徴とする。   A discharge vessel having a discharge space and sealing portions provided at both ends of the discharge space; an anode and a cathode disposed opposite to each other in the discharge space; and a base side end of the anode and the cathode One end of each of the metal foils is joined and hermetically sealed by the sealing part, and a pair of external parts connected to the other end of the metal foil and led out of the sealing part A lead, and a discharge medium enclosed in the discharge vessel, containing a halide and a rare gas, and essentially free of mercury, and the current flowing in the discharge vessel has a constant direction, at least The metal foil on the anode side contains 0.5-8 wt% of rhenium metal mainly composed of molybdenum metal, and a rhenium metal film is coated on the metal foil surface.

この発明では、金属箔がモリブデン金属を主体としてレニウム金属を0.5〜8wt%含有し、その表面にレニウム金属膜が被覆されたことにより、寿命特性の改善が可能となる。特に、直流点灯では、陽極側の金属箔がモリブデン金属を主体としてレニウム金属を0.5〜8wt%含有し、その表面にレニウム金属膜が被覆されたことにより、寿命特性を大幅に向上させることが可能となる。   In the present invention, the metal foil contains 0.5 to 8 wt% of rhenium metal mainly composed of molybdenum metal, and the rhenium metal film is coated on the surface thereof, thereby improving the life characteristics. In particular, in direct current lighting, the anode side metal foil mainly contains molybdenum metal and contains 0.5-8 wt% rhenium metal, and the surface thereof is coated with a rhenium metal film, thereby greatly improving the life characteristics. Is possible.

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1、図2は、この発明のメタルハライドランプに関する一実施形態について説明するための、図1は概略的な構成図、図2は図1の拡大した構成図である。
1はメタルハライドランプを構成する内管であり、この中央部の放電容器11の両端部には、板状の封止部12a、12bが形成されており、その両端には、筒状の非封止部13a,13bが形成されている。なお、内管1は耐熱性と透光性に優れた材料であれば使用でき、例えば石英ガラスが使用可能である。
FIGS. 1 and 2 are schematic configuration diagrams, and FIG. 2 is an enlarged configuration diagram of FIG. 1, for explaining an embodiment of a metal halide lamp according to the present invention.
Reference numeral 1 denotes an inner tube constituting a metal halide lamp. Plate-shaped sealing portions 12a and 12b are formed at both ends of the discharge vessel 11 at the center, and cylindrical unsealed at both ends. Stop portions 13a and 13b are formed. The inner tube 1 can be used as long as the material has excellent heat resistance and translucency. For example, quartz glass can be used.

放電容器11の内部には、軸方向において、中央部が略円柱状、その両端部がテーパ状の放電空間14が形成されている。この放電空間14の容積は、ショートアーク型の放電ランプでは100μl以下、自動車の前照灯用として用途を指定する場合には、放電空間の容積は10μl〜40μlであるのが望ましい。   Inside the discharge vessel 11, a discharge space 14 having a substantially cylindrical shape at the center and a tapered shape at both ends in the axial direction is formed. The volume of the discharge space 14 is preferably 100 μl or less for a short arc type discharge lamp, and the volume of the discharge space is preferably 10 μl to 40 μl when an application is specified for an automotive headlamp.

放電空間14には、金属ハロゲン化物2および希ガスとからなる放電媒体が封入され、放電媒体には本質的に水銀を含まないものとする。次に、放電媒体の具体例について説明する。   The discharge space 14 is filled with a discharge medium composed of the metal halide 2 and a rare gas, and the discharge medium essentially does not contain mercury. Next, a specific example of the discharge medium will be described.

まず、ハロゲン化金属としては、種々の金属元素のハロゲン化物を用いることができ、例えば主として発光に寄与する金属の第1のハロゲン化物が使用される。第1のハロゲン化物としては、ナトリウム(Na)、スカンジウム(Sc)および希土類金属から選ばれる一種または複数種の金属元素のハロゲン化物を用いる。NaやScは、特に高効率な発光物質である。   First, as the metal halide, halides of various metal elements can be used. For example, a first metal halide that mainly contributes to light emission is used. As the first halide, a halide of one or more kinds of metal elements selected from sodium (Na), scandium (Sc), and a rare earth metal is used. Na and Sc are particularly efficient luminous materials.

ハロゲン化金属は、蒸気圧が相対的に高く、第1のハロゲン化物の金属に比較して可視光域に発光しにくい金属の一種または複数種のハロゲン化物を、第2のハロゲン化物として含むことができる。可視光域に発光しにくい金属とは、第1のハロゲン化物の金属よりエネルギー準位が高く、第1のハロゲン化物の金属が主として発光する状態であればよい。第2のハロゲン化物を添加することで、水銀を含むランプに近いランプ電圧を得ることができ、水銀フリーメタルハライドランプの電気特性や発光特性の改善が可能となる。第2のハロゲン化物は、色度改善等に対しても寄与する。   The metal halide has a vapor pressure that is relatively high and includes one or more types of metal halides that do not easily emit light in the visible light region as compared to the metal of the first halide as the second halide. Can do. The metal that does not easily emit light in the visible light region has a higher energy level than the metal of the first halide and may be in a state where the metal of the first halide mainly emits light. By adding the second halide, a lamp voltage close to that of a lamp containing mercury can be obtained, and the electrical characteristics and light emission characteristics of the mercury-free metal halide lamp can be improved. The second halide contributes to chromaticity improvement and the like.

第2のハロゲン化物としては、例えばマグネシウム(Mg)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)、アンチモン(Sb)、ベリリウム(Be)、レニウム(Re)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)およびハフニウム(Hf)および錫(Sn)から選ばれる一種または複数種の金属のハロゲン化物が用いられる。   Examples of the second halide include magnesium (Mg), iron (Fe), cobalt (Co), chromium (Cr), zinc (Zn), nickel (Ni), manganese (Mn), aluminum (Al), and antimony. One or more selected from (Sb), beryllium (Be), rhenium (Re), gallium (Ga), indium (In), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf) and tin (Sn) These metal halides are used.

ハロゲン化金属を構成するハロゲンとしては、ヨウ素(I)が反応性の低さにおいて最も適当であり、臭素(Br)、塩素(Cl)、フッ素(F)の順に反応性が強くなるが、必要に応じ適宜選択可能である。また、ヨウ化物と臭化物のように、異なるハロゲンの化合物を併用することもできる。   As the halogen constituting the metal halide, iodine (I) is most suitable in terms of low reactivity, and the reactivity increases in the order of bromine (Br), chlorine (Cl), and fluorine (F), but is necessary. It is possible to select appropriately according to. Further, different halogen compounds such as iodide and bromide can be used in combination.

ハロゲン化金属の封入量については、例えば主として発光に寄与する第1のハロゲン化物は、放電容器の内容積(放電空間の容積)1cc当たり5mg〜110mgの範囲で封入することができる。さらに好適な範囲は、放電容器の内容積1cc当たり5mg〜35mgである。このような範囲において、光束の立ち上がりを早くすることができるとともに、光色を安定させることができる。第2のハロゲン化物は、放電容器の内容積1cc当たり0.05mg〜200mgの範囲で封入することができる。他のハロゲン化物については適宜調整される。   Regarding the amount of metal halide to be enclosed, for example, the first halide that mainly contributes to light emission can be enclosed in the range of 5 mg to 110 mg per 1 cc of the internal volume of the discharge vessel (volume of the discharge space). A more preferable range is 5 mg to 35 mg per 1 cc of the internal volume of the discharge vessel. In such a range, the rise of the luminous flux can be accelerated and the light color can be stabilized. The second halide can be enclosed in the range of 0.05 mg to 200 mg per 1 cc of the internal volume of the discharge vessel. About other halides, it adjusts suitably.

また、希ガスとしては、始動用および緩衝ガスとしての他に、始動直後には主発光を担うように作用する。一般的には放電容器を透過しなければ特に限定されないが、放電容器が石英ガラスで形成される場合は、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)またはキセノン(Xe)が推奨される。始動直後の発光を希ガスに依存する場合には、最も発光効率が高いのはキセノンであるため、キセノンが最適である。   In addition to the starting gas and the buffer gas, the rare gas acts to emit main light immediately after the starting. Generally, it is not particularly limited as long as it does not pass through the discharge vessel, but when the discharge vessel is formed of quartz glass, argon (Ar), krypton (Kr), or xenon (Xe) is recommended. When light emission immediately after start-up depends on a rare gas, xenon is optimal because xenon has the highest luminous efficiency.

希ガスの封入圧力を高くすると、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、光束の立ち上がり特性を向上させることができる。光束の立ち上がり特性が良いことは、どのような使用目的であっても好都合であるが、特に自動車用前照灯装置や液晶プロジェクタ等では極めて重要である。希ガスは例えば3気圧以上の圧力で封入され、特に5〜15気圧の範囲で封入することが好ましい。   When the enclosure pressure of the rare gas is increased, the lamp voltage is increased, and the lamp input can be increased for the same lamp current to improve the rising characteristics of the luminous flux. Good rise characteristics of the luminous flux are convenient for any purpose of use, but are particularly important for automotive headlamp devices and liquid crystal projectors. For example, the rare gas is sealed at a pressure of 3 atm or more, and is preferably sealed in a range of 5 to 15 atm.

さらに、「本質的に水銀が封入されていない」とは、水銀が全く封入されない状態に限らず、放電容器の内容積1cc当たり2mg未満の水銀、好ましくは1mg以下の水銀が存在することの許容を意味する。しかし、水銀が封入されないことは環境上望ましいことである。従来の水銀蒸気により放電ランプの電気特性を維持する場合、短アーク形では放電容器の内容積1cc当たり20mg〜40mg、場合によっては50mg以上の水銀を封入していたことからすれば、この実施形態で使用される水銀量は、本質的に少ないと言うことができる。   Further, “essentially no mercury is enclosed” is not limited to the state where mercury is not enclosed at all, and it is acceptable that less than 2 mg of mercury, preferably 1 mg or less of mercury exists per 1 cc of internal volume of the discharge vessel. Means. However, it is environmentally desirable that mercury is not encapsulated. In the case where the electrical characteristics of the discharge lamp are maintained by the conventional mercury vapor, the short arc type is filled with 20 mg to 40 mg of mercury per 1 cc of the internal volume of the discharge vessel, and in some cases, 50 mg or more of mercury. It can be said that the amount of mercury used in is essentially low.

再び図1において、封止部12a、12bの内部には、マウント3a、3bが封止されている。マウント3a,3bは、金属箔3a1,3b1、陽極3a2、陰極3b2、外部リード3a3,3b3からなる。金属箔3a1,3b1は、例えば、モリブデンのような高融点の短冊形状の薄い金属板である。   In FIG. 1 again, mounts 3a and 3b are sealed inside the sealing portions 12a and 12b. The mounts 3a and 3b include metal foils 3a1 and 3b1, an anode 3a2, a cathode 3b2, and external leads 3a3 and 3b3. The metal foils 3a1 and 3b1 are strip-shaped thin metal plates having a high melting point such as molybdenum.

金属箔3a1はモリブデンを主体としレニウム金属を8wt%以内で含有させ、さらにその表面にはレニウム金属が被覆されたレ二ウム金属膜4で構成される。レ二ウム金属膜4は、後述するイオンプレーティング法により200nm〜2500nm範囲の膜厚で被覆している。   The metal foil 3a1 is composed of a rhenium metal film 4 mainly containing molybdenum, containing rhenium metal within 8 wt%, and further having a rhenium metal coated on the surface thereof. The rhenium metal film 4 is coated with a film thickness in the range of 200 nm to 2500 nm by an ion plating method described later.

図3は、この発明のメタルハライドランプを自動車用前照灯に適用した場合について説明するための概略的な構成図であり、図1と同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分を中心にして説明する。
図3において、メタルハライドランプの主要部を構成する発光管は、2重管構造となっており、発光管内部には例えば石英ガラス製の内管1が配置されている。内管1はランプ軸方向に細長い形状であって、その略中央部には略楕円形の放電容器11が形成されている。放電容器11の両端部には、封止部12a,12bが形成されており、その両端には、筒状の非封止部13a,13bが形成されている。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram for explaining a case where the metal halide lamp according to the present invention is applied to an automotive headlamp. The same components as those in FIG. The description will focus on the different parts.
In FIG. 3, the arc tube constituting the main part of the metal halide lamp has a double tube structure, and an inner tube 1 made of, for example, quartz glass is disposed inside the arc tube. The inner tube 1 has an elongated shape in the lamp axis direction, and a substantially elliptical discharge vessel 11 is formed at a substantially central portion thereof. Sealing portions 12a and 12b are formed at both ends of the discharge vessel 11, and cylindrical non-sealing portions 13a and 13b are formed at both ends thereof.

発光管の非封止部13a側には、ソケット7が接続される。それらの接続は、非封止部13a付近の外管9外周面に装着された金属バンド71を、ソケット7の内管1保持側の開口端に形成された4本の金属製の舌片72(図3では、2本を図示)により挟持することによって行なわれている。そして、接続をさらに強化するために、金属バンド71および舌片72の接触点を溶接している。なお、ソケット7の底部には外部リード3a3と図示しないサポートワイヤがそれぞれ接続される端子が形成される。   A socket 7 is connected to the non-sealing portion 13a side of the arc tube. The metal band 71 attached to the outer peripheral surface of the outer tube 9 near the non-sealing portion 13a is connected to the four metal tongue pieces 72 formed on the opening end of the socket 7 on the inner tube 1 holding side. (In FIG. 3, two are shown). And in order to strengthen a connection further, the contact point of the metal band 71 and the tongue piece 72 is welded. A terminal to which an external lead 3a3 and a support wire (not shown) are connected is formed at the bottom of the socket 7.

一端が金属箔3a1,3b1の端部に接続された外部リード3a3,3b3の他端は、管軸に沿って封止部12a,12bの外部に延出している。外部に延出した外部リード3b3には、ニッケルからなるL字状のサポートワイヤ6の一端が接続され、その他端は、ソケット7の方向に延出している。そして、管軸と平行するサポートワイヤ6の部分には、セラミックからなる絶縁スリーブ8が被覆されている。   The other ends of the external leads 3a3 and 3b3 whose one ends are connected to the end portions of the metal foils 3a1 and 3b1 extend to the outside of the sealing portions 12a and 12b along the tube axis. One end of an L-shaped support wire 6 made of nickel is connected to the external lead 3 b 3 extending to the outside, and the other end extends in the direction of the socket 7. A portion of the support wire 6 parallel to the tube axis is covered with an insulating sleeve 8 made of ceramic.

上記で構成された内管1の外側には、管軸に沿って石英ガラスに紫外線の遮断作用を有する金属酸化物が添加された筒状の外管9が内管1と略同心状に設けられている。内管1と外管9の接続は、内管1両端の筒状の非封止部13a,13b付近に外管9を溶着することにより行なわれており、内部空間は気密状態である。その空間には、例えば、窒素やネオン、アルゴン、キセノン等の希ガスを一種または混合して封入したりすることができる。   Outside the inner tube 1 configured as described above, a cylindrical outer tube 9 in which a metal oxide having an ultraviolet blocking effect is added to quartz glass along the tube axis is provided substantially concentrically with the inner tube 1. It has been. The inner tube 1 and the outer tube 9 are connected by welding the outer tube 9 in the vicinity of the cylindrical non-sealing portions 13a and 13b at both ends of the inner tube 1, and the inner space is airtight. In the space, for example, a rare gas such as nitrogen, neon, argon, xenon, or the like can be sealed or mixed.

図4は、レ二ウム金属膜をイオンプレーティング法により、陽極3a2の基部側、金属箔3a1、それに金属箔3a1に接続された外部リード3a3に被覆する方法について説明するための説明図である。また、図5はレ二ウム金属膜が施されるマウントについて説明するための説明図である。
図4において、61は高真空にされた真空槽であり、真空槽61の上側には陰極となる基板支持台62に設置された基板63に、図5(a)に示すマウント3aを多数取り付ける。このとき、陽極3a2を下向きにした状態で、外部リード3a3を基板63に固定する。真空槽61の下側の蒸発台64上に置かれたレ二ウム金属は、電極放電により加熱され蒸発する。蒸発台64と基板63の間に設置された高周波コイル65により、蒸発したレ二ウム金属はイオン化され、加速されてマウント3aの表面に、レニウム金属膜4として被覆される。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a method of coating the rhenium metal film on the base side of the anode 3a2, the metal foil 3a1, and the external lead 3a3 connected to the metal foil 3a1 by ion plating. . FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a mount to which a rhenium metal film is applied.
In FIG. 4, reference numeral 61 denotes a vacuum chamber that has been evacuated. A large number of mounts 3 a shown in FIG. 5A are attached to a substrate 63 placed on a substrate support 62 that serves as a cathode above the vacuum chamber 61. . At this time, the external lead 3a3 is fixed to the substrate 63 with the anode 3a2 facing downward. The rhenium metal placed on the evaporation table 64 below the vacuum chamber 61 is heated and evaporated by electrode discharge. The evaporated rhenium metal is ionized and accelerated by the high frequency coil 65 installed between the evaporation table 64 and the substrate 63, and the surface of the mount 3a is coated as the rhenium metal film 4.

真空槽61全体は、例えばX軸とY軸方向の2種類の回転を掛けることで、マウント3a全面に均一に被覆される。このとき、高周波コイル65の出力や時間などを制御することにより、被覆の膜厚が決めることができる。   The entire vacuum chamber 61 is uniformly coated on the entire surface of the mount 3a by, for example, applying two types of rotation in the X-axis and Y-axis directions. At this time, the film thickness of the coating can be determined by controlling the output and time of the high frequency coil 65.

なお、レニウム金属膜の成膜時には、陽極3a2はかさばる。このことから、図5(b)に示すように、陽極3a2がない状態のマウント3a’を成膜させた場合は、1度にレニウム金属膜4を成膜できる個数を多くすることができるという利点がある。陽極3a2と金属箔3a1は、レーザ溶接や抵抗溶接などの接合手段を用いて接合する。   The anode 3a2 is bulky when the rhenium metal film is formed. Therefore, as shown in FIG. 5B, when the mount 3a ′ without the anode 3a2 is formed, the number of rhenium metal films 4 that can be formed at a time can be increased. There are advantages. The anode 3a2 and the metal foil 3a1 are joined using a joining means such as laser welding or resistance welding.

このようにしてレニウム金属膜4が被覆されたマウント3aを、図1に示すメタルハライドランプに使用している。金属箔3a1に被覆されたレ二ウム金属膜4は、金属箔3a1に対する遊離ヨウ素(I)などの反応を防止する。また、金属箔3a1の表面に形成された高品質のレニウム金属膜4は金属箔3a1中のレニウム金属成分との結合効果により、金属箔3a1と封止部12a部分の石英ガラスとの密着性をより強固にすることができ、封止部12aの封止力の向上で点滅特性の改善を図れることが判明した。   The mount 3a thus coated with the rhenium metal film 4 is used in the metal halide lamp shown in FIG. The rhenium metal film 4 covered with the metal foil 3a1 prevents a reaction such as free iodine (I) with respect to the metal foil 3a1. Further, the high-quality rhenium metal film 4 formed on the surface of the metal foil 3a1 has a bonding effect with the rhenium metal component in the metal foil 3a1, thereby providing adhesion between the metal foil 3a1 and the quartz glass of the sealing portion 12a portion. It has been found that the flashing characteristics can be improved by improving the sealing power of the sealing portion 12a.

レニウム金属膜4の形成は、イオンプレーティング法の他にメッキ法が考えられる。メッキ法の場合は、外部リード3a3側を支持して、陽極3a2を下にした図5(a)マウント3aを電解液に漬けてレニウム金属をメッキすることにより、マウント3aのレニウム金属膜4を被覆させることができる。   The rhenium metal film 4 can be formed by a plating method in addition to the ion plating method. In the case of the plating method, the rhenium metal film 4 of the mount 3a is plated by plating the rhenium metal by dipping the mount 3a in the electrolyte solution while supporting the external lead 3a3 side and with the anode 3a2 facing down in FIG. Can be coated.

ここで、図3で説明したこの発明のメタルハライドランプを用いた自動車前照用ランプとして適用した場合のメタルハライドランプの具体的な数値を挙げ、再び図1を参照しながら説明する。   Here, specific numerical values of the metal halide lamp when applied as a vehicle headlamp using the metal halide lamp of the present invention described in FIG. 3 will be given and described again with reference to FIG.

石英ガラス製の放電容器1の内径Aは、2.6mmで回転楕円形状に成形する。楕円の長軸方向の両端に細長い封止部12a,12bを備えている。陽極3a2、陰極3b2の先端部は、放電空間14に突出させる。陽極3a2、陰極3b2の基部は、封止部12a,12b内において、金属箔3a1,3b1の一端にそれぞれ溶接されている。陽極3a2の先端は、直径Bが0.65mmの球、直径Cが0.35mmの軸形状を有し、材料はドープタングステンである。また、陰極3b2は、直径Dが0.35mmの軸形状を有し、材料は1.0%トリア含有のタングステンである。陽極3a2と陰極3b2の電極間距離Eは4.2mmに設定されている。   The discharge vessel 1 made of quartz glass has an inner diameter A of 2.6 mm and is formed into a spheroidal shape. Elongated sealing portions 12a and 12b are provided at both ends of the major axis of the ellipse. The tip portions of the anode 3 a 2 and the cathode 3 b 2 are projected into the discharge space 14. The base portions of the anode 3a2 and the cathode 3b2 are welded to one ends of the metal foils 3a1 and 3b1, respectively, in the sealing portions 12a and 12b. The tip of the anode 3a2 has a sphere with a diameter B of 0.65 mm, an axial shape with a diameter C of 0.35 mm, and the material is doped tungsten. The cathode 3b2 has an axial shape with a diameter D of 0.35 mm, and the material is tungsten containing 1.0% tria. The distance E between the anode 3a2 and the cathode 3b2 is set to 4.2 mm.

さらに、封止部12aの直径Fは5mmとし、金属箔3a1は長さを12mm、厚さを20μm、幅を2.0mmとする。放電容器1内には、放電媒体として、希ガス、第1のハロゲン化物および第2のハロゲン化物が封入されている。陰極3b2の金属箔3b1の長さは7mmとする。   Further, the diameter F of the sealing portion 12a is 5 mm, and the metal foil 3a1 has a length of 12 mm, a thickness of 20 μm, and a width of 2.0 mm. In the discharge vessel 1, a rare gas, a first halide and a second halide are sealed as a discharge medium. The length of the metal foil 3b1 of the cathode 3b2 is 7 mm.

希ガスとしては、キセノン11気圧を封入した。また、第1のハロゲン化物としてヨウ化スカンジウム(ScI)0.20mg、ヨウ化ナトリウム(NaI)0.5mgを、第2のハロゲン化物としてヨウ化亜鉛(ZnI)0.24mgをそれぞれ封入した。 As the rare gas, 11 atm of xenon was enclosed. Further, scandium iodide (ScI 3 ) 0.20 mg and sodium iodide (NaI) 0.5 mg were encapsulated as the first halide, and zinc iodide (ZnI 2 ) 0.24 mg was encapsulated as the second halide, respectively. .

(実施例1)
この実施形態の金属箔は、直流点灯の水銀フリーランプの寿命改善に特に効果があるが、交流点灯の水銀フリーランプの寿命改善にも効果がある。この実施例1では、上記したメタルハライドランプの具体的な数値のうち、図1と電極と金属箔の寸法のみが異なる35Wの交流タイプのランプで実施した。
(Example 1)
The metal foil of this embodiment is particularly effective in improving the life of a mercury-free lamp operated by direct current, but is also effective in improving the life of a mercury-free lamp operated by alternating current. In Example 1, among the specific numerical values of the metal halide lamp described above, a 35 W AC type lamp different from FIG. 1 only in the dimensions of the electrode and the metal foil was used.

ここで、両側の電極(図1では3a2,3b2に相当)の材質は、1%トリア含有のタングステンで、軸径0.36mm、長さ8mmである。金属箔3a1,3b1の寸法はそれぞれ、幅2mm、厚さ20μm、長さ7mmである。   Here, the material of the electrodes on both sides (corresponding to 3a2 and 3b2 in FIG. 1) is tungsten containing 1% tria, and has a shaft diameter of 0.36 mm and a length of 8 mm. The metal foils 3a1 and 3b1 have a width of 2 mm, a thickness of 20 μm, and a length of 7 mm, respectively.

金属箔3a1,3b1の材料は、(A)〜(D)の4種類を用意した。金属箔(A)は0.5wt%のイットリア(Y)を含有したモリブデン箔、金属箔(B)は0.5wt%のイットリアとレニウムを2wt%含有したモリブデン箔、金属箔(C)は金属箔(A)の表面にレニウム膜を400nmの厚さでコーティングしたもの、金属箔(D)は金属箔(B)の表面にレニウム膜を400nmの厚さでコーティングしたものである。 As the materials of the metal foils 3a1 and 3b1, four types (A) to (D) were prepared. The metal foil (A) is a molybdenum foil containing 0.5 wt% yttria (Y 2 O 3 ), the metal foil (B) is a molybdenum foil containing 0.5 wt% yttria and 2 wt% rhenium, and a metal foil (C ) Is obtained by coating the surface of the metal foil (A) with a rhenium film at a thickness of 400 nm, and metal foil (D) is obtained by coating the surface of the metal foil (B) with a rhenium film at a thickness of 400 nm.

モリブデンに微量で添加するイットリアは、石英との密着性を増大させる効果を有する。シリカ(SiO),ハフニア(HfO),ジルコニア(ZrO),酸化チタン(TiO),アルミナ(Al)などを微量添加することも同様の効果を持つことが知られている。 Yttria added in a small amount to molybdenum has an effect of increasing adhesion to quartz. It is known that addition of a small amount of silica (SiO 2 ), hafnia (HfO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), etc. has the same effect. .

そして、これらの金属箔(A)〜(D)を、金属箔3a1,3b1にそれぞれ用いた交流用のランプを5本ずつ製作した。後述する交流点灯回路を用い、始動時は75Wで、定常時は35Wの交流電力で点滅試験を行った。点滅試験は、日本電球工業会規格「JEL215」の点滅方式で点滅試験を行い、5本の平均のリーク不点となるまでの時間、換言すれば点灯時間は、図6に示すとおりとなった。   Then, five AC lamps using these metal foils (A) to (D) for the metal foils 3a1 and 3b1, respectively, were manufactured. Using an alternating current lighting circuit, which will be described later, a blinking test was performed with alternating current power of 75 W at start-up and 35 W at steady state. The flashing test was performed using the flashing method of the Japan Light Bulb Industry Association “JEL215” flashing method. The time until the average leak point of the five lamps, in other words, the lighting time was as shown in FIG. .

すなわち、金属箔(A)で1500時間、金属箔(B)で1700時間、金属箔(C)で2700時間、金属箔(D)で4200時間であった。   That is, it was 1500 hours for the metal foil (A), 1700 hours for the metal foil (B), 2700 hours for the metal foil (C), and 4200 hours for the metal foil (D).

交流点灯の場合は、薬品とモリブデンの金属箔の反応の影響は直流点灯での陽極側の場合に比較して少ない。点滅の激しい自動車前照灯に対応して、日本電球工業会規格「JEL215」の点滅方式は、多種の点滅時間の組み合わせからなる。点滅時間が進むと、薬品との弱い反応により箔の電極側から次第に箔が変色して行くのが見られる。交流点灯の場合は、この変色により、その部分で箔と石英との剥離が進み易くなる。激しい点滅で石英と箔の接着部分で応力が働き石英部分にクラックが生じて不点となる。金属箔(A)はこのようにして不点となる。0.01〜5wt%のレニウムを含有したモリブデン箔は国際特許公開WO2006/035327公報に開示されている。レニウムを含有することによりモリブデン箔の表面状態を改善するとされている。しかし、この実施例1において、金属箔(B)は金属箔(A)より少し寿命が延びているが大きな改善ではない。   In the case of AC lighting, the influence of the reaction between the chemical and the metal foil of molybdenum is less than in the case of the anode side in DC lighting. Corresponding to flashing automobile headlamps, the Japan Light Bulb Industry Association standard “JEL215” flashing method consists of various combinations of flashing times. As the flashing time progresses, the foil gradually discolors from the electrode side of the foil due to a weak reaction with the chemical. In the case of AC lighting, this discoloration facilitates the peeling of the foil and quartz at that portion. The intense flashing causes stress in the bonded part of the quartz and foil, causing cracks in the quartz part, which is a problem. The metal foil (A) becomes disadvantageous in this way. Molybdenum foil containing 0.01 to 5 wt% rhenium is disclosed in International Patent Publication WO2006 / 035327. It is said that the surface state of the molybdenum foil is improved by containing rhenium. However, in Example 1, the metal foil (B) has a slightly longer life than the metal foil (A), but this is not a significant improvement.

金属箔(C)は金属箔(A)にレニウム膜をコーティングしたものであるが、レニウム膜でモリブデン箔の表面をカバーすることにより薬品との反応を防止しており、そのため頻繁な点滅でも箔と石英の剥離が進みにくい。また、モリブデンと石英との密着性よりレニウムと石英との密着性が優れているという利点も効果を及ぼしていると考えられる。しかし、点滅が進むと、金属箔のモリブデンとレニウム膜との境界で剥離方向の歪が増大してくる。このため、総合的な金属箔と石英の密着性が低下してきて、石英に応力を及ぼしクラックが進行してきてリークに至る。金属箔(D)の場合が実施例であるが、金属箔のモリブデンにレニウムを含有することにより、レニウム膜と金属箔との結合性が増大する。このため、金属箔(C)で見られたレニウム膜と金属箔との境界での剥離方向の歪は小さい。このため、金属箔(D)では金属箔(C)に比較して寿命の改善が行われる。   The metal foil (C) is a metal foil (A) coated with a rhenium film, but the reaction with chemicals is prevented by covering the surface of the molybdenum foil with the rhenium film. And the separation of quartz is difficult to proceed. Further, it is considered that the advantage that the adhesion between rhenium and quartz is superior to the adhesion between molybdenum and quartz is also effective. However, as the blinking progresses, the strain in the peeling direction increases at the boundary between the molybdenum and rhenium film of the metal foil. For this reason, the overall adhesion between the metal foil and the quartz decreases, stress is applied to the quartz, cracks progress, and leakage occurs. The case of the metal foil (D) is an example, but by containing rhenium in the molybdenum of the metal foil, the connectivity between the rhenium film and the metal foil is increased. For this reason, the strain in the peeling direction at the boundary between the rhenium film and the metal foil seen in the metal foil (C) is small. For this reason, the life of the metal foil (D) is improved as compared with the metal foil (C).

金属箔(D)のタイプで金属箔のレニウムの含有wt%と寿命の関係を調べた。レニウム含有率が0.5%〜8%からこのような、レニウム膜と金属箔(Mo−Re)との良好な結合性の効果が見られた。しかし、レニウム含有率が8%を越すと、金属箔と石英との間の歪が顕著になり、短寿命になった。より好適な範囲としてはレニウム含有率が1〜5%であった。   With respect to the type of metal foil (D), the relationship between the rhenium content wt% of the metal foil and the lifetime was examined. From the rhenium content of 0.5% to 8%, such an effect of good bonding between the rhenium film and the metal foil (Mo-Re) was observed. However, when the rhenium content exceeds 8%, the strain between the metal foil and quartz becomes remarkable, and the life is shortened. As a more preferable range, the rhenium content was 1 to 5%.

水銀フリーランプでは直流点灯では薬品と陽極側の金属箔との反応が顕著になり、大きな問題となる。すなわち、水銀フリーハロゲンランプでは、ランプ電圧形成物質として蒸気圧の大きい、例えばヨウ化亜鉛が封入されているので、ハロゲン陰イオン(I)のランプ中の量は大きい。このハロゲン陰イオン(I)は直流点灯では陽極に引かれ、その後中性のハロゲン(I)と推定される状態で電極軸と石英ガラスの間を通過して金属箔に到達して金属箔と反応してヨウ化モリブデン(MoI)が生成する。ヨウ化モリブデン(MoI)はMoよりもずっと密度が小さいため、モリブデンがヨウ化モリブデン(MoI)に変化する時に体積が増加して周囲の石英ガラスに多大な応力を及ぼすことになる。水銀が封入されている場合は、ハロゲン陰イオン(I)は低温部で遊離ハロゲン(I)となり水銀と化合してハロゲン化水銀(HgI、HgI)となるために、上記のような問題が表面化しない。 In a mercury-free lamp, the reaction between the chemical and the metal foil on the anode side becomes significant in direct current lighting, which is a serious problem. That is, in a mercury-free halogen lamp, since a high vapor pressure, for example, zinc iodide, is enclosed as a lamp voltage forming substance, the amount of halogen anion (I ) in the lamp is large. The halogen anion (I ) is attracted to the anode in direct current lighting, and then passes between the electrode shaft and the quartz glass in a state presumed to be neutral halogen (I) and reaches the metal foil. To produce molybdenum iodide (MoI 2 ). Since molybdenum iodide (MoI 2 ) has a much lower density than Mo, the volume increases when molybdenum changes to molybdenum iodide (MoI 2 ), and a great deal of stress is exerted on the surrounding quartz glass. When mercury is enclosed, the halogen anion (I ) becomes free halogen (I) at a low temperature part and combines with mercury to form mercury halide (HgI 2 , HgI). Does not surface.

(実施例2)
次に、図1に示したメタルハライドランプの構造を直流点灯用ランプとした場合を実施した。すなわち、封止部12aの直径Fは5mmとし、陽極側の金属箔3a1は長さを12mm、厚さを20μm、幅を2.0mmとする。陰極3b2の側の金属箔3b1の長さは7mmとする。
(Example 2)
Next, the case where the structure of the metal halide lamp shown in FIG. That is, the diameter F of the sealing portion 12a is 5 mm, and the metal foil 3a1 on the anode side has a length of 12 mm, a thickness of 20 μm, and a width of 2.0 mm. The length of the metal foil 3b1 on the cathode 3b2 side is 7 mm.

そして、金属箔3a1,3b1の材料は、(A)〜(D)の4種類を用意した。金属箔(A)は0.5wt%のイットリアを含有したモリブデン箔、金属箔(B)は0.5wt%のイットリアとレニウムを2wt%含有したモリブデン箔、金属箔(C)は金属箔(A)の表面にレニウム膜を400nmの厚さでコーティングしたもの、金属箔(D)は金属箔(B)の表面にレニウム膜を400nmの厚さでコーティングしたものである。   And 4 types of (A)-(D) were prepared for the material of metal foil 3a1, 3b1. The metal foil (A) is a molybdenum foil containing 0.5 wt% yttria, the metal foil (B) is a molybdenum foil containing 0.5 wt% yttria and 2 wt% rhenium, and the metal foil (C) is a metal foil (A ) Is coated with a rhenium film with a thickness of 400 nm, and the metal foil (D) is obtained by coating the surface of the metal foil (B) with a rhenium film with a thickness of 400 nm.

そして、これらの金属箔(A)〜(D)を、金属箔3a1,3b1にそれぞれ用いた直流点灯用のランプを5本ずつ製作した。後述する直流点灯回路を用い、始動時は75Wで、定常時は35Wの直流電力で点滅試験を行った。点滅試験は、日本電球工業会規格「JEL215」に基づく点滅方式による点滅試験を行い、5本の平均のリーク不点となるまでの時間(点灯時間)は、図7に示すとおりとなった。   Then, five lamps for direct current lighting using these metal foils (A) to (D) for the metal foils 3a1 and 3b1 were manufactured. Using a direct current lighting circuit described later, a blinking test was performed with a direct current power of 75 W at start-up and 35 W during steady operation. The blinking test was performed by a blinking test based on the blinking method based on the Japan Light Bulb Industry Association standard “JEL215”, and the time (lighting time) until five average leak points became as shown in FIG.

すなわち、金属箔(A)で210時間、金属箔(B)で230時間、金属箔(C)で2100時間、金属箔(D)で3700時間であった。   That is, it was 210 hours for the metal foil (A), 230 hours for the metal foil (B), 2100 hours for the metal foil (C), and 3700 hours for the metal foil (D).

交流点灯の場合の薬品とモリブデンの金属箔の反応の影響は、直流点灯での陽極側の場合に比較して少なく、リークするのは特にどちらの電極側の金属箔近傍とは限定されない。しかし、直流点灯の場合は、薬品との反応は陽極側の金属箔で激しく進むので、リークするのは陽極側の金属箔の近傍の石英からである。薬品との反応の対策を施していない、金属箔(A)と金属箔(B)は交流点灯の場合と比較して非常に短寿命である。   The influence of the reaction between the chemical and the molybdenum metal foil in the case of AC lighting is less than that in the case of the anode side in DC lighting, and leakage is not particularly limited to the vicinity of the metal foil on either electrode side. However, in the case of direct current lighting, the reaction with the chemical proceeds violently on the metal foil on the anode side, so that leakage occurs from quartz near the metal foil on the anode side. The metal foil (A) and the metal foil (B), which are not subjected to measures against reaction with chemicals, have a very short life compared to the case of AC lighting.

金属箔(C)は、金属箔(A)にレニウム膜をコーティングしたものであるが、レニウム膜でモリブデン箔の表面をカバーすることにより薬品との反応を防止しており、そのため金属箔(A)と金属箔(B)に比較して大幅な寿命改善がなされる。また、モリブデンと石英との密着性よりレニウムと石英との密着性が優れているという利点も効果を及ぼしていると考えられる。   The metal foil (C) is obtained by coating the metal foil (A) with a rhenium film, and the reaction with the chemical is prevented by covering the surface of the molybdenum foil with the rhenium film. ) And the metal foil (B), the lifetime is greatly improved. Further, it is considered that the advantage that the adhesion between rhenium and quartz is superior to the adhesion between molybdenum and quartz is also effective.

しかし、点滅が進むと、金属箔のモリブデンとレニウム膜との境界で剥離方向の歪が増大してくる。このため、総合的な金属箔と石英の密着性が低下してきて、石英に応力を及ぼしクラックが進行してきてリークに至る。また、点滅が進むと金属箔とレニウム膜の間に部分的に剥がれが生じてその間に薬品(遊離ヨウ素)が侵食してモリブデンと反応して石英のクラックを進める。   However, as the blinking progresses, the strain in the peeling direction increases at the boundary between the molybdenum and rhenium film of the metal foil. For this reason, the overall adhesion between the metal foil and the quartz decreases, stress is applied to the quartz, cracks progress, and leakage occurs. Further, as the flashing progresses, peeling occurs partially between the metal foil and the rhenium film, during which chemical (free iodine) erodes and reacts with molybdenum to advance quartz cracks.

金属箔(D)の場合が実施例であるが、金属箔のモリブデンにレニウムを含有することにより、レニウム膜と金属箔との結合性が増大する。このため、金属箔(C)で見られたレニウム膜と金属箔との境界での剥離方向の歪は小さい。また、この結合性の増大のために、金属箔(C)で見られた金属箔とレニウム膜との部分的な剥がれが防止される。この二つの効果のため、金属箔(D)では金属箔(C)に比較して大きな寿命の改善が行われる。   The case of the metal foil (D) is an example, but by containing rhenium in the molybdenum of the metal foil, the connectivity between the rhenium film and the metal foil is increased. For this reason, the strain in the peeling direction at the boundary between the rhenium film and the metal foil seen in the metal foil (C) is small. Further, due to the increase in the bonding property, partial peeling between the metal foil and the rhenium film seen in the metal foil (C) is prevented. Due to these two effects, the life of the metal foil (D) is greatly improved compared to the metal foil (C).

直流点灯の場合も交流点灯と同じく、レニウム含有率が0.5%からレニウム膜と金属箔(Mo−Re)との良好な結合性の効果が見られ、レニウム含有率が8%を越すと、金属箔と石英との間の歪が顕著になり、短寿命になった。また、好適な範囲は同様にレニウム含有率が1〜5%であった。   In the case of direct current lighting, as in the case of alternating current lighting, the effect of good bonding between the rhenium film and the metal foil (Mo-Re) is seen from 0.5% rhenium, and the rhenium content exceeds 8%. The strain between the metal foil and quartz became prominent and the life was shortened. Moreover, the rhenium content rate was similarly 1 to 5% in the suitable range.

レニウム膜の膜厚は、200〜2500nmが適する。膜厚が200nm未満では点灯時間が長くなると遊離ハロゲンとの反応が顕著になってくる。膜厚が厚すぎると石英との密着性が低下してくる。好適な範囲は400〜2000nmであった。   The thickness of the rhenium film is suitably 200 to 2500 nm. When the film thickness is less than 200 nm, the reaction with free halogen becomes prominent as the lighting time becomes longer. If the film thickness is too thick, the adhesion with quartz is lowered. The preferred range was 400-2000 nm.

図8はこの発明のメタルハライドランプ点灯装置に関する第1の実施形態について説明するための回路図である。この実施形態は、この発明のメタルハライドランプを直流点灯させる点灯装置である。
同図において、81は直流電源、82はチョッパ、83は制御部、Rはランプ電流検出手段、VRはランプ電圧検出手段、84は始動部、85は図3の構成のメタルハライドランプである。
FIG. 8 is a circuit diagram for explaining a first embodiment relating to a metal halide lamp lighting device of the present invention. This embodiment is a lighting device for direct current lighting of the metal halide lamp of the present invention.
In the figure, 81 is a DC power source, 82 is a chopper, 83 is a control unit, R is a lamp current detecting means, VR is a lamp voltage detecting means, 84 is a starting portion, and 85 is a metal halide lamp having the configuration shown in FIG.

直流電源81には、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。また必要に応じて、電解コンデンサCを並列接続して平滑化を行う。   As the DC power source 81, a battery or a rectified DC power source is used. In the case of an automobile, a battery is generally used. However, it may be a rectified DC power source that rectifies AC. If necessary, the electrolytic capacitor C is connected in parallel to perform smoothing.

チョッパ82は、直流電圧を所要値の電圧に変換するとともに、メタルハライドランプ85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。   The chopper 82 converts the DC voltage into a voltage having a required value and controls the metal halide lamp 85 as required. When the DC power supply voltage is low, a step-up chopper is used, and when it is high, a step-down chopper is used.

制御部83は、チョッパ82を制御する。例えば、点灯直後にはメタルハライドランプ85に定格ランプ電流の3倍以上のランプ電流をチョッパ82から流し、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、制御部83はランプ電流とランプ電圧との検出信号が帰還入力されることにより、定電力制御信号を発生させてチョッパ82を定電力制御する。さらに、制御部83に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、これによりランプ電流を制御するように構成されている。   The control unit 83 controls the chopper 82. For example, immediately after the lamp is turned on, a lamp current more than three times the rated lamp current is supplied from the chopper 82 to the metal halide lamp 85, and thereafter, the lamp current is gradually reduced with the passage of time, and is controlled so as to eventually reach the rated lamp current. . The control unit 83 receives a detection signal of the lamp current and the lamp voltage as feedback, thereby generating a constant power control signal to control the chopper 82 with constant power. Further, the control unit 83 includes a microcomputer in which a temporal control pattern is incorporated in advance, and is configured to control the lamp current.

ランプ電流検出手段Rは、ランプと直列に挿入されてランプ電流を検出して制御部83に制御入力する。ランプ電圧検出手段VRは、ランプと並列的に接続されてランプ電圧を検出して制御部83に制御入力する。始動部84は、始動時に20kVのパルス電圧をメタルハライドランプ85に供給できるように構成されている。   The lamp current detection means R is inserted in series with the lamp, detects the lamp current, and inputs the control input to the control unit 83. The lamp voltage detection means VR is connected in parallel with the lamp, detects the lamp voltage, and inputs the control voltage to the control unit 83. The starting unit 84 is configured to supply a pulse voltage of 20 kV to the metal halide lamp 85 at the time of starting.

そして、この実施形態のメタルハライドランプ点灯装置を用いてメタルハライドランプを直流点灯すると、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。また、直流/交流変換回路が不要で、直流点灯のメタルハライドランプの有利性を享受しながら寿命特性の向上を図ることが可能となる。   Then, when the metal halide lamp is DC-lit using the metal halide lamp lighting device of this embodiment, a required light flux is generated immediately after lighting. As a result, it is possible to realize lighting with a luminous flux of 25% and a luminous flux of 80% after 4 seconds 1 second after turning on the power necessary as a vehicle headlamp. Further, no DC / AC conversion circuit is required, and it is possible to improve the life characteristics while enjoying the advantages of a metal halide lamp that is lit by DC.

図9は、この発明の点灯装置に関する第2の実施形態について説明するための回路図である。図8と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。この実施形態は、メタルハライドランプを交流点灯するように構成した点で異なる。   FIG. 9 is a circuit diagram for explaining a second embodiment relating to the lighting device of the present invention. The same parts as those in FIG. This embodiment is different in that the metal halide lamp is configured to be AC-lit.

91は直流を交流に変換するインバータであり、このインバータ91は、フルブリッジインバータからなる。すなわち、一対のスイッチング手段Q1,Q2とQ3,Q4の直列回路の一対をチョッパ82の出力端間に並列接続させてブリッジ回路を構成し、発振器92の発振出力を、4個のスイッチング手段Q1〜Q4に対し、対角方向のスイッチング手段Q1,Q4とQ2,Q3を交互に供給してブリッジ回路の出力端間に高周波交流を発生するものである。   91 is an inverter that converts direct current into alternating current, and this inverter 91 is a full-bridge inverter. That is, a pair of switching circuits Q1, Q2 and a series circuit of Q3, Q4 are connected in parallel between the output ends of the chopper 82 to form a bridge circuit, and the oscillation output of the oscillator 92 is supplied to the four switching means Q1 to Q4. The switching means Q1, Q4 and Q2, Q3 in the diagonal direction are alternately supplied to Q4 to generate high-frequency alternating current between the output ends of the bridge circuit.

そして、高周波交流によってメタルハライド放電ランプ85が点灯されるようになっている。この交流点灯形式の構成においても、図13と同様な制御が行われるようになっている。   The metal halide discharge lamp 85 is turned on by high frequency alternating current. In this AC lighting type configuration, the same control as in FIG. 13 is performed.

交流と直流のこの発明の点灯装置の各実施形態によれば、上記した寿命特性の優れたこの発明のメタルハライドランプを、車両の前照灯としての機能を長期間にわたって安全に維持することができる。   According to each embodiment of the lighting device of the present invention of AC and DC, the above-described metal halide lamp of the present invention having excellent life characteristics can be safely maintained over a long period of time as a vehicle headlamp. .

この発明のメタルハライドランプに関する一実施形態について説明するための概略的な構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The schematic block diagram for demonstrating one Embodiment regarding the metal halide lamp of this invention. 図1要部の拡大示す構成図。The block diagram which shows the enlarged view of the principal part of FIG. この発明のメタルハライドランプを自動車前照灯用に適用した場合について説明するための概略的な構成図。The schematic block diagram for demonstrating the case where the metal halide lamp of this invention is applied for vehicle headlamps. イオンプレーティング法によるレ二ウム金属の成膜について説明するための概念図。The conceptual diagram for demonstrating the film-forming of rhenium metal by an ion plating method. この発明のレニウム金属膜を施す対象物について説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the target object which applies the rhenium metal film of this invention. この発明の実施例1の結果について説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the result of Example 1 of this invention. この発明の実施例2の結果について説明するための説明図。Explanatory drawing for demonstrating the result of Example 2 of this invention. この発明の点灯装置に関する第1の実施形態について説明するための回路図。The circuit diagram for demonstrating 1st Embodiment regarding the lighting device of this invention. この発明の点灯装置に関する第2の実施形態について説明するための回路図。The circuit diagram for demonstrating 2nd Embodiment regarding the lighting device of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 内管
11 放電容器
12a,12b 封止部
13a,13b 非封止部
14 放電空間
2 金属ハロゲン化物
3a,3b マウント
3a1,3b1 金属箔
3a2 陽極
3b2 陰極
3a3,3b3 外部リード
4 レ二ウム金属膜
81 直流電源
82 チョッパ
83 制御部
84 始動部
85 メタルハライドランプ
R ランプ電流検出手段
VR ランプ電圧検出手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner tube 11 Discharge container 12a, 12b Sealing part 13a, 13b Non-sealing part 14 Discharge space 2 Metal halide 3a, 3b Mount 3a1, 3b1 Metal foil 3a2 Anode 3b2 Cathode 3a3, 3b3 External lead 4 Rhenium metal film 81 DC power supply 82 Chopper 83 Control unit 84 Start unit 85 Metal halide lamp R Lamp current detection means VR Lamp voltage detection means

Claims (5)

放電空間と該放電空間の両端に設けられた封止部とを有する放電容器と、
前記放電空間内に対向して配置された電極と、
前記電極の基部側端部にそれぞれ一端部が接合されるとともに、前記封止部により気密に封着された金属箔と、
前記金属箔の他端部にそれぞれ結合されるとともに、前記封止部外に導出された一対の外部リードと、
前記放電容器内に封入され、ハロゲン化物および希ガスとを含み、かつ本質的に水銀を含まない放電媒体と、を具備し、
前記金属箔はモリブデン金属を主体としてレニウム金属を0.5〜8wt%含有し、金属箔面上にレニウム金属膜を被覆したことを特徴とするメタルハライドランプ。
A discharge vessel having a discharge space and sealing portions provided at both ends of the discharge space;
Electrodes disposed opposite to each other in the discharge space;
One end is joined to the base side end of the electrode, and a metal foil hermetically sealed by the sealing portion;
A pair of external leads coupled to the other end of the metal foil and led out of the sealing portion;
A discharge medium enclosed in the discharge vessel, containing a halide and a noble gas, and essentially free of mercury,
A metal halide lamp characterized in that the metal foil contains molybdenum metal as a main component and contains rhenium metal in an amount of 0.5 to 8 wt%, and the metal foil surface is coated with a rhenium metal film.
放電空間と該放電空間の両端に設けられた封止部とを有する放電容器と、
前記放電空間内に対向して配置された陽極および陰極と、
前記陽極および陰極の基部側端部にそれぞれ一端部が接合されるとともに、前記封止部により気密に封着された金属箔と、
前記金属箔の他端部にそれぞれ結合されるとともに、前記封止部外に導出された一対の外部リードと、
前記放電容器内に封入され、ハロゲン化物および希ガスとを含み、かつ本質的に水銀を含まない放電媒体と、を具備し、
前記放電容器内に流れる電流は向きを一定とし、少なくとも前記陽極側の前記金属箔はモリブデン金属を主体としてレニウム金属を0.5〜8wt%含有し、
金属箔面上にレニウム金属膜を被覆したことを特徴とするメタルハライドランプ。
A discharge vessel having a discharge space and sealing portions provided at both ends of the discharge space;
An anode and a cathode disposed opposite to each other in the discharge space;
One end is joined to the base side end of the anode and the cathode, respectively, and a metal foil hermetically sealed by the sealing portion;
A pair of external leads coupled to the other end of the metal foil and led out of the sealing portion;
A discharge medium enclosed in the discharge vessel, containing a halide and a noble gas, and essentially free of mercury,
The direction of the current flowing in the discharge vessel is constant, and at least the metal foil on the anode side contains 0.5 to 8 wt% of rhenium metal mainly composed of molybdenum metal,
A metal halide lamp characterized in that a rhenium metal film is coated on a metal foil surface.
前記金属膜の膜厚は、200nm〜2500nmの範囲内であることを特徴とする請求項1または2記載のメタルハライドランプ。   The metal halide lamp according to claim 1 or 2, wherein the metal film has a thickness in a range of 200 nm to 2500 nm. 請求項1または3のいずれかに記載のメタルハライドランプと、
電流をメタルハライドランプに供給して点灯する点灯回路と、を具備したことを特徴とするメタルハライドランプ点灯装置。
A metal halide lamp according to any one of claims 1 and 3,
A metal halide lamp lighting device comprising: a lighting circuit that supplies current to a metal halide lamp to light it.
請求項2または3のいずれかに記載のメタルハライドランプと、
前記放電容器内に流れる電流の向きが時間とともに変化せず、常に単一方向である電流をメタルハライドランプに供給して点灯する点灯回路と、を具備したことを特徴とするメタルハライドランプ点灯装置。
A metal halide lamp according to claim 2 or 3,
A metal halide lamp lighting device comprising: a lighting circuit that supplies a current that is always in a single direction to a metal halide lamp so that the current flows in the discharge vessel without changing with time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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