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Dokumentenidentifikation DE102004061302A1 28.07.2005
Titel Bogenentladungsröhre für Entladungslampen
Anmelder Koito Manufacturing Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Fukuyo, Takeshi, Shizuoka, JP;
Takagaki, Michio, Shizuoka, JP;
Irisawa, Shinichi, Shizuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80538 München
DE-Anmeldedatum 20.12.2004
DE-Aktenzeichen 102004061302
Offenlegungstag 28.07.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.07.2005
IPC-Hauptklasse H01J 61/12
IPC-Nebenklasse H01J 61/18   H01J 61/22   
Zusammenfassung Eine Bogenentladungsröhre für Entladungslampen weist eine geschlossene Kammer auf, die mit Edelgas und einem Metallhalogenid gefüllt ist, das zumindest entweder Na-Halogenid oder Sc-Halogenid aufweist, sowie Elektroden, wobei der Druck im abgedichteten Zustand des Edelgases gleich 0,6 MPa oder mehr ist, und die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand in der geschlossenen Kammer im Bereich von 1,25 bis 4,70 mg/ml liegt. In der Bogenentladungsröhre steigt der Druck in der geschlossenen Kammer im Beleuchtungszustand an, da der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand etwas höher ist als 0,6 MPa. Daher können Reaktionen beschleunigt werden, die zum Auftreten von Flimmern führen. Das Auftreten von Flimmern kann jedoch dadurch unterdrückt werden, dass die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand auf 4,70 mg/ml oder weniger eingestellt wird. Weiterhin kann eine Lichtausbeute, die für eine Lampe benötigt wird, dadurch sichergestellt werden, dass die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand auf 1,25 mg/ml oder mehr eingestellt wird.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung beansprucht die Auslandspriorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-422014, eingereicht am 19. Dezember 2003, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bogenentladungsröhre für Entladungslampen, die eine geschlossene Kammer aufweist, in welcher abgedichtet Metallhalogenide, die zumindest Na und Sc umfassen, zusammen mit einem Edelgas abgedichtet enthalten sind, in welcher einander gegenüberliegend Elektroden vorgesehen sind, und deren inneres Volumen 50 &mgr;l oder weniger beträgt.

14 zeigt eine herkömmliche Entladungslampe. Die Entladungslampe ist so aufgebaut, dass ein vorderer Endabschnitt einer Bogenentladungsröhre 5 aus Quarzglas durch eine Leitungshalterung 2 gehaltert ist, die von einer Isolierbasis 1 aus vorsteht, ein hinterer Endabschnitt der Bogenentladungsröhre 5 durch einen konkaven Abschnitt 1a der Basis 1 gehaltert ist, und die Bogenentladungsröhre 5 an einem Abschnitt in der Nähe ihres hinteren Endes durch ein Halterungsteil 4 aus Metall gehaltert ist, das an einer vorderen Oberfläche der Isolierbasis 1 befestigt ist. Ein Leitungsdraht 8 an der vorderen Endseite, der aus der Bogenentladungsröhre 5 herausgeführt ist, ist durch Schweißen an der Leitungshalterung 2 befestigt, wogegen ein Leitungsdraht 8 an der hinteren Endseite durch eine untere Wand 1b hindurchgeführt ist, welche den konkaven Abschnitt 1a der Basis 1 bildet, und durch Schweißen an einer Klemme 3 befestigt ist, die an der unteren Wand 1b vorgesehen ist. Mit dem Bezugszeichen G ist eine zylindrische, Ultraviolettstrahlung abschirmende Lampenglocke bezeichnet, die aus Glas besteht, um Ultraviolettbestandteile mit einer Bandbreite auszuschalten, die für den menschlichen Körper schädlich ist, aus dem Licht, das von der Bogenentladungsröhre 5 ausgesandt wird. Diese Ultraviolettstrahlung abschirmende Lampenglocke G ist vereinigt mit der Bogenentladungsröhre 5 ausgebildet.

Weiterhin ist die Bogenentladungsröhre 5 so aufgebaut, dass eine geschlossene Lampenglocke 5a aus Glas vorgesehen ist, in welcher Elektroden 6, 6 zwischen einem Paar aus einem vorderen und einem hinteren, durch Abquetschen abgedichteten Abschnitt 5b, 5b einander gegenüberliegend vorgesehen sind, und darin Leuchtstoffe, nämlich Na-Halogenide, Sc-Halogenide oder Hg, abgedichtet zusammen mit einem Zünd-Edelgas vorgesehen sind. Eine Molybdänfolie 7 für den Anschluss der Elektrode, die in die geschlossene Glas-Lampenglocke 5a vorsteht, und der Leitungsdraht 8, der zum durch Quetschdichtung abgedichteten Abschnitt 5b führt, sind in dem Quetschabdichtungsabschnitt 5b abgedichtet, wodurch der Quetschdichtungsabschnitt 5b luftdicht abgedichtet ist.

Hierbei stellt Hg, das in der geschlossenen Lampenglocke 5a abgedichtet enthalten ist, eine sehr nützliche Puffersubstanz dar, um eine Beschädigung der Elektroden zu verhindern, durch Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Röhrenspannung und Verringerung von Zusammenstößen von Elektronen mit der Elektrode 6. Allerdings stellt Hg ein unter Umweltgesichtspunkten schädliches Material dar. Aus diesem Grund wird seit einiger Zeit die Entwicklung so genannter quecksilberfreier Bogenentladungsröhren gefördert, in denen kein Hg als umweltschädliches Material enthalten ist.

In der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. JP-A-2002-93369 wurde vorgeschlagen, anstelle von Hg ein zweites Metall vorzusehen (zumindest eines oder mehrere der Metalle Mg, Fe, Co, Cr, Zn, Ni, Mn, Al, Sb, Be, Re, Ga, Ti, Zr und Hf), das nur schwer Licht im sichtbaren Bereich aussendet, anstelle eines ersten Metalls (Na oder Sc), das als Leuchtsubstanz bekannt ist, so dass kein Hg vorgesehen werden sollte, oder, wenn überhaupt, nur in geringer Menge.

Im Verlauf der Entwicklung der Quecksilber-freien Bogenentladungsröhre stellten die Erfinder versuchsweise Ausführungsformen (nachstehend als "Literatur-Ausführungsformen" bezeichnet)) her, die in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. JP-A-2002-93369 beschrieben werden, und untersuchten dann die Röhrenspannung, den Lichtstrom, und den Anstieg des Lichtstroms bei jeweiligen Versuchs-Bogenentladungsröhren zum Zeitpunkt 0 in der Praxis (nachstehend als "Anfangseigenschaften" bezeichnet). Hierbei konnte keine dieser Ausführungsformen sämtliche Anfangseigenschaften erfüllen, wie in 15 gezeigt ist. In 15 stellen die Literatur-Ausführungsformen 2, 3 eine Quecksilber enthaltende Bogenentladungsröhre dar, in welcher jeweils eine sehr geringe Menge (1 mg) an Hg enthalten ist. Weiterhin stellen die Literatur-Ausführungsformen 1, 4 bis 6 eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre dar, bei welcher anstelle von Hg andere Metallhalogenide vorgesehen sind, wobei die Dichte von ScI3 auf 2,8 mg/ml bei den Literatur-Ausführungsformen 1 bis 5 eingestellt ist, und die Dichte von ScI3 auf 3,4 mg/ml bei der Literatur-Ausführungsform 6 eingestellt ist.

Hieraus schlossen die Erfinder, dass der Grund für die nicht zufrieden stellenden Anfangseigenschaften in dem niedrigen Druck (0,1 oder 0,5 MPa) des Edelgases (Xe-Gases) liegt. Dann stellten die Erfinder versuchsweise Quecksilber enthaltende Bogenentladungsröhren her, in denen eine geringe Menge (0,72 mg) an Hg enthalten ist, die Dichte von ScI3 auf 3,28 mg/ml eingestellt ist, und der Xe-Gasdruck jeweils unterschiedlich ist, wie in den 2 und 3 gezeigt. Dann wurde ein Bewertungsversuch für die Anfangseigenschaften durchgeführt. Hierbei stellte sich heraus, wie in den 3 und 4 gezeigt, dass ein Xe-Gasdruck von 0,6 MPa oder mehr wünschenswert ist, um die Anfangseigenschaften zu erreichen, also Röhrenspannung, Lichtstrom und Lichtstromanstieg. Anders ausgedrückt, wurde ermittelt, dass die Anfangseigenschaften verbessert werden konnten, da der Druck in der geschlossenen Lampenglocke hoch ist, wenn die Röhre eingeschaltet wird.

Allerdings trat ein neues Problem auf, nämlich ein Flimmereffekt des Lichts, wenn die Bogenentladungsröhre leuchtet. Dieser Effekt wird nachstehend als "Flimmern" bezeichnet.

Die Reaktionsmechanismen, die zum Flimmern führen, sind nachstehend angegeben. 4ScI3 + 3SiO2 → 2Sc2O3 + 3SiI4(1) nW + SiI4 → SiWn + 2I2(2) 4ScI3 + 3ThO2 → 2Sc2O3 + 3ThI4(3)

Dieser Flimmermechanismus wird nachstehend erläutert.

Das Quarzglas (SiO2), aus welchem die Röhrenwand der Bogenentladungsröhre besteht, reagierte mit ScI3, entsprechend der Formel (1), so dass ein Entglasungseffekt auftrat. Das hierbei erzeugte SiI4 reagierte mit der Wolframelektrode gemäß Formel (2), so dass eine niedrig schmelzende Legierung (SiWn) entstand. Weiterhin verschwand bei einer Elektrode aus mit Thoriumdioxid dotiertem Wolfram (auch als thoriertes Wolfram bezeichnet) das Thoriumdioxid (ThO2), gemäß Formel (3). Dann vergrößerte sich die Entfernung zwischen den Elektroden infolge einer Verformung oder Beschädigung der Elektroden, und stieg die Spannung für erneutes Zünden an, was einen unkontrollierten Zustand hervorrief, der zum Flimmern führte. Im Ergebnis wurde ermittelt, dass die Reaktionen beschleunigt werden, die zum Flimmern führen, da der Druck in der Bogenentladungsröhre (der geschlossenen Glas-Lampenglocke) hoch ist, wenn die Röhre eingeschaltet wird.

Hierbei kamen die Erfinder zu dem Schluss, dass ScI3 wesentlich an der Hervorrufung des Entglasungseffekts beteiligt ist, und am Verschwinden des Thoriumdioxids, das zur Verformung der Elektroden führte, und dass ein Zusammenhang zwischen der Dichte von ScI3 und der Rate des Auftretens von Flimmern besteht.

Wie in den 5 bis 9 gezeigt, stellten dann die Erfinder versuchsweise Bogenentladungsröhren her, die unterschiedlich ausgebildet waren, nämlich in Bezug auf den Innendruck der geschlossenen Kammer, den Xe-Gasdruck, die Dichte von ScI3, mit oder ohne Quecksilber (wobei Metallhalogenid wie beispielsweise In-Halogenid oder dergleichen anstelle von Hg als Puffersubstanz vorgesehen wurde), usw., und untersuchten dann, ob Flimmern auftrat oder nicht. Aus den in den 5 bis 9 angegebenen Daten stellte sich heraus, dass die in den 10 und 11 dargestellten Korrelationen zwischen dem Auftreten von Flimmern und der Dichte von ScI3 vorhanden waren. Die Rate des Auftretens von Flimmern steigt deutlich an, wenn die Dichte von ScI3 größer wird als 4,7 mg/ml, und es wurde auch die Verformung und Beschädigung des oberen Endabschnitts der Elektroden schlimmer, was zeigt, dass die Entfernung zwischen den Elektroden zunimmt, wenn die Dichte von ScI3 hoch ist, und die Rate für das Auftreten von Flimmern hoch ist.

Es stellte sich daher heraus, dass die Dichte von ScI3 verringert werden sollte, um die Rate für das Auftreten von Flimmern zu verringern, und dass überhaupt kein Flimmern auftritt, wenn die Dichte von ScI3 auf unterhalb von 4,7 mg/ml abgesenkt wird.

Weiterhin stellte sich heraus, dass die in 12 dargestellte Korrelation zwischen der Dichte von ScI3 und der Lichtausbeute (Lumen/W) vorhanden ist, und dass als unterer Grenzwert für die Dichte von ScI3 ein Wert von 1,25 mg/ml gewählt werden sollte, da eine Lichtausbeute von zumindest 75 Lumen/W bei Fahrzeuglampen benötigt wird, beispielsweise Scheinwerfern.

Hierbei ist vorzuziehen, um die Anfangseigenschaften zu erreichen, nämlich Röhrenspannung, Lichtstrom und Lichtstromanstieg, bei einer Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe, dass der Xe-Gasdruck auf 0,6 MPa oder mehr eingestellt werden sollte, wie in den 3 und 4 gezeigt. Dann stellte sich heraus, dass das Flimmern, das stärker auftritt, wenn der Xe-Gasdruck auf einen hohen Wert von 0,6 MPa oder mehr eingestellt wird, unterdrückt werden kann, wenn die Dichte von ScI3 auf 4,7 mg/ml oder weniger eingestellt wird, wie in den 10 und 11 gezeigt, und dass eine Lichtausbeute von beispielsweise 75 Lumen/W oder mehr, die bei Fahrzeuglampen erforderlich ist, dadurch sichergestellt werden kann (vergleiche 12), dass die Dichte von ScI3 auf 1,25 mg/ml oder höher eingestellt wird. Im Ergebnis führten diese Erkenntnisse dazu, dass die Erfinder die vorliegende Erfindung entwickelten.

Die vorliegende Erfindung wurde auf Grundlage der im Stand der Technik auftretenden Probleme und auf Grundlage der Erkenntnisse der Erfinder entwickelt. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer hochwirksamen Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe, welche die Anfangseigenschaften (Röhrenspannung, Lichtstrom, Lichtstromanstieg) zur Verfügung stellen kann, und das Auftreten von Flimmern verhindern kann.

Um die voranstehend geschilderten Vorteile zu erreichen, wird gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe zur Verfügung gestellt, welche aufweist:

eine geschlossene Kammer, die mit einem Edelgas und einem Metallhalogenid gefüllt ist, das zumindest Na-Halogenid und Sc-Halogenid umfasst, wobei das innere Volumen der geschlossenen Kammer 50 &mgr;l oder weniger beträgt; und

einander gegenüberliegende Elektroden,

wobei der Druck im abgedichteten Zustand des Edelgases 0,6 MPa oder mehr beträgt, und

die Dichte im abgedichteten Zustand des Sc-Halogenids in der geschlossenen Kammer im Bereich von 1,25 bis 4,70 mg/ml liegt.

Bei der Bogenentladungsröhre gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die in den 3 und 4 dargestellten Korrelationen zwischen dem Druck des Xe-Gases im abgedichteten Zustand und den Anfangseigenschaften der Bogenentladungsröhre vorhanden. Um die gewünschten Anfangseigenschaften zu erzielen, muss daher der Druck es Xe-Gases im abgedichteten Zustand höher (also 0,6 MPa oder mehr) gewählt werden als bei dem herkömmlichen Beispiel, etwa gemäß JP-A-2002-93369.

Wenn jedoch der Druck des Xe-Gases höher (0,6 MPa oder mehr) als beim herkömmlichen Beispiel eingestellt wird, steigt entsprechend der Druck in der geschlossenen Kammer im leuchtenden Zustand an. Dies beschleunigt die Reaktionen, die zu dem Flimmer-Effekt führen, und in den voran stehenden Formen (1), (2), (3) angegeben sind, so dass auch die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Flimmern ansteigt. Hierbei ist die in den 10 und 11 dargestellte Beziehung zwischen der Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand und der Rate des Auftretens von Flimmern vorhanden, welche der Entfernung zwischen den Elektroden entspricht. Daher kann die Rate für das Auftreten von Flimmern auf 0 gebracht werden, wenn die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand auf 4,70 mg/ml oder weniger eingestellt wird.

Weiterhin ist die in 12 dargestellte Beziehung zwischen der Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand und der Lichtausbeute der Bogenentladungsröhre vorhanden. Wenn daher die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand zu niedrig gewählt wird, verschlechtert sich die Lichtausbeute, und kann die Bogenentladungsröhre nicht als Lichtquelle für eine Fahrzeuglampe verwendet werden. Dies führt dazu, wenn die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand auf 1,25 mg/ml oder höher eingestellt wird, dass eine Lichtausbeute von 75 Lumen/W oder mehr sichergestellt werden kann, die für eine Lichtquelle von Fahrzeuglampen erforderlich ist.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Metallhalogenid weiterhin In-Halogenid umfasst.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung dienen andere Metallhalogenide, die zumindest In enthalten, als Puffersubstanz anstelle von Hg, und sind die Anfangseigenschaften im Wesentlichen gleich den Anfangseigenschaften einer Quecksilber enthaltenden Bogenentladungsröhre.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es besonders vorzuziehen, dass das Metallhalogenid darüber hinaus zumindest entweder Sn-Halogenid oder Zn-Halogenid enthält.

Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin vorzuziehen, dass das Sc-Halogenid ScI3 ist.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es weiterhin vorzuziehen, dass die geschlossene Kammer aus SiO2 besteht.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt Al2O3 ein geeignetes Material für die geschlossene Kammer dar.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es besonders vorzuziehen, dass die Elektrode aus W besteht.

Gemäß einem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es in Bezug auf den siebten Aspekt der Erfindung vorzuziehen, dass die Elektrode ThO2 enthält.

Gemäß einem neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es besonders vorzuziehen, dass das Edelgas ein Xe-Gas ist.

Gemäß einem zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, dass das Halogenid in dem Metallhalogenid I ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann infolge der Tatsache, dass der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand und die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand jeweils auf einen vorbestimmten Bereich eingestellt sind, eine äußerst wirksame Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe zur Verfügung gestellt werden, welche die gewünschten Anfangseigenschaften aufweist, und kann Flimmern hervorrufen.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann infolge der Tatsache, dass andere Metallhalogenide, die zumindest In umfassen, als Substanz vorgesehen sind, welche Hg als unter Umweltgesichtspunkten schädliches Material ersetzt, eine Quecksilber-freie Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe zur Verfügung gestellt werden, welche im Wesentlichen gleiche Anfangseigenschaften wie eine Quecksilber enthaltende Bogenentladungsröhre aufweist.

Es wird darauf hingewiesen, dass die geschlossene Kammer als Entladungsraum dient.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe gemäß der vorliegenden Erfindung eine Quecksilber-freie Bogenentladungsröhre ist.

Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, woraus weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung hervorgehen. Es zeigt:

1 eine Längsschnittansicht einer Quarzglas-Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine Darstellung von Spezifikationen für die Bogenentladungsröhre bei der ersten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 1);

3 eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests, um die Beziehung zwischen dem Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand und Anfangseigenschaften zu untersuchen, in einer Tabelle;

4 eine Darstellung in Form eines Diagramms der Ergebnisse des Bewertungstests;

5A eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre bei einer zweiten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 2);

5B eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests der Bogenentladungsröhre gemäß der zweiten Ausführungsform;

6A eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre bei einer dritten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 3);

6B eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests der Bogenentladungsröhre gemäß der dritten Ausführungsform;

7A eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer vierten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 4);

7B eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests der Bogenentladungsröhre gemäß der vierten Ausführungsform;

8A eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer fünften Ausführungsform (Versuchsbeispiel 5);

8B eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests der Bogenentladungsröhre gemäß der fünften Ausführungsform;

9A eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer sechsten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 6);

9B eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests der Bogenentladungsröhre gemäß der sechsten Ausführungsform;

10 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Rate für das Auftreten von Flimmern bei den Bogenentladungsröhren gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform;

11 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Entfernung zwischen Elektroden bei den Bogenentladungsröhren gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform;

12 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Lichtausbeute (Lumen/W) bei den Bogenentladungsröhren gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform;

13 eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Abschnitts einer Keramik-Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

14 eine Längsschnittansicht einer Entladungslampe nach dem Stand der Technik; und

15 eine Darstellung von Spezifikationen und Anfangseigenschaften von Bogenentladungsröhren gemäß der JP-A-2002-93369.

Die 1 bis 12 zeigen eine erste Ausführungsform, bei welcher die vorliegende Erfindung bei einer Quarzglas-Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe eingesetzt wird. 1 ist eine Längsschnittansicht einer Quarzglas-Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 2 ist eine Ansicht von Spezifikationen der Bogenentladungsröhre gemäß der ersten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 1), 3 ist eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests zur Untersuchung der Beziehung zwischen dem Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand und Anfangseigenschaften, in einer Tabelle, 4 ist eine Darstellung von Ergebnissen des Bewertungstests mit Diagrammen, 5A ist eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer zweiten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 2), 5B ist eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests für die Bogenentladungsröhre gemäß der zweiten Ausführungsform, 6A ist eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer dritten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 3), 6B ist eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests für die Bogenentladungsröhre gemäß der dritten Ausführungsform, 7A ist eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer vierten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 4), 7B ist eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests für die Bogenentladungsröhre gemäß der vierten Ausführungsform, 8A ist eine Darstellung von Spezifikationen eine Bogenentladungsröhre gemäß einer fünften Ausführungsform (Versuchsbeispiel 5), 8B ist eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests für die Bogenentladungsröhre gemäß der fünften Ausführungsform, 9A ist eine Darstellung von Spezifikationen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer sechsten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 6), 9B ist eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests für die Bogenentladungsröhre gemäß der sechsten Ausführungsform, 10 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Rate für das Auftreten von Flimmern bei den Bogenentladungsröhren gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform, 11 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Entfernung zwischen Elektroden bei den Bogenentladungsröhren gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform, und 12 ist eine Darstellung der Beziehung zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Lichtausbeute (Lumen/W) bei den Bogenentladungsröhren gemäß der ersten bis sechsten Ausführungsform.

In den 1 und 14 ist der Gesamtaufbau einer Entladungslampe, bei welcher eine Bogenentladungsröhre 10 gemäß der ersten Ausführungsform vorgesehen ist, ebenso wie bei der herkömmlichen Anordnung gemäß 14, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Ausbildung der Bogenentladungsröhre 10 anders ist. Auf eine redundante Beschreibung wird daher hier verzichtet.

Die in 1 gezeigte Bogenentladungsröhre 10 weist einen sehr kompakten Aufbau auf, bei welchem eine Quarzglasröhre in Form eines kreisförmigen Rohres, bei welcher ein kugelförmig erweiterter Abschnitt in der Mitte des geradlinig verlaufenden Abschnitts in Längsrichtung vorgesehen ist, an beiden Endabschnitten in der Nähe des kugelförmig erweiterten Abschnitts durch Quetschdichtung abgedichtet ist, und weiter hin durch Quetschdichtung abgedichtete Abschnitte 13, 13, die jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, an beiden Endabschnitten einer geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 vorgesehen sind, die elliptisch oder kreisförmig-zylindrisch ausgebildet ist, um einen Entladungsraum zur Verfügung zu stellen. Elektroden 14, 14 sind in der geschlossenen Kammer der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 vorgesehen, einander gegenüberliegend, und weiterhin sind Metallhalogenide (NaI, ScI3) und Hg sowie ein Zünd-Edelgas (Xe-Gas) abgedichtet in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 vorhanden. Die Elektroden 14, 14 sind mit einer Molybdänfolie 17 verbunden, die abgedichtet in dem durch Quetschdichtung abgedichteten Abschnitt 13 angeordnet ist. Molybdänleitungsdrähte 18, 18, die an die Molybdänfolien 17, 17 angeschlossen sind, erstrecken sich von dem jeweiligen Endabschnitt der durch Quetschdichtung abgedichteten Abschnitte 13, 13. Die Elektrode 14 ist als gerade Elektrodenstange ausgebildet, die aus mit Thoriumdioxid dotiertem Wolfram besteht, und die Entfernung zwischen den Elektroden ist auf 3,8 mm als mechanischer Abstand eingestellt, was einem optischen Abstand von 4,2 mm entspricht. Im vorliegenden Fall sind sämtliche Entfernungen zwischen den Elektroden als der mechanische Abstand in der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben.

Weiterhin weist, wie in 2 gezeigt, die abgeschlossene Glas-Lampenglocke 12 einen maximalen Innendurchmesser von 3,2 mm und ein inneres Volumen von 0,032 ml auf. NaI und ScI3 mit einem Gesamtgewicht von zusammen 0,3 mg, zusammen mit einer geringen Menge (0,72 mg) Hg, sind abgedichtet in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 in einem Verhältnis von 65:35 (Gew.-%) enthalten. Hierbei wirken Na, Sc, Xe als Leuchtsubstanzen, und dient Hg als Leuchtsubstanz und als Puffersubstanz.

Weiterhin ist der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand auf 5 Niveaus eingestellt, nämlich 0,2, 0,4, 0,6, 0,8 und 1,0 MPa, wie in 3 gezeigt. Drei Bogenentladungsröhren, bei denen der Xe-Gasdruck auf 0,6 MPa oder mehr eingestellt ist, entsprechen der ersten Ausführungsform.

Wie aus 4 hervorgeht, sind die Anfangseigenschaften (Röhrenspannung, Lichtstrom und Lichtstromanstieg) der Bogenentladungsröhre im Wesentlichen proportional zum Druck des Xe-Gases im abgedichteten Zustand. Um die Anfangseigenschaft zu erreichen (eine Röhrenspannung von 85 ± 12 V, einen Lichtstromanstieg (1 Sekunde) von 800 Lumen oder mehr, und einen Lichtstromanstieg (4 Sekunden) von 1200 Lumen oder mehr), die bei einer Bogenentladungsröhre benötigt werden, die als Lichtquelle für Fahrzeugscheinwerfer dienen soll, wird ein Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand benötigt, der 0,6 MPa in der Bogenentladungsröhre 10 (der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12) übersteigt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 der Bogenentladungsröhre 10 auf einen Wert eingestellt (0,6, 0,8 oder 1,0 MPa), der höher ist als ein Schwellenwert (0,6 MPa oder mehr), der dazu erforderlich ist, die gewünschten Anfangseigenschaften zu erzielen. Daher stellt diese Bogenentladungsröhre die Anfangseigenschaften einer Bogenentladungsröhre zur Verfügung, die für eine Lichtquelle bei Fahrzeugscheinwerfern benötigt werden.

5 zeigt eine Bogenentladungsröhre gemäß einer zweiten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 2), wobei 5A eine Darstellung von Spezifikationen der Bogenentladungsröhre bei der zweiten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 2) ist, und 5B eine Darstellung von Ergebnissen eines Bewertungstests dieser Bogenentladungsröhre.

Die geschlossene Glas-Lampenglocke 12 weist einen maximalen Innendurchmesser d von 3,2 mm auf, und ein inneres Volumen von 0,032 ml, wobei die Entfernung zwischen den Elektroden auf 3,8 mm eingestellt ist. NaI und ScI3 mit zusammen einem Gesamtgewicht von 0,2 bis 0,5 mg, zusammen mit einer geringen Menge (0,72 mg) an Hg, sind abgedichtet in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 vorhanden, in einem bestimmten Verhältnis, wie dies in 5B gezeigt ist.

Weiterhin wird die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf 8 Niveaus eingestellt, von einem Minimalwert von 1,9 bis zu einem Maximalwert von 6,3 mg/ml. Der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand wird auf 0,78 MPa eingestellt, also auf mehr als den Schwellenwert (0,6 MPa oder mehr), der dazu benötigt wird, die ordnungsgemäßen Anfangseigenschaften zu erzielen.

Daher entsprechen sechs Arten von Bogenentladungsröhren, bei denen die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf 1,9 bis 4,7 mg/ml eingestellt ist, unter den acht Bogenentladungsröhren mit unterschiedlichen Spezifikationen, der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

6 zeigt eine Bogenentladungsröhre gemäß einer dritten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 3), wobei 6A Spezifikationen der Bogenentladungsröhre bei der dritten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 3) zeigt, und 6B Ergebnisse eines Bewertungstests für diese Bogenentladungsröhre.

Die geschlossene Glas-Lampenglocke 12 weist einen maximalen Innendurchmesser d von 2,6 mm auf, und ein inneres Volumen von 0,023 ml, wobei die Entfernung zwischen den Elektroden auf 3,8 mm eingestellt ist. NaI und ScI3 mit zusammen einem Gesamtgewicht von 0,2 mg, sowie eine geringe Menge (0,72 mg) an Hg, sind abgedichtet in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 in einem Verhältnis von 65:35 (Gew.-%) enthalten. Der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand ist auf 0,78 MPa eingestellt, also auf mehr als den Schwellenwert (0,6 MPa oder mehr), der dazu benötigt wird, ordnungsgemäße Anfangseigenschaften zu erreichen.

Weiterhin wird die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf zwei Niveaus eingestellt, nämlich 3,0 und 3,5 mg/ml. Die Bogenentladungsröhren mit diesen Spezifikationen entsprechen einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

7 zeigt eine Bogenentladungsröhre gemäß einer vierten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 4), wobei 7A Spezifikationen der Bogenentladungsröhre gemäß der vierten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 4) zeigt, und 7B Ergebnisse eines Bewertungstests bei dieser Bogenentladungsröhre.

Die geschlossene Glas-Lampenglocke 12 weist einen maximalen Innendurchmesser d von 2,7 mm auf, und ein inneres Volumen von 0,026 ml, wobei die Entfernung zwischen den Elektroden auf 3,8 mm eingestellt ist. NaI und ScI3 weisen zusammen ein Gesamtgewicht von 0,2 mg auf, und sind zusammen mit einer geringen Menge (0,72 mg) an Hg abgedichtet in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 in einem Verhältnis von 65:35 (Gew.-%) enthalten. Der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand ist auf 0,78 MPa eingestellt, also auf mehr als einen Schwellenwert (0,6 MPa oder mehr), der dazu benötigt wird, ordnungsgemäße Anfangseigenschaften zu erzielen, und die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand ist auf 2,9 mg/ml eingestellt.

8 zeigt eine Bogenentladungsröhre (eine Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre) gemäß einer fünften Ausführungsform (Versuchsbeispiel 5), wobei 8A Spezifikationen der Bogenentladungsröhre gemäß der fünften Ausführungsform (Versuchsbeispiel 5) zeigt, und 8B Ergebnisse eines Bewertungstests dieser Bogenentladungsröhre.

Die geschlossene Glas-Lampenglocke 12 weist einen maximalen Innendurchmesser d von 2,5 mm auf, und ein inneres Volumen von 0,020 ml, wobei die Entfernung zwischen den Elektroden auf 3,8 mm eingestellt ist. NaI, ScI3, InI, SnI2 mit einem Gesamtgewicht von 0,2 bis 0,4 mg sind abgedichtet in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 in einem Verhältnis von 60:32 2:6 (Gew.-%) enthalten. Hierbei dienen InI und SnI2 als Puffersubstanz anstelle von Hg.

Weiterhin ist der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand auf 1,0 MPa oder 1,1 MPa eingestellt, also auf mehr als den Schwellenwert (0,6 MPa oder mehr), der dazu erforderlich ist, ordnungsgemäße Anfangseigenschaften zu erreichen, und die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand ist auf 3 Niveaus eingestellt, nämlich 3,2, 4,8, 6,4 mg/ml. Nur eine Art dieser Bogenentladungsröhre, deren Druck von ScI3 einen Wert von 3,2 mg/ml aufweist, entspricht der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

9 zeigt eine Bogenentladungsröhre (Quecksilber-freie Bogenentladungssröhre) gemäß einer sechsten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 6), wobei 9A Spezifikationen der Bogenentladungsröhre bei der sechsten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 6) zeigt, und 9B Ergebnisse eines Bewertungstests dieser Bogenentladungsröhre zeigt.

Die geschlossene Glas-Lampenglocke 12 weist einen maximalen Innendurchmesser d von 2,5 mm auf, und ein inneres Volumen von 0,020 ml, wobei die Entfernung zwischen den Elektroden auf 3,8 mm eingestellt ist. NaI, ScI3, InI, ZnI2 mit einem Gesamtgewicht von 0,2 bis 0,4 mg sind abgedichtet in der geschlossenen Glas-Lampenglocke 12 in einem Verhältnis von 57,5:27:0,5:15 (Gew.-%) oder in einem Verhältnis von 62,5:27:1,5:9 (Gew.-%) enthalten. InI und ZnI2 dienen als die Puffersubstanz anstelle von Hg.

Weiterhin ist der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand auf 1,0 MPa oder 1,1 MPa eingestellt, also auf mehr als den Schwellenwert (0,6 MPa oder mehr), der dazu erforderlich ist, ordnungsgemäße Anfangseigenschaften zu erzielen, und die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand ist auf 3 Niveaus eingestellt, nämlich 2,7, 4,1 bzw. 5,4 mg/ml. Hierbei entsprechen fünf von den sechs Arten von Bogenentladungsröhren, deren Dichte an ScI3 im abgedichteten Zustand 2,7 bzw. 4,1 mg/ml entspricht, der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Weiterhin wurde auf Grundlage der Daten bezüglich des Lebensdauer-Bewertungstests unter Verwendung der Bogenentladungsröhren gemäß der ersten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 1) bis zur sechsten Ausführungsform (Versuchsbeispiel 6), wie sie in den 1 bis 9 gezeigt sind, überprüft, ob Flimmern auftritt oder nicht, sowie weiteres. Hierbei wurde festgestellt, dass die in den 10 und 11 dargestellten Korrelationen zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Rate für das Auftreten von Flimmern vorhanden sind, die durch die Entfernung zwischen den Elektroden repräsentiert wird, und dass die Rate des Auftretens von Flimmern steil ansteigt, wenn die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand 4,7 mg/ml überschreitet. Weiterhin verschlimmerten sich die Verformung und Beschädigung des oberen Endabschnitts der Elektrode, was sich durch eine vergrößerte Entfernung zwischen den Elektroden zeigt, wenn die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand hoch wird, und die Rate für das Auftreten von Flimmern hoch wird. Hierbei zeigt ein Bezugszeichen L1 in 10 eine gerade Linie der Eigenschaften der zweiten bis vierten Ausführungsform, bei denen der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand 0,78 MPa beträgt, und zeigt ein Bezugszeichen L2 eine gerade Linie der Eigenschaften der fünften und sechsten Ausführungsform, bei denen der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand 1,0 oder 1,1 MPa beträgt.

Daher sollte die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand abgesenkt werden, um die Rate für das Auftreten von Flimmern zu verringern. Wenn die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf 4,7 mg/ml oder weniger eingestellt wird, tritt überhaupt kein Flimmern auf.

Weiterhin wurde bestätigt, dass die in 12 dargestellte Korrelation zwischen der Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand und der Lichtausbeute (Lumen/W) vorhanden ist, und dass die Untergrenze für die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf 1,25 mg/ml eingestellt werden sollte, da eine Lichtausbeute von zumindest 75 Lumen/W bei einer Fahrzeuglampe benötigt wird.

Hierbei ist es wünschenswert, um die Anfangseigenschaften zu erreichen (die Röhrenspannung, den Lichtstrom und den Lichtstromanstieg), bei einer Bogenentladungsröhre für eine Entladungslampe, dass der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand auf 0,6 MPa oder mehr eingestellt wird. Weiterhin kann das Flimmern, dessen Auftreten häufiger wird, wenn der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand auf einen hohen Wert gesetzt wird (0,6 MPa oder mehr), dadurch unterdrückt werden, dass die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf 4,7 mg/ml oder weniger eingestellt wird. Weiterhin kann die Lichtausbeute (75 Lumen/W oder mehr), die für eine Fahrzeuglampe benötigt wird, dadurch sichergestellt werden, dass die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf 1,25 mg/ml oder mehr eingestellt wird.

Daher wird bei allen Ausführungsformen, nämlich bei der ersten bis sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand auf 0,6 MPa oder mehr eingestellt, und wird die Dichte von ScI3 im abgedichteten Zustand auf den Bereich von 1,25 bis 4,70 mg/ml eingestellt. Daher kann eine hochwirksame Bogenentladungsröhre erhalten werden, welche die ordnungsgemäßen Anfangseigenschaften aufweist, kein Flimmern hervorruft, und besonders gut als Lichtquelle für Fahrzeugscheinwerfer geeignet ist.

13 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei welcher die vorliegende Erfindung bei einer Keramik-Bogenentladungsröhre eingesetzt wird, und ist eine Längsschnittansicht eines wesentlichen Abschnitts der Keramik-Bogenentladungsröhre für Entladungslampen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Der Leitungsdraht 18 ist elektrisch mit einer Elektrode 16 verbunden, die in einen geschlossenen Raum S als geschlossene Kammer vorspringt, und erstreckt sich von dem vorderen bzw. hinteren Endabschnitt einer Keramik-Bogenentladungsröhre 20 aus, wobei ein Ultraviolettstrahlung abschirmendes Abschirmglas 30 abgedichtet auf den Leitungsdrähten 18 vorhanden ist. Die Bogenentladungsröhre 20 und das Abschirmglas 30 sind daher vereinigt miteinander zusammengebaut.

Die Bogenentladungsröhre ist so ausgebildet, dass beide Endabschnitte einer lichtdurchlässigen Keramikröhre 22, die zylinderförmig ist, abgedichtet sind, die Elektroden 16, 16 in dem geschlossenen Raum S in der Keramikröhre 22 einander gegenüberliegend vorgesehen sind, und die Metallhalogenide und dergleichen sowie das Zünd-Edelgas (Xe-Gas) abgedichtet in der Bogenentladungsröhre vorgesehen sind. Der Leitungsdraht 18 wird mit dem vorderen bzw. hinteren abgedichteten Abschnitt der Keramikröhre 22 so verbunden, dass er sich koaxial hierzu erstreckt.

Das Bezugszeichen 24 bezeichnet ein Molybdänrohr, das dazu verwendet wird, Öffnungsabschnitte an beiden Enden der Lichtbogenröhre 20 abzudichten, welche die Keramikröhre 22 aufweist, und die Elektrode 16 zu befestigen. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet eine metallisierte Schicht, welche die Öffnungsabschnitte an beiden Enden der Keramikröhre 22 abdichtet, durch Verbinden der Keramikröhre 22 mit dem Molybdänrohr 24.

Die Elektrode 16 ist so ausgebildet, dass ein Wolframabschnitt 16a an der oberen Endseite und ein Molybdänabschnitt 16t an der Basis-Endseite durch Schweißen koaxial miteinander verbunden werden. Dann wird die Elektrode 16 an der Keramikröhre 22 über das Molybdänrohr 24 durch Verschweißen des Molybdänabschnitts 16b mit dem Molybdänrohr 24 befestigt. Das Bezugszeichen 26 bezeichnet einen mit einem Laser geschweißten Abschnitt. Dann wird ein gebogener Abschnitt 18a am oberer. Ende des Molybdän-Leitungsdrahtes 18 an dem Molybdänrohr 24 befestigt, das von dem vorderen bzw. hinteren Ende der Keramikröhre 22 vorspringt, mittels Schweißen, so dass die Leitungsdrähte 18 und die Elektroden 16 auf derselben Achse angeordnet sind.

Anders ausgedrückt, ist das Molybdänrohr 24 an beiden Endabschnitten der Keramikröhre 22 durch die Metallisierungsverbindung befestigt, und ist der Molybdänabschnitt 16b der Elektrode 16 mit dem Rohr 24 verschweißt. Auf diese Weise werden Dichtungsabschnitte 23 der Keramikröhre 22 ausgebildet. Der Dichtungsabschnitt 23 der Keramikröhre 22 bezeichnet daher den Endabschnitt der Keramikröhre 22, der über das Molybdänrohr 24 abgedichtet ist, und bezeichnet im einzelnen das Molybdänrohr 24, den mittels Laser geschweißten Abschnitt 26, und die metallisierte Schicht 25.

Weiterhin ist die Keramikröhre 22 sehr kompakt ausgebildet, wobei sie einen Außendurchmesser von 2,0 bis 40 mm aufweist, eine Länge von 8,0 bis 12,0 mm, und ein inneres Volumen von 50 &mgr;l oder weniger in dem geschlossenen Raum S zwischen den Dichtungsabschnitten 23, 23. Weiterhin ist die Keramikröhre 22 so ausgebildet, dass sie eine hohe Wärmefestigkeit und lange Lebensdauer sicherstellt, und Licht im Wesentlichen gleichförmig von der gesamten Bogenentladungsröhre 20 (Leuchtröhre 22) aussendet.

Wie im Falle der voranstehend geschilderten ersten Ausführungsform ist eine geringe Menge an Hg zusätzlich zu den Metallhalogeniden (NaI, ScI3) abgedichtet zusammen mit dem Xe-Gas in dem geschlossenen Raum S aufgenommen, wenn die Bogenentladungsröhre entsprechend der Spezifikation ausgebildet ist, bei welcher sie Quecksilber enthält, wogegen die Metallhalogenide InI, SnI2 oder InI, ZnI2 zusätzlich zu den Metallhalogeniden (NaI, ScI3) abgedichtet zusammen mit dem Xe-Gas in dem geschlossenen Raum S vorhanden sind, wenn die Bogenentladungsröhre entsprechend der Spezifikation ohne Quecksilber ausgebildet ist.

Anders ausgedrückt, wird ein Mechanismus für das Auftreten von Flimmern in der Keramik-Bogenentladungsröhre 20 (Keramikröhre 22) entsprechend dem Mechanismus für das Auftreten von Flimmern (Reaktionsformeln) erklärt, auf Grundlage der voranstehend angegebenen Reaktionsformeln (1) bis (3) für die aus Quarzglas bestehende Bogenentladungsröhre, wobei die Reaktionsformel für Keramik (Al2O3), aus welcher die Keramikröhre 22 besteht, die Reaktionsformel für das Quarzglas (SiO2) ersetzt.

Wie im Falle der Bogenentladungsröhre aus Quarzglas wird der Entglasungseffekt hervorgerufen, und eine niedrig schmelzen de Legierung (AlWn) erzeugt. Auch bei der mit Thoriumdioxid dotierten Wolframelektrode verschwindet das Thoriumdioxid (ThO2), so dass eine Verformung der Elektrode (Erweiterung der Entfernung zwischen den Elektroden) hervorgerufen wird, eine Erhöhung der Spannung zum erneuten Zünden, und das Auftreten von Flimmern, infolge des unkontrollierbaren Zustands des Vorschaltgeräts. Daher kann im Falle der Keramik-Bogenentladungsröhre, wie im Falle der ersten Ausführungsform (Quarzglas-Bogenentladungsröhre), nicht nur eine Erzielung der ordnungsgemäßen Anfangseigenschaften erreicht werden, sondern kann auch das Auftreten von Flimmern unterdrückt werden, wenn die Dichte von ScI3 und der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand entsprechend eingestellt werden.

Im Falle der Keramik-Bogenentladungsröhre, welche entweder den Spezifikationen ohne Quecksilber oder den Spezifikationen mit Quecksilber genügt, wie im Falle der voranstehend geschilderten, ersten Ausführungsform, wird die Dichte an ScI3 auf den Bereich von 1,25 bis 4,70 mg/ml eingestellt, und wird der Xe-Gasdruck im abgedichteten Zustand auf 0,6 MPa oder mehr eingestellt. Daher kann eine äußerst wirksame Keramik-Bogenentladungsröhre erhalten werden, welche die ordnungsgemäßen Anfangseigenschaften aufweist, kein Flimmern hervorruft und optimal als Lichtquelle für einen Fahrzeugscheinwerfer ist.

Zwar wurden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch wissen Fachleute, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen der Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wobei sich Wesen und Umfang der Erfindung aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben, und von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein sollen.


Anspruch[de]
  1. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen, welche aufweist:

    eine geschlossene Kammer, die mit Edelgas und einem Metallhalogenid gefüllt ist, das zumindest entweder aus einem Na-Halogenid oder einem Sc-Halogenid besteht, wobei das innere Volumen der geschlossenen Kammer 50 &mgr;l oder weniger beträgt; und

    Elektroden, die so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen,

    wobei der Druck des Edelgases im abgedichteten Zustand 0,6 MPa oder mehr beträgt, und

    die Dichte des Sc-Halogenids im abgedichteten Zustand in der geschlossenen Kammer im Bereich von 1,25 bis 4,70 mg/ml liegt.
  2. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallhalogenid weiterhin In-Halogenid enthält.
  3. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallhalogenid weiterhin zumindest entweder Sn-Halogenid oder Zn-Halogenid enthält.
  4. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sc-Halogenid ScI3 ist.
  5. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Kammer aus SiO2 besteht.
  6. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene Kammer aus Al2O3 besteht.
  7. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode aus W besteht.
  8. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrode ThO2 enthält.
  9. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Edelgas ein Xe-Gas ist.
  10. Bogenentladungsröhre für Entladungslampen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halogen in dem Metallhalogenid I ist.
Es folgen 12 Blatt Zeichnungen






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