[发明专利]无水银金属卤化物灯

说明书

技术领域

本发明涉及不含有水银发光物质的无水银金属卤化物灯。特别是相关于作为一般照明及与反射镜组成的汽车前照灯等中所使用的灯。

技术背景

最近，作为一种放电灯的金属卤化物灯得到了广泛的开发和利用。金属卤化物灯是一种在水银中加入作为发光物质的金属卤化物，然后把其封入到发光管内的灯，例如，最先开始使用在汽车的前照灯上的灯。

图7表示以往的金属卤化物灯。图7所示的金属卤化物灯具有由石英玻璃构成的发光管1和位于发光管1两端的密封发光管内部的密封固定部2。在发光管1内配置一对由金属钨构成的电极3，在发光管1的内部封入有包含水银及金属卤化物的发光物质17和惰性气体(未图示)。发光管1内的一对电极3与钼箔4的一端连接，钼箔4被密封固定部2密封固定。钼箔4的另一端与引线5连接。引线5与点灯电路(未图示)形成电气连接。

下面，对这个金属卤化物灯的发光原理进行简单地说明。当通过点灯电路对引线5加载电压点亮灯时，金属卤化物(17)的一部分或全部形成蒸发，然后通过在一对电极3之间发生的电弧放电，解离金属原子和卤素原子，使金属原子被激励，形成发光。在发光管1的管壁附近，被解离的金属原子与卤素原子再度结合，还原成金属卤化物。通过反复形成这个循环现象，使灯稳定地发光。在一般的情况下，由于金属卤化物的蒸汽压低于水银的蒸汽压，具有易被激励，易发光的性质，所以在金属卤化物灯中，添加金属的发光要比水银的发光强。所以，水银主要是起着作为缓冲气体，决定发光管1内部电压的作用。另外，发光管1内的惰性气体起着作为启动用气体的作用。

当前由于环境的问题受到了重视，考虑到废弃时对地球环境的影响，人们希望有一种不含水银的无水银金属卤化物灯。为了满足人们的需要，进行了无水银金属卤化物灯的开发尝试，但目前的现状是，还未开发出具有良好特性的无水银金属卤化物灯。

本专利的发明者为了开发出具有良好特性的无水银金属卤化物灯进行了潜心的研究，在研究的过程中，了解到有下面的现象发生。即，在水平点亮无水银金属卤化物灯的场合，与水平点亮含有水银的金属卤化物灯相比，电弧向上方有很大的弯曲，其结果使发光管的上部被过度加热，易发生导致发光管失去透明的现象。

因此，为了抑制这个电弧的弯曲，当在无水银金属卤化物灯中加载磁场时，可抑制电弧的弯曲。但该磁场的加载方法和抑制弯曲的原理与含有水银的灯不同。另外还观察到尽管加强磁场的强度可抑制电弧的弯曲，但却造成电弧本身不稳定，发生电弧摇摆的现象。这个电弧的摇摆在实际使用时形成闪耀，是人们所不希望的。

为了抑制电弧的摇摆，进行了各种的尝试，最后通过使加载在电极前端之间中心的磁场强度(B)、一对电极前端之间的距离(d)、正常点灯时的发光管管内的压力(Po)(或在20℃下的惰性气体的封入压力(P))、在正常点灯时的额定消耗功率(W)以及在正常点灯时的稳定频率(f)的参数满足一定的关系，来配合抑制电弧的弯曲，成功地抑制了电弧的摇摆。关于通过加载磁场可抑制无水银金属卤化物灯的电弧的弯曲及电弧的摇摆的原理目前虽不见得清楚，但在特愿2001-155385号说明书(专利申请人：松下电器产业株式会社)中已详述了关于为了抑制电弧弯曲及电弧摇摆的各个参数应满足的关系式。在这里引用该说明书作为本专利说明书的参考。

通过可以在抑制了电弧的摇摆的状态下抑制电弧的弯曲，防止了发光管的失去透明，成功地实现了抑制了闪耀的无水银金属卤化物灯。但是，本专利的发明者通过实验观察到虽然这个无水银金属卤化物灯可防止失去透明，但发光管中却逐渐发黑。所以，上述的技术尽管可防止发光管的失去透明，但如果逐渐发黑，则导致灯的特性下降，并且缩短了发光管的使用寿命。因此，仍然难于实现无水银金属卤化物灯的实用化。

发明内容

本发明就是鉴于以上的诸点问题，主要的目的是，提供一种有效抑制发光管内逐渐发黑的无水银金属卤化物灯。

本发明的无水银金属卤化物灯是，一种具有在管内配置一对电极的发光管，在发光管内封入有惰性气体和金属卤化物，且不含有水银的使上述一对电极呈大致水平状态地进行水平点灯的无水银金属卤化物灯，并且具备把包含垂直于连接上述一对电极前端之间直线成分的磁场垂直方向加载的磁场加载装置，对于上述发光管的单位内容积，设定正常点灯时的蒸发卤素原子密度大于20(μmol/cc)。

理想的是，设定上述卤素原子密度大于40(μmol/cc)。

理想的是，对于上述发光管的单位内容积设定封入上述发光管内的上述金属卤化物的总量大于20(μmol/cc)。