メタルハライドランプ
【課題】
封着金属箔を埋設した封止部におけるクラックリークの発生を、封着金属箔の粗面化の態様を改良して抑制した水銀フリーランプに好適なメタルハライドランプを提供する。
【解決手段】
メタルハライドランプＭＨＬは、内部に放電空間１ｃを有する包囲部１ａおよび包囲部に連接した封止部１ｂを備えている石英ガラス製の透光性気密容器１と、透光性気密容器の放電空間内に封装された電極２と、少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と、電極の基端部が接続して透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、レーザ加工により粗面ＲＳが形成された封着金属箔３とを具備している。
封着金属箔を埋設した封止部におけるクラックリークの発生を、封着金属箔の粗面化の態様を改良して抑制した水銀フリーランプに好適なメタルハライドランプを提供する。
【解決手段】
メタルハライドランプＭＨＬは、内部に放電空間１ｃを有する包囲部１ａおよび包囲部に連接した封止部１ｂを備えている石英ガラス製の透光性気密容器１と、透光性気密容器の放電空間内に封装された電極２と、少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と、電極の基端部が接続して透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、レーザ加工により粗面ＲＳが形成された封着金属箔３とを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラス製の透光性気密容器を備えたメタルハライドランプの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、内部に一対の電極を封装した透光性気密容器の内部に発光金属のハロゲン化物を含む放電媒体を封入している。透光性気密容器の構成材料には、石英ガラスまたは透光性セラミックスが用いられている。石英ガラス製の透光性気密容器は、比較的安価であるのに加えて直線透過率が高いために、前照灯やプロジェクション用などのメタルハライドランプを中心に多用されている。石英ガラス製の透光性気密容器においては、放電空間が形成されている包囲部を封止するために包囲部に連接した封止部が包囲部と一体に形成されている。
【０００３】
透光性気密容器を上記封止部によって封止するには、封止部の内部に封着金属箔を気密に埋設することにより行うのが一般的である。そして、封着金属箔の包囲部側の一端部に電極の基端を溶接し、他端には外部リード線を溶接することで、封着金属箔を経由して電極に給電を行う。
【０００４】
そうして、石英ガラス製の透光性気密容器においては、封止部の内部に気密に埋設された封着金属箔とそれを包囲する石英ガラスとがメタルハライドランプの点灯中を通じて良好な接合を形成することで、透光性気密容器の内部が所期の気密状態に維持される。封着金属箔を用いて封止部を形成する場合に、封着金属箔の表裏両面にサンドブラストや電気化学的方法によって梨地加工を施すことにより、封着金属箔の外周の長さを微細な凹凸により大きくして、封止部に生じるリークを抑制しようとすることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
すなわち、メタルハライドランプにおいては、封着金属箔の表面に適度な粗さをもたせるのが有利である。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１５０９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されている封着金属箔の場合、箔の所望の一部領域にのみ粗面を形成したり、領域によって粗面の表面粗さを所望に変化させたりするなど、粗面の形成位置や表面粗さを所望に制御することができない。このため、例えば封着金属箔と石英ガラスの密着性を向上するのに効果的な表面粗さの粗面を形成しようとすると、強度的に脆い側縁部などが破壊されやすいという問題がある。
【０００８】
また、サンドブラスト法により粗面を形成すると、吹き付けた研粒が封着金属箔に付着して残留しやすいので、研粒が不純物となって電極や外部リード線と封着金属箔との導電接続部の形成や封止部の密着性が阻害されやすくなる。また、封着金属箔に付着した研粒を除去しようとすると、後処理が必要になって手間を要するばかりでなく、充分に除去するのには困難を伴う。
【０００９】
そこで、本発明者は、レーザ加工によって封着金属箔の表面に粗面を形成すると、封着金属箔と石英ガラスとの密着性が良好になるとともに、封着金属箔に所望の粗さ、所望の形状の粗面を容易に形成できること分かった。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
本発明は、封着金属箔を埋設した封止部におけるクラックリークを封着金属箔の粗面の態様を改良して抑制したメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のメタルハライドランプは、内部に放電空間を有する包囲部および包囲部に連接した封止部を備えている石英ガラス製の透光性気密容器と；透光性気密容器の放電空間内に封装された電極と；少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と；電極の基端部が接続して透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、レーザ加工により粗面が形成された封着金属箔と；を具備していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、封着金属箔の表面にレーザ加工によって粗面を形成することにより、封着金属箔と封止部の石英ガラスとの封着性が優れ、クラックリークの発生が抑制されるメタルハライドランプを提供することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、レーザ加工により粗面を形成するので、封着金属箔の所要部分に所望の表面粗さの粗面を、所望の領域に、しかも所望の程度に制御して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００１５】
図１ないし図４は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第１の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示し、図１は側面図、図２は封着金属箔部分の拡大正面図、図３は封着金属箔の拡大断面図、図４はレーザ加工によって形成された溝の断面形状を拡大して示す模式的拡大断面図である。
【００１６】
本形態において、メタルハライドランプＭＨＬは、発光管ＩＴ、絶縁チューブＴ、外管ＯＴおよび口金Ｂを具備している。
【００１７】
〔発光管ＩＴについて〕 発光管ＩＴは、透光性気密容器１、電極２、封着金属箔３、外部リード線４Ａ、４Ｂおよび放電媒体を備えている。
【００１８】
（透光性気密容器１について） 透光性気密容器１は、石英ガラス製で、透光性で耐火性を有しているとともに、内部に放電空間１ｃが形成される包囲部１ａおよび封止部１ｂを備えている。包囲部１ａは中空で、その中空部が放電空間１ｃとなる。放電空間１ｃの内容積は、メタルハライドランプの用途に応じて適宜設定することができるが、本発明を適用するのに好適な小形のメタルハライドランプとしては一般的に０．１ｃｃ以下である。また、前照灯用の場合、好適には０．０５ｃｃ以下である。
【００１９】
上記放電空間１ｃは、その形状がほぼ円柱状、球形または楕円球形など任意の形状にすることができる。前照灯用の場合、好適にはほぼ円柱状をなしている。これに対して、透光性気密容器１の包囲部１ａの外面は、楕円球状や紡錘状などの回転２次曲面形状をなしている。そのため、包囲部１ａの肉厚は、一般的には管軸方向の中央部が最も大きく、両端方向に順次小さくなっている。
【００２０】
また、自動車前照灯用のメタルハライドランプＭＨＬとしての透光性気密容器１における包囲部１ａおよびその内部に形成される放電空間１ｃの好ましいサイズは、以下のとおりである。すなわち、包囲部１ａの管軸方向の長さは７．４〜８．２ｍｍ、放電空間１ｃの内径は２．２〜２．９ｍｍ、外径は５．６〜６．９ｍｍ、肉厚は１．７〜２．５ｍｍ、放電空間１ｃの内容積は２０〜３５μｌである。
【００２１】
さらに、透光性気密容器１が「透光性で耐火性を有している」とは、少なくとも包囲部１ａの外部へ発光を導出しようとする部位である導光部分が透光性であって、かつメタルハライドランプＭＨＬの通常の作動温度に十分耐える程度の耐熱性を少なくとも備えているという意味である。なお、必要に応じて、透光性気密容器１の包囲部１ａの内面に耐ハロゲン性または耐ハロゲン化物性の透明性被膜を形成するか、透光性気密容器１の内面を改質することが許容される。
【００２２】
封止部１ｂは、包囲部１ａに隣接して包囲部１ａと一体的に形成されている。本形態において、封止部１ｂは、これを包囲部１ａの管軸方向の両端に延在するようにその一対を形成することができる。また、封止部１ｂは、包囲部１ａを封止するとともに、後述する電極２の基端部がここに埋設される。これを実現するために、封止部１ｂには後述する封着金属箔３が埋設されている。また、一対の封止部１ｂ、１ｂは、包囲部１ａの両端から管軸方向に沿って一体に延在している。
【００２３】
（電極２について） 電極２は、その先端側の主要部が透光性気密容器１の包囲部１ａ内の所定位置に封装される。このために電極２の中間部は、封止部１ｂに緩く支持され、かつ基端が封着金属箔３に溶接などにより接続される。包囲部１ａの内部に一対の電極１ｂ、１ｂを離間対向して封装する場合、一対の封止部１ｂ、１ｂを包囲部１ａの両端に配設する。
【００２４】
また、電極２は、その軸部の直径が一般的には０．２５〜０．４５ｍｍの範囲内で適当な値に設定されるのがよい。
【００２５】
さらに、電極２は、本形態においてタングステン（Ｗ）、ドープドタングステン、トリウムタングステン、レニウム（Ｒｅ）およびタングステン−レニウム合金（Ｗ−Ｒｅ）などのグループから選択された耐火金属により形成することができる。
【００２６】
さらにまた、電極２の先端部を軸部より径大の例えば円柱状、ほぼ球状などにすることもできる。その場合、軸部は直径０．２５〜０．３０ｍｍ、先端部は０．３０〜０．４０ｍｍとするのがよい。
【００２７】
なお、封止部１ｂ内に支持された電極２の軸部に、例えばタングステンからなるコイルを巻装する仕様であってもよい。
【００２８】
（封着金属箔３について） 封着金属箔３は、包囲部１ａを封止するために封止部１ｂ内に気密に埋設される。また、図示しない好ましくは電子化された点灯回路から電極２へ給電するために、封着金属箔３の包囲部１ａ側の一端に電極２の基端部が接続され、他端に後述する外部導入線４Ａ、４Ｂが接続される。なお、封着金属箔３の肉厚は、本発明において特段限定されないが、一般的には５０μｍ以下である。
【００２９】
本発明において、封着金属箔３は、最も特徴的な構成部分であり、図２、図３に示すように、表面にはレーザ加工により粗面ＲＳが形成されている。粗面ＲＳは、本形態では、複数の溝Ｇにより構成される。この溝Ｇの形成方法の一例について説明する。レーザ加工では、封着金属箔３表面にレーザを１回照射することにより、スポットが１つ形成される。スポットは、レーザの焦点の合わせ方や入力制御によって断面の形状などを制御することができる。例えば、図４の（ａ）や（ｂ）のような断面形状が逆三角形や逆台形のものを得ることができる。そして、先に形成されたスポットの一部に再びレーザを照射することによって、図５の顕微鏡写真に示すようにスポットが互いに連接して構成された形状の溝Ｇを得ることができる。ここで、溝Ｇの深さはレーザの電流値を変化することにより、またスポットの径は焦点やレーザ照射ユニットから照射位置までの距離を変化することにより、自由に制御することが可能である。
【００３０】
なお、レーザ加工による溝Ｇは、顕微鏡によって当該溝Ｇを拡大することにより、図５に示すような模様を観察することができる。すなわち、封着金属箔３の表面にはレーザの照射によって溶融形成されたスポット状のレーザ痕が残存するので、当該加工が行われたかどうかは容易に判別可能である。
【００３１】
また、粗面ＲＳを形成する領域は、封着金属箔３の両面のほぼ全面である場合が最も高い密着性が得られるので好ましい。さらに、溝Ｇを形成する場合は、封着金属箔３の端部に溝Ｇが繋がらないように形成するのが好適である。すなわち、ハロゲン化物が電極２の基端部から周囲の封着金属箔３の面に沿って放射状に拡散すなわち進行し、封着金属箔３と石英ガラスとの封着を破壊する現象が生じにくくなるので、このような態様もまた本発明の所期の作用効果が得られるからである。このような作用効果を得る目的であれば、その溝Ｇは、封着金属箔３に接続された電極２の接続部近傍に少なくとも設けるだけでもよい。なお、上記近傍とは、電極２の接続位置および当該位置からさらに封着金属箔３の両端間の中心部側へ若干進んだ位置、ならびに封着金属箔３の両側縁部側へ離れた位置を含む概念である。
【００３２】
レーザ加工によって形成された溝Ｇの一例としては、図２に示す本形態のように、封着金属箔３の両面に、電極軸方向の溝Ｇを複数並べたものが挙げられる。このような溝を形成すると、封着金属箔３とガラスの密着性の向上と封着金属箔３の側縁部側へのハロゲン化物の拡散抑制の両効果が得られるので、好都合である。
【００３３】
図３は、図２の断面形状を拡大して示す。管軸方向に長く延在したレーザ加工によって形成された封着金属箔３は、当該箔とガラスとの密着性を高めるために、その側縁端に向かって次第に薄くなるナイフエッジ状になっている。このような形状の封着金属箔３について、レーザ加工によって粗面を形成する場合は、その側縁端の部分が溝Ｇによって貫通したり、破壊されたりしないような位置までで溝Ｇの形成を止めることができる。
【００３４】
次に、レーザ加工による溝Ｇからなる粗面ＲＳの好適な表面粗さをＪＩＳ Ｂ０６０１により規格化されているＲａおよびＲｚの値を参照して説明する。
【００３５】
まず、表面粗さＲａについて説明する。レーザ加工によって形成された溝Ｇからなる粗面ＲＳの表面粗さＲａ（μｍ）は、数式０．４≦Ｒａを満足する範囲が一般的には好適である。なお、上記数式には、上限がないが、その理由は次のとおりである。すなわち、本発明において、表面粗さＲａは、その数値が大きいほど効果的であり、またレーザ加工であればかなり粗い粗面の形成が可能であるが、封着金属箔の強度を考慮して、より好適には数式Ｒａ≧４．０を満足する範囲である。
【００３６】
次に、表面粗さＲｚについて説明する。表面粗さＲｚ（μｍ）は、数式１．０≦Ｒｚ≦７．０を満足する範囲が一般的には好適である。粗面ＲＳの深さが肉厚を超えるようでは封着金属箔３の機能が阻害されるので、粗面ＲＳが封着金属箔３を肉厚方向に貫通しない深さである必要がある。また、封着金属箔３の機能を充分に活かす目安としては、凡そ肉厚の半分までの溝Ｇの深さであるのが望ましい。
【００３７】
また、レーザ加工によって形成する溝Ｇを制御する場合、粗面ＲＳの凹みの深さはレーザスポットを発生させる際の電流値を、幅はスポット径を、隣接する粗面ＲＳのピッチはレーザスポットの照射位置を、それぞれ変化させるのが効果的である。
【００３８】
さらに、封着金属箔３の材質としては特段限定されないが、例えばモリブデン（Ｍｏ）またはレニウム−タングステン合金（Ｒｅ−Ｗ）などを用いることができる。
【００３９】
さらにまた、封着金属箔３を封止部１ｂに埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法などを単独で、または組み合わせて採用することができる。包囲部１ａの内容積が０．１ｃｃ以下の小形でキセノン（Ｘｅ）などの希ガスを室温で５気圧以上封入する前照灯などに用いるメタルハライドランプの場合は、後者が好適である。
【００４０】
ところで、図１において、左方の封止部１ｂを形成した後に、封止管１ｄが切除されないで封止部１ｂの外側端部から一体に延長していて、後述する口金Ｂ内へ延在している。
【００４１】
（外部リード線４Ａ、４Ｂについて） 本形態において、外部リード線４Ａ、４Ｂは、その先端が透光性気密容器１の両端の封止部１ｂ内において封着金属箔３の他端に溶接され、基端側が外部へ導出されている。図１において発光管ＩＴから右方へ導出された外部リード線４Ａは、中間部が後述する外管ＯＴに沿って折り返されて後述する口金Ｂ内に導入されて図示しない口金端子の一方ｔ１に接続している。図１において発光管ＩＴから左方へ導出された外部リード線４Ｂは、封止管１ｄ内を管軸に沿って延在して口金Ｂ内に導入されて口金端子の他方（図示されていない。）に接続している。
【００４２】
（放電媒体について） 放電媒体は、少なくとも金属ハロゲン化物および希ガスを含む。なお、水銀は、含んでもよいし、含まなくてもよい。しかし、本発明によれば、封着金属箔がレーザ加工によって形成された粗面ＲＳを備えているために、封止部１ｂの石英ガラスとの密着性が顕著に優れているので、水銀入りのメタルハライドランプより点灯中の内圧および封着金属箔の温度が高い水銀フリーのメタルハライドランププであってもクラックリークが効果的に抑制されて寿命特性の良好なメタルハライドランプを得ることができる。なお、水銀フリーランプに好適であれば、それより点灯中の内圧および封着金属箔の温度が低い水銀入りランプにも全く問題がなく適応することはいうまでもない。
【００４３】
金属ハロゲン化物は、少なくとも発光金属を含む金属のハロゲン化物である。しかし、具体的な金属のハロゲン化物は、特段限定されない。例えば、前照灯用の水銀フリーランプとしての好適な構成としては、スカンジウム（Ｓｃ）、ナトリウム（Ｎａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物を含んでいる。この態様において、放電媒体は、上記グループに属する金属のハロゲン化物のみからなる構成に加えて、補助的にグループ以外の金属のハロゲン化物を含有することが許容される。例えば、主発光物質としてタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物を添加することにより、発光効率を一層高めることができる。
【００４４】
また、上記態様において、亜鉛（Ｚｎ）のハロゲン化物は、相対的に蒸気圧が高くて、かつ可視域の発光が少ないので、主としてランプ電圧形成に寄与する。しかし、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物としては、所望により亜鉛とほぼ同様の作用、効果を有しているために、亜鉛に代えるかまたはこれに加えて次のグループからなる金属のハロゲン化物を用いることができる。すなわち、マグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、レニウム（Ｒｅ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）およびハフニウム（Ｈｆ）のグループから選択された一種または複数種の金属のハロゲン化物を封入することにより、ランプ電圧を所望の値に高めることができる。上記のグループの金属は、いずれも蒸気圧が高くて可視域に発光しないか、または発光が比較的少ない金属すなわち光束を稼ぐ発光金属としては期待されないが、主としてランプ電圧を形成するのに好適な金属である。
【００４５】
希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用し、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）などの一種または複数種を用いることができる。また、自動車前照灯用のメタルハライドランプＭＨＬとしては、光束立ち上がりを早めるためおよび始動直後から白色光を発光させるために、キセノンを５気圧以上、好ましくは７〜１８気圧の範囲、より一層好ましくは８〜１３気圧の範囲で封入するか、あるいは点灯時の内部空間内の圧力が５０気圧以上になるように封入するものとする。これにより、始動直後の発光金属の蒸気圧が低いときに、立ち上がり時の光束としてＸｅの白色発光を寄与させることができる。
【００４６】
（水銀について） 水銀フリーランプとしての態様の場合、本質的に水銀を含まない。この態様においては、水銀（Ｈｇ）を全く封入していないだけでなく、透光性気密容器１の内容積１ｃｃ当たり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀が存在していることを許容する。
【００４７】
しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。従来のように水銀蒸気によって放電ランプのランプ電圧を所要に高くする場合、短アーク形においては気密容器の内容積１ｃｍ３当たり２０〜４０ｍｇ、さらに場合によっては５０ｍｇ以上封入していたことからすれば、水銀量が実質的に頗る少ないといえる。
【００４８】
（ハロゲンの種類について） ハロゲン化物を構成するハロゲンの種類としては、反応性に関してハロゲンの中でヨウ素が最も適当であり、少なくとも上記主発光金属は、主としてヨウ化物として封入される。しかし、要すれば、ヨウ化物および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。
【００４９】
〔絶縁チューブＴについて〕 絶縁チューブＴは、セラミックスからなり、絶縁チューブＴは、外部リード線４Ａを被覆している。
【００５０】
〔外管ＯＴについて〕 本発明において、メタルハライドランプＭＨＬは、所望により外管ＯＴを具備していることが許容される。外管ＯＴは、石英ガラスまたはハイシリケートガラスなどからなり、その内部に発光管ＩＴの少なくとも主要部を収納する手段である。そして、発光管ＩＴから外部へ放射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ発光管ＩＴの透光性気密容器１を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて失透の原因とならないようにしたり、あるいは透光性気密容器１を保温したりする。
【００５１】
また、外管ＯＴの内部は、その目的に応じて外気に対して気密に封止してもよいし、不活性ガスが封入されていてもよい。本形態では、窒素を０．１気圧封入している。
【００５２】
図示の形態においては、外管ＯＴを形成する際に、その両端を透光性気密容器１の両端から管軸方向に延在する封止部にガラス溶着させることによって外管ＯＴを透光性気密容器１で支持するように構成することができる。外管ＯＴは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ＩＴを収納していて、両端の縮径部５が発光管ＩＴの封止部１ｂにガラス溶着している。しかし、内部は気密ではなく、外気に連通している。
【００５３】
〔口金Ｂについて〕 本発明において、メタルハライドランプＭＨＬは、所望により口金Ｂを具備していることが許容される。口金Ｂは、メタルハライドランプＭＨＬを図示しない点灯回路に接続したり、加えて機械的に支持したりするのに機能する手段であって、図示の形態においては、自動車前照灯用として規格化されているもので、発光管ＩＴおよび外管ＯＴを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面に着脱可能に装着されるように構成されている。
【００５４】
次に、封着金属箔３の粗面ＲＳの実施例を示せば次のとおりである。
【００５５】
Ｒａ＝０．８、Ｒｚ＝２．７
なお、上記実施例において、レーザ加工には、１８Ａ、スポット径３０μｍのＹＡＧレーザを用いた。また、上記実施例の場合、溝Ｇの深さが約２μｍ程度、ピッチが約５０μｍ程度である。
【００５６】
さらに、粗面ＲＳの表面粗さＲａを変化させた封着金属箔３を用いて製作したメタルハライドランプについてＥＵ定格モード点灯におけるリーク発生率およびリーク発生時間を試験した結果を、表１および図５を参照して説明する。なお、試験に供したメタルハライドランプは水銀フリーであり、その主な仕様は、次のとおりである。電極の基端部の直径：０．３ｍｍ、電極間距離４．２ｍｍ、封着金属箔：長さ７．０ｍｍ、幅１．５ｍｍ、厚さ２０μｍである。また、粗面ＲＳの表面粗さＲａは、封着金属箔３の表面の５０μｍ２の面積内を測定して求めた。
【００５７】
【表１】
表１から理解できるように、粗面ＲＳの表面粗さＲａが０．４μｍ以上であれば、ＥＵ定格モードでリークしないメタルハライドランプを得ることができる。
【００５８】
また、図６は、表１のメタルハライドランプ１２灯についてＥＵモードの試験を行ったときに、そのうちのいずれか１灯にクラックリークが発生したときの点灯時間を示すグラフであるが、粗面ＲＳの表面粗さＲａが０．４μｍ以上であれば、上記モードで２０００時間までリークが発生しない。また、Ｒａが０．７μｍ以上であれば、２５００Ｈｒまでリークが発生しない、さらにＲａが１．７μｍ以上であれば、２７００Ｈｒまでリークが発生しない、メタルハライドランプを得ることができる。
【００５９】
以下、図７ないし図９を参照して本発明のメタルハライドランプを実施するための他の形態について説明する。なお、各図において、図２ないし図３と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６０】
図７は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第２の形態におけるレーザ加工によって形成された溝の形状を拡大して示す模式的拡大断面図である。本形態において、図７（ａ）ではレーザ加工によって形成された溝Ｇからなる粗面ＲＳの溝の深さが変化していて、例えば中央部で深く、両側縁に近づくにしたがい浅くなっている。また、図７（ｂ）ではレーザ加工による溝Ｇの配列ピッチが変化していて、例えば中央部において密で、両側縁に近づくにしたがい疎になっている。
【００６１】
図８は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第３の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図である。本形態においては、レーザ加工による溝Ｇからなる粗面ＲＳの表面パターンが網目状に形成されている。
【００６２】
図９は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第４の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図である。本形態においては、レーザ加工によって形成されたスポットＧ´からなる粗面ＲＳの表面パターンが散点状に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のメタルハライドランプを実施するための第１の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示す側面図
【図２】同じく封着金属箔部分の拡大正面図
【図３】同じく封着金属箔の拡大断面図
【図４】レーザ加工によって形成された溝の形状を拡大して示す模式的拡大断面図
【図５】同じく封着金属箔の表面にレーザ加工により形成された粗面を拡大して示す顕微鏡写真
【図６】本発明のメタルハライドランプを実施するための第１の形態における表面粗さＲａとリーク発生時間の関係を示すグラフ
【図７】本発明のメタルハライドランプを実施するための第２の形態におけるレーザ加工によって形成された溝の形状を拡大して示す模式的拡大断面図
【図８】本発明のメタルハライドランプを実施するための第３の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図
【図９】本発明のメタルハライドランプを実施するための第４の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図
【符号の説明】
【００６４】
１…透光性気密容器、１ａ…包囲部、１ｂ…封止部、１ｃ…内部空間、２…電極、３…封着金属箔、４Ａ、４Ｂ…外部リード線、５…縮径部、Ｇ…レーザ加工によって形成された溝、ＩＴ…発光管、ＭＨＬ…メタルハライドランプ、ＯＴ…外管、ＲＳ…粗面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石英ガラス製の透光性気密容器を備えたメタルハライドランプの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、内部に一対の電極を封装した透光性気密容器の内部に発光金属のハロゲン化物を含む放電媒体を封入している。透光性気密容器の構成材料には、石英ガラスまたは透光性セラミックスが用いられている。石英ガラス製の透光性気密容器は、比較的安価であるのに加えて直線透過率が高いために、前照灯やプロジェクション用などのメタルハライドランプを中心に多用されている。石英ガラス製の透光性気密容器においては、放電空間が形成されている包囲部を封止するために包囲部に連接した封止部が包囲部と一体に形成されている。
【０００３】
透光性気密容器を上記封止部によって封止するには、封止部の内部に封着金属箔を気密に埋設することにより行うのが一般的である。そして、封着金属箔の包囲部側の一端部に電極の基端を溶接し、他端には外部リード線を溶接することで、封着金属箔を経由して電極に給電を行う。
【０００４】
そうして、石英ガラス製の透光性気密容器においては、封止部の内部に気密に埋設された封着金属箔とそれを包囲する石英ガラスとがメタルハライドランプの点灯中を通じて良好な接合を形成することで、透光性気密容器の内部が所期の気密状態に維持される。封着金属箔を用いて封止部を形成する場合に、封着金属箔の表裏両面にサンドブラストや電気化学的方法によって梨地加工を施すことにより、封着金属箔の外周の長さを微細な凹凸により大きくして、封止部に生じるリークを抑制しようとすることが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
すなわち、メタルハライドランプにおいては、封着金属箔の表面に適度な粗さをもたせるのが有利である。
【０００６】
【特許文献１】特許第３１５０９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載されている封着金属箔の場合、箔の所望の一部領域にのみ粗面を形成したり、領域によって粗面の表面粗さを所望に変化させたりするなど、粗面の形成位置や表面粗さを所望に制御することができない。このため、例えば封着金属箔と石英ガラスの密着性を向上するのに効果的な表面粗さの粗面を形成しようとすると、強度的に脆い側縁部などが破壊されやすいという問題がある。
【０００８】
また、サンドブラスト法により粗面を形成すると、吹き付けた研粒が封着金属箔に付着して残留しやすいので、研粒が不純物となって電極や外部リード線と封着金属箔との導電接続部の形成や封止部の密着性が阻害されやすくなる。また、封着金属箔に付着した研粒を除去しようとすると、後処理が必要になって手間を要するばかりでなく、充分に除去するのには困難を伴う。
【０００９】
そこで、本発明者は、レーザ加工によって封着金属箔の表面に粗面を形成すると、封着金属箔と石英ガラスとの密着性が良好になるとともに、封着金属箔に所望の粗さ、所望の形状の粗面を容易に形成できること分かった。本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
本発明は、封着金属箔を埋設した封止部におけるクラックリークを封着金属箔の粗面の態様を改良して抑制したメタルハライドランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のメタルハライドランプは、内部に放電空間を有する包囲部および包囲部に連接した封止部を備えている石英ガラス製の透光性気密容器と；透光性気密容器の放電空間内に封装された電極と；少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と；電極の基端部が接続して透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、レーザ加工により粗面が形成された封着金属箔と；を具備していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、封着金属箔の表面にレーザ加工によって粗面を形成することにより、封着金属箔と封止部の石英ガラスとの封着性が優れ、クラックリークの発生が抑制されるメタルハライドランプを提供することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、レーザ加工により粗面を形成するので、封着金属箔の所要部分に所望の表面粗さの粗面を、所望の領域に、しかも所望の程度に制御して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００１５】
図１ないし図４は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第１の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示し、図１は側面図、図２は封着金属箔部分の拡大正面図、図３は封着金属箔の拡大断面図、図４はレーザ加工によって形成された溝の断面形状を拡大して示す模式的拡大断面図である。
【００１６】
本形態において、メタルハライドランプＭＨＬは、発光管ＩＴ、絶縁チューブＴ、外管ＯＴおよび口金Ｂを具備している。
【００１７】
〔発光管ＩＴについて〕 発光管ＩＴは、透光性気密容器１、電極２、封着金属箔３、外部リード線４Ａ、４Ｂおよび放電媒体を備えている。
【００１８】
（透光性気密容器１について） 透光性気密容器１は、石英ガラス製で、透光性で耐火性を有しているとともに、内部に放電空間１ｃが形成される包囲部１ａおよび封止部１ｂを備えている。包囲部１ａは中空で、その中空部が放電空間１ｃとなる。放電空間１ｃの内容積は、メタルハライドランプの用途に応じて適宜設定することができるが、本発明を適用するのに好適な小形のメタルハライドランプとしては一般的に０．１ｃｃ以下である。また、前照灯用の場合、好適には０．０５ｃｃ以下である。
【００１９】
上記放電空間１ｃは、その形状がほぼ円柱状、球形または楕円球形など任意の形状にすることができる。前照灯用の場合、好適にはほぼ円柱状をなしている。これに対して、透光性気密容器１の包囲部１ａの外面は、楕円球状や紡錘状などの回転２次曲面形状をなしている。そのため、包囲部１ａの肉厚は、一般的には管軸方向の中央部が最も大きく、両端方向に順次小さくなっている。
【００２０】
また、自動車前照灯用のメタルハライドランプＭＨＬとしての透光性気密容器１における包囲部１ａおよびその内部に形成される放電空間１ｃの好ましいサイズは、以下のとおりである。すなわち、包囲部１ａの管軸方向の長さは７．４〜８．２ｍｍ、放電空間１ｃの内径は２．２〜２．９ｍｍ、外径は５．６〜６．９ｍｍ、肉厚は１．７〜２．５ｍｍ、放電空間１ｃの内容積は２０〜３５μｌである。
【００２１】
さらに、透光性気密容器１が「透光性で耐火性を有している」とは、少なくとも包囲部１ａの外部へ発光を導出しようとする部位である導光部分が透光性であって、かつメタルハライドランプＭＨＬの通常の作動温度に十分耐える程度の耐熱性を少なくとも備えているという意味である。なお、必要に応じて、透光性気密容器１の包囲部１ａの内面に耐ハロゲン性または耐ハロゲン化物性の透明性被膜を形成するか、透光性気密容器１の内面を改質することが許容される。
【００２２】
封止部１ｂは、包囲部１ａに隣接して包囲部１ａと一体的に形成されている。本形態において、封止部１ｂは、これを包囲部１ａの管軸方向の両端に延在するようにその一対を形成することができる。また、封止部１ｂは、包囲部１ａを封止するとともに、後述する電極２の基端部がここに埋設される。これを実現するために、封止部１ｂには後述する封着金属箔３が埋設されている。また、一対の封止部１ｂ、１ｂは、包囲部１ａの両端から管軸方向に沿って一体に延在している。
【００２３】
（電極２について） 電極２は、その先端側の主要部が透光性気密容器１の包囲部１ａ内の所定位置に封装される。このために電極２の中間部は、封止部１ｂに緩く支持され、かつ基端が封着金属箔３に溶接などにより接続される。包囲部１ａの内部に一対の電極１ｂ、１ｂを離間対向して封装する場合、一対の封止部１ｂ、１ｂを包囲部１ａの両端に配設する。
【００２４】
また、電極２は、その軸部の直径が一般的には０．２５〜０．４５ｍｍの範囲内で適当な値に設定されるのがよい。
【００２５】
さらに、電極２は、本形態においてタングステン（Ｗ）、ドープドタングステン、トリウムタングステン、レニウム（Ｒｅ）およびタングステン−レニウム合金（Ｗ−Ｒｅ）などのグループから選択された耐火金属により形成することができる。
【００２６】
さらにまた、電極２の先端部を軸部より径大の例えば円柱状、ほぼ球状などにすることもできる。その場合、軸部は直径０．２５〜０．３０ｍｍ、先端部は０．３０〜０．４０ｍｍとするのがよい。
【００２７】
なお、封止部１ｂ内に支持された電極２の軸部に、例えばタングステンからなるコイルを巻装する仕様であってもよい。
【００２８】
（封着金属箔３について） 封着金属箔３は、包囲部１ａを封止するために封止部１ｂ内に気密に埋設される。また、図示しない好ましくは電子化された点灯回路から電極２へ給電するために、封着金属箔３の包囲部１ａ側の一端に電極２の基端部が接続され、他端に後述する外部導入線４Ａ、４Ｂが接続される。なお、封着金属箔３の肉厚は、本発明において特段限定されないが、一般的には５０μｍ以下である。
【００２９】
本発明において、封着金属箔３は、最も特徴的な構成部分であり、図２、図３に示すように、表面にはレーザ加工により粗面ＲＳが形成されている。粗面ＲＳは、本形態では、複数の溝Ｇにより構成される。この溝Ｇの形成方法の一例について説明する。レーザ加工では、封着金属箔３表面にレーザを１回照射することにより、スポットが１つ形成される。スポットは、レーザの焦点の合わせ方や入力制御によって断面の形状などを制御することができる。例えば、図４の（ａ）や（ｂ）のような断面形状が逆三角形や逆台形のものを得ることができる。そして、先に形成されたスポットの一部に再びレーザを照射することによって、図５の顕微鏡写真に示すようにスポットが互いに連接して構成された形状の溝Ｇを得ることができる。ここで、溝Ｇの深さはレーザの電流値を変化することにより、またスポットの径は焦点やレーザ照射ユニットから照射位置までの距離を変化することにより、自由に制御することが可能である。
【００３０】
なお、レーザ加工による溝Ｇは、顕微鏡によって当該溝Ｇを拡大することにより、図５に示すような模様を観察することができる。すなわち、封着金属箔３の表面にはレーザの照射によって溶融形成されたスポット状のレーザ痕が残存するので、当該加工が行われたかどうかは容易に判別可能である。
【００３１】
また、粗面ＲＳを形成する領域は、封着金属箔３の両面のほぼ全面である場合が最も高い密着性が得られるので好ましい。さらに、溝Ｇを形成する場合は、封着金属箔３の端部に溝Ｇが繋がらないように形成するのが好適である。すなわち、ハロゲン化物が電極２の基端部から周囲の封着金属箔３の面に沿って放射状に拡散すなわち進行し、封着金属箔３と石英ガラスとの封着を破壊する現象が生じにくくなるので、このような態様もまた本発明の所期の作用効果が得られるからである。このような作用効果を得る目的であれば、その溝Ｇは、封着金属箔３に接続された電極２の接続部近傍に少なくとも設けるだけでもよい。なお、上記近傍とは、電極２の接続位置および当該位置からさらに封着金属箔３の両端間の中心部側へ若干進んだ位置、ならびに封着金属箔３の両側縁部側へ離れた位置を含む概念である。
【００３２】
レーザ加工によって形成された溝Ｇの一例としては、図２に示す本形態のように、封着金属箔３の両面に、電極軸方向の溝Ｇを複数並べたものが挙げられる。このような溝を形成すると、封着金属箔３とガラスの密着性の向上と封着金属箔３の側縁部側へのハロゲン化物の拡散抑制の両効果が得られるので、好都合である。
【００３３】
図３は、図２の断面形状を拡大して示す。管軸方向に長く延在したレーザ加工によって形成された封着金属箔３は、当該箔とガラスとの密着性を高めるために、その側縁端に向かって次第に薄くなるナイフエッジ状になっている。このような形状の封着金属箔３について、レーザ加工によって粗面を形成する場合は、その側縁端の部分が溝Ｇによって貫通したり、破壊されたりしないような位置までで溝Ｇの形成を止めることができる。
【００３４】
次に、レーザ加工による溝Ｇからなる粗面ＲＳの好適な表面粗さをＪＩＳ Ｂ０６０１により規格化されているＲａおよびＲｚの値を参照して説明する。
【００３５】
まず、表面粗さＲａについて説明する。レーザ加工によって形成された溝Ｇからなる粗面ＲＳの表面粗さＲａ（μｍ）は、数式０．４≦Ｒａを満足する範囲が一般的には好適である。なお、上記数式には、上限がないが、その理由は次のとおりである。すなわち、本発明において、表面粗さＲａは、その数値が大きいほど効果的であり、またレーザ加工であればかなり粗い粗面の形成が可能であるが、封着金属箔の強度を考慮して、より好適には数式Ｒａ≧４．０を満足する範囲である。
【００３６】
次に、表面粗さＲｚについて説明する。表面粗さＲｚ（μｍ）は、数式１．０≦Ｒｚ≦７．０を満足する範囲が一般的には好適である。粗面ＲＳの深さが肉厚を超えるようでは封着金属箔３の機能が阻害されるので、粗面ＲＳが封着金属箔３を肉厚方向に貫通しない深さである必要がある。また、封着金属箔３の機能を充分に活かす目安としては、凡そ肉厚の半分までの溝Ｇの深さであるのが望ましい。
【００３７】
また、レーザ加工によって形成する溝Ｇを制御する場合、粗面ＲＳの凹みの深さはレーザスポットを発生させる際の電流値を、幅はスポット径を、隣接する粗面ＲＳのピッチはレーザスポットの照射位置を、それぞれ変化させるのが効果的である。
【００３８】
さらに、封着金属箔３の材質としては特段限定されないが、例えばモリブデン（Ｍｏ）またはレニウム−タングステン合金（Ｒｅ−Ｗ）などを用いることができる。
【００３９】
さらにまた、封着金属箔３を封止部１ｂに埋設する方法は、特段限定されないが、例えば減圧封止法、ピンチシール法などを単独で、または組み合わせて採用することができる。包囲部１ａの内容積が０．１ｃｃ以下の小形でキセノン（Ｘｅ）などの希ガスを室温で５気圧以上封入する前照灯などに用いるメタルハライドランプの場合は、後者が好適である。
【００４０】
ところで、図１において、左方の封止部１ｂを形成した後に、封止管１ｄが切除されないで封止部１ｂの外側端部から一体に延長していて、後述する口金Ｂ内へ延在している。
【００４１】
（外部リード線４Ａ、４Ｂについて） 本形態において、外部リード線４Ａ、４Ｂは、その先端が透光性気密容器１の両端の封止部１ｂ内において封着金属箔３の他端に溶接され、基端側が外部へ導出されている。図１において発光管ＩＴから右方へ導出された外部リード線４Ａは、中間部が後述する外管ＯＴに沿って折り返されて後述する口金Ｂ内に導入されて図示しない口金端子の一方ｔ１に接続している。図１において発光管ＩＴから左方へ導出された外部リード線４Ｂは、封止管１ｄ内を管軸に沿って延在して口金Ｂ内に導入されて口金端子の他方（図示されていない。）に接続している。
【００４２】
（放電媒体について） 放電媒体は、少なくとも金属ハロゲン化物および希ガスを含む。なお、水銀は、含んでもよいし、含まなくてもよい。しかし、本発明によれば、封着金属箔がレーザ加工によって形成された粗面ＲＳを備えているために、封止部１ｂの石英ガラスとの密着性が顕著に優れているので、水銀入りのメタルハライドランプより点灯中の内圧および封着金属箔の温度が高い水銀フリーのメタルハライドランププであってもクラックリークが効果的に抑制されて寿命特性の良好なメタルハライドランプを得ることができる。なお、水銀フリーランプに好適であれば、それより点灯中の内圧および封着金属箔の温度が低い水銀入りランプにも全く問題がなく適応することはいうまでもない。
【００４３】
金属ハロゲン化物は、少なくとも発光金属を含む金属のハロゲン化物である。しかし、具体的な金属のハロゲン化物は、特段限定されない。例えば、前照灯用の水銀フリーランプとしての好適な構成としては、スカンジウム（Ｓｃ）、ナトリウム（Ｎａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）および希土類金属のグループから選択された複数の金属のハロゲン化物を含んでいる。この態様において、放電媒体は、上記グループに属する金属のハロゲン化物のみからなる構成に加えて、補助的にグループ以外の金属のハロゲン化物を含有することが許容される。例えば、主発光物質としてタリウム（Ｔｌ）のハロゲン化物を添加することにより、発光効率を一層高めることができる。
【００４４】
また、上記態様において、亜鉛（Ｚｎ）のハロゲン化物は、相対的に蒸気圧が高くて、かつ可視域の発光が少ないので、主としてランプ電圧形成に寄与する。しかし、ランプ電圧形成用の金属ハロゲン化物としては、所望により亜鉛とほぼ同様の作用、効果を有しているために、亜鉛に代えるかまたはこれに加えて次のグループからなる金属のハロゲン化物を用いることができる。すなわち、マグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、レニウム（Ｒｅ）、ガリウム（Ｇａ）、スズ（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）およびハフニウム（Ｈｆ）のグループから選択された一種または複数種の金属のハロゲン化物を封入することにより、ランプ電圧を所望の値に高めることができる。上記のグループの金属は、いずれも蒸気圧が高くて可視域に発光しないか、または発光が比較的少ない金属すなわち光束を稼ぐ発光金属としては期待されないが、主としてランプ電圧を形成するのに好適な金属である。
【００４５】
希ガスは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用し、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）およびキセノン（Ｘｅ）などの一種または複数種を用いることができる。また、自動車前照灯用のメタルハライドランプＭＨＬとしては、光束立ち上がりを早めるためおよび始動直後から白色光を発光させるために、キセノンを５気圧以上、好ましくは７〜１８気圧の範囲、より一層好ましくは８〜１３気圧の範囲で封入するか、あるいは点灯時の内部空間内の圧力が５０気圧以上になるように封入するものとする。これにより、始動直後の発光金属の蒸気圧が低いときに、立ち上がり時の光束としてＸｅの白色発光を寄与させることができる。
【００４６】
（水銀について） 水銀フリーランプとしての態様の場合、本質的に水銀を含まない。この態様においては、水銀（Ｈｇ）を全く封入していないだけでなく、透光性気密容器１の内容積１ｃｃ当たり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀が存在していることを許容する。
【００４７】
しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。従来のように水銀蒸気によって放電ランプのランプ電圧を所要に高くする場合、短アーク形においては気密容器の内容積１ｃｍ３当たり２０〜４０ｍｇ、さらに場合によっては５０ｍｇ以上封入していたことからすれば、水銀量が実質的に頗る少ないといえる。
【００４８】
（ハロゲンの種類について） ハロゲン化物を構成するハロゲンの種類としては、反応性に関してハロゲンの中でヨウ素が最も適当であり、少なくとも上記主発光金属は、主としてヨウ化物として封入される。しかし、要すれば、ヨウ化物および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。
【００４９】
〔絶縁チューブＴについて〕 絶縁チューブＴは、セラミックスからなり、絶縁チューブＴは、外部リード線４Ａを被覆している。
【００５０】
〔外管ＯＴについて〕 本発明において、メタルハライドランプＭＨＬは、所望により外管ＯＴを具備していることが許容される。外管ＯＴは、石英ガラスまたはハイシリケートガラスなどからなり、その内部に発光管ＩＴの少なくとも主要部を収納する手段である。そして、発光管ＩＴから外部へ放射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ発光管ＩＴの透光性気密容器１を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて失透の原因とならないようにしたり、あるいは透光性気密容器１を保温したりする。
【００５１】
また、外管ＯＴの内部は、その目的に応じて外気に対して気密に封止してもよいし、不活性ガスが封入されていてもよい。本形態では、窒素を０．１気圧封入している。
【００５２】
図示の形態においては、外管ＯＴを形成する際に、その両端を透光性気密容器１の両端から管軸方向に延在する封止部にガラス溶着させることによって外管ＯＴを透光性気密容器１で支持するように構成することができる。外管ＯＴは、紫外線カット性能を備えており、内部に発光管ＩＴを収納していて、両端の縮径部５が発光管ＩＴの封止部１ｂにガラス溶着している。しかし、内部は気密ではなく、外気に連通している。
【００５３】
〔口金Ｂについて〕 本発明において、メタルハライドランプＭＨＬは、所望により口金Ｂを具備していることが許容される。口金Ｂは、メタルハライドランプＭＨＬを図示しない点灯回路に接続したり、加えて機械的に支持したりするのに機能する手段であって、図示の形態においては、自動車前照灯用として規格化されているもので、発光管ＩＴおよび外管ＯＴを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面に着脱可能に装着されるように構成されている。
【００５４】
次に、封着金属箔３の粗面ＲＳの実施例を示せば次のとおりである。
【００５５】
Ｒａ＝０．８、Ｒｚ＝２．７
なお、上記実施例において、レーザ加工には、１８Ａ、スポット径３０μｍのＹＡＧレーザを用いた。また、上記実施例の場合、溝Ｇの深さが約２μｍ程度、ピッチが約５０μｍ程度である。
【００５６】
さらに、粗面ＲＳの表面粗さＲａを変化させた封着金属箔３を用いて製作したメタルハライドランプについてＥＵ定格モード点灯におけるリーク発生率およびリーク発生時間を試験した結果を、表１および図５を参照して説明する。なお、試験に供したメタルハライドランプは水銀フリーであり、その主な仕様は、次のとおりである。電極の基端部の直径：０．３ｍｍ、電極間距離４．２ｍｍ、封着金属箔：長さ７．０ｍｍ、幅１．５ｍｍ、厚さ２０μｍである。また、粗面ＲＳの表面粗さＲａは、封着金属箔３の表面の５０μｍ２の面積内を測定して求めた。
【００５７】
【表１】
表１から理解できるように、粗面ＲＳの表面粗さＲａが０．４μｍ以上であれば、ＥＵ定格モードでリークしないメタルハライドランプを得ることができる。
【００５８】
また、図６は、表１のメタルハライドランプ１２灯についてＥＵモードの試験を行ったときに、そのうちのいずれか１灯にクラックリークが発生したときの点灯時間を示すグラフであるが、粗面ＲＳの表面粗さＲａが０．４μｍ以上であれば、上記モードで２０００時間までリークが発生しない。また、Ｒａが０．７μｍ以上であれば、２５００Ｈｒまでリークが発生しない、さらにＲａが１．７μｍ以上であれば、２７００Ｈｒまでリークが発生しない、メタルハライドランプを得ることができる。
【００５９】
以下、図７ないし図９を参照して本発明のメタルハライドランプを実施するための他の形態について説明する。なお、各図において、図２ないし図３と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００６０】
図７は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第２の形態におけるレーザ加工によって形成された溝の形状を拡大して示す模式的拡大断面図である。本形態において、図７（ａ）ではレーザ加工によって形成された溝Ｇからなる粗面ＲＳの溝の深さが変化していて、例えば中央部で深く、両側縁に近づくにしたがい浅くなっている。また、図７（ｂ）ではレーザ加工による溝Ｇの配列ピッチが変化していて、例えば中央部において密で、両側縁に近づくにしたがい疎になっている。
【００６１】
図８は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第３の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図である。本形態においては、レーザ加工による溝Ｇからなる粗面ＲＳの表面パターンが網目状に形成されている。
【００６２】
図９は、本発明のメタルハライドランプを実施するための第４の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図である。本形態においては、レーザ加工によって形成されたスポットＧ´からなる粗面ＲＳの表面パターンが散点状に形成されている。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のメタルハライドランプを実施するための第１の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示す側面図
【図２】同じく封着金属箔部分の拡大正面図
【図３】同じく封着金属箔の拡大断面図
【図４】レーザ加工によって形成された溝の形状を拡大して示す模式的拡大断面図
【図５】同じく封着金属箔の表面にレーザ加工により形成された粗面を拡大して示す顕微鏡写真
【図６】本発明のメタルハライドランプを実施するための第１の形態における表面粗さＲａとリーク発生時間の関係を示すグラフ
【図７】本発明のメタルハライドランプを実施するための第２の形態におけるレーザ加工によって形成された溝の形状を拡大して示す模式的拡大断面図
【図８】本発明のメタルハライドランプを実施するための第３の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図
【図９】本発明のメタルハライドランプを実施するための第４の形態における封着金属箔の表面にレーザ加工によって形成された溝の表面パターンを示す正面図
【符号の説明】
【００６４】
１…透光性気密容器、１ａ…包囲部、１ｂ…封止部、１ｃ…内部空間、２…電極、３…封着金属箔、４Ａ、４Ｂ…外部リード線、５…縮径部、Ｇ…レーザ加工によって形成された溝、ＩＴ…発光管、ＭＨＬ…メタルハライドランプ、ＯＴ…外管、ＲＳ…粗面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間を有する包囲部および包囲部に連接した封止部を備えている石英ガラス製の透光性気密容器と；
透光性気密容器の放電空間内に封装され電極と；
少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と；
電極の基端部が接続して透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、レーザ加工により粗面が形成された封着金属箔と；
を具備していることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
封着金属箔の表面には、その表面粗さＲａが数式０．４≦Ｒａ、Ｒｚが数式１．０≦Ｒｚ≦７．０をそれぞれ満足することを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
封着金属箔の表面には、溝部が管軸に対して平行に複数形成されてい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。
【請求項４】
粗面は、封着金属箔の表裏両面のほぼ全体にわたり形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載のメタルハライドランプ。
【請求項５】
放電媒体は、水銀を本質的に含んでいないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載のメタルハライドランプ。
【請求項１】
内部に放電空間を有する包囲部および包囲部に連接した封止部を備えている石英ガラス製の透光性気密容器と；
透光性気密容器の放電空間内に封装され電極と；
少なくとも発光金属のハロゲン化物および希ガスを含み透光性気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と；
電極の基端部が接続して透光性気密容器の封止部内に気密に埋設され、レーザ加工により粗面が形成された封着金属箔と；
を具備していることを特徴とするメタルハライドランプ。
【請求項２】
封着金属箔の表面には、その表面粗さＲａが数式０．４≦Ｒａ、Ｒｚが数式１．０≦Ｒｚ≦７．０をそれぞれ満足することを特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
封着金属箔の表面には、溝部が管軸に対して平行に複数形成されてい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。
【請求項４】
粗面は、封着金属箔の表裏両面のほぼ全体にわたり形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載のメタルハライドランプ。
【請求項５】
放電媒体は、水銀を本質的に含んでいないことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載のメタルハライドランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２００７１３（Ｐ２００７−２００７１３Ａ）
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７９３２（Ｐ２００６−１７９３２）
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月９日（２００７．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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