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고강도 방전 자동차 램프용 아크형 방전 챔버

阅读:1017发布:2020-06-09

专利汇可以提供고강도 방전 자동차 램프용 아크형 방전 챔버专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且방전 램프 및 최종적인 방전 램프를 형성하는 방법은 아크 튜브 단부 사이에 형성된 방전 챔버의 중앙 아치형 또는 곡선형 부분으로부터 오프셋된 제 1 및 제 2 단부를 갖는 아크 튜브를 제공하는 단계를 포함한다. 전극은 국부적으로 실질적으로 회전 대칭인, 즉 그 길이에 걸쳐 실질적으로 원형 단면인 방전 챔버 내로 적어도 부분적으로 제 1 및 제 2 단부로부터 연장한다. 바람직하게는, 아크 튜브 및 방전 챔버는 제 1 및 제 2 단부가 동작 중에 수평 배향으로 아크 튜브 및 연관된 방전 챔버의 중앙부 아래에 위치되는 곡선형 형태를 갖는다. 전극의 단자 단부는 바람직하게는 곡선형 형태의 로컬축을 따른다. 방전 챔버의 벽 두께는 대안적으로 그 종방향 범위를 따라 일정하거나 비일정할 수 있다.,下面是고강도 방전 자동차 램프용 아크형 방전 챔버专利的具体信息内容。

  • 자동차 방전 램프 조립체에 있어서,
    실질적으로 동축 관계의 제 1 단부 및 제 2 단부 및 그 사이에 형성된 방전 챔버를 갖는 아크 튜브와,
    상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부 내에 각각 수용되고, 상기 방전 챔버 내로 적어도 부분적으로 연장하는 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하고,
    상기 방전 챔버는 그 길이에 걸쳐 실질적으로 원형 단면을 갖고 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부와 동축이 아닌
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 아크 튜브는 제 1 단부와 제 2 단부 사이에서 곡선형 형태를 갖고, 상기 방전 챔버는 합치 곡선형 형태(a conforming curvilinear conformation)를 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 2 항에 있어서,
    상기 방전 챔버의 벽은 상기 방전 챔버를 따라 실질적으로 일정한 두께를 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 2 항에 있어서,
    상기 방전 챔버의 벽은 상기 방전 챔버를 따라 비일정한 두께를 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 챔버는 방전 챔버를 따라 실질적으로 일정한 벽 두께를 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 챔버는 방전 챔버를 따라 비일정한 벽 두께를 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 비동축 방전 챔버의 단부의 로컬축(local axis)과 실질적으로 평행 관계로 연장되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 아크 튜브는 실질적으로 수평 배향으로 작동되고, 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부는 적어도 부분적으로 비동축부의 정점 아래에 위치되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 8 항에 있어서,
    상기 아크 튜브의 비동축부의 외부 벽면부는 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이의 동축과 정렬되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 아크 튜브의 비동축부의 외부 벽면부는 상기 제 1 단부와 상기 제 2 단부 사이의 동축과 정렬되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 또는 그 아크 튜브는 최대 25 W에서 동작을 위해 정격화되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 램프 또는 그 아크 튜브는 최대 60 W에서 동작을 위해 정격화되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    램프 충전물은 실질적으로 수은이 없는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    램프 충전물은 수은이 없는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 1 항에 있어서,
    램프 충전물은 수은을 포함하는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 자동차 방전 램프 조립체에 있어서,
    제 1 축을 따라 실질적으로 정렬되는 제 1 단부 및 제 2 단부에 밀봉부를 가지며, 상기 단부들 사이에 배치되어 이온화 가능한 충전물을 포함하는 방전 챔버를 둘러싸는 아크 튜브 - 상기 방전 챔버는 곡선형 형태 및 제 1 축으로부터 벗어난 그 길이를 따른 실질적으로 일정한 벽 두께를 가짐 - 와,
    인가된 연관 전압에 응답하여 방전 상태로 상기 충전물을 여기하기 위해 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부 각각에서 상기 밀봉부로부터 상기 방전 챔버 내로 적어도 부분적으로 연장하는 부분을 갖는 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 전극의 부분들은 상기 방전 챔버의 곡선형 형태의 단부의 로컬축에 대해 실질적으로 평행 관계로 연장되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 자동차 방전 램프 조립체는 수평 위치에서 동작하고, 상기 아크 튜브 및 연관 방전 챔버의 중앙부의 정점은 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부보다 높게 위치되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 방전 챔버는 그 길이에 걸쳐 실질적으로 원형 단면을 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 방전 챔버는 상기 방전 챔버를 따라 실질적으로 일정한 벽 두께를 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 방전 챔버는 상기 방전 챔버를 따라 비일정한 벽 두께를 갖는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 램프 또는 그 아크 튜브는 최대 25 W에서 동작을 위해 정격화되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 램프 또는 그 아크 튜브는 최대 60 W에서 동작을 위해 정격화되는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    램프 충전물은 실질적으로 수은이 없는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 램프 충전물은 수은이 없는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 제 16 항에 있어서,
    상기 램프 충전물은 수은을 포함하는
    자동차 방전 램프 조립체.
  • 자동차 방전 램프 형성 방법에 있어서,
    이온화 가능한 충전물을 포함하고 동축의 제 1 밀봉 단부와 제 2 밀봉 단부 사이에 축방향으로 배치된 실질적으로 일정한 벽 두께를 갖는 곡선형 방전 챔버를 갖는 아크 튜브를 제공하는 단계와,
    제 1 전극 및 제 2 전극의 적어도 일부분이 상기 방전 챔버 내로 연장하는 상태로 상기 제 1 밀봉 단부 및 상기 제 2 밀봉 단부 각각 내에 제 1 전극 및 제 2 전극을 배치하는 단계를 포함하는
    자동차 방전 램프 형성 방법.
  • 제 27 항에 있어서,
    상기 아크 튜브 및 연관 방전 챔버의 중앙부의 정점이 상기 제 1 밀봉 단부 및 상기 제 2 밀봉 단부 위에 있는 상태로 수평 동작 위치에 상기 아크 튜브를 배향하는 단계를 더 포함하는
    자동차 방전 램프 형성 방법.
  • 说明书全文

    고강도 방전 자동차 램프용 아크형 방전 챔버{ARC SHAPED DISCHARGE CHAMBER FOR HIGH INTENSITY DISCHARGE AUTOMOTIVE LAMP}

    2010년 6월 3일 출원된 공동 소유의 계류중인 미국 특허 출원 제 12/793,398호, 2010년 6월 3일 출원된 제 12/793,470호 및 2010년 6월 3일 출원된 제 12/793,494호를 참조한다.

    본 발명은 아크 튜브에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 콤팩트한 고강도 아크 방전 램프를 위해 아크 튜브내에 형성된 방전 챔버에 관한 것이며, 특히 반투명, 투명 또는 실질적으로 투명 석영, 하드 글래스 또는 세라믹 아크 튜브 재료로 제조된 콤팩트한 금속 할라이드 램프에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자동차 조명 분야에서 용례를 발견한다. 본 발명에 있어서, "방전 챔버"는 아크 방전이 실행되는 방전 램프의 해당 부분을 칭하고, 반면에 용어 "아크 튜브"는 방전 챔버 내의 전기 아크 방전을 여기함으로써 광을 발생하도록 요구된 방전 램프의 최소 구조적 조립체를 표현한다. 아크 튜브는 몰리브덴 포일 및 외부 리드(석영 아크 튜브의 경우에) 또는 방전 챔버 내의 전극을 외부 구동 전기 부품에 전기적으로 접속하는 가능성에 더하여 방전 챔버의 진공 기밀성을 보장하는 밀봉 글래스 밀봉부 및 외부 리드(세라믹 아크 튜브의 경우에)를 갖는 세라믹 돌출 단부 플러그 또는 세라믹 레그를 갖는 압착 밀봉부를 또한 포함한다.

    고강도 금속 할라이드 방전 램프는 충전물이 통상적으로 금속 할라이드와 네온, 아르곤, 크립톤 또는 제논 또는 이들의 혼합물과 같은 불활성 가스 내의 수은과 같은 완충제의 혼합물인 아크 튜브의 방전 챔버 내에 포함된 충전물을 이온화함으로써 광을 발생한다. 아크는 대부분의 경우에 대향 단부들에서 방전 챔버 내로 연장하여 충전물을 여기하는 전극의 내부 단자 단부들 사이의 방전 챔버 내에서 개시된다. 현재의 콤팩트한 고강도 금속 할라이드 방전 램프에서, 과량 조사된 양의 용융 금속 할라이드 염수 풀(salt pool)은 종종 일반적으로 타원체형 또는 관형 방전 챔버의 중앙 저부 위치에 존재하고, 이 방전 챔버는 동작 중에 수평 배향으로 배치된다. 이는 램프 동작 중에 방전 챔버의 가장 차가운 부분이고, 따라서 종종 "차가운 스폿" 위치라 칭한다. 그 포화 증기와 열 평형 상태에 있는 과량 조사된 용융 금속 할라이드 염수 풀이 방전 챔버 내의 도즈 풀(dose pool) 위에 발생되고, 차가운 스폿에 위치되고, 방전 챔버의 내부벽면의 상당한 부분 상에 박막층을 형성한다. 이 용융 금속 할라이드 염수 풀은 아크 방전으로부터 방출된 광의 상당한 양을 차단하거나 필터링한다. 도즈 풀은 이에 의해 도즈 풀이 방전 챔버 내에 위치되어 있는 방향에서 광 흡수 및 광 산란을 증가시킴으로써 램프의 공간 강도 분포를 왜곡한다. 더욱이, 도즈 풀은 도즈 풀의 얇은 액체 필름을 통해 통과하는 광의 색조를 변경한다.

    조명 기구 및 광학 투사 시스템, 특히 이들 유형의 램프와 연관된 자동차 헤드램프의 설계자는 빔 형성 광학 기기를 설계할 때 이들 과제를 고려해야 한다. 예를 들어, 왜곡된 광선은 불투명 금속 또는 플라스틱 차폐부에 의해 차단되거나, 또는 광선은 용례에 중요하지 않은 방향으로 분배될 수도 있다. 도즈 필름을 통해 통과하는 이들 왜곡된 광선은 따라서 일반적으로 무시되고, 이에 의해 왜곡된 광선이 헤드램프의 메인 빔을 형성하는데 참여하지 않기 때문에 왜곡된 광선은 광학 시스템 내에 손실을 표현한다.

    자동차 헤드램프 용례에서, 이들 산란된 그리고 왜곡된 광선은 자동차의 바로 앞에 있는 도로를 약간 조명하기 위해 사용되거나, 또는 왜곡된 광선은 도로보다 충분히 높은 도로 표지판에 지향된다. 이들 빔 수집 손실에 기인하여, 콤팩트한 고강도 방전 램프를 구비한 자동차 헤드램프의 광학 시스템의 효율은 통상적으로 약 40% 내지 50% 이하이다.

    콤팩트한 방전 램프는 와트수가 작아지고 또한 감소된 기하학적 치수를 채택하기 때문에, 해결책은 광학 시스템 내의 이러한 광 수집 손실을 회피하기 위해 광원이 요구된다. 이는 헤드라이팅 시스템의 낮은 에너지 소비와 함께 높은 조명 레벨을 성취하게 할 수 있을 것이다.

    따라서, 도즈 풀과 연관된 강한 음영 효과 및 램프로부터 불균일한 광 강도 분포의 결과로서 램프 주위에 설계된 헤드램프 광학 기기의 성능 및 효율에 대한 영향을 처리하기 위한 요구가 존재한다.

    방전 램프는 아크 튜브의 유사하게 아크형 부분을 따라 형성된 아크형 방전 램프를 갖는 아크 튜브를 포함한다. 제 1 및 제 2 전극은 대향 단부들로부터 방전 챔버 내로 적어도 부분적으로 연장하는 내부 단자 단부를 갖는다. 동작 중에 수평 배향에서, 방전 아크는 그 체적을 가로지르는 온도 구배에 따라 방전 플라즈마에 작용하는 부력에 기인하여 상향 방향으로 굴곡되기 때문에, 아크형 방전 챔버를 갖는 아크 튜브는 그 형상이 방전 아크의 상향 굴곡 형상을 따르는 방식으로 배향되고, 따라서 방전 챔버의 제 1 및 제 2 단부는 방전 챔버의 중앙부와는 상이한 높이에 위치되고, 반면에 충전물 재료는 그 내부 벽면의 가장 차가운 부분(들)에 있는 차가운 스폿에서 수집될 수 있다.

    벽 두께는 일 실시예에서 아크 튜브의 길이를 따라 실질적으로 균일하고, 다른 실시예에서 비일정한 벽 두께를 가질 수 있다.

    제 1 및 제 2 전극의 내부 단자 단부는 바람직하게는 방전 챔버 단부의 곡선형 형상에 실질적으로 합치하는 방향으로 연장한다.

    방전 챔버의 중앙부는 방전 챔버의 제 1 및 제 2 단부에서 단면보다 단면이 동일하거나 약간 넓지만, 바람직하게는 직경이 150% 이하, 더 바람직하게는 130% 이하이다.

    일 예시적인 실시예에서, 방전 챔버의 중앙부의 저부벽 정점은 동작 중에 수평 배향으로 방전 챔버의 제 1 및 제 2 단부 위에 위치된다.

    방전 챔버의 국부 단면은 그 길이에 걸쳐 기본적으로 회전 대칭인데, 바람직하게는 실질적으로 원형 단면이고, 아크 튜브의 제 1 및 제 2 단부와 동축이 아니다.

    방전 챔버 내로 연장하는 제 1 및 제 2 전극의 부분은 방전 챔버의 곡선형 형태에 관련하여 실질적으로 평행하다.

    방전 챔버, 더 바람직하게는 고강도 금속 할라이드 방전 램프를 형성하는 방법은 동축 제 1 및 제 2 밀봉 단부 사이에 축방향으로 배치되고 이온화 가능한 충전물을 포함하는 몇몇 실시예에서 실질적으로 일정한 벽 두께를 갖는 그리고 다른 실시예에서 가변 벽 두께를 갖는 곡선형 방전 챔버를 갖는 아크 튜브를 제공하는 단계를 포함한다. 제 1 및 제 2 전극은 적어도 일부분이 방전 챔버 내로 연장하는 상태로 제 1 및 제 2 단부 각각에 위치된다.

    본 발명의 주요 이익은 콤팩트한 고강도 방전 챔버 내의 금속 할라이드 염수 풀의 제어된 위치이다.

    관련 이익은 도즈 풀이 방전 챔버의 중앙부로부터 오프셋되고 광 강도에 대한 그리고 램프에 의해 방출된 공간 광 강도 분포에 거의 영향을 미치지 않아, 이에 의해 램프를 더 효율적이게 하고 더 균일한 광 강도 분포를 제공하는 것이다.

    관련 이익은 자동차 헤드램프 광학 설계자가 더 효율적인 헤드램프 시스템을 개발할 수 있는 것이다.

    광원 내의 액체 도즈 풀을 위한 정확한 위치를 제공하는 또 다른 이익은 통상적으로 방전 챔버의 차가운 스폿에 위치된 도즈 풀을 통해 전달된 광으로부터 발생하는 산란되고 탈색된 광선을 효과적으로 처리하는 능력이다.

    본 발명의 또 다른 특징 및 이익은 이하의 상세한 설명을 숙독하고 이해하는 것으로부터 더 명백해질 것이다.

    도 1은 아크형 방전 챔버를 갖는 아크 튜브의 바람직한 실시예를 통한 종단면도.
    도 2는 도 1에 도시된 유형의 아크 튜브의 일 단부의 확대도.

    도 1을 먼저 참조하면, 아크 튜브(100)는 실질적으로 평행하고, 이 특정 경우에 종축(LA)을 따라 동축식으로 정렬되어 있는 제 1 압착 밀봉 단부(102) 및 제 2 압착 밀봉 단부(104)를 포함한다. 밀봉 단부들 사이에는, 국부적으로 회전 대칭되고 바람직하게는 밀봉 단부(102, 104) 사이의 그 길이를 따라 실질적으로 일정한 단면 형태를 갖는 곡선형, 아크형 또는 아치형 방전 램프(106)가 배치된다. 특히, 도시된 예시적인 실시예에서, 방전 챔버는 그 길이를 따라 실질적으로 원형 단면을 갖는다. 제 1 외부 리드(108) 및 제 2 외부 리드(110)가 각각의 밀봉 단부(102, 104) 내에 부분적으로 수용되고 전원(도시 생략)과 접속을 위해 적용된다. 램프가 석영 또는 하드 글래스 고강도 방전 램프 기술에 따라 제조되면, 각각의 외부 리드(108, 110)는 예를 들어 포일 부재(112, 114)에 각각 기계적으로 및 전기적으로 접속되고, 이 포일 부재는 바람직한 배열에서 각각의 밀봉 단부의 압착 밀봉 장치 내에 수용된 몰리브덴 포일이다. 제 1 및 제 2 전극(120, 122)은 실질적으로 선형 방식으로 몰리브덴 포일(112, 114)로부터 방전 챔버를 향해 내향으로 연장되는데, 즉 여기에 도시된 바와 같이 종축을 따라 정렬되고 서로 정렬되고, 직선형이거나 이들의 내부 단자 단부에서 만곡되거나 굴곡되어 일반적으로 아크 튜브(도 2 참조)의 중앙부 및 방전 챔버의 아치형 또는 곡선형 경로의 시작부(본 명세서에서 종종 "로컬축"이라 칭함)를 따르게 된다. 따라서, 도 1 및 도 2에 의해 도시된 예시적인 실시예에서, 전극(130, 132)의 내부 단자 단부들은 이 예시적인 실시예에서 밀봉 단부들의 종축과 정렬되는 전극(120, 122)의 나머지 외부 단자 단부에 대해 각도를 이루어 배치된다. 더욱이, 아크 튜브의 단부에서 압착 밀봉 섹션의 평면은 도 1에 의해 도시된 바와 같이 아크 튜브의 중앙부의 곡률의 평면 내에 반드시 위치될 필요는 없다는 것이 당 기술 분야의 숙련자에게 명백하다. 대안적으로, 이들 평면은 실시예의 다른 극단적인 배열로서 수직일 수 있다. 세라믹 튜브 재료가 사용되는 경우에, 이들 밀봉부의 구성은 완전히 상이하고, 이 사실은 아크 튜브 내의 아치형 중앙부를 갖는 기본 개념에 어떠한 심각한 영향을 미치지 않는다는 것이 또한 주목된다.

    도 1의 실시예에서, 방전 챔버 내로 부분적으로 연장하는 전극은 종축(LA)에 일반적으로 평행하거나 동축인 제 1 선형 외부 부분을 포함하고, 이어서 전극은 방전 챔버의 단부의 관형부의 로컬축을 따르는 제한된 거리로 제 2 내부 부분 내로 각도를 이루거나 굴곡된다. 대안적으로, 직선형 또는 굴곡되지 않은 기하학적 형상의 실질적으로 긴 전극이 방전 챔버의 단부벽의 단부 영역 또는 압착 핀의 그 베이스점으로부터 방전 챔버의 관형 단부의 로컬축에 평행한 경로를 따라 그 내부 단자 단부점까지의 거리 전체를 따라 연장될 수 있다. 또 다른 대안적인 예시적인 실시예에서, 실질적으로 직선형 또는 굴곡되지 않은 기하학적 형상의 실질적으로 짧은 전극이 종축(LA)과 평행하거나 동축인 경로를 따라 그 길이 전체에 걸쳐 연장될 수 있어 따라서 방전 챔버의 관형 단부의 로컬축으로부터 벗어나지만 그 내부 단자 단부와 만곡된 저부 방전 챔버 사이에 요구된 거리를 유지하여 벽이 고온 전극에 의해 과열되지 않게 된다.

    이온화 가능한 충전물 재료는 방전 챔버 내에서 밀봉되고, 제 1 및 제 2 외부 리드에 인가된 전압에 응답하여 전극의 내부 단자 단부 사이에 개시되거나 형성된 아크에 응답하여 방전 상태에 도달한다. 고강도 금속 할라이드 방전 램프의 충전물은 일반적으로 램프를 시동하기 위한 양호하게 규정된 압력에서 네온, 크립톤, 제논 또는 이들의 혼합물과 같은 희가스 성분, 요구 광선속 및 가시광의 스펙트럼 파워 분포(색상)를 생성하기 위한 금속 할라이드를 포함하고, 충전물 내의 수은의 양을 감소시키거나 그로부터 완전히 수은을 제거하기 위한 요구가 존재하기 때문에 완충제로서 수은을 포함할 수도 있거나 포함하지 않을 수도 있다. 통상적으로, 과잉량의 금속 할라이드 도즈 재료가 방전 램프 내에 제공된다. 따라서, 램프의 동작 중에, 액상의 금속 할라이드 염의 도즈가 배경기술 섹션에서 설명된 바와 같이 방전 챔버의 차가운 스폿에 위치된다.

    도 1에서 명백한 바와 같이, 아크 튜브의 중앙부(140)의 곡선 형상은 즉 전극이 방전 챔버 내로 연장하는 방전 챔버의 제 1 및 제 2 단부가 동작 중에 수평 배향으로 방전 챔버의 중앙부와는 상이한 높이에 위치되는 배열을 제공한다. 특히, 도 1에서, 제 1 및 제 2 단부(142, 144)의 각각은 전극들 사이의 대략 중간에 위치된 정점 또는 피크를 향해 상향으로 아크 발생하는 방전 챔버의 나머지 아래에 위치된다. 달리 말하면, 아크 튜브 및 마찬가지로 방전 챔버는 바람직하게는 종축(LA)의 중간점을 통해 수직으로 연장하는 축(PA)에 대해 대칭이지만, 이 대칭은 항상 반드시 요구되는 것은 아닐 수도 있다.

    더욱이, 방전 챔버는 제 1 단부(142)로부터 제 2 단부(144)까지의 길이를 따라 일반적으로 실질적으로 일정한 단면 형태를 갖는다. 이 특정 배열에서, 방전 챔버는 예시적인 실시예에서 그 길이를 따라 실질적으로 원형 단면 형태인 회전 대칭 국부 단면을 갖는다. 또한, 아크 튜브의 외주부는 또한 일반적으로 제 1 단부로부터 제 2 단부까지 일정하여 벽(146)이 방전 챔버의 종방향 범위에 걸쳐 실질적으로 일정한 두께를 갖게 된다. 그러나 도 1에 점선(148)에 의해 표현된 바와 같이, 벽 두께는 이것이 방전 챔버의 온도 분포의 수정을 허용하기 때문에 방전 챔버의 길이에 걸쳐 비일정할 수도 있다. 예를 들어, 아크 튜브의 벽(146)의 상부 부분의 온도가 벽면에 근접하여 있는 아크의 결과로서 램프의 요구 수명에 걸쳐 이를 견디기 위해 아크 튜브 재료에 대해 너무 높게 되면, 챔버벽은 벽의 선택된 부분 또는 전체 길이를 따라 도면 부호 148에 의해 표현된 바와 같이 벽의 두께를 증가시킴으로써 냉각될 수 있고 이에 의해 방전 챔버의 단부를 향해 더 많은 열을 이격하여 전도할 수 있다. 마찬가지로, 벽의 저부 부분의 중앙부의 두께는 또한 이 중앙부의 상부로부터 저부로 더 많은 열을 전달하기 위해 도 1에 도면 부호 148에 의해 표현된 바와 같이 비일정할 수도 있다. 액체 도즈는 수평 동작 조건 하에서 챔버의 저부에 존재하고, 따라서 증가된 열 유량이 마찬가지로 도즈 재료의 증기압 및 따라서 램프의 효율을 증가시킨다. 매우 극단적인 경우에, 적절한 방전 챔버 벽 기하학적 형상, 단면 및 열 분포에 의해, 액체 도즈는 방전 챔버의 중앙 저부로부터 완전히 증발될 수 있다.

    전극의 나머지 외부 부분으로부터 상향으로 회전하고 일반적으로 아치형 방전 챔버의 형태를 따르도록 전극의 내부 단자 단부(130, 132)를 배향하는 것은 밀봉 단부를 갖는 전극의 계면에 인접한 방전 챔버의 이들 부분을 따른 그리고 단부 영역(142, 144)을 따른 규정된 차가운 스폿의 형성을 용이하게 한다. 이와 같이, 차가운 스폿은 방전 챔버의 중앙부는 방전 챔버의 중앙부로부터 이격하여 위치되고 차가운 스폿의 위치에 위치된 액체 도즈 풀은 방전으로부터 방출된 광과 간섭하지 않는다. 다른 예시적인 실시예에서, 유사한 차가운 스폿 조건이 종축(PA)과 동축으로 배향된 방전 챔버 내로의 바람직하게 짧은 삽입 깊이의 직선형 전극에 의해 성취될 수도 있다. 이러한 바람직한 경우에 차가운 스폿이 아크 챔버의 단부 영역(142, 144)에 위치되어 있을 때, 아크 방전에 의해 방출된 광선의 흡수 및 산란은 상당히 감소되고, 이는 아크 챔버의 중앙 저부 부분의 차가운 스폿에 통상적으로 위치된 액체 도즈 필름을 통해 통과하는 광선의 탈색의 문제점을 제거하고, 또한 광학 설계자가 원하는 방식으로 광선을 더 일정하게 취급하고 지향하는 것을 지원한다. 더 적은 광이 아크 방전으로부터 폐기되어 램프를 위한 소정의 총 유용하게 방출된 광선속에 대해 적은 에너지를 유도한다.

    선택적 리세스(150, 152)는 적어도 부분적으로 그 상부 부분을 따라 밀봉된 단부를 갖는 방전 챔버의 곡선형 부분의 계면에 제공될 수 있다는 것이 도 1에서 또한 인식될 것이다. 그 길이를 따라 아크 튜브의 비일정한 벽 두께로서 또한 설명될 수 있는 이 선택적 리세스(들)는 열 손실을 감소시키지만, 당 기술 분야의 숙련자는 램프 동작이 또한 이러한 리세스 없이 효과적으로 취급될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

    아크 튜브 내의 곡률 또는 아크의 정도는 또한 제한될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 명백한 바와 같이, 아크 튜브의 비동축부의 외부벽면부는 바람직한 실시예에서 제 1 단부와 제 2 단부 사이의 동축 축과 실질적으로 정렬된다. 그러나, 일반적으로 곡률에 기인하는 측방향 변위의 최대 범위는 아크 튜브의 하부 영역을 따른 중앙부의 외부면이 종축(LA)의 상부측으로 연장하지 않도록 이루어진다. 즉, 비동축 또는 곡선형 부분의 중앙 상부 부분의 정점은 제 1 및 제 2 단부 위에 위치되고, 반면에 벽(146)의 중앙 저부 부분의 정점은 램프의 종축(LA)에 접근하지만 일반적으로 이 종축(LA)의 수직 위치를 초과하지 않는다. 곡률의 정도는 도시된 바와 같이 변경될 수 있지만, 이는 곡률의 정도를 위한 일반적인 가이드라인을 제공하고, 또한 점선 라인(160)에 의해 일반적으로 표현된 보호 외부 봉입부 내에 수용되어 있는 결과로서 종축(LA)에 수직인 방향에서의 최대 측방향 변위와 연관된다.

    각각의 장치는 램프로부터 광 출력에 영향을 미치지 않을 수 있는 램프의 방전 챔버 내의 위치로 액체 도즈를 지향함으로써 더 양호한 광 성능 및 더 높은 발광 효율을 성취한다. 이 모두는 램프에 부여된 최대 열 부하 또는 램프 전력을 증가시키지 않고 성취된다. 또한, 램프의 보호 외부 봉입체의 외부 치수를 확대할 필요가 없다. 대향 단부들에 도즈 풀을 배치함으로써, 아크 튜브의 중앙 영역을 통한 광 강도는 도즈 풀의 음영 효과에 의해 더 이상 영향을 받지 않고, 또한 아크 방전 램프로부터 방출된 광의 색상이 악영향을 받지 않는다. 또한, 자동차 방전 램프 용례와 연관된 헤드램프 광학 기기와 같은 광을 지향시키기 위한 광학 기기는 공간적으로 더 균일한 광 강도 분포가 방전 영역으로부터 제공되기 때문에 더 용이하게 취급된다. 아크 또는 곡선형 아크 튜브는 바람직하게는 방전 챔버의 길이 전체에 걸쳐 실질적으로 일정한 벽 두께를 갖는데, 즉 방전 챔버의 외부 치수는 이들이 방전 챔버 내로 진입하는 전극의 베이스 주위의 이들 영역 및 내부 형상을 따른다. 이들 단부 영역은 동작 중에 증기 상태에 있지 않은 액체 도즈를 위한 수집기 저장조 또는 수집기로서 작용한다. 바람직하게 굴곡된 전극은 이들 저장조로부터 이격하여 아크를 지향하고 차가운 스폿의 위치가 원하는 위치인 것을 보장한다. 아크 튜브의 이 고유의 기하학적 형상의 결과로서, 방전 챔버 내의 차가운 스폿의 온도를 증가시키고 재배치하는 것이 가능하다. 이는 도즈 풀이 방전 영역의 외부의 위치에 재배치되기 때문에 동일한 광 강도가 바람직하게는 회전 대칭 방식으로 방출되는 장점을 재차 갖는다. 도즈 풀의 위치는 광 분포에 거의 영향을 미치지 않아, 이에 의해 램프를 더 효율적이게 하고 더욱 균일한 공간 광 강도 분포가 생성하여, 방전 챔버의 중앙 영역으로부터 방해되지 않은 발광을 야기한다. 더 많은 광이 발생되는데, 이는 램프로부터 더 높은 획득 가능한 발광 효율을 의미하고, 광학 설계자가 더 효율적인 광학 시스템 또는 특히 자동차 용례의 경우에 더 높은 광 수집 효율의 헤드램프 시스템을 개발하는 것을 허용한다.

    자동차 헤드램프 환경에서 사용될 때, 아치형 또는 곡선형 아크 방전은 통상적으로 약 25 와트 내지 60 와트에서 동작하고, 수평 배향으로 동작된다. 완전 일체형 램프에서, 구동 전자 기기는 단일 복합 램프 조립체를 형성하기 위해 아크 튜브에 부착된다. 따라서, 특정 경우에, 정격 램프 전력이 내장형 구동 전자 기기와 연관된 전력 소비를 고려할 수도 있고 또는 고려하지 않을 수도 있고, 또는 자립형 램프라 칭할 수도 있다. 감소된 수은량을 갖고, 또는 심지어 수은이 충전물 내의 완충제로서 작용하는 다른 덜 위해한 물질로 완전히 교체될 때 수은이 없는 이온화 가능한 충전물을 방전 챔버 내에 사용하는 증가하는 요구가 또한 존재한다. 따라서, 자동차 용례 이외의 용도를 포함하는 아치형 아크 튜브의 사용이 이러한 장치에 완전히 적용 가능하다.

    본 발명이 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었다. 명백하게, 수정 및 변경이 상기 상세한 설명을 숙독하고 이해할 때 다른 사람들에게 발생할 수 있을 것이다. 예를 들어, 제 1 밀봉 단부 및 제 2 밀봉 단부는 대안 실시예에서 실질적으로 평행하거나 종축을 따라 동축으로 정렬되지 않을 수도 있다. 본 개시 내용은 모든 이러한 수정 및 변경을 포함하는 것으로서 해석되도록 의도된다.

    100: 아크 튜브 102: 제 1 압착 밀봉 단부
    104: 제 2 압착 밀봉 단부 106: 방전 램프
    108, 110: 외부 리드 112, 114: 포일 부재
    120, 122: 제 1 및 제 2 전극 130, 132: 전극
    140: 중앙부 142, 144: 제 1 및 제 2 단부

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