メタルハライドランプ
【課題】 色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧が高いメタルハライドランプを提供する。
【解決手段】実施形態のメタルハライドランプは、内部に放電空間１１１を有する発光部１１と、放電空間１１１に封入された金属ハロゲン化物１５および希ガスと、放電空間１１１内で先端部が対向するように配設された一対の電極２２と、を具備し、安定点灯時に、一対の電極２２間に２３〜２７Ｗの電力が供給される水銀不含の車両用のメタルハライドランプであって、金属ハロゲン化物１５は、スカンジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物およびインジウムのハロゲン化物を含み、インジウムの重量比率は金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下であるとともに、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率は０．５５以上、０．８以下である。
【解決手段】実施形態のメタルハライドランプは、内部に放電空間１１１を有する発光部１１と、放電空間１１１に封入された金属ハロゲン化物１５および希ガスと、放電空間１１１内で先端部が対向するように配設された一対の電極２２と、を具備し、安定点灯時に、一対の電極２２間に２３〜２７Ｗの電力が供給される水銀不含の車両用のメタルハライドランプであって、金属ハロゲン化物１５は、スカンジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物およびインジウムのハロゲン化物を含み、インジウムの重量比率は金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下であるとともに、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率は０．５５以上、０．８以下である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、自動車等の車両の前照灯などとして使用されるメタルハライドランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、発光管に金属ハロゲン化物や希ガスが封入されてなるものであり、自動車の前照灯などに使用される。この種のランプは、色温度が４０００Ｋ前後であるのが一般的であるが、最近では、従来よりも高色温度のランプ、例えば色温度が５０００Ｋ前後のランプの要求がある。
【０００３】
メタルハライドランプの点灯色は、金属ハロゲン化物や希ガスの設計によって調整が可能である。しかし、これらの条件を変えて設計した高色温度なランプにおいて、点灯直後のランプ電圧が低いという問題が発生している。車両用途のメタルハライドランプでは、点灯直後に安定点灯時よりも高電力が供給されるため、点灯直後のランプ電圧が低いとランプ電流は大きくなり、電極や回路に負担がかかったり、回路損失が大きくなる等の影響が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３５５１９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１００９３５号
【特許文献３】国際公開第２００９／１２７９９３号
【特許文献４】特開２００８−１２３７４２号公報
【特許文献５】特開２００８−１４７０８５号公報
【特許文献６】国際公開第２０１１／０５７９０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧が高いメタルハライドランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、実施形態のメタルハライドランプは、内部に放電空間を有する発光部と、前記放電空間に封入された金属ハロゲン化物および希ガスと、前記放電空間内で先端部が対向するように配設された一対の電極と、を具備し、安定点灯時に、前記一対の電極間に２３〜２７Ｗの電力が供給される水銀不含の車両用のメタルハライドランプであって、前記金属ハロゲン化物は、スカンジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物およびインジウムのハロゲン化物を含み、前記インジウムの重量比率は前記金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下であるとともに、前記スカンジウムのハロゲン化物に対する、前記ナトリウムのハロゲン化物の重量比率は０．５５以上、０．８以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態のメタルハライドランプについて説明するための図である。
【図２】第１の実施形態のメタルハライドランプの断面について説明するための図である。
【図３】実施例と従来例の始動時〜安定点灯時までの電圧の変化ついて説明するための図である。
【図４】実施例と従来例の始動時〜安定点灯時までの電流の変化ついて説明するための図である。
【図５】インジウムの重量比率を変化させたときの点灯直後のランプ電圧Ｖ０について説明するための図である。
【図６】ヨウ化スカンジウムに対する、ヨウ化ナトリウムの重量比率を変化させたときの点灯色および色温度について説明するための図である。
【図７】ハロゲンの重量比率を変化させたときの点灯直後のランプ電圧Ｖ０について説明するための図である。
【図８】ＭＺ×Ｒと初期光束およびちらつきの関係について説明するための図である。
【図９】ＭＺと全光束の関係について説明するための図である。
【図１０】メタルハライドランプの他の実施形態について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のメタルハライドランプについて、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態のメタルハライドランプについて説明するための図、図２は、第１の実施形態のメタルハライドランプの断面について説明するための図である。なお、本発明においては、便宜上、車両に配置した場合に前方となる、図２に示した矢印Ｆの方向を前端、矢印Ｂの方向を後端と称して説明する。
【００１０】
図１のメタルハライドランプは、自動車などの前照灯用の光源として用いることができるＨＩＤランプであり、バーナーＢＮとフランジＦＬとを備えている。
【００１１】
バーナーＢＮは、二重管構造であり、その内部には内管１が設けられている。内管１は細長い形状であり、その長手方向の中央付近には点灯中に発光する部分となる発光部１１が形成されている。発光部１１は略楕円状であり、その両端にはピンチシールにより形成された板状のシール部１２、そのさらに両端には境界部１３を介して円筒部１４が連続形成されている。この内管１は前述のとおり、発光する部分を含んでいるとともに点灯中に高温になるため、石英ガラスなどの透光性と耐熱性を具備した材料で構成されるのが望ましい。
【００１２】
発光部１１の内部には、中央が略円柱状、両端がテーパ状の放電空間１１１が形成されている。この放電空間１１１には、金属ハロゲン化物１５と希ガスが封入されている。
【００１３】
金属ハロゲン化物１５は、ナトリウムのハロゲン化物、スカンジウムのハロゲン化物、亜鉛のハロゲン化物、インジウムのハロゲン化物で構成されている。具体的には、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化亜鉛、臭化インジウムである。これら金属ハロゲン化物１５の総封入量は、０．１〜０．３ｍｇあるのが望ましい。
【００１４】
希ガスは、キセノンが使用されている。希ガスは、目的によってその封入圧力を調整することができる。例えば、全光束等の特性を高めるためには、封入圧力を常温（２５℃）において５ａｔｍ以上、好適には１０ａｔｍ以上に設定するのがよい。ただし、上限は製造上、現状で２０ａｔｍ程度である。
【００１５】
ここで、本実施形態のランプは、水銀不含のメタルハライドランプである。この「水銀不含」とは、水銀を実質的に含んでいないという意味である。本明細書における「水銀を実質的に含んでいない」とは、水銀の封入量が０ｍｇである場合に限らず、従来の水銀入りの放電ランプと比較してほとんど封入されていないに等しい程度の量、例えば１ｍｌあたり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀量を封入している場合を含む意味に解釈すべきである。
【００１６】
シール部１２には、電極マウント２が封着されている。電極マウント２は、金属箔２１、電極２２、コイル２３およびリード線２４により構成されている。
【００１７】
金属箔２１は、例えば、モリブデンからなる薄い金属板であり、その板状の面がシール部１２の板状の面と平行するように配置されている。
【００１８】
電極２２は、例えば、タングステンに酸化トリウムをドープした、いわゆるトリエーテッドタングステンにより構成された棒状の部材である。その直径Ｒは、０．２５〜０．３３ｍｍ、特には０．２７〜０．３１ｍｍである。その一端は金属箔２１の発光部１１側の端部に載置された状態で溶接されており、他端は放電空間１１１内に突出され、所定の距離を保って互いの先端部同士が対向するように配設されている。この所定の距離とは、外管５を通して観察したときに３．７〜４．２ｍｍの範囲である。なお、電極２２の形状は、径が管軸方向に略一定の直棒状に限らず、先端部の径を基端部の径よりも大きくした非直棒状のもの、先端が球体であるもの、直流点灯タイプのように一方の電極径と他方の電極径が異なる形状であってもよい。また、電極材料は、純タングステン、ドープタングステン、レニウムタングステンなどであってもよい。
【００１９】
コイル２３は、例えば、ドープタングステンからなる金属線であって、シール部１２に封着される電極２２の軸部の軸周りに螺旋状に巻装されている。
【００２０】
リード線２４は、例えば、モリブデンからなる金属線である。リード線２４の一端は、発光部１１から遠方側の金属箔２１の端部に載置された状態で接続されており、他端は内管１の外部まで管軸に略平行に延出されている。ランプの前端側に延出されたリード線２４には、例えば、ニッケルからなるＬ字状のサポートワイヤ２５の一端がレーザ溶接により接続されている。このサポートワイヤ２５には、内管１と平行に延在する部位に、例えば、セラミックからなるスリーブ３が装着されている。
【００２１】
上記で構成された内管１の外側には、筒状の外管４が内管１と同心状に設けられている。これら内外管の接続は、内管１の円筒部１４付近に外管４を溶着し、両端部に溶着部４１を形成することにより行なわれている。このため、内管１と外管４との間には気密に保たれた空間が形成されている。この空間には、ネオン、アルゴン、キセノン、窒素から選択された一種のガスまたは混合ガスが１ａｔｍ以下、望ましくは０．２ａｔｍ以下の圧力で封入されている。なお、外管４としては、チタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加した石英ガラスなど、内管１に熱膨張係数が近く、かつ紫外線遮断性を有する材料を使用するのが望ましい。
【００２２】
これらで構成されたバーナーＢＮの後端側には、金属バンド５が設けられている。この金属バンド５は、例えばステンレスからなる金属板を外管４の外周面に沿うように成形したものであり、重なり合う金属部分を溶接することで、バーナーＢＮに固定されている。
【００２３】
金属バンド５付近には、直径が約３１ｍｍ、厚みが約２．５ｍｍである円盤状のフランジＦＬが配置されている。このフランジＦＬは、樹脂部６と金属部７とで構成されている。
【００２４】
樹脂部６は、ＰＰＳ、ＰＥＩなどの樹脂により成形されてなるものであり、フランジＦＬの周縁に位置している。このフランジＦＬの前端側の表面には、ポッチ部６１が３つ形成されている。ポッチ部６１は、寸法を測定する際の基点となる部分である。例えば、ポッチ部６１の先端から発光部１１内の電極間中心までの距離Ｄ１は、ランプのＬＣＬ（Light Center Length）として規定されている。距離Ｄ１は、例えば１８．０ｍｍである。従来は２７．１ｍｍであるので、短く設定されている。
【００２５】
金属部７は、ステンレスなどからなる金属板であり、樹脂部６に埋め込み形成されている。金属部７には、突片部７１、スリーブ保持部７２が形成されている。突片部７１は、金属部７の中央に設けられた空間の方向に突出形成された突片であり、等間隔で４つ形成されている。この突片部７１は、後端方向に斜めに折り曲げられており、その先端部において金属バンド５と溶接される。つまり、バーナーＢＮは突片部７１を介してフランジＦＬに保持されることになる。スリーブ保持部７２は、金属部７の中央方向に突出形成された金属板であり、その中央には円形の穴が形成されていて、その穴にはスリーブ３が挿通されている。
【００２６】
フランジＦＬの後端側にはベース８が配置されている。ベース８は、例えばステンレス、鉄、ニッケル、アルミニウムなどからなる中空の筐体であり、その前端側にはフランジＦＬが接続されている。その接続は、ベース８の前端側に突出するように設けられたリング８１とフランジＦＬの金属部７とを、例えばレーザ溶接することで行われている。ベース８の内部には、樹脂ケース９１が配置されている。この樹脂ケース９１の内部には、イグナイタと呼ばれる始動点灯回路９２とバラストと呼ばれる安定点灯回路９３が配置される。始動点灯回路９２や安定点灯回路９３は、放電ランプの始動および放電ランプの安定点灯に必要なトランスやコンデンサなどの回路素子や金属端子を内部に備えた公知の回路である。始動点灯回路９２と安定点灯回路９３とは、後端側に位置する電極２２が高圧側、前端側に位置する電極２２が低圧側になるように、リード２４およびサポートワイヤ２５と接続される。
【００２７】
このように構成されたメタルハライドランプは、ランプの管軸が略水平になるように、またサポートワイヤ２５が下方に位置するように灯具（図示なし）に取り付けられて点灯される。
【００２８】
以下に、本実施形態の一実施例を示す。
（実施例）
発光部１１；石英ガラス製、放電空間１１１の内容積＝１８．４ｍｍ３、最大内径＝２．２ｍｍ、最大外径＝５．２ｍｍ、最大肉厚＝１．５ｍｍ、長手方向の球体長＝７．８ｍｍ、
シール部１２；肉厚＝２．８ｍｍ、幅＝４．１ｍｍ、
金属ハロゲン化物１５；ＳｃＩ３、ＮａＩ、ＺｎＩ２、ＩｎＢｒ（＝１．００：０．７０：０．０５：０．０４）、合計＝０．２ｍｇ、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率＝０．７、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率＝１．３％、金属ハロゲン化物の総量に対する亜鉛のハロゲン化物の重量比率ＭＺ＝２．８％、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率＝８６．２％、
希ガス；キセノン、ガス圧＝１２ａｔｍ、
水銀；０ｍｇ、
金属箔３１；モリブデン製、長さ×幅＝６．５ｍｍ×１．５ｍｍ、厚さ＝０．０２ｍｍ、
電極３２；トリエーテッドタングステン製、直径Ｒ＝０．２８ｍｍ、外観上の電極間距離＝３．９ｍｍ、（∴ＭＺ×Ｒ＝０．７８４）
コイル３３；ドープタングステン製、線径＝０．０９ｍｍ、ピッチ＝２００％、電極軸におけるコイル巻装長＝３．５ｍｍ、
リード線３４；モリブデン製、直径＝０．４ｍｍ、
外管５；内径＝７．０ｍｍ、肉厚＝１．０ｍｍ、
外管５の内部に封入されたガス＝アルゴン、封入圧力＝０．１ａｔｍ。
【００２９】
この仕様では始動時電力５５Ｗ、安定時電力２５Ｗで点灯した場合、全光束は２１００ｌｍ、色温度は４８００Ｋ、点灯直後のランプ電圧、いわゆるＶ０は２４．０Ｖであった。
【００３０】
この実施例のように、本実施形態のランプは色温度が５０００Ｋ前後で、点灯色が青白い光を放つランプである。従来の一般的なランプは、点灯色が白色で、色温度が４０００Ｋ前後のランプであるので、本実施形態のランプは高色温度である。このように高色温度化するには、金属ハロゲン化物や希ガスの設計が重要である。特に、インジウムハロゲン化物は、封入量を増やすほど色度ｙが小さくなり発光色が青くなるため、重要と考えられてきた。しかし、このように設計した高色温度ランプでは、点灯直後のランプ電圧が低くなることが判明した。
【００３１】
図３は、実施例と従来例の高色温度ランプの始動時〜安定点灯時までの電圧の変化を示す図である。ここで、従来例とは、特許文献４や特許文献５のように、インジウムハロゲン化物を多量に封入したランプである。
【００３２】
この図からわかるように、ランプにはまず、高圧パルス（約２０ｋＶ）が印加される。この高圧パルスにより絶縁破壊直後、すなわち点灯開始時には安定時電力に対して２倍以上の高電力、例えば５５Ｗが供給される。その高電力は時間が経過するにつれて徐々に減少していき、始動からおよそ６０秒後に安定時電力である略２５Ｗ（２３Ｗ〜２７Ｗ）が供給されるようになる。図中において、絶縁破壊直後の最もランプ電圧低くなったときの電圧が点灯直後のランプ電圧である（以下、ランプ電圧Ｖ０）。このランプ電圧Ｖ０が低いと、点灯直後の高電力が供給されている期間のランプ電流が大きくなる。例えば、実施例のランプのランプ電圧Ｖ０は約２４Ｖであるのに対して、従来例のランプのランプ電圧Ｖ０は約２０Ｖである。したがって、５５Ｗの電力を供給した場合、図４に示すように、従来例のランプには実施例のランプよりも約０．４Ａも高い電流が数秒間にわたって流れることになり、電極や回路に負担がかかることになる。
【００３３】
また、最近では、特許文献２にあるような、バーナーと始動点灯回路と安定点灯回路とが一体化したランプがある。このランプの場合には、点灯直後のランプ電圧Ｖ０が低いと上記とは別の問題が発生しうる。それは、点灯直後に所定の高電力が投入されなくなるという問題である。この種の回路一体型のランプは回路自体が小型化されたことにより、出力可能な最大電流値が低くなっている。そのため、例えば５５Ｗを投入する場合の電流値がその最大電流値よりも高いときには、始動時に５５Ｗが投入されなくなるおそれがある。すると、所定よりも低い電力が投入されてしまうため、始動後、発光部の温度が上昇しにくくなって、金属ハロゲン化物の蒸気化が遅れ、始動からランプが十分に明るくなるまでの時間、いわゆる光束立ち上がり時間が長くなってしまい、実用上危険である。
【００３４】
そこで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０について発明者が検討したところ、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率が点灯直後のランプ電圧Ｖ０に影響を与えることを見出した。それを示す結果を図５に示す。
【００３５】
この図から、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率が小さいほど、ランプ電圧Ｖ０が高くなる傾向があることがわかる。特に、インジウムの重量比率が５．０％以下になるとその傾向が大きくなる。したがって、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率を５．０％以下、望ましくは２．０％以下にすることで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０を高く保つことが可能となる。なお、特許文献４や特許文献５におけるインジウムの重量比率は約１９％である。
【００３６】
しかし、前述したように、インジウムはその封入量が多いほど発光色が青くなるため、インジウムの封入量を少なくすると所望の色を実現しにくくなる。これに対しては、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率により、調整可能である。
【００３７】
図６は、ヨウ化スカンジウムに対する、ヨウ化ナトリウムの重量比率（ＳｃＩ３−ＮａＩ比率）を変化させたときの点灯色および色温度について説明するための図である。ここで、この試験を行ったときの金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率は５．０％である。
【００３８】
この図から、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率が小さいほど、点灯色は青色に、色温度は高くなっていくことがわかる。そして、色温度を、点灯色が青白く見える４７００Ｋ以上にするには、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率の重量比率を０．８以下とすれば良いこともわかる。したがって、インジウムの重量比率を金属ハロゲン化物の総量に対して５．０％以下にするとともに、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率を０．８以下とすることで、色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧が高いメタルハライドランプを実現することができる。
【００３９】
ここで、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率は、特に下限値はない。これは、インジウムが少しでも入っていれば、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率を調整することで色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧が高いメタルハライドランプを実現できるためである。例えば、インジウムの重量比率を１％以下にする場合には、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率を０．７以下にしてやればよい。ただし、インジウムを全く封入しないと、目的を達成しがたいため、インジウムの重量比率が０の場合は除くと解釈すべきである。また、より高い色温度のランプを所望する場合は、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率をさらに低く設定すればよいが、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率を低く設定しすぎると、全光束が低下し、暗くなる等の弊害が生じる。そのため、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率は０．５５以上、特には０．６以上とするのが好適である。
【００４０】
なお、本実施形態の発明においては、次のような構成と組み合わせるとさらに良い。
【００４１】
放電空間１１１は、その容積が小さいほど、インジウムの封入量が少なくても高色温度を実現しやすいことがわかっているおり、容積が２０ｍｍ３以下、さらには１９ｍｍ３以下であると高色温度化しやすい傾向がある。つまり、放電空間１１１の容積を２０ｍｍ３以下にすることで、インジウムの封入量が少なくても高色温度化しやすくなるとともに、点灯直後のランプ電圧Ｖ０を可能な限り高くすることができる。ただし、放電空間１１１の容積が小さすぎると、発光部１１が熱くなりすぎて膨張したりする可能性があるため、容積は１５ｍｍ３以上とすべきである。
【００４２】
また、点灯直後のランプ電圧Ｖ０をさらに高くするために、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率を８４％以上にするのが望ましい。図７に示すように、点灯直後のランプ電圧Ｖ０はハロゲン重量比率が高くなるほど高くなる傾向があり、特に、８４％以上になるとその傾向が大きくなるためである。よって、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率を８４％以上、望ましくは８５％以上に設定するとよい。ハロゲンの重量比率の上限は、例えば９０％以下である。なお、金属ハロゲン化物の総量に対する臭素の重量比率は、１％以下にするのが望ましい。ただし、臭素の重量比率は０ではなく、例えば上記実施例のように０．０１％等、０％より多いのが望ましい。なお、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率は、ハロゲンの結合数の多いスカンジウムのハロゲン化物や亜鉛のハロゲン化物の封入量を増やしたり、ハロゲンの結合数の少ないナトリウムのハロゲン化物やインジウムのハロゲン化物を減らすことで、上げることができる。
【００４３】
また、上記のように、点灯直後のランプ電圧Ｖ０が改善されたランプにおいても、始動４秒後に速やかに光束を高めながら、ちらつきの発生を抑制するために、金属ハロゲン化物１５の総量に対する亜鉛のハロゲン化物の重量比率をＭＺ（％）、電極２２の直径をＲとしたとき、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５を満足するのが望ましい。図８に示すように、ＭＺ×Ｒが小さくなるほど、電極が変形したことに起因するちらつきが発生し、ＭＺ×Ｒが大きくなるほど、光束立ち上がりが遅くなったことに起因する点灯直後の光束、いわゆる初期光束の低下が発生するためである。よって、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５、特には０．７≦ＭＺ×Ｒ≦４．０を満足するのが望ましい。ただし、ＭＺ（％）は、図９に示すように、封入量が大きくなると全光束が低下するため、ＭＺ≦１５、特には、０＜ＭＺ≦１０を同時に満足するのが望ましい。
【００４４】
この実施形態では、インジウムの重量比率を金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下とするとともに、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率を０．８以下としたことで、色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧Ｖ０が高いメタルハライドランプを実現することができる。したがって、電極２２や回路への負担や、回路損失が増大することを抑制したり、ベース８内に始動回路９２と点灯回路９３とが内蔵された点灯始動回路一体型のランプにおいては、点灯直後に安定点灯時に対して所定の高電力が供給されないことによるランプの光束立ち上がりの遅延などを防止することができる。
【００４５】
また、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率が８４％以上とすることで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０をさらに高くすることができる。放電空間の容積を２０ｍｍ３以下とすることで、インジウムを多く封入しなくても高色温度化することができる。
【００４６】
また、金属ハロゲン化物１５の総量に対する亜鉛のハロゲン化物の重量比率をＭＺ（％）、電極３２の直径をＲとしたとき、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５、かつＭＺ≦１５を満足することで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０が改善されたランプにおいても、初期光束および全光束を高めながら、ちらつきの発生を抑制することができる。
【００４７】
本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、メタルハライドランプは、図１０のように、点灯回路を含まないタイプのランプであってもよい。
【００４８】
金属ハロゲン化物１５の組合せは実施例のものに限らず、さらにスズ、セシウムのハロゲン化物等を追加してもよいし、亜鉛のハロゲン化物を削除するなどしてもよい。また、金属ハロゲン化物に結合されるハロゲンとしてはヨウ素や臭素に限らず、塩素などを組み合わせてもよい。また、希ガスとしては、キセノンに限らず、ネオン、アルゴン、クリプトンなどを使用したり、それらを組み合わせて使用したりしてもよい。
【００４９】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
ＢＮ バーナー
１１ 発光部
１１１ 放電空間
１５ 金属ハロゲン化物
２２ 電極
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、自動車等の車両の前照灯などとして使用されるメタルハライドランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプは、発光管に金属ハロゲン化物や希ガスが封入されてなるものであり、自動車の前照灯などに使用される。この種のランプは、色温度が４０００Ｋ前後であるのが一般的であるが、最近では、従来よりも高色温度のランプ、例えば色温度が５０００Ｋ前後のランプの要求がある。
【０００３】
メタルハライドランプの点灯色は、金属ハロゲン化物や希ガスの設計によって調整が可能である。しかし、これらの条件を変えて設計した高色温度なランプにおいて、点灯直後のランプ電圧が低いという問題が発生している。車両用途のメタルハライドランプでは、点灯直後に安定点灯時よりも高電力が供給されるため、点灯直後のランプ電圧が低いとランプ電流は大きくなり、電極や回路に負担がかかったり、回路損失が大きくなる等の影響が生じてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３５５１９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１０／１００９３５号
【特許文献３】国際公開第２００９／１２７９９３号
【特許文献４】特開２００８−１２３７４２号公報
【特許文献５】特開２００８−１４７０８５号公報
【特許文献６】国際公開第２０１１／０５７９０３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧が高いメタルハライドランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、実施形態のメタルハライドランプは、内部に放電空間を有する発光部と、前記放電空間に封入された金属ハロゲン化物および希ガスと、前記放電空間内で先端部が対向するように配設された一対の電極と、を具備し、安定点灯時に、前記一対の電極間に２３〜２７Ｗの電力が供給される水銀不含の車両用のメタルハライドランプであって、前記金属ハロゲン化物は、スカンジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物およびインジウムのハロゲン化物を含み、前記インジウムの重量比率は前記金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下であるとともに、前記スカンジウムのハロゲン化物に対する、前記ナトリウムのハロゲン化物の重量比率は０．５５以上、０．８以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態のメタルハライドランプについて説明するための図である。
【図２】第１の実施形態のメタルハライドランプの断面について説明するための図である。
【図３】実施例と従来例の始動時〜安定点灯時までの電圧の変化ついて説明するための図である。
【図４】実施例と従来例の始動時〜安定点灯時までの電流の変化ついて説明するための図である。
【図５】インジウムの重量比率を変化させたときの点灯直後のランプ電圧Ｖ０について説明するための図である。
【図６】ヨウ化スカンジウムに対する、ヨウ化ナトリウムの重量比率を変化させたときの点灯色および色温度について説明するための図である。
【図７】ハロゲンの重量比率を変化させたときの点灯直後のランプ電圧Ｖ０について説明するための図である。
【図８】ＭＺ×Ｒと初期光束およびちらつきの関係について説明するための図である。
【図９】ＭＺと全光束の関係について説明するための図である。
【図１０】メタルハライドランプの他の実施形態について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態のメタルハライドランプについて、図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態のメタルハライドランプについて説明するための図、図２は、第１の実施形態のメタルハライドランプの断面について説明するための図である。なお、本発明においては、便宜上、車両に配置した場合に前方となる、図２に示した矢印Ｆの方向を前端、矢印Ｂの方向を後端と称して説明する。
【００１０】
図１のメタルハライドランプは、自動車などの前照灯用の光源として用いることができるＨＩＤランプであり、バーナーＢＮとフランジＦＬとを備えている。
【００１１】
バーナーＢＮは、二重管構造であり、その内部には内管１が設けられている。内管１は細長い形状であり、その長手方向の中央付近には点灯中に発光する部分となる発光部１１が形成されている。発光部１１は略楕円状であり、その両端にはピンチシールにより形成された板状のシール部１２、そのさらに両端には境界部１３を介して円筒部１４が連続形成されている。この内管１は前述のとおり、発光する部分を含んでいるとともに点灯中に高温になるため、石英ガラスなどの透光性と耐熱性を具備した材料で構成されるのが望ましい。
【００１２】
発光部１１の内部には、中央が略円柱状、両端がテーパ状の放電空間１１１が形成されている。この放電空間１１１には、金属ハロゲン化物１５と希ガスが封入されている。
【００１３】
金属ハロゲン化物１５は、ナトリウムのハロゲン化物、スカンジウムのハロゲン化物、亜鉛のハロゲン化物、インジウムのハロゲン化物で構成されている。具体的には、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化亜鉛、臭化インジウムである。これら金属ハロゲン化物１５の総封入量は、０．１〜０．３ｍｇあるのが望ましい。
【００１４】
希ガスは、キセノンが使用されている。希ガスは、目的によってその封入圧力を調整することができる。例えば、全光束等の特性を高めるためには、封入圧力を常温（２５℃）において５ａｔｍ以上、好適には１０ａｔｍ以上に設定するのがよい。ただし、上限は製造上、現状で２０ａｔｍ程度である。
【００１５】
ここで、本実施形態のランプは、水銀不含のメタルハライドランプである。この「水銀不含」とは、水銀を実質的に含んでいないという意味である。本明細書における「水銀を実質的に含んでいない」とは、水銀の封入量が０ｍｇである場合に限らず、従来の水銀入りの放電ランプと比較してほとんど封入されていないに等しい程度の量、例えば１ｍｌあたり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀量を封入している場合を含む意味に解釈すべきである。
【００１６】
シール部１２には、電極マウント２が封着されている。電極マウント２は、金属箔２１、電極２２、コイル２３およびリード線２４により構成されている。
【００１７】
金属箔２１は、例えば、モリブデンからなる薄い金属板であり、その板状の面がシール部１２の板状の面と平行するように配置されている。
【００１８】
電極２２は、例えば、タングステンに酸化トリウムをドープした、いわゆるトリエーテッドタングステンにより構成された棒状の部材である。その直径Ｒは、０．２５〜０．３３ｍｍ、特には０．２７〜０．３１ｍｍである。その一端は金属箔２１の発光部１１側の端部に載置された状態で溶接されており、他端は放電空間１１１内に突出され、所定の距離を保って互いの先端部同士が対向するように配設されている。この所定の距離とは、外管５を通して観察したときに３．７〜４．２ｍｍの範囲である。なお、電極２２の形状は、径が管軸方向に略一定の直棒状に限らず、先端部の径を基端部の径よりも大きくした非直棒状のもの、先端が球体であるもの、直流点灯タイプのように一方の電極径と他方の電極径が異なる形状であってもよい。また、電極材料は、純タングステン、ドープタングステン、レニウムタングステンなどであってもよい。
【００１９】
コイル２３は、例えば、ドープタングステンからなる金属線であって、シール部１２に封着される電極２２の軸部の軸周りに螺旋状に巻装されている。
【００２０】
リード線２４は、例えば、モリブデンからなる金属線である。リード線２４の一端は、発光部１１から遠方側の金属箔２１の端部に載置された状態で接続されており、他端は内管１の外部まで管軸に略平行に延出されている。ランプの前端側に延出されたリード線２４には、例えば、ニッケルからなるＬ字状のサポートワイヤ２５の一端がレーザ溶接により接続されている。このサポートワイヤ２５には、内管１と平行に延在する部位に、例えば、セラミックからなるスリーブ３が装着されている。
【００２１】
上記で構成された内管１の外側には、筒状の外管４が内管１と同心状に設けられている。これら内外管の接続は、内管１の円筒部１４付近に外管４を溶着し、両端部に溶着部４１を形成することにより行なわれている。このため、内管１と外管４との間には気密に保たれた空間が形成されている。この空間には、ネオン、アルゴン、キセノン、窒素から選択された一種のガスまたは混合ガスが１ａｔｍ以下、望ましくは０．２ａｔｍ以下の圧力で封入されている。なお、外管４としては、チタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加した石英ガラスなど、内管１に熱膨張係数が近く、かつ紫外線遮断性を有する材料を使用するのが望ましい。
【００２２】
これらで構成されたバーナーＢＮの後端側には、金属バンド５が設けられている。この金属バンド５は、例えばステンレスからなる金属板を外管４の外周面に沿うように成形したものであり、重なり合う金属部分を溶接することで、バーナーＢＮに固定されている。
【００２３】
金属バンド５付近には、直径が約３１ｍｍ、厚みが約２．５ｍｍである円盤状のフランジＦＬが配置されている。このフランジＦＬは、樹脂部６と金属部７とで構成されている。
【００２４】
樹脂部６は、ＰＰＳ、ＰＥＩなどの樹脂により成形されてなるものであり、フランジＦＬの周縁に位置している。このフランジＦＬの前端側の表面には、ポッチ部６１が３つ形成されている。ポッチ部６１は、寸法を測定する際の基点となる部分である。例えば、ポッチ部６１の先端から発光部１１内の電極間中心までの距離Ｄ１は、ランプのＬＣＬ（Light Center Length）として規定されている。距離Ｄ１は、例えば１８．０ｍｍである。従来は２７．１ｍｍであるので、短く設定されている。
【００２５】
金属部７は、ステンレスなどからなる金属板であり、樹脂部６に埋め込み形成されている。金属部７には、突片部７１、スリーブ保持部７２が形成されている。突片部７１は、金属部７の中央に設けられた空間の方向に突出形成された突片であり、等間隔で４つ形成されている。この突片部７１は、後端方向に斜めに折り曲げられており、その先端部において金属バンド５と溶接される。つまり、バーナーＢＮは突片部７１を介してフランジＦＬに保持されることになる。スリーブ保持部７２は、金属部７の中央方向に突出形成された金属板であり、その中央には円形の穴が形成されていて、その穴にはスリーブ３が挿通されている。
【００２６】
フランジＦＬの後端側にはベース８が配置されている。ベース８は、例えばステンレス、鉄、ニッケル、アルミニウムなどからなる中空の筐体であり、その前端側にはフランジＦＬが接続されている。その接続は、ベース８の前端側に突出するように設けられたリング８１とフランジＦＬの金属部７とを、例えばレーザ溶接することで行われている。ベース８の内部には、樹脂ケース９１が配置されている。この樹脂ケース９１の内部には、イグナイタと呼ばれる始動点灯回路９２とバラストと呼ばれる安定点灯回路９３が配置される。始動点灯回路９２や安定点灯回路９３は、放電ランプの始動および放電ランプの安定点灯に必要なトランスやコンデンサなどの回路素子や金属端子を内部に備えた公知の回路である。始動点灯回路９２と安定点灯回路９３とは、後端側に位置する電極２２が高圧側、前端側に位置する電極２２が低圧側になるように、リード２４およびサポートワイヤ２５と接続される。
【００２７】
このように構成されたメタルハライドランプは、ランプの管軸が略水平になるように、またサポートワイヤ２５が下方に位置するように灯具（図示なし）に取り付けられて点灯される。
【００２８】
以下に、本実施形態の一実施例を示す。
（実施例）
発光部１１；石英ガラス製、放電空間１１１の内容積＝１８．４ｍｍ３、最大内径＝２．２ｍｍ、最大外径＝５．２ｍｍ、最大肉厚＝１．５ｍｍ、長手方向の球体長＝７．８ｍｍ、
シール部１２；肉厚＝２．８ｍｍ、幅＝４．１ｍｍ、
金属ハロゲン化物１５；ＳｃＩ３、ＮａＩ、ＺｎＩ２、ＩｎＢｒ（＝１．００：０．７０：０．０５：０．０４）、合計＝０．２ｍｇ、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率＝０．７、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率＝１．３％、金属ハロゲン化物の総量に対する亜鉛のハロゲン化物の重量比率ＭＺ＝２．８％、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率＝８６．２％、
希ガス；キセノン、ガス圧＝１２ａｔｍ、
水銀；０ｍｇ、
金属箔３１；モリブデン製、長さ×幅＝６．５ｍｍ×１．５ｍｍ、厚さ＝０．０２ｍｍ、
電極３２；トリエーテッドタングステン製、直径Ｒ＝０．２８ｍｍ、外観上の電極間距離＝３．９ｍｍ、（∴ＭＺ×Ｒ＝０．７８４）
コイル３３；ドープタングステン製、線径＝０．０９ｍｍ、ピッチ＝２００％、電極軸におけるコイル巻装長＝３．５ｍｍ、
リード線３４；モリブデン製、直径＝０．４ｍｍ、
外管５；内径＝７．０ｍｍ、肉厚＝１．０ｍｍ、
外管５の内部に封入されたガス＝アルゴン、封入圧力＝０．１ａｔｍ。
【００２９】
この仕様では始動時電力５５Ｗ、安定時電力２５Ｗで点灯した場合、全光束は２１００ｌｍ、色温度は４８００Ｋ、点灯直後のランプ電圧、いわゆるＶ０は２４．０Ｖであった。
【００３０】
この実施例のように、本実施形態のランプは色温度が５０００Ｋ前後で、点灯色が青白い光を放つランプである。従来の一般的なランプは、点灯色が白色で、色温度が４０００Ｋ前後のランプであるので、本実施形態のランプは高色温度である。このように高色温度化するには、金属ハロゲン化物や希ガスの設計が重要である。特に、インジウムハロゲン化物は、封入量を増やすほど色度ｙが小さくなり発光色が青くなるため、重要と考えられてきた。しかし、このように設計した高色温度ランプでは、点灯直後のランプ電圧が低くなることが判明した。
【００３１】
図３は、実施例と従来例の高色温度ランプの始動時〜安定点灯時までの電圧の変化を示す図である。ここで、従来例とは、特許文献４や特許文献５のように、インジウムハロゲン化物を多量に封入したランプである。
【００３２】
この図からわかるように、ランプにはまず、高圧パルス（約２０ｋＶ）が印加される。この高圧パルスにより絶縁破壊直後、すなわち点灯開始時には安定時電力に対して２倍以上の高電力、例えば５５Ｗが供給される。その高電力は時間が経過するにつれて徐々に減少していき、始動からおよそ６０秒後に安定時電力である略２５Ｗ（２３Ｗ〜２７Ｗ）が供給されるようになる。図中において、絶縁破壊直後の最もランプ電圧低くなったときの電圧が点灯直後のランプ電圧である（以下、ランプ電圧Ｖ０）。このランプ電圧Ｖ０が低いと、点灯直後の高電力が供給されている期間のランプ電流が大きくなる。例えば、実施例のランプのランプ電圧Ｖ０は約２４Ｖであるのに対して、従来例のランプのランプ電圧Ｖ０は約２０Ｖである。したがって、５５Ｗの電力を供給した場合、図４に示すように、従来例のランプには実施例のランプよりも約０．４Ａも高い電流が数秒間にわたって流れることになり、電極や回路に負担がかかることになる。
【００３３】
また、最近では、特許文献２にあるような、バーナーと始動点灯回路と安定点灯回路とが一体化したランプがある。このランプの場合には、点灯直後のランプ電圧Ｖ０が低いと上記とは別の問題が発生しうる。それは、点灯直後に所定の高電力が投入されなくなるという問題である。この種の回路一体型のランプは回路自体が小型化されたことにより、出力可能な最大電流値が低くなっている。そのため、例えば５５Ｗを投入する場合の電流値がその最大電流値よりも高いときには、始動時に５５Ｗが投入されなくなるおそれがある。すると、所定よりも低い電力が投入されてしまうため、始動後、発光部の温度が上昇しにくくなって、金属ハロゲン化物の蒸気化が遅れ、始動からランプが十分に明るくなるまでの時間、いわゆる光束立ち上がり時間が長くなってしまい、実用上危険である。
【００３４】
そこで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０について発明者が検討したところ、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率が点灯直後のランプ電圧Ｖ０に影響を与えることを見出した。それを示す結果を図５に示す。
【００３５】
この図から、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率が小さいほど、ランプ電圧Ｖ０が高くなる傾向があることがわかる。特に、インジウムの重量比率が５．０％以下になるとその傾向が大きくなる。したがって、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率を５．０％以下、望ましくは２．０％以下にすることで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０を高く保つことが可能となる。なお、特許文献４や特許文献５におけるインジウムの重量比率は約１９％である。
【００３６】
しかし、前述したように、インジウムはその封入量が多いほど発光色が青くなるため、インジウムの封入量を少なくすると所望の色を実現しにくくなる。これに対しては、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率により、調整可能である。
【００３７】
図６は、ヨウ化スカンジウムに対する、ヨウ化ナトリウムの重量比率（ＳｃＩ３−ＮａＩ比率）を変化させたときの点灯色および色温度について説明するための図である。ここで、この試験を行ったときの金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率は５．０％である。
【００３８】
この図から、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率が小さいほど、点灯色は青色に、色温度は高くなっていくことがわかる。そして、色温度を、点灯色が青白く見える４７００Ｋ以上にするには、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率の重量比率を０．８以下とすれば良いこともわかる。したがって、インジウムの重量比率を金属ハロゲン化物の総量に対して５．０％以下にするとともに、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率を０．８以下とすることで、色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧が高いメタルハライドランプを実現することができる。
【００３９】
ここで、金属ハロゲン化物の総量に対するインジウムの重量比率は、特に下限値はない。これは、インジウムが少しでも入っていれば、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率を調整することで色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧が高いメタルハライドランプを実現できるためである。例えば、インジウムの重量比率を１％以下にする場合には、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率を０．７以下にしてやればよい。ただし、インジウムを全く封入しないと、目的を達成しがたいため、インジウムの重量比率が０の場合は除くと解釈すべきである。また、より高い色温度のランプを所望する場合は、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率をさらに低く設定すればよいが、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率を低く設定しすぎると、全光束が低下し、暗くなる等の弊害が生じる。そのため、ＳｃＩ３−ＮａＩ比率は０．５５以上、特には０．６以上とするのが好適である。
【００４０】
なお、本実施形態の発明においては、次のような構成と組み合わせるとさらに良い。
【００４１】
放電空間１１１は、その容積が小さいほど、インジウムの封入量が少なくても高色温度を実現しやすいことがわかっているおり、容積が２０ｍｍ３以下、さらには１９ｍｍ３以下であると高色温度化しやすい傾向がある。つまり、放電空間１１１の容積を２０ｍｍ３以下にすることで、インジウムの封入量が少なくても高色温度化しやすくなるとともに、点灯直後のランプ電圧Ｖ０を可能な限り高くすることができる。ただし、放電空間１１１の容積が小さすぎると、発光部１１が熱くなりすぎて膨張したりする可能性があるため、容積は１５ｍｍ３以上とすべきである。
【００４２】
また、点灯直後のランプ電圧Ｖ０をさらに高くするために、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率を８４％以上にするのが望ましい。図７に示すように、点灯直後のランプ電圧Ｖ０はハロゲン重量比率が高くなるほど高くなる傾向があり、特に、８４％以上になるとその傾向が大きくなるためである。よって、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率を８４％以上、望ましくは８５％以上に設定するとよい。ハロゲンの重量比率の上限は、例えば９０％以下である。なお、金属ハロゲン化物の総量に対する臭素の重量比率は、１％以下にするのが望ましい。ただし、臭素の重量比率は０ではなく、例えば上記実施例のように０．０１％等、０％より多いのが望ましい。なお、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率は、ハロゲンの結合数の多いスカンジウムのハロゲン化物や亜鉛のハロゲン化物の封入量を増やしたり、ハロゲンの結合数の少ないナトリウムのハロゲン化物やインジウムのハロゲン化物を減らすことで、上げることができる。
【００４３】
また、上記のように、点灯直後のランプ電圧Ｖ０が改善されたランプにおいても、始動４秒後に速やかに光束を高めながら、ちらつきの発生を抑制するために、金属ハロゲン化物１５の総量に対する亜鉛のハロゲン化物の重量比率をＭＺ（％）、電極２２の直径をＲとしたとき、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５を満足するのが望ましい。図８に示すように、ＭＺ×Ｒが小さくなるほど、電極が変形したことに起因するちらつきが発生し、ＭＺ×Ｒが大きくなるほど、光束立ち上がりが遅くなったことに起因する点灯直後の光束、いわゆる初期光束の低下が発生するためである。よって、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５、特には０．７≦ＭＺ×Ｒ≦４．０を満足するのが望ましい。ただし、ＭＺ（％）は、図９に示すように、封入量が大きくなると全光束が低下するため、ＭＺ≦１５、特には、０＜ＭＺ≦１０を同時に満足するのが望ましい。
【００４４】
この実施形態では、インジウムの重量比率を金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下とするとともに、スカンジウムのハロゲン化物に対する、ナトリウムのハロゲン化物の重量比率を０．８以下としたことで、色温度が高く、かつ点灯直後のランプ電圧Ｖ０が高いメタルハライドランプを実現することができる。したがって、電極２２や回路への負担や、回路損失が増大することを抑制したり、ベース８内に始動回路９２と点灯回路９３とが内蔵された点灯始動回路一体型のランプにおいては、点灯直後に安定点灯時に対して所定の高電力が供給されないことによるランプの光束立ち上がりの遅延などを防止することができる。
【００４５】
また、金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率が８４％以上とすることで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０をさらに高くすることができる。放電空間の容積を２０ｍｍ３以下とすることで、インジウムを多く封入しなくても高色温度化することができる。
【００４６】
また、金属ハロゲン化物１５の総量に対する亜鉛のハロゲン化物の重量比率をＭＺ（％）、電極３２の直径をＲとしたとき、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５、かつＭＺ≦１５を満足することで、点灯直後のランプ電圧Ｖ０が改善されたランプにおいても、初期光束および全光束を高めながら、ちらつきの発生を抑制することができる。
【００４７】
本発明は上記実施態様に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、メタルハライドランプは、図１０のように、点灯回路を含まないタイプのランプであってもよい。
【００４８】
金属ハロゲン化物１５の組合せは実施例のものに限らず、さらにスズ、セシウムのハロゲン化物等を追加してもよいし、亜鉛のハロゲン化物を削除するなどしてもよい。また、金属ハロゲン化物に結合されるハロゲンとしてはヨウ素や臭素に限らず、塩素などを組み合わせてもよい。また、希ガスとしては、キセノンに限らず、ネオン、アルゴン、クリプトンなどを使用したり、それらを組み合わせて使用したりしてもよい。
【００４９】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
ＢＮ バーナー
１１ 発光部
１１１ 放電空間
１５ 金属ハロゲン化物
２２ 電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間を有する発光部と、前記放電空間に封入された金属ハロゲン化物および希ガスと、前記放電空間内で先端部が対向するように配設された一対の電極と、を具備し、安定点灯時に、前記一対の電極間に２３〜２７Ｗの電力が供給される水銀不含の車両用のメタルハライドランプであって、
前記金属ハロゲン化物は、スカンジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物およびインジウムのハロゲン化物を含み、
前記インジウムの重量比率は前記金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下であるとともに、前記スカンジウムのハロゲン化物に対する、前記ナトリウムのハロゲン化物の重量比率は０．５５以上、０．８以下であるメタルハライドランプ。
【請求項２】
前記放電空間の容積は２０ｍｍ３以下であるとともに、前記金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率が８４％以上である請求項１に記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
前記金属ハロゲン化物は、亜鉛のハロゲン化物をさらに含み、前記金属ハロゲン化物の総量に対する前記亜鉛のハロゲン化物の重量比率をＭＺ（％）、前記電極の直径をＲとしたとき、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５、かつＭＺ≦１５を満足する請求項１または請求項２に記載のメタルハライドランプ。
【請求項４】
前記一対の電極間には、点灯直後に安定点灯時の電力に対して２倍以上の電力が供給されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一に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発光部と、前記放電空間に封入された金属ハロゲン化物および希ガスと、前記放電空間内で先端部が対向するように配設された一対の電極と、を具備し、安定点灯時に、前記一対の電極間に２３〜２７Ｗの電力が供給される水銀不含の車両用のメタルハライドランプであって、
前記金属ハロゲン化物は、スカンジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物およびインジウムのハロゲン化物を含み、
前記インジウムの重量比率は前記金属ハロゲン化物の総量に対して、５．０％以下であるとともに、前記スカンジウムのハロゲン化物に対する、前記ナトリウムのハロゲン化物の重量比率は０．５５以上、０．８以下であるメタルハライドランプ。
【請求項２】
前記放電空間の容積は２０ｍｍ３以下であるとともに、前記金属ハロゲン化物の総量に対するハロゲンの重量比率が８４％以上である請求項１に記載のメタルハライドランプ。
【請求項３】
前記金属ハロゲン化物は、亜鉛のハロゲン化物をさらに含み、前記金属ハロゲン化物の総量に対する前記亜鉛のハロゲン化物の重量比率をＭＺ（％）、前記電極の直径をＲとしたとき、０．６≦ＭＺ×Ｒ≦４．５、かつＭＺ≦１５を満足する請求項１または請求項２に記載のメタルハライドランプ。
【請求項４】
前記一対の電極間には、点灯直後に安定点灯時の電力に対して２倍以上の電力が供給されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか一に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１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−１１００９６（Ｐ２０１３−１１００９６Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１７７８５５（Ｐ２０１２−１７７８５５）
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【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２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月１０日（２０１２．８．１０）
【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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