説明

車輌用放電灯

【課題】 配光性能及び発光効率の向上を図る。
【解決手段】 直流点灯方式によって発光され、ソケットに取り付けられた外管と、発光部と該発光部を挟んだ反対側において発光部に連続して設けられた一対の細管部とから成り外管の内部に配置されセラミックによって形成された発光管と、発光管の内部に配置された陰極側電極及び陽極側電極と、陰極側電極と陽極側電極にそれぞれ接続され少なくとも各一部が外管の内部に配置された2本のリード線とを設け、陰極側の細管部の長さが陽極側の細管部の長さより短くされ、陰極側電極を陽極側電極を挟んでソケットの反対側に配置した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車輌用放電灯に関する。詳しくは、陰極側の細管部の長さを陽極側の細管部の長さより短くすると共に陰極側電極を前記陽極側電極を挟んでソケットの反対側に配置して配光性能及び発光効率の向上を図る技術分野に関する。
【背景技術】
【0002】
車輌用前照灯は、一般の照明灯とは異なり、精密な配光制御が必要であるため、均一で棒状、かつ、明暗比の高い発光形状が求められる。白熱灯やハロゲン灯のフィラメントにはそのような特徴が備わっているため、車輌用前照灯用の光源として長く用いられてきた。
【0003】
一方、光源として放電灯が用いられた車輌用前照灯にあっては、放電灯が白熱灯やハロゲン灯に比較して光量が大きいため輝度の向上を図ることができ、また、白熱灯及びハロゲン灯に比較して放電灯の寿命が長いと言う長所がある。
【0004】
このように放電灯は白熱灯やハロゲン灯と比較して輝度が高く寿命が長いため、近年、車輌用前照灯として石英ガラスを用いた放電灯を備えたものが普及している。
【0005】
一般に、放電灯は、一対の電極を保持し内部に希ガス等の気体が封入された石英ガラス製の発光管が、発光管の保護や温度の安定等を目的とした外管の内部に配置されている。
【0006】
発光管は内部において放電が行われる発光部と該発光部を挟んで反対側に設けられた一対の細管部とから成る。発光部は放電が行われたときにアークが発生する部分であり、細管部の径より大きくされている。
【0007】
発光管はセラミックによって形成されているものもある(例えば、特許文献1参照)。
【0008】
放電灯にあっては、一対の電極に所定の起動電圧が印加され、発光管の発光部において放電が行われることにより点灯が開始される。
【0009】
一般に、このような放電灯においては、点灯方式として交流点灯方式が用いられてきた。その主な理由は、直流点灯方式の場合は、封入物質である水銀とそれ以外のヨウ化物がアーク内で分離してしまい、アークに色分離が発生してしまうためである。近年、色分離の主な原因である水銀を無くした放電灯においては、直流点灯方式が用いられる例もある(例えば、特許文献2参照)。
【0010】
直流点灯方式の放電灯にあっては、一対の電極がそれぞれ陰極側電極と陽極側電極とされ、アークの発生時に陰極側電極から放出された熱電子が陽極側電極に衝突する。
【0011】
【特許文献1】特表2007−521620号公報
【特許文献2】特開2007−250225号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
ところが、発光管がセラミックによって形成された放電灯は、発光管の封止をフリットガラスと称される低融点ガラスによって行っているため、封止部分の温度を低くする必要があり、細管部を長くし該細管部の先端部分を封止する構造とされている。
【0013】
従って、発光管の全長が長いため、発光部から出射された光が発光管によって遮蔽される可能性が高くなってしまい、車輌用前照灯の構成においては配光性能が悪化するおそれがある。
【0014】
また、放電灯の発光効率は発光管の内部における最冷点温度に依存するが、直流点灯方式を用いた場合には、陰極側の温度が陽極側の温度に対して低いため、最冷点温度になる陰極側の温度を上げて発光効率の向上を図る必要がある。
【0015】
そこで、本発明車輌用放電灯は、配光性能及び発光効率の向上を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
車輌用放電灯は、上記した課題を解決するために、直流点灯方式によって発光されるようにし、ソケットに取り付けられた外管と、発光部と該発光部を挟んだ反対側において前記発光部に連続して設けられた一対の細管部とから成り前記外管の内部に配置されセラミックによって形成された発光管と、前記発光管の内部に配置された陰極側電極及び陽極側電極と、前記陰極側電極と前記陽極側電極にそれぞれ接続され少なくとも各一部が前記外管の内部に配置された2本のリード線とを備え、陰極側の前記細管部の長さが陽極側の前記細管部の長さより短くされ、前記陰極側電極を前記陽極側電極を挟んで前記ソケットの反対側に配置したものである。
【0017】
従って、車輌用放電灯にあっては、陽極側電極を挟んでソケットと反対側に配置された陰極側の細管部の長さが陽極側の細管部の長さより短い。
【発明の効果】
【0018】
本発明車輌用放電灯は、直流点灯方式によって発光される車輌用放電灯であって、ソケットに取り付けられた外管と、発光部と該発光部を挟んだ反対側において前記発光部に連続して設けられた一対の細管部とから成り前記外管の内部に配置されセラミックによって形成された発光管と、前記発光管の内部に配置された陰極側電極及び陽極側電極と、前記陰極側電極と前記陽極側電極にそれぞれ接続され少なくとも各一部が前記外管の内部に配置された2本のリード線とを備え、陰極側の前記細管部の長さが陽極側の前記細管部の長さより短くされ、前記陰極側電極を前記陽極側電極を挟んで前記ソケットの反対側に配置したことを特徴とする。
【0019】
従って、陰極側電極がリード線からの熱伝導の影響が少なく放熱し難いため、陰極側電極を陽極側電極を挟んでソケットの反対側に配置することにより温度の低下が抑制され、発光効率の向上を図ることができる。
【0020】
また、陰極側の細管部を陽極側の細管部より短くすることにより、陰極側電極の細管部における熱容量が小さくなり、陰極側の温度低下が抑制されて一層の発光効率の向上を図ることができる。
【0021】
さらに、陰極側の細管部を陽極側の細管部より短くすることにより、発光部から車輌用放電灯の前端までの距離が短縮化され、発光部から出射され配光パターンに必要とされる光が放電灯の前端で遮られることがなく、良好な配光性能を確保することができる。
【0022】
請求項2に記載した発明にあっては、前記発光管の外面における前記陰極側電極を覆う位置に保温膜を形成したので、アークからの放射熱によって発光管における保温膜が形成された陰極側の部分の温度が上昇し、発光効率の向上を図ることができる。
【0023】
請求項3に記載した発明にあっては、前記保温膜を前記陽極側電極側の一端が前記陰極側電極における前記陽極側電極側の先端より前記陽極側電極側に突出しない位置に配置している。
【0024】
従って、発光部から出射され配光パターンに必要とされる光が保温膜に遮蔽されることがなく、配光性能の低下を防止することができる。
【0025】
請求項4に記載した発明にあっては、前記発光管の前記陰極側電極を覆う位置に前記発光管の他の部分より厚みの厚い厚肉部を形成したので、発光管の強度が高くなり、発光部に対する早期のリークの発生を防止することができる。
【0026】
請求項5に記載した発明にあっては、前記厚肉部を前記陽極側電極側の一端が前記陰極側電極における前記陽極側電極側の先端より前記陽極側電極側に突出しない位置に配置している。
【0027】
従って、発光部から出射され配光パターンに必要とされる光が厚肉部を透過することがなく、配光性能の低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下に、本発明車輌用放電灯を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。車輌用放電灯は車輌用前照灯に備えられている。
【0029】
車輌用前照灯1は、車体の前端部における左右両端部に取り付けられて配置されている。
【0030】
車輌用前照灯1は、図1に示すように、前方に開口された凹部を有するランプハウジング2と該ランプハウジング2の開口面を閉塞するカバー3とを備え、ランプハウジング2とカバー3によって灯具外筐4が構成されている。灯具外筐4の内部空間は灯室5として形成されている。
【0031】
ランプハウジング2の後端部には前後に貫通された挿通孔2aが形成され、該挿通孔2aはバックカバー6によって閉塞されている。ランプハウジング2の下端部には上下に貫通された配置孔2bが形成されている。
【0032】
灯室5には、図示しない光軸調整機構によってリフレクター7が傾動可能に支持されている。リフレクター7の後端部には前後に貫通された取付孔7aが形成されている。
【0033】
リフレクター7の取付孔7aには放電灯(車輌用放電灯)8が水平な状態で取り付けられている。
【0034】
ランプハウジング2の配置孔2bには放電灯点灯装置9が取り付けられている。放電灯点灯装置9は、ケース体10の内部に図示しない点灯回路が収納されて成る。ケース体10の外周面には入力側コネクター11が設けられ、ケース体10の上面には出力側コネクター12が設けられている。
【0035】
入力側コネクター11は図示しない接続コードによって図示しない電源供給回路に接続されている。
【0036】
出力側コネクター12は給電コード13を介して始動装置14に接続され、該始動装置14のコネクター14aが放電灯8の後述するソケットに接続されている。
【0037】
放電灯8の点灯は、電源供給回路の電源電圧を放電灯点灯装置9の点灯回路によって昇圧し、給電コード13及び始動装置14を介して放電灯8に始動電圧を印加し、放電が開始されることによって行われる。放電灯8に対する点灯方式としては直流点灯方式が用いられている。
【0038】
灯室5には該灯室5に配置された各部の一部を遮蔽するためのエクステンション15が配置されている。灯室5には放電灯8から出射される光の一部を遮蔽する図示しないシェードが配置されている。
【0039】
放電灯8は本体16がソケット17に接続されることにより構成されている(図2参照)。
【0040】
本体16は外管18と該外管18の内部に配置された発光管19とを有している。発光管19はセラミックによって形成されている。
【0041】
外管18は発光管19等を覆う閉塞部18aと該閉塞部18aの前端部から前方へ突出された保持部18bとが一体に形成されて成る。
【0042】
発光管19は発光部20と該発光部20の前後両端にそれぞれ連続する細管部21、22によって形成されている。細管部21、22はそれぞれ前後に延びる略円筒状に形成され、外径が発光部20の外径より小さくされている。前側に位置する細管部21は後側に位置する細管部22より前後方向における長さが短くされている。
【0043】
発光部20の内部及び細管部21、22の発光部20側における各端部の内部にはヨウ化物とキセノンやアルゴン等の希ガスとが封入されている。発光部20の前後方向における中間部は前後に延びる略円筒状にされた平坦部20aとして設けられている(図3参照)。平坦部20aの前後方向における長さL1は2.0mm以上にされている。
【0044】
細管部21、22の内部にはそれぞれ前後に長く形成された陰極側電極23と陽極側電極24が前後に離隔して配置されている。陰極側電極23の後端部23aと陽極側電極24の前端部24aとは外管18の発光部20の内部に位置されている。
【0045】
上記したように、放電灯8にあっては、点灯方式として直流点灯方式が用いらており、アークの発生時に陰極側電極23から放出された熱電子が陽極側電極24に衝突し、陽極側電極24は温度が上昇するため陰極側電極23よりも電極径を大きくするか熱容量を大きくすることにより電極の溶損を防止している。
【0046】
陰極側電極23の細管部21から発光部20側への突出量S1は2.0mm以下にされている。陽極側電極24の細管部22から発光部20側への突出量S2は2.0mm以上にされている。
【0047】
細管部21の内周面と陰極側電極23の外周面との間には空間が形成されており、この空間の前後方向における長さL2は1.0mm以下にされている。
【0048】
発光部20の前端部から細管部21の後端部における外周面には保温膜25が形成されている。保温膜25は可視光や赤外光を吸収又は反射し発光管19の陰極側電極23が配置された部分の温度の低下を抑制する効果を有し、後端が、例えば、陰極側電極23の後端に一致されている。尚、保温膜25は後端が陰極側電極23の後端より前側に位置するように形成されていてもよい。
【0049】
陰極側電極23の前端には第1のリード線26が接続されている(図2及び図3参照)。第1のリード線26は発光管19の前側の細管部21から前方へ突出され、保持部18bを貫通されて外管18の外部へ突出された部分を有する。第1のリード線26の外管18の外部へ突出された部分は所定の方向へ屈曲され、後端部がソケット17に設けられた図示しない第1の接続端子に接続されている。
【0050】
第1のリード線26は細管部21の内部に配置され陰極側電極23に接続された第1の部分26aと該第1の部分26aの前端に連続された第2の部分26bとから成り、第1の部分26aが、例えば、モリブデンによって形成され、第2の部分26bが、例えば、ニオブによって形成されている。
【0051】
第1の部分26aにはモリブデンコイル26cが巻き付けられている。第2の部分26bのうち細管部21の内部に配置された部分は、フリットガラス(低融点ガラス)によって封止されている。
【0052】
第1のリード線26は一部が外管18の保持部18bに保持され、外管18の外部へ突出された部分における一部を除いた部分に絶縁スリーブ27が被着されている。絶縁スリーブ27は、例えば、ガラス又はセラミック等の絶縁材料によって形成されている。
【0053】
陽極側電極24の後端には略前後に延びる第2のリード線28が接続されている。第2のリード線28は発光管19の後側の細管部22から後方へ突出されている。第2のリード線28の後端部はソケット17に設けられた図示しない第2の接続端子に接続されている。
【0054】
第2のリード線28は細管部22の内部に配置され陽極側電極24に接続された第1の部分28aと該第1の部分28aの後端に連続された第2の部分28bとから成り、第1の部分28aが、例えば、モリブデンによって形成され、第2の部分28bが、例えば、ニオブによって形成されている。
【0055】
第1の部分28aにはモリブデンコイル28cが巻き付けられている。第2の部分28bのうち細管部22の内部に配置された部分は、フリットガラスによって封止されている。
【0056】
外管18の内部には第2のリード線28に取り付けられたゲッター29が配置されている。ゲッター29は外管18の内部に存在し得る不純物(不純ガス)を吸着して寿命中の発光効率の低下の防止等を図る機能を有する。
【0057】
放電灯8にあっては、外管18の内周面と発光部20における平坦部20aの外周面との間隔H1が1.0mm以下にされている(図2参照)。また、外管18の内部における発光管19の外側の空間にはシュラウドガスとしてアルゴンガスが封入されている。アルゴンガスの気圧は0.3atm〜0.9atmにされている。
【0058】
一般に、放電灯(車輌用放電灯)においては、良好な配光性能を維持するために、発光効率の向上及び発光部の内部に発生するアークの屈曲(アーク曲がり)を抑制する必要があるため、発光部の径が小さくされている。しかしながら、発光部の径を小さくすると、発光部の上部における温度上昇を来たし、発光管の失透やクッラックの発生により長寿命化を阻害してしまう。
【0059】
そこで、放電灯8にあっては、上記したように、外管18の内周面と発光部20における平坦部20aの外周面との間隔H1を1.0mm以下にし、発光部20から外管19への放熱効率の向上を図り、発光部20の温度上昇を抑制するようにしている。
【0060】
また、外管18の内部における発光管19の外側の空間にアルゴンガスを封入することにより、発光部20から外管19への良好な熱伝達性を確保するようにしている。尚、放電灯8にあっては、アルゴンガスの気圧を0.3atm〜0.9atmにすることにより、シュラウドガスが封入された空間における放電の発生を防止すると共に当該空間の気密性の確保を図るようにしている。
【0061】
以上に記載した通り、放電灯8にあっては、陰極側電極23を陽極側電極24の前側に位置するようにし、前側に位置する細管部21の前後方向における長さを後側に位置する細管部22の前後方向における長さより短くしている。
【0062】
陰極側電極23はリード線からの熱伝導の影響が少なく放熱し難いため、陰極側電極23を前側に配置することにより温度の低下が抑制され、発光効率の向上を図ることができる。
【0063】
また、陰極側の細管部21を陽極側の細管部22より短くすることにより、細管部21における熱容量が小さくなり、陰極側の温度低下が抑制されて一層の発光効率の向上を図ることができる。
【0064】
例えば、陰極側の細管部21の長さL3と陽極側の細管部22の長さL4は、0.4×L4≦L3≦0.8×L4、10mm≦L4≦15mmであることが好ましい。
【0065】
即ち、L3が0.4×L4より小さいと、過渡時の封止部の熱応力が大きくなり、この結果、クラックやリークが発生して寿命耐久性が低下する。また、封止部の温度が上昇するため、ヨウ化物等の封入物とフリットガラスが反応し、これらの封入物が消失することによって働程性能(光束維持率)も低下する。
【0066】
一方、L3が0.8×L4より大きいと、発光管内の最冷点温度が低下するため、封入物の発光に悪影響が及び発光効率が低下する。
【0067】
従って、陰極側の細管部21の長さL3と陽極側の細管部22の長さL4との関係が、0.4×L4≦L3≦0.8×L4、10mm≦L4≦15mmを満たすことにより、封止部の温度が最適化され、ヨウ化物等の封入物とフリットガラスとの反応や熱応力によるクラックやリークの抑制が可能になると共に最冷点温度の上昇によって発光効率も向上する。
【0068】
尚、細管部21の径を細管部22の径より小さくして細管部21における熱容量を小さくし、陰極側の温度低下の一層の抑制を図ることも可能である。
【0069】
さらに、陰極側の細管部21を陽極側の細管部22より短くすることにより、発光部20から放電灯8の前端までの距離が短縮化され、発光部20から出射されリフレクター7で反射された光が放電灯8によって遮蔽され難くなり、良好な配光性能を確保することができる。
【0070】
尚、放電灯8にあっては、図1に示すように、鉛直線Pに対する後方側への角度θが約55°以内で出射される光を前方へ照射される光として使用しており、この角度θの範囲内で出射されリフレクター7で反射された光が放電灯8によって遮蔽されない長さに細管部21を設定することが望ましい。
【0071】
上記したように、発光部20の内部及び細管部21、22の発光部20側の端部の内部にはヨウ化物が封入されているが、最冷点温度を上げるためには陰極側の空間におけるヨウ化物の封入量を増やしヨウ化物が高い密度で存在することが望ましい。
【0072】
そこで、放電灯8にあっては、上記したように、細管部21の内周面と陰極側電極23の外周面との間に存在する空間の前後方向における長さL2を1.0mm以下にすることにより、細管部21と陰極側電極23の間の空間の容積を小さくしてヨウ化物が陰極側に高い密度で存在するようにし、最冷点温度を高めて発光効率の向上を図るようにしている。
【0073】
また、陰極側電極23の細管部21から発光部20側への突出量S1を2.0mm以下にすることにより、陰極側の発光管における内壁の温度が上昇し、陰極側の空間に存在するヨウ化物の密度が高くなる。
【0074】
放電灯8にあっては、上記したように、発光部20の前端部から細管部21の後端部における外周面に保温膜25が形成されている。従って、アークからの放射熱によって発光管19における保温膜25が形成された陰極側の部分の温度が上昇し、発光効率の一層の向上を図ることができる。
【0075】
また、保温膜25の形成範囲を後端が陰極側電極23の後端に一致する範囲にすることにより、発光部20から出射され配光パターンに必要とされる光が保温膜25に遮蔽されることがなく、配光性能の低下を防止することができる。
【0076】
尚、放電灯8においては、上記したように、陰極側の空間に存在するヨウ化物の密度が高くされているが、ヨウ化物の封入量によってはヨウ化物により発光管19の形成材料であるアルミナ(セラミック)が浸食され、発光部20に早期のリークが生じるおそれがある。
【0077】
そこで、放電灯8にあっては、図4に示すように、発光管19における陰極側電極23を覆う部分を発光管19の他の部分より厚みの厚い厚肉部19aとして形成することが望ましい。尚、厚肉部19aを形成した場合においても、その外周に保温膜25を形成してもよい。
【0078】
このように発光管19に厚肉部19aを形成することにより、発光管19の強度が高くなり、発光部20に対する早期のリークの発生を防止することができる。
【0079】
また、厚肉部19aの形成範囲を、保温膜25の形成範囲と同様に、後端が陰極側電極23の後端に一致する範囲にし、発光部20から出射され配光パターンに必要とされる光が厚肉部19aを透過しないようにすることが望ましい。
【0080】
放電灯8にあっては、上記したように、鉛直線Pに対する後方側への角度θが約55°以内で出射される光を前方へ照射される光として使用している。
【0081】
尚、放電灯8の成形に際しては、加工上、発光管19において屈曲する部分の厚み(肉厚)が変化し易く、厚みが変化する部分を透過された光は所望の方向へ進行せず配光性能が低下するおそれがある。
【0082】
そこで、放電灯8にあっては、上記したように、発光部20に前後に2.0mm以上延びる平坦部20aを形成すると共に陽極側電極24の細管部22からの突出量S2を2.0mm以上にし、発光部20から角度θが55°以内で出射された光が平坦部20aを透過されるようにし、配光性能の向上を図るようにしている。
【0083】
上記した発明を実施するための最良の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
【図面の簡単な説明】
【0084】
【図1】図2乃至図4と共に本発明車輌用放電灯の最良の形態を示すものであり、本図は、車輌用前照灯の概略断面図である。
【図2】一部を断面にして示す放電灯の拡大側面図である。
【図3】一部を示す拡大断面図である。
【図4】発光管に厚肉部が形成された例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【0085】
8…放電灯(車輌用放電灯)、17…ソケット、18…外管、19…発光管、19a…厚肉部、20…発光部、21…細管部、22…細管部、23…陰極側電極、24…陽極側電極、25…保温膜、26…第1のリード線、28…第2のリード線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
直流点灯方式によって発光される車輌用放電灯であって、
ソケットに取り付けられた外管と、
発光部と該発光部を挟んだ反対側において前記発光部に連続して設けられた一対の細管部とから成り前記外管の内部に配置されセラミックによって形成された発光管と、
前記発光管の内部に配置された陰極側電極及び陽極側電極と、
前記陰極側電極と前記陽極側電極にそれぞれ接続され少なくとも各一部が前記外管の内部に配置された2本のリード線とを備え、
陰極側の前記細管部の長さが陽極側の前記細管部の長さより短くされ、
前記陰極側電極を前記陽極側電極を挟んで前記ソケットの反対側に配置した
ことを特徴とする車輌用放電灯。
【請求項2】
前記発光管の外面における前記陰極側電極を覆う位置に保温膜を形成した
ことを特徴とする請求項1に記載の車輌用放電灯。
【請求項3】
前記保温膜を前記陽極側電極側の一端が前記陰極側電極における前記陽極側電極側の先端より前記陽極側電極側に突出しない位置に配置した
ことを特徴とする請求項2に記載の車輌用放電灯。
【請求項4】
前記発光管の前記陰極側電極を覆う位置に前記発光管の他の部分より厚みの厚い厚肉部を形成した
ことを特徴とする請求項1に記載の車輌用放電灯。
【請求項5】
前記厚肉部を前記陽極側電極側の一端が前記陰極側電極における前記陽極側電極側の先端より前記陽極側電極側に突出しない位置に配置した
ことを特徴とする請求項4に記載の車輌用放電灯。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2011−159543(P2011−159543A)
【公開日】平成23年8月18日(2011.8.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−21354(P2010−21354)
【出願日】平成22年2月2日(2010.2.2)
【出願人】(000001133)株式会社小糸製作所 (1,575)
【Fターム(参考)】