JP2001312998A

JP2001312998A - メタルハライドランプ、メタルハライドランプ点灯装置および自動車用前照灯装置

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Publication number: JP2001312998A
Application number: JP2000130604A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Ishigami; 敏彦石神; Kozo Kamimura; 幸三上村; Akio Ishizuka; 明朗石塚; Mikio Matsuda; 幹男松田; Toshio Hiruta; 寿男蛭田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2001-11-09

Abstract

(57)【要約】【課題】水銀を封入しないとともに、光束立ち上がりを
早くすることにより、自動車用前照灯として好適なメタ
ルハライドランプおよびこれを用いた自動車用前照灯装
置を提供する。【解決手段】気密容器１ａとその内部に細長い放電空間
１ｃが形成され放電空間を包囲する部分の肉厚が比較的
大きい放電容器を備え、少なくともナトリウムおよびス
カンジウムを含む発光金属のハロゲン化物および希ガス
からなる放電媒体を封入して、蒸気圧が高くて、かつ可
視域における発光が相対的に少ない金属のハロゲン化物
および水銀を本質的に封入していない。そして、安定時
のランプ電力１００Ｗ以下で点灯する。細長い放電空間
は、好適には円筒状をなし、電極間距離のほぼ中央部の
気密容器の肉厚がその両側の肉厚より大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はメタルハライド放電
ランプ、これを用いたメタルハライドランプ点灯装置お
よび自動車用前照灯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】相対向する一対の電極を備えた発光管内
に希ガス、発光金属のハロゲン化物および水銀を封入し
たメタルハライドランプは、比較的高効率で、高演色性
であるため広く使用されている。自動車の前照灯用にお
いても、メタルハライドランプの使用が普及してきてい
る。自動車の前照灯用を含めて、現在実用されているメ
タルハライドランプは、水銀を必須としている。なお、
自動車の前照灯用のメタルハライドランプの仕様につい
ては、たとえば特開平２−７３４７号公報に記載されて
いるが、約２〜１５ｍｇの水銀の封入が不可欠とされて
いる。また、特開平５９−１１１２４４号公報には、電
極間の中間におけるランプ容器の壁厚ｔを１．５〜２．
５ｍｍ、電極間の中間のランプ容器の内径Ｄを1〜３ｍ
ｍ、電極の先端間の距離ｄを３．５〜６ｍｍ、ランプ容
器内に突出している電極の距離ｌを０．５〜１．５ｍｍ
とし、ガス充填物として希ガス、水銀およびハロゲン化
金属を含有し、かつ水銀の封入量Ａ（ｍｇ）を下式を満
足させる構成の、自動車前照灯用として好適な放電ラン
プすなわちメタルハライドランプが記載されている。こ
のメタルハライドランプにおいては、水平作動状態にて
放電アークが収縮して少なくともほぼ直線的となり、高
効率を呈する旨記述されている。

【０００３】 0.002(d+4・l)・D exp 2 <A<0.2(d+4/l)・D exp(1/3) しかしながら、環境問題が深刻化してきている現在、照
明分野においても、環境負荷が大きい水銀をランプから
減少させ、さらに廃絶することは非常に重要なことと考
えられている。

【０００４】この課題に対して、メタルハライドランプ
においても、水銀を用いないための提案が既にいくつか
なされている。たとえば、特許第２９８２１９８号公
報、特開平６−８４４９６号公報および特開平１１−２
３８４８８公報に記載されている発明は、本発明者らが
なしたものである。前者は、スカンジウムＳｃまたは希
土類金属のハロゲン化物と希ガスとを封入して、パルス
電流で点灯制御する構成である。中者は、放電媒体を金
属ハロゲン化物と希ガスで構成することにより、広い入
力範囲で色特性の変化を少なくして調光点灯を可能にし
た構成である。後者は、主発光物質であるところの第１
のハロゲン化物に加えて、蒸気圧が高くて発光しにくい
第２のハロゲン化物を添加することにより、電気特性な
どの改善を行うようにした構成である。

【０００５】また、特開平１１−３０７０４８号公報に
は、スカンジウムＳｃおよびナトリウムＮａのハロゲン
化物に加えて、金属単体での電離電圧が５〜１０ｅＶで
あり、かつ動作時の蒸気圧が１×１０^−５（ａｔｍ）で
あるところの第３のハロゲン化物としてイットリウムＹ
およびインジウムＩｎのハロゲン化物を添加することに
より、電極の飛散による黒化を防止する構成が記載され
ている。なお、この従来技術においては、発明により得
られたメタルハライドランプが自動車前照灯用としての
全光束および色度範囲を有している旨記述されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】メタルハライドランプ
を前照灯用ランプとして用いる場合、安全上の問題から
電源投入から所定時間後に照射面での明るさが所定値以
上になっていることが要求される。たとえば、自動車で
は日本電球工業会規格ＪＥＬ−２１５において、ランプ
単体での光束が１秒後２５％以上、４秒後８０％以上と
規定されている。水銀封入のメタルハライドランプにあ
っては、概ね４秒後までは低温でも蒸発しやすい水銀が
主体で発光し、その後ハロゲン化物の発光金属が発光し
始める。このため、１秒、４秒の時点での発光効率は、
一般的なハロゲン化物の発光金属主体の発光のときの半
分以下である。そこで、点灯直後の入力電力を定常時の
約２倍に高めることで規格値を達成している。このよう
な理由から、水銀を封入したメタルハライドランプの場
合、点灯直後の発光色は水銀放電によるものであるため
光特性が非常に悪く、ＪＥＬ−２１５に規定している白
色の色度範囲から逸脱していて、規格内に収まるまで数
十秒を要する。

【０００７】これに対して、水銀を封入しないメタルハ
ライドランプの場合、ハロゲン化物の蒸気圧が水銀に比
較して、すこぶる低いため、電源投入から４秒までの光
束がわずかであり、しかも主に希ガスの発光となる。こ
のような場合の希ガスの発光は、水銀より発光効率が低
い。したがって、入力電力を2倍程度に増加しても、上
記規格値を満足できないという問題がある。特開平１１
−２３８４８８公報に記載のように水銀に代えて第２の
ハロゲン化物を封入する構成のみであっても、点灯直後
の第２のハロゲン化物の蒸気圧がなお水銀蒸気圧より１
桁以上低いために、上記の問題に対する本質的な解決に
はならない。

【０００８】また、第２のハロゲン化物を添加すること
により、メタルハライドランプの主として電気特性の改
善に顕著な効果がある。しかし、実施に際しては、注意
しなければならない点がある。すなわち、第１に寿命特
性に難点が生じる場合があり、また第２にメタルハライ
ドランプを自動車用前照灯に組み込んだとき、照射中心
部での明るさの立ち上がりがランプ単体のときと比較し
て劣る場合がある。

【０００９】まず、第１の点について説明する。第２の
ハロゲン化物の添加により、点灯寿命中に電極が接続さ
れている側の封着金属箔とハロゲン化物とが反応する現
象が促進されやすい。第２のハロゲン化物は、蒸気圧が
高くて、放電容器内の濃度が高いので、封入量を大きく
したときの影響が第１のハロゲン化物より大きい。そう
して、この現象が進行すると、電極と封着金属箔との導
通が失われて点灯できなくなる。また、反応による体積
変化でその部分にクラックが生じ、気密が失われて点灯
できなくなる。したがって、短寿命化や信頼性低下を招
来する。また、自動車用前照灯の場合、始動時に定常時
より大きなランプ電流を流し、また点滅サイクルが非常
に大きいので、封着金属箔の変質が発生すると、影響が
大きい。上述した反応の促進は、メタルハライドランプ
を交流点灯する場合には、一対の電極の双方に生じるこ
とになる。これに対して、直流点灯の場合には、陽極側
の集中して発生し、その反応速度は交流点灯時の数倍に
なる。これは、第２のハロゲン化物が分解して生じた遊
離ハロゲンが負イオン化して陽極に誘引され、陽極と急
速に反応するためと考えられる。このため、直流点灯
は、自動車用前照灯においては、回路の大きさ、回路効
率およびコストなどで有利であるにもかかわらず、特に
深刻な問題となり、第２のハロゲン化物を封入するのが
困難であることが分かった。

【００１０】次に、第２の問題点について説明する。第
２のハロゲン化物を封入すると、始動後１秒以内にハロ
ゲン化物が飛散し、放電容器の放電空間の内表面にハロ
ゲン化物の膜を形成するという現象が生じる場合があ
る。この場合、膜により出射光が拡散されるため、実質
的な発光部のサイズが放電容器の内表面全体となる。前
照灯の反射鏡やレンズの光学系は、規定サイズのアーク
に対して適切な配光分布、照射中心の明るさが得られる
ように設計されているので、膜により実際上の発光部サ
イズが大きく変化するため、配光分布が崩れるととも
に、照射面の明るさが低下する。このような問題を引き
起こすハロゲン化物の膜は、放電容器の温度が上昇し
て、暫くすると蒸発して消失するので、安定時の明るさ
などに影響するものではない。

【００１１】本発明は、環境に悪影響のある水銀を本質
的に用いないで環境に配慮するとともに、始動直後の光
束立ち上がりが早くて、調光時および寿命中の色変化が
少なくて、自動車前照灯用として好適なメタルハライド
ランプ、これを用いたメタルハライドランプ点灯装置お
よび自動車用前照灯装置を提供することを目的とする。

【００１２】また、本発明は、光色が始動直後から白色
範囲に入る自動車前照灯用として好適なメタルハライド
ランプ、これを用いたメタルハライドランプ点灯装置お
よび自動車用前照灯装置を提供することを他の目的とす
る。

【００１３】さらに、本発明は、点灯時の内部圧力が低
いために、放電容器の破裂の危険性が少なくて、再始動
が容易で、自動車前照灯用として好適なメタルハライド
ランプ、これを用いたメタルハライドランプ点灯装置お
よび自動車用前照灯装置を提供することをさらに他の目
的とする。

【００１４】さらにまた、本発明は、直流点灯に好適な
メタルハライドランプ、これを用いたメタルハライドラ
ンプ点灯装置および自動車用前照灯装置を提供すること
をさらに他の目的とする。

【００１５】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明のメタル
ハライドランプは、内部に細長い放電空間が形成され放
電空間を包囲する部分の肉厚が比較的大きい耐火性で透
光性の気密容器および気密容器内の放電空間の両端に離
間対向して封装された一対の電極を備えた放電容器と；
少なくともナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃを含
む複数種の発光金属のハロゲン化物、ならびに希ガスか
らなり、気密容器内に封入された放電媒体と；を具備
し、蒸気圧が相対的に高くて、かつ可視域における発光
が相対的に少ない金属のハロゲン化物および水銀が本質
的に封入されていないとともに、ランプ電力１００Ｗ以
下で点灯することを特徴としている。

【００１６】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１７】＜放電容器について＞放電容器は、気密容
器および一対の電極を備えて構成されている。

【００１８】（気密容器について）気密容器は、耐火性
で透光性である。「耐火性」とは、放電ランプの通常の
作動温度に十分耐える意味である。したがって、気密容
器は、耐火性を備える材料であり、かつ放電によって発
生した所望波長域の可視光を外部に導出することができ
れば、どのようなもので作られていてもよい。たとえ
ば、石英ガラスや透光性アルミナ、ＹＡＧなどのセラミ
ックスまたはこれらの単結晶などを用いて形成すること
ができる。なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハ
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、気密容器の内面を改質することが許容される。

【００１９】また、気密容器は、その内部に細長い放電
空間が形成されているとともに、放電空間を包囲する部
分の肉厚が比較的大きくなっている。細長い放電空間と
それを包囲する部分の肉厚は、たとえば後述するように
設定することができる。

【００２０】（電極について）本発明のメタルハライド
ランプは、交流および直流のいずれで点灯するように構
成してもよい。

【００２１】交流で作動する場合、一対の電極は同一構
造とする。また、自動車前照灯用のメタルハライドラン
プの場合、電極の先端部を軸部より径大にすると好都合
である。すなわち、ランプの点滅回数が非常に多くなる
とともに、また始動時には定常時より大きな電流を流す
ので、これに対応して電極全体を径大にすると、電極軸
に接触している気密容器の構成材料が点滅のたびに熱応
力を受けてクラックを生じやすい。そこで、電極の先端
に径大部を形成することで、電極を点滅に対応させるこ
とができるが、軸部は径大になっていないから、クラッ
クを生じにくい。直流で作動する場合、一般に陽極は
温度上昇が激しいから、先端に径大部を形成すれば放熱
面積を大きくすることができるとともに、頻繁な点滅に
対応することができる。これに対して、陰極は必ずしも
径大部を形成する必要がない。

【００２２】次に、電極間距離は、実際的には６ｍｍ以
下が好適である。すなわち、電極間距離が６ｍｍを超え
ると、点光源から離れてしまい、光学系の焦点特性が悪
くなり、たとえば自動車前照灯用光源として用いた場合
に照射面の明るさが低下してしまう。また、電極間距離
は、後述するように、気密容器の内径および肉厚との間
に密接な相互関係がある。

【００２３】（細長い放電空間とそれを包囲する部分の
肉厚の関係について）１．放電空間の最大内径と放電空間の最大肉厚とを規定
する場合放電容器の電極間距離をＬ（ｍｍ）とし、その中央より
の８０％の領域における放電空間の最大内径をＤ（ｍ
ｍ）とする。そして、Ｄ／Ｌが下式を満足するように設
定されている必要がある。

【００２４】０．２５≦Ｄ／Ｌ≦１．５０なお、電極間距離Ｌ（ｍｍ）の中央寄りの８０％の領域
を規定する理由は、次のとおりである。すなわち、本発
明においては、放電空間の内表面をアークに適当な距離
だけ接近させることによって、気密容器の温度上昇を早
めることを企図している。そして、電極間距離Ｌ（ｍ
ｍ）の中央寄りの８０％の領域においては、気密容器の
内径を小さくすることによって、アークを気密容器の内
表面に接近させることができる。ところが、電極間距離
Ｌにおける一対の電極寄りのそれぞれ１０％の領域では
電極に近いためにアークが気密容器の内表面から離れ
る。そのため、この領域においては、内径および肉厚を
規定する意味が薄れるからである。

【００２５】上記数式の限定理由を説明する。すなわ
ち、Ｄ／Ｌが上記範囲内であると、アークの中央部が放
電容器の内表面に適度に接近し、アークから放電容器へ
の伝熱量が増加して、放電容器の所期の温度上昇が得ら
れる。Ｄ／Ｌの範囲は、一般的には上記の範囲である
が、好ましくは０．３０〜１．０５である。より一層好
ましくは、０．４５〜０．９０である。

【００２６】これに対して、Ｄ／Ｌが１．５０超である
と、上記伝熱量の増加が少なくなりすぎる。反対に、Ｄ
／Ｌが０．２５未満であると、放電容器の温度上昇が過
度になり、放電容器が膨れたり、ハロゲン化物または遊
離ハロゲンと放電容器とが反応して白濁したりする不都
合が生じる。

【００２７】次に、放電容器の電極間距離をＬ（ｍｍ）
とし、その中央寄りの８０％の領域における放電空間の
最大肉厚をｔ（ｍｍ）とする。そして、ｔ／Ｌが下式を
満足するように設定されている必要がある。

【００２８】０．１６≦ｔ／Ｌ≦１．１０前述のように放電空間の内表面をアークに適当な距離だ
け接近させることによって、気密容器の温度上昇を早め
るのであるが、さらにこれに加えて、放電容器の肉厚を
上記の範囲内で大きくする。これにより、放電容器の主
として上部においてアークから受けた熱を放電容器の側
面および底面など他の部分へ速やかに伝導して、これら
の部分の温度を上昇させることができる。ｔ／Ｌの範囲
は、一般的には上記の範囲であるが、好ましくは０．２
１〜０．７７である。より一層好ましくは、０．３１〜
０．５７である。

【００２９】これに対して、ｔ／Ｌが０．１６未満であ
ると、放電容器の肉厚が小さくなって他の部分への伝熱
が遅くなりすぎる。反対に、ｔ／Ｌが１．１０超である
と、放電容器の熱容量が大きくなりすぎて、返って放電
容器における他の部分の温度上昇が遅くなる。

【００３０】２．一対の電極の放電開始点を考慮して放
電空間の最大内径と放電空間の最大肉厚とを規定する場
合電極端間距離をＬ（ｍｍ）とし、一対の電極の放電開始
点の間を結ぶ第１の仮想直線を引き、放電空間の中央上
部の内表面から第１の仮想直線に対して直角な第２の仮
想直線を引いたとき、第１および第２の仮想直線の交点
と、放電空間の中央上部の内表面との間の距離をＤｃ／
２（ｍｍ）とし、電極間距離の中央寄り８０％の領域に
おける気密容器の最大肉厚をｔ（ｍｍ）としたとき、Ｄ
ｃ／Ｌおよびｔ／Ｌが下式を満足するように設定する。
なお、「電極の放電開始点」とは、電極上に生じるアー
クスポットの位置の中心を意味する。メタルハライドラ
ンプのいわゆる水平点灯においては、アークが上方に湾
曲しやすいことから、電極の放電開始点が電極間を結ぶ
仮想線より上方に変位して形成されやすく、これに伴っ
てアークも全体に上方へ変位する。このため、アーク
は、変位量に応じて放電空間の内表面の上部へ接近す
る。

【００３１】２５≦Ｄｃ／Ｌ≦０．９６０．１６≦ｔ／Ｌ≦１．１０＜放電媒体について＞本発明において、放電媒体は、
前述したように本質的には発光金属のハロゲン化物およ
び希ガスからなる。

【００３２】（ハロゲン化物について）ハロゲン化物
は、少なくともナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃ
を含む複数種の発光金属のハロゲン化物である。上記ナ
トリウムＮａおよびスカンジウムＳｃは、高効率な発光
物である。なお、要すれば、上記に加えて他の発光金属
を封入することが許容される。

【００３３】次に、ハロゲン化物を構成するハロゲンに
ついて説明する。すなわち、ハロゲンとしては、ヨウ素
が反応性が最も適当であり、臭素、塩素、フッ素の順に
反応性が強くなっていくが、要するに以上のいずれを用
いてもよい。また、たとえ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。
以下、ハロゲン化物の封入量に関して採用し得る構成
について説明する。

【００３４】１．発光金属のハロゲン化物は、放電容器
の内容積１ｃｃ当たり５〜１１０ｍｇ封入することがで
きる。

【００３５】一般的にハロゲン化物の封入量を多くして
いくと、放電容器の放電空間の内壁に対するハロゲン化
物の付着領域が電極間の中央において下部から側面に、
さらには上部付近まで広がっていく。放電空間の内壁の
温度は、下部より側面、側面よりは上部の方が高い。そ
の結果、始動後壁面に付着しているハロゲン化物の温度
上昇が上部や側面で早くなり、蒸発も早くなるので、光
束立ち上がりが早くなる。本発明においては、放電容器
の中央領域の肉厚が相対的に大きくなっていることによ
り、放電容器の温度分布が相対的に均一化されるので、
ハロゲン化物の付着位置が同じであったとしても、肉厚
が大きくなっていない場合に比較すると、高い温度分布
となり、しかも均一化する。したがって、ハロゲン化物
の付着位置がたとえ同じであったとしても、光束立ち上
がりは早くなる。

【００３６】次に、所与の放電空間に対してハロゲン化
物が多いと、上述したように、ハロゲン化物が付着して
いる部分の面積比率が相対的に大きくなる。しかし、ハ
ロゲン化物の付着部を透過した光は、ハロゲン化物によ
って着色する。このため、ハロゲン化物の付着領域が多
くなると、点灯中にハロゲン化物の付着部を透過して出
射する光の割合が増加し、光色が悪くなる。また、ハロ
ゲン化物の封入量が多くなると、その付着位置が不安定
になるので、光束立ち上がり時に光色の変化が許容でき
ない程度に目立つ。

【００３７】なお、本発明のさらに好適な範囲は、放電
容器の内容積１ｃｃ当たり５〜３５ｍｇである。この範
囲であると、放電空間の内壁へのハロゲン化物の付着範
囲が少なくなるため、付着したハロゲン化物によるフィ
ルター作用が低減するので、光色が安定する。また、上
記と別な好適な範囲は、３０〜５５ｍｇである。この範
囲であると、光束立ち上がりが一層良好になる。

【００３８】２．電極間距離の中央寄り８０％の領域に
おける気密容器の最大肉厚をｔ（ｍｍ）とし、放電容器
の内容積１ｃｃ当たりの封入量をｑ（ｍｇ／ｃｃ）とし
たとき、下式を満足するようにハロゲン化物を封入す
る。

【００３９】ｑ≦７１．４／ｔハロゲン化物の放電空間の内壁に付着する範囲は、気密
容器の中央横断面の中心を通過する鉛直線を基準にして
中心から±８０°の範囲以下であることが望ましい。放
電空間の内壁に付着したハロゲン化物は点灯中液相であ
り、この部分を透過した光は、液化ハロゲン化物の色、
たとえばＳｃ−Ｎａ−Ｉ系であれば緑ないし黄色に着色
され、色度値が悪化するので、好ましくない。一般に自
動車用前照灯においては、遮光体を放電容器に沿って配
設することによって、上半球に向かう光をカットして投
射する。自動車用前照灯の遮光体は、前照灯における反
射鏡の構成の関係で、放電容器の下側を中心に放電容器
の約半分を覆うように配設されるので、上記の角度範囲
であれば、放電空間の内壁に付着した液相のハロゲン化
物を透過して着色された不所望な光はカットされる。

【００４０】ところで、ハロゲン化物の付着範囲は、前
述のように同じ封入量であっても、気密容器の肉厚が大
きいと大きくなるので、実験の結果、肉厚ｔに反比例す
る上記の数式を満足させることにより、ハロゲン化物の
付着の角度範囲が±８０°以下となることを確認した。

【００４１】なお、本発明のさらに好適には、ハロゲン
化物の封入量が放電容器の内容積ｃｃ当り３０．６／ｔ
（ｍｇ／ｃｃ）以下の範囲である。

【００４２】そうして、上記の構成により、液化したハ
ロゲン化物の膜を発生光が透過することによって着色し
た光となって放射される範囲をカットしやすい範囲に限
定できるので、その影響を実質上なくすることができ
る。

【００４３】（希ガスについて）希ガスは、始動ガスお
よび緩衝ガスとするとともに、始動直後には主発光を担
当するように作用するもので、一般的には気密容器を透
過しなければ特に限定されないが、ネオンは石英ガラス
を透過しやすいので、気密容器を石英ガラスで形成する
場合には、アルゴン、クリプトンまたはキセノンが推奨
される。始動直後の発光を希ガスに依存する場合、最も
発光効率が高いのはキセノンであるため、希ガスはキセ
ノンが最適である。また、希ガスの封入圧力を高くする
と、メタルハライドランプのランプ電圧が高くなり、同
一ランプ電流に対してランプ入力を大きくして、光束立
ち上がり特性を向上させることができる。光束立ち上が
り特性が良好であることは、どのような使用目的であっ
ても好都合であるが、特に自動車用前照灯装置および液
晶プロジェクタなどにおいて極めて重要である。

【００４４】（水銀について）本発明において、「本質
的に水銀が封入されていない」とは、水銀を全く封入し
ていないばかりでなく、気密容器の内容積１ｃｃ当たり
２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀が存在してい
ることを許容するという意味である。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電気特性を維持す
る場合には、短アーク形においては気密容器の内容積１
ｃｃ当たり２０〜４０ｍｇ、さらに場合によっては５０
ｍｇ以上封入していたことからすれば、本発明は水銀量
が実質的に少ないといえる。

【００４５】＜ランプ電力について＞本発明において、
ランプ電力は、メタルハライドランプに投入される電力
であり、１００Ｗ以下である。これは小形のメタルハラ
イドランプであることを意味する。そして、この種の従
来のメタルハライドランプにおいては、光束立ち上がり
早くしたいという要求が多い。

【００４６】＜本発明の作用について＞１放電容器の伝熱特性の改良により光束立ち上がりが
早くなる。

【００４７】以上の説明から明らかなように、本発明に
おいては、環境負荷の大きい水銀を本質的に用いない
で、しかも放電容器の放電空間が細長く、放電空間を包
囲する部分の肉厚を比較的大きくしたことにより、アー
クが放電容器の上部内表面に接近するため、アークの熱
が放電容器の主として中央部の上部に良好に伝熱され
る。また、放電容器の上部に伝導した熱は、放電容器の
管壁部分を伝導し、その側面から底面へ伝達してそれら
の部分を速やかに加熱して昇温させする。

【００４８】その結果、主として放電容器の内表面の底
部および側面にわたり付着して固化しているハロゲン化
物を速やかに加熱してこれを温度上昇させて液化させ、
さらには蒸発させるので、電源投入直後からの光束立ち
上がり特性が著しく改善される。このため、自動車用前
照灯として規定されている規格を満足させるように構成
することができる。

【００４９】したがって、本発明は、自動車用前照灯の
メタルハライドランプとして好適であるが、これに限定
されるものではない。

【００５０】２本発明においては、水銀を封入するメ
タルハライドランプより電源投入直後の光束立ち上がり
が良好である。

【００５１】すなわち、同一の放電容器を備えていると
しても、水銀を封入する場合、始動直後の発光は水銀主
体であり、始動後、放電容器の温度の上昇に応じて水銀
が蒸発していき、その蒸気圧に比例して光束が増加す
る。水銀は、発光効率がハロゲン化物を構成している金
属の半分程度なので、自動車用前照灯においては、これ
を補うために、一般的に始動後４秒間ないしそれ以上の
時間２倍前後のランプ電力を投入するように点灯装置を
可制御に構成している。たとえば、自動車用前照灯に用
いられるメタルハライドランプにおいては、１秒後の光
束は、安定時の２５％程度で、１秒以内、特に始動直後
が暗い。その後、５秒前後で１００％に達する。このた
め、ハロゲン電球より光束立ち上がりが遅く、安全上、
より早い光束立ち上がりが望まれる所以である。なお、
水銀は、急速に蒸発するので、電源投入１秒後の光束を
大きくするように投入電力を調整しようとすると、その
後の立ち上がりがオーバーシュートして実用に適さな
い。

【００５２】これに対して、本発明においては、始動直
後は希ガスが主に発光するとともに、ハロゲン化物を構
成する発光金属も一部発光する。その後徐々に発光金属
の発光比率が増大し、またこれに比例して光束が増加し
て安定点灯に至る。始動時の投入電力を調整することに
より、１秒後２５％以上の光束を得ることができるの
で、水銀封入の場合より安全である。特に始動直後から
０．３秒までの光束の時間当たりの増加率は非常に高
く、水銀封入のメタルハライドランプの数倍以上にな
る。始動直後の光束は、その後数秒間維持され、その
後、発光金属の発光が主な発光へと移行していく。この
ため、電源投入後すぐ明るくなってハロゲン電球の感覚
に近いメタルハライドランプを得ることができる。した
がって、実用に際して始動時の投入電力などを適切化す
ることにより、１秒後の光束立ち上がりを同一消費電力
のハロゲン電球のそれと同等にすることができる。水銀
を封入するメタルハライドランプにおいては、上述した
ようなフラットな光束立ち上がりを得ることは至難の技
である。すなわち、水銀は急速に蒸発するので、１秒後
の光束立ち上がり％を大きくするように投入電力を調整
しようとすると、その後の立ち上がりがオーバーシュー
トして実用に適さないものとなってしまうからである。

【００５３】３水銀を封入した場合より放電容器の破
裂の危険性が少ない。

【００５４】すなわち、現在市販されている自動車用前
照灯に用いる３５Wのメタルハライドランプは、水銀１
ｍｇ前後と、発光金属のハロゲン化物および室温で４〜
６気圧のキセノンとが封入されている。そして、点灯中
の圧力は、水銀が完全蒸発するので、水銀量とキセノン
の封入圧とで決まる。なお、ハロゲン化物の蒸気圧は上
記より２桁以上低いので、考慮する必要はない。

【００５５】これに対して、本発明においては、点灯中
の圧力が希ガスで決まる。希ガスの封入圧を水銀を封入
する場合より多い６〜１０気圧にするにしても、明らか
に水銀封入の場合より低くなる。このため、放電容器の
耐圧性能が同等でれば、破裂の危険性は本発明の方が低
くなり、それだけ信頼性が高くなる。

【００５６】４水銀を封入する場合より再始動が容易
になる。

【００５７】自動車用前照灯に用いるメタルハライドラ
ンプにおいては、その性質上要求される頻繁な点滅と素
早い光束立ち上がりとの対応させるために、再始動が必
要であるが、本発明においては放電容器内の圧力が低い
ので、その分再始動が容易になる。

【００５８】５水銀を封入する場合より光色の変化が
少ない。

【００５９】本発明においては、水銀を本質的に封入し
ていないので、入力の変動に対する光色の変化が少な
い。なぜなら、水銀封入の場合、ランプからの発光は、
発光金属と水銀との発光からなる。放電容器の温度が変
わっても水銀の蒸気圧は非常に高いので、その点灯圧力
殆ど変わらないが、金属ハロゲン化物は水銀に較べて蒸
気圧がすこぶる低いので、放電容器の温度に応じて蒸気
圧が敏感に変化する。このため、ランプ入力が変化する
と、水銀の発光量は変わらないのに、金属ハロゲン化物
の発光金属の発光は大いに変化し、光色の変化が著し
い。

【００６０】これに対して、本発明においては、発光金
属の発光が殆どであるから、光色の変化は殆ど生じない
のである。したがって、調光特性が良好であるととも
に、同一ランプ電力における光色のばらつきが少ない。
水銀を封入するメタルハライドランプにおいては、放電
容器の形状および寸法のばらつきに伴うランプ個々の色
温度の違いによる色むらや、長期寿命中での放電容器の
黒化などによる最冷部温度の上昇による色温度の変化が
大きな問題になるが、本発明においては、この点が改善
される。

【００６１】６第２のハロゲン化物を封入してないの
で、寿命特性に問題が生じにくい。

【００６２】点灯中の蒸気圧が相対的に大きくて、発光
金属に比較して可視域に発光しにくい金属のハロゲン化
物（第２のハロゲン化物）を封入してないので、前述し
たような寿命特性に難点が生じることがない。

【００６３】７第２のハロゲン化物の飛散による照射
面の明るさの低下がない。

【００６４】第２のハロゲン化物を封入してないので、
始動後１０秒以内のハロゲン化物の飛散による実際上の
発光部のサイズの増大による配光分布が崩れて照射面の
明るさが低下するようなことはない。

【００６５】８ランプ電圧が低くなる。

【００６６】水銀や蒸気圧の高いハロゲン化物を封入し
ないので、ランプ電圧が低くなり、これによる利点があ
る。メタルハライドランプの場合、電極でエネルギー損
失が生じる。その割合は、ランプ電圧に対する陰極およ
び陽極の降下電圧の割合で決まる。一般に、メタルハラ
イドランプでは電極降下電圧は、１５Ｖ程度と考えられ
ている。水銀封入の場合のランプ電圧が８５Ｖ程度で、
本発明の典型的なメタルハライドランプのランプ電圧は
３５Ｖ程度である。したがって、前者における電極損失
は１７．６％、後者は４２．８％となり、これに伴い後
者のランプ効率は、前者の７０％程度になってしまう。
ところが、水銀を封入しない場合のは、放電状態が変化
し、電極降下電圧は７Ｖ程度であることが明らかになっ
てきた。これによると、本発明の場合の電極損失は、２
０％であり、このためランプ効率も前者の９７％程度得
られる。このことから、水銀を封入しないことによるラ
ンプ電圧が低い点は、ランプ効率の点で問題がないこと
を意味する。

【００６７】一方、点灯回路の面では、ランプ電圧が低
いと、所要のランプ電力を消費するためには、ランプ電
流が大きくなるため、装置が大形化する傾向となるが、
近時の回路技術の進歩により、ランプ電流による装置の
大きさの差は少なくなってきている。

【００６８】９ランプ電圧のばらつきが少ない。

【００６９】ランプ電圧のばらつきが少ないと、ランプ
の製造不良率を低減してコストを低下することができ
る。また、ランプ間の特性ずれが小さくて、信頼性向上
が可能である。

【００７０】ランプ電圧のばらつきが少ない理由は次の
とおりである。すなわち、ランプ電圧を決定する要素
は、主に水銀量で、一部が希ガス圧とハロゲン化物の蒸
気圧である。水銀封入のメタルハライドランプでは、ラ
ンプ電圧が８５Ｖ±１７Ｖで、うち推定５５Ｖが水銀量
によるもの、推定２５Ｖが希ガス圧、推定５Ｖ以下がハ
ロゲン化物の蒸気圧によるものと考えられる。希ガス圧
制御は、放電容器の排気前に圧力測定器で計測し、排気
管チップオフ時に容積の分かった排気管と放電容器の希
ガスを放電容器内に全て冷却液化して封止するので、比
較的容易に行える。一方、水銀量制御は、数百Ｗ形の一
般照明用メタルハライドランプ（水銀封入量数十ｍｇ）
においても、１ｍｇ以下の精度となると、難易度が高
い。市販の自動車用前照灯に装着する小形のメタルハラ
イドランプの場合、水銀封入量は、約１ｍｇ前後の非常
に少量の封入であるから、さらに制御の難易度が高く、
たとえば０．１ｍｇの精度で制御しても、総封入量に１
０％の誤差が生じ、ランプ電圧には７％前後のばらつき
が生じる。

【００７１】１０直流点灯が可能である。

【００７２】メタルハライドランプを用いる自動車用前
照灯においては、電子式のメタルハライドランプ点灯装
置を用いて当該ランプを点灯している。自動車において
は、直流電源を用いているので、メタルハライドランプ
点灯装置が直流点灯方式である方が、装置が小形、軽量
化になる。

【００７３】これに対して、水銀を封入するメタルハラ
イドランプにおいては、これを直流点灯すると、主発光
物質（たとえば、ＮａやＳｃ）は陰極側へ誘引されて、
陽極側では水銀ばかりが発光する。その結果、電極間で
色むらを生じてしまうので、直流点灯は前照灯には適さ
ない。なお、本発明のように水銀を封入しないメタルハ
ライドランプでは、陽極側で水銀が強く発光することは
ないので、上記の色むらは緩和されて実用的には問題な
い程度になる。

【００７４】請求項２の発明のメタルハライドランプ
は、請求項１記載のメタルハライドランプにおいて、放
電容器は、放電空間がほぼ円柱形状をなし、電極間距離
のほぼ中央部の肉厚がその両側の肉厚より大きいことを
特徴としている。

【００７５】本発明は、放電容器の好適な構造を規定し
ている。

【００７６】すなわち、放電空間が円柱状であることに
より、アークが水平点灯においては上方へ湾曲しようと
するために、放電容器の上側の内面に接近するので、放
電容器の上部の温度上昇が早くなる。また、電極間距離
のほぼ中央部の肉厚がその両側の肉厚より大きいことに
より、放電容器の伝熱が良好になって放電容器の放電空
間の下部およぶ側部内面に付着している放電媒体の温度
上昇が早まるために、光束立ち上がりが早くなる。

【００７７】請求項３の発明のメタルハライドランプ
は、請求項１または２記載のメタルハライドランプにお
いて、放電容器は、電極間距離が６ｍｍ以下であり；放
電媒体は、発光金属として希土類金属を含んでいる；こ
とを特徴としている。

【００７８】本発明は、ランプ電力１００Ｗ以下で点灯
する小形のメタルハライドランプにおいて好適な電極間
距離と白色発光に好適な発光金属の組み合わせを規定し
ている。このため、自動車用前照灯に装着するのに好適
なメタルハライドランプを得ることができる。

【００７９】請求項４の発明のメタルハライドランプ
は、請求項１ないし４のいずれか一記載のメタルハライ
ドランプにおいて、放電媒体は、希ガスが３気圧以上の
圧力で封入されているキセノンからなることを特徴とし
ている。

【００８０】本発明は、自動車用前照灯に装着するのに
好適なメタルハライドランプに封入する希ガスの種類お
よびその封入圧を規定している。

【００８１】請求項５の発明のメタルハライドランプ点
灯装置は、キセノンの封入圧をＸ（気圧）としたとき、
Ｘが下式（１）を満足する請求項３記載のメタルハライ
ドランプと；メタルハライドランプの点灯直後４秒まで
の最高入力電力をＡＡ（Ｗ）としたとき、ＡＡが下式
（２）を満足する点灯回路と；を具備していることを特
徴としているメタルハライドランプ点灯装置。

【００８２】３＜Ｘ＜１５（１）ＡＡ＞−２．５Ｘ＋１０２．５（２）本発明は、点灯直後４秒までの光束立ち上がりを早めて
自動車用前照灯に必要な前照灯前面の代表点での光度８
０００ｃｄを得ることができるためのキセノン封入圧と
最高入力電力との関係を規定している。このようにキセ
ノン封入圧と最高入力電力とが直線的な関係になるの
は、蒸気圧の低い放電媒体のみであるから、始動後４秒
後の時点ではキセノンの発光が圧倒的になっているから
である。キセノンの発光量は、キセノンの封入圧とその
時の電力とで決まるので、キセノン圧が低ければ、入力
電力を多くすればよい。反対に、キセノン圧が高けれ
ば、入力電力を少なくすればよい。

【００８３】なお、本発明は、交流点灯および直流点灯
のいずれであってもよい。

【００８４】請求項６の発明のメタルハライドランプ点
灯装置は、請求項１ないし４のいずれか一記載のメタル
ハライドランプと；メタルハライドランプを直流で点灯
する点灯回路と；を具備していることを特徴としてい
る。

【００８５】本発明は、直流点灯を行う構成を規定して
いる。

【００８６】すなわち、本発明のメタルハライドランプ
を直流点灯することにより、水銀封入のメタルハライド
ランプを交流点灯する場合よりも装置を小形化すること
ができる。自動車においては、直流が用いられているの
で、直流点灯の場合は交流に電力変換する必要がないか
らである。

【００８７】請求項７の発明のメタルハライドランプ点
灯装置は、請求項５または６記載のメタルハライドラン
プ点灯装置において、点灯回路は、ランプ電圧の検出範
囲の最大値が６０Ｖ以下に設定されているランプ電圧検
出回路を備えるとともに、ランプ電圧検出回路で検出し
たランプ電圧に基づいてメタルハライドランプを定電力
制御することを特徴としている。

【００８８】本発明は、本発明のメタルハライドランプ
は、水銀を封入していないから、ランプ電圧が前述のよ
うに低いから、最高でもランプ電圧の検出範囲の最大値
を６０Ｖ以下に設定することができる。これに対して、
水銀を封入するメタルハライドランプにおいては、１２
０Ｖ程度に設定している。

【００８９】そうして、ランプ電圧の検出範囲の最大値
が低くなると、点灯回路の制御回路に用いるメモリの精
度を２倍に高くすることができる。このため、肌目細か
い制御が可能になる。

【００９０】請求項８の発明のメタルハライドランプ点
灯装置は、請求項５ないし７のいずれか一記載のメタル
ハライドランプ点灯装置において、点灯回路は、無負荷
出力電圧が２００Ｖ以下であることを特徴としている。

【００９１】本発明のメタルハライドランプは、ランプ
電圧が低いので、点灯回路の無負荷出力電圧を２００Ｖ
以下にすることができる。このため、点灯回路の小形化
が可能になる。これに対して、水銀を封入したメタルハ
ライドランプにおいては、４００Ｖ程度の無負荷出力電
圧を必要としている。

【００９２】請求項９の発明の自動車用前照灯装置は、
自動車用前照灯装置本体と；放電容器の軸が自動車用前
照灯装置本体の光軸に沿って自動車用前照灯装置本体内
に配設された請求項１ないし８のいずれか一記載のメタ
ルハライドランプと；を具備していることを特徴として
いる。

【００９３】本発明の自動車用前照灯装置は、請求項１
ないし８のメタルハライドランプを光源として備えてい
るので、光束立ち上がりが早くて安全である。なお、
「自動車用前照灯装置本体」とは、自動車用前照灯装置
からメタルハライドランプを除いた残余の全ての部分を
意味する。

【００９４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００９５】図１は、本発明のメタルハライドランプの
第１の実施形態を示す正面断面図である。

【００９６】図２は、同じく各部の寸法を説明するため
に放電容器の内部を模式的に示す模式図である。

【００９７】図３は、同じく放電空間内のハロゲン化物
の付着範囲を示す拡大横断面図である。

【００９８】各図において、１は放電容器、２は封着金
属箔、３は外部リード線、Ｈは付着したハロゲン化物で
ある。

【００９９】放電容器１は、石英ガラス製の気密容器１
ａおよび一対の電極１ｂからなる。気密容器１ａは、中
空の紡錘形状に成形されてなり、その両端に一対の細長
い封止部１ａ１を一体に備えているとともに、内部に細
長い放電空間１ｃが形成されている。電極１ｂは、タン
グステン製で、電極軸１ｂ１および径大部１ｂ２を備え
ており、電極軸１ｂ１の基端が封止部１ａ１に埋設され
ることによって所定の位置に支持されている。径大部１
ｂ２は、電極軸１ｂ１と一体に形成されている。また、
電極軸１ｂ１の基部は、封止部１ａ１内において、封着
金属箔２の一端に溶接されている。

【０１００】封着金属箔２は、モリブデン箔からなり、
気密容器１ａの封止部１ａ１内に気密に封着されるとと
もに、他端に外部リード線３が溶接されている。

【０１０１】気密容器１ａ内には、放電媒体として発光
金属のハロゲン化物および希ガスが封入されている。発
光金属のハロゲン化物は、ナトリウムＮａ、スカンジウ
ムＳｃおよび希土類金属のハロゲン化物からなる。

【０１０２】次に、図２を参照して、各部の寸法につい
て説明する。

【０１０３】電極１ｂ、１ｂの間の中心軸上の距離を電
極間距離Ｌ（ｍｍ）とし、その中央寄り８０％の中に位
置する放電空間１ｃの最大内径をＤ（ｍｍ）とし、最大
肉厚をｔ（ｍｍ）とする。そして、Ｄ／Ｌを０．２５〜
１．５０、またｔ／Ｌを０．１６〜１．１０の範囲に設
定している。

【０１０４】上記のように構成されているメタルハライ
ドランプは、ランプ電力１００Ｗ以下で点灯される。点
灯中液化状態で放電空間１ｃの内面に付着したハロゲン
化物Ｈは、図３に示すように、気密容器１ａの中心から
垂下した鉛直線ｌ１に対して±８０°以内の範囲に入っ
ている。

【実施例１】放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大
内径４．５ｍｍ、電極間距離４．２ｍｍ、電極軸径０．
４ｍｍ、長さ７ｍｍ、径大部の直径０．６ｍｍ、Ｄ／Ｌ
約１．０７、ｔ／Ｌ０．２４放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、希ガスＸｅ８気圧図４は、本発明のメタルハライドランプの実施例１にお
ける光束立ち上がり特性を比較例のそれととともに示す
グラフである。

【０１０５】図において、横軸は電源投入後経過時間
（秒）を、縦軸は全光束（％）を、それぞれ示す。図
中、曲線Ａは実施例１、曲線Ｂは比較例、の光束立ち上
がり特性曲線をそれぞれ示す。なお、比較例は、水銀を
封入している以外は、実施例と同様な構成である。

【０１０６】図から理解できるように、実施例１は、電
源投入１秒後の光束が水銀を封入している比較例より多
い。

【０１０７】図５は、本発明のメタルハライドランプの
第２の実施形態を示す正面断面図である。

【０１０８】図６は、同じく各部の寸法を説明するため
に放電容器の内部を模式的に示す模式図である。

【０１０９】各図において、図１および図２と同一部分
については同一符号を付して説明は省略する。本実施形
態は、放電空間１ｃの形状が異なる。

【０１１０】すなわち、放電空間１ｃがほぼ円筒状をな
している。このため、アークは、第１の実施形態の場合
より直線に近くなる。

【実施例２】放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大
内径３．０ｍｍ、電極間距離４．２ｍｍ、電極軸径０．
４ｍｍ、長さ７ｍｍ、径大部の直径０．７ｍｍ、Ｄ／Ｌ
約０．７１、ｔ／Ｌ０．４２放電媒体：Ａ１ランプ；発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２
ｍｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇ、希ガ
スＸｅ８気圧Ａ２ランプ；発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２
ｍｇ、ＮａＩ０．６ｍｇ、希ガスＸｅ８気圧比較例として、Ｂランプを製作した。

【０１１１】Ｂランプ；発光金属のハロゲン化物−Ｓ
ｃＩ_３０．２ｍｇ、ＮａＩ０．６ｍｇ、希ガスXe8気
圧、Hg1ミリグラム次に、上記各ランプについてランプ電圧、全光束、平均
演色評価数Ｒａおよび色温度を測定した結果を表１に示
す。なお、周波数２００Ｈｚの矩形波の点灯装置を用い
て、ランプ電力４０Wで点灯して測定した。本実施例
は、ランプ電圧が３ＯＶ台であるが、全光束は比較例に
見劣りしないものであり、自動車用前照灯として用いる
のに問題はない。

【０１１２】

【表１】ランフ゜Ａ１Ａ２Ｂランフ゜電圧 (V) ３５３３８０全光束 (lm) ３４００３４５０３６００Ｒａ７１６８６３色温度(K) ４３２０４０４０４２４０さらに、ランプ電力を１５〜４０Wの範囲で変化させた
ときの平均演色評価数Ｒａおよび色温度を測定した結果
を表２に示す。

【０１１３】

【表２】ランフ゜項目１５W ２０W ２５W ３０W ３５W ４０W Ａ１Ｒａ６０６５６６６７６９７１色温度(K) 4580 4520 4450 4390 4350 4320 Ａ２Ｒａ６０６２６３６４６６６８色温度(K) 4280 4220 4150 4120 4080 4040 ＢＲａ４０４５５２５６６１６３色温度(K) 5660 5370 5130 4660 4430 4240 表２から理解できるように、Ｂランプは、ランプ電力を
１５Wにしても、水銀が全て蒸発しているため、色温度
が上昇し、Ｒａが低下している。これに対して、Ａ１ラ
ンプ、Ａ２ランプにおいては、色温度、Ｒａともランプ
入力の変化に対する変動が少ない。これらのランプにつ
いてランプ電力４０Wで３０分間点灯してから消灯し、
１０秒後に再始動させたときの再始動電圧を測定した。
その結果を表３に示す。

【０１１４】

【表３】ランプ再始動電圧（ｋＶ）Ａ１８．８Ａ２９．２Ｂ１６．３表３において、Ｂランプは、水銀蒸気圧がまだ高いた
め、再始動電圧が高い。これに対して、Ａ１ランプ、Ａ
２ランプは、蒸気圧が高い封入物がないので、再始動電
圧が極めて低く、再始動特性が優れていることを示して
いる。

【０１１５】次に、これらのランプを自動車用前照灯に
装着して、始動時に８０Ｗの入力を与え、その後徐々に
電力を絞り４０Ｗの定格電力にて定電力制御するように
設定した点灯装置を用いて点灯し、自動車用前照灯の前
面の代表点において始動からの時間と色度の変化を測定
し、色度図を作成した結果、Ａ１ランプとＢランプとは
図７に示すとおりであった。

【０１１６】図７は、本発明のメタルハライドランプの
実施例２における色度の立ち上がりを比較例のそれとと
ともに示す色度図である。

【０１１７】図において、横軸は色度座標のｘ座標を、
縦軸は同じくｙ座標を、それぞれ示し、枠で囲まれた座
標領域は日本工業規格（ＪＩＳ）で規定された自動車用
前照灯の白色領域を示している。また、図中、曲線Ｃは
本実施例の色度の立ち上がりを示し、曲線Ｄは比較例の
色度の立ち上がりを示す。なお、各曲線の測定値の傍ら
に付した数字は、電源投入後の経過時間を秒の単位で表
している。

【０１１８】図から理解できるように比較例の場合、当
初は水銀しか発光しないので、曲線Ｄに示すように色度
特性は悪く、ＪＩＳで規定された白色領域の外であり、
白色領域に入るまで約２３秒間を要する。これに対し
て、本実施例の場合には、最初からナトリウムＮａとス
カンジウムＳｃとが発光しているので、白色領域に入っ
ている。本実施例によれば、水銀を封入していないこと
により、始動直後から優れた色特性が得られる。

【０１１９】さらに、Ａ１ランプとＢランプとを始動時
４秒までのランプ電力を変えて点灯し、１秒後および４
秒後の全光束の、ランプ電力４０Ｗにおける定常時の全
光束に対する比率を測定した。その結果を表４に示す。

【０１２０】

【表４】１秒後の全光束(%) ４秒後の全光束(%) ランプＡ１ＢＡ１Ｂ始動時ランフ゜電力８０Ｗ３２２５７０７８９０Ｗ４２２８７５１２０１００Ｗ５１３５８２１８０表４に示すデータにおいて、１秒後の発光について、Ａ
１ランプの場合はＸｅ、Ｓｃ、ＮａおよびＤｙである
が、ＢランプはＸｅおよびＨｇである。Ｂランプでは水
銀放電のため、Ｘｅは低効率領域となり、全光束はＡ１
ランプより劣る。４秒後の発光について、Ａ１ランプは
Ｘｅ、ＳｃおよびＮａであり、ＢランプはＨｇが殆ど
で、ＳｃおよびＮａの弱い発光が重なるため、Ａ１ラン
プより全光束が多い。

【実施例３】実施例２と同じ構造の放電容器を用いて表
５に示す発光金属のハロゲン化物およびキセノン８気圧
を封入したメタルハライドランプを製作した。

【０１２１】

【表５】ランプ発光金属のハロゲン化物Ｃ１ＳｃＩ_３０．２ｍｇ、ＮａＩ１ｍｇ、ＴｍＩ_３０．０５ｍｇＣ２ＳｃＩ_３０．２ｍｇ、ＮａＩ１ｍｇ、ＮｄＩ_３０．０５ｍｇＣ３ＳｃＩ_３０．２ｍｇ、ＮａＩ１ｍｇ、ＣｅＩ_３０．０５ｍｇＣ４ＳｃＩ_３０．２ｍｇ、ＮａＩ１ｍｇ、ＨｏＩ_３０．０５ｍｇＣ５ＳｃＩ_３０．２ｍｇ、ＮａＩ０．４ｍｇ、ＬｉＩ０．５ｍｇ表５に示す各メタルハライドランプを周波数２００Ｈｚ
の矩形波の点灯装置によりランプ電力４０Ｗで点灯した
ときの特性を表６に示す。

【０１２２】

【表６】ランプＣ１Ｃ２Ｃ３Ｃ４Ｃ５ランフ゜電圧(V) ３４３３３２３２３０全光束(lm) 3420 3340 3480 3350 3210 Ｒａ６９７１６９７２７３色温度(K) 4410 4370 4450 4340 3820 表６から理解できるように、実施例３のメタルハライド
ランプは、いずれも自動車用前照灯として十分な特性を
有している。

【０１２３】図８は、本発明のメタルハライドランプの
第３の実施形態における各部の寸法を説明するために放
電容器の内部を模式的に示す模式図である。

【０１２４】図において、図２と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、電極１
ｂの表面に形成される放電開始点４ａが電極１ｂの軸線
から偏倚する場合に、これを考慮して放電空間１ｃの形
状を決定している点で異なる。

【０１２５】すなわち、放電空間１ｃ内に形成されるア
ーク４は、一対の電極１ｂ、１ｂの上に生じる放電開始
点４ａ、４ａの間に形成される。メタルハライドランプ
を水平点灯すると、アーク４が上方に湾曲するので、放
電開始点４ａが電極１ｂの上側の部位に偏倚する。その
ため、アーク４の全体が放電空間１ｃの上側に変位す
る。この現象は、電極１ｂの径大部１ｂ２がある程度大
きいほど顕著になる。なお、放電開始点４ａは、その上
下方向の中心を基準とする。そして、放電開始点４ａ
と、放電空間１ｃの中央上部内面との間の垂直方向の距
離をＤｃ／２とし、その２倍をＤｃとする。内径Ｄｃと
電極間距離Ｌとの比Ｄｃ／Ｌを０．２５〜０．９６の範
囲に設定している。また、肉厚ｔについては、ｔ／Ｌを
０．１６〜１．１０の設定している。なお、内径Ｄｃ、
肉厚ｔは、ともに電極間距離Ｌの中央寄り８０％におけ
る最大値である。

【０１２６】図９は、本発明のメタルハライドランプの
第４の実施形態における各部の寸法を説明するために放
電容器の内部を模式的に示す模式図である。

【０１２７】本実施形態は、気密容器１の中央の内径Ｉ
Ｄ（ｍｍ）および外径ＯＤ（ｍｍ）を、ランプ電力Ｐ
（Ｗ）との関係において下式を満足するように設定して
いる。なお、ランプ電力は１００Ｗ以下である。

【０１２８】（ＯＤ−ＩＤ）×ＩＤ／Ｐ＞０．２１次に、本発明のメタルハライドランプの第５の実施形態
においては、放電媒体の希ガスとしてキセノンを電極間
距離Ｌに対して下式を満足する圧力Ａ気圧で封入する。

【０１２９】１．０４≦Ａ／Ｌ≦２．７８

【実施例４】放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大
内径４．５ｍｍ、電極間距離４．２ｍｍ、電極軸径０．
４ｍｍ、長さ７ｍｍ、径大部の直径０．６ｍｍ、放電容
器は図６と同じ。放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．２ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇ、希ガス
Ｘｅ８気圧、Ａ／Ｌ１．９図１０は、本発明のメタルハライドランプの第５の実施
形態における各部の寸法を説明するために放電容器の内
部を模式的に示す模式図である。

【０１３０】本実施形態は、放電空間の形状が一対の電
極間を結ぶ仮想直線すなわち軸線ｌ３を挟んで上下に非
対称に構成されている。

【０１３１】すなわち、軸線ｌ３の下方が上方より狭く
なっている態様である。この態様は、電極間距離Ｌ（ｍ
ｍ）の中央において、軸線ｌ３に対して直角な方向の放
電空間の下部内面と仮想直線との間の距離ＨｄとＬとの
比Ｈｄ／Ｌが下式を満足するように構成されている。

【０１３２】０．１５≦Ｈｄ／Ｌ≦０．５０

【実施例５】放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大
内径４．５ｍｍ、Ｈｄ１．５ｍｍ、電極間距離４．２ｍ
ｍ、電極軸径０．４ｍｍ、長さ７ｍｍ、径大部の直径
０．６ｍｍ、Ｈｄ／Ｌ０．３６放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＴｍＩ_３０．０５ｍｇ、希ガス
Ｘｅ８気圧図１１は、本発明のメタルハライドランプの第６の実施
形態における各部の寸法を説明するために放電容器の内
部を模式的に示す模式図である。

【０１３３】本実施形態は、放電空間の形状が一対の電
極間を結ぶ仮想直線すなわち軸線ｌ３を挟んで上下に非
対称に構成されている。

【０１３４】すなわち、軸線ｌ３の上方が下方より狭く
なっている態様である。この態様は、電極間距離Ｌ（ｍ
ｍ）の中央において、軸線ｌ３に対して直角な方向の放
電空間の下部内面と仮想直線との間の距離ＨｕとＬとの
比Ｈｕ／Ｌが下式を満足するように構成されている。

【０１３５】０．１５≦Ｈｕ／Ｌ≦０．５０

【実施例６】放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大
内径４．５ｍｍ、Ｈｕ１．５ｍｍ、電極間距離４．２ｍ
ｍ、電極軸径０．４ｍｍ、長さ７ｍｍ、径大部の直径
０．６ｍｍ、Ｈｕ／Ｌ０．３６放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇ、希ガス
Ｘｅ８気圧次に、本発明のメタルハライドランプの第７の実施形態
においては、希ガスの封入圧がランプの始動電力に応じ
て設定されている。

【０１３６】すなわち、希ガスにはキセノンを用いてい
て、その封入圧をＸ（気圧）とし、４秒までの最大始動
電力をＡＡ（Ｗ）としたとき、下式を満足するように設
定されている。

【０１３７】ＡＡ＝−２．５Ｘ＋１０２．５

【実施例７】放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大
内径３．０ｍｍ、電極間距離４．２ｍｍ、電極軸径０．
４ｍｍ、長さ７ｍｍ、径大部の直径０．７ｍｍ、形状は
図６に示す構造の放電容器と同じ。放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇ、希ガス
としてＸｅを３、５、７、９、１１、１３および１５気
圧封入したランプを、それぞれ７本製作した。

【０１３８】製作したランプを自動車用前照灯に装着
し、周波数２００Ｈｚの矩形波の点灯装置を用いて、ラ
ンプ電力４０Wで点灯して、自動車用前照灯の前面の代
表点で４秒後の光度を始動電力を５Ｗごとに変化させ
て、自動車用前照灯に必要な８０００ｃｄが得られる始
動電力を測定した。その結果を表７に示す。

【０１３９】

【表７】Ｘｅ封入圧(気圧) ３５７９１１１３１５４秒後に8000cdが得られる始動電力(W) ９５９０８５８０７５７０６５表７から理解できるように、Ｘｅの封入圧およびまたは
始動電力を大きくすることで自動車用前照灯に必要な光
度を得ることができる。このような関係になるのは、本
発明においては、水銀を封入しないので、始動４秒後の
時点ではＸｅの発光が主になっているからである。

【０１４０】図１２は、本発明のメタルハライドランプ
の第８の実施形態を示す正面断面図である。

【０１４１】図において、図６と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。本実施形態は、放電媒
体に第２のハロゲン化物を添加しないとともに直流点灯
を行う点で異なる。

【０１４２】すなわち、一対の電極のうち、一方は陽極
Ｅ_Ａで、他方は陰極Ｅ_Ｋである。陽極Ｅ_Ａは、電極軸部
１ｂ１が直径０．４ｍｍ、径大部１ｂ２が直径０．９ｍ
ｍである。陰極Ｅ_Ｋは、直径０．４ｍｍの電極軸部１ｂ
１のみからなる。

【実施例８】図１２に示す構造の放電容器１を用いて下
記の発光金属のハロゲン化物およびキセノン８気圧を封
入したメタルハライドランプとしてＤ１ランプ、Ｄ２ラ
ンプおよび比較例Ｅランプを製作した。放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大内径３．０ｍ
ｍ、電極間距離４．２ｍｍ、陽極Ｅ_Ａ；電極軸径０．４
ｍｍ、長さ７ｍｍ、径大部の直径０．９ｍｍ、陰極
Ｅ_Ｋ；電極軸径０．４ｍｍ、長さ７ｍｍ放電媒体：Ｄ１ランプ；発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２
ｍｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇＤ２ランプ；発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２
ｍｇ、ＮａＩ０．６ｍｇＥランプ；発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２
ｍｇ、ＮａＩ０．６ｍｇ、Ｈｇ１．０ｍｇこれらのランプを直流点灯装置を用いてランプ電力４０
Ｗで点灯し、スクリーンに投影して、陽極付近と陰極付
近の色温度を測定した結果を表７に示す。

【０１４３】

【表８】ランプ陽極側色温度(K) 陰極側色温度(K) Ｄ１４５２０４１５０Ｄ２４２１０３８４０Ｅ５３３０３７２０表８から理解できるように、本実施例のＤ１ランプ、Ｄ
２ランプによれば、違和感のない点灯が得られる。これ
に対して、比較例のＥランプにおいては、陽極と陰極と
の色温度の差が大きく、これを前照灯の光学設計で補う
ことが不可能である。また、自動車用前照灯に装着して
点灯し、前面に拡大された代表点１０点の色特性を測定
したところ、場所による色温度のばらつきが大きくて実
用できるレベルにないことが判明した。

【実施例９】実施例９（Ｆランプ）として下記のメタル
ハライドランプを２０本製作した。放電容器：実施例８
と同じ。放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇ、Ｘｅ８
気圧比較例（Ｇランプ）として、下記のメタルハライドラン
プを同様に２０本製作した。放電容器：実施例８と同じ。放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇ、Ｘｅ８
気圧第２のハロゲン化物−ＺｎＩ_２０．４ｍｇ上記ＦランプおよびＧランプを、始動時にランプ電力１
１０Ｗを投入してから徐々にランプ電力を絞っていき、
定常時にランプ電力４０Ｗになるように構成した直流点
灯装置を用いて寿命試験を行った。なお、その際の点滅
方式は、日本電球工業会規格ＪＥＬ−２１５１９９
８の付属書４に記載の方式に準拠した。これは２時間の
点灯で１サイクルになっていて、その間に１０回の点滅
（点灯−消灯）があるものである。

【０１４４】その結果、Ｆランプは７０％が２０００サ
イクルを達成したが、Ｇランプは全て２００サイクル以
内で陽極側の:封着金属箔付近の石英ガラスがクラック
によりリークした。

【実施例１０】実施例１０（Ｈランプ）として下記のメ
タルハライドランプを製作した。放電容器：中央部の外径６．５ｍｍ、最大内径３．０ｍ
ｍ、電極間距離４．２ｍｍ、電極軸径０．４ｍｍ、長さ
７ｍｍ、径大部の直径０．７ｍｍ放電媒体：発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２ｍ
ｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、ＤｙＩ_３０．０５ｍｇ、Ｘｅ８
気圧比較例（Ｉ１、Ｉ２ランプ）として、下記のメタルハラ
イドランプを製作した。放電容器：上記と同じ。放電媒体：Ｉ１ランプ；発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２
ｍｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、Ｘｅ８気圧第２のハロゲン化物−ＺｎＩ_２０．４ｍｇＩ２ランプ；発光金属のハロゲン化物−ＳｃＩ_３０．２
ｍｇ、ＮａＩ１．０ｍｇ、Ｘｅ８気圧第２のハロゲン化物−ＭｎＩ_２０．４ｍｇ上記ＨランプおよびＩランプを、始動時の４秒間にラン
プ電力１００Ｗを投入してから徐々にランプ電力を絞っ
ていき、定格ランプ電力４０Ｗに定電力制御するように
構成した２００Ｈｚ矩形波の交流点灯装置を用いて点灯
した。そして、全光束の立ち上がりと、自動車用前照灯
に装着して照射中心部での光度とを測定した結果を表９
に示す。

【０１４５】

【表９】ランフ゜定常時の全光束４秒後の全光束４秒後の光度（ｌｍ）（ｌｍ）（ｃｄ）Ｈ３４００２５６０１２９００Ｉ１３３２０２８３０７８００Ｉ２３３５０２６５０８３００図１３は、本発明のメタルハライドランプの第１１の実
施形態を示す正面図である。

【０１４６】本実施形態は、図１に示すのと同様なメタ
ルハライドランプをさらに自動車用前照灯装置に装着す
るように構成したものである。

【０１４７】５は外管、６は口金、７は絶縁チューブで
ある。

【０１４８】外管５は、紫外線カット性能を備えてお
り、内部に図１に示すのとほぼ同様な構造のメタルハラ
イドランプ１０を収納していて、両端が封止部１ａ１に
固定されているが、気密ではなく、外気に連通してい
る。一方の封止部１ａ１が口金６に植立されている。他
端から導出された外部リード線３は外管５に平行に延在
して口金６内に導入され、図示しない端子に接続されて
いる。

【０１４９】絶縁チューブ７は、外部リード線３を被覆
する。

【０１５０】図１４は、本発明の自動車用前照灯装置の
一実施形態を示す斜視図である。

【０１５１】図において、１１は反射鏡、１２は前面カ
バーである。

【０１５２】反射鏡１１は、プラスチックスの成形によ
って異形の回転放物面に形成され、頂部背面から図１３
示すメタルハライドランプ（図示しない。）を着脱する
ように構成されている。

【０１５３】前面カバー１２は、透明性のプラスチック
スの成形によりプリズムまたはレンズを一体に形成して
いて、反射鏡１１の前面開口に気密に装着される。

【０１５４】図１５は、本発明のメタルハライドランプ
を点灯する場合に用いることができるメタルハライドラ
ンプ点灯装置の第１の例を示す回路図である。

【０１５５】本例は、メタルハライド放電ランプを直流
点灯するように構成したものである。

【０１５６】図において、２１は直流電源、２２はチョ
ッパ、２３は制御手段、２４はランプ電流検出手段、２
５はランプ電圧検出手段、２６は始動手段、２７はメタ
ルハライドランプである。

【０１５７】直流電源２１は、バッテリーまたは整流化
直流電源が用いられる。自動車の場合には、一般的にバ
ッテリーが用いられる。しかし、交流を整流する整流化
直流電源であってもよい。必要に応じて電解コンデンサ
２１ａを並列接続して平滑化を行う。

【０１５８】チョッパ２２は、直流電圧を所要値の電圧
に変換するとともに、メタルハライドランプ２７を所要
に制御する。直流電源電圧が低い場合には、昇圧チョッ
パを用い、反対に高い場合には降圧チョッパを用いる。

【０１５９】制御手段２３は、チョッパ７２を制御す
る。たとえば、点灯直後にはメタルハライドランプ２７
に定格ランプ電流の３倍以上のランプ電流をチョッパ２
２から流し、その後時間の経過とともに徐々にランプ電
流を絞っていき、やがて定格ランプ電流にするように制
御する。また、制御手段２３は、ランプ電流とランプ電
圧との検出信号が帰還入力されることにより、定電力制
御信号を発生して、チョッパ２２を定電力制御する。さ
らに、制御手段２３は、時間的な制御パターンが予め組
み込まれたマイコンが内蔵されていて、点灯直後には定
格ランプ電流の３倍以上のランプ電流をメタルハライド
ランプ２７に流し、時間の経過とともにランプ電流を絞
るようにチョッパ２２を制御するように構成されてい
る。

【０１６０】ランプ電流検出手段２４は、ランプと直列
に挿入されてランプ電流を検出して制御手段２３に制御
入力する。

【０１６１】ランプ電圧検出手段２５は、ランプと並列
的に接続されてランプ電圧を検出して制御手段２３に制
御入力する。

【０１６２】始動手段２６は、始動時に２０ｋＶのパル
ス電圧をメタルハライドランプ２７に供給できるように
構成されている。

【０１６３】そうして、メタルハライドランプ点灯装置
を用いてメタルハライドランプを直流点灯すると、点灯
直後から所要の光束を発生する。これにより、自動車用
前照灯として必要な電源投入後１秒後に定格に対して光
束２５％、４秒後に光束８０％の点灯を実現することが
できる。

【０１６４】また、直流−交流変換回路が不要になるた
め、交流点灯に比較して約３０％コスト低減が可能であ
る。また、重量で１５％軽減できる。これに伴い点灯回
路が安価になる。

【０１６５】図１６は、メタルハライドランプを点灯す
る場合に用いることができるメタルハライドランプ点灯
装置の第２の例を示す回路図である。

【０１６６】図１５と同一部分には同一符号を付して説
明は省略する。本例は、メタルハライド放電ランプを交
流点灯するように構成している。

【０１６７】２８は交流変換手段である。この交流変換
手段２８は、フルブリッジインバータからなる。すなわ
ち、一対のスイッチング手段２８ａ、２８ａの直列回路
の一対をチョッパ２２の出力端間に並列接続してブリッ
ジ回路を構成し、発振器２８ｂの発振出力を４個のスイ
ッチング手段２８ａの対角方向のスイッチング手段に交
互に供給してブリッジ回路の出力端間に高周波交流を発
生するものである。

【０１６８】そうして、高周波交流によってメタルハラ
イドランプ２７が点灯されるようになっている。

【０１６９】また、この例においても、図１５と同様な
制御が行われるようになっている。

【０１７０】

【発明の効果】請求項１ないし７の各発明によれば、内
部の細長い放電空間が形成され放電空間を包囲する部分
の肉厚が比較的大きい放電容器を備え、少なくともナト
リウムおよびスカンジウムを含む複数種の発光金属のハ
ロゲン化物および希ガスからなる放電媒体を封入して、
蒸気圧が高くて、かつ可視域における発光が相対的に少
ない金属のハロゲン化物および水銀を本質的に封入して
いないので、環境に配慮しているとともに、光束立ち上
がりが早く、調光時および寿命中の色変化が少なく、点
灯寿命中に封着金属箔とハロゲン化物との反応が生じに
くく、しかも始動後１秒以内の照射面の明るさ低下が起
こりにくくて自動車用前照灯に好適なメタルハライドラ
ンプを提供することができる。

【０１７１】また、本発明は、光色が始動直後から白色
範囲に入る自動車前照灯用として好適なメタルハライド
ランプ、これを用いたメタルハライドランプ点灯装置お
よび自動車用前照灯装置を提供することを他の目的とす
る。

【０１７２】さらに、本発明は、点灯時の内部圧力が低
いために、放電容器の破裂の危険性が少なくて、再始動
が容易で、自動車前照灯用として好適なメタルハライド
ランプ、これを用いたメタルハライドランプ点灯装置お
よび自動車用前照灯装置を提供することをさらに他の目
的とする。

【０１７３】さらにまた、本発明は、直流点灯に好適な
メタルハライドランプ、これを用いたメタルハライドラ
ンプ点灯装置および自動車用前照灯装置を提供すること
をさらに他の目的とする。

【０１７４】請求項２の発明によれば、加えて放電空間
がほぼ円柱状をなし、電極間距離のほぼ中央の肉厚がそ
の両側の肉厚より大きいことにより、ハロゲン化物の温
度上昇が早く、光束立ち上がりを早めるのに好適なメタ
ルハライドランプを提供することができる。

【０１７５】請求項３の発明によれば、加えて放電容器
の電極間距離が６ｍｍ以下で、かつ放電媒体が希土類金
属を含むことにより、光色が点灯直後から白色範囲に適
合するメタルハライドランプを提供することができる。

【０１７６】請求項４の発明によれば、加えて希ガスが
３気圧以上のキセノンであることにより、自動車用前照
灯に装着するのに好適なメタルハライドランプを提供す
ることができる。

【０１７７】請求項５の発明によれば、加えてキセノン
の封入圧をＸ（気圧）としたメタルハライドランプを最
高入力電力をＡＡ（Ｗ）としたとき、下式を満足する点
灯回路で点灯することにより、点灯直後４秒までの光束
立ち上がりを早めて自動車用前照灯に必要な前照灯前面
の代表点での光度８０００ｃｄを得るメタルハライドラ
ンプ点灯装置を提供することができる。

【０１７８】３＜Ｘ＜１５（１）ＡＡ＞−２．５Ｘ＋１０２．５（２）請求項６の発明によれば、加えてメタルハライドランプ
を直流で点灯する点灯回路を具備していることにより、
水銀封入のメタルハライドランプを交流点灯する場合よ
りも装置を小形化したメタルハライドランプを提供する
ことができる。

【０１７９】請求項７の発明によれば、加えて点灯回路
がランプ電圧の検出範囲の最大値が６０Ｖ以下に設定さ
れているランプ電圧検出回路を備えるとともに、ランプ
電圧検出回路で検出したランプ電圧に基づいてメタルハ
ライドランプを定電力制御することにより、点灯回路の
制御回路に用いるメモリの精度を水銀を封入したメタル
ハライドランプを点灯する場合の２倍に高くして、肌目
細かい制御が可能なメタルハライドランプを提供するこ
とができる。

【０１８０】請求項８の発明によれば、加えて点灯回路
の無負荷出力電圧が２００Ｖ以下であることにより、点
灯回路の小形化が可能になるメタルハライドランプを提
供することができる。

【０１８１】請求項９の発明によれば、自動車用前照灯
装置本体が請求項１ないし８のいずれか一記載のメタル
ハライドランプを装着していることにより、請求項１な
いし８の効果を有する自動車用前照灯装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のメタルハライドランプの第１の実施形
態を示す正面断面図

【図２】同じく各部の寸法を説明するために放電容器の
内部を模式的に示す模式図

【図３】同じく放電空間内のハロゲン化物の付着範囲を
示す拡大横断面図

【図４】本発明のメタルハライドランプの実施例１にお
ける光束立ち上がり特性を比較例のそれととともに示す
グラフ

【図５】本発明のメタルハライドランプの第２の実施形
態を示す正面断面図

【図６】同じく各部の寸法を説明するために放電容器の
内部を模式的に示す模式図

【図７】本発明のメタルハライドランプの実施例１にお
ける色度の立ち上がりを比較例のそれととともに示す色
度図

【図８】本発明のメタルハライドランプの第３の実施形
態における各部の寸法を説明するために放電容器の内部
を模式的に示す模式図

【図９】本発明のメタルハライドランプの第４の実施形
態における各部の寸法を説明するために放電容器の内部
を模式的に示す模式図

【図１０】本発明のメタルハライドランプの第５の実施
形態における各部の寸法を説明するために放電容器の内
部を模式的に示す模式図

【図１１】本発明のメタルハライドランプの第６の実施
形態における各部の寸法を説明するために放電容器の内
部を模式的に示す模式図

【図１２】本発明のメタルハライドランプの第７の実施
形態を示す正面断面図

【図１３】本発明のメタルハライドランプの第８の実施
形態を示す正面図

【図１４】本発明の自動車用前照灯装置の一実施形態を
示す斜視図

【図１５】本発明のメタルハライドランプを点灯する場
合に用いることができるメタルハライドランプ点灯装置
の第１の例を示す回路図

【図１６】メタルハライドランプを点灯する場合に用い
ることができるメタルハライドランプ点灯装置の第２の
例を示す回路図

【符号の説明】

１…放電容器１ａ…気密容器１ｂ…電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石塚明朗東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者松田幹男東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内 (72)発明者蛭田寿男東京都品川区東品川四丁目３番１号東芝ライテック株式会社内Ｆターム(参考） 3K072 AA13 AC20 BA05 DD06 GA02 GB18 GC04 5C015 PP05 QQ03 QQ13 QQ14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部に細長い放電空間が形成され放電空間
を包囲する部分の肉厚が比較的大きい耐火性で透光性の
気密容器および気密容器内の放電空間の両端に離間対向
して封装された一対の電極を備えた放電容器と；少なく
ともナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃを含む複数
種の発光金属のハロゲン化物、ならびに希ガスからな
り、気密容器内に封入された放電媒体と；を具備し、蒸
気圧が相対的に高くて、かつ可視域における発光が相対
的に少ない金属のハロゲン化物および水銀が本質的に封
入されていないとともに、安定時のランプ電力１００Ｗ
以下で点灯することを特徴とするメタルハライドラン
プ。
【請求項２】放電容器は、放電空間がほぼ円柱形状をな
し、電極間距離のほぼ中央部の肉厚がその両側の肉厚よ
り大きい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】放電容器は、電極間距離が６ｍｍ以下であ
り；放電媒体は、発光金属として希土類金属を含んでい
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】放電媒体は、希ガスが３気圧以上の圧力で
封入されているキセノンからなる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５】キセノンの封入圧をＸ（気圧）としたと
き、Ｘが下式（１）を満足する請求項３記載のメタルハ
ライドランプと；メタルハライドランプの点灯直後４秒
までの最高入力電力をＡＡ（Ｗ）としたき、ＡＡが下式
（２）を満足する点灯回路と；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点灯装置。３＜Ｘ＜１５（１）ＡＡ＞−２．５Ｘ＋１０２．５（２）
【請求項６】請求項１ないし４のいずれか一記載のメタ
ルハライドランプと；メタルハライドランプを直流で点
灯する点灯回路と；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点灯装置。
【請求項７】点灯回路は、ランプ電圧の検出範囲の最大
値が６０Ｖ以下に設定されているランプ電圧検出回路を
備えるとともに、ランプ電圧検出回路で検出したランプ
電圧に基づいてメタルハライドランプを定電力制御する
ことを特徴とする請求項５または６記載のメタルハライ
ドランプ点灯装置。
【請求項８】点灯回路は、無負荷出力電圧が２００Ｖ以
下であることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか
一記載のメタルハライドランプ点灯装置。
【請求項９】自動車用前照灯装置本体と；放電容器の軸
が自動車用前照灯装置本体の光軸に沿って自動車用前照
灯装置本体内に配設された請求項１ないし８のいずれか
一記載のメタルハライドランプと；を具備していること
を特徴とする自動車用前照灯装置。