JP2009129675A - 車輌用放電灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 セラミック発光管におけるクラックの発生を防止する。
【解決手段】 セラミック発光管１９と、該セラミック発光管に保持された一対の電極２４、２４と、ガラスによって形成されセラミック発光管を覆う第１の外管２０と、ガラスによって形成され第１の外管を覆う第２の外管２１とを設け、セラミック発光管と第１の外管の間に第１の空間２９を形成し、第１の外管と第２の外管の間に第２の空間３２を形成し、第１の空間を真空状態とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は車輌用放電灯に関する。詳しくは、セラミック発光管を覆う第１の外管と該第１の外管を覆う第２の外管とを設けてセラミック発光管におけるクラックの発生を防止する技術分野に関する。

車輌用前照灯には、例えば、光源として白熱電球又はハロゲン電球が用いられたタイプや光源として放電灯（放電バルブ）が用いられたタイプがある。

光源として白熱電球やハロゲン電球が用いられた車輌用前照灯にあっては、白熱電球及びハロゲン電球のフィラメントが略均一に発光して棒状の発光部となるため、リフレクター等を用いた反射型の灯具として用いる場合に、リフレクターの反射面の形状による配光制御が行い易いと言う長所がある。

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、放電灯が白熱電球及びハロゲン電球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、白熱電球及びハロゲン電球に比較して放電灯の寿命が長いと言う長所がある。

このように放電灯は白熱電球及びハロゲン電球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放電灯を備えたものが普及している。

車輌用放電灯としては、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発光管がガラスによって形成されたものがあるが、ガラスによって形成された発光管であるガラス発光管は、内部に封入されている金属ハロゲン化物により腐食が進み、黒化や失透現象が生じて適正な配光が得られず、また、腐食が進む分、寿命も短くなってしまうと言う短所がある。

そこで、このようなガラス発光管に代えて、セラミックによって形成されたセラミック発光管を備えた車輌用放電灯が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された車輌用放電灯にあっては、セラミック発光管に一対の電極が保持され、該一対の電極にそれぞれリード線が接続されている。一対のリード線はそれぞれセラミック発光管の両端部に接合されて封止され、セラミック発光管の内部に密閉された空間が形成されている。セラミック発光管の内部に形成された密閉空間には、希ガス等の気体と金属ハロゲン化物が封入されている。セラミック発光管はガラスによって形成された外管に覆われており、セラミック発光管と外管の間にも密閉空間が形成されている。

このようにして構成された車輌用放電灯は、セラミック発光管が金属ハロゲン化物に対して安定であるため、ガラス発光管を有する車輌用放電灯に比べて寿命が長いという長所がある。

特開２００４−１０３４６１号公報

ところが、発光管を形成する材料として用いられたセラミックは急激な温度変化に対する強度が低いため、特許文献１に記載された従来の車輌用放電灯にあっては、点灯が終了したときの消灯時に、セラミック発光管にクラックが生じることがあると言う問題を有している。

即ち、セラミック発光管が消灯時に急激に冷却されると、セラミック発光管に対する熱衝撃が大きく、点灯により膨張していたセラミック発光管において、外面側が先に冷却されて収縮し、この収縮により内面側にクラックが発生し易いと言う問題がある。

このようなクラックの発生は、セラミック発光管の破裂を生じるおそれがある。

そこで、本発明車輌用放電灯は、セラミック発光管におけるクラックの発生を防止することを課題とする。

車輌用放電灯は、上記した課題を解決するために、ガラスによって形成されセラミック発光管を覆う第１の外管と、ガラスによって形成され前記第１の外管を覆う第２の外管とを設け、前記セラミック発光管と前記第１の外管の間に第１の空間を形成すると共に前記第１の外管と前記第２の外管の間に第２の空間を形成し、前記第１の空間を真空状態としたものである。

従って、車輌用放電灯にあっては、消灯時におけるセラミック発光管の冷却速度が抑制される。

上記車輌用放電灯において、前記一対の電極の並び方向における前記第１の外管と前記第２の外管の両端部をそれぞれ接合して前記第１の空間と前記第２の空間をそれぞれ密閉された空間として形成し、前記一対の電極に接続され該一対の電極に電圧を印加するための外部リード線を前記第２の外管の外側に配置することが可能である。

このような構成とすることにより、第１の外管と第２の外管のクリアランスを小さくして保温性の向上を図ることが可能となり、消灯時におけるセラミック発光管の冷却速度が一層抑制される。

本発明車輌用放電灯は、セラミックによって形成されたセラミック発光管と該セラミック発光管に保持された一対の電極とを備えた車輌用放電灯であって、ガラスによって形成され前記セラミック発光管を覆う第１の外管と、ガラスによって形成され前記第１の外管を覆う第２の外管とを備え、前記セラミック発光管と前記第１の外管の間に第１の空間が形成されると共に前記第１の外管と前記第２の外管の間に第２の空間が形成され、前記第１の空間を真空状態としたことを特徴とする。

従って、保温性が向上し、放電灯が消灯したときのセラミック発光管の冷却速度が抑制されて急激な冷却が防止され、消灯時におけるセラミック発光管のクラックの発生を防止することができる。

請求項２に記載した発明にあっては、前記第２の空間に、前記一対の電極に対する電圧の印加時に紫外線を発生させる気体を封入したので、発生した紫外線によってセラミック発光管の内部において行われる放電が促進され、放電灯の点灯時における起動電圧を低下させることができる。

請求項３に記載した発明にあっては、前記第２の外管を、紫外線を遮蔽する機能を有する材料によって形成し、前記第１の外管を、紫外線を遮蔽する機能を有しない材料によって形成したので、第２の外管から外方への紫外線の出射が防止され、人体への紫外線の照射の防止や、樹脂材料によって形成されたリフレクターや前面カバー等の灯具を構成する部品への紫外線の照射の防止を図ることができる。

請求項４に記載した発明にあっては、前記一対の電極の並び方向における前記第１の外管と前記第２の外管の両端部をそれぞれ接合して前記第１の空間と前記第２の空間をそれぞれ密閉された空間として形成し、前記一対の電極に接続され該一対の電極に電圧を印加するための外部リード線を前記第２の外管の外側に配置したので、第１の外管と第２の外管のクリアランスを小さくすることができ、その分、第２の外管を第１の外管に近付けることが可能となり、保温性の向上を図ることができる。

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。

車輌用前照灯１、１は、それぞれ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。

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。ランプハウジング２及びカバー３は、例えば、樹脂材料によって形成されている。

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。

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は、例えば、樹脂材料によって形成され、後端部に前後に貫通された取付孔７ａを有している。

リフレクター７の取付孔７ａには放電灯（車輌用放電灯）８が取り付けられている。

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。入力側コネクター１１は図示しない電源供給回路に接続されている。

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。

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すると共に直交変換して高圧の交流電圧である点灯電圧とし、該点灯電圧を給電コード１３及び始動装置１４を介して放電灯８に印加することによって行われる。

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が設けられている。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。

放電灯８は本体１６と外部リード線１７がソケット１８に接続されることにより構成されている（図２参照）。

本体１６はセラミック発光管１９と該セラミック発光管１９を覆う第１の外管２０と該第１の外管２０を覆う第２の外管２１とを有している。

セラミック発光管１９はセラミックによって形成され、図３に示すように、発光部２２と該発光部２２の前後両端にそれぞれ連続する細管部２３、２３とが一体に形成されて成り、該細管部２３、２３の外径が発光部２２の外径より小さくされている。

発光部２２の内部には金属ハロゲン化物とキセノンやアルゴン等の希ガスが封入されている。

一般に、セラミック発光管は金属ハロゲン化物に対して安定であるため、ガラス発光管よりも寿命が長いという長所がある。また、セラミック発光管はガラス発光管に比して耐熱性が高く成形自由度も高いと言う長所をも有している。

細管部２３、２３の内部にはそれぞれ電極２４、２４の一部が配置されている。電極２４は前後に長く形成され、放電電極部２４ａと接続用電極部２４ｂが発光部２２側から順に連続して設けられている。放電電極部２４ａは、例えば、タングステンによって形成され、接続用電極部２４ｂは、例えば、モリブデンによって形成されている。

放電電極部２４ａ、２４ａは対向する側の端部がそれぞれ発光部２２の内部に位置されている。

電極２４、２４の外側の端部には、それぞれ前後に延びるリード線２５、２５が接続されている。リード線２５は中間部に位置するモリブデン箔２５ａと該モリブデン箔２５ａの両端部がそれぞれ接続された接続部２５ｂ、２５ｃとから成る。接続部２５ｂ、２５ｃは、例えば、ニオブ又はサーメット（金属マトリックスにセラミック粒子が分散された複合材料）によって形成され、線膨張率がセラミック発光管１９の線膨張率と略同じにされている。

モリブデン箔２５ａ、２５ａのセラミック発光管１９側の端部に接続された接続部２５ｂ、２５ｂは、一部がそれぞれセラミック発光管１９の細管部２３、２３の内部に挿入され、電極２４、２４の接続用電極部２４ｂ、２４ｂに接続されている。接続部２５ｂ、２５ｂは、細管部２３、２３の内部に挿入された部分がそれぞれフリットガラス２６、２６によって細管部２３、２３に接合されている。接続部２５ｂ、２５ｂがそれぞれフリットガラス２６、２６によって細管部２３、２３に接合されることにより、セラミック発光管１９の内部に密閉空間が形成される。

セラミック発光管１９は第１の外管２０によって覆われている。第１の外管２０はセラミック発光管１９を覆う閉塞部２７と該閉塞部２７の前後両端部にそれぞれ連続された保持部２８、２８とが石英ガラスによって一体に形成されて成る。保持部２８、２８にはそれぞれリード線２５、２５のモリブデン箔２５ａ、２５ａが埋設された状態で保持されている。

セラミック発光管１９が第１の外管２０の閉塞部２７に覆われた状態において、セラミック発光管１９と閉塞部２７の間に密閉空間である第１の空間２９が形成される。第１の空間２９は真空状態にされている。この真空状態とは、第１の空間２９に空気等の気体が全く存在しない状態の他、１００Ｐａ以下の状態をも含む意味である。

このように第１の空間２９が真空状態とされているため、第１の空間２９には対流が発生しないか又は小さな対流しか発生しない。従って、第１の空間２９を真空状態とすることにより、保温性が向上し、放電灯８が消灯したときのセラミック発光管１９の冷却速度が抑制されて急激な冷却が防止される。

第１の外管２０は第２の外管２１によって覆われている。第２の外管２１は第１の外管２０を覆う閉塞部３０と該閉塞部３０の前後両端部にそれぞれ設けられた接合部３１、３１とが石英ガラスによって一体に形成されて成る。第２の外管２１は接合部３１、３１が第１の外管２０における保持部２８、２８の外側の端部にそれぞれ溶着されて接合されている。

第１の外管２０が第２の外管２１の閉塞部３０に覆われた状態において、第１の外管２０と閉塞部３０の間に密閉空間である第２の空間３２が形成される。第２の空間３２にはキセノンやアルゴン等の希ガス又は窒素等の所定の気体が、５ｋＰａ〜４０ｋＰａの低圧状態で封入されている。第２の空間３２にこれらの希ガス等が封入されることにより、セラミック発光管１９の内部で電極２４、２４からの放電が行われるときにリード線２５、２５のモリブデン箔２５ａ、２５ａにも電圧が印加されるため、第２の空間３２において紫外線が発生する。発生した紫外線は、第１の外管２０及び第１の空間２９を介してセラミック発光管１９の内部に作用し、セラミック発光管１９の内部において行われる放電を促進させる役割を果たす。従って、第２の空間３２に希ガス等の気体を封入することにより、放電灯８の点灯時における起動電圧を低下させることができる。

尚、第２の空間３２に封入される気体の圧力を５ｋＰａ〜４０ｋＰａの低圧状態とすることにより、紫外線の放出量が増えて放電をさらに促進させることができると共に、一層の保温性を高め、放電灯８が消灯したときのセラミック発光管１９の冷却速度一層の抑制を図ることも可能であるが、第２の空間３２に封入される気体の圧力を５ｋＰａよりも低くすると、セラミック発光管１９の内部で電極２４、２４からの放電が行われたときに、第２の空間３２において紫外線が発生せず、セラミック発光管１９の内部において行われる放電の促進を図ることはできない。

上記したように第２の外管２１は石英ガラスによって形成されているが、第２の外管２１に紫外線を遮蔽する機能を付与するために、第２の外管２１を、例えば、石英ガラスに紫外線を遮蔽する添加物を添加して形成してもよい。第２の外管２１が紫外線を遮蔽する機能を有することにより、セラミック発光管１９の内部における放電時に発生する光に含まれる紫外線及び第２の空間３２で発生する紫外線の第２の外管２１から外方への出射が防止され、例えば、樹脂材料によって形成されたカバー３やリフレクター７の紫外線による劣化の防止や人体への紫外線の照射の防止を図ることができる。

但し、第２の外管２１を石英ガラスに添加物を添加して形成した場合には、添加物の作用により第２の外管２１の耐熱性が低下するおそれがあるため、添加物の添加の是非及び添加する添加物の量は、耐熱性の低下と紫外線の外部への出射の防止の双方の作用を考慮して定めることが望ましい。

尚、上記には、第２の外管２１に紫外線を遮蔽する機能を付与する場合を例として示したが、例えば、第２の外管２１に代えて第１の外管２０に紫外線を遮蔽する機能を付与することも可能である。しかしながら、第１の外管２０に紫外線を遮蔽する機能を付与した場合には、セラミック発光管１９の内部で電極２４、２４からの放電が行われたときに、第２の空間３２において発生する紫外線によって放電を促進させることができなくなるため、第１の外管２０より第２の外管２１に紫外線を遮蔽する機能を付与することが望ましい。

前側に位置するリード線２５の前端部は第２の外管２１の前側の接合部３１から前方へ突出されている。後側に位置するリード線２５の接続部２５ｃは第２の外管２１の後側の接合部３１から後方へ突出され、ソケット１８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。

前側に位置するリード線２５の前端部は外部リード線１７に接続されている。外部リード線１７は第２の外管２１の下側において前後方向に延びる水平部１７ａと該水平部１７ａの前端部から屈曲され上下方向に延びる垂直部１７ｂとから成り、水平部１７ａの後端部がソケット１８に設けられた図示しない第２の接続端子に接続され、垂直部１７ｂの上端部が前側に位置するリード線２５の前端部に、例えば、溶接によって接合されている。外部リード線１７の水平部１７ａには絶縁スリーブ３３が被着されている。

このように放電灯８にあっては、外部リード線１７が第２の外管２１の外側に配置されているため、第１の外管２０の閉塞部２７における外周面と第２の外管２１の閉塞部３０の内周面とのクリアランスＨ（図２参照）を小さくすることができ、その分、第２の外管２１を第１の外管２０に近付けることが可能となり、保温性の向上を図ることができる。

また、外部リード線１７を第２の外管２１の外側に配置させることにより、第２の外管２１の外形を小さくすることができ、発光部２２から出射されリフレクター７によって反射された光が第２の外管２１によって遮られ難くなり、その分、配光の制御の容易化を図ることができる。

尚、放電灯８にあっては、外部リード線１７が第２の外管２１の外側に配置された構成とされているため、第１の外管２０の保持部２８、２８と第２の外管２１の接合部３１、３１とがそれぞれ接合され内部空間が封止された構造とされている。従って、放電灯８は第１の外管２０と第２の外管２１が前後の２箇所で接合されて強度が高い構造とされ、耐振動性の向上を図ることができると共に第１の外管２０と第２の外管２１の位置ずれが生じず第１の外管２０と第２の外管２１の位置精度の向上を図ることができる。

放電灯８にあっては、第１の外管２０の外面に導電膜を形成することが可能である。導電膜を形成することにより、セラミック発光管１９の内部において放電が行われるときに導電膜の作用により第２の空間３２においても放電現象が生じ、セラミック発光管１９の内部において行われる放電が促進される。従って、第１の外管２０の外面に導電膜を形成することにより、放電灯８の点灯時における起動電圧を低下させることができる。

また、放電灯８において、図４に示すように、第１の外管２０の前後方向における中央部を除く部分に遮光膜３４、３４を形成してもよい。このように第１の外管２０に遮光膜３４、３４を形成することにより、遮光膜３４、３４が形成された部分からの光の出射を防止することができ、不必要な光の出射の防止による対向車等に対する幻惑光の発生を防止することができる。

尚、遮光膜３４、３４をセラミック発光管１９の外面に形成して不必要な光の出射を防止することも考えられるが、遮光膜３４、３４をセラミック発光管１９に形成すると、耐熱性の問題により剥離してしまう等のおそれがあるため、遮光膜３４、３４は第１の外管２０に形成することが望ましい。

また、遮光膜３４、３４を第２の外管２１の外面に形成して不必要な光の出射を防止することも可能であるが、遮光膜３４、３４を第２の外管２１に形成した場合には遮光膜３４、３４を形成する範囲が大きくなる等の不具合を生じるため、やはり、遮光膜３４、３４は第１の外管２０に形成することが望ましい。

さらに、放電灯８にあっては、第１の外管２０の外面における略下側半分の部分に反射膜を形成してもよい。第１の外管２０の外面における略下側半分の部分に反射膜を形成したときには、発光部２２から下方へ向けて出射された光も反射膜で反射されて光が放電灯８から上方向のみに出射されるため、配光制御が容易となり、光の利用効率の向上を図ることができる。

以上に記載した通り、放電灯８にあっては、石英ガラスによって形成されセラミック発光管１９を覆う第１の外管２０と、石英ガラスによって形成され第１の外管２０を覆う第２の外管２１とを設け、セラミック発光管１９と第１の外管２０の間に形成された第１の空間２９を真空状態としている。

従って、保温性が向上し、放電灯８が消灯したときのセラミック発光管１９の冷却速度が抑制されて急激な冷却が防止され、消灯時におけるセラミック発光管１９のクラックの発生を防止することができる。

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。 放電灯の一部を断面にして示す拡大側面図である。 セラミック発光管と電極を示す拡大断面図である。 第１の外管に遮光膜が形成された例を一部を断面にして示す拡大側面図である。

符号の説明

８…放電灯、１７…外部リード線、１９…セラミック発光管、２０…第１の外管、２１…第２の外管、２４…電極、２９…第１の空間、３２…第２の空間

Claims (4)

1. セラミックによって形成されたセラミック発光管と該セラミック発光管に保持された一対の電極とを備えた車輌用放電灯であって、
   ガラスによって形成され前記セラミック発光管を覆う第１の外管と、
   ガラスによって形成され前記第１の外管を覆う第２の外管とを備え、
   前記セラミック発光管と前記第１の外管の間に第１の空間が形成されると共に前記第１の外管と前記第２の外管の間に第２の空間が形成され、
   前記第１の空間を真空状態とした
   ことを特徴とする車輌用放電灯。
2. 前記第２の空間に、前記一対の電極に対する電圧の印加時に紫外線を発生させる気体を封入した
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用放電灯。
3. 前記第２の外管を、紫外線を遮蔽する機能を有する材料によって形成し、
   前記第１の外管を、紫外線を遮蔽する機能を有しない材料によって形成した
   ことを特徴とする請求項２に記載の車輌用放電灯。
4. 前記一対の電極の並び方向における前記第１の外管と前記第２の外管の両端部をそれぞれ接合して前記第１の空間と前記第２の空間をそれぞれ密閉された空間として形成し、
   前記一対の電極に接続され該一対の電極に電圧を印加するための外部リード線を前記第２の外管の外側に配置した
   ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の車輌用放電灯。

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