JP2009140732A - 車輌用放電灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 幻惑光の発生を防止すると共に小型化を図る。
【解決手段】 セラミック発光管１８に保持された前側電極２２及び後側電極２３と、前側電極に接続された第１のリード線２４と、後側電極に接続された第２のリード線２５と、第１のリード線に接続された第３のリード線２７と、セラミック発光管、第１のリード線、第２のリード線及び第３のリード線を収納する外管１９と、外管が取り付けられたソケット１７とを設け、セラミック発光管を発光部２０と該発光部の前後両端部にそれぞれ連続された一対の細管部２１、２１とによって構成し、発光部を前後方向に延びる略円筒状に形成し、第３のリード線に発光部の上方において前後方向に延びる水平部２７ａを設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は車輌用放電灯に関する。詳しくは、電極に接続されるリード線を外管の内部に配置して幻惑光の発生を防止すると共に小型化を図る技術分野に関する。

車輌用前照灯には、例えば、光源として白熱灯（白熱バルブ）又はハロゲン灯（ハロゲンバルブ）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。

光源として白熱灯やハロゲン灯が用いられた車輌用前照灯にあっては、白熱灯やハロゲン灯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。

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透明な石英ガラスによって形成されたものがあるが、石英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、寿命末期において黒化や失透現象が生じて適正な配光が得られなくなってしまったり暗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、金属ハロゲン化物に対する腐食性が少なく、かつ、耐熱性の高い透過性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第１のリード線と第２のリード線が接続されている。第１のリード線と第２のリード線はそれぞれ一部が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いる。

前側に位置する第１のリード線は外管から前方へ突出され、第１のリード線の前端部に第３のリード線が接続されている。第３のリード線は水平方向に延びる水平部と該水平部の前端から上方へ延びる垂直部とから成り、該垂直部が第１のリード線の前端部に接続されている。第３のリード線の水平部には絶縁スリーブが被着されている。

第３のリード線は水平部の後端部がソケットに接続されている。ソケットには後側に位置する第２のリード線の後端部も接続されている。

上記のように構成された放電灯は、ソケットがリフレクターに取り付けられてランプハウジングとカバーによって形成された灯具空間に配置される。放電灯において、一対の電極に電圧が印加されると、発光部の内部において放電が行われて光が出射され、出射された光がリフレクターの反射面で反射されて車輌の前方へ向けて照射される。

特開２００４−１０３４６１号公報

ところが、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、第３のリード線が外管の外側に配置されているため、発光部から第３のリード線側へ出射された光や発光部から出射されてリフレクターの反射面で反射された光が第３のリード線の水平部（絶縁スリーブ）に達し、この第３のリード線で意図しない方向へ反射されて幻惑光（グレア光）となってしまうおそれがある。

また、第３のリード線が外管の外側に配置されているため、ソケットにおける第３のリード線の水平部との接続部分を外管の外側に対応する位置に設ける必要があり、その分、ソケットの外形が大きくなる。ソケットの外形が大きくなると、リフレクターに放電灯が取り付けられた状態において、リフレクターの外形に対するソケットの占有面積が大きくなり、その分、リフレクターの反射面が小さくなり放電灯から出射される光の有効活用を図ることができない。

そこで、本発明車輌用放電灯は、幻惑光の発生を防止すると共に小型化を図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、セラミック発光管に保持されると共に前後に離隔して配置された前側電極及び後側電極と、前記前側電極に接続され該前側電極の前方に位置する第１のリード線と、前記後側電極に接続され該後側電極の後方に位置する第２のリード線と、前端部が前記第１のリード線に接続された第３のリード線と、ガラスによって形成され前記セラミック発光管、前記第１のリード線、前記第２のリード線及び前記第３のリード線を覆って内部に収納する外管と、前記第２のリード線の後端部が接続される第１の接続端子と前記第３のリード線の後端部が接続される第２の接続端子とを有すると共に前記外管の後端部が取り付けられたソケットとを設け、前記セラミック発光管を発光部と該発光部の外径より小さな外径に形成され前記発光部の前後両端部にそれぞれ連続された一対の細管部とによって構成し、前記発光部を前後方向に延びる略円筒状に形成し、前記第３のリード線に前記発光部の上方において前後方向に延びる水平部を設けたものである。

従って、車輌用放電灯にあっては、外管の内部にリード線がセラミック発光管とともに配置される。

また、上記車輌用放電灯において、前記外管を前後方向に延びる形状に形成し、前記外管の前後方向に延びる中心軸より前記発光部の前後方向に延びる中心軸を下方に位置させるようにすることが可能である。

このように外管の中心軸より発光部の中心軸を下方に位置させることにより、発光部から光が出射されたときに発光部の下方側における２次光源の形成を防止して、幻惑光の発生を抑制することが可能となる。

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を備えた車輌用放電灯であって、前記セラミック発光管に保持されると共に前後に離隔して配置された前側電極及び後側電極と、前記前側電極に接続され該前側電極の前方に位置する第１のリード線と、前記後側電極に接続され該後側電極の後方に位置する第２のリード線と、前端部が前記第１のリード線に接続された第３のリード線と、ガラスによって形成され前記セラミック発光管、前記第１のリード線、前記第２のリード線及び前記第３のリード線を覆って内部に収納する外管と、前記第２のリード線の後端部が接続される第１の接続端子と前記第３のリード線の後端部が接続される第２の接続端子とを有すると共に前記外管の後端部が取り付けられたソケットとを備え、前記セラミック発光管を発光部と該発光部の外径より小さな外径に形成され前記発光部の前後両端部にそれぞれ連続された一対の細管部とによって構成し、前記発光部を前後方向に延びる略円筒状に形成し、前記第３のリード線に前記発光部の上方において前後方向に延びる水平部を設けたことを特徴とする。

従って、セラミック発光管の発光部から出射された光が第３のリード線によって意図しない方向へ反射され難く、幻惑光（グレア光）の発生を防止することができる。

また、第３のリード線を外管の内部においてセラミック発光管に近付けて配置することが可能となり、その分、放電灯の小型化を図ることができ、ソケットの占有面積が小さくなり、発光部から出射される光の有効活用を図ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、前記外管を前後方向に延びる形状に形成し、前記外管の前後方向に延びる中心軸より前記発光部の前後方向に延びる中心軸を下方に位置させるようにしたので、発光部から光が出射されたときに発光部の下方側に２次光源が形成され難くなり、幻惑光の発生を抑制することができる。

請求項３に記載した発明にあっては、前記第３のリード線の前記水平部の一部に被着された絶縁スリーブを設け、前記発光部の真上以外における前記発光部より少なくとも後側の部分に前記絶縁スリーブを配置したので、第３のリード線と第２のリード線の間での放電現象の発生を防止することができる。

請求項４に記載した発明にあっては、前記第３のリード線の前記水平部と前記セラミック発光管の前記発光部との距離を０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にしたので、発光部の内部で放電が行われるときに第３のリード線の電界作用により発光部の内部において行われる放電が促進されるため、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。

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）。

本体１６はセラミック発光管１８と該セラミック発光管１８を覆う外管１９とを有している。

セラミック発光管１８はセラミックによって形成され、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、２１とが一体に形成されて成る。発光部２０と細管部２１、２１はそれぞれ前後に延びる略円筒状に形成され、細管部２１、２１の外径が発光部２０の外径より小さくされている。

発光部２０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２１、２１の内部にはそれぞれ前後に長く形成された前側電極２２と後側電極２３が配置されている。

前側電極２２の前端部には前後に延びる第１のリード線２４が接続されている。第１のリード線２４はセラミック発光管１８の前側の細管部２１から前方へ突出されている。

後側電極２３の後端部には前後に延びる第２のリード線２５が接続されている。第２のリード線２５はセラミック発光管１８の後側の細管部２１から後方へ突出されている。第２のリード線２５の後端部はソケット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。

第１のリード線２４の後端部と第２のリード線２５の前端部は、それぞれセラミック発光管１８の細管部２１、２１の内部において図示しないフリットガラスによって細管部２１、２１に接合されている。第１のリード線２４と第２のリード線２５がそれぞれフリットガラスによって細管部２１、２１に接合されることにより、セラミック発光管１８の内部に密閉空間が形成される。

外管１９はセラミック発光管１８等を覆う閉塞部１９ａと該閉塞部１９ａの前端部から前方へ突出された保持部１９ｂとが石英ガラスによって一体に形成されて成る。保持部１９ｂには第１のリード線２４の前端部が埋設された状態で保持されている。外管１９の内部に形成された空間は、収納空間２６として形成されている。

収納空間２６には、セラミック発光管１８、第１のリード線２４及び第２のリード線２５とともに第３のリード線２７が配置されている。従って、セラミック発光管１８、第１のリード線２４、第２のリード線２５及び第３のリード線２７は外管１９によって覆われている。

第３のリード線２７は前後に延びる水平部２７ａと該水平部２７ａの前端部から屈曲され上下方向に延びる垂直部２７ｂとから成る。

第３のリード線２７の水平部２７ａはセラミック発光管１８の上側に配置され、後端部がソケット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。水平部２７ａとセラミック発光管１８の発光部２０との距離Ｌ（図２参照）は、例えば、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。

図３に、距離Ｌと配光特性及び起動電圧との関係について測定した結果を示す。図３には、距離Ｌを変更したときの配光特性と起動電圧をそれぞれ測定した結果を示している。配光特性は、ＥＣＥ規格Ｎｏ．９８に示された基準に従い、発光点から２５ｍ前方のスクリーンにおいて、図３の下図に示すように、水平カットラインＨとこれに連続する斜めカットラインＭとの連続点Ｐの近傍のポイントＱで測定し、１３．５Ｖの駆動電圧を印加したときの照度を示すデーターである。起動電圧は放電灯をコールドスタート及びホットリスタート（休止時間１秒〜３分）させたときの最高値を示すデーターである。

配光特性については車輌用の放電灯として用い得る照度として１２ｌｕｘ以上であることが望ましく、起動電圧については車輌用の放電灯として低電圧化の観点から２０ｋＶ以下であることが望ましく、目標値として、照度を１２ｌｕｘ以上、起動電圧を２０ｋＶ以下に設定した。

図３に示すように、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．９の測定対象において目標値を達成することができた（目標値に達したデーターについては図３に「＊」を付して示す。）。

図３に示すように、距離Ｌが０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下としたときに照度が１２ｌｕｘ以上及び起動電圧が２０ｋＶ以下と言う良好な結果を得ることができ、上記したように、第３のリード線２７の水平部２７ａとセラミック発光管１８の発光部２０との距離Ｌを０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とすることにより、車輌用の放電灯８として必要な配光特性を確保することができると共に起動電圧の低下を図ることができる。

第３のリード線２７の水平部２７ａにおける後端側の部分には絶縁スリーブ２８が被着されている。絶縁スリーブ２８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。絶縁スリーブ２８は前端がセラミック発光管１８における後側の細管部２１の後端より前方に位置されている。従って、絶縁スリーブ２８の一部とセラミック発光管１８における後側の細管部２１の一部とが、上下方向において重なるように位置されている（図２のＷ参照）。

放電灯８にあっては、収納空間２６において第３のリード線２７の水平部２７ａの後端側の部分と第２のリード線２５が上下に位置されているが、上記したように、水平部２７ａの後端側の部分には絶縁スリーブ２８が被着されているため、第３のリード線２７と第２のリード線２５の間での放電現象の発生を防止することができる。

また、絶縁スリーブ２８の一部とセラミック発光管１８における後側の細管部２１の一部とが上下方向において重なるように位置されているため、第３のリード線２７と第２のリード線２５の間での放電現象の発生を確実に防止することができる。

第３のリード線２７の水平部２７ａとセラミック発光管１８における後側の細管部２１とはバンド部材２９によって結合されている。バンド部材２９は耐熱性の高い材料によって形成され、上端部が絶縁スリーブ２８の直ぐ前側に位置されている。

バンド部材２９によって第３のリード線２７とセラミック発光管１８の細管部２１とを結合することにより、第３のリード線２７の収納空間２６における保持状態の安定化及び第３のリード線２７の水平部２７ａとセラミック発光管１８の発光部２０との間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、セラミック発光管１８の発光部２０の中心軸Ｐが外管１９の中心軸Ｍに対して下方に位置され（図２参照）、中心軸Ｐと中心軸Ｍの距離が、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下とされている。

放電灯８においては、発光部から光が出射されたときに出射された光の一部がガラスによって形成された外管の内面で反射され、発光部の下方側に２次光源が形成される場合があり、この下方側に形成された２次光源から出射される光が上方側に照射されて対向車等に対する幻惑光（グレア光）となるおそれがある。

しかしながら、放電灯８にあっては、上記したように、セラミック発光管１８の発光部２０の中心軸Ｐが外管１９の中心軸Ｍに対して下方に位置されているため、発光部２０の下方側には２次光源が形成され難くなり、幻惑光の発生を抑制することができる。

ソケット１７はリフレクター７に取り付けられる被取付部１７ａと外管１９を保持する保持部１７ｂとを有している。保持部１７ｂは被取付部１７ａから前方へ突出された複数の連結脚１７ｃ、１７ｃ、・・・によって被取付部１７ａに連結されている。

ソケット１７は被取付部１７ａの一部がリフレクター７の取付孔７ａに前方から挿入されてリフレクター７に取り付けられる（図１参照）。

以上に記載した通り、放電灯８にあっては、外管１９の内部に形成された収納空間２６に第３のリード線２７を収納し該第３のリード線２７をセラミック発光管１８の上方に配置しているため、セラミック発光管１８の発光部２０から出射された光や発光部２０から出射されてリフレクター７の反射面で反射された光が第３のリード線２７によって意図しない方向へ反射され難く、幻惑光（グレア光）の発生を防止することができる。

また、第３のリード線２７を外管１９の内部に配置することで、その分、放電灯８の本体１６及びソケット１７の小型化を図ることができ、リフレクター７の外形に対するソケット１７の占有面積が小さくなり、リフレクター７の反射面の面積を大きくして発光部２０から出射される光の有効活用を図ることができる。

さらに、第３のリード線２７が外管１９の内部に収納されているため、リフレクター７に対する放電灯８の組付時に、第３のリード線２７に指や組付用の治具が接触することがなく、リフレクター７に対する放電灯８の組付時における放電灯８の破損を防止することができる。

尚、一般に、放電灯にあっては、図４に示すように、放電時に一対の電極間に発生するアークＡは中央部が上方へ変位するように屈曲された所謂アーク曲がりの状態とされる（図４に点線で示す状態）。このようなアーク曲がりは配光性能の低下や発光部の内部温度の不均一化による発光部のクラックの発生の原因となる。

しかしながら、放電灯８にあっては、第３のリード線２７を発光部２０の上方において該発光部２０に近付けて配置しているため、第３のリード線２７との間に発生するローレンツ力Ｒ、Ｒ、・・・によりアーク曲がりの発生を抑制することができる（図４に２点鎖線で示す状態）。

従って、放電灯８においては、配光特性の向上を図ることができ、また、発光部２０の内部温度が均一化され発光部２０のクラックの発生を防止することができる。

また、放電灯８にあっては、セラミック発光管１８の発光部２０の内部において放電が行われるときに第３のリード線２７の電界作用により発光部２０の内部において行われる放電が促進される。従って、外管１９の内部に第３のリード線２７を配置することにより、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。

さらに、放電灯８にあっては、第３のリード線２７の水平部２７ａが発光部２０に沿って配置されているため、セラミック発光管１８から放熱されたときに第３のリード線２７に発光部２０に対する輻射熱が生じ、特に、放電灯８の消灯時において発光部２０に対する保温効果が生じ、セラミック発光管１８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１８のクラックの発生を防止することができる。

さらにまた、放電灯８にあっては、セラミック発光管１８の発光部２０が前後に延びる略円環状に形成され、第３のリード線２７の水平部２７ａが発光部２０の外周面に沿って前後に延びるように配置されているため、第３のリード線２７の水平部２７ａと発光部２０の外周面との距離が一定であり、発光部２０の全体を均一に保温することが可能となる。

加えて、放電灯８にあっては、外管１９の内部空間である収納空間２６を真空とすることが可能である。収納空間２６を真空とすることにより、収納空間２６において対流が発生しないか又は小さな対流しか発生しなくなるため、セラミック発光管１８から放熱が行われたときに、外管１９により生じた輻射熱によって発光部２０の保温性を一層向上することができる。

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及び図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。 一部を断面にして示す放電灯の拡大側面図である。 第３のリード線の水平部とセラミック発光管の発光部との距離に対する配光特性及び起動電圧の測定結果を示す図表と、配光特性の測定領域とを示す図である。 アーク曲がりの抑制効果を説明するための概念図である。

符号の説明

８…放電灯、１７…ソケット、１８…セラミック発光管、１９…外管、２０ …発光部、２１…細管部、２２…前側電極、２３…後側電極、２４…第１のリード線、２５…第２のリード線、２７…第３のリード線、２７ａ…水平部、２８…絶縁スリーブ

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を備えた車輌用放電灯であって、
   前記セラミック発光管に保持されると共に前後に離隔して配置された前側電極及び後側電極と、
   前記前側電極に接続され該前側電極の前方に位置する第１のリード線と、
   前記後側電極に接続され該後側電極の後方に位置する第２のリード線と、
   前端部が前記第１のリード線に接続された第３のリード線と、
   ガラスによって形成され前記セラミック発光管、前記第１のリード線、前記第２のリード線及び前記第３のリード線を覆って内部に収納する外管と、
   前記第２のリード線の後端部が接続される第１の接続端子と前記第３のリード線の後端部が接続される第２の接続端子とを有すると共に前記外管の後端部が取り付けられたソケットとを備え、
   前記セラミック発光管を発光部と該発光部の外径より小さな外径に形成され前記発光部の前後両端部にそれぞれ連続された一対の細管部とによって構成し、
   前記発光部を前後方向に延びる略円筒状に形成し、
   前記第３のリード線に前記発光部の上方において前後方向に延びる水平部を設けた
   ことを特徴とする車輌用放電灯。
2. 前記外管を前後方向に延びる形状に形成し、
   前記外管の前後方向に延びる中心軸より前記発光部の前後方向に延びる中心軸を下方に位置させるようにした
   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３のリード線の前記水平部の一部に被着された絶縁スリーブを設け、
   前記発光部の真上以外における前記発光部より少なくとも後側の部分に前記絶縁スリーブを配置した
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輌用放電灯。
4. 前記第３のリード線の前記水平部と前記セラミック発光管の前記発光部との距離を０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にした
   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。

Images