JPS6293851A - 車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、メタルハライドランプや高圧ナトリウムラン
プなどの小形高圧金属蒸気放電灯を光源として使用した
車両用前照灯に関する。

〔従来の技術〕

例えば、従来から車両の前照灯はその光源として白熱電
球が使用されているが、白熱電球は発光効率が低く、し
かも寿命が短いなどの欠点があり、ランプの交換を頓繁
にしなければならないなどの不具合がある。

これに対し、発光効率が高く、かつ寿命も良い光源とし
て放電灯が知られている。たとえば、バスや電車の車内
灯としては低圧放電灯であるけい光ランプが使用されて
いる。しかしながら、けい光ランプを前照灯光源に利用
しようとしても大き過ぎて適用不可能である。

このようなことから、けい光ランプよりも発光効率がざ
らに高く、しかも小形化が容易な高圧金属蒸気放電灯、
たとえばメタルハライドランプや高圧ナトリウムランプ
を前照灯の光源とする研究が進められている。

このような高圧金属蒸気放電灯を前照灯の光源として使
用する場合、その電源は車両が搭載しているバッテリー
、すなわち直流の１２ｖ（ポル１−）または２４Ｖを使
用することになり、このため高圧金属蒸気放電灯は１０
０Ｗ（ワット）以下の小形に構成され、かつバッテリー
を電源として直流点灯することになる。

ところで、車両の前照灯としては瞬時点灯および瞬時光
束の立ち上がりが要求される。しかしながら、一般に金
属蒸気放電灯は始動が困難であるとともに光束の立上が
りの数分ないし１０数分を要するという問題がある。

このような性質を持つ金属蒸気放電灯を車両の前照灯用
光源として使用する場合、その瞬時点灯の対策としては
高圧パルスの印加により実現の可能性が高くなったが、
光束の立上がりに関しては今−歩の改良が要請されてい
る。

従来において、発光管をヒータで加熱する方法が考えら
れている。たとえば、特開昭５１−４８８１号公報では
発光管の最冷部近傍に保温ヒータを配置する技術が示さ
れている。ただし、上記公報の発明の目的は、上記ヒー
タに流す電流によってヒータの発熱湯を変え、発光管の
最冷部温度を外部から任意に変えることによりランプの
色温度を調節しようとするものであるが、同時に上記問
題となっているランプの光束立ち上がりの改善にも関連
するものと考えられる。

したがって、発光管の近傍にヒータを設置し、始動前の
予めこのヒータによって発光管を加熱いておけば、発光
管内の封入金属が蒸発されているから、始動と略同時に
所定の光束が得られるものである。

しかしながら、従来にあっては、予熱ヒータの輻射熱だ
けで発光管を加熱することが考えられていたため、発光
管の温度上昇割合いが低く、光束の立上がり時間を実用
に供し得る程に短縮できない不具合があった。

一方、上記予熱ヒータは、発光管を始動させる際に印加
される高圧パルスによって外管内放電を発生するような
ことがあってはならない。このため発熱体を絶縁体で被
覆することが考えられ、セラミックヒータの使用が最適
である。このようなセラミックヒータは発光管を効率良
く加熱するため、発光管の近傍に配置される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のようなセラミックヒータを発光管
の近傍に配置すると、このセラミックヒータが発光管か
ら出る光を遮断し、反射鏡体にて照射されるビーム光の
配光特性を、車両の前照灯で要求する特性とは異なる特
性にしてしまう場合がある。　したがって本発明は、予
熱ヒータによる発光管の加熱効率が優れるとともに、こ
の予熱ヒータによる遮光作用を車両の前照灯で要求する
配光特性に積絢的に利用し、配光特性が向上する車両用
前照灯を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、最近の車両がカーデザインの関係から前照灯
を薄形化する傾向にありしたがって光源としての金属蒸
気放電灯は前述した小形化ばかりでなく、陽極と陰極が
前後方向に配置される、いわゆる水平点灯姿勢で反射鏡
体内に設置されることに肴目し、遮光機能をもつ予熱ヒ
ータを発光管の下方に設置し、しかもこのような小形高
圧金属蒸気放電灯を反射鏡体に、発光管の発光中心が反
射鏡体の焦点位置と同位置もしくは焦点位置よりも前方
に位置するようにして設置したものである。

〔作用〕

このような構成によれば、予熱ヒータを発光管の下方に
設置したから、発光管は予熱ヒータからの輻射熱に加え
て対流熱によっても加熱されるので発光管の加熱効率が
向上し、しかもこのような小形高圧金属蒸気放電灯は、
発光管の発光中心が反射鏡体の焦点位置と同位置もしく
は焦点位置よりも前方に位置されるから、上記予熱ヒー
タの遮光作用によりビーム光中の上向きの光が制限され
、対向車にまぶしさを与えなくなる。

〔発明の実施例〕

以下本発明について、図面に示す一実施例にもとづき説
明する。

第１図は、直流電源にて点灯される３　５　Ｗのメタル
ハライドランプの概略的構成を示す図であり、１は外管
である。外管１内には、発光管２および予熱ヒータ３が
収容されている。

発光管２は、石英ガラスよりなるバルブの内部両端に陽
極４ａおよび陰極４ｂを対設し、これら陽極４ａおよび
陰極４ｂは、発光管３の封止部５ａ、　５ｂに気密に封
着されたモリブデン箔６ａ、６ｂを介して発光管リード
線７ａ、　７ｂに接続されている。発光管リード線７ａ
、　７ｂは外管１の封止部１ａを気密に貫通されている
。

発光管２内には、始動用希ガス、水銀および金属ハロゲ
ン化物としてよう化スカンジウムとよう化ナトリウムが
封入されている。

このような発光管２は上記Ｉｉｉ極４ａおよび陰１ｉ４
ｂが外管の管軸方向に沿うようにして外管１内に収容さ
れている。

予熱ヒータ３は、図示しないタングステンなどからなる
発熱体をセラミックで被覆してなるセラミックヒータで
あり、たとえば断面がＶ字形をなして４０　Ｗに形成さ
れている。このような予熱ヒータ３は、上記発光管２の
一方に、発光管２から０．１鎮〜１．２ｍ離間した位置
に設置され、−面が発光管２に対面するようになでいる
。

予熱ヒータ３は、陽極４ａから陰極４ｂお１よび陰極４
ｂ側の封止部５ｂに対面する大きざ、すなわち陽極４ａ
側の封止部５ａを除いた大きさに形成されている。

予熱ヒータ３は、予熱ヒータリード＄ｊ；＋８ａ、　８
ｂに接続されており、これら予熱ヒータリード線８ａ。

８ｂは外管１の封止部１ａを気密に貫通されている。

なお、発光管リード線７ａ、　７ｂの少なくとも一方は
外管内放電を防止するために、ガラスチューブ９などの
絶縁体で被覆されているとともに、予熱ヒータリード線
８ａ、　８ｂも外管内放電を防止するために、ガラスチ
ューブ１０などの絶縁体で被覆されている。

なお、１１はゲッタを示す。

このような構成のメタルハライドランプは、第２図に示
す反射鏡体１２内に収容されている。反０４鏡体１２は
高輝度アルミなどからなり、回転放物面１２ａおよびこ
れに連続する平坦面１２ｂ　、　１２ｂからなる反射面
を有している。

上記メタルハライドランプは、図示しない４與を介して
、反射鏡体１２の回転放物面１２ａの頂部に取付けられ
ている。この場合、発光管２内の１ｉｆｔ極４ａおよび
陰極４ｂが、反射鏡体１２の焦点位置Ｆを通る光軸Ｏ−
Ｏ上、または光軸〇−〇に平行に位置されており、これ
ら陽極４ａおよび陰極４ｂは水平に対向している。すな
わちメタルハライドランプは水平点灯されるものである
。この場合、発光管２の封止部５ａ、　５ｂは、圧潰さ
れた広い面積の圧潰面が上下方向に面するように設置さ
れており、このような発光管２の下方に上記予熱ヒータ
３が、その上面を発光管２の陽極４ａから陰極４ｂおよ
び陰極４ｂ側の封止部５ｂにかけて対面するように配置
されている。

なお、陽極３ａが反射鏡体６の開口側に位置されている
。

発光管２にあっては、陽極４ａと陰極４ｂの間、つまり
第１図に示す電極間距離１１の中間点１１／２の位置に
発光中心１ｏが生じるものであるが、上記メタルハライ
ドランプは、第２図に示すように、その発光中心１ｏが
上記反射鏡体１２の焦点位置Ｆと同一位置か、もしくは
発光中心１゜が上記反射鏡体１２の焦点ｍ、ＩｆＦより
舶方（照射方向）側に位置して設置されている。

このような構成による実施例の作用について説明する。

予め予熱ヒータ３に通電してこれを発熱させると、この
予熱ヒータ３は発光管２を加熱し、発光管２内に封入し
た水銀、よう化スカンジウムおよびよう化ナトリウムを
蒸発させる。

このような状態で、発光管リード線７ａ、　７ｂに直流
電源を１ｉ源とする高圧パルスを印加することにより、
陽極４ａおよび陰極４１間で直流放電が始まり、この場
合、発光管２は既に予熱ヒータ３より加熱されているか
ら、発光管２内の水銀、よう化スカンジウムおよびよう
化ナトリウムの容器圧が充分高くなっているから、始動
と略同時に所定の光束が得られる。

そして本発明では、外管１を水平にして点灯し、発光管
２の下方に予熱ヒータ３を配置したから、発光管２は予
熱ヒータ３の輻割熱とともに対流熱を受けることになり
、加熱効率が向上する。

そして本実施例では、発光管２の封止部５ａ、　５ｂを
、その広い面積を有する圧潰面が予熱ヒータ３に対面す
るように設置しであるから、受熱面積が大きくなり、発
光管の温度上昇が♀くなる。

なお、発光管２の放電が安定した場合、予熱ヒータ３へ
の通電を停止して予熱ヒータ３が発光管２を加熱するの
を停止させる。

しかしながら、発光管２の放電が安定した攪でも予熱ヒ
ータ３への通電を継続すると以下のような効果がある。

すなわち、上記のように水平点灯で、しかも直流点灯す
る場合には、陰＄４４ｂの電極根元に最冷部が発生し、
金属イオンが最冷部に引かれるため発光管内の蒸気圧分
布に差が生じ、いわゆるカタフォリシス用象が発生する
。この結果、発光管内で色分離が生じ、陽極４ａ（Ｉｌ
ＩＩと陰ｔｉ４ｂ側で発光色に差を生じる不具合がある
。

これに対し、予熱ヒータ３で加熱を続けると、本実施例
の予熱ヒータ３は陽極４ａから陰ｉ４．ｌｂおよび陰極
４ｂ側の封止部５ｂに対面する大きさ、すなわちｌ！ｉ
、１ｉｉｄａ側の封止部５ａを除いた大きさに形成しで
あるから、陰（Φ４ｂ側の温度を高くすることがでさ、
陽極４ａ側と陰極４ｂ側とで温度差を少なくすることが
できる。このため、カタフォリシス現牟の発生を防止し
、発光管内で発光色の差を少なくする。

このような発光管２の発光は反則鏡体１２の反射面で反
射され、この反射鏡体１２の前面開口部からビーム光と
なって前方に照射される。

ところで、一般に回転放物面力日らなる反射面では、第
２図に示すように、焦点像ｆｆ１Ｆからでた光は実線矢
印Ａで示すように平行光線となって反射され、また焦点
距離よりも短い位置から出た光は破線矢印Ｂで示すよう
に広がって反射される。そして、焦点距離よりも長い位
置から出た光は二点鎖線矢印Ｃで示すように絞られて反
射されるが、この光線は遠くに至ると光軸Ｏ−Ｏ上で交
わる場合があり、この場合は上記破線矢印Ｂで示す反射
光よりも広がる。したがって、これら３　ｆｍの反射光
の配光は、第３図に示すようになる。つまり第３図では
、第２図の光線と同一の線で配光を示し、実線矢印Ａで
示す平行光線が中央部、破線矢印Ｂで示すように広がる
反射光がその周囲、さらに二点鎖線矢印Ｃで示す反射光
が最外周部となる。

しかして、上記実施例の構成によると、発光管２の加熱
効率を向上させるため発光管２の下側に予熱ヒータ３を
配置しであるから、発光管２から下向きに敢）１される
光の１部をこの予熱ヒータ３が遮断する。

この遮光状態を観察すると、以下のようになる。

すなわち第４図は、発光管２の発光中心ＬＯが焦点像′
ａＦよりも後方にある場合であり、この場合の配光特性
は第５図に示すように、上向きの光が大きくなって、対
向車にまぶしさを与える。

第６図は、発光管２の発光中心ＬＯが焦点位置Ｆと同位
置にある場合であり、この場合の配光特性は第７図に示
ずように、上下方向に略均等となる。

第８図は、発光管２の発光中心ＬＯが焦点位置Ｆよりも
前方にある場合であり、この場合の配光特性は第９図に
示すように、下向きの光が大きくなって、上向きの光は
きわめて少なく、対向車にまぶしさを与える心配はない
。

したがって発光中心ＬＯを、焦点像ｆｆＦと同位置もし
くはそれより前方に設置すれば、発光管２の下側に予熱
ヒータ３を配置しても、対向車にまぶしさを与えない。

ちなみに前記第２図の構成では、発光中心ＬＯが上記反
射鏡体１２の焦点位置Ｆよりも前方に配置されているか
ら、第８図および第９図の特性が（！７られる。

なお、上記実施例では、光源としてメタルハライドラン
プを用いた場合について説明したが、本発明は高圧す１
ヘリウムランプであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、予熱し−タを発光
管の下方に設置したから、発光管は予熱ヒータからの輻
射熱に加えて対流熱によっても加熱されるので発光管の
加熱効率が向上し、しかもこの場合小形高圧金属蒸気放
電灯を、発光管の発光中心が反射鏡体の焦点位置と同位
置もしくは焦点位置よりも前方に位置させたので、上記
予熱ヒ−タの遮光作用によりビーム光中の上向きの光が
減光され、対向車にまぶしさを与えなくなる。このため
予熱ヒータを使用することで本来不具合とされる遮光作
用を、車両の前照灯で要求する配光特性に積極的に利用
して配光特性が向上することになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本弁明の一実施例を示し、第１図はメタルハライ
ドランプの構成を示す断面図、第２図はランプを反射鏡
体に取付けた状態の図、第３図は一般的な配光パターン
を示す説明図、第４図は発光管の発光中心が焦点位置よ
りも後方にある場合の説明図、第５図はその場合の配光
パターン図、第６図は発光管の発光中心が焦点位置と同
位置にある場合の説明図、第７図はその場合の配光パタ
ーン図、第８図は発光管の発光中心が焦点位置よりも前
方にある場合の説明図、第９図はその場合の配光パター
ン図である。 １・・・外管、２・・・発光管、３・・・予熱ヒータ、
　４（１・・・陽極、４ｂ・・・陰極、１２・・・反射
鏡体、Ｌ、、ａ・・・発光中心、Ｆ・・・焦点位置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外管内に発光管およびこの発光管を加熱する予熱ヒータ
   を収容してなる小形高圧金属蒸気放電灯を光源とし、こ
   の放電灯から放射される光を車両の前方方向に照射させ
   る反射鏡体内に水平点灯の姿勢となるようにして設置し
   た車両用前照灯において、上記予熱ヒータは遮光機能を
   持ち、この予熱ヒータを発光管の下方に設置するととも
   に、このような小形高圧金属蒸気放電灯を上記反射鏡体
   に、発光管の発光中心が反射鏡体の焦点位置と同位置も
   しくは焦点位置よりも前方に位置するように設置したこ
   とを特徴とする車両用前照灯。