(57)【要約】【課題】水銀を使用することなく、水銀を有する高圧放電ランプと同等の車道照明を保証する。　【解決手段】透明なセラミックスからなる管状部（１０；１０’）を有する放電管（１；１’）を備え、その管状部の内径が２．０ｍｍ以下である。放電管（１；１’）内に気密に封じ込められた２つのガス放電発生用電極（２，３；２’，３’）を備え、両電極の放電側端部が、管状部（１０；１０’）内に、互いに向かい合い、電極（２，３；２’，３’）の放電側端部間の間隔が１０ｍｍ以下になるように配置される。放電管（１；１’）中に封入され放電媒体として役立つイオン化可能な無水銀の封入物を備え、その封入物が少なくとも２０００ｈＰａの冷封入圧を有するキセノンと金属ハロゲン化物とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　透明なセラミックスからなる管状部（１０；１０’）を有する放電管（１；１’）を備え、その管状部の内径が２．０ｍｍ以下であり、
　放電管（１；１’）内に気密に封じ込められた２つのガス放電発生電極（２，３；２’，３’）を備え、両電極の放電側端部が、管状部（１０；１０’）内で互いに向かい合い、電極（２，３；２’，３’）の放電側端部間の間隔が１０ｍｍ以下になるように配置され、
　放電管（１；１’）中に封入され放電媒体として役立つイオン化可能な無水銀の封入物を備え、その封入物が少なくとも２０００ｈＰａの冷封入圧を有するキセノンと金属ハロゲン化物とからなる
　ことを特徴とする自動車前照灯用高圧放電ランプ。
【請求項２】
　管状部（１０’）はサファイアからなる単結晶の管であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
　放電管（１’）は、電極（２’，３’）のためのリードを備えた多結晶の酸化アルミニウムからなる封鎖片（１１’，１２’）を有し、封鎖片（１１’，１２’）はそれぞれ管状部（１０’）の端部をそれぞれ収容するためのくぼみを持ち、それぞれのくぼみの内部寸法は管状部（１０’）の対応する端部の外径に合わせられ、封鎖片（１１’，１２’）は焼結結合によって管状部（１０’）のそれぞれの端部に固定されていることを特徴とする請求項２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
　封鎖片（１１’，１２’）の外表面は少なくとも部分的に光不透過性の被膜（１８’）を備えていることを特徴とする請求項３記載の高圧放電ランプ。
【請求項５】
　放電管（１）の少なくとも管状部（１０）は、イットリウム−アルミニウム−ガーネット、アルミニウム−オキシナイトライドまたはイッテルビウム−アルミニウム−ガーネットからなることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項６】
　放電管の外表面は円筒形部分の外側に少なくとも部分的に光不透過性の被膜（１８’）を備えていることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項７】
　被膜（１８’）は熱伝導性に形成されていることを特徴とする請求項４または６記載の高圧放電ランプ。
【請求項８】
　放電管（１；１’）は外管（１４，１４’）によって包囲されていることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項９】
　外管（１４，１４’）は真空にされていることを特徴とする請求項８記載の高圧放電ランプ。
【請求項１０】
　金属ハロゲン化物は、金属のナトリウム，ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウムおよびタリウムのハロゲン化物を含むことを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項１１】
　ハロゲン化物はヨウ化物であり、ヨウ化物全量におけるヨウ化ナトリウム，ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化ツリウムおよびヨウ化タリウムの相対的割合は、ランプから放出される光の色温度が３５００ケルビンと５０００ケルビンの間にあるように選定されていることを特徴とする請求項１０記載の高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、自動車前照灯用高圧放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来の自動車前照灯用高圧放電ランプは２ｍｍよりも小さい内径を有するセラミック放電管を備え、この放電管内にイオン化可能な封入物が配置されている（例えば、特許文献１参照。）。イオン化可能な封入物は、キセノン、水銀および金属ハロゲン化物、特に金属のナトリウムおよびセリウムのヨウ化物、並びに場合によっては金属のカルシウムおよびジスプロシウムのヨウ化物を含む。
【特許文献１】国際公開第００／６７２９４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　本発明の課題は、水銀を使用することなく、従来の水銀を有する高圧放電ランプと同等の車道照明を保証する自動車前照灯用高圧放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
　この課題は、本発明によれば、請求項１の特徴事項によって解決される。本発明の特に好ましい実施態様は従属請求項に記載されている。
【０００５】
　本発明による自動車前照灯用高圧放電ランプは次の特徴を有する。
　透明なセラミックスからなる管状部を有する放電管を備え、その管状部の内径が２．０ｍｍ以下であること、
　放電管内に気密に封じ込められた２つのガス放電発生電極を備え、両電極の放電側端部が、管状部内で互いに向かい合い、電極の放電側端部間の間隔が１０ｍｍ以下になるように配置されていること、
　放電管中に封入され放電媒体として役立つイオン化可能な無水銀の封入物を備え、その封入物が少なくとも２０００ｈＰａの冷封入圧を有するキセノンと金属ハロゲン化物とからなること。
【０００６】
　放電管の管状部および電極間間隔の僅かな寸法によって放電アークが著しく狭められる。特に、ランプの長手軸線に対して垂直方向への放電アークの広がりは管状部の内径に正確に制限される。これに対して、放電アークの長さは電極間間隔によって決まる。従って、光を放出する放電アークは、ランプの長手方向には高々１０ｍｍ、特に高々５ｍｍの広がりを持ち、長手方向に対して直角方向には高々２．０ｍｍｍ、特に高々１．５ｍｍの広がりしか持たない。放電アークのこの僅かな広がりにより放電アークを光学系に十分に正確に形成することができるので、ランプを例えば下向きライト用前照灯に使用する場合に、明暗境界発生のための照度の必要なコントラストを付加的な絞りなしに保証することができる。従って、前照灯における放射損失は最小限に低減され、このようにして放電における水銀不使用によるランプ効率の損失が補償される。放電アークを狭い管状部に狭めることによって、上述のイオン化可能な無水銀の封入物において十分な大きさのランプ電圧が生じるので、ランプ電圧を高めるための添加物はなくてもよい。さらに、放電アークを上述の如く狭めることによって、水平姿勢でのランプ点灯時の対流に起因する放電アークの上方への曲がりが避けられる。
【０００７】
　放電管の管状部は、その高い熱負荷および化学攻撃性のあるイオン化可能な封入物に基づいて、透明なセラミックスからなる。とりわけ、管状部は特に高い光透過性を持ったセラミックスからなる。このために特に好適なセラミックスは、単結晶サファイア、アルミニウム−オキシナイトライド、透明に焼結されたイットリウム−アルミニウム−ガーネットまたは透明に焼結されたイッテルビウム−アルミニウム−ガーネットである。これらの材料は透明に焼結された多結晶の酸化アルミニウムセラミックスよりも高い光透過性を有する。
【０００８】
　本発明による高圧放電ランプの主要な利点は、放電ランプのイオン化可能な封入物は専ら希ガス、特にキセノンと、金属ハロゲン化物とからなることにある。とりわけ、環境に有害な水銀は封入成分として除かれる。特に好ましいことは、金属のナトリウム，ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウムおよびタリウムのハロゲン化物を、少なくとも２０００ｈＰａのキセノン冷封入圧を持つキセノンと共に使用することである。透明なセラミックス、特に単結晶サファイア、透明に焼結されたイットリウム−アルミニウム−ガーネット、アルミニウム−オキシナイトライドまたはイッテルビウム−アルミニウム−ガーネットからなる放電管の狭い管状部と関係して、これらの封入物は、本発明による高圧放電ランプが従来の水銀を含む高圧放電ランプと同じように良好な道路照明を提供することを保証する。上述の金属のヨウ化物はその化学的攻撃性もしくは蒸気圧が僅かであることによりフッ化物、塩化物および臭化物に比べて優れている。ハロゲン化物を使用すること、特にキセノンとの関係において金属のナトリウム，ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウムおよびタリウムのヨウ化物を使用することの別の利点は、ヨウ化物全量におけるヨウ化ナトリウム、ヨウ化ジスプロシウム、ヨウ化ホルミウム、ヨウ化ツリウムおよびヨウ化タリウムの相対的割合を、ランプから放出される光の色温度が３５００ケルビンと５０００ケルビンとの間の値にありそれにより従来の水銀を有する高圧放電ランプと同程度になるように選定し得ることにある。
【０００９】
　本発明による高圧放電ランプの放電管は、外管によって包囲されているのが好ましい。外管は放電管の熱絶縁に役立ち、従って特に真空にされている。さらに、外管を例えば紫外線を吸収する石英ガラスまたは硬質ガラスから作ることによって、ランプから放出される紫外線の低減のためにも使用することができる。散乱光を避けるために、放電管は上述の透明セラミックスからなる管状部の外側に光不透過性の被膜を備えることが好ましい。さらに、上述の被膜は、放電管の熱負荷の一様な分布を保証するために、熱伝導性に形成されると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
　以下、本発明を２つの優れた実施例に基づいてさらに詳細に説明する。図１は本発明の第１実施例による高圧放電ランプの概略断面図、図２は本発明の第２実施例による高圧放電ランプの概略断面図である。
【実施例１】
【００１１】
　図１に示されている本発明の第１実施例は、自動車前照灯に使用される約３０ワットの入力を持つハロゲン−金属蒸気高圧放電ランプ（メタルハライドランプ）である。このランプは、イットリウム−アルミニウム−ガーネットからなる透明に焼結されたセラミックスでできている放電管１を有する。放電管１は、管状のほぼ円筒形の中央部１０と、この中央部１０の両側に対して正反対に延びた２つの同様に管状の端部１１，１２とを有する。中央部１０の内径は１．５ｍｍである。放電管の長手軸線方向に、０．３ｍｍの直径を持つタングステンからなる２つの電極２，３が、それらの電極の放電側端部が中央部１０の内部空間内に突入し４．２ｍｍの間隔を有するように配置されている。ランプ点灯中は電極２，３の放電側端部間にガス放電アークが形成される。放電管１の端部１１、１２の中に延びている電極２，３の端部が、それぞれ対応する端部１１もしくは１２から突出しているリードに接続されている。リードはそれぞれの端部１１もしくは１２に気密に配設されそれぞれモリブデン線４，５を巻いたモリブデンピン６，７とこれらに接続されているニオブピン８，９とからなり、これらのニオブピン８，９はガラスろう１３により端部１１，１２に固定されかつ密封されている。放電管１の内部空間に配置されているイオン化可能な封入物は５０００ｈＰａ（ヘクトパスカル）の冷封入圧を持つキセノンと金属のナトリウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウムおよびタリウムのヨウ化物４ｍｇとからなり、ヨウ化物全量の中に、３０重量％のヨウ化ナトリウム、２０重量％のヨウ化ジスプロシウム、２０重量％のヨウ化ホルミウム、２０重量％のヨウ化ツリウムおよび１０重量％のヨウ化タリウムが含まれている。放電管１は真空にされた外管１４によって包囲されている。電極２，３はリード４，６，８もしくは５，７，９を介してそれぞれランプ口金１５に固定されているランプの電気接続端子１６，１７に接続されている。
【実施例２】
【００１２】
　図２に示されている本発明の第２実施例は、同様に、自動車前照灯に使用される約３０ワットの入力を持つハロゲン−金属蒸気高圧放電ランプ（メタルハライドランプ）である。このランプの放電管１’は管状の円筒形の中央部１０’を有し、この中央部は単結晶サファイアからなる。中央部１０’の開放端はそれぞれ多結晶の酸化アルミニウムからなる封鎖片１１’，１２’によって閉じられている。封鎖片１１’，１２’はそれぞれ中央部１０’の端部を収容するためのくぼみを備え、焼結によって中央部１０’の対応する端部に固定されている。中央部１０’の内径は１．５ｍｍである。放電管１’の長手軸線方向に、０．３ｍｍの直径を持つタングステンからなる２つの電極２’，３’が、それらの電極の放電側端部が中央部１０’の内部空間内に突入し４．２ｍｍの間隔を有するように配置されている。ランプ点灯中は電極２’，３’の放電側端部間にガス放電アークが形成される。封鎖片１１’，１２’の中に延びている電極２’，３’の端部が、それぞれ対応する封鎖片１１’もしくは１２’から突出しているリードに接続されている。リードはそれぞれの封鎖片１１’もしくは１２’に気密に配設され、それぞれモリブデン線４’，５’を巻いたモリブデンピン６’，７’とこれらに接続されているニオブピン８’，９’とからなり、これらのニオブピン８’，９’はガラスろう１３’により封鎖片１１’，１２’に固定されかつ密封されている。封鎖片１１’，１２’の外表面は、少なくとも中央部１０’の端部範囲において光不透過性のニオブ膜１８’を備えている。放電管１’の内部空間に配置されているイオン化可能な封入物は５０００ｈＰａ（ヘクトパスカル）の冷封入圧を持つキセノンと金属のナトリウム、ジスプロシウム、ホルミウム、ツリウムおよびタリウムのヨウ化物４ｍｇとからなり、ヨウ化物全量の中に、３０重量％のヨウ化ナトリウム、２０重量％のヨウ化ジスプロシウム、２０重量％のヨウ化ホルミウム、２０重量％のヨウ化ツリウムおよび１０重量％のヨウ化タリウムが含まれている。放電管１’は真空にされた外管１４’によって包囲されている。電極２’，３’はリード４’，６’，８’もしくは５’，７’，９’を介してそれぞれランプ口金１５’に固定されているランプの電気接続端子１６’，１７’に接続されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施例による高圧放電ランプの概略断面図
【図２】本発明の第２実施例による高圧放電ランプの概略断面図
【符号の説明】
【００１４】
　１，１’　　　　放電管
　２，２’　　　　電極
　３，３’　　　　電極
　４，４’　　　　モリブデン線
　５，５’　　　　モリブデン線
　６，６’　　　　モリブデンピン
　７，７’　　　　モリブデンピン
　８，８’　　　　ニオブピン
　９，９’　　　　ニオブピン
１０，１０’　　　中央部
１１　　　　　　　端部
１１’　　　　　　封鎖片
１２　　　　　　　端部
１２’　　　　　　封鎖片
１３，１３’　　　ガラスろう
１４，１４’　　　外管
１５，１５’　　　ランプ口金
１６，１６’　　　電気接続端子
１７，１７’　　　電気接続端子
【図１】
2004111390.tif 000003
【図２】
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