(57)【要約】【課題】アークチューブを耐熱性，耐久性に優れた透光性セラミックスで構成することで、コンパクトにしてリフレクターの反射面形状による配光制御が容易な放電バルブ用アークチューブを提供。【解決手段】電極棒をそれぞれ挿入した発光管１２の両端部が封止されて、発光管１２の内部に電極が対設されかつ発光物質が始動用希ガスとともに封入された密閉空間１２ａをもつ放電バルブ用アークチューブにおいて、発光管１２を、ほぼ円筒状に形成した耐熱性，耐久性に優れた透光性セラミックスで構成し、外径ｄと全長Ｌの比ｄ／Ｌを０．２〜０．５の範囲として、コンパクト化を図る。また、発光管１２の平行光線透過率を２０％以下、かつ発光管１２の全光線透過率を８５％以上とすることで、発光管１２全体が均一に発光して輝度ムラや色ムラのない棒状の発光部が得られ、反射式灯具用の光源である放電バルブとして用いる場合に、リフレクターの反射面形状による配光制御が容易となり、明るい白色の適正な配光を形成できる。【選択図】図２
2004103461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極をそれぞれ挿入した発光管の両端部が封止されて、発光管の内部に電極が対設されかつ発光物質が始動用希ガスとともに封入された密閉空間をもつ放電バルブ用アークチューブにおいて、前記発光管は、ほぼ円筒状に形成した透光性セラミックスで構成され、その外径ｄ（単位：ｍｍ）と全長Ｌ（単位：ｍｍ）の比ｄ／Ｌが０．２〜０．５の範囲に構成されたことを特徴する放電バルブ用アークチューブ。
【請求項２】
前記発光管の肉厚は、０．２５〜１．２（単位：ｍｍ）の範囲に構成されたことを特徴する請求項１に記載の放電バルブ用アークチューブ。
【請求項３】
電極をそれぞれ挿入した発光管の両端部が封止されて、発光管の内部に電極が対設されかつ発光物質が始動用希ガスとともに封入された密閉空間をもつ放電バルブ用アークチューブにおいて、前記発光管は、ほぼ円筒状に形成した透光性セラミックスで構成され、前記発光管の平行光線透過率が２０％以下で、全光線透過率が８５％以上に構成されたことを特徴とする放電バルブ用アークチューブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極棒をそれぞれ挿入した発光管の両端部が封止されて電極の対設された密閉空間が形成された構造で、対向電極間の放電により発光するアークチューブに係り、特に自動車灯具用の光源である放電バルブを構成する上で有効な放電バルブ用のアークチューブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車灯具用の光源である放電バルブは、図１６に示すように、発光管であるアークチューブ２にシュラウドガラス４を溶着一体化したアークチューブ本体１が合成樹脂製絶縁プラグ（絶縁性ベース）９に組み付け一体化されている。具体的には、アークチューブ本体１の後端側が絶縁プラグ９の前面側に金具５を介して把持固定され、アークチューブ本体１の前端側が絶縁プラグ９から延出する通電路でもあるリードサポート６で支持されている。
【０００３】
アークチューブ２は、図１７に示すように、ガラス管の両端部が封止されて、ガラス管の長手方向略中央部に発光物質を始動用希ガスとともに封入しかつ電極３，３を対設した密閉ガラス球２ａが形成された構造で、対向電極３，３間の放電により発光する。アークチュブ２に一体化されたＵＶカット作用のある円筒形状のシュラウドガラス４の外側面には、リフレクタ―８の有効反射面８ａに向かう光の一部を遮って鮮明なクリアカットラインを形成するための配光制御用の遮光膜７が設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
自動車灯具用の光源としては、フィラメントを赤熱させて発熱する白熱バルブと、電極間の放電により生じるアークが発光する放電バルブとがあり、白熱バルブでは、フィラメント全体がほぼ均一に発光して棒状の発光部が得られるので、反射式灯具用の光源として用いる場合に、リフレクターの反射面形状による配光制御がし易い。
【０００５】
一方、放電バルブは、白熱バルブに比べて光量が大きく長寿命で好ましいが、第１に、アークの中心輝度は高いがアーク外周（周縁部）の輝度は低いため、アークの輝度勾配が大きく、アークそのものでカットラインを作ろうとすると、グレア光が発生してしまう。このため、シュラウドガラス４にカットライン形成用の遮光膜７を形成する必要があり、遮光された分、光の無駄が多いし、輝度勾配が大きい分、光度ムラも大きく、配光設計もしにくい。
【０００６】
第２に、電極３，３間に発生するアーク３ａは上方凸に湾曲する形状（図１７参照）であり、配光設計を難しくしており、これを抑えようとアークチューブの径を小さくすると、アークチューブの材料である石英ガラスの耐熱性、耐久性に限界があり、失透現象や光束低下や色度変化、更にはクラックや破裂が発生してしまう為、始動用希ガスが高圧で封入されてアークが発生する密閉空間（放電空間）は略球形状とせざるを得ない。
【０００７】
したがって、アークチューブのコンパクト化には限界があり、アークチューブのアークを白熱バルブのフィラメントのようにリフレクターの反射面形状による配光制御のし易い小さな棒状にすることは困難であった。更にアークの色がアーク中心からの距離によって異なるという色分離がある為、リフレクターの反射面形状による配光制御で均一な白色光を出すことが難しかった。
【０００８】
さらに、密閉ガラス球２ａには発光物質である金属ハロゲン化物が過飽和状態で封入されているが、アークチューブ下方への出射光Ｌ１が密閉ガラス球２ａの底部にたまっている液状金属ハロゲン化物２ｂの色（黄色）を帯びて、白色の配光を形成する上では好ましくない。
【０００９】
そこで発明者は、耐熱性および耐久性に優れた透光性のセラミックスに注目した。即ち、セラミックスは耐熱性および耐久性に優れているため、発光管を円筒形状に形成して密閉空間を狭めたとしても耐熱性および耐久性で問題がなく、しかも電極間に発生するアークは円柱形状の密閉空間に倣う形状、即ち棒状となる。また、透光性のセラミックスは乳白色で、その表面は出射光を拡散させる作用があり、発光管自体を均一に発光する発光部として使用できる、と考えた。そして、試作を重ねた結果、好ましい結果が確認されたので、本発明を提案するに至ったものである。
【００１０】
本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑みて、また前記した発明者の知見に基づいてなされたもので、その第１の目的は、発光管を透光性のセラミックスで円筒状に構成するとともに、その外径と長さの寸法比を特定することで、バルブ初期性能・配光性能を満足したコンパクトな放電バルブ用アークチューブを提供することであり、その第２の目的は、発光管を透光性のセラミックスで円筒状に構成するとともに、その平行光線透過率と全光線透過率を特定することで、リフレクターの反射面形状による配光制御が容易な放電バルブ用アークチューブを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る放電バルブ用アークチューブにおいては、電極をそれぞれ挿入した発光管の両端部が封止されて、発光管の内部に電極が対設されかつ発光物質が始動用希ガスとともに封入された密閉空間をもつ放電バルブ用アークチューブにおいて、前記発光管を、ほぼ円筒状に形成した透光性セラミックスで構成し、その外径ｄ（単位：ｍｍ）と全長Ｌ（単位：ｍｍ）の比ｄ／Ｌを０．２〜０．５の範囲に構成した。
【００１２】
（作用）セラミックスは耐熱性および耐久性に優れているため、発光管全体をコンパクトな比較的細長い円筒形状に形成しても、発光管は熱変形や熱劣化等しない。
【００１３】
即ち、図３，６に示すように、発光管の内径が１．０ｍｍ以下で細すぎる場合（外径が１．５ｍｍ未満の場合）は、２０００ルーメン以上の安定した光束が出ないので、２０００ルーメン以上の安定した光束を得るためには、発光管の内径は１．５ｍｍ以上（外径は２．０ｍｍ以上）とする必要がある。一方、発光管が太すぎる（外径４．５ｍｍ以上）と、配光における最大照度が低下し、かつ最大照度点位置も水平線位置から下方に下がり、遠方の視認性が悪くなるので、配光における最大照度が低下せず、かつ最大照度点位置も水平線位置近傍に保持できて、遠方の視認性を確保するためには、発光管の外径は４．０ｍｍ以下とする必要がある。したがって、発光管の外径は２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．５〜３．５ｍｍの範囲が望ましい。
【００１４】
また、発光管の長さについては、図４，６に示すように、短かすぎる（４．０ｍｍ以下）と、車両手前における配光量が不足し、逆に長すぎる（１６．０ｍｍ以上）と、電極根元部の最冷点温度が下がってしまって、発光効率が低下し、２０００ルーメン以上の光束が得られない。したがって、発光管の長さは６．０〜１４．０ｍｍ、好ましくは８．０〜１２．０ｍｍが望ましい。
【００１５】
そして、円筒状の発光管の大きさを外径ｄと全長Ｌの寸法比ｄ／Ｌで特定すると、視認性の良い２０００ルーメン以上の安定した光束を得るためには、ｄ／Ｌが０．２〜０．５の範囲にあることが望ましい。
【００１６】
さらに、発光管の密閉空間には、発光物質である金属ハロゲン化物等が封入されているが、セラミックスはガラスとは異なり封入物とほとんど反応せず、従来のガラス製アークチューブに見られるような失透現象、光束低下、色度変化等の経時劣化を抑制できる。
【００１７】
また、密閉空間を細長く形成した場合は、電極間に発生するアークは円筒状の発光管に倣う直線状となる。そして、アーク中心からの距離によってアークの輝度や色が異なるが、透光性のセラミックスは乳白色でしかも出射光を拡散させる作用があるため、アークは乳白色の発光管を透過することで輝度や色の隔差が平滑化され、発光管全体が比較的に均一に発光して輝度ムラや色ムラの目立たない発光部を構成する。したがって、発光管をコンパクト化することによって、例えば、リフレクターの有効反射面の焦点上方所定位置に放電中心がくるようにアークチューブを配置するという構成だけで（シュラウドガラス等にカットライン形成用の遮光部を設けることなく）、所定のカットラインをもつ配光を形成することも可能となる。
【００１８】
また、発光管内に封入されている金属ハロゲン化物がたまる部位は、円筒状の発光管における最冷点位置となる電極近傍（発光管の両端部）となり、発光管両端部から出射する光はもともと配光として利用されないし、金属ハロゲン化物の黄色を帯びた光は乳白色の発光管を透過する際に黄色が薄められ、かつ出射する際に拡散されて目立たないので、配光上の問題はない。
【００１９】
また、発光管全体が円筒状であるため、発光管の長手方向中央部に密閉空間を構成する膨出球状部が設けられていた従来のアークチューブに比べて、膨出球状部相当だけ発光管を細くできる。これにより、発光管を覆うように設けるシュラウドガラスの外径をそれだけ小さくでき、シュラウドガラスに配光形成用の遮光膜を形成する場合は、遮光膜が発光部である発光管に接近することとなって、それだけ配光におけるカットラインを鮮明にできる。また、シュラウドガラスの管径を変えない場合には、発光部である発光管からシュラウドガラスが離間する分、シュラウドガラスや遮光膜への熱の影響が少なくなり、材料の選択の幅が広がる。
【００２０】
請求項２においては、請求項１に記載の放電バルブ用アークチューブにおいて、前記発光管の肉厚を０．２５〜１．２（単位：ｍｍ）の範囲に構成するようにした。
【００２１】
（作用）図５に示すように、発光管の管壁の肉厚が薄すぎる場合（０．２０ｍｍ以下）や厚すぎる場合（１．４０ｍｍ以上）では、管壁にクラックが発生するので、発光管の管壁の肉厚は、管壁にクラックが発生しない０．２５〜１．２０ｍｍの範囲であることが望ましい。
【００２２】
請求項３に係る放電バルブ用アークチューブにおいては、電極をそれぞれ挿入した発光管の両端部が封止されて、発光管の内部に電極が対設されかつ発光物質が始動用希ガスとともに封入された密閉空間をもつ放電バルブ用アークチューブにおいて、前記発光管を、ほぼ円筒状に形成した透光性セラミックスで構成し、前記発光管の平行光線透過率が２０％以下で、全光線透過率が８５％以上となるように構成した。
【００２３】
（作用）前記した請求項１で説明した、発光管をほぼ円筒状の透光性セラミックスで構成したことによる作用に加えて、以下の作用がある。
【００２４】
第１に、発光管の全光線透過率が８５％以上であるため、十分な光束が得られる。
【００２５】
第２に、アークの輝度や色は、アーク中心からの距離によって異なるが、発光管の平行光線透過率が２０％以下であるため、透光性のセラミックスは乳白色でしかも出射光を拡散させる作用が強く（拡散透過率が大きく）、アーク（の光）は乳白色の発光管を透過することでその明るさや色の隔差がより平滑化され、発光管全体がより均一に発光して輝度ムラや色ムラのない発光部を構成する。
【００２６】
また、発光管内に封入されている金属ハロゲン化物は、円筒形状の発光管における最冷点位置となる電極近傍（発光管の両端部）に溜まり、この金属ハロゲン化物の黄色を帯びた光は乳白色の発光管を透過する際に黄色が薄められ、かつ出射する際に拡散されて目立たないので、配光上は全く問題ない。
【００２７】
即ち、図９，１０に示すように、発光管の平行光線透過率が２０％を越えると、拡散透過率（全光線透過率−平行光線透過率）がそれだけ低く、発光管外周縁位置（符号Ｐで示す）の輝度分布がなだらかとなって（鮮明でなく）、発光管を介してアークの輝度ムラや色ムラが目立つ。一方、図１１，１２に示すように、発光管の平行光線透過率が２０％以下であると、拡散透過率がそれだけ大きく、発光管外周縁位置（符号Ｐで示す）の輝度分布がシャープ（鮮明）で、発光管を介してアークの輝度ムラや色ムラが目立たない。このため、遮光膜などのカットライン形成用の遮光手段を別途用いることなく、例えば、リフレクターの有効反射面の焦点上方所定位置に放電中心（輝度中心）がくるようにアークチューブを配置するという構成だけで、鮮明なカットラインを形成することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
【００２９】
図１〜図６は本発明の第１の実施例を示すもので、図１は本発明の第１の実施例であるアークチューブを用いた放電バルブの縦断面図、図２は同アークチューブの要部の縦断面図、図３は発光管の内径と全光束の関係を示す図、図４は発光管の長さと全光束の関係を示す図、図５は発光管の肉厚と耐久性の試験結果を示す図、図６は発光管の長さおよび外径が光源初期性能およびヘッドランプの配光性能に及ぼす影響を検査した試験結果を示す図である。
【００３０】
これらの図において、符号３０は、自動車用ヘッドランプのリフレクタ１００のバルブ挿着孔１０２に係合する焦点リング３４が外周に設けられたＰＰＳ樹脂からなる絶縁プラグで、この絶縁プラグ３０の前方には、プラグ３０から前方に延出する通電路である金属製リードサポート３６と、プラグ３０の前面に固定された金属製支持部材５０とによって、アークチューブ本体１０が固定支持されて、放電バルブが構成されている。
【００３１】
即ち、アークチューブ本体１０の前端部から導出するリード線１８ａが、絶縁プラグ３０から延出するリードサポート３６の折曲された先端部にスポット溶接により固定されるとともに、アークチューブ本体１０の前端部がリードサポート３６の折曲された先端部に金属製支持部材３７を介して担持されている。一方、アークチューブ本体１０の後端部から導出するリード線１８ｂが、絶縁プラグ３０後端部に設けられた端子４７に接続されるとともに、アークチューブ本体１０の後端部が、絶縁プラグ３０の前面に固定された金属製支持部材５０で把持された構造となっている。
【００３２】
絶縁プラグ３０の前端部には凹部３２が設けられ、この凹部３２内にアークチューブ本体１０の後端部が収容保持されている。そして、絶縁プラグ３０の後端部には、後方に延出する円筒形状外筒部４２で囲まれた円柱形状ボス４３が形成され、外筒部４２の付け根部外周には、リードサポート３６に接続された円筒形状のベルト型端子４４が固定一体化され、ボス４３には、後端側リード線１８ｂが接続されたキャップ型端子４７が被着一体化されている。
【００３３】
アークチューブ本体１０は、電極１５ａ，１５ｂの対設された密閉空間１２ａをもつアークチューブ１１Ａを覆うように円筒型の紫外線遮蔽用シュラウドガラス２０が配置一体化された構造で、アークチューブ１１Ａの前後端部からは、密閉空間１２ａ内の電極１５ａ，１５ｂに接続されたリード線１８ａ，１８ｂが導出している。そして、これらのリード線１８ａ，１８ｂにシュラウドガラス２０がピンチシール（封着）されることで両者（アークチューブ１１Ａとシュラウドガラス２０）が一体化されている。符号２２は、シュラウドガラス２０の縮径されたピンチシール部を示す。
【００３４】
アークチューブ１１Ａは、図２に拡大して示すように、透光性セラミックスからなる直円筒体形状の発光管１２の両端部が封止されて、発光管１２の内部に電極１５ａ，１５ｂが対設されかつ発光物質（水銀及び金属ハロゲン化物）が始動用希ガスとともに封入された密閉空間１２ａが設けられた構造で、発光管１２の封止部からは、電極１５ａ，１５ｂに接合されたリード線１８ａ，１８ｂがそれぞれ外方に導出している。そして、発光管１２は、外径２．０〜４．０ｍｍ、長さ８．０〜１２．０ｍｍで、外径と長さＬの寸法比ｄ／Ｌが０．２〜０．５の範囲という非常にコンパクトに構成されて、耐熱性および耐久性が確保されるとともに、アークチューブ１１Ａ（発光管１２）全体がほぼ均一に発光するように構成されている。
【００３５】
即ち、図３，４，５，６には、発光管の内径と全光束の関係，発光管の長さと全光束の関係，発光管の肉厚と耐久性の関係，発光管の長さと外径の光源初期性能およびヘッドランプの配光性能に及ぼす影響が示されているが、図３，６に示すように、発光管の内径が１．０ｍｍ以下で細すぎる場合（外径が１．５ｍｍ未満の場合）は、２０００ルーメン以上の安定した光束が出ないので、２０００ルーメン以上の安定した光束を得るためには、発光管の内径は１．５ｍｍ以上（外径は２．０ｍｍ以上）とする必要がある。一方、発光管が太すぎる（外径４．５ｍｍ以上）と、配光における最大照度が低下し、かつ最大照度点位置も水平線位置から下方に下がり、遠方の視認性が悪くなるので、配光における最大照度が低下せず、かつ最大照度点位置も水平線位置近傍に保持できて、遠方の視認性を確保するためには、発光管の外径は４．０ｍｍ以下とする必要がある。したがって、発光管の外径は２．０〜４．０ｍｍ、好ましくは２．５〜３．５ｍｍの範囲が望ましい。
【００３６】
また、発光管の長さについては、図４，６に示すように、短かすぎる（４．０ｍｍ以下）と、車両手前における配光量が不足し、逆に長すぎる（１６．０ｍｍ以上）と、電極根元部の最冷点温度が下がってしまって、発光効率が低下し、２０００ルーメン以上の光束が得られない。したがって、発光管の長さは６．０〜１４．０ｍｍ、好ましくは８．０〜１２．０ｍｍが望ましい。
【００３７】
そして、図６に示すように、円筒状の発光管の大きさを外径ｄと全長Ｌの寸法比ｄ／Ｌで特定すると、視認性の良い２０００ルーメン以上の安定した光束を得るためには、ｄ／Ｌが０．２〜０．５の範囲にあることが望ましい。なお、図６の図表中の小数値はｄ／Ｌの値を示し、２０００ルーメン以上の安定した光束が得られた場合は○印が、得られない場合は×印が表示されている。
【００３８】
また、図５に示すように、発光管の厚さが薄すぎる場合（０．２０ｍｍ以下）や厚すぎる場合（１．４０ｍｍ以上）には、管壁にクラックが発生するので、発光管の厚さは、管壁にクラックが発生しない０．２５〜１．２０ｍｍの範囲であることが望ましい。
【００３９】
したがって、本実施例では、発光管１２の大きさは、ｄ／Ｌが０．２〜０．５の範囲であって、管壁の肉厚Ｔが０．２５〜１．２０ｍｍの範囲に設定されている。
【００４０】
さらに、発光管１２の密閉空間には、発光物質である金属ハロゲン化物等が封入されているが、セラミックスはガラスとは異なり封入物とほとんど反応せず、従来のガラス製アークチューブに見られるような失透現象、光束低下，色度変化等の経時劣化を抑制できる。
【００４１】
また、密閉空間（放電空間）１２ａが狭いため、電極１５ａ，１５ｂ間に発生するアークＡは、図２に示すように、直円筒形状の発光管１２の管壁に倣う直線状となる。そして、アーク中心からの距離によってアークの輝度や色が異なるが、透光性のセラミックスで構成した発光管１２は乳白色でしかも出射光を拡散させる作用があるため、アークは乳白色の発光管を透過することで輝度や色の隔差が平滑化され、発光管１２全体が均一に発光して輝度ムラや色ムラのない発光部が得られる。
【００４２】
また、発光管１２は横長直円筒形状であるため、密閉空間１２ａに封入されている金属ハロゲン化物は、図２符号１３で示すように、発光管１２における最冷点位置となる電極１５ａ，１５ｂの近傍、即ち、発光管１２の両端部近傍に液状にたまった形態となるが、発光管１２の両端部近くから出射する光はもともと配光として有効に利用されないし、金属ハロゲン化物１３の黄色を帯びた光は乳白色の発光管１２を透過する際に白色光と混合されかつ拡散されて目立たないので、配光上は全く問題がない。
【００４３】
シュラウドガラス２０は、ＴｉＯ２　，ＣｅＯ２等をドープした紫外線遮光作用のある石英ガラスで構成されており、放電部である発光管１２における発光から人体に有害となる所定波長域の紫外線を確実にカットするようになっている。
【００４４】
また、シュラウドガラス２０の外周面には、すれ違いビーム用のカットライン形成用の遮光膜（図示せず、従来技術である図１６参照）が形成されている。このため、発光管１２の発光のうち、シュラウドガラス２０に形成されているカットライン形成用の遮光膜によって遮光されなかった光は、リフレクター１００の有効反射面１０１で図１矢印Ｌ２に示されるように反射されて、所定のカットラインをもつ配光が形成される。
【００４５】
また、シュラウドガラス２０内は真空状態又は不活性ガスを封入した状態とされて、放電部である密閉空間１２ａからの熱の幅射に対する断熱作用を営み、ランプ特性が外部環境の変化に影響を受けないように設計されている。
【００４６】
また、発光管１２全体が直円筒形状でしかもコンパクトであるので、発光管の長手方向中央部に密閉空間を構成する膨出球状部が設けられていた従来のアークチューブに比べて、膨出球状部相当だけ発光管を細くできる。これにより、発光管を覆うように設けるシュラウドガラス２０の外径をそれだけ小さくでき、シュラウドガラス２０に設けた配光形成用の遮光膜が発光部である発光管に接近することとなって、配光におけるカットラインを鮮明にできる。また、シュラウドガラス２０の管径を従来と同様の大きさにする場合には、発光部である発光管１２からシュラウドガラス２０が離間する分、シュラウドガラス２０や遮光膜への熱の影響が少なく、シュラウドガラス２０や遮光膜の耐熱性基準が緩和されることとなる。
【００４７】
符号１４は、アークチューブ１１Ａ（発光管１２）の両端開口部を封止するとともに、電極１５ａ，１５ｂを固定保持するために用いられているモリブデンパイプ、符号１４ａは、発光管１２とモリブデンパイプ１４とを接合するモリブデンメタライズ層である。電極１５ａ，１５ｂは、タングステン製棒状部１６とリード線１８ａ，１８ｂであるモリブデン線１７の端面同士を付き合わせて接合一体化された構造で、モリブデンパイプ１４を介して、発光管１２に対し接合・封止されている。
【００４８】
即ち、発光管１２の両端部には、メタライズ接合によりモリブデンパイプ１４が接合固定されるとともに、このパイプ１４に電極１５ａ，１５ｂのモリブデン部分（モリブデン線１７）が溶接されて、発光管１２の封止部が構成されている。そして、電極１５ａ，１５ｂにおける密閉空間１２ａ内への突出部は、耐熱性に優れたタングステンで構成され、電極１５ａ，１５ｂにおけるモリブデン製パイプ１４との接合部は、モリブデンと馴染みがよいモリブデンで構成されて、電極１５ａ，１５ｂにおける放電発光部における耐熱性と発光管１２の封止部における気密性の双方を満足している。
【００４９】
図７および８は、本発明の第２の実施例を示し、図７は第２の実施例であるアークチューブを用いた放電バルブの縦断面図、図８は同アークチューブの要部の縦断面図である。
【００５０】
この第２の実施例のアークチューブ１１Ｂでは、アークチューブ１１Ｂを構成するセラミックス製の発光管１２が、前記した第１の実施例のアークチューブ１１Ａを構成するセラミックス製の発光管１２と外径ｄ，長さＬおよび厚さＴが全く同一寸法に形成されていることに加えて、発光管１２の平行光線透過率が２０％以下で、発光管１２の全光線透過率が８５％以上となるように構成されて、発光管１２全体が均一に発光し、シュラウドガラス２０にカットライン形成用の遮光膜を形成することなく、所定のカットラインをもつ配光が形成されるようになっている。
【００５１】
即ち、発光管１２の全光線透過率は８５％以上で、２０００ルーメン以上の全光束が得られる。また、アークの明るさや色は、アーク中心からの距離によって異なるが、発光管１２の平行光線透過率が２０％以下であるため、透光性のセラミックスは乳白色でしかも出射光を拡散させる作用が強く（拡散透過率が大きく）、アーク（の光）は乳白色の発光管を透過することで明るさや色の隔差が十分に平滑化され、発光管１２全体が第１の実施例における発光管よりもより均一に発光して輝度ムラや色ムラのない発光部を構成する。
【００５２】
また、発光管内１２に封入されている金属ハロゲン化物１３は、円筒形状の発光管における最冷点位置となる電極近傍（発光管の両端部）に溜まるが、この金属ハロゲン化物１３の黄色を帯びた光は乳白色の発光管を透過する際に黄色が薄められ、かつ出射する際に拡散されて目立たないので、配光上は全く問題ない。
【００５３】
図９〜図１２は、セラミックス製発光管の平行光線透過率が９０％，５０％，２０％，１０％の場合の発光管の輝度分布特性を示しており、横軸はアークの断面寸法で、アークの輝度中心位置が零点（０、０）であり、外径３．０ｍｍの発光管についての特性である。図９，１０に示すように、発光管の平行光線透過率が２０％を越えると、拡散透過率（全光線透過率−平行光線透過率）がそれだけ低く、符号Ｐで示す発光管外周縁位置の輝度分布がなだらかとなって（鮮明でなく）、発光管を介してアークの輝度ムラや色ムラが目立つ。一方、図１１，１２に示すように、発光管の平行光線透過率が２０％以下であると、拡散透過率がそれだけ大きく、符号Ｐで示す発光管外周縁位置の輝度分布がシャープ（鮮明）で、発光管を介してアークの輝度ムラや色ムラが目立たない。
【００５４】
このため、本実施例では、シュラウドガラス２０にカットライン形成用の遮光膜を設けることなく、図７に示すようにリフレクター１００の有効反射面の焦点ｆ１の上方所定位置Ｐ１に放電中心（輝度中心）がくるようにアークチューブ１１Ｂを配置するという構成だけで、鮮明なカットラインを形成することができる。
【００５５】
また、前記した第１の実施例のアークチューブ１１Ａでは、発光管１２の両端部も僅かではあるが発光して棒状発光部の長手方向の境界が明確でないのに対し、この第２の実施例では、メタライズ層１４ａが形成されている発光管１２の端部領域１２ｂが黒色などの遮光性セラミックスで構成されて、発光管１２の密閉空間１２ａに対応する領域だけが発光して、棒状発光部の長手方向の境界が明確（発光部のコントラストが明確）となって、リフレクターレクタ１００の有効反射面１０１による配光制御がより容易で、配光性能をさらに向上できるようになっている。
【００５６】
その他は、前記した第１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことで、その重複した説明は省略する。
【００５７】
なお、発光管１２が発光することで形成される棒状発光部の長手方向端部における境界を明確にする手段としては、発光管の端部１２ａを遮光性のセラミックスで構成するまでもなく、透光性セラミックスで構成した発光管の端部外側に耐熱性遮光塗装を施した構造であってもよい。
【００５８】
図１３および図１４は、本発明の第３の実施例を示し、図１３は同実施例の要部の縦断面図、図１４（ａ）は電極の横断面図（図１３に示す線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿う断面図）、（ｂ）は電極の分解斜視図である。
【００５９】
この第３の実施例のアークチューブ１１Ｃでは、リード線１８ａ（１８ｂ）を構成するモリブデン線１７の先端部が軸中心を通る面１７ａで切削され、切削面１７ａの中央に凹溝１７ｂが設けられ、この凹溝１７ｂ内に電極１５ａ（１５ｂ）を構成するタングステン製の棒状部１６が収容されかつスポット溶接により固定一体化されている。なお、切削面１７ａの中央に凹溝１７ｂを設けることなく、切削面１７ａの中央部にタングステン製の棒状部１６を直接スポット溶接により接合固定するように構成してもよい。
【００６０】
図１５は、本発明の第４の実施例であるアークチューブを用いた放電バルブの縦断面図である。
【００６１】
この実施例では、絶縁プラグ３０の前方に、第２の実施例で示すアークチューブ１１Ｂと同一構造の第１，第２のアークチューブ１１Ｂ１，１１Ｂ２が第１，第２のリードサポート３６，３６’を介して２個直列に配設されている。前方の第１のアークチューブ１１Ｂ１の後端側リード線１８ｂ１と後方の第２のアークチューブ１１Ｂ２の前端側リード線１８ａ２とが第２のリードサポート３６’に支持され、第１のアークチューブ１１Ｂ１の前端側リード線１８ａ１が第１のリードサポート３６に支持され、第２のアークチューブ１１Ｂ２の後側リード線１８ｂ２は、絶縁プラグ３０の後端部中央に設けたキャップ型端子（図１符号４７参照）に接続されている。
【００６２】
そして、第１のリードサポート３６と第２のリードサポート３６’は、切り替えスイッチＳＷを介して絶縁プラグ３０の後端部に設けたベルト型端子４４に接続されており、切り替えスイッチＳＷの切り替えにより、第１，第２のアークチューブ１１Ｂ１，１１Ｂ２を同時点灯させる形態と、第２のアークチューブ１１Ｂ２だけを点灯させる形態とを択一的にとることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明から明かなように、請求項１に係る発明によれば、耐久性および耐熱性に優れた発光管全体がほぼ均一に発光して、明るい白色の適正な配光を形成できる。特に、自動車用反射式灯具用の光源である放電バルブとして所定のカットラインをもつ配光を形成する場合には、リフレクターの有効反射面の焦点に対して放電中心（輝度中心）をずらすようにアークチューブを配置することで、カットライン形成用の遮光部を設けることなく、鮮明なカットラインをもつ所定の配光を形成できるので、配光設計が容易で、バルブの構造や灯具構造も簡潔となる。
【００６４】
請求項２によれば、発光管の耐久性および耐熱性が確保されて、アークチューブの長寿命が保証される。
【００６５】
請求項３に係る発明によれば、耐久性および耐熱性に優れた発光管全体が均一に発光して、輝度ムラや色ムラの殆どない棒状の発光部が得られるので、明るい白色の適正な配光を形成できる。特に、自動車用反射式灯具用の光源である放電バルブとして所定のカットラインをもつ配光を形成する場合には、リフレクターの有効反射面の焦点に対して放電中心（輝度中心）をずらすようにアークチューブを配置することで、カットライン形成用の遮光部を設けることなく、鮮明なカットラインをもつ所定の配光を形成できるので、配光設計が容易で、バルブの構造や灯具構造も簡潔となる。
【００６６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例であるアークチューブを用いた放電バルブの縦断面図である。
【図２】同アークチューブの要部の縦断面図である。
【図３】発光管の内径と全光束の関係を示す図である。
【図４】発光管の長さと全光束の関係を示す図である。
【図５】発光管の肉厚と耐久性の試験結果を示す図である。
【図６】発光管の長さおよび外径が光源初期性能およびヘッドランプの配光性能に及ぼす影響を検査した試験結果を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施例であるアークチューブを用いた放電バルブの縦断面図である。
【図８】同実施例の要部の縦断面図である。
【図９】平行光透過率９０％の発光管における輝度分布特性を示す図である。
【図１０】平行光透過率５０％の発光管における輝度分布特性を示す図である。
【図１１】平行光透過率２０％の発光管における輝度分布特性を示す図である。
【図１２】平行光透過率１０％の発光管における輝度分布特性を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施例の要部の縦断面図である。
【図１４】（ａ）電極の横断面図（図１３に示す線ＸＩＶ−ＸＩＶに沿う断面図）である。
（ｂ）電極の分解斜視図である。
【図１５】本発明の第４の実施例であるアークチューブを用いた放電バルブの側面図である。
【図１６】従来の放電バルブの縦断面図である。
【図１７】アークチューブの拡大縦断面図である。
【符号の説明】
１０　アークチューブ本体
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｂ１、１１Ｂ２　アークチューブ
１２　放電部である発光管
１２ａ　密閉空間
１４　モリブデン製パイプ
１４ａ　モリブデンメタライズ層
１４ｂ　レーザ溶接部
１５ａ，１５ｂ　電極棒
１６　放電電極を構成するタングステン製の棒状部
１７　リード線を構成するモリブデン線
１８ａ，１８ｂ　リード線
２０　紫外線遮蔽用シュラウドガラス
３０　合成樹脂製絶縁プラグ
３６　金属製リードサポート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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