(57)【要約】【課題】  耐熱性および組み付け精度が高い放電ランプを提供する。【解決手段】  発光部１１を備える長尺のバーナーＢＮと、バーナーＢＮの長手方向に沿うように設けられたサポートワイヤ２５（リード線）と、サポートワイヤ２５を覆うように設けられたスリーブ３と、発光部１１が前端側に位置するようにバーナーＢＮを保持可能な円盤状のフランジＦＬと、を具備する放電ランプであって、フランジＦＬは、前端側に金属板７を備え、金属板７にはスリーブ保持部７２が一体形成されてなり、スリーブ保持部７２は穴部７２１を備え、穴部７２１にスリーブ３が挿入保持されてなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部を備える長尺のバーナーと、前記バーナーの長手方向に沿うように設けられたリード線と、前記リード線を覆うように設けられたスリーブと、前記発光部が前端側に位置するように前記バーナーを保持可能な円盤状のフランジと、を具備する放電ランプであって、
前記フランジは、前端側に金属板を備え、前記金属板にはスリーブ保持部が一体形成されてなり、前記スリーブ保持部は穴部を備え、前記穴部には前記スリーブが挿入保持されてなることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記金属板には少なくとも２枚以上の金属片が一体形成されてなり、前記バーナーは前記金属片に保持されてなることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両の前照灯などとして使用される放電ランプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の前照灯に使用される放電ランプは、特許文献１や特許文献２で知られているように、バーナーと樹脂製のソケットとで構成されている。ソケットは前端側にフランジを備えている。そのバーナーは点灯中に発光する部分となる発光部を備えた二重管構造となっており、その発光部がフランジの前端側に位置するように、ソケットに保持されている。
【０００３】
なお、最近では、特許文献３〜特許文献５のように、フランジが金属で構成された放電ランプも開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２９７２２６号公報
【特許文献２】特開２００７−３２３９８６号公報
【特許文献３】国際公開第２００９／１３０６５４号
【特許文献４】国際公開第２００８／１１０９６９号
【特許文献５】国際公開第２００９／１３０６４０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、最近ではランプをコンパクトにするために、発光部とソケットとの距離を従来よりも近づけるニーズがある。しかし、このような設計を行うと、点灯中に熱くなる発光部によってフランジの温度が従来よりも高くなる。特許文献１や特許文献２のように、フランジやスリーブを保持する部分が樹脂製であると、その点灯時の熱によって溶融したり、熱変形してしまう。一方、特許文献３〜特許文献５のような放電ランプは、耐熱性は高いが、スリーブなどの組み付け精度が悪いことがわかった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、耐熱性および組み付け精度が高い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】
【０００７】
実施形態の放電ランプは、発光部を備える長尺のバーナーと、前記バーナーの長手方向に沿うように設けられたリード線と、前記リード線を覆うように設けられたスリーブと、前記発光部が前端側に位置するように前記バーナーを保持可能な円盤状のフランジと、を具備する放電ランプであって、前記フランジは、前端側に金属板を備え、前記金属板にはスリーブ保持部が一体形成されてなり、前記スリーブ保持部は穴部を備え、前記穴部には前記スリーブが挿入保持されてなる
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【図２】図１の放電ランプの断面について説明するための図である。
【図３】図１の放電ランプを前端側から見た状態について説明するための図である。
【図４】フランジについて説明するための図である。
【図５】金属部について説明するための図である。
【図６】ベースについて説明するための図である。
【図７】突片部の幅Ｗとグレア、ディフレクションについて説明するための図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【図９】放電ランプの他の例について説明するための図である。
【図１０】フランジの他の例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の放電ランプについて、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図、図２は、図１の放電ランプの断面について説明するための図、図３は、図１の放電ランプを前端側から見た状態について説明するための図である。なお、本発明においては、便宜上、自動車等に取り付けられた場合に前方となる図２に示した矢印Ｆの方向を前端、矢印Ｂの方向を後端と称して説明する。
【００１０】
図１の放電ランプは、自動車の前照灯装置に用いられるＨＩＤランプであり、長尺なバーナーＢＮとフランジＦＬとを備えている。
【００１１】
バーナーＢＮは、二重管構造であり、その内部には内管１が配置されている。内管１は細長い形状であり、その中央付近には点灯中に発光する部分となる発光部１１が形成されている。発光部１１は略楕円状であり、その両端には板状のシール部１２、そのさらに両端には境界部１３を介して円筒部１４が連続形成されている。この内管１は前述のとおり、発光する部分を含んでいるとともに、高温になるため、石英ガラスなどの透光性と耐熱性を具備した材料で構成されるのが望ましい。
【００１２】
発光部１１の内部には、中央が略円柱状、両端がテーパ状の放電空間１１１が形成されている。この放電空間１１１の容積は、自動車前照灯用の場合には、１０ｍｍ３〜３０ｍｍ３、さらには１５ｍｍ３〜２５ｍｍ３であるのが好適である。放電空間１１１には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、金属ハロゲン化物と希ガスを含み、水銀は含んでいない、いわゆる水銀フリーの構成である。
【００１３】
金属ハロゲン化物は、ナトリウム、スカンジウム、亜鉛、インジウムなどのハロゲン化物で構成されている。それらの金属ハロゲン化物に結合されるハロゲンとしてはヨウ素が最適であるが、臭素や塩素などを組み合わせてもよい。また、金属ハロゲン化物の組み合わせもこれに限らず、スズやセシウムのハロゲン化物などを追加してもよい。
【００１４】
希ガスは、キセノンで構成されている。希ガスは、目的によってその封入圧力を調整することができる。例えば、全光束等の特性を高めるためには、封入圧力を常温（２５℃）において１０ａｔｍ以上、特に１３ａｔｍ以上にするのが望ましい。ただし、上限は製造上、現状で２０ａｔｍ程度である。なお、希ガスとしては、キセノンの他に、ネオン、アルゴン、クリプトンなどを使用したり、それらを組み合わせて使用したりすることもできる。
【００１５】
シール部１２には、電極マウント２が封着されている。電極マウント２は、金属箔２１、電極２２、コイル２３およびリード線２４により構成されている。
【００１６】
金属箔２１は、例えば、モリブデンからなる薄い金属板であり、その板状の面がシール部１２の板状の面と平行するように配置されている。
【００１７】
電極２２は、例えば、タングステンに酸化トリウムをドープした、いわゆるトリエーテッドタングステンからなる電極である。その一端は金属箔２１の発光部１１側端部に重ね合わせ接続されており、他端は放電空間１１１内で所定の電極間距離を保って、互いの先端同士が対向するように配置されている。その電極間距離としては、自動車前照灯用の場合には、外観上における距離で３．５ｍｍ〜４．５ｍｍであるのが望ましい。
【００１８】
コイル２３は、例えば、ドープタングステンからなる金属線であって、シール部１２に封着される電極２２の軸部の軸周りに螺旋状に巻装されている。
【００１９】
リード線２４は、例えば、モリブデンからなる金属線である。その一端は、発光部１１に対して反対側の金属箔２１に重ね合わせ接続されており、他端は管軸に沿って内管１の外部に延出されている。そのうち、ランプの前端側に延出したリード線２４には、サポートワイヤ２５の一端がレーザー溶接により接続されている。サポートワイヤ２５は例えば、ニッケル線からなるＬ字状のリード線であり、長辺はバーナーＢＮと沿うように配置されている。そのサポートワイヤ２５の長辺には、その外面を覆うように例えば、セラミックからなるスリーブ３が装着されている。
【００２０】
上記で構成された内管１の外側には、筒状の外管４が内管１と同心状に設けられている。これら内外管の接続は、内管１の円筒部１４付近に外管４を溶着し、両端部に溶着部４１を形成することにより行なわれている。このため、内管１と外管４との間には気密に保たれた空間が形成され、その空間には、ネオン、アルゴン、キセノン、窒素から選択された一種のガスまたは混合ガスが０．３ａｔｍ以下の圧力で封入されている。なお、外管４としては、チタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加した石英ガラスなど、内管１に熱膨張係数が近く、かつ紫外線遮断性を有する材料を使用するのが望ましい。
【００２１】
これらで構成されたバーナーＢＮの後端側には、金属バンド５が設けられている。この金属バンド５は、例えばステンレスからなる金属板を外管４の外周面に沿うように設けたものであり、その両端同士をレーザーなどで溶接することで、バーナーＢＮに固定されている。
【００２２】
金属バンド５付近には、フランジＦＬが配置されている。フランジＦＬは円盤状であって、前端側に金属板を備えている。具体的には、直径は約３１ｍｍ、厚みは約２．５ｍｍであり、図４に示すように、樹脂部６と金属部７とで構成されている。
【００２３】
樹脂部６は、ＰＰＳ、ＰＥＩなどの樹脂により成形されてなるものであり、フランジＦＬの周縁に位置している。このフランジＦＬには、ポッチ部６１、切り欠き部６２および凹部６３が形成されている。ポッチ部６１は、樹脂部６の前端側に設けられた突起であり、１２０度間隔で３つ形成されている。このポッチ部６１は、寸法を測定する際の基点となる部分となる。例えば、ポッチ部６１の先端から発光部１１内の電極間中心までの距離Ｄ１は、放電ランプのＬＣＬ（Light Center Length）として規定されている。切り欠き部６２は、樹脂部６の端部に形成された切り欠きであり、３つ形成されている。凹部６３は、樹脂部６の前後端側に設けられた凹みであり、６０度間隔で６つ形成されている。
【００２４】
金属部７は、ステンレスなどからなる金属板であり、バーナーＢＮの長手方向に直交するように、樹脂部６に埋め込み形成されている。樹脂部６に埋め込まれる前の金属部７は、図５に示すような形状であり、突片部７１、スリーブ保持部７２、穴部７３および切り欠き部７４が形成されている。突片部７１は、金属部７の中央方向に突出形成された突片であり、９０度間隔で４枚が一体形成されている。この突片部７１は、図１や図２に示すように、放電ランプの状態では後端方向に斜めに折り曲げられ、その先端部において金属バンド５を四方から保持している。スリーブ保持部７２は、金属部７の中央方向に突出するように一体形成された金属板である。その中央部には円形の穴部７２１が形成されている。穴部７３は、凹部６３付近に形成された穴であり、６０度間隔で６つ形成されている。切り欠き部７４は、金属部７の周縁に形成された切り欠きであり、樹脂部６の切り欠き部６２に対応するように３つ形成されている。
【００２５】
フランジＦＬの後端側には、ベース８が配置されている。ベース８は、例えばステンレス、鉄、ニッケル、アルミニウムなどからなるものであり、図６に示すように、前端側にケース部８１とリング８２を備えている。ケース部８１は、中空の筐体であり、その内部空間にはイグナイタやバラストなどの点灯回路装置が配置される（図示なし）。具体的には、放電ランプの始動および放電ランプの安定点灯に必要なトランスやコンデンサなどの回路素子や金属端子を内部に備えた樹脂ケースが配置される。なお、この点灯回路装置には、フランジＦＬよりも後端方向に延びるリード線２４およびサポートワイヤ２５の一端が電気的に接続され、バーナーＢＮには安定時は約２５Ｗ、始動時は安定時電力に対して２倍以上である約５５Ｗの電力が投入される。
【００２６】
リング８２は、ケース部８１の前端側に形成された円柱状の筒であり、その前端側には６０度間隔で６つの突起部８２２が形成されている。この突起部８２２は、リング８２とフランジＦＬの接続に用いられる。具体的には、突起部８２２を金属部７の穴部７３に挿入したのちに、その突出部分を凹部６３に収納するように折り曲げることで、リング８２とフランジＦＬとを固定することが可能となる。なお、折り曲げられた突起部８２２と金属部７の重なり部分にレーザー溶接等をして固定を強化することもできる。
【００２７】
ここで、スリーブ３は金属部７に一体形成されたスリーブ保持部７２の穴部７２１に挿入保持されている。このスリーブ保持部７２はスリーブ３の長手方向の略中間地点に位置することになるため、バーナーＢＮとスリーブ３を平行に保ちやすくなり、組み付け精度が改善される。特に、バーナーＢＮの発光部１１の中心とスリーブ３との距離Ｄ２のばらつきが抑制される。距離Ｄ２がランプによってばらつくと、特開２００２−１６３９１１号公報にあるように、絶縁性等に影響が生じると考えられているため、その効果は有意義である。なお、点灯時にバーナーＢＮからの熱が到達するフランジＦＬの前端側には金属板が使用されているため、ＬＣＬが従来の長さであるＤ１＝２７．１ｍｍから１８．０ｍｍに短くなり、フランジＦＬの温度が高くなったとしても、溶融変形することはない。
【００２８】
また、４枚の突片部７１も金属部７に一体形成している。距離Ｄ２は、バーナーＢＮとスリーブ３の位置で決まるため、４枚の突片部７１も金属部７に一体形成し、バーナーＢＮを突片部７１に、スリーブ３をスリーブ保持部７２の穴部７２１に保持させるようにすると、距離Ｄ２のばらつきをさらに抑制することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、スリーブ保持部７２の穴部７２１の直径をＲ１（ｍｍ）、スリーブ３の直径をＲ２（ｍｍ）としたとき、Ｒ２／Ｒ１を、０．８≦Ｒ２／Ｒ１＜１に設定している。これは、スリーブ３が前後端方向に動作することを防止するためである。スリーブ３が前後端方向に動くと、スリーブ３が破損することがあるが、この関係を満たすことで、その動きを抑制することができる。なお、具体的には、Ｒ１＝２．３ｍｍ、Ｒ２＝２．０ｍｍとしている。
【００３０】
また、突片部７１の幅をＷとしたとき、２．０ｍｍ≦Ｗ≦３．０ｍｍとしている。これは、ディフレクション、すなわち振動などが加わってもバーナーＢＮが不所望に変位することを抑制しつつ、グレアを抑制するためである。前端側に金属部７を備えるフランジＦＬでは、ＬＣＬであるＤ１が２０．０ｍｍ以下になると、発光部１１から出た光を反射してグレアが発生しうるが、この関係を満たすことで、図７に示すように、ディフレクションおよびグレアを抑制することができる。なお、突片部７１の幅Ｗは、従来が４．０ｍｍ程度であるのに対し、本実施形態では３．０ｍｍである。
【００３１】
この実施形態では、前端側に金属部６を備えたフランジＦＬにスリーブ保持部７２を一体形成し、スリーブ保持部７２に設けた穴部６２１にスリーブ３を挿入保持させたことで、耐熱性およびスリーブ３の組み付け精度が高い放電ランプを実現することができる。また、金属部７に４枚の突片部７１をさらに一体形成したため、バーナーＢＮの発光部１１の中心とスリーブ３との距離Ｄ２のばらつきを抑止することができる。
【００３２】
（第２の実施の形態）
図８は、本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。この第２の実施の形態の各部について、第１の実施の形態の放電ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００３３】
この実施形態では、サポート保持部７２を屈曲させている。具体的には、サポート保持部７２をその先端部を根元から後端側に、角度α＝２０度だけ屈曲させている。このように、サポート保持部７２を屈曲させることで、スリーブ３に対して抵抗となるため、スリーブ３の前後端方向の動きを抑制することができる。なお、角度αは、スリーブ３の動きの抑制と製造上の観点から１５度〜３５度であるのが望ましい。また、屈曲させた状態で、穴部７２１を前後端から見たときに形状が略真円となるよう、穴部７２１は楕円状に形成するのが望ましい。
【００３４】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００３５】
例えば、放電ランプは、図９のように、点灯回路を具備しないタイプのものでもよい。
【００３６】
サポートワイヤ２５は、前端側のリード線２４をコの字に屈曲させることで、省略してもよい。
【００３７】
フランジＦＬは、図１０のように、円盤状の樹脂部６に、カバー状の金属部７を覆うように設けたものや、特許文献５にあるように金属部のみで構成されたものであってもよい。つまり、耐熱性を向上させるために、前端側に金属板を有するフランジＦＬであればよい。
【００３８】
突片部７１は、３枚や６枚であってもよく、すなわちバーナーＢＮを保持可能な枚数である２枚以上であればよい。また、突片部７１は、図９のように、フランジＦＬの前端側に突出するようにしてもよい。
【００３９】
スリーブ保持部７２の穴部７２１は、切り欠き状の穴であってもよい。また、その形状は扁平形や多角形などであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
ＢＮ  バーナー
１  内管
１１  発光部
２５  サポートワイヤ
３  スリーブ
ＦＬ  フランジ
６  樹脂部
７  金属部
７２  スリーブ保持部
【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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