(57)【要約】【課題】水銀フリーの構成とした場合においても、起動電圧を低くすることができる車両用放電バルブを提供する。【解決手段】シュラウドガラス１４の外表面１４ａにおける放電空間２４の中心位置Ｏから、シュラウドガラス１４の後端部を囲むようにして保持する金属バンド１６の前端縁１６ｃまでの領域Ｚ１の表面積Ｓ１と、金属バンド１６におけるシュラウドガラス１４との接触面Ｚ２の表面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２を、Ｓ１／Ｓ２＝１〜３に設定する。ここで、Ｓ１／Ｓ２を３以下の値に設定することにより、金属バンド１６を放電空間２４に近い位置に配置可能とし、これにより誘電体バリア放電をアークチューブ１２とシュラウドガラス１４との間の筒状空間３４の全周領域において発生させやすくする。一方、Ｓ１／Ｓ２を１以上の値に設定することにより、放電発光部３２からリフレクタへ向かう光を金属バンド１６で遮蔽しないようにする。【選択図】図２
2012146578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管部の前後方向両側に位置するピンチシール部に、１対の電極が該電極の先端部を上記発光管部の放電空間に突出させるようにして対向配置されてなるアークチューブと、このアークチューブを筒状に囲むようにして前後方向に延びるとともに前後方向両端部において上記アークチューブに溶着されたシュラウドガラスと、このシュラウドガラスの後端部を囲むようにして保持する金属バンドと、この金属バンドを介して上記シュラウドガラスを固定支持する絶縁プラグと、を備えてなる水銀フリーの車両用放電バルブにおいて、
上記シュラウドガラスの外表面における上記放電空間の中心位置から上記金属バンドの前端縁までの領域の表面積Ｓ１と、上記金属バンドにおける上記シュラウドガラスとの接触面の表面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が、
Ｓ１／Ｓ２＝１〜３
に設定されている、ことを特徴とする車両用放電バルブ。
【請求項２】
上記シュラウドガラスの外表面における上記放電空間の中心位置から上記金属バンドの前端縁までの距離Ｌ１が、
Ｌ１＝３〜１５ｍｍ
に設定されている、ことを特徴とする請求項１記載の車両用放電バルブ。
【請求項３】
上記金属バンドの前後方向の幅Ｌ２が、
Ｌ２＝３〜１５ｍｍ
に設定されている、ことを特徴とする請求項１または２記載の車両用放電バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ヘッドランプ等の車両用灯具の光源として用いられる車両用放電バルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用放電バルブは、一般に、例えば「特許文献１」に記載されているように、発光管部を有するアークチューブと、このアークチューブを筒状に囲むシュラウドガラスと、このシュラウドガラスの後端部を金属バンドを介して固定支持する絶縁プラグとを備えた構成となっている。
【０００３】
そして、この車両用放電バルブのアークチューブは、その発光管部の前後方向両側に位置するピンチシール部に、１対の電極がその先端部を発光管部の放電空間に突出させるようにして対向配置された構成となっている。
【０００４】
また、従来の車両用放電バルブにおいては、その発光効率を高めるため、アークチューブの発光管部の放電空間に水銀を封入していたが、近年、環境有害物質である水銀の使用を削減しようとする社会的ニーズが高まってきたため、上記「特許文献１」にも記載されているように、放電空間に水銀を封入せずに金属ハロゲン化物および希ガスを封入した、いわゆる水銀フリーの車両用放電バルブが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８３１６５号公報
【特許文献２】特開２００２−３０４９６８号公報
【特許文献３】特開平６−６０８５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような水銀フリーの車両用放電バルブにおいて、水銀入りの車両用放電バルブと同等の光束性能を確保するためには、希ガスの封入を高圧で行うことが必要となる。
【０００７】
しかしながら、希ガスの高圧封入は、発光管部内のガス分布密度を高めることとなるため、両電極間に初期放電を引き起こすために必要な印加電圧（すなわち起動電圧）が高くなってしまう。
【０００８】
これに対し、起動電圧を低下させる方法として、例えば「特許文献２」に記載されているように、アークチューブとシュラウドガラスとの間の筒状空間に希ガス等のガスを封入することにより、あるいは、例えば「特許文献３」に記載されているように、アークチューブの発光管部の外周面に透明導電膜を形成することにより、誘電体バリア放電を発生させやすくする方法が知られている。
【０００９】
この誘電体バリア放電を発生させる際には、上記筒状空間へのガス封入圧を０．１ａｔｍ程度に設定することが最も効果的である。しかしながら、このようにガス封入圧を低く設定した場合において、アークチューブとシュラウドガラスとの溶着が不十分であると、スローリークが発生してしまい、誘電体バリア放電が発生しにくくなる。また、機械的衝撃で溶着部にクラックが発生して、上記筒状空間の気密性が低下することによっても、誘電体バリア放電が発生しにくくなる。そして、この誘電体バリア放電が発生しにくくなると、放電の開始が遅れたり放電を開始しなくなるおそれがある。
【００１０】
一方、アークチューブの発光管部の外周面に透明導電膜を形成するようにした場合には、次のような問題がある。
【００１１】
すなわち、誘電体バリア放電を発生させるためには、透明導電膜をある程度以上の膜厚で形成することが必要となる。しかしながら、このようにした場合には、透明導電膜が剥離しやすくなり、密着性を確保することが困難となるため、耐久性の点で問題がある。
【００１２】
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、水銀フリーの構成とした場合においても、起動電圧を低くすることができる車両用放電バルブを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明は、シュラウドガラスの後端部を囲むようにして保持する金属バンドを利用して誘電体バリア放電を発生させる構成とすることにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
【００１４】
すなわち、本願発明に係る車両用放電バルブは、
発光管部の前後方向両側に位置するピンチシール部に、１対の電極が該電極の先端部を上記発光管部の放電空間に突出させるようにして対向配置されてなるアークチューブと、このアークチューブを筒状に囲むようにして前後方向に延びるとともに前後方向両端部において上記アークチューブに溶着されたシュラウドガラスと、このシュラウドガラスの後端部を囲むようにして保持する金属バンドと、この金属バンドを介して上記シュラウドガラスを固定支持する絶縁プラグと、を備えてなる水銀フリーの車両用放電バルブにおいて、
上記シュラウドガラスの外表面における上記放電空間の中心位置から上記金属バンドの前端縁までの領域の表面積Ｓ１と、上記金属バンドにおける上記シュラウドガラスとの接触面の表面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が、
Ｓ１／Ｓ２＝１〜３
に設定されている、ことを特徴とするものである。
【００１５】
上記「表面積Ｓ１」および「表面積Ｓ２」について、それぞれの大きさ自体は特に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成に示すように、本願発明に係る車両用放電バルブは、水銀フリーの放電バルブとして構成されているが、そのシュラウドガラスの外表面における放電空間の中心位置から、このシュラウドガラスの後端部を囲むようにして保持する金属バンドの前端縁までの領域の表面積Ｓ１と、金属バンドにおけるシュラウドガラスとの接触面の表面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が、Ｓ１／Ｓ２＝１〜３に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００１７】
すなわち、Ｓ１／Ｓ２を３以下の値に設定することにより、金属バンドを放電空間に近い位置に配置することができるので、誘電体バリア放電を発生させやすくすることができる。しかも、この金属バンドは、シュラウドガラスの後端部を囲むようにして保持しているので、誘電体バリア放電をアークチューブとシュラウドガラスとの間の筒状空間の全周領域において発生させやすくすることができる。
【００１８】
一方、Ｓ１／Ｓ２を１以上の値に設定することにより、本願発明に係る車両用放電バルブを車両用照明灯具に組み込んだとき、その放電発光部からリフレクタへ向かう光が、金属バンドにより遮蔽されてしまうおそれをなくすことまたはこれを最小限に抑えることができる。
【００１９】
このように、本願発明に係る車両用放電バルブは、水銀フリーの放電バルブとして構成されているにもかかわらず、起動電圧を低くすることができる。
【００２０】
しかも、本願発明のように、金属バンドを利用して誘電体バリア放電を発生させる構成とすることにより、アークチューブに導電膜を形成した場合のような剥離発生のおそれをなくすことができる。そしてこれにより、車両用放電バルブとしての耐久性を高めることができる。
【００２１】
また、このように金属バンドを利用して誘電体バリア放電を発生させる構成とすることにより、誘電体バリア放電を発生させるために、アークチューブとシュラウドガラスとの間の筒状空間へのガス封入圧を低くする必要性を緩和することができる。
【００２２】
上記構成において、シュラウドガラスの外表面における放電空間の中心位置から金属バンドの前端縁までの距離Ｌ１が、Ｌ１＝３〜１５ｍｍに設定された構成とすることが、以下の理由から好ましい。
【００２３】
すなわち、Ｌ１が３ｍｍ未満であると、本願発明に係る車両用放電バルブを車両用照明灯具に組み込んだとき、その放電発光部からリフレクタへ向かう光が金属バンドによって遮蔽されてやすくなるため、光源光束を配光パターン形成用として有効に利用することができなくなってしまうおそれをある。一方、Ｌ１が１５ｍｍを超えると、金属バンドが放電空間からかなり離れてしまうので、誘電体バリア放電を発生させにくくなってしまう。よって、Ｌ１＝３〜１５ｍｍに設定することが好ましい。
【００２４】
上記構成において、金属バンドとして、その前後方向の幅Ｌ２がＬ２＝３〜１５ｍｍに設定された構成とすることが、以下の理由から好ましい。
【００２５】
すなわち、Ｌ２が３ｍｍ未満であると、金属バンドによってシュラウドガラスを保持する面積がかなり小さくなってしまうので、この金属バンドを介してシュラウドガラスを絶縁プラグに固定支持することを安定的に行うことが困難になってしまう。一方、Ｌ２が１５ｍｍを超えると、金属バンドを作製する際の曲げ加工を行いにくくなり、また、金属バンドによってシュラウドガラスを保持する範囲がかなり長くなってしまうので、両者間に接触ムラによるガタつきが発生してしまうおそれが高くなる。よって、Ｌ２＝３〜１５ｍｍに設定することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本願発明の一実施形態に係る車両用放電バルブを示す側断面図
【図２】図１のII部詳細図
【図３】図１のIII−III線断面詳細図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は、本願発明の一実施形態に係る車両用放電バルブ１０を示す側断面図である。また、図２は、図１のII部詳細図であり、図３は、図１のIII−III線断面詳細図である。
【００２９】
これらの図に示すように、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０は、ヘッドランプ等の車両用灯具の光源として用いられる光源バルブであって、その点灯は交流点灯により行われるようになっている。
【００３０】
この車両用放電バルブ１０は、前後方向に延びるアークチューブ１２と、このアークチューブ１２を円筒状に囲むようにして前後方向に延びるとともに前後方向両端部においてアークチューブ１２に溶着されたシュラウドガラス１４と、このシュラウドガラス１４の後端部を囲むようにして保持する金属バンド１６と、この金属バンド１６を介してシュラウドガラス１４を固定支持する絶縁プラグ１８とを備えた構成となっている。
【００３１】
アークチューブ１２は、細長円筒形の石英ガラス管を加工してなるアークチューブ本体２０と、このアークチューブ本体２０内に埋設された前後１対の電極アッセンブリ２２Ａ、２２Ｂとからなっている。
【００３２】
アークチューブ本体２０は、中央に略楕円球状の発光管部２０ａが形成されるとともにその前後両側にピンチシール部２０ｂ１、２０ｂ２が形成されてなり、その発光管部２０ａの内部には前後方向に延びる略楕円球状の放電空間２４が形成されている。
【００３３】
各電極アッセンブリ２２Ａ、２２Ｂは、棒状に形成されたタングステン製の電極２６Ａ、２６Ｂとモリブデン製のリード線２８Ａ、２８Ｂとがモリブデン製の金属箔３０Ａ、３０Ｂを介して連結固定されてなり、各ピンチシール部２０ｂ１、２０ｂ２においてアークチューブ本体２０にピンチシールされている。
【００３４】
その際、各金属箔３０Ａ、３０Ｂは、すべてピンチシール部２０ｂ１、２０ｂ２内に埋設されているが、各電極２６Ａ、２６Ｂは、その先端部が前後両側から互いに対向するようにして放電空間２４に突出している。そしてこれにより、放電バルブ１０を点灯したとき、両電極２６Ａ、２６Ｂの先端部間にアーク状の放電発光部３２を形成するようになっている。
【００３５】
本実施形態に係る車両用放電バルブ１０は、水銀フリーの放電バルブとして構成されている。
【００３６】
すなわち、放電空間２４には、希ガスと金属ハロゲン化物とが封入されているが、水銀は封入されていない。
【００３７】
その際、希ガスは、両電極２６Ａ、２６Ｂの先端部間における放電の発生を容易化すること等を目的として封入されており、本実施形態ではキセノンガスが用いられている。また、金属ハロゲン化物は、発光効率および演色性を高めるために封入されており、本実施形態ではヨウ化ナトリウムおよびヨウ化スカンジウムが用いられている。
【００３８】
なお、水銀は、電極２６Ａ、２６Ｂへの電子の衝突量を減少させてその損傷を緩和する緩衝機能を有しているが、水銀フリーとすることにより、この機能が得られなくなってしまう。そこで本実施形態においては、上記緩衝機能を果たす水銀代替物質として、緩衝用金属ハロゲン化物が封入されている。この緩衝用金属ハロゲン化物としては、例えば、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｂ等のハロゲン化物のうちの１種類または複数種類が用いられている。
【００３９】
アークチューブ１２とシュラウドガラス１４との間の筒状空間３４には、アルゴンガス、キセノンガス等の希ガスや、窒素、酸素、二酸化炭素等の単体ガス、またはこれらを複数種類含む混合ガスが充填されている。この筒状空間３４に充填されたガスの充填圧力は、０．１〜０．９ａｔｍ程度（すなわち０．０１〜０．０９ＭＰａ程度）の負圧に設定されている。
【００４０】
金属バンド１６は、シュラウドガラス１４の後端部の外周面に固定されている。
【００４１】
この金属バンド１６は、帯状の金属板を略円筒状に折り曲げることにより略円筒状に形成されている。その際、この金属バンド１６の周方向両端部には、１対のフランジ部１６ａが形成されており、これら両フランジ部１６ａはシュラウドガラス１４の外周面の上端部において互いに溶接されている。また、この金属バンド１６は、シュラウドガラス１４の外周面と面接触するように形成されているが、その左右両側面部にはシュラウドガラス１４の外周面から略半円筒状に離れるようにして突出する突起部１６ｂが形成されている。
【００４２】
この金属バンド１６は、スライダ金具３８により固定支持されている。
【００４３】
このスライダ金具３８は、その周方向の４箇所に係合爪３８ａを有しており、これら各係合爪３８ａを金属バンド１６の外周面に係合させた状態で、レーザ溶接等により金属バンド１６と連結固定されている。その際、このスライダ金具３８は、その後端面を基準面にして金属バンド１６との連結固定が行われるようになっている。
【００４４】
絶縁プラグ１８は、絶縁プラグ本体４０の前端部に金属製のベースプレート４２が固着された構成となっている。このベースプレート４２には、アークチューブユニット１２側のスライダ金具３８がレーザ溶接等により連結固定されている。
【００４５】
本実施形態に係る車両用放電バルブ１０は、そのシュラウドガラス１４の外表面１４ａにおける放電空間２４の中心位置Ｏから金属バンド１６の前端縁１６ｃまでの領域Ｚ１の表面積Ｓ１と、金属バンド１６におけるシュラウドガラス１４との接触面（すなわち、金属バンド１６の内周面のうち突起部１６ｂの内周面の部分を除いた領域）Ｚ２の表面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が、Ｓ１／Ｓ２＝１〜３（例えば１．５程度）に設定されている。
【００４６】
また、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０は、そのシュラウドガラス１４の外表面１４ａにおける放電空間２４の中心位置Ｏから金属バンド１６の前端縁１６ｃまでの距離Ｌ１が、Ｌ１＝３〜１５ｍｍ（例えば８ｍｍ程度）に設定されている。そして、金属バンド１６は、その前後方向の幅Ｌ２が、Ｌ２＝３〜１５ｍｍ（例えば５ｍｍ程度）に設定されている。
【００４７】
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
【００４８】
本実施形態に係る車両用放電バルブ１０は、水銀フリーの放電バルブとして構成されているが、そのシュラウドガラス１４の外表面１４ａにおける放電空間２４の中心位置Ｏから、このシュラウドガラス１４の後端部を囲むようにして保持する金属バンド１６の前端縁１６ｃまでの領域Ｚ１の表面積Ｓ１と、金属バンド１６におけるシュラウドガラス１４との接触面Ｚ２の表面積Ｓ２との比Ｓ１／Ｓ２が、Ｓ１／Ｓ２＝１〜３に設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００４９】
すなわち、Ｓ１／Ｓ２を３以下の値に設定することにより、金属バンド１６を放電空間２４に近い位置に配置することができるので、誘電体バリア放電を発生させやすくすることができる。しかも、この金属バンド１６は、シュラウドガラス１４の後端部を囲むようにして保持しているので、誘電体バリア放電をアークチューブ１２とシュラウドガラス１４との間の筒状空間３４の全周領域において発生させやすくすることができる。
【００５０】
一方、Ｓ１／Ｓ２を１以上の値に設定することにより、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０を車両用照明灯具（図示せず）に組み込んだとき、その放電発光部３２からリフレクタ（図示せず）へ向かう光が、金属バンド１６により遮蔽されてしまうおそれをなくすことまたはこれを最小限に抑えることができる。
【００５１】
このように、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０は、水銀フリーの放電バルブとして構成されているにもかかわらず、起動電圧を低くすることができる。
【００５２】
しかも、本実施形態のように、金属バンド１６を利用して誘電体バリア放電を発生させる構成とすることにより、アークチューブ１２に導電膜を形成した場合のような剥離発生のおそれをなくすことができる。そしてこれにより、車両用放電バルブ１０としての耐久性を高めることができる。
【００５３】
さらに、このように金属バンド１６を利用して誘電体バリア放電を発生させる構成とすることにより、誘電体バリア放電を発生させるために、アークチューブ１２とシュラウドガラス１４との間の筒状空間２４へのガス封入圧を低くする必要性を緩和することができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、シュラウドガラス１４の外表面１４ａにおける放電空間２４の中心位置Ｏから金属バンド１６の前端縁１６ｃまでの距離Ｌ１が、Ｌ１＝３〜１５ｍｍに設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００５５】
すなわち、Ｌ１が３ｍｍ未満であると、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０を車両用照明灯具に組み込んだとき、その放電発光部３２からリフレクタへ向かう光が、金属バンド１６によって遮蔽されてやすくなるため、光源光束を配光パターン形成用として有効に利用することができなくなってしまうおそれをある。一方、Ｌ１が１５ｍｍを超えると、金属バンド１６が放電空間２４からかなり離れてしまうので、誘電体バリア放電を発生させにくくなってしまう。よって、Ｌ１＝３〜１５ｍｍに設定することが好ましい。
【００５６】
さらに、本実施形態においては、金属バンド１６として、その前後方向の幅Ｌ２がＬ２＝３〜１５ｍｍに設定されているので、次のような作用効果を得ることができる。
【００５７】
すなわち、Ｌ２が３ｍｍ未満であると、金属バンド１６によってシュラウドガラス１４を保持する面積がかなり小さくなってしまうので、この金属バンド１６を介してシュラウドガラス１４を絶縁プラグ１８に固定支持することを安定的に行うことが困難になってしまう。一方、Ｌ２が１５ｍｍを超えると、金属バンド１６を作製する際の曲げ加工を行いにくくなり、また、金属バンド１６によってシュラウドガラス１４を保持する範囲がかなり長くなってしまうので、両者間に接触ムラによるガタつきが発生してしまうおそれが高くなる。よって、Ｌ２＝３〜１５ｍｍに設定することが好ましい。
【００５８】
なお、上記実施形態において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。
【符号の説明】
【００５９】
１０  車両用放電バルブ
１２  アークチューブ
１４  シュラウドガラス
１４ａ  外表面
１６  金属バンド
１６ａ  フランジ部
１６ｂ  突起部
１６ｃ  前端縁
１８  絶縁プラグ
２０  アークチューブ本体
２０ａ  発光管部
２０ｂ１、２０ｂ２  ピンチシール部
２２Ａ、２２Ｂ  電極アッセンブリ
２４  放電空間
２６Ａ、２６Ｂ  電極
２８Ａ、２８Ｂ  リード線
３０Ａ、３０Ｂ  金属箔
３２  放電発光部
３４  筒状空間
３８  スライダ金具
３８ａ  係合爪
４０  絶縁プラグ本体
４２  ベースプレート
Ｏ  放電空間の中心位置
Ｚ１  シュラウドガラスの外表面における放電空間の中心位置から金属バンドの前端縁までの領域
Ｚ２  金属バンドにおけるシュラウドガラスとの接触面
【図１】
2012146578.tif 000003
【図２】
2012146578.tif 000004
【図３】
2012146578.tif 000005