(57)【要約】【課題】  耐熱性が高く、かつグレアを抑制可能な放電ランプを提供する。【解決手段】  実施形態の放電ランプは、発光部１１を備える長尺のバーナーＢＮと、発光部１１がその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、バーナーＢＮの長手方向に対して直交するように設けられた金属部７を備えており、金属部７は前端側の表面における最大分光反射率が２５％以下である。最大分光反射率を２５％以下にするには、例えば、金属部７の前端側の表面に所定の粗面７５を形成すればよい。【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、前記発光部がその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、前記バーナーの長手方向に対して直交するように設けられた金属板を備えており、前記金属板は前端側の表面における最大分光反射率が２５％以下であることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記金属板は、その前端側の表面の算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記金属板は、その前端側の表面に酸化膜を備えていることを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施態様は、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。
【背景技術】
【０００２】
自動車の前照灯に使用される放電ランプは、バーナーとソケットとで構成されている。ソケットは樹脂からなるものであり、その前端側にはフランジが設けられている。そのバーナーは点灯中に発光する部分となる発光部を内部に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】
最近では、フランジにおいて従来のような樹脂ではなく、金属を使用したものが開発されている。金属にすることで、フランジの耐熱性を向上させることができるが、このようなランプを自動車前照灯の灯具に配置すると、グレアが発生することがわかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５３４３８８号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／１３０６５４号
【特許文献３】国際公開第２００８／１１０９６９号
【特許文献４】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】
本発明が解決しようとする課題は、耐熱性が高く、かつグレアを抑制可能な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】
【０００６】
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、前記発光部がその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、前記バーナーの長手方向に対して直交するように設けられた金属板を備えており、前記金属板は前端側の表面における最大分光反射率が２５％以下である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施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】第１の実施形態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】第１の実施形態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】第１の実施形態のフランジについて説明するための図である。
【図５】第１の実施形態の金属部について説明するための図である。
【図６】第１の実施形態のベースについて説明するための図である。
【図７】実施例１と従来例の最大分光反射率について説明するための図である。
【図８】算術平均粗さＲａと最大分光反射率とグレアの発生について説明するための図である。
【図９】第２の実施形態の放電ランプについて説明するための図である。
【図１０】第３の実施形態の放電ランプ装置について説明するための図である。
【図１１】第３の実施形態のリフレクタの前端側から放電ランプ等を見た状態について説明するための図である。
【図１２】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１３】金属部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】
【０００８】
（第１の実施形態）
第１の実施形態の放電ランプを図面を参照して説明する。図１は、第１の実施形態の放電ランプについて説明するための図、図２は、第１の実施形態の放電ランプの断面について説明するための図、図３は、第１の実施形態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、本実施形態においては図２に示すように、便宜上、自動車等に取り付けられた場合に前方となる矢印Ｆの方向を前端、矢印Ｂの方向を後端と称して説明する。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。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。なお、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。
【００１２】
金属ハロゲン化物は、例えば、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化亜鉛、臭化インジウムのハロゲン化物で構成されている。なお、金属ハロゲン化物の組み合わせはこれに限らず、スズやセシウムのハロゲン化物などを追加してもよい。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、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。すなわち、内管１の円筒部１４と外管４とが溶着されている。内管１と外管４との間には気密に保たれた空間には、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。
【００２０】
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。
【００２１】
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は円盤状の部品であって、発光部１１がその前端側に位置するようにバーナーＢＮを保持可能なものである。本実施形態では、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。
【００２２】
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。距離Ｄ１は、２０ｍｍ以下に設定されている。例えば、距離Ｄ１は１８．０ｍｍであり、従来の２７．１ｍｍよりも短く設定されている。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。
【００２３】
金属部７は、ステンレスなどからなる金属板であり、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。
【００２４】
また、金属部７は、少なくともバーナーＢＮの長手方向に直交する前端側の表面に粗面７５を備えている。この粗面７５は前端側の表面における最大分光反射率を２５％以下に抑制可能な反射抑制部である。粗面７５は例えば、サンドブラストによって形成することができ、算術平均粗さＲａは０．３０μｍである。
【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とさらによい。
【００２７】
ここで、本実施形態の放電ランプ（実施例１）と、特許文献に示すような粗面を具備しない従来の放電ランプ（従来例）を、後述の第３の実施形態のように自動車前照灯の灯具に取り付け、点灯させた。その結果、距離Ｄ１が従来よりも短くなったことで、高温になるフランジは実施例１でも従来例でも溶融等することなく耐熱性は十分であったものの、従来例のみグレアが発生した。
【００２８】
このグレアは、金属部の表面状態が影響している。図７は、実施例１、従来例の金属部の前端側表面における分光反射率である。この結果からわかるように、従来例は、実施例１よりも反射率が高い。また、どちらも４２０ｎｍ付近で反射率が最大となっており、実施例１は約２０％、従来例２は約３８％である。この結果から、金属部の前端側表面の分光反射率、特に４２０ｎｍ付近で生じる反射率の最大値が低ければグレアが発生しにくくなると推測できる。なお、分光反射率は、色差計（日本分光製）が金属部の表面にほぼ接触するように配置したのち、金属部の表面に入射光が垂直となるように４００〜７００ｎｍの光を照射し、垂直に跳ね返ってきた反射光を当該測定器で計測することで得ることができる。
【００２９】
そこで、算術平均粗さＲａにより最大分光反射率を変化させたときのグレアの発生について試験した。その結果を図８に示す。算術平均粗さＲａは、金属部７の任意の表面の５０μｍ２の範囲を超深度形状測定顕微鏡（例えば、ＫＥＹＥＮＣＥ製 ＶＫ−８５００）を用いて、測定したものである。グレアの判定は、目視によるものであり、×はグレアが発生している状態、○はグレアが目立たない状態、◎はグレアが発生していない状態である。
【００３０】
結果からわかるように、最大分光反射率が小さくなるほど、グレアは抑制されている。具体的には、最大分光反射率が２５％以下になると、グレアの発生が抑制され、最大分光反射率が２０％以下になるとグレアが防止されている。したがって、金属部７の前端側表面の最大分光反射率は２５％以下、好適には２０％以下であるのが望ましい。なお、突片部７１もグレアの発生に影響を与える部材であるため、最大分光反射率は２５％以下を満足するのが望ましい。さらに、金属バンド５も同様である。また、最大分光反射率は算術平均粗さＲａと関係しており、算術平均粗さＲａを０．１５μｍ以上にすれば、最大分光反射率を２５％以下、算術平均粗さＲａを０．３０μｍ以上にすれば、最大分光反射率を２５％以下にすることができる。
【００３１】
第１の実施形態においては、フランジＦＬに、バーナーＢＮの長手方向に対して直交するように金属板７を設けるとともに、金属板７の前端側の表面の算術平均粗さＲａを０．１５μｍ以上にし、最大分光反射率を２５％以下としたことで、十分な耐熱性を維持しながら、グレアの発生を抑制することができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
図９は、第２の実施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の実施形態の各部について、第１の実施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、金属部７の前端側表面の粗面７５は酸化膜により構成されている。金属部７を酸化させると、表面が粗面化するとともに、光沢がなくなるため、最大分光反射率をさらに低下させることが可能となる。例えば、金属部７の前端側表面に酸化膜からなる粗面７５を形成した実施例２の算術平均粗さＲａは０．２０μｍであり、目視で光沢はなく黒っぽく変色していた。この実施例２の最大分光反射率は図９に示すように約１７％であり、グレアは発生しなかった。したがって、金属部７の表面に酸化膜からなる粗面７５を形成して最大分光反射率を低下させるのは効果的である。なお、酸化膜による最大分光反射率および算術平均粗さＲａは、処理温度、処理時間等により調整することができる。
【００３４】
第２の実施形態においては、金属部７の前端側表面に、算術平均粗さＲａが０．１５μｍ以上になるように酸化膜を形成することで、十分な耐熱性を維持しながら、さらにグレアの発生を抑制することができる。突片部７１や金属バンド５も同様に酸化させることで、さらに高い効果を得ることができる。
【００３５】
（第３の実施形態）
図１０は、第３の実施形態の放電ランプ装置について説明するための図である。
【００３６】
放電ランプ装置は、リフレクタ９１、レンズ構成体９２および放電ランプＤＬとで構成されている。
【００３７】
リフレクタ９１は、ネック部９１１と反射部９１２とで構成されている。ネック部９１１の内部形状は段差状となっており、すなわちネック部９１１の内部には形状の変化する空間９１３が形成されている。また、ネック部９１１の後端側に位置する段差部分には接触面９１４が形成されている。さらに、接触面９１４よりも後端側のネック部９１１の内部には、３つの係止片９１５が形成されている。反射部９１２は、ネック部９１１の前端側と連続的に形成されており、その内部には、空間９１３と連通するように空間９１６が形成されている。
【００３８】
レンズ構成体９２は、レンズ９２１およびレンズ保持部９２２とで構成されており、リフレクタ９１の開口部分に配置されている。レンズ９２１は、リフレクタ９１の開口から出た光を入光面９２３から入光させ、出光面９２４から出光させるレンズである。レンズ９２の形状は、所望の配光に合わせて種々変更が可能である。
【００３９】
放電ランプＤＬは、第１の実施形態で説明したランプであり、フランジＦＬが接触面９１４と係止片９１５とで狭持されるように、このリフレクタ９１に取り付けられる。そして、バーナーＢＮ、特に発光部１１が空間９１３に配置される。
【００４０】
図１１は、リフレクタの前端側から放電ランプ等を見た状態について説明するための図である。この図からわかるように、リフレクタ９１の開口から放電ランプＤＬを見ると、フランジＦＬのパーツのうち直径がＲ（例えば、２６ｍｍ）である空間９１４から金属部７が確認できる。本実施形態では金属部７の表面に最大分光反射率が２５％以下である粗面７５を形成しているので、発光部１１で生じた光が金属部７を反射してグレアが発生することを抑制できる。また、空間９１４から露出するのは、ほぼ金属部７のみで樹脂部６は露出していないので、放電ランプＤＬを点灯してもその熱によって樹脂部６が溶融したり、紫外線によって劣化することを防止できる。
【００４１】
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。
【００４２】
例えば、放電ランプは、図１２のように、点灯回路を具備しないタイプのものでもよい。
【００４３】
フランジＦＬは、図１３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４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、フランジＦＬの耐熱性を向上させるために、バーナーＢＮの長手方向に直交するように金属板を有するフランジＦＬであればよい。また、フランジＦＬは楕円や扁平円であってもよい。
【００４４】
金属部７の前端側の表面は、着色や薬品等を用いた化学的処理によって、最大分光反射率を低下させるようにしてもよい。
【００４５】
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１２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。
【符号の説明】
【００４６】
ＢＮ  バーナー
１  内管
１１  発光部
ＦＬ  フランジ
６  樹脂部
７  金属部
７５  粗面
【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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