JP2003187745A - 高圧気体放電ランプ及び照明ユニット - Google Patents
高圧気体放電ランプ及び照明ユニットInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 特に水銀が存在しないように設計し、自動車
技術に用いるのに適した高圧気体放電ランプを提供す
る。 【解決手段】 ランプ特性を改善するために、特に本発
明と同じ出力で水銀を含む充填ガスを有するランプに比
べてほぼ等しい発光効率を得るとともに、点灯電圧をで
きるだけ高くするために、水銀が無くても、特に電圧勾
配発生体としてのハロゲン化金属の使用と組み合わせ
て、ランプ中の最冷却点の温度を、発光物質が充分な量
で気相状態に入る程度まで上昇させる放電空間の形状を
提案する。
技術に用いるのに適した高圧気体放電ランプを提供す
る。 【解決手段】 ランプ特性を改善するために、特に本発
明と同じ出力で水銀を含む充填ガスを有するランプに比
べてほぼ等しい発光効率を得るとともに、点灯電圧をで
きるだけ高くするために、水銀が無くても、特に電圧勾
配発生体としてのハロゲン化金属の使用と組み合わせ
て、ランプ中の最冷却点の温度を、発光物質が充分な量
で気相状態に入る程度まで上昇させる放電空間の形状を
提案する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に水銀を用いず
且つ自動車技術に用いるのに適した高圧気体放電ランプ
（ＨＩＤ（High Intensity Discharge：高輝度放電）ラ
ンプ）に関するものである。
且つ自動車技術に用いるのに適した高圧気体放電ランプ
（ＨＩＤ（High Intensity Discharge：高輝度放電）ラ
ンプ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常の高圧気体放電ランプには、一方で
は、実際の発光材料（発光体）である放電ガス（通常、
ヨウ化ナトリウム又はヨウ化スカンジウムのようなハロ
ゲン化金属）が入っており、他方では、主として電圧勾
配を形成する作用をするとともにランプの効率及び点灯
電圧を高める本質的な機能を有する水銀が入っている。
は、実際の発光材料（発光体）である放電ガス（通常、
ヨウ化ナトリウム又はヨウ化スカンジウムのようなハロ
ゲン化金属）が入っており、他方では、主として電圧勾
配を形成する作用をするとともにランプの効率及び点灯
電圧を高める本質的な機能を有する水銀が入っている。
【０００３】この種類のランプは、特性が良好である為
に広く用いられており、自動車技術の分野にも益々適用
されるようになっている。しかし、環境上の理由でラン
プには水銀を入れるべきではないということが、特にこ
の分野でも一部必要となっている。
に広く用いられており、自動車技術の分野にも益々適用
されるようになっている。しかし、環境上の理由でラン
プには水銀を入れるべきではないということが、特にこ
の分野でも一部必要となっている。
【０００４】欧州特許出願公開第 1,063,681号明細書に
は、環境上の汚染を回避するとともに紫外線の割合を低
減させるために、放電空間中に水銀を用いないで済むよ
うにした放電ランプが開示されている。しかし、この欧
州特許出願公開明細書には、このようなランプは、スイ
ッチオン後に迅速に必要とする充分な光束を発生しない
為に、自動車に用いることができない、ということも記
載されている。この問題は、放電空間の熱容量及び熱損
失を減少させることにより、且つ室温での内部ガス圧力
と、放電空間の容積及び放電空間における複数の横断面
の最大壁厚との比を所定の値にすることにより解決する
必要がある。
は、環境上の汚染を回避するとともに紫外線の割合を低
減させるために、放電空間中に水銀を用いないで済むよ
うにした放電ランプが開示されている。しかし、この欧
州特許出願公開明細書には、このようなランプは、スイ
ッチオン後に迅速に必要とする充分な光束を発生しない
為に、自動車に用いることができない、ということも記
載されている。この問題は、放電空間の熱容量及び熱損
失を減少させることにより、且つ室温での内部ガス圧力
と、放電空間の容積及び放電空間における複数の横断面
の最大壁厚との比を所定の値にすることにより解決する
必要がある。
【０００５】しかし、放電容器の内壁と、対流により上
方に湾曲する光の弧との間の距離を減少させることによ
り、特に放電容器の比較的熱い上側壁部領域において発
光物質をシリコン酸化物と反応させてしまい、これによ
り強力な結晶化を生ぜしめ、ランプの寿命を短くすると
いう欠点が生じる。更に、このようなランプの発光効率
は水銀を含むランプよりも低くなる。
方に湾曲する光の弧との間の距離を減少させることによ
り、特に放電容器の比較的熱い上側壁部領域において発
光物質をシリコン酸化物と反応させてしまい、これによ
り強力な結晶化を生ぜしめ、ランプの寿命を短くすると
いう欠点が生じる。更に、このようなランプの発光効率
は水銀を含むランプよりも低くなる。
【０００６】水銀の無いランプには、発光効率が低くな
るということ以外に、一般的な他の問題、すなわち、同
じランプ出力に対し連続点灯で点灯電圧が低くなり、従
ってランプ電流が高くなるという問題が生じる。
るということ以外に、一般的な他の問題、すなわち、同
じランプ出力に対し連続点灯で点灯電圧が低くなり、従
ってランプ電流が高くなるという問題が生じる。
【０００７】又、このようなランプを自動車の分野に適
用することは、構造上の状況や、反射器との相互関係を
考慮する必要があることを意味し、このことはランプの
外形を殆ど変えないようにする必要があるということを
意味する。
用することは、構造上の状況や、反射器との相互関係を
考慮する必要があることを意味し、このことはランプの
外形を殆ど変えないようにする必要があるということを
意味する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、水銀
の無い充填ガスを用いた場合には、水銀を含むランプの
発光効率にほぼ匹敵する発光効率を得ることができ、水
銀を有する充填ガスを用いた場合には、発光効率を更に
高めることができる高圧気体放電ランプを提供するにあ
る。
の無い充填ガスを用いた場合には、水銀を含むランプの
発光効率にほぼ匹敵する発光効率を得ることができ、水
銀を有する充填ガスを用いた場合には、発光効率を更に
高めることができる高圧気体放電ランプを提供するにあ
る。
【０００９】本発明の他の目的は、水銀の無い充填ガス
を用いた場合でも、水銀の無いランプで通常達成しうる
点灯電圧よりも高い点灯電圧を有する高圧気体放電ラン
プを提供するにある。
を用いた場合でも、水銀の無いランプで通常達成しうる
点灯電圧よりも高い点灯電圧を有する高圧気体放電ラン
プを提供するにある。
【００１０】特に、ランプ出力又はこれによる最大熱負
荷を増大させる必要なく、又はランプの外側管の外側寸
法を大きくする必要なく、上述した２つの目的（発光効
率を高くすること及び点灯電圧を高くすること）のうち
の少なくとも１つを達成しうる高圧気体放電ランプを提
供する必要がある。
荷を増大させる必要なく、又はランプの外側管の外側寸
法を大きくする必要なく、上述した２つの目的（発光効
率を高くすること及び点灯電圧を高くすること）のうち
の少なくとも１つを達成しうる高圧気体放電ランプを提
供する必要がある。
【００１１】自動車分野にとって通常の光束維持率を有
する、すなわち、ランプの寿命に亙る光減衰率が水銀を
有するランプのものと同様な、水銀の無い高圧気体放電
ランプをも提供する必要がある。
する、すなわち、ランプの寿命に亙る光減衰率が水銀を
有するランプのものと同様な、水銀の無い高圧気体放電
ランプをも提供する必要がある。
【００１２】又、特に自動車技術に用いるのに適した高
圧気体放電ランプを提供する必要がある。
圧気体放電ランプを提供する必要がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、請求項
１により、発光物質及び底面を有する放電空間を囲む放
電容器を具える高圧気体放電ランプであって、前記底面
はこの高圧気体放電ランプの点灯状態で最も低い位置に
あり、この底面は隆起させた第１領域と、少なくとも１
つの第２領域とを有し、高圧気体放電ランプの点灯中に
形成されるアーク放電に対する前記第１領域の距離は、
この第１領域上に集められた発光物質が高圧気体放電ラ
ンプのスイッチオン後の加熱により充分な量で気相状態
に入るように設定され、前記第２領域は、高圧気体放電
ランプのスイッチオンにより生ぜしめられる熱により移
動する発光物質に対する貯蔵所として作用するように構
成されている高圧気体放電ランプにより達成される。上
述した貯蔵所は種々の理由で有利なものである。第１
に、このような貯蔵所によれば、移動する発光物質が電
極の突出個所の領域に入るのが少なくとも部分的に回避
される。第２に、このような貯蔵所によれば、融解塩が
第１領域から殆ど消失するようにしうる。第１領域に存
在する融解塩はランプからの光の放出を反射及び吸収に
より阻害する。
１により、発光物質及び底面を有する放電空間を囲む放
電容器を具える高圧気体放電ランプであって、前記底面
はこの高圧気体放電ランプの点灯状態で最も低い位置に
あり、この底面は隆起させた第１領域と、少なくとも１
つの第２領域とを有し、高圧気体放電ランプの点灯中に
形成されるアーク放電に対する前記第１領域の距離は、
この第１領域上に集められた発光物質が高圧気体放電ラ
ンプのスイッチオン後の加熱により充分な量で気相状態
に入るように設定され、前記第２領域は、高圧気体放電
ランプのスイッチオンにより生ぜしめられる熱により移
動する発光物質に対する貯蔵所として作用するように構
成されている高圧気体放電ランプにより達成される。上
述した貯蔵所は種々の理由で有利なものである。第１
に、このような貯蔵所によれば、移動する発光物質が電
極の突出個所の領域に入るのが少なくとも部分的に回避
される。第２に、このような貯蔵所によれば、融解塩が
第１領域から殆ど消失するようにしうる。第１領域に存
在する融解塩はランプからの光の放出を反射及び吸収に
より阻害する。
【００１４】第２領域は、この第２領域が第１領域に対
して低い位置又は高い位置となるように、或いは第２領
域がそれ相応に大きな表面積を有する限り、第２領域が
第１領域の延長部を成すように構成することができる。
この第２領域の構成は、主として、放電容器内に導入さ
れる発光物質の量及び特性、すなわち、その気化特性及
び移動特性に応じて決定する必要がある。
して低い位置又は高い位置となるように、或いは第２領
域がそれ相応に大きな表面積を有する限り、第２領域が
第１領域の延長部を成すように構成することができる。
この第２領域の構成は、主として、放電容器内に導入さ
れる発光物質の量及び特性、すなわち、その気化特性及
び移動特性に応じて決定する必要がある。
【００１５】この解決策によれば、（点灯状態で上側面
における）最大温度及びランプ上の最大熱負荷が起きた
り、又は発光物質がつまみ部分に移動してここに損傷を
生ぜしめたりすることなく、放電空間の上述した形状に
より放電空間内の最冷却点の温度を高めることができる
という、特別な利点が得られる。
における）最大温度及びランプ上の最大熱負荷が起きた
り、又は発光物質がつまみ部分に移動してここに損傷を
生ぜしめたりすることなく、放電空間の上述した形状に
より放電空間内の最冷却点の温度を高めることができる
という、特別な利点が得られる。
【００１６】このようにすることにより、特に、水銀を
代替えなく省略することができ、或いは水銀の代わり
に、環境破壊の少ない材料、例えば、適切なハロゲン化
金属とした他の電圧勾配形成材料を用いることができ、
しかもあらゆる場合に、この構成により最冷却点の温度
を高くすることができる為、発光物質が充分な量で気相
状態に入り、これによりランプの発光効率及び点灯電圧
が更に高められる。このことは、希ガス（特にキセノ
ン）を導入し、これにより放電空間中のガス圧力を高め
ることによっても達成しうる。
代替えなく省略することができ、或いは水銀の代わり
に、環境破壊の少ない材料、例えば、適切なハロゲン化
金属とした他の電圧勾配形成材料を用いることができ、
しかもあらゆる場合に、この構成により最冷却点の温度
を高くすることができる為、発光物質が充分な量で気相
状態に入り、これによりランプの発光効率及び点灯電圧
が更に高められる。このことは、希ガス（特にキセノ
ン）を導入し、これにより放電空間中のガス圧力を高め
ることによっても達成しうる。
【００１７】米国特許第 5,211,595号明細書は、非対称
なつまみ部分及び非対称な放電容器を有する放電ランプ
を製造する方法を開示していることに注意すべきであ
る。この非対称の目的は、本発明による解決策とは相違
して、放電容器の上側領域と、点灯中に比較的強く上方
に湾曲される光の弧との間の距離を長くして、この領域
があまり強く加熱されないようにすることにある。他の
目的は、このような非対称性を有し、下側壁部領域をほ
んの僅か湾曲させた放電容器を製造するに当り、前記の
下側壁部領域に割れ目が生じるのを回避することにあり
（これらの割れ目にはハロゲン化金属がより強く蓄積さ
れるおそれがある）、前記の発光物質の気化を容易にし
たり、ランプの光特性を改善したりするには、表面を大
きくする必要がある。更に、このランプは水銀を存在さ
せないようにするものではなく、しかも自動車技術に用
いるように設計したものでもなく、従ってこの米国特許
明細書は本発明に関連するものではない。
なつまみ部分及び非対称な放電容器を有する放電ランプ
を製造する方法を開示していることに注意すべきであ
る。この非対称の目的は、本発明による解決策とは相違
して、放電容器の上側領域と、点灯中に比較的強く上方
に湾曲される光の弧との間の距離を長くして、この領域
があまり強く加熱されないようにすることにある。他の
目的は、このような非対称性を有し、下側壁部領域をほ
んの僅か湾曲させた放電容器を製造するに当り、前記の
下側壁部領域に割れ目が生じるのを回避することにあり
（これらの割れ目にはハロゲン化金属がより強く蓄積さ
れるおそれがある）、前記の発光物質の気化を容易にし
たり、ランプの光特性を改善したりするには、表面を大
きくする必要がある。更に、このランプは水銀を存在さ
せないようにするものではなく、しかも自動車技術に用
いるように設計したものでもなく、従ってこの米国特許
明細書は本発明に関連するものではない。
【００１８】本明細書の特許請求の範囲の縦続項は本発
明の他の有利な例に関するものである。
明の他の有利な例に関するものである。
【００１９】請求項２及び３に規定した例は、製造が特
に簡単で、従って廉価にできるという利点を特に有す
る。
に簡単で、従って廉価にできるという利点を特に有す
る。
【００２０】請求項４に規定した例は、自動車のヘッド
ライトに用いるのに特に適する。
ライトに用いるのに特に適する。
【００２１】請求項５及び６は、水銀に優先して用いる
必要のある電圧勾配形成材料に関するものであり、この
材料によればランプの発光効率を特に良好にでき、請求
項７は、この目的を達成する、特に発光効率及び点灯電
圧を高くする他の可能性を与えている。
必要のある電圧勾配形成材料に関するものであり、この
材料によればランプの発光効率を特に良好にでき、請求
項７は、この目的を達成する、特に発光効率及び点灯電
圧を高くする他の可能性を与えている。
【００２２】請求項８に規定した例は、底面を特に均一
に温度上昇させるものであり、請求項９によれば、電極
の突出個所及びその後方に位置するつまみ部分を発光物
質から保護するのを更に改善しうる。
に温度上昇させるものであり、請求項９によれば、電極
の突出個所及びその後方に位置するつまみ部分を発光物
質から保護するのを更に改善しうる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明のその他の詳細、特徴及び
利点は、図面を参照する以下の実施例に関する説明から
明らかとなるであろう。図１は、本発明による高圧気体
放電ランプの第１実施例の構成を線図的に示している。
図１ａに示すように、ランプは石英ガラスより成る放電
容器１を有し、この放電容器が放電空間２を囲んでい
る。放電空間２は、ランプの点灯状態で最下側位置にあ
る底面１０と、これに対向する上側壁部１３と、他の壁
部とにより画成されている。
利点は、図面を参照する以下の実施例に関する説明から
明らかとなるであろう。図１は、本発明による高圧気体
放電ランプの第１実施例の構成を線図的に示している。
図１ａに示すように、ランプは石英ガラスより成る放電
容器１を有し、この放電容器が放電空間２を囲んでい
る。放電空間２は、ランプの点灯状態で最下側位置にあ
る底面１０と、これに対向する上側壁部１３と、他の壁
部とにより画成されている。
【００２４】放電空間には、励起又は放電により光を放
出する放電ガス（発光体）と、好ましくは、電圧勾配を
形成するガスとより成る気体を充填する。これらのガス
は双方とも、ハロゲン化金属の群から選択することがで
きる。
出する放電ガス（発光体）と、好ましくは、電圧勾配を
形成するガスとより成る気体を充填する。これらのガス
は双方とも、ハロゲン化金属の群から選択することがで
きる。
【００２５】発光物質は例えば、ヨウ化ナトリウムとヨ
ウ化スカンジウムとの双方又はいずれか一方であり、電
圧勾配形成物質は例えば、ヨウ化亜鉛と水銀以外のその
他の物質との双方又はいずれか一方にすることができ
る。
ウ化スカンジウムとの双方又はいずれか一方であり、電
圧勾配形成物質は例えば、ヨウ化亜鉛と水銀以外のその
他の物質との双方又はいずれか一方にすることができ
る。
【００２６】電圧勾配形成物質の代わりに、又はこれに
加えて、ある量の希ガス（例えば、キセノン）を放電空
間２内に導入して、ガス圧力、従って、発光効率及び点
灯電圧を増大させることができる。
加えて、ある量の希ガス（例えば、キセノン）を放電空
間２内に導入して、ガス圧力、従って、発光効率及び点
灯電圧を増大させることができる。
【００２７】溶融温度をできるだけ高くした材料、例え
ば、タングステンから形成した電極３の自由端は、放電
空間２の互いに対向する両側からこの放電空間内に延在
している。電極３の他端はそれぞれ導電性プレート又は
箔４、特にモリブデン箔に固着され、これにより放電ラ
ンプの外側接点と電極３との間の電気接続が達成されて
いる。
ば、タングステンから形成した電極３の自由端は、放電
空間２の互いに対向する両側からこの放電空間内に延在
している。電極３の他端はそれぞれ導電性プレート又は
箔４、特にモリブデン箔に固着され、これにより放電ラ
ンプの外側接点と電極３との間の電気接続が達成されて
いる。
【００２８】電極３が放電空間２内に突出している個所
７を真空密にするために、これらの領域における放電容
器１は、電極３の自由端側とは反対側のこれら電極の端
部と導電性の箔４とが埋め込まれている石英ガラス部分
（すなわち、つまみ部分）５に一体に融合されている。
７を真空密にするために、これらの領域における放電容
器１は、電極３の自由端側とは反対側のこれら電極の端
部と導電性の箔４とが埋め込まれている石英ガラス部分
（すなわち、つまみ部分）５に一体に融合されている。
【００２９】つまみ部分５は放電容器１に対し対称的
に、且つ放電容器の長手軸線上に配置するのが好まし
い。このようにすることにより、本発明によるランプの
外側包絡線である外側寸法を変える必要がないという利
点が得られる。このことは、これらのランプを自動車の
ヘッドライトに用いる場合に、特に重要なことである。
更に、対称的なつまみ部分を有するランプを製造するの
はより簡単で、従って、廉価となる。
に、且つ放電容器の長手軸線上に配置するのが好まし
い。このようにすることにより、本発明によるランプの
外側包絡線である外側寸法を変える必要がないという利
点が得られる。このことは、これらのランプを自動車の
ヘッドライトに用いる場合に、特に重要なことである。
更に、対称的なつまみ部分を有するランプを製造するの
はより簡単で、従って、廉価となる。
【００３０】ランプの点灯状態では、電極３の先端間で
アーク放電６が励起される。
アーク放電６が励起される。
【００３１】図１ｂは、図１ａにおけるＡ−Ｂ線上で断
面とし、矢印の方向に見た断面図である。この図も、放
電空間２及び電極３と、底面１０と、上側壁部１３とを
有する放電容器１を示している。この図から更に明らか
なように、放電容器１は、底面１０に対向している領域
で外部平坦部分１４を有し、この外部平坦部分は放電容
器のこの領域の比熱容量をかなり制限する作用をし、底
面１０から逃げる熱ができるだけ少なくなるようにして
いる。
面とし、矢印の方向に見た断面図である。この図も、放
電空間２及び電極３と、底面１０と、上側壁部１３とを
有する放電容器１を示している。この図から更に明らか
なように、放電容器１は、底面１０に対向している領域
で外部平坦部分１４を有し、この外部平坦部分は放電容
器のこの領域の比熱容量をかなり制限する作用をし、底
面１０から逃げる熱ができるだけ少なくなるようにして
いる。
【００３２】前述したように、本発明による高圧気体放
電ランプの充填ガスは水銀に代わるものとして、電圧勾
配形成物質として作用する一種又は数種のハロゲン化金
属を有するのが好ましい。しかし、これらの物質の分圧
は比較的低い為、ほぼ等しいランプ効率（又は光束）を
達成したり、点灯電圧を可能な限り最大にしたりするた
めには、放電容器１中の温度バランスを制御したり、特
に最も冷却した点、すなわち、底面１０の温度を上昇さ
せて、ランプがスイッチオフしている際に底面１０上に
固体の形態で堆積している発光物質の充分な量がランプ
の点灯状態で放電空間２中の気相状態に入るようにする
必要がある。
電ランプの充填ガスは水銀に代わるものとして、電圧勾
配形成物質として作用する一種又は数種のハロゲン化金
属を有するのが好ましい。しかし、これらの物質の分圧
は比較的低い為、ほぼ等しいランプ効率（又は光束）を
達成したり、点灯電圧を可能な限り最大にしたりするた
めには、放電容器１中の温度バランスを制御したり、特
に最も冷却した点、すなわち、底面１０の温度を上昇さ
せて、ランプがスイッチオフしている際に底面１０上に
固体の形態で堆積している発光物質の充分な量がランプ
の点灯状態で放電空間２中の気相状態に入るようにする
必要がある。
【００３３】この場合、放電空間２の上側壁部１３に集
中する最大温度は、放電容器１が石英ガラスから成って
いる場合に放電容器の結晶化又は失透が生じる程度に高
くならないようにする必要があることにも注意する必要
があること明らかである。このことは、放電空間内の強
い対流によりアーク放電６の上方の領域が特に強く加熱
される為に問題となるものである。
中する最大温度は、放電容器１が石英ガラスから成って
いる場合に放電容器の結晶化又は失透が生じる程度に高
くならないようにする必要があることにも注意する必要
があること明らかである。このことは、放電空間内の強
い対流によりアーク放電６の上方の領域が特に強く加熱
される為に問題となるものである。
【００３４】これらの必要条件は図１ａ及び図１ｂに示
す放電空間２の構成により満足される。これらの図から
明らかなように、底面１０は、点灯中に形成されるアー
ク放電６に対する距離が比較的短い。この距離は、好ま
しくは、アーク放電６と放電空間２の上側壁部１３の位
置との間の距離よりも短くする必要がある。しかし、底
面に対するこの距離は、少なくとも、電極３と、これら
電極間のアーク放電６と、このアーク放電の発散領域と
が妨害されないようにする必要がある。
す放電空間２の構成により満足される。これらの図から
明らかなように、底面１０は、点灯中に形成されるアー
ク放電６に対する距離が比較的短い。この距離は、好ま
しくは、アーク放電６と放電空間２の上側壁部１３の位
置との間の距離よりも短くする必要がある。しかし、底
面に対するこの距離は、少なくとも、電極３と、これら
電極間のアーク放電６と、このアーク放電の発散領域と
が妨害されないようにする必要がある。
【００３５】更に、底面１０の寸法及び形状は、一方で
は、ランプがスイッチオフしている際に、発光物質の大
部分がこの底面１０上に堆積されるように選択する。他
方では、電極の先端間の領域に対する底面の距離は、特
に、発光物質の特性及び量に応じて選択し、ランプがス
イッチオンした際に発光物質が充分強く加熱され、この
発光物質が充分な量で気相状態に入り、従って、ランプ
の効率を高めるようにする。底面１０の設計に当って
は、最初に発生する融解発光物質が電極の先端又はアー
ク放電６を覆わないようにする必要がある。
は、ランプがスイッチオフしている際に、発光物質の大
部分がこの底面１０上に堆積されるように選択する。他
方では、電極の先端間の領域に対する底面の距離は、特
に、発光物質の特性及び量に応じて選択し、ランプがス
イッチオンした際に発光物質が充分強く加熱され、この
発光物質が充分な量で気相状態に入り、従って、ランプ
の効率を高めるようにする。底面１０の設計に当って
は、最初に発生する融解発光物質が電極の先端又はアー
ク放電６を覆わないようにする必要がある。
【００３６】上述したような寸法及び形状にした底面１
０によれば、特にこれまで実質的に水銀を有する充填ガ
スでのみ可能であったランプ効率を達成しうる。更に、
発生される光のスペクトル特性及び色点も水銀を有する
ランプのものにほぼ一致し、このことは特に自動車技術
の分野にとって重要である。
０によれば、特にこれまで実質的に水銀を有する充填ガ
スでのみ可能であったランプ効率を達成しうる。更に、
発生される光のスペクトル特性及び色点も水銀を有する
ランプのものにほぼ一致し、このことは特に自動車技術
の分野にとって重要である。
【００３７】本発明によれば、ランプの点灯電圧も水銀
のない既知のランプに比べてかなり増大する（且つ電極
間隔を増大させることにより、又その他の手段により点
灯電圧を更に増大させることができる）。
のない既知のランプに比べてかなり増大する（且つ電極
間隔を増大させることにより、又その他の手段により点
灯電圧を更に増大させることができる）。
【００３８】底面１０を上述したように隆起させること
により、通常この底面に対向して上側壁部１３に存在す
る放電容器１の最も熱い個所の温度を更に増大させない
為、ランプに課せられる熱負荷も増大せず、特に水銀を
有するランプの光束維持率に匹敵し得る光束維持率が得
られる。
により、通常この底面に対向して上側壁部１３に存在す
る放電容器１の最も熱い個所の温度を更に増大させない
為、ランプに課せられる熱負荷も増大せず、特に水銀を
有するランプの光束維持率に匹敵し得る光束維持率が得
られる。
【００３９】底面１０のみの温度を増大させることによ
り、放電容器１の壁部に亙る温度降下、特に放電容器の
上側面と下側面との間の温度降下が減少し、放電容器中
の熱応力がかなり小さくなる。
り、放電容器１の壁部に亙る温度降下、特に放電容器の
上側面と下側面との間の温度降下が減少し、放電容器中
の熱応力がかなり小さくなる。
【００４０】底面１０の構成が満足すべき他の条件は、
底面１０上に集められる発光物質（又はその他の堆積物
質）が、これらによりランプからの光の放出をその反射
及び吸収により妨害するであろう電極先端の下側及びア
ーク放電６の下側にある底面１０の領域から殆ど消失す
るようにすることにある。一方、底面１０の構成におい
ては、気相になっていない移動性の発光物質が少なくと
も僅かでも電極３の突出個所７に到達しえないように、
従って、つまみ部分５に入り込むことができないように
することに注意する必要がある。その理由は、これらの
物質は時が経つにつれて腐食又はこれと同様な影響によ
りこの個所を損傷させるおそれがある為である。
底面１０上に集められる発光物質（又はその他の堆積物
質）が、これらによりランプからの光の放出をその反射
及び吸収により妨害するであろう電極先端の下側及びア
ーク放電６の下側にある底面１０の領域から殆ど消失す
るようにすることにある。一方、底面１０の構成におい
ては、気相になっていない移動性の発光物質が少なくと
も僅かでも電極３の突出個所７に到達しえないように、
従って、つまみ部分５に入り込むことができないように
することに注意する必要がある。その理由は、これらの
物質は時が経つにつれて腐食又はこれと同様な影響によ
りこの個所を損傷させるおそれがある為である。
【００４１】第１実施例では、発光物質の量と底面１０
の寸法との間を適切に調整することにより上述した影響
を殆ど回避し、第２及び第３実施例では、以下に記載す
る手段により回避する。
の寸法との間を適切に調整することにより上述した影響
を殆ど回避し、第２及び第３実施例では、以下に記載す
る手段により回避する。
【００４２】図２ａ及び図２ｂは第２実施例を示し、図
１ａ及び図１ｂと同じ素子には同じ符号を付し、その再
度の説明は省略する。本例の場合、第１実施例と相違し
て、底面１０が隆起させた第１領域１１を有し、この第
１領域が電極３の突出個所７の方向で第２領域１２にそ
れぞれ一体に融合している。
１ａ及び図１ｂと同じ素子には同じ符号を付し、その再
度の説明は省略する。本例の場合、第１実施例と相違し
て、底面１０が隆起させた第１領域１１を有し、この第
１領域が電極３の突出個所７の方向で第２領域１２にそ
れぞれ一体に融合している。
【００４３】第１領域１１の表面積及び高さ（この高さ
に応じて第１領域がアーク放電６に近付く）は、この場
合、ランプのスイッチオフ状態で第１領域上に堆積され
ている発光物質が、ランプのスイッチオン後に加熱によ
り少なくとも殆ど気相状態に入り、実際にランプの点灯
にとって充分な量で気相状態に保たれているような発光
物質の特性にほぼ依存して設計される。領域１１からの
発光物質のこの消失により、ランプからの殆ど妨害のな
い光放出を、領域１１を通しても可能にする。
に応じて第１領域がアーク放電６に近付く）は、この場
合、ランプのスイッチオフ状態で第１領域上に堆積され
ている発光物質が、ランプのスイッチオン後に加熱によ
り少なくとも殆ど気相状態に入り、実際にランプの点灯
にとって充分な量で気相状態に保たれているような発光
物質の特性にほぼ依存して設計される。領域１１からの
発光物質のこの消失により、ランプからの殆ど妨害のな
い光放出を、領域１１を通しても可能にする。
【００４４】第２領域１２は、第１領域１１の大きさ
と、ランプのスイッチオフ状態で下側の底面１０上に堆
積されている発光物質の量とに応じて必要なだけ第１領
域１１よりも低くし、第２領域が高圧気体放電ランプの
点灯中に気相にならずに融解塩として存在する発光物質
の部分に対する貯蔵所として作用するようにする。実際
には、ランプへの発光物質の充填量にもよるが、発光物
質の大部分、例えば総量の８０％を、点灯中に融解塩の
形態で存在させることができる。従って、第２領域１２
は、一方では、ランプの点灯中に融解塩の形態で存在す
る前述した発光物質を第１領域１１から離して保持する
効果を有する。この物質が第１領域にあると、この物質
によりランプからの光の放出を阻害する。他方では、こ
れら第２領域は、ランプのスイッチオン時にこれにより
発生する熱により発光物質が電極突出個所７に到達する
のを、且つこの物質がその後電極突出個所７の方向に移
動するのを部分的に阻止する。
と、ランプのスイッチオフ状態で下側の底面１０上に堆
積されている発光物質の量とに応じて必要なだけ第１領
域１１よりも低くし、第２領域が高圧気体放電ランプの
点灯中に気相にならずに融解塩として存在する発光物質
の部分に対する貯蔵所として作用するようにする。実際
には、ランプへの発光物質の充填量にもよるが、発光物
質の大部分、例えば総量の８０％を、点灯中に融解塩の
形態で存在させることができる。従って、第２領域１２
は、一方では、ランプの点灯中に融解塩の形態で存在す
る前述した発光物質を第１領域１１から離して保持する
効果を有する。この物質が第１領域にあると、この物質
によりランプからの光の放出を阻害する。他方では、こ
れら第２領域は、ランプのスイッチオン時にこれにより
発生する熱により発光物質が電極突出個所７に到達する
のを、且つこの物質がその後電極突出個所７の方向に移
動するのを部分的に阻止する。
【００４５】第１領域１１と比べて最も低い位置にある
第２領域１２の区分は電極３の先端の下方にあり、従っ
て、電極突出個所７の方向に移動した発光物質を蓄積
し、電極突出個所７をこの物質から少なくとも部分的に
保護する作用をする。しかし、全般的に最冷却点の温度
はこの場合も上昇する。
第２領域１２の区分は電極３の先端の下方にあり、従っ
て、電極突出個所７の方向に移動した発光物質を蓄積
し、電極突出個所７をこの物質から少なくとも部分的に
保護する作用をする。しかし、全般的に最冷却点の温度
はこの場合も上昇する。
【００４６】又、図２ａから明らかなように、放電容器
１の外部平坦部分１４の形状は、ランプの長手方向で放
電空間２の底面１０の勾配を追随する。
１の外部平坦部分１４の形状は、ランプの長手方向で放
電空間２の底面１０の勾配を追随する。
【００４７】図３ａ及び図３ｂは本発明の第３実施例を
示す。本例の場合も、図１及び図２と同じ又は対応する
素子に同じ符号を付し、その再度の説明を省略する。
示す。本例の場合も、図１及び図２と同じ又は対応する
素子に同じ符号を付し、その再度の説明を省略する。
【００４８】本例の場合、図２ａ及び図２ｂに示す第２
実施例と相違して、底面１０は放電容器１の長手軸線に
対し対称となっている。このことは特に図３ｂから明ら
かであり、隆起させた第１領域１１は電極３の下方及び
これら電極を結ぶラインの下方で放電容器１の長手方向
に延在している。この第１領域１１に対し平行でその両
側に２つの第２領域１２が延在している。
実施例と相違して、底面１０は放電容器１の長手軸線に
対し対称となっている。このことは特に図３ｂから明ら
かであり、隆起させた第１領域１１は電極３の下方及び
これら電極を結ぶラインの下方で放電容器１の長手方向
に延在している。この第１領域１１に対し平行でその両
側に２つの第２領域１２が延在している。
【００４９】この底面１０の構成によっても、ランプが
スイッチオンされている際に電極３の方向に移動する発
光物質が電極突出個所７に入るのを少なくとも部分的に
阻止する。その理由は、発光物質はその移動中に殆どが
第２領域１２内に滑り落ちてここに留まり、従って、第
１領域１１に融解物質が存在しないようにする為であ
る。
スイッチオンされている際に電極３の方向に移動する発
光物質が電極突出個所７に入るのを少なくとも部分的に
阻止する。その理由は、発光物質はその移動中に殆どが
第２領域１２内に滑り落ちてここに留まり、従って、第
１領域１１に融解物質が存在しないようにする為であ
る。
【００５０】本例でも、放電容器１の外部平坦部分１４
の形状は放電空間２の底面１０の勾配を追随する。
の形状は放電空間２の底面１０の勾配を追随する。
【００５１】図４ａ及び図４ｂは本発明の第４実施例を
示し、本例の場合も、図１〜３と同じ又は対応する素子
には同じ符号を付し、その再度の説明は省略する。
示し、本例の場合も、図１〜３と同じ又は対応する素子
には同じ符号を付し、その再度の説明は省略する。
【００５２】本例の場合、第１〜第３実施例と相違し
て、上側壁部１３は放電容器１の長手方向に延在する湾
曲を有し、この湾曲は、アーク放電６の通常僅かに上方
に湾曲した勾配をほぼ追随して上方に向いている。この
ようにすることにより、上側壁部１３はあまり強く加熱
されなくなる。底面１０の設計は上側壁部に無関係に、
図１〜３に示すように構成しうる。
て、上側壁部１３は放電容器１の長手方向に延在する湾
曲を有し、この湾曲は、アーク放電６の通常僅かに上方
に湾曲した勾配をほぼ追随して上方に向いている。この
ようにすることにより、上側壁部１３はあまり強く加熱
されなくなる。底面１０の設計は上側壁部に無関係に、
図１〜３に示すように構成しうる。
【００５３】図５は本発明の第５実施例を示し、本例の
場合も、図１及び２と同じ又は対応する素子には同じ符
号を付し、その再度の説明は省略する。本例の場合、図
１及び２に示す放電ランプと相違して、放電容器１はそ
の長手軸線を中心として回転対称となるように構成され
ている。このことは、底面１０が放電空間２の全内周に
亙って延在し、上側壁部１３も底面１０と同じ形状（鏡
面対称）を有することを意味する。
場合も、図１及び２と同じ又は対応する素子には同じ符
号を付し、その再度の説明は省略する。本例の場合、図
１及び２に示す放電ランプと相違して、放電容器１はそ
の長手軸線を中心として回転対称となるように構成され
ている。このことは、底面１０が放電空間２の全内周に
亙って延在し、上側壁部１３も底面１０と同じ形状（鏡
面対称）を有することを意味する。
【００５４】図１及び２の全ての実施例に適用しうるこ
の構成は製造技術に対する重要な利点を有し、製造する
のが簡単で廉価となる。この構成の結果、最も上側の放
電容器１の領域が点灯状態で強く加熱されるが、このこ
とは、特に、ランプが、例えば比較的低い出力用に設計
されているか又は上側領域で冷却される場合に許容しう
る。
の構成は製造技術に対する重要な利点を有し、製造する
のが簡単で廉価となる。この構成の結果、最も上側の放
電容器１の領域が点灯状態で強く加熱されるが、このこ
とは、特に、ランプが、例えば比較的低い出力用に設計
されているか又は上側領域で冷却される場合に許容しう
る。
【００５５】これ以外では、本例の動作及び利点は、上
述した他の実施例のものと同じである。
述した他の実施例のものと同じである。
【００５６】上述した全ての実施例では、酸化ジルコニ
ウム（ZrＯ2 ）を有する追加の被膜を底面１０に対向す
る放電容器の外側面に被覆することにより、底面の温度
をより均一に上昇させることができる。その理由は、被
覆された領域は被覆されない領域よりも強く加熱される
為である。
ウム（ZrＯ2 ）を有する追加の被膜を底面１０に対向す
る放電容器の外側面に被覆することにより、底面の温度
をより均一に上昇させることができる。その理由は、被
覆された領域は被覆されない領域よりも強く加熱される
為である。
【００５７】前述した手段の代わりに又はこれらの手段
に加えて、このような被膜を、全ての実施例においてつ
まみ部分５の領域で放電容器１の外側面にも被覆し、で
きるだけ僅かな発光物質又はその他の堆積物質しかこれ
らの領域に移動しないようにすることができる。
に加えて、このような被膜を、全ての実施例においてつ
まみ部分５の領域で放電容器１の外側面にも被覆し、で
きるだけ僅かな発光物質又はその他の堆積物質しかこれ
らの領域に移動しないようにすることができる。
【００５８】図６は外側エンベロープ９の長手方向断面
図であり、この外側エンベロープ内に、本発明による放
電ランプの１つと、外部接点８とが存在し、これらの外
部接点を通して電源電圧が電極３に与えられる。
図であり、この外側エンベロープ内に、本発明による放
電ランプの１つと、外部接点８とが存在し、これらの外
部接点を通して電源電圧が電極３に与えられる。
【００５９】本発明による放電ランプの利点及び特性を
明らかにするために、比較例を以下に示す。出発点は、
通常の、すなわち底面が隆起していない標準の放電容器
であり、この放電容器は約２７μリットルの容積を有
し、約３０重量％のヨウ化スカンジウムに対する約７０
重量％のヨウ化ナトリウムの比の約３００μｇのヨウ化
ナトリウム／スカンジウムと、約６２０ミリバール（６
２０・１０2 Ｐａ）（補助容積中での予備圧力）のキセ
ノン圧力と、５０μｇのヨウ化亜鉛（ZnＩ2 ）との充填
ガスを収容している。これにより、約３５Ｖの点灯電圧
に対し約２６５０ルーメンの光束が得られる。
明らかにするために、比較例を以下に示す。出発点は、
通常の、すなわち底面が隆起していない標準の放電容器
であり、この放電容器は約２７μリットルの容積を有
し、約３０重量％のヨウ化スカンジウムに対する約７０
重量％のヨウ化ナトリウムの比の約３００μｇのヨウ化
ナトリウム／スカンジウムと、約６２０ミリバール（６
２０・１０2 Ｐａ）（補助容積中での予備圧力）のキセ
ノン圧力と、５０μｇのヨウ化亜鉛（ZnＩ2 ）との充填
ガスを収容している。これにより、約３５Ｖの点灯電圧
に対し約２６５０ルーメンの光束が得られる。
【００６０】放電空間２の容積を約２０μリットルと
し、底面１０を多くとも約０．５mmだけ隆起させた図２
ａ及び図２ｂに示す第２実施例では、同じ充填ガスで約
５０Ｖの点灯電圧及び約３０５０ルーメンの光束が得ら
れた。
し、底面１０を多くとも約０．５mmだけ隆起させた図２
ａ及び図２ｂに示す第２実施例では、同じ充填ガスで約
５０Ｖの点灯電圧及び約３０５０ルーメンの光束が得ら
れた。
【００６１】この第２実施例と同じ容積（２０μリット
ル）の放電空間２を有し、底面１０を約０．５mmだけ隆
起させたが、充填ガスにヨウ化亜鉛を入れずに、その他
では上述した充填ガスと一致させた図１に示す第１実施
例では、点灯電圧が約４２Ｖで、光束が約３２００ルー
メンとなった。
ル）の放電空間２を有し、底面１０を約０．５mmだけ隆
起させたが、充填ガスにヨウ化亜鉛を入れずに、その他
では上述した充填ガスと一致させた図１に示す第１実施
例では、点灯電圧が約４２Ｖで、光束が約３２００ルー
メンとなった。
【００６２】従って、本発明による放電空間２の構成に
よれば、光束がかなり増大し、点灯電圧が明らかに上昇
する。
よれば、光束がかなり増大し、点灯電圧が明らかに上昇
する。
【００６３】放電容器の最冷却点の温度を上昇させる本
発明の原理は、水銀を含んでいるランプや、水銀に固有
の環境上の欠点が容認されているランプにも適用しうる
こと明らかである。この場合、上述した温度の上昇は、
発光効率を増大させるか、或いは同じ発光効率でランプ
の入力電力を低減させる作用を有しうる。
発明の原理は、水銀を含んでいるランプや、水銀に固有
の環境上の欠点が容認されているランプにも適用しうる
こと明らかである。この場合、上述した温度の上昇は、
発光効率を増大させるか、或いは同じ発光効率でランプ
の入力電力を低減させる作用を有しうる。
【図１】 本発明の第１実施例を示す線図である。
【図２】 本発明の第２実施例を示す線図である。
【図３】 本発明の第３実施例を示す線図である。
【図４】 本発明の第４実施例を示す線図である。
【図５】 本発明の第５実施例を示す線図である。
【図６】 外側エンベロープを有する本発明の放電ラン
プを示す線図である。
プを示す線図である。
１ 放電容器
２ 放電空間
３ 電極
５ つまみ部分
６ アーク放電
７ 電極突出個所
１０ 底面
１１ 第１領域
１２ 第２領域
１３ 上側壁部
１４ 外部平坦部分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｊ 61/36 Ｆ２１Ｗ 101:10
// Ｆ２１Ｗ 101:10 Ｆ２１Ｙ 101:00
Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｍ 3/02 Ｇ
(72)発明者 ミヒャエル ハーケ
ドイツ国 52062 アーヘン ポントシュ
トラーセ 91−93
(72)発明者 ピエテル ポストマ
オランダ国 6116 ベーカー ルーステレ
ン ボルフォーフェイ ４
(72)発明者 パウル ヘルヴィク
ドイツ国 52072 アーヘン ハンス−ベ
ックレルー−アレー ７
(72)発明者 ユルゲン シェーナイヒ
ドイツ国 52223 シュトルベルク エッ
シェンヴェーク 19
(72)発明者 ラルフ ムケル
ドイツ国 52074 アーヘン ムフェター
ヴェーク 42
Ｆターム(参考） 3K042 AA08 AC06
5C015 PP05 PP07 QQ52
5C043 AA03 CC01 DD03 DD11 DD27
EA01
Claims (10)
- 【請求項１】 発光物質及び底面を有する放電空間を囲
む放電容器を具える高圧気体放電ランプであって、前記
底面はこの高圧気体放電ランプの点灯状態で最も低い位
置にあり、この底面は隆起させた第１領域と、少なくと
も１つの第２領域とを有し、 高圧気体放電ランプの点灯中に形成されるアーク放電に
対する前記第１領域の距離は、この第１領域上に集めら
れた発光物質が高圧気体放電ランプのスイッチオン後の
加熱により充分な量で気相状態に入るように設定され、 前記第２領域は、高圧気体放電ランプのスイッチオンに
より生ぜしめられる熱により移動する発光物質に対する
貯蔵所として作用するように構成されている高圧気体放
電ランプ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、この高圧気体放電ランプが、放電容器に対し対
称的に配置したつまみ部分を有する高圧気体放電ラン
プ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、放電容器が回転対称に構成されて、第１領域が
放電空間の全内周に亙って延在している高圧気体放電ラ
ンプ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、この高圧気体放電ランプは水銀のない充填ガス
を有している高圧気体放電ランプ。 - 【請求項５】 請求項４に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、この高圧気体放電ランプはその充填ガス中に一
種以上のハロゲン化金属の形態の電圧勾配発生体を有し
ている高圧気体放電ランプ。 - 【請求項６】 請求項５に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、電圧勾配発生体がヨウ化亜鉛を有している高圧
気体放電ランプ。 - 【請求項７】 請求項４に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、充填ガスが、ガス圧力を増大させるとともに高
圧気体放電ランプの発光効率を高めるためのキセノンの
ような追加の量の希ガスを有している高圧気体放電ラン
プ。 - 【請求項８】 請求項１に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、第１領域に対向する放電容器の外側壁部に、酸
化ジルコニウム（ZrＯ2 ）を有する被膜が設けられてい
る高圧気体放電ランプ。 - 【請求項９】 請求項１に記載の高圧気体放電ランプに
おいて、電極の突出個所及びつまみ部分の双方又はいず
れか一方の領域で、放電容器の外側壁部に、酸化ジルコ
ニウム（ZrＯ2 ）を有する被膜が設けられている高圧気
体放電ランプ。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか一項に記載の
高圧気体放電ランプを有し、特に自動車ヘッドライト用
とするのが好ましい照明ユニット。
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