JP2004253362A

JP2004253362A - 高圧放電ランプおよび照明装置

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Publication number: JP2004253362A
Application number: JP2003184679A
Authority: JP
Inventors: Hiromichi Kawashima; 弘道川島; Hiroyuki Kato; 啓幸加藤; Makoto Deguchi; 誠出口; Toshihiko Ishigami; 敏彦石神; Sakae Katayama; 栄片山; Yoshiyuki Watanuki; 良行綿貫; Kozo Kamimura; 幸三上村; Mikio Matsuda; 幹男松田; Toshio Hiruta; 寿男蛭田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp; Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】封止部に生じるクラックを防止した高圧放電ランプおよびこれを用いた自動車用前照灯装置を提供する。
【解決手段】高圧放電ランプＨＰＤＬは、包囲部１ａおよび一対の封止部１ａ１を備えた耐火性で透光性の気密容器１と、一対の封止部１ａ１の内部に気密に埋設されるとともに、後記電極１ｂおよびまたは電流導入導体３Ａ、３Ｂとの溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において結晶Ｃの長辺サイズが封着金属箔２の厚みより小さくなっており、かつ、その結晶粒界ｂｃが厚み方向に貫通していない一対の封着金属箔２と、基端が封着金属箔２の一端に溶接されるとともに先端が気密容器１の放電空間１ｃに臨むように離間対向して配設された一対の電極１ｂと、先端が封着金属箔２の他端に溶接された一対の電流導入導体３Ａ、３Ｂと、放電媒体とを具備している。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧放電ランプおよびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
相対向する一対の電極を備えた発光管内に希ガス、発光金属のハロゲン化物および水銀を封入したメタルハライドランプと呼称される高圧放電ランプは、比較的高効率で、高演色性であるため広く使用されている。自動車の前照灯用においても、高圧放電ランプの使用が普及してきている。自動車の前照灯用を含めて、現在実用されている高圧放電ランプは、水銀を必須としている。なお、自動車の前照灯用の高圧放電ランプの仕様においては、約２〜１５ｍｇの水銀の封入が不可欠とされている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、環境問題が深刻化してきている現在、照明分野においても、環境負荷が大きい水銀をランプから減少させ、さらに廃絶することは非常に重要なことと考えられている。
【０００４】
この課題に対して、高圧放電ランプにおいても、水銀を用いないための提案が既にいくつかなされている（例えば特許文献２参照。）。特許文献２においては、水銀に代えてＺｎＩ_２などの蒸気圧の高い物質を発光物質のハロゲン化物、例えばＳｃＩ_３−ＮａＩに加えて封入することにより、水銀入りランプと同等の電気特性と発光特性が得られている。
【０００５】
一方、自動車前照灯用の高圧放電ランプの場合、電源投入と同時に所定値以上の発光を行う必要があるため、特許文献１のように水銀を封入している高圧放電ランプ（以下、便宜上「水銀入りランプ」という。）および例えば特許文献２記載のように水銀を含まない高圧放電ランプ（以下、便宜上「水銀フリーランプ」という。）のいずれにおいても、光束立ち上がりを早めるべく、点灯直後に安定時の２倍以上のランプ電流を短時間通流させ、その後徐々に低減して安定時のランプ電流に落ち着くように制御する。加えて、水銀フリーランプにおいては、蒸気圧の非常に高い水銀を封入していないために、水銀入りランプにおけるよりさらに光束立ち上がりが遅くなるので、これを水銀入りランプと同等程度まで早めるためには、点灯直後に安定時の３倍以上のランプ電流を、しかも数秒間にわたって継続して通流させ、その後徐々に低減して安定時のランプ電流に落ち着くように制御する必要がある。
【０００６】
また、金属ハロゲン化物の蒸気圧を所要に維持するために、気密容器の安定点灯中の外面温度を５００℃以上に維持するべく気密容器を外管で包囲している。
【０００７】
他方、高圧放電ランプにおいて、一般に電極は、その基端を封止部内に気密に埋設された封着金属箔の一端に溶接している。さらに、封着金属箔の他端には、電流導入導体の先端部を溶接していて、電流導入導体および封着金属箔を経由して点灯回路から電極へランプ電流を供給するように構成されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平２−７３４７号公報
【特許文献２】
特開平１１−２３８４８８号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車前照灯用の高圧放電ランプにおいては、上述したように点灯直後に安定点灯時に比べて非常に大きなランプ電流を通流させるために、気密容器の封止部にクラックが発生しやすいという問題がある。この問題は、点灯直後のランプ電流が水銀入りランプより大きくて、しかも長い時間にわたり流れるために、水銀フリーランプにおいて特に顕著である。
【０００９】
上記のクラックの原因をさらに細分化すると、以下に示すようになる。
【００１０】
１．封着金属箔−電極およびまたは電流導入導体間溶接不良電極および電流導入導体と封着金属箔との溶接に抵抗溶接を用いるのが一般的になっている。この場合、溶接を安定させるために、白金などの融点の低いブレージング材を電極および電流導入導体と封着金属箔との間に挟み込んで溶接するのが一般的であり、最も安定した溶接が得られる。
【００１１】
しかしながら、上記のような溶接構造は、量産面においては、自動化設計の難度が高く、設備コストおよび製造歩留まりの点で不利である。また、抵抗溶接は、電流を供給する一対の溶接電極の表面状態により溶接性が大きく変化し、製造しているうちに溶接電極の表面が荒れたり汚れたりして、溶接状態が悪化しがちである。したがって、抵抗溶接は、量産に対して上記の面において不利である。そこで、レーザ溶接やブレージング材なしの抵抗溶接が研究されている。
【００１２】
ところが、レーザ溶接の場合、部材温度が上昇する傾向がある。この傾向は、ブレージング材なしの抵抗溶接でも同様である。その結果、封着金属箔と周辺の結晶サイズが大きく成長してしまう。この結晶成長により、機械的な剥がし強度や引っ張り強度が著しく低下し、封止部にクラックが発生したり、封止後の通電時に封着金属箔が断線したり異常発熱したりする。
【００１３】
２．電流導入導体溶接部の温度上昇自動車前照灯用の高圧放電ランプにおいては、ランプ先端側の外管端部を気密容器の封止部の電流導入導体に対向する部位にガラス溶着している。
【００１４】
ところが、気密容器の包囲部および封止部の境界と、電流導入導体および封着金属の溶接部との間の距離を５〜２５ｍｍに設定する場合、気密容器の外面最高温度が５００℃以上になると、上記溶接部が高温になり、封止部にクラックが生じたり、封着金属箔が酸化して気密容器にリークが生じたりするという問題がある。
【００１５】
３．電極の溶接部不具合自動車前照灯用の水銀フリーランプにおいては、前述のように前述のように点灯直後に大きなランプ電流を数秒間流し続け、その後順次低減するので、その結果、封止部が十分に温まる前に電極が急激に加熱されるため、電極−封着金属箔間の溶接部と封止部との間に過度の熱膨張差が発生する。これにより、両者間に応力が発生して、封止部にクラックが生じ、リーク不良をもたらす。
【００１６】
しかし、特許文献２においては、上述した封止部に生じるクラックや気密容器のリークに対する対策が開示されていない。
【００１７】
本発明は、一般的には封止部に生じるクラックを防止した高圧放電ランプおよびこれを用いた自動車用前照灯装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、本発明は、自動車前照灯用として好適な水銀フリーランプにおける封止部のクラックや気密容器のリークを防止した高圧放電ランプおよびこれを用いた自動車用前照灯装置を提供することを他の目的とする。
【００１９】
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間が形成された包囲部および包囲部の両端から延在する一対の封止部を備えた耐火性で透光性の気密容器と；気密容器における一対の封止部の内部に気密に埋設されるとともに、後記電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において結晶の長辺サイズが封着金属箔の厚みより小さくなっており、かつ、その結晶粒界が厚み方向に貫通していない一対の封着金属箔と；基端が封着金属箔の一端に溶接されるとともに先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された一対の電極と；先端が封着金属箔の他端に溶接されるとともに基端が気密容器の外部へ導出された一対の電流導入導体と；気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と；を具備していることを特徴としている。
【００２０】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００２１】
＜気密容器について＞気密容器は、包囲部および一対の封止部を備えて構成されていて、耐火性で透光性である。「耐火性」とは、放電ランプの通常の作動温度に十分耐える意味である。したがって、気密容器は、耐火性を備える材料であり、放電によって発生した所望波長域の可視光を外部に導出することができ、かつ、電極および電流導入導体を溶接した封着金属箔を封止部内内に気密に埋設して封止できでれば、どのようなもので作られていてもよい。しかし、好適には石英ガラスからなる。なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハロゲン性または耐ハロゲン化物性の透明性被膜を形成するか、気密容器の内面を改質することが許容される。
【００２２】
また、気密容器の包囲部は、その内部に適当な形状をなした放電空間、例えば自動車前照灯用の高圧放電ランプにおいては細長い放電空間が形成されている。なお、細長い放電空間としては、例えば自動車前照灯用の高圧放電ランプにおいては放電空間を円柱状にすることができる。これにより、アークが水平点灯においては上方へ湾曲しようとするために、放電容器の上側の内面に接近するので、放電容器の上部の温度上昇が早くなる。なお、自動車前照灯用の高圧放電ランプの場合、包囲部の最大内径は、好適には１．５ｍｍ以上である。
【００２３】
さらに、包囲部は、その肉厚を比較的大きくすることができる。すなわち、電極間距離のほぼ中央部の肉厚をその両側の肉厚より大きくすることができる。これにより、気密容器の伝熱が良好になって気密容器内部の放電空間の下部および側部内面に付着している液状をなした膜状の放電媒体の温度上昇が早まるために、光束立ち上がりが早くなる。
【００２４】
一対の封止部は、気密容器の包囲部の両端から一体的に延在し、一般的には細長く形成されている。そして、その内部に後述する封着金属箔を気密に埋設するとともに、電極を支持し、かつ、電流導入導体を内部に導入させる。
【００２５】
＜封着金属箔について＞封着金属箔は、気密容器の内部を封止部で気密に封止する際にこれに協働するとともに、外部からのランプ電流の導入を仲介する。このために封着金属箔は、気密容器の封止部と熱膨張率が接近した熱膨張率を有するとともに、比較的大きな導電率を有する耐火性の導電材料からなり、封止部が石英ガラスからなる場合、モリブデンＭｏが好適である。また、封着金属箔は、その肉厚が一般的には１０〜３０μｍ程度、自動車前照灯用のメタルハライドランプのようにランプ電力６０Ｗ以下の小形の高圧放電ランプにおいて好適には２０〜２５μｍ程度である。
【００２６】
また、封着金属箔は、後述する電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において、その内部に成長した結晶の長辺サイズが当該部分における封着金属箔の肉厚より小さくて、かつ、結晶粒界が封着金属箔の肉厚方向に貫通していない。なお、「溶接部」とは、封着金属箔と後述する電極およびまたは電流導入導体との間の接合部ならびにその周囲０．１ｍｍ以内における範囲をいう。したがって、「溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲」は、上記接合部から０．１ｍｍ超〜０．３ｍｍ以内の範囲のことである。また、結晶は、封着金属箔の断面をエッチングした後に走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）で４００倍程度に拡大して観察するものとする。また、「結晶の長辺サイズ」とは、結晶の形状が非円形であるので、観察面において長く見える部分の長さをいう。さらに、「結晶粒界が封着金属箔の肉厚方向に貫通していない」とは、１つの結晶の表面とこれと隣接する結晶との間に形成される単一の結晶粒界によって封着金属箔の表裏の間が連絡されていないことを意味する。
【００２７】
本発明において、溶接部における封着金属箔の内部は、成長した結晶の長辺サイズが当該部分における封着金属箔の肉厚より大きくて、かつ、結晶粒界が封着金属箔の肉厚方向に貫通していてもよい。一方、封着金属箔の溶接部の周囲０．３ｍｍ超〜２ｍｍの範囲においては、溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲におけるのと同様な上述した結晶構造を備えているのが好ましい。しかし、所望により成長した結晶の長辺サイズが当該部分における封着金属箔の肉厚より大きくて、かつ、結晶粒界が封着金属箔の肉厚方向に貫通していてもよい。
【００２８】
さらに、封着金属箔と電極および電流導入導体との溶接手段は、レーザ溶接およびブレージング材なしの抵抗溶接のいずれであってもよい。封着金属箔の結晶構造を上記のように構成するための手段は特段限定されない。レーザ溶接の場合には、例えばレーザの出力、照射位置パターンまたは照射繰り返しパターンなどを適宜調整することで本発明の構成を実現することができる。また、ブレージング材なしの抵抗溶接の場合、溶接電極の形状、押圧分布、平面性または電流制御などにより本発明の構成を実現することができる。
【００２９】
＜一対の電極について＞一対の電極は、気密容器の両端内部に離間対向して封装される。なお、自動車前照灯用の高圧放電ランプの場合、電極間距離が５ｍｍ以下に設定するのが望ましい。また、電極の軸径は０．４ｍｍ以下で、かつ、電極間距離は５ｍｍ以下が望ましい。
【００３０】
なお、電極は、交流および直流のいずれで作動するように構成してもよい。交流で作動する場合、一対の電極は同一構造とする。また、自動車前照灯用の高圧放電ランプの場合、電極の先端部の周囲にテーパ面を形成するなどにより先端面を狭めることにより、陰極輝点を安定させて明るさのちらつきを抑制することができる。直流で作動する場合、一般に陽極は温度上昇が激しいから、先端部近傍に径大部を形成すれば、放熱面積を大きくすることができるとともに、頻繁な点滅に対応することができる。これに対して、陰極は必ずしも径大部を形成する必要がない。
【００３１】
＜電流導入導体について＞電流導入導体は、例えばモリブデンなどの導電体からなり、先端が気密容器の封止部内において封着金属箔の他端に溶接され、基端が封止部から外部へ露出する。
【００３２】
＜放電媒体について＞本発明において、放電媒体は、一般的には発光物質が金属蒸気およびガスのいずれであってもよい。発光金属の金属蒸気源として単体の発光金属、例えば水銀または発光金属のハロゲン化物を封入することができる。また、発光金属に加えてランプ電圧形成物質として水銀や蒸気圧が比較的高い金属のハロゲン化物を封入することができる。さらに、上記に加えて始動ガスおよび緩衝ガスとして希ガスを用いることができる。
【００３３】
次に、本発明の高圧放電ランプにおいて好適な実施の形態である自動車前照灯用高圧放電ランプの放電媒体について説明する。この実施の形態における放電媒体は、金属ハロゲン化物およびキセノンを含み、水銀を本質的に含まない。
【００３４】
金属ハロゲン化物は、発光金属およびランプ電圧形成用金属のハロゲン化物を含んでいる。
【００３５】
発光金属のハロゲン化物は、特段限定されないが、好適にはナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃを主体とするハロゲン化物であり、所望によりインジウムＩｎや希土類金属などのハロゲン化物を添加することができる。なお、インジウムは、発光物質およびランプ電圧形成のいずれにも寄与する。そして、インジウムＩｎの発光は、高圧放電ランプの発光の色度調整用としても作用する。
【００３６】
ランプ電圧形成用金属のハロゲン化物は、蒸気圧が比較的高くてランプ電圧を形成するのに効果的に寄与する金属、例えば亜鉛Ｚｎ、マグネシウムＭｇ、コバルトＣｏ、クロムＣｒ、マンガンＭｎ、アンチモンＳｂ、レニウムＲｅ、ガリウムＧａ、スズＳｎ、鉄Ｆｅ、アルミニウムＡｌ、チタンＴｉ、ジルコニウムＺｒおよびハフニウムＨｆのグループから選択された一種または複数種のハロゲン化物を用いることができる。これらの金属ハロゲン化物を選択的に適量封入することにより、ランプ電圧を所要範囲に高めることができる。それにより、メタルハライドランプの電気特性を所望に設定できるので、比較的少ないランプ電流で所要のランプ電力を投入することが可能になる。なお、最適には亜鉛Ｚｎのハロゲン化物である。亜鉛Ｚｎは、蒸気圧が比較的高いとともに、化学的に安全であり、しかも、安価に、かつ、工業的規模で容易に入手することができる物質である。また、亜鉛Ｚｎの発光は、高圧放電ランプの発光色度の調整用としても寄与させることができる。
【００３７】
ハロゲン化物を構成するハロゲンは、反応性に関してハロゲンの中でヨウ素が最も適当であり、少なくとも上記主発光金属は、主としてヨウ化物として封入される。しかし、要すれば、ヨウ化物および臭化物のように異なるハロゲンの化合物を併用することもできる。
【００３８】
キセノンは、室温で５気圧以上の圧力で封入する。また、キセノンは、始動ガスおよび緩衝ガスとして作用するとともに、上記の圧力で封入することにより、点灯直後において発光金属のハロゲン化物の蒸気圧が高くなっていないときに、発光物質としても作用する。なお、所望により、アルゴンまたはクリプトンなどを添加することができる。キセノンの封入圧力は、好適には８〜１５気圧である。これにより、高圧放電ランプのランプ電圧が高くなり、同一ランプ電流に対してランプ入力を大きくして、光束立ち上がり特性を向上させることができる。光束立ち上がり特性が良好であることは、どのような使用目的であっても好都合である。
【００３９】
本実施の形態において、「本質的に水銀を含まない」とは、水銀を全く封入していないだけでなく、気密容器の内容積１ｃｃ当たり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀が存在していることを許容するという意味である。しかし、水銀を全く封入しないことは環境上望ましいことである。従来のように水銀蒸気によって放電ランプの電気特性を維持する場合には、短アーク形においては気密容器の内容積１ｃｃ当たり２０〜４０ｍｇ、さらに場合によっては５０ｍｇ以上封入していたことからすれば、本発明は水銀量が実質的に頗る少ないといえる。
【００４０】
＜本発明のその他の構成について＞以下に示す構成を選択的に付加することにより、高圧放電ランプの性能が向上したり、機能が増加したりする。
【００４１】
１．外管について外管は、石英ガラスまたはハイシリケートガラスなどからなり、その内部に放電容器の少なくとも主要部をその収納する手段である。そして、外管、発光管から外部へ放射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ、発光管の気密容器を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて失透の原因とならないようにしたり、あるいは気密容器を保温したりたりする。また、外管の内部は、その目的に応じて外気に対して気密に封止して外気と同程度または減圧された空気または不活性ガスが封入されていてもよい。さらに、要すれば、外気に連通していてもよい。さらに、外管の外面または内面に所望の配光特性を付与するための遮光膜を配設することもできる。
【００４２】
また、外管を形成する際に、外管の両端を気密容器の両端から管軸方向に延在する封止部およびまたは封止管にガラス溶着などの手段により支持させることができる。
【００４３】
２．口金について口金は、高圧放電ランプを点灯回路に接続したり、加えて機械的に支持したりするのに機能する。
【００４４】
３．イグナイタについてイグナイタは、高電圧パルス電圧を発生し、これを高圧放電ランプに印加して、その始動を促進する手段であり、口金の内部に収納するなどにより、高圧放電ランプと一体化することができる。
【００４５】
４．始動補助導体について始動補助導体は、電極近傍における電界強度を高くして、高圧放電ランプの始動を支援する手段であり、その一端を他方の電極と同電位個所に接続し、他端を一方の電極近傍における気密容器の外面に配設する。
【００４６】
＜本発明の作用について＞封着金属箔に作用する剥がし応力や引っ張り応力は、封着金属箔の電極およびまたは電流導入導体との溶接部の端部から電極およびまたは電流導入導体の延在方向０．３ｍｍ以内の範囲に集中する。本発明においては、以上説明したように構成されていることにより、封着金属箔が封着金属箔と電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲で強度が保持されているので、封着金属箔の機械的な剥がし強度および引っ張り強度が向上する。その結果、封止後の通電時に封着金属箔が断線や異常発熱をしたり、異常発熱に伴い封止部にクラックが発生したりするのを効果的に防止することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、電極およびまたは電流導入導体と封着金属箔とを良好に溶接することができるので、封着金属箔の溶接部における耐電流性能が顕著に向上して、寿命が長いとともに、寿命中の不良発生が少ない高圧放電ランプを得ることができる。したがって、本発明は、点灯直後に安定点灯時のランプ電流の３倍以上の電流が数秒間にわたり流れる自動車前照灯用の高圧放電ランプにとりわけ好適である。
【００４８】
さらに、本発明によれば、量産性が高くて、量産設備のコストが低い高圧放電ランプを得ることができる。
【００４９】
請求項２の発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間が形成された内径１．５ｍｍ以上の包囲部および包囲部の両端から延在する一対の封止部を備えた耐火性で透光性の気密容器と；気密容器における一対の封止部の内部に気密に埋設されるとともに、後記電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において結晶の長辺サイズが封着金属箔の厚みより小さくなっており、かつ、その結晶粒界が厚み方向に貫通していない一対の封着金属箔と；基端が封着金属箔の一端に溶接されるとともに先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された電極間距離が５ｍｍ以下の一対の電極と；先端が封着金属箔の他端に溶接されるとともに基端が気密容器の外部へ導出された一対の電流導入導体と；発光金属およびランプ電圧形成用金属のハロゲン化物、ならびに室温で５気圧以上のキセノンを含み、気密容器内に封入されて水銀を本質的に含まない放電媒体と；を具備し、安定点灯時におけるランプ電力が６０Ｗ以下、管壁負荷が５０Ｗ／ｃｍ^２以上であることを特徴としている。
【００５０】
本発明は、水銀フリーの自動車前照灯用として好適な高圧放電ランプにおいて溶接部の不良により発生する封止部のクラックや封着金属の断線、異常発熱を防止するのに効果的な構成を規定している。
【００５１】
すなわち、水銀フリーの自動車前照灯用の高圧放電ランプは、点灯直後に安定時のランプ電流に対して３倍以上の大きなランプ電流が、しかも数秒間の間継続して流れる関係で、溶接部の不良によって封止部にクラックが発生したり、封止後の通電時に封着金属箔が断線や異常発熱したりしやすい。
【００５２】
しかしながら、本発明によれば、上記の構成を具備していることにより、封着金属箔の溶接部における耐電流性能が向上して、溶接部の不良が防止されるので、上述のような不具合発生を効果的に防止することができる。
【００５３】
気密容器の内径は、その最大径部が１．５ｍｍ以上であればよいが、好ましくは３ｍｍ以下である。
【００５４】
電極間距離は、５ｍｍ以下であればよいが、ランプ電圧を所要値範囲内に設定するためには、３．５ｍｍ以上であるのが好ましく、より好ましくは４ｍｍ以上である。
【００５５】
本発明において、管壁負荷は、高圧放電ランプの安定点灯時に５０Ｗ／ｃｍ^２以上でなければならない。なお、「管壁負荷」とは、気密容器の内部に形成された放電空間の単位内表面積（１ｃｍ^２）当たりのランプ電力をいう。放電媒体の蒸気圧を高くして、全光束を大きくするために、管壁負荷は、上記の条件を満足しなければならない。
【００５６】
また、ランプ電力は、安定点灯時において６０Ｗ以下である。これは高圧放電ランプが小形であることを意味する。
【００５７】
請求項３の発明の高圧放電ランプは、請求項１または２記載の高圧放電ランプにおいて、一対の封着金属箔は、電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲における結晶の長辺サイズが１８μｍ以下であることを特徴としている。
【００５８】
本発明は、請求項１および２の発明における好適な構成を規定している。
【００５９】
すなわち、電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲における結晶の長辺サイズが１８μｍ以下であることにより、ランプ電力６０Ｗ以下程度の小形の高圧放電ランプ、例えば自動車前照灯用のメタルハライドランプに好適な厚み２０〜２５μｍ程度の封着金属箔を用いて、溶接部の機械的な剥がし強度および引っ張り強度を向上させ、封止後通電時に断線、異常発熱および封止部のクラックが発生するのを効果的に防止することができる。
【００６０】
請求項４の発明の高圧放電ランプは、請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプにおいて、電流導入導体は、その封着金属箔への溶接部と気密容器の包囲部および封止部の境界との間の距離が５〜２５ｍｍであることを特徴としている。
【００６１】
本発明は、電流導入導体の溶接部不具合による気密容器の封止部のクラック発生を防止する構成を規定している。
【００６２】
気密容器の包囲部および封止部の境界と、電流導入導体の封着金属箔への溶接部との間の距離は、以下のように測定するものとする。すなわち、「気密容器の包囲部および封止部の境界」とは、包囲部と封止部との間に形成される不連続なくびれ部をいう。「電流導入導体の封着金属箔への溶接部」は、電流導入導体の封着金属箔に溶接している部分における管軸方向の距離の中点を基準とする。
【００６３】
上記距離が５ｍｍ未満であると、電流導入導体の封着金属箔への溶接部の温度が高くなりすぎて、当該溶接部で熱膨張によるクラックが発生する。クラックの発生により、高圧放電ランプの耐久性が著しく低下するので、不可である。また、封着金属箔が酸化して、気密容器のリークが発生する。反対に、上記距離が２５ｍｍを超えると、高圧放電ランプの管長が大きくなりすぎるので、不可である。したがって、上記距離は、５〜２５ｍｍの範囲にあるのがよい。
【００６４】
外管は、少なくともその一端、例えば先端が気密容器の封止部の封着金属箔に対向する位置に支持される。なお、外管の他端、例えば基端も同様に封止部の封着金属箔に対向する位置に支持してもよいし、封着金属箔を超えた位置に支持してもよい。後者の場合、封止部に連続しているが封止されていない封止管部に支持してもよい。気密容器の基端側は、高圧放電ランプの口金部材に接近しているので、温度上昇しにくい。そのため、外管の基端を封止部の封着金属箔に対向する位置が外管内に位置していても差し支えない。
【００６５】
また、外管を封止部の上記位置に支持させるための具体的手段は、特段限定されない。例えば、ガラス溶着、金属バンドによる固着、無機質接着剤による接着などの手段を用いることができる。
【００６６】
さらに、外管は、石英ガラスまたはハイシリケートガラスなどからなり、その内部に放電容器の少なくとも主要部をその収納する手段である。そして、外管、発光管から外部へ放射される紫外線を遮断し、機械的に保護し、かつ、発光管の気密容器を手で触れることで人の指紋や脂肪が付いて失透の原因とならないようにしたり、あるいは気密容器を保温したりたりする。また、外管の内部は、その目的に応じて外気に対して気密に封止して外気と同程度または減圧された空気または不活性ガスが封入されていてもよい。さらに、要すれば、外気に連通していてもよい。さらに、外管の外面または内面に所望の配光特性を付与するための遮光膜を配設することもできる。
【００６７】
そうして、本発明においては、上記の構成により、前記溶接部が冷却されやすくなり、このため封止部が高温になってクラックが生じたり、封着金属箔が酸化して気密容器にリークが生じたりするという問題が解決する。
【００６８】
請求項５の発明の高圧放電ランプは、内部に内容積０．１ｃｃ以下の放電空間が形成された包囲部および包囲部の両端から延在する一対の封止部を備えた耐火性で透光性の気密容器と；気密容器における一対の封止部の内部に気密に埋設された一対の封着金属箔と；基端が封着金属箔の一端に溶接されるとともに中間部が４ｍｍ以上封止部内に埋設されて先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された一対の電極と；気密容器の放電空間内に封入された発光金属のハロゲン化物および希ガスを含む放電媒体と；を具備し、点灯直後に安定時の２倍以上のランプ電流が通流し、その後徐々に低減して安定時のランプ電流に落ち着くように制御されることを特徴としている。
【００６９】
本発明は、電極−封着金属箔間の溶接部と封止部との間の応力による封止部のクラックや気密容器のリークを防止するのに好適な構成を規定している。
【００７０】
すなわち、本発明のいては、電極の中間部を封止部内に４ｍｍ以上埋設している。なお、電極の封止部内に埋設されている中間部分は、封着金属箔の端縁を基準として計測するものとする。
【００７１】
放電媒体は、発光金属のハロゲン化物と水銀の組合せ（水銀入りランプ）でもよいし、発光金属のハロゲン化物と亜鉛などランプ電圧形成用金属のハロゲン化物の組合せ（水銀フリーランプ）でもよい。しかし、後者の場合は、安定時におけるランプ電流の３倍以上のランプ電流を点灯直後から数秒間継続して流すので、本発明による効果が特に顕著である。
【００７２】
そうして、本発明においては、自動車前照灯用などの高圧放電ランプにおいては、前述のように点灯直後に大きなランプ電流を流すために、封止部が十分に温まる前に電極が急激に加熱されても、電極−封着金属箔間の溶接部の温度上昇が抑制されるので、当該部位における熱膨張差が少なくなり、封止部のクラックや気密容器のリークが低減する。
【００７３】
請求項６の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に配設された請求項１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプと；高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；を具備していることを特徴としている。
【００７４】
本発明において、「照明装置」とは、高圧放電ランプを光源とする装置の全てを含む広い概念であり、例えば自動車前照灯、照明器具、信号灯、標識灯、光ファイバー照明装置、光化学反応装置などである。なお、「照明装置本体」とは、照明装置から高圧放電ランプおよび点灯回路を除いた残余の全ての部分を意味する。
【００７５】
点灯回路は、高圧放電ランプを点灯する手段であり、電子化されたものが好適であるが、要すればコイルおよび鉄心を主体とするものであってもよい。また、自動車前照灯用の点灯回路の場合、高圧放電ランプ、例えばメタルハライドランプの点灯直後４秒までの最高入力電力を安定時のランプ電力の２〜４倍、好適には２．５〜４倍とすることにより、光束立ち上がりを自動車前照灯用として必要な範囲内に入るように早くすることができる。なお、希ガスとしてのキセノンの封入圧を５〜１５気圧の範囲でＸ（気圧）とし、メタルハライドランプの点灯直後４秒までの最高入力電力をＡＡ（Ｗ）としたとき、ＡＡが下式を満足するように構成することにより、点灯直後４秒までの光束立ち上がりを早めて自動車用前照灯に必要な前照灯前面の代表点での光度８０００ｃｄを得ることができる。
【００７６】
ＡＡ＞−２．５Ｘ＋１０２．５
上記のようにキセノン封入圧と最高入力電力とが直線的な関係になるのは、蒸気圧の低い放電媒体のみであるから、始動後４秒後の時点ではキセノンの発光が圧倒的になっているからである。キセノンの発光量は、キセノンの封入圧とその時の電力とで決まるので、キセノン圧が低ければ、入力電力を多くすればよい。反対に、キセノン圧が高ければ、入力電力を少なくすればよい。なお、本発明において、メタルハライドランプの点灯は、交流点灯および直流点灯のいずれであってもよい。
また、点灯回路は、所要により無負荷出力電圧を２００Ｖ以下に構成することができる。水銀フリーランプは、一般に水銀入りランプに比較して、ランプ電圧が低いので、点灯回路の無負荷出力電圧を２００Ｖ以下にすることができる。これにより、点灯回路の小形化が可能になる。なおて、水銀入りランプにおいては、４００Ｖ程度の無負荷出力電圧を必要としている。
【００７７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００７８】
図１ないし図４は、本発明の高圧放電ランプにおける第１の実施の形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプを示し、図１はランプ全体の正面図、図２は放電容器の拡大要部正面図、図３（ａ）は封着金属箔−電極溶接部の概念的拡大断面図、図３（ｂ）は同じく比較例における封着金属箔−電極溶接部の概念的拡大断面図、図４は溶接部の周囲０．３ｍｍ以内における封着金属箔の電子顕微鏡写真である。
【００７９】
本実施の形態は、請求項１ないし３の発明に係るものである。各図において、ＩＴは放電容器すなわち発光管、２は封着金属箔、３Ａ、３Ｂは一対の電流導入導体、ＯＴは外管、Ｔは絶縁チューブ、Ｂは口金である。
【００８０】
放電容器ＩＴは、気密容器１および一対の電極１ｂ、１ｂからなる。気密容器１は、中空の紡錘形状に成形された包囲部１ａ、一対の封止部１ａ１および封止管１ａ２を備えている。包囲部１ａは、その内部に細長いほぼ円柱状の放電空間１ｃを有している。一対の封止部１ａ１は、細長くて包囲部１ａの管軸方向の両端からそれぞれ管軸方向に延在している。封止管１ａ２は、図１において下方の封止部１ａ１と一体に形成されていて、口金Ｂ内へ進入している。
【００８１】
電極１ｂは、その基端が封止部１ａ１に埋設された後述する封着金属箔２の一端にレーザ溶接されるとともに、中間部が封止部１ａ１に埋設されて緩く支持されることによって所定の位置に配設されている。
【００８２】
封着金属箔２は、厚みが約２０μｍで両側縁がシャープにナイフエッジ化されたモリブデン箔からなり、気密容器１の封止部１ａ１内に気密に埋設されている。また、封着金属箔２は、図３（ａ）および図４に示すように、電極１ｂを溶接する際にその電極溶接部における周囲０．３ｍｍ以内の部位の内部に成長する結晶Ｃが細かくなっていて、各結晶Ｃの長辺が封着金属箔２の厚みより小さく、しかも、結晶粒界ｂｃが封着金属箔２の表裏を貫通していない。なお、図４は、封着金属−電極溶接部の管軸方向に直交する断面をエッチングしてから走査形顕微鏡で４００倍に拡大して撮影した写真である。
【００８３】
これに対して、本発明によらない比較例は、図３（ｂ）に示すように、結晶成長が進みすぎて結晶Ｃが大きくなり、その長辺が１８μｍを超えて封着金属箔２の厚みと同等以上であり、しかも、その結晶粒界ｂｃが封着金属箔２の表裏の間を貫通している。
【００８４】
一対の電流導入導体３Ａ、３Ｂは、その先端が気密容器１の両端の封止部１ａ１内において封着金属箔２の他端に溶接され、その基端側が封止部１ａ１の外部へ導出されている。図１において、放電容器ＩＴから上方へ導出された電流導入導体３Ａは、その中間部が後述する外管ＯＴに沿って折り返され、さらに後述する口金Ｂ内に導入されて、図示しない口金端子の一方に接続している。図１において、放電容器ＩＴからその管軸に沿って下方へ導出された電流導入導体３Ｂは、管軸に沿って延在して口金Ｂ内に導入されて口金端子の他方に接続している。
【００８５】
気密容器１ａ内には、放電媒体として発光金属のハロゲン化物、ランプ電圧形成用金属のハロゲン化物および希ガスが封入されている。発光金属は、ナトリウムＮａおよびスカンジウムＳｃ、ランプ電圧形成用金属は、亜鉛Ｚｎである。
【００８６】
外管ＯＴは、紫外線カット性能を備えており、内部に放電容器ＩＴを収納していて、先端側の縮径部４が放電容器ＩＴの封止部１ａ１の図の位置にガラス溶着している。また、他方の縮径部（図示しない。）は、封止管１ａ２にガラス溶着して支持されている。しかし、外管ＯＴの内部は気密ではなく、外気に連通している。
【００８７】
絶縁チューブＴは、電流導入導体３Ａを被覆している。
【００８８】
口金Ｂは、自動車前照灯用として規格化されているもので、放電容器ＩＴおよび外管ＯＴを中心軸に沿って植立して支持していて、自動車前照灯の背面に着脱可能に装着されるように構成されている。
【００８９】
図５および図６は、本発明の高圧放電ランプにおける第２の実施の形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプを示し、図５はランプ全体を概念的に説明する一部断面要部正面図、図６は放電容器の拡大要部正面図である。
【００９０】
本実施の形態は、請求項４の発明に係るものである。すなわち、図６に説明する距離ｌが５〜２５ｍｍの範囲内にあり、かつ、外管ＯＴのランプ先端側の縮径部４Ａが封止部１ａ１の封着金属箔２に対向する部分にガラス溶着して支持されている。また、外管ＯＴの他端側の縮径部４Ｂが封止管１ａ２にガラス溶着して支持されている。なお、封止管１ａ２は、気密容器１ａの封止部１ａ１と一体をなしていて、封止されないで残存した部分を所定寸法に切断することによって形成されている。
【００９１】
上記距離ｌは、図６に示すように、気密容器１ａおよび封止部１ａ１の境界と、電流導入導体−封着金属箔溶接部の管軸方向の１／２の位置との間の距離である。
【実施例】図５および図６に示す実施の形態
放電容器ＩＴ
気密容器１ａ：石英ガラス製、包囲部長７ｍｍ、最大外径６ｍｍ、
最大内径２．７ｍｍ
電極１ｂ：タングステン製で、電極間距離４．２ｍｍ
距離ｌ：１０．０ｍｍ
放電媒体
金属ハロゲン化物：ＳｃＩ_３−ＮａＩ−ＺｎＩ_２＝０．８ｍｇ
キセノンＸｅ：１０気圧
外管ＯＴ：外径９ｍｍ、内径７ｍｍ、内部雰囲気；大気圧（大気）
点灯直後投入電流：３．３Ａ
点灯直後投入電力：１００Ｗ
安定時ランプ電圧：４２Ｖ
安定時ランプ電力：３５Ｗ
次に、本発明によらない場合の実施例を以下に示す。なお、本発明の実施例と同一部分は省略してある。
【００９２】
放電媒体
金属ハロゲン化物：ＳｃＩ_３−ＮａＩ−ＺｎＩ_２＝１．０ｍｇ
アーク太さの相対値：０．９８
図７は、本発明の高圧放電ランプにおける第３の実施の形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプを示す一部断面要部正面図である。
【００９３】
本実施の形態は、請求項４の発明に係るものである。すなわち、外管ＯＴの基端側の縮径部４Ｂも先端側の縮径部４Ａと同様に封止部１ａ１の封着金属箔２に対向する位置にガラス溶着して支持されて、管軸方向に対称的な支持構造となっている。
【００９４】
図８および図９は、本発明の高圧放電ランプにおける第４の実施の形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプを示し、図８は放電容器の正面図、図９は電極埋設長さとランプ寿命の関係示すグラフである。
【００９５】
本実施の形態は、請求項５の発明に係るものである。すなわち、電極埋設長さＬを４ｍｍ以上に設定している。なお、電極埋設長さＬは、電極の実質的な埋設部分の長さであって、気密容器１の封止部１ａと封止部１ａ１との境界から封着金属箔２の端縁との間の距離をいう。
【００９６】
次に、図９を参照して電極埋設長さＬとランプ寿命との関係を説明する。図において、横軸は電極埋設長さ（ｍｍ）を、縦軸は２０００時間での残存率（％）を、それぞれ示す。図中、曲線Ａは初期投入電流１．５Ａの場合、曲線Ｂは初期投入電流２．０Ａの場合、をそれぞれ示している。
【００９７】
図から理解できるように、初期投入電流の如何にかかわらず電極埋設長さが４ｍｍ以上であれば、ランプ寿命が長くなる。
【実施例２】図８に示す実施の形態
放電容器ＩＴ
気密容器１ａ：石英ガラス製、内容積０．０２５ｃｃ、最大内径２．４ｍｍ
電極１ｂ：タングステン製で、電極間距離４．２ｍｍ、電極埋設長さ７．０ｍｍ
放電媒体
金属ハロゲン化物：ＳｃＩ_３−ＮａＩ−ＺｎＩ_２＝０．３ｍｇ
キセノンＸｅ：１０気圧
外管ＯＴ：外径９ｍｍ、内径７ｍｍ、内部雰囲気；大気圧（大気）
点灯直後投入電力：８５Ｗ
点灯直後投入電流：２．８Ａ
安定時ランプ電圧：４２Ｖ
安定時ランプ電流：０．８Ａ
安定時ランプ電力：３３．６Ｗ
図１０および図１１は、本発明の照明装置における一実施の形態としての自動車用前照灯装置を示し、図１０は装置全体の背面斜視図、図１１は点灯回路の回路図である。各図において、自動車用前照灯装置ＨＬは、自動車用前照灯装置本体２１、メタルハライドランプＨＰＤＬおよび２つの点灯回路ＯＬにより構成されている。
【００９８】
自動車用前照灯装置本体２１は、前面透過パネル２１ａ、リフレクタ２１ｂ、２１ｃ、ランプソケット２１ｄおよび取付部２１ｅなどから構成されている。前面レンズ２１ａは、自動車の外面と合わせた形状をなし、所要の光学的手段たとえばプリズムを備えている。リフレクタ２１ｂ、２１ｃは、各メタルハライドランプＨＰＤＬごとに配設されていて、それぞれに要求される配光特性を得るように構成されている。ランプソケット２１ｄは、点灯回路ＯＣの出力端に接続し、メタルハライドランプＨＰＤＬの口金２１ｄに装着される。取付部２１ｅは、自動車用前照灯装置本体２１を自動車の所定の位置に取り付けるための手段である。
【００９９】
メタルハライドランプＨＰＤＬは、図１に示す構造を備えている。ランプソケット２１ｄは、口金に装着されて接続する。そうして、２灯のメタルハライドランプＫＰＤＬが自動車用前照灯装置本体２１に装着されて、４灯式の自動車用前照灯装置が構成される。各メタルハライドランプＨＰＤＬの発光部は、自動車用前照灯装置本体２１のリフレクタ２１ｂ、２１ｃの焦点にほぼ位置する。
【０１００】
２つの点灯回路ＯＬは、それぞれ後述する回路構成を備えていて、金属製容器２２内に収納されているとともに、メタルハライドランプＨＰＤＬを付勢して点灯させる。
【０１０１】
点灯回路ＯＬは、図１１に示すように、直流電源１１、チョッパ１２、制御手段１３、ランプ電流検出手段１４、ランプ電圧検出手段１５、イグナイタ１６、メタルハライドランプＨＰＤＬ、フルブリッジインバータ１７により構成されていて、メタルハライドランプＨＰＤＬを交流点灯する。
【０１０２】
直流電源１１は、後述するチョッパ１２に対して直流電源を供給する手段であって、バッテリーまたは整流化直流電源が用いられる。自動車の場合には、一般的にバッテリーが用いられる。しかし、交流を整流する整流化直流電源であってもよい。必要に応じて電解コンデンサ１１ａを並列接続して平滑化を行う。
【０１０３】
チョッパ１２は、直流電圧を所要値の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣ変換回路であって、後述するフルブリッジインバータ１７を介してメタルハライドランプＨＰＤＬを所要に制御する。直流電源電圧が低い場合には、昇圧チョッパを用い、反対に高い場合には降圧チョッパを用いる。
【０１０４】
制御手段１３は、チョッパ１２を制御する。たとえば、点灯直後にはメタルハライドランプＨＰＤＬに定格ランプ電流の３倍以上のランプ電流をチョッパ２２からフルブリッジインバータ１７を経由して流し、その後時間の経過とともに徐々にランプ電流を絞っていき、やがて定格ランプ電流にするように制御する。また、制御手段１３は、ランプ電流とランプ電圧と相当するそれぞれの検出信号が後述するように帰還入力されることにより、定電力制御信号を発生して、チョッパ２２を定電力制御する。さらに、制御手段１３は、時間的な制御パターンが予め組み込まれたマイコンが内蔵されていて、点灯直後には定格ランプ電流の３倍以上のランプ電流をメタルハライドランプＨＰＤＬに流し、時間の経過とともにランプ電流を絞るようにチョッパ１２を制御するように構成されている。
【０１０５】
ランプ電流検出手段１４は、フルブリッジインバータ１７を介してランプと直列に挿入されていて、ランプ電流に相当する電流を検出して制御手段１３に制御入力する。
【０１０６】
ランプ電圧検出手段１５は、同様にフルブリッジインバータ１７を介してメタルハライドランプＨＰＤＬと並列的に接続されていて、ランプ電圧に相当する電圧を検出して制御手段２３に制御入力する。
【０１０７】
イグナイタ１６は、フルブリッジインバータ１７とメタルハライドランプＨＰＤＬとの間に介在していて、始動時に約２０ｋＶ程度の始動パルス電圧をメタルハライドランプＨＰＤＬに供給できるように構成されている。
【０１０８】
フルブリッジインバータ１７は、４つのＭＯＳＦＥＴＱ１、Ｑ２、Ｑ３およびＱ４からなるブリッジ回路、ブリッジ回路１７ａのＭＯＳＦＥＴＱ１およびＱ３と、Ｑ２およびＱ４とを交互にスイッチングさせるゲートドライブ回路２８ｂおよび極性反転回路ＩＮＶから構成されていて、チョッパ１２からの直流電圧を上記スイッチングにより矩形波の低周波交流電圧に変換して、メタルハライドランプＨＰＤＬに印加して、メタルハライドランプＨＰＤＬを低周波交流点灯させる。
【０１０９】
そうして、点灯回路ＯＣを用いてメタルハライドランプＨＰＤＬを矩形波の低周波交流で点灯すると、点灯直後から所要の光束を発生する。これにより、自動車用前照灯として必要な電源投入後１秒後に定格に対して光束２５％、４秒後に光束８０％の点灯を実現することができる。
【０１１０】
【発明の効果】
請求項１によれば、電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において結晶の長辺サイズが封着金属箔の厚みより小さくなっており、かつ、その結晶粒界が厚み方向に貫通していない一対の封着金属箔が気密容器の一対の封止部の内部に気密に埋設されていることにより、封着金属箔の耐電流性能が向上して、上記溶接部の機械的な剥がし強度および引っ張り強度が向上し、封止後の通電時に断線や異常発熱をしたり、異常発熱に伴い封止部にクラックが発生したりするのを効果的に防止して、寿命が長く、また寿命中の不良発生が少ないとともに、量産性が高くて量産設備のコストを低減できる高圧放電ランプを提供することができる。
【０１１１】
請求項２によれば、電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において結晶の長辺サイズが封着金属箔の厚みより小さくなっており、かつ、その結晶粒界が厚み方向に貫通していない一対の封着金属箔が気密容器の一対の封止部の内部に気密に埋設されていることにより、自動車前照灯用として好適な水銀フリーランプにおいて請求項１の効果を奏する高圧放電ランプを提供することができる。
【０１１２】
請求項３によれば、一対の封着金属箔の電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲における結晶の長辺サイズが１８μｍ以下であることにより、溶接部の機械的な剥がし強度および引っ張り強度を向上させ、封止後通電時に断線、異常発熱および封止部のクラックが発生するのを効果的に防止する高圧放電ランプを提供することができる。
【０１１３】
請求項４によれば、電流導入導体の封着金属箔への溶接部と気密容器の包囲部および封止部の境界との間の距離が５〜２５ｍｍであることにより、気密容器の最高温度が５００℃以上になっても、外管の端部を封着金属箔に対向する位置の封止部に支持させているので、溶接部が冷却されやすくなり、このため封止部が高温になってクラックが生じたり、封着金属箔が酸化して気密容器にリークが生じたりするという問題が解決する高圧放電ランプを提供することができる。
【０１１４】
請求項５によれば、電極の基端が気密容器の封止部の内部に気密に埋設された封着金属箔の一端に溶接されるとともに中間部が４ｍｍ以上封止部内に埋設されて先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設され、点灯直後に安定時の２倍以上のランプ電流が通流し、その後徐々に低減して安定時のランプ電流に落ち着くように制御されることにより、封止部が十分に温まる前に電極が急激に加熱されても、電極−封着金属箔間の溶接部の温度上昇が抑制されるので、当該部位における熱膨張差が少なくなり、封止部のクラックや気密容器のリークが低減する高圧放電ランプを提供することができる。
【０１１５】
請求項６の発明によれば、請求項１ないし５の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高圧放電ランプにおける第１の実施の形態としての自動車前照灯用メタルハライドランプを示すランプ全体の正面図
【図２】同じく放電容器の拡大要部正面図
【図３】同じく図３（ａ）は封着金属箔−電極溶接部の概念的顕微鏡拡大断面図、図３（ｂ）は比較例における封着金属箔−電極溶接部の概念的顕微鏡拡大断面図
【図４】同じく溶接部近傍２ｍｍ以内における封着金属箔の電子顕微鏡写真
【図５】本発明の高圧放電ランプにおける第２の実施の形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプのランプ全体を概念的に説明する一部断面要部正面図
【図６】同じく放電容器の拡大要部正面図
【図７】本発明の高圧放電ランプにおける第３の実施の形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプを示す一部断面要部正面図
【図８】本発明の高圧放電ランプにおける第４の実施の形態としての自動車前照灯用のメタルハライドランプを示す放電容器の正面図
【図９】同じく電極埋設長さトランプ寿命の関係示すグラフ
【図１０】本発明の照明装置における一実施の形態としての自動車用前照灯装置の装置全体を示す背面斜視図
【図１１】同じく点灯回路の回路図
【符号の説明】
１ｂ…電極、２…封着金属箔、Ｃ…結晶、ｂｃ…結晶粒界

Claims

内部に放電空間が形成された包囲部および包囲部の両端から延在する一対の封止部を備えた耐火性で透光性の気密容器と；
気密容器における一対の封止部の内部に気密に埋設されるとともに、後記電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において結晶の長辺サイズが封着金属箔の厚みより小さくなっており、かつ、その結晶粒界が厚み方向に貫通していない一対の封着金属箔と；
基端が封着金属箔の一端に溶接されるとともに先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された一対の電極と；
先端が封着金属箔の他端に溶接されるとともに基端が気密容器の外部へ導出された一対の電流導入導体と；
気密容器の放電空間内に封入された放電媒体と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
内部に放電空間が形成された内径１．５ｍｍ以上の包囲部および包囲部の両端から延在する一対の封止部を備えた耐火性で透光性の気密容器と；
気密容器における一対の封止部の内部に気密に埋設されるとともに、後記電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲において結晶の長辺サイズが封着金属箔の厚みより小さくなっており、かつ、その結晶粒界が厚み方向に貫通していない一対の封着金属箔と；
基端が封着金属箔の一端に溶接されるとともに先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された電極間距離が５ｍｍ以下の一対の電極と；
先端が封着金属箔の他端に溶接されるとともに基端が気密容器の外部へ導出された一対の電流導入導体と；
発光金属およびランプ電圧形成用金属のハロゲン化物、ならびに室温で５気圧以上のキセノンを含み、気密容器内に封入されて水銀を本質的に含まない放電媒体と；
を具備し、安定点灯時におけるランプ電力が６０Ｗ以下、管壁負荷が５０Ｗ／ｃｍ^２以上であることを特徴とする高圧放電ランプ。
一対の封着金属箔は、電極およびまたは電流導入導体との溶接部の周囲０．３ｍｍ以内の範囲における結晶の長辺サイズが１８μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
電流導入導体は、その封着金属箔への溶接部と気密容器の包囲部および封止部の境界との間の距離が５〜２５ｍｍであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
内部に内容積０．１ｃｃ以下の放電空間が形成された包囲部および包囲部の両端から延在する一対の封止部を備えた耐火性で透光性の気密容器と；
気密容器における一対の封止部の内部に気密に埋設された一対の封着金属箔と；
基端が封着金属箔の一端に溶接されるとともに中間部が４ｍｍ以上封止部内に埋設されて先端が気密容器の放電空間に臨むように放電空間の両端に離間対向して配設された一対の電極と；
気密容器の放電空間内に封入された発光金属のハロゲン化物および希ガスを含む放電媒体と；
を具備し、点灯直後に安定時の２倍以上のランプ電流が通流し、その後徐々に低減して安定時のランプ電流に落ち着くように制御されることを特徴とする高圧放電ランプ。
照明装置本体と；
照明装置本体に配設された請求項１ないし５のいずれか一記載の高圧放電ランプと；
高圧放電ランプを点灯する点灯回路と；
を具備していることを特徴とする照明装置。