JP2008204898A - 車両用放電バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】車両用放電バルブを水銀フリーの構成とした場合においても、フリッカーの早期発生を抑制可能とするとともに、光束の低下および始動時のノイズ発生を抑制可能とする。
【解決手段】アークチューブ１６における発光管部２０ａの放電空間２４に先端部を突出させるようにして対向配置された１対の棒状電極２６Ａ、２６Ｂのうち、一方の棒状電極２６Ｂをトリエーテッドタングステンで構成するとともに、他方の棒状電極２６Ａを純タングステンで構成する。これにより、両棒状電極２６Ａ、２６Ｂをトリエーテッドタングステン製とした場合に比して、フリッカーの早期発生を抑制する。また、両棒状電極２６Ａ、２６Ｂを純タングステンで構成した場合に比して、光束の低下を抑制するとともに始動時におけるノイズの発生を抑制する。そしてこれにより、車両用放電バルブ１０としての性能を全体的に向上させる。
【選択図】図２

Description

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。

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、発光管部を有する石英ガラス製のアークチューブと、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固定支持する絶縁プラグとを備えた構成となっている。

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対の棒状電極が、該棒状電極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。

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、希ガスおよび金属ハロゲン化物と共に水銀が封入されていたが、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、発光管部内の放電空間に水銀は封入されずに金属ハロゲン化物および希ガスが封入された、いわゆる水銀フリーの車両用放電バルブも提案されている。

特開２００５−１８３１６５号公報

このような水銀フリーの車両用放電バルブを採用した場合には、水銀が封入された車両用放電バルブに比して管電圧が低下してしまうので、放電に必要な管電力が得られにくくなる。そこで、これを補うために管電流を増加させると、電極負荷が増大して棒状電極が溶けやすくなってしまう。このため、水銀フリーの構成とした場合には、棒状電極の径を大きくすることが必要となる。

そして、このように棒状電極の径を大きくすることにより、フリッカー（すなわちチラつき）の発生をある程度抑えることも可能であるが、水銀入りの車両用放電バルブに比べると、フリッカーが早期に発生しやすい、という問題がある。

これに対し、水銀フリーの車両用放電バルブにおける棒状電極の材質として、水銀入りの車両用放電バルブにおける棒状電極の材質として用いられているトリエーテッドタングステンに代えて、純タングステンを用いることも考えられるが、このようにした場合には、光束が低下するとともに始動時にノイズが発生しやすくなる、という問題がある。

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、フリッカーの早期発生を抑制することができるとともに、光束の低下および始動時のノイズ発生を抑制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。

本願発明は、１対の棒状電極の構成に工夫を施すことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。

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対の棒状電極が該棒状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石英ガラス製のアークチューブと、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固定支持する絶縁プラグと、を備えてなる車両用放電バルブにおいて、
上記放電空間に、水銀は封入されずに金属ハロゲン化物および希ガスが封入されており、
上記１対の棒状電極のうち、一方の棒状電極がトリエーテッドタングステンで構成されるとともに、他方の棒状電極が純タングステンで構成されている、ことを特徴とするものである。

上記「純タングステン」とは、タングステンの純度が９９．９５％以上のタングステンを意味するものであり、その際、残り０．０５％に含まれる不純物の組成は特に限定されるものではない。

上記「トリエーテッドタングステン」とは、純タングステンに酸化トリウムを分散させたものを意味するものである。

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、その放電空間に突出させるようにして対向配置された１対の棒状電極のうち、一方の棒状電極がトリエーテッドタングステンで構成されるとともに、他方の棒状電極が純タングステンで構成されているので、両棒状電極をトリエーテッドタングステン製とした場合に比して、フリッカーの早期発生を抑制することができる。

これは、以下の理由によるものである。

すなわち、水銀フリーの放電バルブを採用した場合には、水銀が封入された放電バルブに比して管電圧が低下してしまうので、放電に必要な管電力が得られにくくなる。これを補うために管電流を増加させると、電極負荷が増大してしまうので、棒状電極の径を大きくすることが必要となる。

しかしながら、一般に、車両用放電バルブにおいては、その点灯方式として交流点灯が採用されているので、棒状電極の径を大きくしても、フリッカーの早期発生の問題は残る。

すなわち、車両用放電バルブにおいて、仮に直流点灯を採用したとすると、金属イオンが陰極周辺に偏在することとなるので、陰極周辺が陽極周辺に比して高輝度になる。したがって、このような放電バルブを光源とする車両用灯具においては、その照射光により形成される配光パターンに色むらが生じてしまうこととなる。このため、車両用放電バルブにおいては、陽極と陰極とが交互に入れ替わる交流点灯を採用することにより、金属イオンの偏りが発生するのを未然に防止するようになっている。

この交流点灯は矩形波を用いて行われるが、その極性切換え時に一瞬管電流が０になるので、再度管電流が流れるようにするためには、ある一定の電圧が必要となる。この電圧は、再点弧電圧と呼ばれるが、長時間の点灯により管電圧が上昇すると、この再点弧電圧も上昇する。しかしながら、この再点弧電圧が上昇しすぎて、バラストの点灯能力以上の電圧になると、アークが一瞬形成されなくなり、これがフリッカーとなって目視されることとなる。

その際、トリエーテッドタングステン製の棒状電極は、トリエーテッドタングステンに含まれる酸化トリウムの副作用で管電圧が上昇しやすく、これに伴って再点弧電圧も上昇するので、純タングステン製の棒状電極の場合に比して、フリッカーが早期に発生しやすくなる。

したがって本願発明のように、１対の棒状電極のうち一方の棒状電極をトリエーテッドタングステンで構成するとともに、他方の棒状電極を純タングステンで構成することにより、両棒状電極をトリエーテッドタングステンで構成した場合に比して、フリッカーの早期発生を抑制することができる。

また、このように一方の棒状電極をトリエーテッドタングステンで構成するとともに、他方の棒状電極を純タングステンで構成することにより、両棒状電極を純タングステンで構成した場合に比して、光束の低下を抑制することができるとともに始動時におけるノイズの発生を抑制することができる。

これは、以下の理由によるものである。

すなわち、トリエーテッドタングステン製の棒状電極においては、トリエーテッドタングステンに含まれる酸化トリウムが棒状電極の表面に移動する現象が生じ、これによりアークスポット（すなわち輝点）が容易に形成される。このため、棒状電極の表面の仕事関数（すなわち、金属の結晶表面から１個の電子を表面のすぐ外側に取り出すのに必要な最小のエネルギー）が低下し、熱電子の放出性が向上する。したがって、棒状電極の熱損失を抑えて、その分を発光のためのエネルギーとして利用することができ、これにより光束の低下を抑制して光束維持を図ることができる。

しかも、純タングステン製の棒状電極においては、始動の際、アークスポットの大きさが安定するまでに時間がかかってしまうため、その間のアークスポットのサイズ変動によりノイズが発生しやすくなるのに対し、トリエーテッドタングステン製の棒状電極においては、早期に一定サイズのアークスポットが形成されるので、始動時におけるノイズの発生を抑制することができる。

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、フリッカーの早期発生を抑制することができるとともに、光束の低下および始動時のノイズ発生を抑制することができる。そしてこれにより、車両用放電バルブとしての性能を全体的に向上させることができる。

上記構成において、一方の棒状電極（すなわちトリエーテッドタングステン製の棒状電極）における放電空間への露出部分を一定径で形成するとともに、他方の棒状電極（すなわち純タングステン製の棒状電極）における放電空間への露出部分を、一定径で形成された一般部と、その先端側において該一般部よりも大径で形成された大径先端部とからなる構成とすれば、一方の棒状電極と他方の棒状電極とを目視で容易に識別することができ、これにより誤組付けの発生を効果的に抑制することができる。

また、上述したように、純タングステン製の棒状電極においては、トリエーテッドタングステン製の棒状電極の場合に比して、一定サイズのアークスポットが形成されにくいが、この純タングステン製の棒状電極の先端部を大径先端部として形成することにより、その熱容量を大きくして温度を低くすることが可能となる。そして、このように先端部の温度を低くすることにより、熱電子の放出性を高めることができ、これにより早期に一定サイズのアークスポットが形成されるようにすることができる。

このようにした場合において、トリエーテッドタングステンで構成された一方の棒状電極を、発光管部の後方側に位置するピンチシール部に配置するようにした上で、この一方の棒状電極における放電空間への露出部分の径に対して、他方の棒状電極における一般部の径を小さい値に設定するとともに大径先端部の径を大きい値に設定すれば、次のような作用効果を得ることができる。

すなわち、アークチューブの各ピンチシール部においては、棒状電極とアークチューブ本体（すなわち石英ガラス）との熱膨張率の差により、棒状電極とアークチューブ本体との接合面から放射状に延びるクラックと、棒状電極を囲むようにして周方向に延びるクラックとが発生する。前者は電極クラックと呼ばれるものであって、この電極クラックが成長してアークチューブ本体の外周面に達すると、放電空間と外部空間との間にリークが発生してしまう。一方、後者は境界クラックと呼ばれるものであって、この境界クラックが形成されることにより電極クラックの成長が阻止される。この境界クラックは、棒状電極のピンチシール部への埋設部分における軸線方向の温度分布が略均一であることがその発生の条件となる。

アークチューブを製造する際に、最初にピンチシールが行われる１次ピンチシールの工程では、所望の境界クラックを発生させ得る態様でピンチシールを行うことが比較的容易であるが、次にピンチシールが行われる２次ピンチシールの工程では、製造条件に制約がある（すなわち発光管部を冷却しながらピンチシールを行う必要がある等）ので、所望の境界クラックを発生させ得る態様でピンチシールを行うことが１次ピンチシールの場合よりも困難なものとなる。また、棒状電極の径が大きくなると、所望の境界クラックを発生させにくくなる。

そして一般に、車両用放電バルブにおいては、発光管部の後方側（すなわち絶縁プラグ側）に位置するピンチシール部が、１次ピンチシール側として設定されている。

そこで、発光管部の後方側に配置された一方の棒状電極における放電空間への露出部分の径よりも、発光管部の前方側に配置された他方の棒状電極における一般部の径を小さい値に設定すれば、２次ピンチシール側のピンチシール部においても所望の境界クラックを発生させやすくすることができる。

また、この他方の棒状電極は、その大径先端部の径が、一方の棒状電極の径よりも大きい値に設定されているので、純タングステン製であるにもかかわらず、その先端部の温度を低くして、熱電子の放出性を高めることができる。しかも、車両用放電バルブにおいては、その１対の棒状電極のうち、発光管部の前方側に位置する他方の棒状電極の方が、その先端部の温度は低いものとなるので、この点においても、純タングステン製の棒状電極における先端部の温度を低くすることができ、これにより熱電子の放出性を一層高めることができる。

上記構成において、他方の棒状電極を構成する純タングステンとして、カリウムがドープされたカリウムドープタングステンを用いるようにすれば、高純度の純タングステンを用いるようにした場合に比して、コスト低減を図ることができるとともに、電極形状の経時変化を抑制することができる。そして、このようにして電極形状の経時変化が抑制されることにより、アークスポットがより安定的に形成されるようにすることができる。

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。

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り、図２は、そのII部詳細図である。

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。

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ユニット１２と、このアークチューブユニット１２の後端部を固定支持する絶縁プラグ１４とを備えてなっている。

アークチューブユニット１２は、アークチューブ１６と、このアークチューブ１６を円筒状に囲むシュラウドガラス１８とが、一体的に形成されてなっている。

アークチューブ１６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。

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。

各電極アッセンブリ２２Ａ、２２Ｂは、タングステン製の棒状電極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。

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、各棒状電極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、両棒状電極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。

このアークチューブ１６の製造工程においては、発光管部２０ａの後方側に位置するピンチシール部２０ｂ２に対して１次ピンチシールが行われ、発光管部２０ａの前方側に位置するピンチシール部２０ｂ１に対して２次ピンチシールが行われるようになっている。

１対の棒状電極２６Ａ、２６Ｂのうち、発光管部２０ａの後方側に位置する棒状電極２６Ｂ（すなわち一方の棒状電極）は、トリエーテッドタングステンで構成されており、発光管部２０ａの前方側に位置する棒状電極２６Ａ（すなわち他方の棒状電極）は、純タングステンで構成されている。

その際、棒状電極２６Ａを構成する純タングステンとしては、微量（具体的には１００ｐｐｍ以下）のカリウムがドープされたカリウムドープタングステンが用いられている。また、棒状電極２６Ｂを構成するトリエーテッドタングステンとしては、純タングステンに酸化トリウムを０．８〜１．２％程度の割合で分散させたものが用いられている。

棒状電極２６Ａにおける放電空間２４への露出部分は、一定径で形成された一般部２６Ａ１と、この一般部２６Ａ１の先端側において該一般部２６Ａ１よりも大径で形成された大径先端部２６Ａ２とからなっている。一方、棒状電極２６Ｂにおける放電空間２４への露出部分は、一定径で形成されている。

その際、棒状電極２６Ａにおける一般部２６Ａ１の径Ｄ１は、棒状電極２６Ｂの径（正確には棒状電極２６Ｂにおける放電空間２４への露出部分の径）Ｄ３よりも小さい値に設定されている。また、棒状電極２６Ａにおける大径先端部２６Ａ２の径Ｄ２は、棒状電極２６Ｂの径Ｄ３よりも大きい値に設定されている。具体的には、例えば、Ｄ１＝０．３０ｍｍ、Ｄ２＝０．３９ｍｍ、Ｄ３＝０．３２ｍｍ程度の値に設定されている。また、棒状電極２６Ａにおける大径先端部２６Ａ２の長さは、１〜２ｍｍ程度の値に設定されている。

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。

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。

その際、希ガスは、両棒状電極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。

なお、水銀は、棒状電極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。

アークチューブユニット１２におけるアークチューブ１６とシュラウドガラス１８との間の筒状空間には、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。この筒状空間に充填されたガスの充填圧力は、０．０１〜０．０９ＭＰａ程度の負圧に設定されている。

シュラウドガラス１８のアークチューブ１６に対する封止は、シュラウドガラス１８の後端部１８ｂをアークチューブ１６に溶着した後、筒状空間に所定のガスを充填し、その後、シュラウドガラス１８の前端部１８ａをアークチューブ１６に溶着することにより行われている。その際、シュラウドガラス１８の前端部１８ａにおけるアークチューブ１６への溶着は、シュリンクシールによって行われている。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

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、その放電空間２４に突出させるようにして対向配置された１対の棒状電極２６Ａ、２６Ｂのうち、一方の棒状電極２６Ｂがトリエーテッドタングステンで構成されるとともに、他方の棒状電極２６Ａが純タングステンで構成されているので、両棒状電極２６Ａ、２６Ｂをトリエーテッドタングステン製とした場合に比して、フリッカーの早期発生を抑制することができる。

これは、以下の理由によるものである。

すなわち、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０のような水銀フリーの放電バルブを採用した場合には、水銀が封入された放電バルブに比して管電圧が低下してしまうので、放電に必要な管電力が得られにくくなる。これを補うために管電流を増加させると、電極負荷が増大してしまうので、棒状電極の径を大きくすることが必要となる。

しかしながら、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０においては、金属イオンの偏り発生を未然に防止するため、その点灯方式として交流点灯が採用されているので、両棒状電極２６Ａ、２６Ｂの径を大きくしても、フリッカーが早期に発生しやすいという問題は残る。すなわち、上記交流点灯は矩形波を用いて行われるが、その極性切換え時に一瞬管電流が０になるので、再度管電流が流れるようにするための再点弧電圧が必要となるが、長時間の点灯により管電圧が上昇すると、この再点弧電圧も上昇する。しかしながら、この再点弧電圧が上昇しすぎて、バラスト（すなわち車両用放電バルブ１０を点灯させるための点灯回路ユニット）の点灯能力以上の電圧になると、アークが一瞬形成されなくなり、これがフリッカーとなって目視されることとなる。

その際、トリエーテッドタングステン製の棒状電極２６Ｂは、トリエーテッドタングステンに含まれる酸化トリウムの副作用で管電圧が上昇しやすく、これに伴い再点弧電圧も上昇するので、純タングステン製の棒状電極２６Ａの場合に比して、フリッカーが早期に発生しやすくなる。

したがって、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０のように、１対の棒状電極２６Ａ、２６Ｂのうち一方の棒状電極２６Ｂをトリエーテッドタングステンで構成するとともに、他方の棒状電極２６Ａを純タングステンで構成することにより、両棒状電極２６Ａ、２６Ｂをトリエーテッドタングステンで構成した場合に比して、フリッカーの早期発生を抑制することができる。

また、このように一方の棒状電極２６Ｂをトリエーテッドタングステンで構成するとともに、他方の棒状電極２６Ａを純タングステンで構成することにより、両棒状電極２６Ａ、２６Ｂを純タングステンで構成した場合に比して、光束の低下を抑制することができるとともに始動時におけるノイズの発生を抑制することができる。

これは、以下の理由によるものである。

すなわち、トリエーテッドタングステン製の棒状電極２６Ｂにおいては、トリエーテッドタングステンに含まれる酸化トリウムが棒状電極２６Ｂの表面に移動する現象が生じ、これによりアークスポット３４Ｂが容易に形成される。このため、棒状電極２６Ｂの表面の仕事関数が低下し、熱電子の放出性が向上する。したがって、棒状電極２６Ｂの熱損失を抑えて、その分を発光のためのエネルギーとして利用することができ、これにより光束の低下を抑制して光束維持を図ることができる。

しかも、純タングステン製の棒状電極２６Ａにおいては、始動の際、アークスポット３４Ａの大きさが安定するまでに時間がかかってしまうため、その間のアークスポット３４Ａのサイズ変動によりノイズが発生しやすくなるのに対し、トリエーテッドタングステン製の棒状電極２６Ｂにおいては、早期に一定サイズのアークスポット３４Ｂが形成されるので、始動時におけるノイズの発生を抑制することができる。

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、フリッカーの早期発生を抑制することができるとともに、光束の低下および始動時のノイズ発生を抑制することができる。そしてこれにより、車両用放電バルブ１０としての性能を全体的に向上させることができる。

しかも、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０においては、トリエーテッドタングステン製の棒状電極２６Ｂにおける放電空間２４への露出部分が一定径で形成されているとともに、純タングステン製の棒状電極２６Ａにおける放電空間への露出部分が、一定径で形成された一般部２６Ａ１と、その先端側において該一般部２６Ａ１よりも大径で形成された大径先端部２６Ａ２とからなっているので、両棒状電極２６Ａ、２６Ｂを目視で容易に識別することができ、これにより誤組付けの発生を効果的に抑制することができる。

また、上述したように、純タングステン製の棒状電極２６Ａにおいては、トリエーテッドタングステン製の棒状電極２６Ｂの場合に比して、一定サイズのアークスポット３４Ａが形成されにくいが、この純タングステン製の棒状電極２６Ａの先端部を大径先端部２６Ａ２として形成することにより、その熱容量を大きくして温度を低くすることが可能となる。そして、このように先端部の温度を低くすることにより、熱電子の放出性を高めることができ、これにより早期に一定サイズのアークスポット３４Ａが形成されるようにすることができる。

さらに、本実施形態においては、トリエーテッドタングステン製の棒状電極２６Ｂが発光管部２０ａの後方側に位置するピンチシール部２０ｂ２に配置されるとともに、純タングステン製の棒状電極２６Ａが発光管部２０ａの前方側に位置するピンチシール部２０ｂ１に配置されており、そして、棒状電極２６Ａの一般部２６Ａ１の径Ｄ１が、棒状電極２６Ｂの径Ｄ３よりも小さい値に設定されるとともに、棒状電極２６Ａにおける大径先端部２６Ａ２の径Ｄ２が、棒状電極２６Ｂの径Ｄ３よりも大きい値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。

すなわち、アークチューブ１６の各ピンチシール部２０ｂ１、２０ｂ２においては、棒状電極２６Ａ、２６Ｂと石英ガラス製のアークチューブ本体２０との熱膨張率の差により、棒状電極２６Ａ、２６Ｂとアークチューブ本体２０との接合面から放射状に延びる電極クラックと、棒状電極２６Ａ、２６Ｂを囲むようにして周方向に延びる境界クラックとが発生する。その際、電極クラックが成長してアークチューブ本体２０の外周面に達すると、放電空間２４と外部空間（すなわちアークチューブ１６とシュラウドガラス１８との間の筒状空間）との間にリークが発生してしまうが、この電極クラックの成長は、境界クラックが形成されることにより阻止される。この境界クラックは、棒状電極２６Ａ、２６Ｂのピンチシール部２０ｂ１、２０ｂ２への埋設部分における軸線方向の温度分布が略均一であることがその発生の条件となる。

アークチューブ１６を製造する際に、最初にピンチシールが行われる１次ピンチシールの工程では、所望の境界クラックを発生させ得る態様でピンチシールを行うことが比較的容易であるが、次にピンチシールが行われる２次ピンチシールの工程では、製造条件に制約がある（すなわち発光管部２０ａを冷却しながらピンチシールを行う必要がある等）ので、所望の境界クラックを発生させ得る態様でピンチシールを行うことが１次ピンチシールの場合よりも困難なものとなる。また、棒状電極２６Ａ、２６Ｂの径が大きくなると、所望の境界クラックを発生させにくくなる。

その点、本実施形態においては、発光管部２０ａの前方側（すなわち２次ピンチシール側）のピンチシール部２０ｂ１に位置する棒状電極２６Ａの一般部２６Ａ１の径Ｄ１が、発光管部２０ａの後方側（すなわち１次ピンチシール側）のピンチシール部２０ｂ２に位置する棒状電極２６Ｂの径Ｄ３よりも小さい値に設定されているので、２次ピンチシール側のピンチシール部２０ｂ１においても所望の境界クラックを発生させやすくすることができる。

また、この棒状電極２６Ａは、その大径先端部２６Ａ２の径Ｄ２が、棒状電極２６Ｂの径Ｄ３よりも大きい値に設定されているので、純タングステン製であるにもかかわらず、その先端部の温度を低くして、熱電子の放出性を高めることができる。しかも、車両用放電バルブ１０においては、その１対の棒状電極２６Ａ、２６Ｂのうち、発光管部２０ａの前方側に位置する棒状電極２６Ａの方が、その先端部の温度は低いものとなるので、この点においても、純タングステン製の棒状電極２６Ａにおける先端部の温度を低くすることができ、これにより熱電子の放出性を一層高めることができる。

さらに本実施形態においては、棒状電極２６Ａを構成する純タングステンとして、カリウムがドープされたカリウムドープタングステンが用いられているので、高純度の純タングステンを用いるようにした場合に比して、コスト低減を図ることができるとともに、電極形状の経時変化を抑制することができる。そして、このようにして電極形状の経時変化が抑制されることにより、アークスポット３４Ａがより安定的に形成されるようにすることができる。

図３は、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０のバルブ性能を確認するために行った実験の結果を、２つの比較例１、２と共に示す図である。また、図４は、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０を採用した場合における管電圧の上昇率を、上記２つの比較例１、２と共に示す図である。

これらの図において、比較例１は、１対の棒状電極が共にトリエーテッドタングステンで構成された放電バルブであり、比較例２は、１対の棒状電極が共に純タングステンで構成された放電バルブである。

その際、これら各比較例１、２における１対の棒状電極の形状は、本実施形態の棒状電極２６Ａと場合と同様の形状にした。また、これら各比較例１、２の放電バルブとしての構成は、１対の棒状電極以外の構成については、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０と同様の構成にした。

図３に示すように、放電バルブの寿命に関しては、本実施形態の構成を採用することにより、比較例２の構成を採用した場合に比して僅かに短くなるが、比較例１の構成を採用した場合に比して遥かに長くなっている。

また、同図に示すように、放電バルブの光束に関しては、本実施形態の構成を採用することにより、比較例１の構成を採用した場合に比して僅かに少なくなるが、比較例２の構成を採用した場合に比して大幅に多くなっている。

さらに、同図に示すように、放電バルブのノイズに関しては、本実施形態の構成を採用することにより、比較例１の構成を採用した場合に比して僅かに悪化しているが、比較例２の構成を採用した場合に比して大幅に改善されている。

したがって、放電バルブの寿命、光束、ノイズについて総合的に評価すると、本実施形態の構成を採用することにより、比較例１、２の構成に比して優れたバルブ性能が得られることが明らかである。

図４に示すように、本実施形態に係る車両用放電バルブ１０は、点灯時間が経過するに従って、管電圧が上昇するが、その上昇率は、比較例２の構成を採用した場合に比して僅かに高くなるに留まり、比較例１の構成を採用した場合に比して大幅に低くなっている。そして、この点が、本実施形態の構成を採用したときに、比較例１、２の構成に比してバルブ性能が優れたものとなる大きな要因になっているものと考えられる。

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。

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１のII部詳細図 上記車両用放電バルブのバルブ性能を確認するために行った実験の結果を、２つの比較例１、２と共に示す図 上記車両用放電バルブを採用した場合における管電圧の上昇率を、上記２つの比較例１、２と共に示す図

符号の説明

１０ 車両用放電バルブ
１２ アークチューブユニット
１４ 絶縁プラグ
１６ アークチューブ
１８ シュラウドガラス
１８ａ 前端部
１８ｂ 後端部
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 他方の棒状電極
２６Ａ１ 一般部
２６Ａ２ 大径先端部
２６Ｂ 一方の棒状電極
２８Ａ、２８Ｂ リード線
３０Ａ、３０Ｂ 金属箔
３２ 放電発光部
３４Ａ、３４Ｂ アークスポット

Claims (4)

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対の棒状電極が該棒状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石英ガラス製のアークチューブと、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固定支持する絶縁プラグと、を備えてなる車両用放電バルブにおいて、
   上記放電空間に、水銀は封入されずに金属ハロゲン化物および希ガスが封入されており、
   上記１対の棒状電極のうち、一方の棒状電極がトリエーテッドタングステンで構成されるとともに、他方の棒状電極が純タングステンで構成されている、ことを特徴とする車両用放電バルブ。
2. 上記一方の棒状電極における上記放電空間への露出部分が、一定径で形成されており、
   上記他方の棒状電極における上記放電空間への露出部分が、一定径で形成された一般部と、この一般部の先端側において該一般部よりも大径で形成された大径先端部とからなる、ことを特徴とする請求項１記載の車両用放電バルブ。
3. 上記一方の棒状電極が、上記発光管部の後方側に位置するピンチシール部に配置されており、
   この一方の棒状電極における上記放電空間への露出部分の径に対して、上記他方の棒状電極における上記一般部の径が小さい値に設定されるとともに上記大径先端部の径が大きい値に設定にされている、ことを特徴とする請求項２記載の車両用放電バルブ。
4. 上記他方の棒状電極を構成する純タングステンに、カリウムがドープされている、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の車両用放電バルブ。

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