JP2009272092A

JP2009272092A - 自動車前照灯用メタルハライドランプ

Info

Publication number: JP2009272092A
Application number: JP2008120288A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Okamoto; 貴行岡本
Original assignee: Car Mate Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Car Mate Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】
６０００K以上の色温度を有し、発光効率が改善され、雨天等の悪天候時の視認性を向上させたメタルハライドランプを提供する。
【解決手段】
石英ガラスからなり一対の電極を具えた発光管内に、水銀及びバッファーガスと共にガドリニウムハロゲン化物を重量にて金属ハロゲン化物の総量に対して５％以上６０％以下含み、かつセリウム、ネオジウム、プラセオジウム、ディスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、ルテチウムからなる希土類金属のハロゲン化物を少なくとも１種以上含み、かつナトリウムハロゲン化物を前記金属ハロゲン化物の総量に対して２５％未満含むように構成する。
【選択図】図１

Description

この発明は自動車前照灯に用いられる高い色温度（例えば６０００Ｋ以上）を得ることができるメタルハラドランプに関する。

近年の自動車前照灯には、高効率などの理由からメタルハライドランプが採用されつつある。このメタルハライドランプは、一対の電極を具えた発光管中に水銀やバッファーガスと各波長の発光を有するハロゲン化金属が封入されている。このハロゲン化金属にはナトリウム、スカンジウム或いはタリウム、インジウム、ナトリウムなどがヨウ化物として封入される。このメタルハライドランプの発光色(色温度)はハロゲン化金属の種類及びこれらの混合比率によって決められる。

近年、特に若年層ユーザを主に従来のメタルハライドランプ（色温度４０００Ｋ前後）より、ファッション性がより高い、これ以上の色温度（６０００Ｋ以上）を有するメタルランプの要求が強まっている。

従来の自動車前照灯に用いられるメタルハライドランプは、図１に示すように石英ガラスにより発光管１が形成され、この発光管１内にはタングステンからなる電極２が対をなして配置してあり、電極２の発光管１と反対側の端部にはモリブデンからなる金属箔３が溶接され、この金属箔３が石英ガラスに溶着されることで発光管１内の気密が保たれている。また発光管１の外周にはシュラウドチューブ４が装着してある。

ここで、従来の６０００Ｋ以上の発光色を有するメタルハライドランプは主なメタルハライドとして、ナトリウムヨウ化物、タリウムヨウ化物、インジウムヨウ化物の３種が封入される（以下三種封入ランプという）。各ヨウ化物はそれぞれが赤、緑、青の発光を担っている（例えば特開２００３−１６９９８号）。

しかし、三種封入ランプは、従来からあるナトリウムヨウ化物、スカンジウムヨウ化物を封入したランプに比べて、発光効率が低く、雨天等の悪天候時の運転には適さないという問題がある。

又、上記三種封入ランプにセリウムヨウ化物を付加したメタルハライドランプが公知である（例えば特開２００３−１６９９８号）。しかし、このようなランプは、上記三種封入ランプに明るさを担う成分を付加する事により発光効率の向上を狙ったものであり、高い色温度を得ることを目的としたものではなく、自動車前照灯に使用するためには更に別の条件を解決する必要があった。

前記のナトリウムヨウ化物、スカンジウムヨウ化物を封入したランプ、及び三種封入ランプの他に、光学装置や一般照明用途として希土類金属ハロゲン化物を主な封入物としたメタルハライドランプがある（例えば特開平６-１６８７００号）。しかし、このようなランプは演色性の向上やアークの色むら抑制を主に狙ったものであり、高い色温度を得ることを目的としたものではなく、自動車前照灯に使用するためには更に別の条件を解決する必要があった。

自動車用途としてこれらを採用するには、ＪＩＳ規格で定められる自動車前照灯白色範囲に発光色の色度座標を収める必要があるが、前記のような従来のメタルハライドランプは赤色発光が乏しい為、発光色は青色が強く、白色範囲に収めるのは不可能であった。

特開２００３−１６９９８号特開平６-１６８７００号

この発明が解決しようとする問題は、６０００K以上の発光を有する自動車前照灯用メタルハライドランプにおいて、発光効率を改善し、雨天等の悪天候時の視認性を向上させる事である。

この発明では、前記の問題を解決するために次のような手段を採用する。

まず、石英ガラスからなり一対の電極を具えた発光管内に、水銀及びバッファーガスと共に金属ハロゲン化物を封入してなる自動車前照灯用メタルハライドランプにおいて、ガドリニウムハロゲン化物を重量比にて前記金属ハロゲン化物の総量に対して５％以上６０％以下含み、かつセリウム、ネオジウム、プラセオジウム、ディスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、ルテチウムからなる希土類金属のハロゲン化物を少なくとも１種以上含み、かつナトリウムハロゲン化物を前記金属ハロゲン化物の総量に対して２５％以下含むように構成することを特徴とする。

また、前記発光管内に、水銀及びバッファーガスと共にガドリニウム、ネオジウム、ナトリウムのハロゲン化物を、前記金属ハロゲン化物の総量に対してそれぞれ重量比にて２０±５％、３０±５％、２０±５％封入したことを特徴とする。

さらに、前記電極は酸化トリウムを０．５〜４ｗｔ％含有するタングステンからなる直径φ０．２５〜０．３ｍｍ、全長６〜７．５ｍｍの電極であり、かかる電極を有するランプは、管電力３５±３Ｗ、管電圧８５±１７Ｖで点灯することを特徴とする。

さらに、前記発光管は、その外周にシュラウドチューブを具えていることを特徴とする。

さらに、前記のような構成に加えて、緑色光を調節して所望の発光色を得るために、セリウム、ネオジウム、プラセオジウム、ディスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、ルテチウムのハロゲン化物の１種または複数種を発光管に封入したことを特徴とする。

さらに、発光管内に実質的に水銀を含まないことを特徴とする

この発明によれば、６０００Ｋ以上の発光を有する自動車前照灯用メタルハライドランプであって、発光効率が改善され、雨天等の悪天候時の視認性を向上させたメタルハライドランプが得られる。

つぎに、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。本発明の実施例には、管電力３５±３Ｗ（管電圧８５±１７Ｖ）のメタルハライドランプを使用した。このランプは図１の従来の自動車前照灯用メタルハライドランプと同様に、石英ガラス製の発光管１を具えており、発光管１の内部の放電空間の容積は２８μｌであり、該発光管１は、酸化トリウムを１ｗｔ％含有するタングステンからなる直径φ０．２５、全長７ｍｍの電極２を一対有し、それらの一端はモリブデンからなる金属箔３に接続されており電極２の他端は石英ガラスからなる発光管１内に突出している。発光管１の外周には石英ガラスからなるシュラウドチューブ４を有する。発光管１内には０．５ｍｇの水銀、８気圧のキセノンガスからなるバッファーガスと共にガドリニウム、ネオジウム、ナトリウムのヨウ化物が前記金属ハロゲン化物の総量に対してそれぞれ重量比に対して２０％、３０％、２０％封入されている。

また、前記実施例との比較品（従来品）として、発光管１の内部の放電空間の容積は２８μｌ、発光管１内には０．５ｍｇの水銀、８気圧のキセノンガスからなるバッファーガスと共に金属ハロゲン化物が、ナトリウム、タリウム、インジウムのヨウ化物からなり、それぞれ重量比にて３５％、1５％、５０％封入したメタルハライドランプを作成し、特性の比較試験を行った。これらの特性を表1に示す。

前記の本発明品と従来品を雨天等の悪天候の条件の下で点灯して視認性の比較を行ったが、表１の特性から明らかなように、本発明品による視認性の方がはるかに優れていた。

本発明において、かかる効果が得られる理由として、ヨウ化ガドリニウムは他の希土類金属ヨウ化物と比べて蒸気圧特性が異なる為、自動車用メタルハライドランプの発光管寸法（管壁負荷）に起因するエネルギー受容が他の希土類金属ヨウ化物より効率がよく、その結果、発光効率増大に寄与していると考えられる。

なお、ヨウ化ガドリニウムは主に青発光を賄うので、５％未満であると青発光が不十分である為ファッション性が低下し、６１％以上であると発光管を白濁させるので、５％以上６０％以下が好ましい。

また、緑発光を賄うものとしてセリウム、ネオジウム、プラセオジウム、ディスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、ルテチウムからなる希土類金属ハロゲン化物を少なくとも１種含み且つナトリウムハロゲン化物をハロゲン化物総量に対して２５％未満とする事で、ＪＩＳ規格で定められる自動車前照灯白色範囲に収める事ができ且つファッション性の高い６０００Ｋ以上の発光を有する事ができる。なお、希土類金属以外の緑発光を賄うスカンジウム等を封入すると各発光物質の発光バランスが大きく変化し、色温度が低くなってしまうので緑発光は希土類金属ハロゲン化物で賄うのが好ましい。

また、ナトリウムハロゲン化物は２５％以下とする事でファッション性に優れた清涼感のある発光色とする事が可能であり、２５％以上では発光色が赤くなり商品価値を大きく低下させる。

また、本発明において最も大きな効果が得られるメタルハライドランプの実施例は、石英ガラスからなり一対の電極を具えた発光管を具えており、前記電極は酸化トリウムを１ｗｔ％含有するタングステンからなる直径φ０．２５ｍｍ、全長７ｍｍの電極であり、管電力３５ｗ、管電圧８５ｖ、（管電流０．４１Ａ）で点灯するように設計された自動車前照灯用メタルハライドランプである。前記発光管の外周にシュラウドチューブを取り付けることにより、点灯時の特性をより安定させることができる。

尚、自動車前照灯用メタルハライドランプの場合、発光管１の内部の放電空間の容積は２０μｌ〜３５μｌが望ましく、発光管１内には０．２５ｍｇ〜０．７ｍｇの水銀、公知技術に基づく任意の気圧のキセノンガスからなるバッファーガスと共にガドリニウム、ネオジウム、ナトリウムのヨウ化物がそれぞれ金属ハロゲン化物の総量に対して重量比にて２０±５％、３０±５％、２０±５％の範囲内で且つ、前記電極は、酸化トリウムを０．５〜４ｗｔ％含有するタングステンからなる直径φ０．２５〜０．３ｍｍ、全長６〜７．５ｍｍの電極を用い、管電力３５±３Ｗ、管電圧８５±１７Ｖで点灯する事によっても本発明の効果を得る事が出来る。

なお、本発明は、近年環境保全の点から注目されている水銀フリー（発光管内部に実質的に水銀を封入しない）型の自動車前照灯用メタルハライドランプに前記実施例（水銀の封入量以外）を適用した場合においてもと良好な結果が得る事が出来る。

本発明は、発光効率が改善され、雨天等の悪天候時の視認性を向上させた自動車前照灯用メタルハライドランプとして、広く利用する事が出来る。

自動車前照灯用メタルハライドランプの断面図である。

符号の説明

１：発光管
２：電極
３：金属箔
４：シュラウドチューブ

Claims

石英ガラスからなり一対の電極を具えた発光管内に、水銀及びバッファーガスと共に金属ハロゲン化物を封入してなる自動車前照灯用メタルハライドランプにおいて、ガドリニウムハロゲン化物を重量比にて前記金属ハロゲン化物の総量に対して５％以上６０％以下含み、かつセリウム、ネオジウム、プラセオジウム、ディスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、ルテチウムからなる希土類金属のハロゲン化物を少なくとも１種以上含み、かつナトリウムハロゲン化物を前記金属ハロゲン化物の総量に対して２５％以下含むことを特徴とする自動車前照灯用メタルハライドランプ。
前記発光管内に、水銀及びバッファーガスと共にガドリニウム、ネオジウム、ナトリウムのハロゲン化物を、前記金属ハロゲン化物の総量に対してそれぞれ重量比にて２０±５％、３０±５％、２０±５％封入したことを特徴とする請求項１記載の自動車前照灯用メタルハライドランプ。
前記電極は酸化トリウムを０．５〜４ｗｔ％含有するタングステンからなる直径φ０．２５〜０．３ｍｍ、全長６〜７．５ｍｍの電極であり、かかる電極を有するランプは、管電力３５±３Ｗ、管電圧８５±１７Ｖで点灯することを特徴とする請求項１〜請求項２の何れか１項に記載の自動車前照灯用メタルハライドランプ。
前記発光管は、その外周にシュラウドチューブを具えていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の自動車前照灯用メタルハライドランプ。
所望の発光色を得るためにセリウム、ネオジウム、プラセオジウム、ディスプロシウム、ホルミウム、ツリウム、ツリウムのハロゲン化物の１種または複数種を発光管に封入したことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の自動車前照灯用メタルハライドランプ。
発光管内に実質的に水銀を含まない、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の自動車前照灯用メタルハライドランプ。