JP2011134696A - 車両用放電ランプ、車両用放電ランプ装置、点灯回路一体型の車両用放電ランプ装置および点灯回路 - Google Patents

Abstract

【課題】低電力で安定点灯する放電ランプを提供する。
【解決手段】本発明は、定常時に１８〜３０Ｗの電力で安定点灯する水銀フリーの車両用放電ランプを提供する。本発明のランプは、発光部内に画定され、金属ハロゲン化物を含む放電媒体および希ガスが封入されるとともに、電極が配置される放電空間を有し、下記数式１を満足することを特徴とする。
［数式１］
−４０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦４０
ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力［Ｗ］であり、１８≦ａ≦３０
ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車の前照灯などに使用される車両用放電ランプに関し、特に発光部内での放電に水銀を利用しない、いわゆる水銀フリーの放電ランプに関する。

現在、自動車前照灯として用いられている放電ランプは、安定点灯時に約３５Ｗで点灯する設計となっている。かかる点灯条件は、必要とされる全光束、配光および発光効率を達成するとともに安定点灯を確保するために採用されている。しかし、近年の地球環境に対する関心から燃費をより一層向上した自動車に対する市場ニーズが高まっている。さらに、電気自動車およびハイブリッドカー等の電気モータを動力源として利用する環境負荷の低い自動車が普及し始めており、ヘッドライトなどの車載照明に対しても消費電力の低減がこれまで以上に強く求められている。

ランプに投入する点灯電力を単に低減すると、それに伴ってランプの全光束が低下してしまうだけでなく、発光効率も低下してしまうなど所期の性能が確保できない。そこで、低電力でも市場要求を満足できる新しいランプの開発が望まれている。

１５〜３０Ｗの低電力で安定点灯するための自動車用前照灯に関し、発光部内の封入圧および発光部内径などを最適化することで上記問題の解決を図った発明が知られている（特許文献１）。しかし、同文献が教示する条件のみでは十分な発光効率が得られないため、より一層の改善が望まれていた。

特開２００４−１７２０５６号公報

本発明の目的は、３０Ｗ以下の低電力でも必要な発光効率を達成し、実用性のある新規の車両用放電ランプを提供することにある。

本発明は、水銀を実質的に使用することなく、定常時に１８〜３０Ｗの電力で安定点灯する車両用放電ランプであって、発光部内に画定され、金属ハロゲン化物を含む放電媒体および希ガスが封入されるとともに、電極が配置される、放電空間を有し、下記数式１を満足することを特徴とする、水銀フリー放電ランプを提供する。
［数式１］
−４０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦４０
ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力［Ｗ］であり、１８≦ａ≦３０
ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］

本発明によれば、低電力で安定点灯するための種々の設計条件を簡易な方法で最適化することができ、これに基づいて所望の仕様に基づいた車両用放電ランプを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 図１で示した放電ランプの要部を拡大した部分断面図である。 ランプに供給される電力と発光効率の関係を示す図である。 点灯時の電力と発光部温度の関係を示す図である。 発光部温度と発光効率の関係を示す図である。 発光部内に封入されるキセノンの圧力と発光部温度の関係を示す図である。 発光部の肉厚が最大となる部位の発光部内径と発光部温度の関係を示す図である。 発光部の肉厚が最大となる部位の肉厚と発光部温度の関係を示す図である。 本発明の思想にしたがって各パラメータを変化させたランプの試験結果および特性評価を示す表である。 本発明の第２の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 金属箔と金属バンドの距離ｃと誘電体バリア放電の発生率について説明するための図である。 本発明の第３の実施の形態の放電ランプ装置を説明するための図である。 放電ランプ装置の一回路構成について説明するための図である。 ゼロクロス電流の電流傾きを変化させたときのちらつき発生の有無について説明するための図である。 ゼロクロス電流について説明するための一電流波形図である。 図１５のゼロクロス付近の拡大図である。 安定時電流の点灯周波数を変化させたときのちらつき発生の有無について説明するための図である。 本発明の第４の実施の形態の点灯回路一体型の放電ランプ装置を説明するための図である。 図１８の点灯回路一体型の放電ランプ装置の断面図である。 点灯回路一体型の放電ランプ装置の一回路構成について説明するための図である。 本発明の第５の実施の形態の点灯回路一体型の放電ランプ装置を説明するための図である。 本発明の第６の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 導電性被膜と金属バンドの距離ｃ’を変化させたときの始動電圧について説明するための図である。 金属箔と金属バンドの距離ｃおよび導電性被膜と金属バンドの距離ｃ’を変化させたときの始動電圧について説明するための図である。 図２２の放電ランプの封止部付近の拡大図である。 導電性被膜の面積と始動電圧降下率の関係を示す図である。 導電性被膜の他の形態について説明するための図である。 本発明の第７の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 Ｔ１／Ｔ２と始動電圧の関係を示す図である。 第７の実施の形態の導電性被膜の他の例について説明するための図である。 本発明の第８の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 第８の実施の形態の導電性被膜の他の例について説明するための図である。 本発明の第９の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 本発明の第１０の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 本発明の第１１の実施の形態の放電ランプを説明するための図である。 導電性被膜が形成されたランプに負極性の高圧パルス、または正極性の高圧パルスを印加したときの始動電圧のばらつきについて説明するための図である。 導電性被膜が形成されていないランプに負極性の高圧パルス、または正極性の高圧パルスを印加したときの始動電圧のばらつきについて説明するための図である。 フォールタイムが約３００ｎｓの高圧パルスについて説明するための図である。 両高圧始動をするときに印加する高圧パルスの一例について説明するための図である。

（第１の実施の形態）
図１および図２を参照して、本発明の実施形態の一例について説明する。図１は、本発明に係る放電ランプの一実施形態を説明するための全体図であり、図２は、図１に示した放電ランプの要部断面を拡大した部分断面図であり、図１とは約９０度異なる角度からみたものである。

本形態の放電ランプは、自動車の前照灯用光源として用いることができるもので、細長い形状の内管１を備えている。内管１の中央付近には略楕円形の中空の発光部１１が形成されている。発光部１１の両端には、ピンチシールにより形成された板状のシール部１２、その両端には境界部１３を介して円筒部１４が連続形成されている。なお、内管１としては、例えば石英ガラスなどの耐熱性と透光性を具備した材料で構成されるのが望ましい。また、シール部１２はシュリンクシールにより形成された円柱状であってもよい。

発光部１１の内部には、中央が略円柱状で、両端に向かってテーパ状となっている放電空間１１１が形成されている。この放電空間１１１の容積は、自動車前照灯用の場合には、１０〜３０ｍｍ^３、特に１５〜２５ｍｍ^３であるのが一般的である。

放電空間１１１には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、少なくとも金属ハロゲン化物２および不活性ガスを含有したものである。

金属ハロゲン化物２は、ナトリウム、スカンジウム、亜鉛、インジウム等のハロゲン化物で構成されている。金属ハロゲン化物を構成するハロゲンとしては例えばヨウ素が用いられるが、これに限らず臭素または塩素などを組み合わせてもよい。また、金属ハロゲン化物の組合せもこれに限らず、スズ、セシウムのハロゲン化物等を任意に追加してもよい。単位体積当りの金属ハロゲン化物の封入量は、例えば０．００８〜０．０１６ｍｇ／μｌとすることができる。

放電空間１１１に封入される不活性ガスは、例えばキセノンである。不活性ガスは、目的に応じて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℃）で１０〜２０ａｔｍにするのが望ましい。また、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、これらを組み合わせた混合ガスを使用することもできる。

ここで、放電媒体としては、水銀を実質的に含んでいないものが望ましい。本明細書における「水銀を実質的に使用しない」とは、水銀の封入量が０ｍｇである場合に限られず、従来の水銀入りの放電ランプと比較してほとんど封入されていないに等しい程度の量、例えば１ｍｌあたり２ｍｇ未満、好ましくは１ｍｇ以下の水銀量を封入している場合を含む意味に解釈すべきである。

発光部１１の両側に形成された封止部１２には、それぞれ電極マウント３が封着されている。電極マウント３は、金属箔３１、電極３２、コイル３３およびリード線３４により構成されている。

金属箔３１は、例えば、モリブデンからなる薄板状の部材である。

電極３２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構成された棒状の部材である。その一端は金属箔３１の発光部１１側の端部に載置される形態で溶接されており、他端は放電空間１１１内に突出し、所定の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。例えば自動車前照灯の用途の場合には、外管５を通して観察したときに電極３２同士の先端間の距離が３．７〜４．４ｍｍの範囲に各電極３２を位置決めすることができる。なお、電極３２の形状は、径が管軸方向に略一定の直棒状に限らず、先端部の径を基端部の径よりも大きくした非直棒状のもの、先端が球体であるもの、直流点灯タイプのように一方の電極径と他方の電極径が異なる形状であってもよい。また、電極材料は、純タングステン、ドープタングステン、レニウムタングステンなどであってもよい。

コイル３３は、例えば、ドープタングステンからなる金属線であって、封止部１２に封着される電極３２の軸部の軸周りに螺旋状に巻装されている。コイル３３は、例えばコイル線径は３０〜１００μｍ、コイルピッチは６００％以下となるように設計することができる。

リード線３４は、例えば、モリブデンからなる金属線である。リード線３４の一端は、発光部１１から遠位側の金属箔３１の端部に載置される形態で接続されており、他端は内管１の外部まで管軸に略平行に延出されている。ランプの前端側、すなわちソケット６から遠位側に延出されたリード線３４には、例えば、ニッケルからなるＬ字状のサポートワイヤ３５の一端がレーザ溶接により接続されている。このサポートワイヤ３５には、内管１と平行に延在する部位に、例えば、セラミックからなるスリーブ４が装着されている。

上記で構成された内管１の外側には、発光部１１を覆うように筒状の外管５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、内管１の円筒部１４付近に外管５の両端を溶着することにより行なわれている。内管１と外管５との間に形成された閉空間５１には、ガスが封入されている。このガスには、誘電体バリア放電可能なガス、例えばネオン、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を使用することができる。ガスの圧力は０．３ａｔｍ以下、特に０．１ａｔｍ以下であるのが望ましい。なお、外管５としては、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で構成するのが望ましく、例えば、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を使用することができる。

外管５が接続された内管１の一端には、ソケット６が接続されている。これらの接続は、外管５の外周面に金属バンド７１を装着し、その金属バンド７１をソケット６から突出形成させた金属製の舌片７２で把持することで行なっている。また、ソケット６の底部には底部端子８１、側部には側部端子８２が形成されており、底部端子８１と側部端子８２には、それぞれリード線３４とサポートワイヤ３５が接続されている。

これらで構成された放電ランプは、底部端子８１が高圧側、側部端子８２が低圧側になるように点灯回路（図１３を参照）と接続される。自動車前照灯として使用する場合は、ランプの管軸が略水平の状態で、かつサポートワイヤ３５が下方に位置するように取り付けられて点灯される。

従来の水銀フリー放電ランプでは、定常時において３５Ｗの電力で点灯し、３２００ｌｍの全光束が得られていた。これより算出される発光効率は約９１ｌｍ／Ｗであるが、上述したようにランプに与える電力を単に低減すると、それに伴って発光効率が低下する（図３）。

本発明者は、研究を重ねた結果、ランプの発光効率が発光部温度に関連することを発見した。図４は、点灯時にランプに投入される電力を横軸とし、発光部温度を縦軸として試験結果をプロットしたグラフである。これからランプ電力を低減していくと、発光部の温度も低下していくことがわかる。なお、ここでいう発光部温度（発光管温度）とは、図１の紙面上で発光部１１の上側の部位の温度を測定して得られる。図１のようにスリーブ４を下側にしてランプを点灯させると、電極間にアークが上側に反るようにして発生するので、発光部上部の温度上昇は下部と比較しても顕著である。

さらに図５を参照して、発光部温度の変化と発光効率の関係について説明する。図５は、ランプを３５Ｗで点灯させた場合において、発光部温度を９２０℃を基準として変化させたときの発光効率［ｌｍ／Ｗ］を算出した結果を示す。このグラフからわかるように、発光部の温度が低下すれば発光効率が低下するという相関関係が認められる。これは、発光部の温度が低下することによって、発光部内に封入された金属ハロゲン化物の分圧が低下してしまうことが原因であると考えられる。

以上から発光部の温度とランプの発光効率との間には相関関係が成り立つことがわかった。換言すると、この知見は、発光部の温度を適切に調整することによって、発光効率を所望の範囲に制御することが可能になることを示唆する。

以下、本発明にしたがって、発光部温度を制御する点に着目して、低電力条件においても十分な発光効率を呈するランプを設計するための種々のパラメータについてより詳しく説明する。
（１）封入キセノン圧
図６は、室温でのキセノン封入圧を１３．５ａｔｍ基準として増減させた場合における発光部温度の変化量（９２０℃を基準）を表したグラフである。これより明らかなように、キセノン封入圧と温度変化量の関係は、略比例の関係にあり、キセノン圧の上昇に伴って発光部の温度も上昇する。キセノン圧は、発光部を水中で破壊してキセノンガスを収集し、その量を測定することで求めることができる。
なお、図６で基準として用いたキセノン圧１３．５ａｔｍおよび発光部温度９２０℃は、単に説明の便宜上基準として例示したにすぎず、たとえばこの特定の物理量が本発明との関係で好適であることを必ずしも意味しない。つまり、以下に述べる他のパラメータについての基準値も含め、これらは説明の便宜上任意に定められた基準値であって、これをもって本発明の範囲を限定解釈すべきでないことに留意されたい。

（２）発光部内径
図７は、発光部内径２．５ｍｍを基準とした相対値を横軸とし、発光部温度９２０℃を基準とした相対値を縦軸として表したグラフである。本明細書における「発光部内径」は、特に別様に定義されない限り、図２において符号「ｄ」で示した発光部１１の肉厚が最大となる部位の直径を意味する。図７に示したグラフより、発光部内径が小さくなると発光部温度が高くなることがわかる。これは、発光部内径が小さくなると電極間に発生するアークとの距離が小さくなり、温度上昇がより顕著になるためである。
（３）発光部肉厚
図８は、発光部肉厚１．８５ｍｍを基準とした相対値を横軸とし、発光部温度９２０℃を基準とした相対値を縦軸として表したグラフである。本明細書における「発光部肉厚」とは、特に別様に定義されない限り、図２において符号「ｔ」で示した発光部１１の肉厚が最大となる部位の厚みを意味する。図８に示したグラフより、発光部肉厚が小さくなると発光部温度が高くなることがわかる。これは、発光部肉厚が小さくなると熱が拡散されにくくなり局所的な温度上昇が生じるためである。

発光部の肉厚および内径は、例えばＸ線分析装置等公知の測定手段を用いて測定することができる。

上記（１）〜（３）のパラメータを変更して発光部温度を調整したランプの特性を調べるため、次の仕様の車両用放電ランプを基本設計として特性試験をおこなった。

発光部は、内径ｄが２．２ｍｍ、外径が５．２ｍｍ、肉厚ｔが１．５ｍｍ、球体長ｂが７．８ｍｍであって、肉量Ｖが８９．５ｍｍ^３、放電空間は容積が２０ｍｍ^３のものである。放電空間に封入する金属ハロゲン化物は、ヨウ化スカンジウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化亜鉛、臭化インジウムの混合物で構成し、総封入量は０．２ｍｇとした。各金属ハロゲン化物の封入量比は、重量比でＳｃＩ_３：ＮａＩ：ＺｎＩ_２：ＩｎＢｒ＝１．００：１.５０：０．４０：０．０１である。希ガスには、キセノンを１３．５ａｔｍ封入した。
電極は酸化トリウムを０．５重量％含むトリエーテッドタングステン製の軸長７．５ｍｍ、電極径０．３３ｍｍのもので、電極間距離は３．９ｍｍとした。また、電極の一端には厚み２０μｍ、幅１．５ｍｍ、管軸方向長６．５ｍｍのモリブデン製の金属箔をレーザ溶接し、厚み２．８ｍｍ、幅４．１ｍｍの薄板状の封止部に封着し、その封止部内に位置する電極軸の約半分の領域にはピッチ２００％のコイルを巻装した。内管を包囲する外管は、紫外線を遮蔽する材料がドープされた石英ガラスからなる円筒形状で、内径７．０ｍｍ、肉厚１．０ｍｍのものである。外管と内管で包囲された閉空間には０．０５ａｔｍのアルゴンを封入した。また、発光部の最大肉厚となる部分と外管内面との距離は、水平方向に配置したときに上側となる部分を０．９５ｍｍ、下側となる部分を０．８５ｍｍに設定した。
この仕様では２５Ｗの入力で約２０００ｌｍが得られた。

また、（１）〜（３）のパラメータについては、それぞれ次のようなことがわかっているため、試験評価する数値範囲を限定した。

まず、（１）の封入キセノン圧に関し、室温で１０ａｔｍを下回るとランプ始動時の光束が得られなくなり、自動車用前照灯には適さない。また、キセノン圧が１７ａｔｍを超えると、封止部に過度の負荷がかかり、電流のリークに起因するランプ不灯など不具合の虞がある。そこで、本試験ではキセノン圧を１０〜１７ａｔｍの範囲で段階的に調整した。

（２）の発光部内径に関し、２．０ｍｍよりも小さくすると、封入された金属ハロゲン化物の遮光作用が顕著になり、発光効率が低下する。また、内径を２．５ｍｍより大きくすると、３５Ｗで点灯する従来のランプと同様の仕様のものでは、発光部の肉厚も関係するが、製造上のバラツキしだいで外管と接触する虞がでてくるため歩留りが悪くなることが懸念される。したがって、発光部内径を２．０〜２．５ｍｍの範囲で調整して試験を行った。

（３）の発光部肉厚については、１．３０ｍｍよりも小さくすると、発光部の膨張が顕著になる虞がある。また、肉厚が１．８５ｍｍより大きくなると、発光部内径も関係するが、外管と発光部が接触する虞がでてくるため好ましくないと考えられる。したがって、本試験においては、発光部肉厚について、１．３０〜１．８５ｍｍの範囲で調整することとした。

上記のような条件で行った試験および特性評価の結果を図９に示す。「判定」の項目の「○」が良好な特性を示したランプを意味し、「×」が不良のランプである。また、ランプの発光効率が得られているにもかかわらず、投入電力が少ないために全光束が低くなってしまう組合せに関しては、「△」で表記している。

現状の３５Ｗで点灯するランプと比較して、発光部温度を±４０℃以内に制御することにより、初期特性および寿命特性のそれぞれについて良好な結果が得られることがわかった。つまり、３５Ｗ点灯ランプと比較した発光部の相対温度が相対値で−４０℃より低くなると十分な発光効率が得られなくなり、実用的な範囲から外れてしまう。また、相対温度が４０℃を超えると、発光部に白濁が発生し、利用できる全光束が低下してしまい、ランプ寿命が短くなるという問題がみられた。この結果から、放電ランプが、次の数式５を満足すると良好な特性を示すことがわかった。

［数式５］
−４０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦４０
ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力［Ｗ］であり、１８≦ａ≦３０
ｘ：放電空間内に封入されたキセノンの圧力［ａｔｍ］
ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］。

この数式５は、発光部温度が従来品のそれと比較して±４０℃の範囲であれば良好な結果を示すことを数式化したものである。つまり、左辺の数値は、許容される温度の下限値である−４０℃に相当し、右辺の数値は、同上限値の４０℃に相当する。そして中辺の［（ａ−３５）×５．５］の項がランプ電力に起因する発光部温度の変化量に相当し、［（ｘ−１３．５）×１０］の項が封入キセノン圧に起因する発光部温度の変化量に相当し、［（１．８５−ｔ）×１００］の項が発光部の肉厚に起因する発光部温度の変化量に相当し、［（２．５−ｄ）×１００］の項が発光部内径に起因する発光部温度の変化量に相当する。

本発明にしたがってこの不等式を採用することによって、１８〜３０Ｗの低電力でも十分な始動特性および寿命特性をもつ放電ランプを設計することができる。

次に、さらに細かい条件を設定した場合の本発明の適用について説明する。上記数式５は、低電力と評価できる１８〜３０Ｗの範囲のランプに適用可能であると説明したが、たとえ発光効率を同等以上に改善できたとしてもランプ電力が低いということは全光束がその分だけ低下するということである（（全光束）＝（ランプ電力）×（発光効率）である。）。したがって、ランプ電力１８Ｗと３０Ｗでは、実用的な全光束１８００〜２２００ｌｍを達成するために必要な発光効率が異なる。例えば２０Ｗの投入電力で２０００ｌｍを得るためには１００ｌｍ／Ｗの効率が必要である。これは、現行の３５Ｗのランプ（９１ｌｍ／Ｗ）よりも高い効率が必要で、換言すると高い発光部温度に導く必要がある。

したがって、ランプ電力が１８〜２２Ｗの場合、各パラメータの最適な関係は、次の数式６で表現することができる。
［数式６］
２０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦４０
ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力であり、１８≦ａ≦２２［Ｗ］
ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］。

ランプ電力が２２〜２６Ｗの場合は、発光効率を従来の３５Ｗのランプと同程度に制御する必要がある。そこで、各パラメータの関係を次の数式７で表現することができる。
［数式７］
−２０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦２０
ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力であり、２２＜ａ≦２６［Ｗ］
ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］。

ランプ電力が２６〜３０Ｗの場合は、発光効率を７０ｌｍ／Ｗ程度に制御する必要があるため、各パラメータの関係式は数式８で表すことができる。
［数式８］
−４０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦−２０
ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力であり、２６＜ａ≦３０［Ｗ］
ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］。

本発明は、１８〜３０Ｗの投入電力で２０００±２００ｌｍの全光束を得ることを主な目的の１つとして実施形態を例示して説明したが、投入電力および全光束のかかる数値範囲は、製造上のバラツキ、使用状態に起因する範囲が均等物として含まれるよう理解されるべきである。

上記に加えて、従来よりも低電力で点灯する放電ランプでは、発光部温度を好適に維持するために、発光部１１の肉量Ｖも好適な範囲とするのが望ましい。発光管温度は、肉厚が最大となる部位の内径ｄ、肉厚ｔに最も影響するが、球体長ｂ、発光部１１および放電空間１１１の形状などにも影響するためであり、これらとともに発光部１１の肉量Ｖを好適な範囲にするとよいことがわかった。例えば、従来の発光部１１の肉量Ｖである１２４．５ｍｍ^３と上記ランプの肉量Ｖである８９．５ｍｍ^３とでは大きく異なった特性となる。発明者の試験の結果、肉厚ｔが１．３０〜１．８５ｍｍ、内径ｄが２．０〜２．５ｍｍ、球体長ｂが７．５ｍｍ〜８．５ｍｍ、かつ発光部１１の肉量Ｖを５０ｍｍ^３〜１００ｍｍ^３、望ましくは６０ｍｍ^３〜９０ｍｍ^３に設定すると良いことがわかった。なお、発光部１１の肉量Ｖは、発光部１１と封止部１２の境界を切断して、残った発光部１１の重量を測量したのち、発光部１１材料の比重（例えば、石英ガラスの比重は２．６５ｇ／ｃｍ^３）で割ることにより算出できる。

また、電極３２はトリエーテッドタングステンであるのが望ましい。酸化トリウムを含有しない電極は、仕事関数が高く、効率を上昇させるのが困難になるためである。含有量は、ちらつきの抑制効果および効率などを考慮すると、０．１重量％以上、０．５重量％以下であるのが望ましい。

また、閉空間５１に封入するガスも考慮するのが望ましい。すなわち、閉空間５１のガスの熱伝導率によっては、図９における発光効率および光束維持率に影響する。発明者が試験したところ、低電力の放電ランプでは、単体のガスでは従来の３５Ｗのランプの場合に一般に封入されていた窒素よりも、アルゴン（λ＝０．０１７７Ｗ／ｍ・Ｋ）の方が発光部温度を好適に保ちやすいことがわかった。アルゴン、ネオン（λ＝０．０４９３Ｗ／ｍ・Ｋ）、キセノン（λ＝０．００５７Ｗ／ｍ・Ｋ）、窒素（λ＝０．０２６０Ｗ／ｍ・Ｋ）などを混ぜた混合ガスの場合には、熱伝導率λが０．０１０〜０．０３０Ｗ／ｍ・Ｋ、特に０．０１５〜０．０２１Ｗ／ｍ・Ｋであるのが望ましい。なお、混合ガスの熱伝導率λは、それぞれのガスについてガス固有の熱伝導率と封入比率を乗じた値を求め、それらの和をとった値とする。

また、ガスの熱伝導率λとともに、発光部１１の外径が最大となる部位と外管５の内表面との距離Ｄも発光部温度に影響を与える。発明者の試験によれば、距離Ｄは従来の一般的な距離である約０．３ｍｍよりも長い、０．５〜１．０ｍｍ、特に０．６５〜０．８５ｍｍであるのが望ましいことが判明した。なお、図２のように、水平状態において、発光部１１を外管５の管軸に対して下方にオフセットさせ、発光部の上部における距離を下部における距離よりも１ｍｍ程度大きくしてもよい。

（第２の実施の形態）
図１０は、本発明の第２の実施の形態の車両用放電ランプについて説明するための図である。以降の実施の形態の各部は、第１の実施の形態の車両用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。

本実施の形態では、金属バンド７１を装着する位置を第１の実施の形態よりも発光部１１側としている。これにより、放電ランプの全長を短くすることができるため、コンパクトなランプを実現することができる。なお、本実施の形態では、金属バンド７１の位置の変更に合わせて、内管１と外管５のソケット５側の溶着部の位置を従来のランプよりも発光部１１側に変更（溶着部の長さは不変）したため、ソケット５の構造を変更することなく保持させることが可能である。

また、このランプでは、金属箔３１と金属バンド７１の距離ｃ、すなわち金属バンド７１のランプ先端側の端部から金属箔３１のソケット５側の端部までの管軸方向の長さが短くなるため、始動時にランプの始動を補助する誘電体バリア放電の発生率が向上し、始動性が良好となる効果も得ることができる。

図１１は、金属箔と金属バンドの距離ｃを変えたランプ各５０本について誘電体バリア放電の発生率を試験した結果を示す図である。この図から明らかなように、距離ｃが短くなるほど誘電体バリア放電の発生率が高くなり、例えば、本例の距離ｃ＝０．５ｍｍでは、従来の５．５ｍｍの場合と比べて格段に誘電体バリア放電が発生しやすくなっている。これは、距離ｃが短くなると、誘電体バリア放電の発生距離が短くなるためと考えられる。この試験の結果によれば、距離ｃを２ｍｍ以下、特に距離ｃを０ｍｍ以下、すなわち金属箔３１と金属バンド７１の少なくとも一部同士が重なるような状態にすると、高い効果を期待することができる。

このような始動時の誘電体バリア放電の発生率を上げる効果は、金属板、金属膜など導電性のある金属製の部材でも同様に得ることができる。が、図１０のように発光管部分とソケット部分の接続等を行う金属バンド７１に、誘電体バリア放電の発生を補助する金属部材の機能も兼ねさせるのが最も効率的である。

（第３の実施の形態）
図１２は、本発明の第３の実施の形態の車両用放電ランプ装置について説明するための図、図１３は、回路図である。

車両用放電ランプ装置は、車両用放電ランプ１０１、リフレクタ１０２、遮光制御板１０３、レンズ１０４、点灯回路１０５で構成されており、管軸が略水平の状態に配置されて使用される。

車両用放電ランプ１０１は、第１の実施の形態などで説明したようなランプである。

リフレクタ１０２は、車両用放電ランプ１０１で生じた光を前方側に反射させるために設けられた放物線形状の金属部材である。その中央付近には、開口が形成されており、その開口端には、発光部１１がリフレクタ１０２の内部に位置するように、車両用放電ランプ１０１のソケット６の前端部分が固定されている。

遮光制御板１０３は、カットラインと呼ばれる配光を形成するために設けられた金属部材である。この遮光制御板１０３は可動式であり、底部側前方に倒すことでロービームからハイビームへの切り替えが可能となっている。

レンズ１０４は、リフレクタ１０２によって反射された光を集光させて所望の配光を形成するために設けられた凸レンズであり、リフレクタ１０２の先端側の開口に配置されている。

点灯回路１０５は、車両用放電ランプ１０１を始動および点灯させるための回路であり、図１３のように、イグナイタ回路１０５１とバラスト回路１０５２とを備えていて、入力側にはバッテリーなどの直流電源ＤＳとスイッチＳＷ、出力側に車両用放電ランプ１０１が接続されている。

イグナイタ回路１０５１は、３０ｋＶ程度の高圧パルスを生成、ランプに印加することで、一対の電極３２間で絶縁破壊させて車両用放電ランプ１０１を始動させる回路であり、トランス、コンデンサ、ギャップ、抵抗などで構成されている。

バラスト回路１０５２は、イグナイタ回路１０５１により、始動した車両用放電ランプ１０１の点灯を維持するための回路であり、ＤＣ／ＤＣ変換回路、ＤＣ／ＡＣ変換回路、電流・電圧検出回路および制御回路などで構成されている。

低電力の放電ランプでは、特許文献１でも触れているように、電流値が低下したことによってちらついたり、ちらついた結果、立ち消えが発生しやすくなるという懸念がある。特許文献１には、従来よりも電極を細く設計することで、ちらつきの問題を抑制しようとする発明が記載されており、この発明を採用すれば安定時のちらつき抑制の効果を期待できる。が、発明者の検討の結果、光束の立ち上がりを早めるべく、始動時に安定時よりも３倍以上高い、例えば２．０Ａの電流を５ｓ以上投入するようなランプにおいては、細い電極では始動時に高温になりすぎて短寿命になってしまうことがわかった。つまり、特許文献１の手段では、長寿命で光束立ち上がりが早く、かつちらつきが発生しにくい低電力な車両用放電ランプの実現は困難である。

そこで、他の手段により、ちらつきを抑制する手段を検討したところ、大電流を投入しても耐えることが可能な、電流断面積が６〜１５Ａ／ｍｍ^２（電極の直径はおよそ０．２５〜０．３５ｍｍに相当。なお、大きさが部分的に異なる電極の場合の直径は、その電極の大部分を占める部分の直径とする）であるような条件の場合でも、バラスト回路１０５２による安定時におけるゼロクロス電流の電流傾きを好適に設定することにより、ちらつきが発生しにくい低電力放電ランプを実現可能であることがわかった。

図１４は、ゼロクロス電流の電流傾きを変化させたときのちらつき発生の有無について説明するための図である。ここで、「ゼロクロス電流の電流傾き」とは図１５のように、安定時電流の極性が変わる、つまり電流値が０Ａである横軸とクロスしたあとの電流傾きのことであり、電流傾きは、ちらつきの抑制に影響のある極性反転してから電流が０．２Ａに至るまでの期間の値とする。例えば、図１５のゼロクロス付近の拡大図である図１６では、ゼロクロス電流の電流傾きは、０．０６２Ａ／μｓである。また、この試験での電力は２５Ｗであり、ちらつきの判定は、点灯後６０〜７２０秒の明るさを照度計で測定し、０．５秒前の明るさに対して３％以上の明るさの変化があった場合に×と判断した。

結果から、ゼロクロス電流の電流傾きとちらつきは関係があり、０．０５Ａ／μｓ以上ではちらつきが発生しないが、ゼロクロス電流の電流傾きが０．０３Ａ／μｓではちらつきが発生してしまうことがわかる。これは、ゼロクロス電流の電流傾きが０．０３Ａ／μｓ以下であると、極性反転直後に電極にあまり電流が流れず、電極温度が低下し、アークの起点が不安定になってしまうためと考えられる。一方、ゼロクロス電流の電流傾きが０．０５Ａ／μｓ以上であると、極性が反転しても電極の温度が低下せず高温を維持できるため、ちらつきにくくなったと考えられる。したがって、ゼロクロス電流の電流傾きは０．０５Ａ／μｓ以上であるのが望ましい。なお、ゼロクロス電流の電流傾きは大きければ大きいほどちらつきに対して効果がある。が、ゼロクロス電流の電流傾きは、主にトランスの二次巻線の巻き数を少なくするなどにより調整するものであるため、実用的には０．６０Ａ／μｓ以下であることが好ましい。

また、点灯周波数も好適な範囲であるとさらに効果的である。具体的には、図１７のように、周波数が５００Ｈｚ以下であると、電極温度が高く維持されるため、ちらつきが抑制される。ただし、１００Ｈｚ以下になると電極温度が必要以上に高くなりすぎて短寿命となってしまうため、周波数は２００〜５００Ｈｚであるのが望ましい。

（第４の実施の形態）
図１８は、本発明の第４の実施の形態の点灯回路一体型の車両用放電ランプ装置について説明するための図、図１９は、図１８の断面図である。

上記実施の形態は、ランプ部分と回路部分とが別体で取り扱われるタイプであるが、本実施の形態は、ランプ部分と回路部分とが一体で構成されるタイプである。すなわち発光する部分を構成するバーナーＢＮとイグナイタ回路とバラスト回路を含む回路部ＣＲとが一体化されてなるものである。

回路部ＣＲは、バーナーＢＮを始動・安定点灯させるための装置であり、外囲器として例えばＰＰＳ樹脂からなるケース９１を備えている。ケース９１は、互いに嵌め合わせ可能な本体部９１１と蓋部９１２とで構成されている。

本体部９１１は、その前端側にソケット部９１１１を有しており、このソケット部９１１１にバーナーＢＮが保持される。その保持は、第１の実施の形態と同様に、外管５の外周面に金属バンド７１を装着し、その金属バンド７１をソケット部９１１１から突出形成させた金属製の舌片７２で挟持することにより行っている。

また、本体部９１１には、内部に空間が形成されている。この空間は、管軸方向に沿って本体部９１１の内部に形成された空間分割壁９１１２により、上部空間９２１と下部空間９２２とにさらに分割されている。なお、空間分割壁９１１２は本実施の形態ではケース９１の本体部９１１に一体形されたものであるが、別体形成された壁を本体部９１１に後から嵌め込むことで形成するような形態であってもよいし、後述するトランス９３１を収容する容器自体を壁として構成させるようにしてもよい。

ケース９１の上部空間９２１の前端側には、トランス９３１が配置されている。このトランス９３１は、細長い棒状の鉄心に一次巻線と二次巻線が巻回されてなるものであり、絶縁性の確保のため、エポキシなどの絶縁材で満たされた容器に収容された状態で使用している。ただし、トランス９３１は、棒状に限らず、箱状またはドーナツ状であっても当然問題ない。このトランス９３１には、高圧端子９１３が構成されており、この高圧端子９１３は本体部９１１の内部空間に導出されたリード３４と接続されている。この接続部分は始動時に高圧パルスが投入される部分となるため、絶縁性を確保すべく、図１９のように空間に絶縁材をポッティングしたり、新たに樹脂の壁などを設けるのが望ましい。

また、上部空間９２１の後端側には、トランス９３１とにより高圧パルスを生成し、バーナーＢＮを始動する第１の回路素子群９３２が配置されている。この第１の回路素子群９３２は、コンデンサ、ギャップ、抵抗などで構成されており、それらは内部または表面に配線を施した実装基板９４１上に植設されている。なお、「ケース９１の前端側（後端側）に配置」とは、ケースの管軸方向長さをＬとしたとき、Ｌ／２よりも前端側（後端側）にその部材の大部分、例えば８割以上が配置されている状態を意味するものである。

ケース９１の下部空間９２２の前端側には、一部がケース９１から突出するようにコネクタ９５配置されている。コネクタ９５は、本体部９１１の内部空間に導出されたサポートワイヤ３５と電気的に接続されている。なお、このコネクタ９５は、別部材で構成される必要はなく、ケース９１に一体的に構成してもよい。また、コネクタ９５を実装基板上またはその一部として形成してもよい。

さらに、下部空間９２２の後端側には、バーナーＢＮに定格電力を供給する第２の回路素子群９３３が配置されている。この第２の回路素子群９３３は、コンデンサ、抵抗、スイッチング素子、ダイオード、マイコンなどで構成されており、それらは内部に配線を内蔵した実装基板９４２上に植設されている。なお、この第２の回路素子群９３３のうち、コンデンサは特に下部空間９２２の後端側に配置するようにしている。

これら回路素子等を備えたケース９１の周囲には、電磁ノイズを遮断するためのシールドケース９６が設けられている。シールドケース９６は、ケース９６１とケース９６２とで構成され、互いに嵌め合わせて一体化している。このシールドケース９６としては、例えばアルミニウムを用いることができる。

本実施の形態の放電ランプ装置の回路構成は、図２０のとおりである。放電ランプ装置は、コネクタ９５、第２の回路素子群９３３、第１の回路素子群９３２を備える回路部ＣＲと、バーナーＢＮとで構成され、そのコネクタ９５部分がスイッチＳＷを介して、バッテリーなどの直流電源ＤＳと接続されてなる。

第２の回路素子群９３３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ回路９３３１、電圧検出回路９３３２、電流検出回路９３３３、ＤＣ／ＡＣインバータ回路９３３４および制御回路９３３５とで構成されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ回路９３３１は、直流電源ＤＳの直流電圧を昇圧して出力する昇圧チョッパ回路である。このＤＣ／ＤＣコンバータ回路９３３１には、昇圧トランスが配置されているが、この昇圧トランスは第１の回路素子群９３２とともに、バーナーＢＮを始動させるための高圧パルスを生成するトランス９３１も兼ねる構成としている。電圧検出回路９３３２、電流検出回路９３３３は、それぞれＤＣ／ＤＣコンバータ回路９３３１の出力電圧、出力電流を検出する回路である。ＤＣ／ＡＣインバータ回路９３３４は、直流を交流に変換して出力するブリッジ回路である。制御回路９３３５は、電圧検出回路９３３２、電流検出回路９３３３での電圧値、電流値の検出結果を元に、バーナーＢＮに所定の定格電力が投入されるようにＤＣ／ＤＣコンバータ回路９３３１およびＤＣ／ＡＣインバータ回路９３３４を制御する回路である。

第１の回路素子群９３２は、前述した昇圧トランスの一部として構成されたトランス９３１とにより、ランプの始動に必要な高圧パルスを生成し、バーナーＢＮを始動させる回路である。

このような回路構成により、回路部ＣＲでは、バーナーＢＮの始動のために３０ｋＶ前後の高圧パルスを生成するとともに、その始動直後には安定時電力の２倍以上の６５Ｗ〜７５Ｗ、安定時には２５〜３５Ｗの電力を生成し、バーナーＢＮに供給する。

本実施の形態の点灯回路一体型の車両用放電ランプ装置を図１２のようにリフレクタに取り付け、装置全体を振動させながら点灯する試験を行った。その結果、装置全体を振動させても、点灯中に一対の電極３２の間に形成される放電アークの位置変動が少なく、配光不良とはならないことが確認された。これは、車両用放電ランプ装置の状態で支点となるソケット部９１１１に、重量が重いトランス９３１をケース９１の前端側かつ上部空間９２１側に配置したことで、放電ランプ装置の管軸方向の重量バランスが改善されたためである。このように、振動しても放電アークの位置変動が少なくなるという効果は、アークが細くなるために、少しの放電アークの変動でも配光が変わりやすい水銀を封入しない放電ランプにおいてはとても意味が大きい。

また、重量バランスのさらなる改善と放電ランプ装置の上下の重量偏りの低減するために、ハーネスが取り付けられるコネクタ９５を前端側かつ下部空間９２２側に配置したことも、配光不良の抑制につながったと考えられる。総括すれば、イグナイタ回路とバラスト回路を含むような点灯回路一体型の放電ランプ装置では、回路側の重量が重くなったことで、放電ランプ装置の重量バランスが悪くなり、振動などにより点灯中に電極間に形成されるアークの位置が変化しやすいという課題があったが、本実施の形態によりその課題が解決される。

また、本実施の形態の放電ランプ装置では、第１の回路素子群９３２および第２の回路素子群９３３を管軸方向に長いケース９１の後端側に配置したため、回路素子の寿命が長くなるという効果が得られる。これは、それらの回路素子と点灯時に温度が高くなる発光部１１およびトランス９３１との距離が保たれることで、回路素子の温度上昇を抑制できるためである。なお、本実施の形態のように、実装基板９４２を管軸方向に沿って配置した場合には、サイズが大きく、熱に弱い第１の回路素子群９３２のコンデンサは、特にケース９１の後端側（例えば、Ｌ／４よりも後端側）に配置するのが最適である。ちなみに、第１の回路素子群９３２および第２の回路素子群９３３は、比較的重量は軽いため、ケース９１の後端側に配置しても重量バランスにほとんど影響しない。

したがって、本実施の形態では、回路部ＣＲを、ケース９１と、トランス９３１と、トランス９３１とにより高圧パルスを生成し、バーナーＢＮを始動する第１の回路素子群９３２と、バーナーＢＮに定格電力を供給する第２の回路素子群９３３と、ケース９１から突出するように配置されたコネクタ９５とで構成し、トランス９３１をケース９１内の前端側に配置したことにより、管軸方向の重量バランスが改善されるため、放電ランプ装置に振動が加わっても、点灯中に一対の電極２２の間に形成される放電アークの位置変動を抑制でき、配光不良を抑制することができる。なお、ケース９１は管軸方向に長い形態であるに限定されない。また、トランス９３１は一個に限らず、複数あってもよい。その場合には、バーナーＢＮを始動させるための高圧パルスを生成するトランスが、少なくともケース９１の前端側に配置されていればよい。

また、ケース９１に、内部空間を上部空間９２１と下部空間９２２とに分割する空間分割壁９１１２を形成し、トランス９３１をケース９１内の前端側かつ上部空間９２１側に、コネクタ９５をケース９１内の前端側かつ下部空間９２２側に配置したことにより、管軸方向の重量バランスが改善されるとともに、上下の重量偏りの低減することができるため、さらに配光不良を抑制することができる。

また、第１の回路素子群９３２および第２の回路素子群９３３をケース９１内の後端側に配置したことで、熱源とそれらの回路素子との距離を保つことができるため、寿命を長くすることができる。

また、第２の回路素子群９３３に含まれるコンデンサをケース９１内の後端側かつ下部空間９２２側に配置したことにより、発光部１１およびトランス９３１との距離が離れるため、熱的に弱いコンデンサの故障を防止することができる。

（第５の実施の形態）
図２１は、本発明の第５の実施の形態の点灯回路一体型の車両用放電ランプ装置の断面図である。

この形態では、空間分割壁９１１２をケース９１の長手方向の略半分までとし、ケース９１の後端側に第１の回路素子群および第２の回路素子群で構成された回路素子群９３４を実装した実装基板９４３を管軸に対して略垂直に配置している。この構造により、第１の実施の形態よりも配線の取り回しが簡略化されるため、回路素子群９３４をケース９１に容易に組み込むことが可能となる。なお、本実施の形態のように、実装基板９４３を管軸に対して垂直に配置する場合には、熱の影響を少なくするために、コンデンサをケース９１の後端側かつ下部空間９２２側に配置するのが最適である。また、本実施の形態では、互いの回路素子の一部をイグナイタとバラストで共通化して回路素子数の低減を行ってもよい。

（第６の実施の形態）
図２２は、本発明の第６の実施の形態の車両用放電ランプの全体図である。

本実施の形態では、第１、第２の実施の形態のような車両用放電ランプの高圧側に設定された封止部１２の表面に導電性被膜１０を形成している。この構成により、後で詳しく説明するように、始動性を改善することができる。

導電性被膜１０は、導電性を有し、酸素などと反応しにくい材料で構成することが好ましく、例えば金および、インジウムの酸化物、スズの酸化物、亜鉛の酸化物、インジウムとスズの酸化物であるＩＴＯ、酸化亜鉛に酸化アルミニウムをドープしたＡＺＯ、酸化亜鉛に酸化ガリウムをドープしたＧＺＯ等、およびこれらにフッ素、ガリウム、アンチモン等をドープしたものを用いることができる。また、被膜部分の抵抗が約１０^６Ω／ｃｍ以下、望ましくは５０〜１００ｋΩ（抵抗値は、厚みが１５０ｎｍである膜の表面を、端子間を１．５ｍｍに設定したテスターで測定したときの値とする。）となるように材料を選定するのが好ましい。かかる部位の抵抗値は、形成された被膜の厚さにも依存し、材料の選定のみによって決定されるわけではないが、バリア放電を起こしやすくするために上記抵抗値の範囲に制御するというのは有効な指標である。要するに、本発明の思想に基づいて使用する材料およびその組合せは少なくとも本明細書に示唆された各要素に応じて適宜決定することができる。

また、従来技術（国際公開第２００７／０９３５２５号）では発光部１１およびその近傍に導電性被膜１０を形成していたため、被膜１０を構成する材料として透明な材料を選定しないと全光束など発光特性に悪影響を与える恐れがあったが、本形態に係る放電ランプでは安定時において発光しない金属箔３１の周囲のみに導電性被膜１０を形成するので透明な材料である必要はない。また、発光部１１から十分に離れた距離に導電性被膜１０を形成しているため、熱などによる劣化の影響も少ない。つまり、始動特性を改善することができる条件に基づいて材料の選択を比較的自由に行うことができる点でも優れている。

次に、本発明の放電ランプの作用について説明する。

ランプに高電圧が印加されると、封止部１２に形成された導電性被膜１０から閉空間５１に多数の電子が放出され帯電される。このとき、導電性被膜１０および閉空間内５１に電位差が生じ、低電圧で放電が生じる。この放電に起因して内管１の内外面でも分極および光電効果が起こり、電極３２同士の絶縁破壊を導くようになっている。

以上が始動に必要な電圧を低減するための作用であるが、単に閉空間での放電を利用して電極間の絶縁破壊を促すという意味では、従来技術のように発光部に導電性被膜を塗布した従来技術であっても相応の効果を奏することができる。しかしながら、本発明者らは、発光部の周囲に導電性被膜を形成する従来の手法では始動特性が製品寿命中に悪化していくことを発見した。これは、発光部周囲は点灯時に非常に高温になる部位であり、そのすぐ外側に形成された導電性被膜が気化して、放電補助の機能が損なわれることのほかに、導電性被膜の成分が不純物として閉空間の雰囲気を変えてしまい、放電を起こりにくくするためと考えられる。

したがって、図示した形態のように、発光部１１およびその近傍（たとえば封止部との境界のネック部）に導電性被膜１０を形成しないようにその範囲を制限することが望ましい。

より具体的には、例えば金属箔３１の中央付近は発光部１１に比べて低温であるため、この部位を基準として導電性被膜１０を形成することで上述した問題を防ぐことができる。さらにスペースが許す限り、発光部１１からより離れた位置に導電性被膜を形成してもよいことはいうまでもない。

なお、導電性被膜１０は、金属バンド７１との距離を近づけるほど始動性を向上させることができる。図２３に示すとおり、金属バンド７１のランプ先端側の端部から導電性被膜１０のソケット５側の端部までの管軸方向の長さ、すなわち導電性被膜１０と金属バンド７１の距離ｃ’が短いほど始動電圧が低下する。図２３によれば、導電性被膜１０と金属バンド７１の距離ｃ’を３．５ｍｍ以下、望ましくは２．０ｍｍ以下にすることで、始動性を良好にすることができる。

また、金属箔３１と金属バンド７１の距離ｃと、導電性被膜１０と金属バンド７１の距離ｃ’の両方を好適な位置にするとさらに高い効果を望める。図２４に示すとおり、距離ｃ’を短くするだけでも始動性は低下するが、第２の実施の形態のように距離ｃも短くするとさらに始動性が低下している。このようなことから、金属箔３１と金属バンド７１の距離ｃは２．０ｍｍ以下、かつ導電性被膜１０と金属バンド７１の距離ｃ’は３．５ｍｍ以下とするのが望ましい。

ここで、本形態の導電性被膜１０は、より具体的には図２５に示すような、４つの円状のドットが部分的に重なるように形成されたものである。材料は酸化スズ、膜厚は１００ｎｍ、面積は１０ｍｍ^２、縁の長さは１４ｍｍである。このように複数の幾何学的形状を組み合わせて導電性被膜１０を形成することで、限られたスペースの中で導電性被膜１０の全周長を十分に大きくすることができるため、始動特性を改善することができる。当然ながら、同じ幾何学形状を複数個組み合わせたもののみならず、異なる幾何学形状を複数種組み合わせてもよく、例えば、円形と四角系を組合せた導電性被膜を採用できる。

導電性被膜１０の形成方法は、本発明との関係で特に限定されるべきものではないが、例えば液状の材料を内管の封止部１２に滴下する行程を、位置を変えて複数回繰り返し行うことで、図２５に示したような複数のドットパターンとして形成することができる。この方法によれば、公知のディスペンサを使って被膜材料を滴下することで、その材料自身の粘度や滴下高さを適宜調整することで所望の膜厚および面積の導電性被膜を形成することができる。このように、材料自体の拡散を利用するほかにもマスキングをしてエッチングまたは蒸着などの科学的手法により所望の形状とする方法を採用することができることはいうまでもない。

図２６は、封止部に形成する導電性被膜の面積を変えて始動電圧低下率との関係を調べた実測値をプロットしたグラフである。これから明らかなように、導電性被膜を形成していない場合（＝０ｍｍ^２）の場合と比較して、３ｍｍ^２以上の面積の導電性被膜を形成することによって、２０％以上の始動電圧の低減を達成することができた。

また、条件を変えて繰り返し試験を行ったところ、導電性被膜の形状は、その面積だけでなく他の要素も始動電圧低減の効果に影響を与えることがわかった。例えば、同じ面積の被膜であっても、真円と、外縁が不規則に形成された星形の被膜とを比較すると、後者の方がより容易にランプを始動させることができることが確かめられた。これは、被膜の外周縁部付近で電界集中が起こり放電補助の起点となるためで、外周を長くすることで起点となり得る箇所が増えるためと考えられる。したがって、必要最低限の量の導電性被膜で十分な放電補助を達成するには、単純な矩形または真円よりもむしろ複数の幾何学形状を組み合わせたような複雑な形状であることが望ましいといえる。

このような知見に基づいて、本発明は、封止部に形成する導電性被膜の形態として実に様々な変形例を包含し得るといえる。図２７に示したのは、そのいくつかの例である。

例えば（ａ）に示した形態の導電性被膜１０ａは、２つの円状のドットを部分的に、かつジグザグに重なり合う形態で形成されている。ここで、本明細書でいう「ドット」は、図示したような円形のものに限らず、例えば楕円、長方形を含む四角形および六角形を含む多角形、星形または略星形などの不規則形状を包含した概念として解釈すべきである。つまり、「ドット」の通常の意味から理解されるように、封止部１２の幅などと比べて十分に小さく、例えば封止部１２全体を覆って発光部１１との境界のネック部までの全体に延在するような被膜は、本明細書でいう「ドット」の概念から排除されると考えることができる。

（ｂ）は、導電性被膜１０ｂとして、円状のドットを２つ、それぞれが金属箔３１と対向する位置に形成したものである。この場合、所定の始動電圧を印加したときに、２つの被膜のいずれかが起点となって絶縁破壊を補助することになる。

（ｃ）の導電性被膜１０ｃは、細長い３つの短冊状の膜を金属箔３１の幅方向に沿って平行になるように形成したものである。このような幅が小さい導電性被膜１０ｃの場合、始動時に電界集中が発生しやすくなるため、低い電圧での始動が可能となる。なお、幅は小さいほど有利であり、例えば、幅が２ｍｍ以下であると、単なる長方形の導電性被膜の場合と比較して、約１．５ｋＶも始動電圧を改善することができる。

（ｄ）の導電性被膜１０ｄは、端部に複数の鋭角の三角形を組み合わせたような形状にすることで、縁をギザギザ状にしたものである。このような形状とすることで、長方形状の同じ面積の導電性被膜よりも、周の長さを格段に長くすることができる。また、端部の鋭利な箇所に電界が集中して、低い電圧で始動が可能となる。

なお、以上説明した種々の形態において、導電性被膜は、電極と金属箔の接合面と対向するように配置したものを例に説明したが、かかる形態に限定されるものではない。つまり、一般に金属箔と導電性被膜の距離が小さい方が始動補助の効果が比較的高いと考えられるが、図２７（ｃ）〜（ｄ）に示した形態のように、封止部の反対側の面に形成しても、さらに両面に形成しても始動補助の効果が得られる。よって、本発明において、導電性被膜は金属箔との関係で封止部のどの側面に形成されるかは限定されない。また、かかる位置関係に限定されず、例えば導電性被膜１０の金属箔３１の長手方向に位置をずらして形成してもよいし、一方の導電性被膜１０を他方のそれと異なる形状にしてもよい。

また、本発明は、放電媒体として水銀を実質的に含まない水銀フリーの放電ランプに適用可能な発明として説明したが、水銀入りの放電ランプに同様に本発明を利用することを何ら妨げるものではない。つまり、水銀フリーのランプでは放電空間内の圧力が高く、電極間距離も大きいため、より高い始動電圧が必要となることが一般的であり、始動電圧を低減することが可能な本発明の有用性が高いといえる。しかし、始動特性を改善するなど同様の目的で水銀入りの放電ランプに適用することに何ら問題はない。

（第７の実施の形態）
図２８は、本発明の第７の実施の形態の車両用放電ランプの図であり、（ａ）は封止部付近の拡大図、（ｂ）は一点鎖線Ｘ−Ｘ’の断面を矢印方向から見た図である。

本実施の形態では、縁部に隆起部１０ｅ１、隆起部１０ｅ１に囲われるように平面部１０ｅ２を備えた導電性被膜１０ｅを形成している。より具体的には、隆起部１０ｅ１の膜厚Ｔ１＝０．０００３５ｍｍ、平面部１０ｅ２の膜厚Ｔ２＝０．０００１５ｍｍであるような導電性被膜１０ｅが高圧側に設定された封止部１２の金属箔３１が位置している表裏面にそれぞれ７ｍｍ^２づつ形成されている。このように導電性被膜１０ｅにその形成面に対して略垂直な方向に延出した平面部分よりも高さの高い隆起部分を形成することで、始動電圧印加時に、その隆起部１０ｅ１に電界が集中して、誘電体バリア放電が発生しやすくなるため、導電性被膜１０ｅが単なる平面状に構成されている場合よりもさらに始動性を向上させることができる。

このような隆起部１０ｅ１を備えた導電性被膜１０ｅは、表面張力が低くなるように調整された酸化スズと酢酸ブチルを混合してなる導電性溶液をディスペンサで滴下して、その液が封止部１２上で十分に広がったのち、水素バーナーなどで焼成することで形成することができる。焼成後は、酢酸ブチルの成分がほとんど飛んで、透明性が高く、抵抗値が１００ｋΩ程度の導電性の被膜になる。

なお、本実施の形態では、金属箔３１の表面のうち、電極３２側の半分の面には、クラックリークの発生を抑制するためにパターン３１１を形成している。このパターン３１１は、例えばＹＶＯ_４レーザを照射することにより形成した非貫通の半円状の凹みが複数配列されてなるものであり、つまりＷＯ２００８／１２９７４５Ａ１およびＷＯ２００７／０８６５２７Ａ１などに記載のように箔表面には微小な凹凸が形成されている。このように、パターン３１１上を含むように封止部１２に導電性被膜１０ｅを形成することで、パターン３１１の凹凸形状により、始動直後の分極が促されるため、さらに始動性の向上を期待できる。

本実施の形態のランプ（以下、実施例１）と均一な膜厚の導電性被膜を形成した従来のランプ（以下、従来例１）について、始動パルス電圧＝２３ｋＶ、ライズタイム＝２５０ｎｓｅｃである電圧波形を連続出力する点灯回路を使用し、始動するかどうかの試験を行った。その結果、実施例１のランプでは従来例１のランプよりも始動電圧が低下する傾向があった。また、個数を２００本に増やして試験を行った結果、従来例１のランプはその試験したランプの中で始動性が悪いものは約１８ｋＶであったのに対し、実施例１のランプは始動性が悪いものでも約１６ｋＶであった。このことから、実施例１のランプの方では、始動ばらつきが小さく、点灯不良が少ないといえる。

次に、隆起部１０ｅ１の膜厚Ｔ１と平面部１０ｅ２の膜厚Ｔ２の関係Ｔ１／Ｔ２を変化させたときの始動電圧の変化について試験をした。その結果を図２９に示す。なお、試験数は各２００本である。なお、膜厚Ｔ１、Ｔ２ともに、膜厚が一定でない場合は、平均的な部分の厚みとする。

図２９からわかるように、Ｔ１／Ｔ２が大きくなるほど始動電圧の平均値および最悪値（ばらつきの最大値）が低くなる傾向があり、特にＴ１／Ｔ２が２以上であればよいことがわかる。つまり、Ｔ１／Ｔ２≧２を満たすように導電性被膜９を形成するのが望ましい。ただし、Ｔ１／Ｔ２が２以上の範囲では始動性にそれほどの変化が見られないため、製造上の容易性を考慮すると、Ｔ１／Ｔ２は５以下、さらには３以下であるのが望ましい。

なお、隆起部１０ｅ１は、上記に限定されず、大きさ、場所を変更することができる。例えば、図３０（ａ）、その一点鎖線Ｙ−Ｙ’の断面を矢印方向から見た図である（ｂ）のように、封止部１２に突起１２１を形成し、その突起１２１を含むように封止部１２の表面に導電性被膜１０ｅを塗布するなどにより、導電性被膜１０ｅの縁部以外の部分に隆起部１０ｅ１を形成するようにしてもよい。

（第８の実施の形態）
図３１は、本発明の第８の実施の形態の車両用放電ランプについて説明するための図であり、（ａ）は封止部付近の拡大図、（ｂ）は一点鎖線Ｚの拡大図である。

本実施の形態では、導電性被膜１０ｅの縁部にノコギリの歯のように複数のギザギザを備えた膜の幅方向外側に突出する複数の突起を含む鋸歯状部１０ｅ３を形成している。このように、導電性被膜１０ｅの縁部に鋸歯状部１０ｅ３を形成することで、その先端部に電界が集中しやすくなるため、始動時に誘電体バリア放電を発生させやすくすることができる。また、導電性被膜１０ｅの縁の長さが長くなるため、導電性被膜１０ｅの縁部に鋸歯状部１０ｅ３を形成することにより始動性を改善することができる。このような縁部に鋸歯状部１０ｅ３を備えた導電性被膜１０ｅは、導電性溶液の滴下高さを高くするなどにより形成することができる。

なお、導電性被膜１０ｅは、図３２のように隆起部１０ｅ１と鋸歯状部１０ｅ３の両方を備えた王冠形状であるのが最適である。この場合、平面状で縁が滑らかな同じ面積の被膜の場合と比較して、始動電圧を約４ｋＶも下げることができる。なお、隆起部１０ｅ１、鋸歯状部１０ｅ３は、先端部はともに弧状よりも尖った形状で、かつ鈍角よりも鋭角あるのが望ましい。また、形成数は多いほど望ましい。これらを採用することにより、電界がより集中しやすくなるため、始動性をさらに改善することができる。

（第９の実施の形態）
図３３は、本発明の第９の実施の形態の車両用放電ランプについて説明するための図である。

本実施の形態では、高圧側の封止部１２付近の外管５の内表面に膜厚＝１００ｎｍのＩＴＯからなる導電性被膜１０ｆを形成している。外管５に導電性被膜を形成すると、シール部１２のガラス部分と外管５部分の電位差を増大させるため、始動性を改善することができる。なお、導電性被膜１０ｆは、例えば、導電性溶液を外管５内に吸い上げて乾燥させたのち、不要部分を除去するという方法で形成することができる。

（第１０の実施の形態）
図３４は、本発明の第１０の実施の形態の車両用放電ランプについて説明するための図である。

本実施の形態では、低圧側の封止部１２付近の外管５の内表面に導電性被膜１０ｆ、高圧側の封止部１２上に導電性被膜１０ｇを形成している。なお、導電性被膜１０ｇは、封止部１１に凹部１２２を形成し、その凹部１２２に被膜を形成した構造である。これにより、導電性被膜１０ｇと金属箔３１との距離が近くなるため、さらに高い効果を期待できるとともに、膜の範囲、厚み等の制御をしやすくなるため、特性ばらつきを小さくすることができる。また、被膜形成工程が容易になるというメリットもある。

このような構成のランプの放電開始電圧は１３．３ｋＶであり、他の実施の形態の放電ランプと比較しても始動性改善の効果は顕著である。これは、高圧側の封止部１２上に導電性被膜１０ｇ、低圧側の封止部１２付近の外管５の内表面に導電性被膜１０ｅを形成することで、誘電体バリア放電が発光部１１付近で発生するようになることが影響していると考えられる。したがって、内外管にそれぞれ導電性被膜を形成する場合は、発光部１１付近で誘電体バリア放電を発生させるべく、発光部１１を挟むように形成すると良い。

（第１１の実施の形態）
図３５は、本発明の第１１の実施の形態の車両用放電ランプ装置について説明するための図である。

本実施の形態では、導電性被膜を形成した高圧側の封止部側に、負極性の高圧パルスを印加するように構成している。このような構成とすることで、後述のように誘電体バリア放電の発生を補助することができるため、ランプの始動ばらつきを小さくすることができる。この「負極性の高圧パルス」とは、図３５に示すような、印加直後のパルスが負側に発生するパルスのことであり、ランプの高圧側につながる回路部分にオシロスコープＯＳを接続することで得られる波形を観測することで負極性か正極性かを判定できる。なお、この例では、パルス波高値＝２４ｋＶ、フォールタイム、すなわちパルス波形が波高値に対して１０％〜９０％に変化するまでの高圧パルスの時間＝１１０ｎｓである。このようなパルスはトランスの巻き方向を逆にするなどによって生成することができる。

本実施の形態の放電ランプ装置（以下、実施例２）と、正極性の高圧パルスを印加する放電ランプ装置（以下、従来例２）各複数個について、始動電圧とそのばらつきを測定する試験を行った。その結果をそれぞれ図３６（ａ）と（ｂ）に示す。

結果からわかるように、始動電圧の平均値は、実施例２も従来例２も同等か従来例２の方が若干低い。が、標準偏差の値から明らかなように始動電圧のばらつきは、実施例２の方が低い。これは、高圧パルスを負極性とすることで、導電性被膜の表面から二次電子が放出されるγ効果をさらに得られたためと考えられる。つまり、実施例２では、誘電体バリア放電の発生が補助されるため、始動の確率が上がり、ばらつきが低下したと考えられる。このように始動ばらつきが小さくなると、パルス出力に余裕をもたせたトランス設計をする必要がなくなるので、トランスの小型化およびコストダウンが可能となる。なお、導電性被膜は、封止部の両面に形成した方がさらに高い効果を期待することができる。

ちなみに、図３７（ａ）は、導電性被膜を形成していないランプに正極性の高圧パルスを、（ｂ）は負極性の高圧パルスを投入したときの始動電圧分布を示したものであるが、この結果からわかるように、導電性被膜のないランプに負極性の高圧パルスを投入しても、始動電圧、ばらつき共に正極性の場合よりも悪い。そのため、導電性被膜のない放電ランプにおいては、正極性の高圧パルスを供給するのが一般的であった。このことからすると、空間にガスを封入するとともに、高圧側の封止部の表面に導電性被膜を形成したランプにおいては、負極性の高圧パルスを投入するという構成および図３６（ａ）のような結果は意外なものといえる。

次に、ランプに印加する負極性の高圧パルスのフォールタイムを変えたときの始動電圧の変化について試験した。その結果、フォールタイムにより平均始動電圧とばらつきは変化することがわかった。例えば、図３８のようにフォールタイムが約３００ｎｓの高圧パルスを印加した場合には、約１１０ｎｓの場合と比較して、始動電圧の平均値は多少低くなるが、標準偏差は１．５倍になってしまう。つまり、始動ばらつきを小さくしたい場合には、フォールタイムは短い方が好適であり、種々の試験の結果から負極性の高圧パルスのフォールタイムは１８０ｎｓ以下、さらには１１０ｎｓ以下であるのが望ましい。

なお、本実施の形態は、次のような構成と組み合わせるとさらに有効である。

（Ａ）空間５１にアルゴンを封入する。
アルゴンは窒素と比較すると、イオン化しやすく、すなわちイオン化エネルギーの低いガスであるので、始動時に負極性の高圧パルスを印加した場合、二次電子の放出量が増し、誘電体バリア放電が発生しやすくなる。なお、ネオンおよびキセノンなどの希ガスも、イオン化エネルギーが低いガスに該当するが、ネオンは発光部１１の温度が低下しすぎるとともに、寿命中に空間５１から抜けやすく、キセノンおよびクリプトンは発光部１１の温度が上昇しすぎるので実用には適さない。一方、アルゴンであれば発光部１１の温度を程度に維持しつつ、γ効果により、始動性をさらに改善できるので最適である。なお、アルゴンは単体に限らず、その大部分、例えば全体の９０％以上がアルゴンであるような場合にはこの範囲に含まれるものとする。また、ガスの圧力は０．３ａｔｍ以下、さらには０．１ａｔｍ以下であるのが望ましい。

（Ｂ）第７、第８の実施の形態のような導電性被膜と組み合わせる。
図３２のような隆起部および／または鋸波状部を備えた導電性被膜と組み合わせると、γ効果による電子の濃度の上昇と導電性被膜の先端部分の電界集中により、さらに誘電体バリア放電を誘発させやすくなり、始動性が良くなる。

（Ｃ）一方の電極マウント３に正極性の高圧パルス、他方の電極マウント３に負極性の高圧パルスを始動時に印加（以下、両高圧始動）する。
図３９のように、両高圧始動の構成とすることで、良好な始動性を維持しながら、回路の小型化および絶縁性の容易確保などが可能となる。例えば、片側のみに印加する場合、始動に２０ｋＶの高圧パルスが必要であるランプでは、片側にその半分程度の１０ｋＶづつの高圧パルスを印加するだけで始動するので、出力の小さい２個のトランスなどで代用できる。このようなトランスは小型であるので、回路部材の配置設計の自由度が増すとともに、絶縁性の確保を容易に行うことができるので、コスト削減などにもつながる。このメリットは、図１９のような点灯回路一体型の車両用放電ランプ装置など、サイズに限りがある場合に特に大きい。なお、両高圧始動の構成とする場合、位相は同じで、極性だけ反転している波形であるのが最適である。

ここで、正・負極性の高圧パルスの波高値は同じである必要はなく、所望により変えてもよい。例えば、１ｓｔ側（ソケット側）の高圧パルスの波高値＞２ｎｄ側（サポートワイヤ側）の高圧パルスの波高値としてもよい。車両前照用の場合、ランプの先端部付近に配光制御のためのシェードと呼ばれる金属製の部材が配置されるため、サポートワイヤ３４側に高圧パルスを印加するとそのシェードに電圧が漏れてしまうおそれがあるが、２ｎｄ側（サポートワイヤ側）の高圧パルスの波高値の比率を下げるとその漏れ発生を抑制することができる。

本発明は、例えば低消費電力でありながら従来品と同等の発光効率および寿命特性を達成可能な車両用ヘッドランプ、フォグランプその他車両用照明または屋外灯など種々の用途の照明装置として利用することができる。

１ 内管
１１ 発光部
１１１ 放電空間
２ 金属ハロゲン化物
３ 電極マウント
３１ 金属箔
３２ 電極
５ 外管
ｔ 発光部最大肉厚
ｄ 発光部最大肉厚部位の内径
Ｄ 発光部の外径が最大となる部位と外管の内表面との距離

Claims (13)

1. 水銀を実質的に使用することなく、定常時に１８〜３０Ｗの電力で安定点灯する車両用放電ランプであって、
   発光部内に画定され、金属ハロゲン化物を含む放電媒体および希ガスが封入されるとともに、電極が配置される放電空間を有し、
   下記数式１を満足することを特徴とする、車両用放電ランプ。
   ［数式１］
   −４０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦４０
   ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力［Ｗ］であり、１８≦ａ≦３０
   ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
   ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
   ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］
2. 発光部内に画定され、金属ハロゲン化物を含む放電媒体および希ガスが封入されるとともに、電極が配置される放電空間を有し、
   下記数式２を満足することを特徴とする、水銀を実質的に使用しない車両用放電ランプ。
   ［数式２］
   ２０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦４０
   ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力であり、１８≦ａ≦２２［Ｗ］
   ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
   ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
   ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］
3. 発光部内に画定され、金属ハロゲン化物を含む放電媒体および希ガスが封入されるとともに、電極が配置される放電空間を有し、
   下記数式３を満足することを特徴とする、水銀を実質的に使用しない車両用放電ランプ。
   ［数式３］
   −２０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦２０
   ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力であり、２２＜ａ≦２６［Ｗ］
   ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
   ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
   ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］
4. 発光部内に画定され、金属ハロゲン化物を含む放電媒体および希ガスが封入されるとともに、電極が配置される放電空間を有し、
   下記数式４を満足することを特徴とする、水銀を実質的に使用しない車両用放電ランプ。
   ［数式４］
   −４０≦（ａ−３５）×５．５＋（ｘ−１３．５）×１０＋（１．８５−ｔ）×１００＋（２．５−ｄ）×１００≦−２０
   ただし、ａ：安定点灯時に供給される電力であり、２６＜ａ≦３０［Ｗ］
   ｘ：放電空間内に封入された希ガスの圧力［ａｔｍ］
   ｔ：発光部の肉厚が最大となる部位の厚さ［ｍｍ］
   ｄ：発光部の肉厚が最大となる部位の内径［ｍｍ］
5. 放電空間に封入された希ガスの圧力ｘが１０〜１７ａｔｍであり、発光部の肉厚が最大となる部位の厚さｔが１．３０〜１．８５ｍｍであり、発光部の肉厚が最大となる部位の内径ｄが２．０〜２．５ｍｍであり、発光部の管軸方向長さである球体長ｂが７．５ｍｍ〜８．５ｍｍであって、発光部の肉量Ｖが５０ｍｍ^３〜１００ｍｍ^３であることを特徴とする、請求項１〜請求項４の何れかに記載の車両用放電ランプ。
6. 電極は、酸化トリウムを０．１重量％〜０．５重量％含有するトリエーテッドタングステン電極であることを特徴とする、請求項１〜請求項５の何れかに記載の車両用放電ランプ。
7. 発光部を覆うように外管が設けられ、内管と外管の間に形成された閉空間にはガスが封入されており、ガスの熱伝導率λが０．０１〜０．０３Ｗ／ｍ・Ｋであるとともに、発光部の外径が最大となる部位と外管の内表面との距離Ｄが０．５〜１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜請求項６の何れかに記載の車両用放電ランプ。
8. 発光部の両端に形成された封止部には金属箔が封着されているとともに、発光部を覆うように設けられ、かつ内管との間に形成された閉空間にガスが満たされている外管の外周面には金属部材が設けられており、金属箔と金属部材との管軸方向の距離ｃが２．０ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜請求項７の何れかに記載の車両用放電ランプ。
9. 内部に放電空間を有する発光部および封止部を有する内管と、放電空間に封入された放電媒体と、封止部に封着された電極マウントと、発光部を覆うように設けられた外管と、を具備する車両用放電ランプにおいて、
   内管と外管との間に形成された閉空間にはガスが封入されているとともに、封止部の表面には導電性被膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項８の何れかに記載の車両用放電ランプ。
10. 外管の外周面には金属部材が設けられており、導電性被膜と金属部材との管軸方向の距離ｃ’が３．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項９に記載の車両用放電ランプ。
11. 請求項９または請求項１０に記載の車両用放電ランプと、
    車両用放電ランプを点灯するための点灯回路と、を具備する車両用放電ランプ装置において、
    点灯回路では、始動時に負極性の高圧パルスが生成され、放電ランプに印加されることを特徴とする車両用放電ランプ装置。
12. 請求項１〜請求項１０の何れかに記載の車両用放電ランプと、
    車両用放電ランプを点灯するための点灯回路と、を具備する放電ランプ装置において、
    点灯回路は極性反転してから電流が０．２Ａに至るまでの安定点灯時のゼロクロス電流の電流傾きが０．０５Ａ／μｓ以上である交流電流を出力するバラスト回路を備えるとともに、放電ランプの電極に安定点灯時に流れる電流断面積が６〜１５Ａ／ｍｍ^２であることを特徴とする車両用放電ランプ装置。
13. 請求項１〜請求項１０の何れかに記載の車両用放電ランプを点灯するための点灯回路であって、
    点灯回路は極性反転してから電流が０．２Ａに至るまでの安定点灯時のゼロクロス電流の電流傾きが０．０５Ａ／μｓ以上である交流電流を出力するバラスト回路を備えていることを特徴とする点灯回路。

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