JP2815670B2 - 自動車用ヘッドランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自動車用のヘッドランプに係り、特に放電バ
ルブを光源とする自動車用ヘッドランプに関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕

最近の自動車用ランプ業界では、発光効率及び演色性
が良好で、しかも寿命が長いという点から自動車用ラン
プの光源として放電バルブが注目されている。しかし、
例えば放電バルブの一種であるメタルハライド式バルブ
では、放電空間内における封止ガス（水銀、沃化物、Xe
ガス）の関係上、発光時に可視光線とともに多量の紫外
線を発生する。そして波長域240〜390nmの紫外線はたん
ぱく質の分子を破壊し、波長域290〜320nmの紫外線は皮
膚がん発生の原因となり、波長域360〜370nmの紫外線は
樹脂材を破壊する等といわれている。このように放電バ
ルブの発光は人体等に有害な紫外線を含むことから、長
時間にわたって照射を受けると健康上好ましくなく、ま
た放電バルブ周辺の樹脂部材も劣化が早いという問題が
あった。

そして紫外線をカットする従来技術としては、特開昭
60−138845号があり、これは、第７図に示されるよう
に、放電ランプ２の周りに紫外線カット用のガラス管４
を配置した構造となっている。その他の従来技術として
は、特公昭62−53904号があり、これは第８図に示され
るように、放電ランプ２が紫外線カット用のガラス管６
内に密封された構造となっている。

しかし、前記した第１の従来技術では、リードサポー
ト５を介してガラス管４を支持した簡潔な構造ではある
が、ガラス管４に開口部4aがあるため紫外線の確実な遮
蔽という点で問題がある。

また２の従来技術では、密閉ガラス管６内の温度や圧
力による放電ランプ２の点灯におよぼす悪影響を少なく
するために、ガラス管６内にN₂ガス等の不活性ガスを封
入したり、真空状態としたりするが、このための設備が
必要で、さらに製造も面倒であるという問題がある。

そこで、未だ公開されてはいないが、第９図に示され
るように、放電ランプ２をすっぽりと覆う紫外線遮蔽用
グローブ９をバルブソケット８に固定保持させ、簡潔な
構造であって、放電ランプの発光とともに発生する紫外
線を確実にカットできるようにした技術（実願平２−12
780号）が提案されている。

ところが、前記した実願平２−12780号に係る技術で
は、紫外線遮蔽用グローブ９の後端開口部9aがソケット
前端部8aに嵌合されて、グローブ９内が密閉状態とされ
ており、このため放電ランプ２の周辺における放熱性が
悪く、放電ランプの点灯特性や放電ランプの寿命がグロ
ーブ９を密閉状態とない場合に比べて劣る。さらにグロ
ーブ９内に生じた結露によって配光が狂うとか、ショー
トの原因となる場合もある。このように先の新たな提案
技術では、紫外線を確実にカットすることはできるが、
放電ランプ周りを密閉することに伴う種々の新たな問題
が生じた。

本発明は前記従来技術及び先の提案の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、放電ランプを紫外線遮蔽用
グローブですっぽりと覆うとともに、グローブ内外を連
絡する通気孔を形成することによって、紫外線を確実に
カットできる簡潔な構造であって、グローブ内は密閉状
態とされることに伴う各種の弊害のない自動車用ヘッド
ランプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、請求項（１）に係る自動
車用ヘッドランプにおいては、バルブソケットから前方
に突出する一対のリードサポートによって放電ランプが
支持された構造の放電バルブが、バルブ挿着孔に挿着さ
れてリフレクターの前面に配置された自動車用ヘッドラ
ンプにおいて、リフレクターの前方に突出するリードサ
ポート及び放電ランプを、バルブソケット前端部に後端
開口部を封着した先端閉塞形状の紫外線遮蔽用グローブ
によって密閉するとともに、バルブソケット前端部に、
グローブ内とグローブ外の灯室空間とを連絡する通気孔
を形成するようにしたものである。

また請求項（２）に係る自動車用ヘッドランプにおい
ては、バルブソケットから前方に突出する一対のリード
サポートによって放電ランプが支持された構造の放電バ
ルブが、バルブ挿着孔に挿着されてリフレクターの前面
に配置された自動車用ヘッドランプにおいて、リフレク
ターの前方に突出するリードサポート及び放電ランプ
を、バルブ挿着孔周縁部に後端開口部を封着した先端閉
塞形状の紫外線遮蔽用グローブによって密閉するととも
に、グローブを封着したバルブ挿着孔周縁部に、グロー
ブ内とグローブ外の灯室空間とを連絡する通気孔を形成
するようにしたものである。

〔作用〕

請求項（１）では紫外線遮蔽用グローブの後端開口部
がバルブソケットの前端部に封着固定保持されて（請求
項（２）ではバルブ挿着孔周縁部に封着固定保持され
て）、放電ランプが紫外線遮蔽用グローブによってすっ
ぽりと覆われており、この紫外線遮蔽用グローブが放電
ランプの発光とともに発生する紫外線のグローブ外への
出射を確実に遮ぎる。また請求項（１）ではバルブソケ
ット前端部に（請求項（２）ではバルブ挿着孔周縁部
に）形成されている通気孔が、グローブ内外間の通気を
確保する。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図は、ランプボディ内においてリフレク
ターが傾動可能に支持されたリフレクター可動型ヘッド
ランプに、本発明を適用した実施例を示すもので、第１
図は同ヘッドランプの放電バルブ挿着部位置における縦
断面図、第２図は放電バルブの拡大斜視図、第３図はバ
ルブソケットの分解斜視図である。

これらの図において、符号12はランプボディ14内に配
置されたリフレクターで、リフレクター12の後頂部に形
成されたバルブ挿着孔13には放電バルブ20が挿着され、
ランプボディ14の前面開口部には前面レンズ16が組付け
られて、ヘッドランプとして一体化されている。リフレ
クター12には放物面形状光反射面12aが形成されてお
り、放電バルブ20の発光はリフレクターのこの光反射面
12aによって反射され、平行光（第１図符号ｌ参照）と
なって前面レンズ16に導かれ、前面レンズ16に形成され
ている配光ステップ（図示せず）によって所定の配光が
得られるようになっている。またリフレクター12は、ラ
ンプボディ14の背面壁に支承されて前後方向に延びる２
本のエイミングスクリュー（上下方向エイミングスクリ
ュー、左右方向エイミングスクリュー）と、ランプボデ
ィ背面壁前方に突出する１個の玉継手構造の揺動支点の
３点からなるエイミング機構（図示せず）によって支持
されており、上下（左右）エイミングスクリューを回動
操作してリフレクター12の傾動調整、即ちヘッドランプ
の照射軸Ｌの方向（ヘッドランプの照射角）を上下左右
方向に調整できるようになっている。

放電バルブ20は、発光部である放電ランプ22と、バル
ブソケット30から突出して放電ランプ22を支持する一対
のリードサポート32,34と、バルブソケット30の前面に
封着固定保持されて放電ランプ22をすぽっりと覆う紫外
線遮蔽用グローブ60Aとから構成されている。

放電ランプ22は、石英ガラス管の両端部がピンチされ
て、放電空間を形成する楕円体形状の密閉ガラス球23の
両端部にピンチ部24,24が形成された構造で、ガラス球2
3内には始動用希ガス，水銀及び金属ハロゲン化物が封
入されている。また放電空間内にはタングステン製の放
電電極25,25が対向配置されており、放電電極25,25はピ
ンチ部24,24に封着されたモリブデン箔26に接続され、
ピンチ部24の端部からはモリブデン箔26に接続されたリ
ード線28,28が導出している。そして後端側リード線28
はバルブソケット30の前方に突出するリードサポート32
に固定された金属支持体29に、また先端側リード線28は
バルブソケット30の前方に突出するリードサポート34の
先端屈曲部に、それぞれスポット溶接により接続されて
おり、放電ランプ22はリード線28,28を介してリードサ
ポート32,34に両端支持された構造となっている。

バルブソケット30は、合成樹脂製の円盤形状のソケッ
ト基部40にこのソケット基部40よりやや小径のセラミッ
ク製の円盤形状のグローブ保持部50が接着されて一体化
された構造となっている。ソケット基部40の前面には、
グローブ保持部50がちょうど係合できる浅い凹面41が形
成されており、この凹面41にグローブ保持部50が接着一
体化されている。グローブ保持部50は、後述する紫外線
遮蔽用グローブ60Aの後端開口部を閉塞し、放電ランプ2
2の発光とともに発生する紫外線を直接浴びる部位であ
り、紫外線による変質のおそれのないセラミック製とさ
れている。またバルブソケット30には、前面から側方に
連絡する連絡孔である通気孔36が４本形成されている。
そして第３図に示されるように、リフレクター12のバル
ブ挿着孔13の周縁部には、バルブソケット30の通気孔36
の側方開口部をリフレクター12の前方領域（グローブ60
A外の灯室空間）に開口状態とする切欠部13aが形成され
ている。即ち紫外線遮蔽用グローブ60Aの後端開口部が
グローブ保持部50に封止されて、グローブ60A内は密閉
状態とされているが、この通気孔36によってグローブ60
A内がリフレクター12の前面領域に開放されて、グロー
ブ内外の通気性が確保されている。第３図に示す矢印
は、通気孔36を介してリフレクター12の前面領域とグロ
ーブ60A内との管に生じる対流を示している。このため
グローブ60A内が高温状態に保持されることによる放電
ランプ22の性能の低下や短寿命化が防止され、さらには
ショートの原因となったり、ヘッドランプの配光に悪影
響を与えるおそれのあるグローブ内での結露の発生が抑
制されている。なおこの通気孔36は、ソケット基部40側
の溝46と、グローブ保持部50側の孔56とによって構成さ
れている。

またソケット基部40の外縁部42は、この放電バルブ20
をリフレクター12のバルブ挿着孔13に挿着する際に、リ
フレクター12の光反射面12aに対する前後上下左右（リ
フレクターを正面から見て前後上下左右）方向の位置決
め用の焦点リングとして作用し、外縁部42の前面には周
方向等分３個所に当接基準面である盛上り部43が形成さ
れている。またこの外縁部42には、放電バルブ20をバル
ブ挿着孔13に挿着する際に、リフレクター側の係合突起
（図示せず）と係合する周方向の位置決め用切欠部44が
形成されている。ソケット基部40の前面には、ソケット
基部の中央部近傍から側縁部に向かって通気孔36の一部
を構成する溝46が形成されている。またソケット基部40
にはインサート成形されたリードサポート32が前面に突
出している。一方、セラミック性のグローブ保持部50
は、グローブ開口端部の内径に整合する中央円盤部52が
前面に突出形成された外フランジ付円盤形状体で、この
中央円盤部52がグローブ60Aの後端開口部を閉塞する。
またこの中央円盤部52の周りにはリング状の凹溝54が形
成されており、グローブ開口端縁部がこの凹溝54と係合
し、係合部に装填された接着剤によってグローブ60A内
が完全に密封された状態となっている。またソケット基
部40及びグローブ保持部50には、リードサポート34,32
を貫通させるための孔48,58,59が形成されており、リー
ドサポート34はセラミック製の放電防止用絶縁筒体57に
挿通されて、孔48,58に嵌合かつ接着固定されている。
符号57aは筒体57に嵌合されて、通気孔36（孔56）の近
傍に設けられたシリカゲル等の吸湿材で、グローブ60A
内の湿度を低くして結露の発生を抑制する働きがある。
符号32a,34aはリードサポート32,34のバルブソケット30
からの後方突出部で、これらの突出部32a,34aはソケッ
ト基部40に接着材により固定された円筒形状保護カバー
31に囲まれている。

紫外線遮蔽用グローブ60Aは、前端部が球面形状で、
後端部が開口した円筒形状とされており、後端開口部が
バルブソケット30の一部であセラミック製のグローブ保
持部50に嵌合され、かつ接着剤によって固定されて、リ
ードサポート32,34及び放電ランプ22がこのグローブ60A
によってすっぽりと覆われている。そしてこの紫外線遮
蔽用グローブ60Aは先端閉塞ガラス管61の外周面にZnOよ
りなる紫外線遮蔽膜62がコーティングされた構造で、放
電ランプ22を覆う紫外線遮蔽膜62が放電ランプの発光と
ともに発生する紫外線を吸収し、紫外線のカットされた
可視光だけがグローブ60A外に出射するようになってい
る。紫外線遮蔽膜62を形成するには、ZnOの微粒子を無
機系バインダーに分散させ（濃度20〜30％）、これをデ
ィッピングやスプレーや蒸着等の適宜方法でガラス管61
の表面に塗布する。そして波長域370nmより短い紫外線
の透過率を０とするためには1.6μｍ以上の膜厚が必要
で、剥離防止という面からは５μｍ以下の膜厚とするこ
とが望ましい。またカットできる紫外線の波長域はグロ
ーブ周りの温度によって変化する（高温となるとカット
される波長域が長波長側にずれる）ため、少なくとも波
長域370〜380nm以下の紫外線がカットできるような膜厚
に調整する。なお膜厚の調整は、ディンピング引き上げ
速度を変えることにより行い、また塗布回数や蒸着回数
を変えることによっても可能である。

なお前記した実施例では、紫外線遮蔽膜62をZnOによ
って構成したが、ZnOより紫外線吸収効果は劣るが、TiO
₂,CaO,Fe₂O₃等の紫外線吸収作用のある化合物よりなる
膜であってもよい。

第４図〜第６図は本発明の第２の実施例を示すもの
で、第４図はヘッドランプのバルブ挿着部周辺の縦断面
図、第５図は紫外線遮蔽用グローブの拡大断面図、第６
図は紫外線遮蔽膜の膜厚調整方法を説明する説明図であ
る。

これらの図において、符号60Bは後端開口部がバルブ
挿着孔13の前面側周縁部にカシメ固定保持された紫外線
遮蔽用のグローブである。リフレクター12のバルブ挿着
孔周縁部の周方向等分複数個所にはインサート成形され
た金属板70が設けられており、グローブ後端開口部に形
成された鍔72がこの金属板によってカシメ固定されてい
る。なお図では、金属板70によってグローブをカシメ固
定するようになっているが、リフレクター側に設けた金
属バンドによってグローブ後端部を囲繞して固定した
り、グローブ後端開口部を接着剤により直接固定した
り、その他の如何なる方法で固定してもよい。

またグローブ60Bの固定されているバルブ挿着13の周
縁部には、放射状に延びてグローブ内外を連絡し、グロ
ーブ内外の通気を確保するための複数の通気孔74が形成
されている。即ち、通気孔74はバルブ挿着孔13のグロー
ブ内に臨む内周面及びリフレクターの光反射面12aの鍔7
2当接部近傍において開口し、グローブ60B内がリフレク
ター12の前面の灯室空間と連絡し、グローブ60B内が密
閉状態となることが防止されている。

またグローブ60Bの外周面に形成されている紫外線遮
蔽膜64はTiO₂,SiO₂,MgF,Ta₂O₅等のそれぞれ屈折率を異
にする紫外線吸収作用のある化合物よりなる誘電体多層
膜によって構成されている。図では、SiO₂層64aとTiO₂
層64bとが交互に積層された誘電体多層膜によって紫外
線遮蔽膜64が構成されており、波長域360nm以下の紫外
線がSiO₂層およびTiO₂層によってそれぞれ吸収され、波
長域360〜380nmの紫外線は各誘電体層間境界面での反射
光との相殺によって打ち消される。またSiO₂層とTa₂O₅
層とが交互に積層された構造であってもよく、この場合
には波長域300nm以下の紫外線が各誘電体層によって吸
収され、波長域300〜380nmの紫外線は各誘電体層間境界
面での反射光との相殺によって打ち消される。さらにTi
O₂層とMgF層とが交互に積層された誘電体多層膜構造で
あってもよい。即ち、各誘電体層（例えば64a及び64b）
の膜厚ｄは、ｄ＝n/4λ（λ：打ち消したい波長、n:誘
電体の屈折率）に設定されており、この膜厚ｄを適切な
値とすることにより、各誘電体層間境界面での反射光の
位相が入射光の位相に対し反転し、この反射光が波長λ
の紫外線を打ち消すように作用する。

また誘電体層の厚さは、発光部であるガラス球23から
の距離が遠くなる程、厚くされており、カットされる紫
外線の波長域が変わることを防止している。即ち、紫外
線遮蔽膜に吸収される紫外線の波長域は、膜への光の入
射角に比例して短波長側にずれる。このため、紫外線遮
蔽膜（誘導体多層膜）64の膜厚ｔをグローブ長手方向に
均一とした場合には、グローブの前後端部における紫外
線吸収作用が悪いという問題がある。さらに具体的に言
えば、ガラス球23に正対し、光の入射角が０に近いグロ
ーブの中央部領域に比べ、グローブの前後端側程、紫外
線遮蔽膜への光の入射角θが大きく紫外線カット作用が
劣る（カットされる紫外線波長域が短波長側にずれる）
こととなる。そこで、第６図に示されるように、グロー
ブ前後端側程、各誘電体層の膜厚を厚くすることにより
紫外線遮蔽膜64の膜厚ｔを厚くして、カットされる紫外
線の波長域がグローブ長手方向において略同じとなるよ
うに調整されている。

なお前記した第1,第２の実施例では、紫外線遮蔽膜6
2,64がグローブの外側に形成されている構造について説
明したが、紫外線遮蔽膜62,64はグローブ内側でもよ
く、或は外及び内の両側に形成されていてもよい。

また紫外線遮蔽用グローブは、先端閉塞ガラス管の先
端部に、放電ランプからの直射光を遮るブラックトップ
と呼ばれる遮光塗装部を形成し、この遮光塗装部を除い
たガラス管領域に紫外線遮蔽膜62（64）を形成する構造
としてもよい。

また前記実施例における紫外線遮蔽用グローブでは、
ガラス管61に形成されている紫外線遮蔽膜62（64）によ
って紫外線をカットするようになっているが、紫外線カ
ット作用のあるソーダガラス、硬質ガラス、アルミナシ
リケートガラス等のガラス材からグローブを構成するよ
うにしてもよく、この場合は紫外線遮蔽膜を形成しなく
ても紫外線をカットできる。

また前記実施例では通気孔が４本形成されている場合
について説明したが、通気孔は少なくとも１本あればよ
い。

なお前記した実施例では、リフレクターがランプボデ
ィ内において傾動可能に支持されているリフレクター可
動型のヘッドランプについて説明しているが、リフレク
ターがランプボディの内周面に一体に形成されているユ
ニット可動型ヘッドランプにおいても同様に適用でき
る。

〔発明の効果〕

以上の説明から明かなように、本発明に係る放電ラン
プ装置によれば、請求項（１）では紫外線遮蔽用グロー
ブの後端開口部がバルブソケットの前端部に封着固定保
持されて（請求項（２）ではバルブ挿着孔周縁部に封着
固定保持されて）、放電ランプが紫外線遮蔽用グローブ
によってすっぽりと覆われており、放電ランプの発光と
ともに発生する紫外線遮蔽用グローブによって確実に遮
られて、ヘッドランプ点灯時に紫外線が出射するという
問題がなくなる。また請求項（１）ではバルブソケット
前端部に（請求項（２）ではバルブ挿着孔周縁部に）形
成されている通気孔によってグローブ内外間の通気が確
保されるので、グローブ内が密閉されることに伴う各種
の弊害もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例であるヘッドランプの放
電バルブ挿着部位置における縦断面図、第２図は放電バ
ルブの拡大斜視図、第３図はバルブソケットの分解斜視
図、第４図は本発明の第２の実施例のヘッドランプの要
部を示すもので、バルブ挿着部周辺の縦断面図、第５図
は紫外線遮蔽用グローブの拡大断面図、第６図は紫外線
遮蔽膜の膜厚調整方法を説明する説明図、第７図及び第
８図は従来技術の斜視図、第９図は先の提案に係るヘッ
ドランプ用放電バルブの要部断面図である。 12……リフレクター、13……バルブ挿着孔、 20……放電バルブ、22……放電ランプ、 30……バルブソケット、 32,34……リードサポート、 36（46,56）,74……通気孔、 40……バルブソケットの一部であるソケット基部、 50……バルブソケットの一部であるグローブ保持部、 52……グローブ開口端部を閉塞する中央円盤部、 60A,60B……紫外線遮蔽用のグローブ、 62……紫外線遮蔽膜、 64……紫外線遮蔽膜である誘電体多層膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F21M 3/02 F21M 7/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブソケットから前方に突出する一対の
   リードサポートによって放電ランプが支持された構造の
   放電バルブが、バルブ挿着孔に挿着されてリフレクター
   の前面に配置された自動車用ヘッドランプにおいて、リ
   フレクターの前方に突出するリードサポート及び放電ラ
   ンプが、バルブソケット前端部に後端開口部が封着され
   た先端閉塞形状の紫外線遮蔽用グローブによって密閉さ
   れるとともに、バルブソケット前端部に、グローブ内と
   グローブ外の灯室空間とを連絡する通気孔が形成された
   ことを特徴とする自動車用ヘッドランプ。
2. 【請求項２】バルブソケットから前方に突出する一対の
   リードサポートによって放電ランプが支持された構造の
   放電バルブが、バルブ挿着孔に挿着されてリフレクター
   の前面に配置された自動車用ヘッドランプにおいて、リ
   フレクターの前方に突出するリードサポート及び放電ラ
   ンプが、バルブ挿着孔周縁部に後端開口部が封着された
   先端閉塞形状の紫外線遮蔽用グローブによって密閉され
   るとともに、グローブの封着されたバルブ挿着孔周縁部
   に、グローブ内とグローブ外の灯室空間とを連絡する通
   気孔が形成されたことを特徴とする自動車用ヘッドラン
   プ。