JP3728983B2 - メタルハライドランプおよび車両用前照灯 - Google Patents

メタルハライドランプおよび車両用前照灯 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の車両の前照などに用いられるメタルハライドランプ及びこのメタルハライドランプを具備した車両用前照灯に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
メタルハライドランプなどの高圧放電ランプにおいて、水銀は、それ自体の発光の他に、緩衝ガスとして発光管の温度を高めて発光材料の蒸発を促進したり、発光管電圧を調整する目的で使用されてきた。しかしながら、水銀は環境汚染物質であるため、当該製造業者には水銀を使用しない発光管の開発が強く望まれている。
【0003】
メタルハライドランプでは,発光管内に例えば室温で数気圧のキセノンガスを封入することで、高温のキセノンアークからの熱伝達で発光管壁の金属ハロゲン化物を蒸発させることにより、水銀を全く含まない発光管(以下、水銀フリー発光管と称す)の実現が可能である。しかしながら、一般に、キセノンガスを緩衝ガスに用いた場合には、水銀を用いた場合よりも発光効率が低下するとされている。また、キセノンガスを高い圧力で封入すると、放電開始電圧が上昇するため、駆動電源装置がより高い電圧の始動パルスを発生する必要があり、口金やリード線などについてもより高い耐電圧を有する部材を使用しなければならないなど、コストの上昇が避けられないものとなっていて、実用化を妨げている。
【0004】
一方、自動車の前照灯用のメタルハライドランプは、上記とは別の目的、すなわち、安全上の必須条件として、瞬時始動性を実現するため、キセノンガスを数気圧から十数気圧の範囲の圧力で封入している。この場合、キセノンガスは始動と同時に高温のアークを形成し,管壁に熱を伝達して水銀や金属ハロゲン化物の蒸発を促進することにより,実用的な瞬時点灯性が実現される。この発光管の始動電圧は約10kVと非常に高く、さらに瞬時再始動をも可能にするため、電源装置は20kV以上の始動パルスを発生させる。当然ながら口金などの周辺部品にも耐高電圧の対策が取られている。したがって、自動車用のメタルハライドランプにおいては、水銀の代わりに高圧のキセノンガスを緩衝ガスとして用いた場合にコストの上昇をもたらす要因は存在しない。
【0005】
また、本発明者等は、先の出願(特願平10―336395号)に記載したように、水銀フリー発光管において発光管の内容積,肉厚およびキセノンガスの圧力を適切に選ぶことにより,水銀を含有する発光管と同等の可視光発光効率が得られることを確認している。自動車用のメタルハライドランプの発光管における水銀の役割は、比較的小さい可視発光と発光管電圧の調整、および始動から金属ハロゲン化物が有効な光束を発生させるまでの期間の光束の不足を補うことである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
図2は発光管の発光スペクトル分布をあらわす図で,実線と破線はそれぞれ水銀フリー発光管と水銀を含有する発光管の発光スペクトル分布を示す。図2に示すように、金属ハロゲン化物としてヨウ化ナトリウムとヨウ化スカンジウムを含有し、水銀を含有しない発光管では、水銀による404nm及び435nmなどの青色域の発光がなくなる結果、青色の波長成分が不足して色度座標上の白色範囲から逸脱してしまう。
【0007】
また自動車用の光源としては、放電の開始から1秒において定格光束の25%、放電の開始から4秒において定格光束の80%の光束を発生することが要求されているが、水銀発光の欠如により特に4秒における光束の要求を満たすことが困難となっている。
【0008】
本発明は、水銀を含有しない自動車用メタルハライドランプにおいて、主として、前記した色度および始動特性の改善を図り、実用的な水銀フリー発光管を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための具体的手段として、発光管の放電空間に突出して対向する一対の電極を備え、前記放電空間には水銀を含まず、前記一対の電極の先端間に略円柱状のアークを生成するメタルハライドランプにおいて、前記放電空間には、室温において7乃至20気圧のキセノンから成る始動ガスを兼ねる緩衝ガスと、ヨウ化ナトリウムおよびヨウ化スカンジウムまたはこれらの複合ヨウ化物とヨウ化インジウムを含み、前記ヨウ化スカンジウムに対するヨウ化ナトリウムの含有モル比は1.0以上15以下であり、前記ヨウ化スカンジウムに対するヨウ化インジウムの含有モル比は0.5以上3.0以下であり、前記発光管は50W以下の交流または直流電力で駆動されることを特徴とするメタルハライドランプ、および、このメタルハライドランプを具備したことを特徴とする車両用前照灯を提供することで課題を解決するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1に本発明のメタルハライドランプ10の一つの実施形態を示す。発光管1は石英ガラス管で成形され、内部に放電空間2を有し、放電空間2に一端を突出するように埋設されたタングステンなどの高融点金属からなる一対の電極3を備え、電極3の放電空間2と反対の端にはモリブデンなどからなる金属箔4を溶接などの手投で連接し、さらに,金属箔4の放電空間2と反対側の端にはモリブデンなどからなるリードワイヤ5を溶接などの手段で連接し、放電空間2内への突出部分を除く電極3からリードワイヤ5のある部分までをピンチシールなどの手法で石英ガラス内に埋め込むことにより、金属箔4の周囲で気密封止が成されるとともに電極3への電気伝導を成している。
【0011】
リードワイヤ5は図示しない口金および駆動電源に接続され給電を行う。一対の電極3は同一の寸法および材料からなり、前記駆動電源は交流電流を発光管に供給する。放電空間2の内部には、室温において7乃至15気圧のキセノンからなる始動ガスを兼ねる緩衝ガスを含む。
【0012】
放電の開始とともにキセノンガスによる高温のアークが形成され、キセノンの発光によって定格光束の25%を超える光末を発生する。自動車用35Wの発光管の場合、規格で求められる定格光束は3200ルーメン(lm)であり、その25%は800ルーメン(lm)である。
【0013】
放電の開始直後に発生する光束は、キセノンガスの封入圧力に依存し、封入圧力が室温で7気圧未満の場合には、前記した定格光束の25%に到達することができない。また、キセノンガスの室温における封入圧力が20気圧よりも大きくなると、発光管の動作中における圧力が120気圧を超えるため、約240気圧の耐圧限界に対して十分な安全率を確保できなくなる。
【0014】
また、本発明のメタルハライドランプ10は、金属ハロゲン化物としてハロゲン化ナトリウムおよびハロゲン化スカンジウムまたはこれらの複合ハロゲン化物と、融点が400℃以下の低融点金属ハロゲン化物を含む。ナトリウムとスカンジウムのハロゲン化物の組み合わせは、可視光波長のほぼ全域にスペクトルを発生させるため、高効率の白色発光を得る目的に好適である。
【0015】
低融点金属ハロゲン化物は、放電の開始からナトリウムおよびスカンジウムの有効な光束が発生するまでの期間に蒸発して高温のアークプラズマ内で熱分解し金属が励起されて発光し、始動期間の光束の不足を補う。金属による発光は、発光管の最冷部の温度が上昇して金属ハロゲン化物の融点付近に到達した時点から急速に強まる。本発明による高圧放電ランプは、融点が400℃以下の低融点金属ハロゲン化物を含んでいるため、遅くとも発光管1の最冷部の温度が400℃以下に到達した段階から、前記低融点金属ハロゲン化物として封入した金属の発光が強まる。
【0016】
また、本発明者等は、発光管1内に前記した低融点金属ハロゲン化物を添加した場合に、発光管1の管壁温度の上昇が著しく促進されることを偶然に発見した。この理由は、前記ハロゲン化金属が高温のアーク内で熱分解し、比較的低温の管壁近傍で再結合する際に余剰なエネルギーを熱として放散することと、アーク内の金属原子密度の増加により電子の弾性衝突損失が増加し、アークの電圧降下が増加した結果、一定の電流のもとでは発光管の入力電力が増加したことによるものと思われる。
【0017】
また、本発明によるメタルハライドランプ10は、発光管1の内径が対向する電極3の先端問の領域においてアークの直径よりも0.6mm以上1.7mm以下の範囲で大きく、電極3が放電空間2に突出する長さを1.0mm以上1.7mm以下としている。
【0018】
自動車用メタルハライドランプの発光管では、アークの直径は最大輝度の20%までの範囲を指し、前記アークの直径は1.1mmとなるように規定されている。アークの直経を1.1mmとした場合、電極3先端間の領域における発光管の内径が1.7mmより小さいと、アーク周辺部における約2500℃の高温域から石英ガラス管壁の耐熱温度の約1000℃まで低下させるための熱拡散領域が確保されなくなり、アークは管壁によって冷却されるため電離度が低下して不安定となり立ち消えを生じやすくなるとともに、石英ガラス管壁は過度の加熱を受け、金属ハロゲン化物と石英ガラス管壁との化学反応が活発になるとともに、シリカの蒸発による失透や発光管自体の溶融変形が起こるようになる。
【0019】
また、発光管1の内径が2.8mmより大きくなると、アークに作用する重力の反作用の結果としてアークの上方への変位が大きくなり、発光管1の下部にある最冷部の温度が低下するため、低融点の金属ハロゲン化物を用いても、迅速な蒸気圧の上昇は望めなくなる。
【0020】
アークの直径は、キセノンガスの圧力、ハロゲン分圧および発光管1の入力電力などにより制御可能であり、アークの適正な直径が上記以外の場合においても、対向する電極3の先端間の領域において発光管の内径がアークの直径に対して0.6mm以上1.7mm以下の範囲で大きくすることにより、上記と同様の効果を得ることができる。
【0021】
さらに、電極3の放電空間2内へ突出する長さが1.0mmより小さいと電極3から放出された電子が管壁方向に拡散して消失する割合が大きくなって放電が不安定となる。また、電極3の突出長が1.7mmよりも大きいと、電極3の石英ガラス管壁への埋設部付近の温度低下により、この部分に金属ハロゲン化物が堆積するようになって、やはり金属ハロゲン化物の迅速な蒸発が起こらなくなる。
【0022】
本発明のメタルハライドランプ10では、キセノンガスと金属ハロゲン化物の組み合わせおよび発光管1内径と電極3の放電空間2内への突出長を適正化することにより、放電開始から4秒における発光管最冷部の温度を400℃以上とし、定格光束の80%を超える光束を発生させることに成功した。
【0023】
更に、前記低融点金属ハロゲン化物を構成する金属のイオン化ポテンシャルを5.5eV乃至6.5eVの範囲の材料から選択することにより、発光管の温度が高まってナトリウムとスカンジウムの発光が開始されてからは、その高効率発光を妨げないために、前記低融点金属ハロゲン化物を構成する金属による発光を適度に減衰させることができる。これは、イオン化ポテンシャルが異なる複数の気体原子または分子が存在する場合には、イオン化ポテンシャルの小さい原子または分子が、イオン化および再結合、または励起および再結合の過程を活発に行い、アークプラズマの熱エネルギーを光に変換して外部に放出するため、イオン化ポテンシャルの高い原子または分子は、相対的に発光しにくくなる現象を利用したものである。
【0024】
発光管1の安定動作時においてもある程度の発光を得るためには、低融点金属ハロゲン化物を構成する金属のイオン化ポテンシャルとしてはナトリウム(5.14eV)とスカンジウム(6.54eV)の中間で、より好ましくは5.5〜6.5eV にあるものが適切であり、インジウム(5.79eV )とガリウム(6.00eV )はいずれもこの条件に適合する。
【0025】
金属ハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、塩素、臭素および沃素から選択して使用することができるが、電極を形成するタングステンなどの金属材料に対する浸食の少ない沃素が最も好適である。低融点金属ハロゲン化物を構成する金属としては、インジウムまたはガリウムが特に好適である。インジウムは410nmと451nmに、またガリウムは403nmと417nmにそれぞれ発光波長を有しており、青色域の発光を強め発光特性を改善することができる。
【0026】
またこれらの沃化物の融点は、沃化インジウムが359℃、沃化ガリウムが214℃であり、始動期間において蒸発して初期光束を高めるために好適である。しかしながら,沃化インジウムまたは沃化ガリウムは添加量を大きくしていくと、イオン化ポテンシャルの比較的大きいスカンジウムの発光を妨げる傾向があり、その添加量は制限される。
【0027】
沃化錫は融点が320℃であり、可視光全域に連続スペクトルを発生させるため、発光管1の始動期間においても良好な白色発光を得ることができる。ただし、沃化錫は赤外域に広がる分子発光スペクトルを発生するため、添加量が多いと可視光発光効率が低下してしまうので添加量は制限される。
【0028】
本発明のメタルハライドランプの含有する金属ハロゲン化物の構成は、ハロゲン化スカンジウムに対するハロゲン化ナトリウムの含有モル比は1.0以上15以下であり、ハロゲン化スカンジウムに対する低融点金属ハロゲン化物の含有モル比は0.5以上3.0以下の範囲とする。
【0029】
ハロゲンが例えば沃素の場合、沃化ナトリウムと沃化スカンジウムは複合ハロゲン化物(NaScI4)を形成し、著しく蒸気圧が高まることが知られている。このため、発光管1の動作中に発生するナトリウムやスカンジウムを含有する蒸気のほとんどが前記した複合ハロゲン化物として発生する。したがって、少量種であるハロゲン化スカンジウムの含有量が特に重要であり、ハロゲン化ナトリウムの含有量はある範囲で許容される。
【0030】
ハロゲン化スカンジウムに対するハロゲン化ナトリウムのモル比が1より小さいと、アーク中のナトリウム分圧が低下して発光色が青味を帯びる。逆に、前記モル比が15より大きいと、発光管1の動作中に未蒸発で管壁に残るハロゲン化ナトリウムの量が多くなり、それによる遮光や光の散乱のために光源配光の不均一性や発光効率の低下をもたらす。
【0031】
また、ハロゲン化スカンジウムに対する低融点金属ハロゲン化物のモル比が0.5より小さいと、始動特性や発光色に十分な改善が得られなくなり、前記モル比が3.0より大きいと低融点金属ハロゲン化物を構成する金属による発光が優勢となって、発光色が好ましい範囲から逸脱したり、可視光発光効率の低下が無視できない大きさとなる。
【0032】
本発明のメタルハライドランプ10は、自動車の前照灯用の光源として用いられる場合には、50W以下の交流または直流電力での駆動が好適である。本発明によれば、水銀を含有していないため、発光管1を直流駆動した場合に陽極と陰極の近傍での発光色が異なる色分離の問題が生じ難いという利点を有する。
【0033】
上記以外にも、本発明のメタルハライドランプは、いくつかの優れた点を有する。
【0034】
第一に、低融点金属ハロゲン化物として沃化インジウム(InI)または沃化錫(SnI2)を用いた場合に遊離ハロゲンの捕獲効果が生じることである。ハ
ロゲン化スカンジウムは可視波長に多数の線スペクトルを発生するため、可視光の発光材料として優れるが、発光管1を形成する石英ガラスとの反応によりスカンジウム珪酸塩と遊離ハロゲンを生じる。発光管1が水銀を含有する場合には、遊離ハロゲンは水銀と反応してハロゲン化水銀を生成するが、水銀フリー発光管では、ハロゲンのまま存在することになる。ハロゲンは、電子の付着性が強いため、過剰に存在すると始動電圧の上昇や放電の不安定性をもたらす。沃化インジウム(InI)および沃化錫(SnI2)は、遊離沃素と反応して、より酸化数の大きいInI2〜3やSnI3〜4の分子を形成することにより、遊離沃素を消失させることができる。それにより、前記した始動性や安定性の問題が解決される。
【0035】
第二に、発光管の封止部の耐久性が改善されることである。図1に示すように、タングステンなどからなる棒状の電極3は、金属箔4と接合した側のある範囲を石英ガラス内に埋め込まれるが、タングステンなどの金属と石英ガラスとの熱膨張の差により、タングステンなどの金属と石英ガラスは完全には密着せず、わずかな隙間を生じる。この隙間部分は発光管1内の放電空間2よりも低温であるため、発光材料が侵入して凝固する。従来の水銀を含むメタルハライドランプの場合、発光管1の消灯時にこの隙間に水銀が侵入し、点灯時には急激な温度上昇によって気化し隙間部分に極大の圧力を発生する。点灯および消灯を繰り返すと、前記した隙間部分に繰り返し発生する極大の圧力によって石英ガラス部分にクラックを発生し、ついには発光管にリークを生じ点灯不能となることがある。
【0036】
水銀を含有せず沃化ナトリウムおよび沃化スカンジウムを含有する発光管1の場合には、比較的融点の低いナトリウムとスカンジウムの複合沃化物が前記隙間部分に侵入する。この複合ハロゲン化物は、水銀と比較すると遥かに蒸気圧が小さいため、発光管1の点灯時にも固体または液状で隙間内にとどまるため、極大の圧力を発生することはなく、したがって、石英ガラス部分のクラックの発生が防がれ、封止部の耐久性が改善される。
【0037】
しかし、前述したように、このタイプの発光管1では複合沃化物の量が発光特性に重大な影響を及ぼすため、前記した隙間に複合ハロゲン化物が侵入するのは好ましくない。
【0038】
本発明では、ナトリウムおよびスカンジうムのハロゲン化物に加えて低融点の金属ハロゲン化物を添加しているため、先に低融点金属ハロゲン化物が前記隙間に侵入し、複合沃化物の隙間への侵入が抑制される。沃化インジウムや沃化錫はナトリウムとスカンジウムの複合ハロゲン化物よりも蒸気圧が高いものの、水銀のように極大の圧力を発生させることはない。したがって、本発明のメタルハライドランプは、封止部の耐久性を改善することができる。
【0039】
第三に、発光管の光束維持的性が改善される。ナトリウムとスカンジウムのハロゲン化物を含有する発光管1においては点灯開始から100時間程度に期間に比較的大きな光束の低下が起こる。その原因は、主として、上記したハロゲン化スカンジウムと石英ガラスの反応によるスカンジウム珪酸塩の生成により発光に寄与するスカンジウムが減少すること、および同時に生成する遊離ハロゲンが自由電子を付着させることによリアーク辺縁部の発光が抑制されること、並びに電極埋設部の前記隙間への複合ハロゲン化物の侵入により発光に寄与する複合ハロゲン化物の減少などであるが、本発明によれば、遊離ハロゲンの生成や電極埋設部の隙間への複合ハロゲン化物の侵入が抑制されるため、光束維持特性が著しく改善される。
【0040】
第四に、本発明によるメタルハライドランプでは、低融点の金属ハロゲン化物を添加することにより発光管電圧が上昇する。その理由は、上記したように、アーク内の金属原子密度の増加により電子の弾性衝突損失が増加し、アークの電圧降下が増加することによるものと考えられる。発光管電圧の上昇により、発光管電流を小さくすることができ、電極の劣化が抑制されるため、光束維持特性が改善される。また、駆動電源の発熱などによる損失が抑制されるため、電源装置の小型化や低コスト化に有利である。
【0041】
【実施例】
図1と同様の発光管の形態で、内部に、室温において10気圧のキセノンガスと、沃化ナトリウム、沃化スカンジウムおよび沃化インジウムを封入して発光管を製作した。沃化スカンジウムに対する沃化ナトリウムのモル比は8.5、沃化スカンジウムに対する沃化インジウムのモル比は2.0で、内容積が23μlの発光管内に合計0.5mgの金属ハロゲン化物を含有する。対向する一対の電極間の領域における発光管の内径は最少が2.1mmで最大が2.3mmであり、直径が1.1mmのアークに対して1.0〜1.2mmの範囲で大きくなっている。電極の先端が放電空間に突出する距離は1.6mmで、電極先端間の距離は3.8mmである。
【0042】
図3には、この実施例の発光管の発光スペクトル分布を示す。短波長側にはインジウムの連続スペクトルが現れ、長波長側のナトリウムの連続スペクトルとスカンジウムの多線スペクトルが組み合わされており、白色光源としては理想的な発光スペクトル分布が得られている。発光管の入力電力が35Wのとき、全光束は2950ルーメン、可視光発光効率は約84ルーメン/ワット、平均演色評価数Raは74、CIE色度座標値はx=0.352、y=0.338、相関色温度は4650Kであった。
【0043】
図4には、発光管の始動時における光束の立上り特性を示す。図4に示した二つの特性曲線の内、Aは本発明の実施例の発光管の光束立上り特性を、Bは低融点金属ハロゲン化物を含まないこと以外は上記実施例と同一の構成の発光管の光束立上り特性を示す。図4より、低融点金属ハロゲン化物の添加により、始動後3秒から15秒に至る期間の光束が増加しており、実用に供するに十分な光束の立上り特性を備えていることがわかる。
【0044】
なお、発光管Aの安定時における発光管の電圧は44.1V、電流は0.79Aであり、発光管Bの電圧は27.3V、電流は1.28Aであり、ともに始動期間には最大2.6Aの電流を通流させることにより、光束の立上りを促進している。
【0045】
図5は、図4と同一のサンプルについて、発光管下部の最冷部温度の立上りを測定したものである。低融点金属ハロゲン化物を添加した発光管Aは、低融点金属ハロゲン化物を含まない発光管Bよりも、管壁温度の上昇が著しく速い。図4と比較することにより、発光管Aの場合、融点が400℃以下の低融点金属ハロゲン化物を添加しているので、管壁の温度が400℃を超える4秒以降十分な光束が発生するのに対し、発光管Bでは、管壁温度がナトリウムとスカンジウムの複合沃化物が溶融する600℃以上になる14秒前後からようやく十分な光束が立上ることがわかる。すなわち、低融点金属ハロゲン化物の添加は、比較的低い管壁温度で光束を発生することと、管壁温度の上昇を促進するという二つの作用があり、これらの作用が相乗して光束の素早い立上りを実現しているのである。
【0046】
図6は、電極の先端が放電空間内に突出する距離が異なる以外は上記実施例と同一構成の発光管について、電極の突出長と放電開始から4秒における光束の関係を示したグラフである。電極の放電空間内への突出距離を1.7mm以下とすることにより、光束の立上りを改善することができる。
【0047】
以上、発光管にハロゲン化インジウムを添加した実施例について詳しく述べたが、ハロゲン化ガリウムやハロゲン化錫を添加した場合も同様の効果が得られる。
【0048】
また、本発明のメタルハライドランプは、電極の設計を変更することにより、直流電流で駆動することも可能である。
【0049】
図7は、本発明のメタルハライドランプ10を自動車等車両の前照灯11用の光源として用いた場合の前照灯11の縦断側面図である。前照灯11は、水平軸Z上に配置したメタルハライドランプ10の光が反射面12にて反射して前方のアウターレンズ13を通して自動車の前方を照射する。14は、ほぼ垂直位置において反射面12からの光を下方へ屈折及び左右へ拡散するインナーレンズで、ほぼ垂直位置で自動車の前方近傍を照射するすれ違い配光状態となり、上方に回動したほぼ水平状態で前方遠方を照射する走行配光状態となる。
【0050】
【発明の効果】
本発明のメタルハライドランプは、環境汚染物質である水銀を全く使用せずに、従来のメタルハライドランプと同等の発光特性を実現することができる。特に、水銀を使用しないことにより生じる、始動期間の光束の不足及び発光色の問題を解決できるものである。
【0051】
また、本発明のメタルハライドランプは、低融点金属ハロゲン化物の添加より、始動性、放電安定性、光束維持特性、発光管封止部の耐久性及び発光管の電気的特性などが著しく改善される等さまざまな利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のメタルハライドランプの実施形態を示す縦断側面図である。
【図2】 水銀フリー発光管と水銀を含有する発光管の発光スペクトル分布図である。
【図3】 本発明のメタルハライドランプの実施形態である発光管の発光スペクトル分布図である。
【図4】 本発明のメタルハライドランプの実施形態である発光管の始動時における光束の立上り特性を示す図である。
【図5】 本発明のメタルハライドランプの実施形態である発光管の下部の最冷部温度の立上りを示す図である。
【図6】 本発明のメタルハライドランプの実施形態である発光管の電極の突出長と放電開始から4秒における光束関係図である。
【図7】 本発明のメタルハライドランプを具備した車両用前照灯の縦断側面図である。
【符号の説明】
1……発光管
2……放電空間
4……金属箔
5……リードワイヤ
10…メタルハライドランプ
11…車両用前照灯

Claims (2)

  1. 発光管の放電空間に突出して対向する一対の電極を備え、前記放電空間には水銀を含まず、前記一対の電極の先端間に略円柱状のアークを生成するメタルハライドランプにおいて、
    前記放電空間には、室温において7乃至20気圧のキセノンから成る始動ガスを兼ねる緩衝ガスと、ヨウ化ナトリウムおよびヨウ化スカンジウムまたはこれらの複合ヨウ化物とヨウ化インジウムを含み、前記ヨウ化スカンジウムに対するヨウ化ナトリウムの含有モル比は1.0以上15以下であり、前記ヨウ化スカンジウムに対するヨウ化インジウムの含有モル比は0.5以上3.0以下であり、前記発光管は50W以下の交流または直流電力で駆動されることを特徴とするメタルハライドランプ。
  2. 請求項1に記載のメタルハライドランプを具備したことを特徴とする車両用前照灯。
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Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6376988B1 (en) * 1998-08-28 2002-04-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Discharge lamp for automobile headlight and the automobile headlight
EP1150337A1 (en) * 2000-04-28 2001-10-31 Toshiba Lighting & Technology Corporation Mercury-free metal halide lamp and a vehicle lighting apparatus using the lamp
US6608444B2 (en) * 2000-05-26 2003-08-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mercury-free high-intensity discharge lamp operating apparatus and mercury-free metal halide lamp
US6639343B2 (en) 2000-07-14 2003-10-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mercury-free metal halide lamp
US6624580B2 (en) 2001-01-31 2003-09-23 Stanley Electric Co., Ltd. High pressure electric discharge lamp
DE10114680A1 (de) * 2001-03-23 2002-09-26 Philips Corp Intellectual Pty Hochdruck-Gasentladungslampe
DE10129464A1 (de) * 2001-06-19 2003-01-02 Philips Corp Intellectual Pty Niederdruckgasentladungslampe mit quecksilberfreier Gasfüllung
JP2003168391A (ja) * 2001-09-20 2003-06-13 Koito Mfg Co Ltd 放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ
EP1432011B1 (en) 2001-09-27 2008-12-03 Harison Toshiba Lighting Corp. High-pressure discharge lamp, high-pressure discharge lamp operaring device, and headlamp device for automobiles
JP2003100251A (ja) * 2001-09-27 2003-04-04 Koito Mfg Co Ltd 放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ
US20050122047A1 (en) * 2001-09-28 2005-06-09 Hiroyuki Kato Metal halide lamp, metal halide lamp operating device, and headlamp device for automobiles
EP1315197A1 (de) * 2001-11-26 2003-05-28 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Hochdruckgasentladungslampe
DE10163584C1 (de) 2001-11-26 2003-04-17 Philips Corp Intellectual Pty Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Lampenkolben mit nicht-rotationssymmetrischer und/oder konkaver innerer und/oder äußerer Form
DE10204691C1 (de) * 2002-02-06 2003-04-24 Philips Corp Intellectual Pty Quecksilberfreie Hochdruckgasentladungslampe und Beleuchtungseinheit mit einer solchen Hochdruckgasentladungslampe
DE10204925A1 (de) * 2002-02-07 2003-08-21 Philips Intellectual Property Quecksilberfreie Hochdruckgasentladungslampe
JP4037142B2 (ja) 2002-03-27 2008-01-23 東芝ライテック株式会社 メタルハライドランプおよび自動車用前照灯装置
US7168833B2 (en) * 2002-04-05 2007-01-30 General Electric Company Automotive headlamps with improved beam chromaticity
KR101044711B1 (ko) * 2002-09-06 2011-06-28 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 무 수은 메탈 할라이드 램프
DE10242203A1 (de) * 2002-09-10 2004-03-18 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Hochdruckentladungslampe mit verbesserter Farbortstabilität und hoher Lichtausbeute
JP2004172056A (ja) * 2002-11-22 2004-06-17 Koito Mfg Co Ltd 放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ
WO2004055862A2 (en) * 2002-12-18 2004-07-01 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Mercury-free high-pressure gas discharge lamp
JP4409570B2 (ja) * 2003-03-18 2010-02-03 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ ガス放電ランプ、ヘッドライト又は照明装置
WO2004102614A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-25 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Mercury-free high-pressure gas discharge lamp with a burner design for increasing the arc diffuseness and reducing the arc curvature
US7808180B2 (en) 2003-05-26 2010-10-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Thorium-free electrode with improved color stability
JP4295700B2 (ja) * 2003-08-29 2009-07-15 パナソニック株式会社 メタルハライドランプの点灯方法及び照明装置
JP4086158B2 (ja) 2003-12-22 2008-05-14 株式会社小糸製作所 放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ
DE102004044366A1 (de) * 2004-09-10 2006-03-16 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Hockdruckentladungslampe
US20060132043A1 (en) * 2004-12-20 2006-06-22 Srivastava Alok M Mercury-free discharge compositions and lamps incorporating gallium
US8193711B2 (en) 2006-11-09 2012-06-05 Harison Toshiba Lighting Corp. Metal halide lamp
EP2122662A1 (en) 2007-03-12 2009-11-25 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Low power discharge lamp with high efficacy
JP2010541129A (ja) 2007-09-24 2010-12-24 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ トリウムを有さない放電ランプ
JP2012514303A (ja) * 2008-12-30 2012-06-21 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ セラミックガス放電メタルハライドランプ
CN103748657B (zh) * 2011-06-23 2016-02-17 东芝照明技术株式会社 车辆用的无汞金属卤化物灯及金属卤化物灯装置
US20130127336A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-23 General Electric Company Influence of indium iodide on ceramic metal halide lamp performance
CN110056817B (zh) * 2019-04-23 2021-03-30 上海国城科绿色照明科技研究中心有限公司 一种基于5g通信技术的使用寿命长的照明装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL184550C (nl) 1982-12-01 1989-08-16 Philips Nv Gasontladingslamp.
US5013968A (en) 1989-03-10 1991-05-07 General Electric Company Reprographic metal halide lamps having long life and maintenance
US4983889A (en) * 1989-05-15 1991-01-08 General Electric Company Discharge lamp using acoustic resonant oscillations to ensure high efficiency
US5394057A (en) * 1992-08-07 1995-02-28 General Electric Company Protective metal silicate coating for a metal halide arc discharge lamp
JPH06111772A (ja) 1992-09-29 1994-04-22 Toshiba Lighting & Technol Corp 高圧放電灯
KR950001852A (ko) 1993-06-01 1995-01-04 에프.제이.스미트 고압금속 할로겐 램프
DE4327534A1 (de) * 1993-08-16 1995-02-23 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Metallhalogenidentladungslampe für fotooptische Zwecke
JP3358361B2 (ja) 1995-01-24 2002-12-16 松下電工株式会社 メタルハライドランプ
JP3218560B2 (ja) * 1997-02-07 2001-10-15 スタンレー電気株式会社 前照灯用メタルハライドランプ
JPH11238488A (ja) 1997-06-06 1999-08-31 Toshiba Lighting & Technology Corp メタルハライド放電ランプ、メタルハライド放電ランプ点灯装置および照明装置
DE69817140T2 (de) * 1997-07-23 2004-06-09 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Quecksilberfreie metallhalogenidlampe
JPH1140102A (ja) 1997-07-23 1999-02-12 Toshiba Lighting & Technol Corp メタルハライド放電ランプおよび照明装置
JPH11102663A (ja) 1997-09-29 1999-04-13 Toshiba Lighting & Technology Corp 金属蒸気放電ランプおよび投光装置
JPH11111219A (ja) 1997-09-30 1999-04-23 Toshiba Lighting & Technology Corp 短アーク形のメタルハライド放電ランプ、メタルハライド放電ランプ装置および照明装置
US6265827B1 (en) * 1998-02-20 2001-07-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Mercury-free metal halide lamp
JP3679256B2 (ja) 1998-11-26 2005-08-03 スタンレー電気株式会社 放電灯
US6166495A (en) * 1999-04-14 2000-12-26 Osram Sylvania Inc. Square wave ballast for mercury free arc lamp
US6392346B1 (en) * 1999-04-14 2002-05-21 Osram Sylvania Inc. Chemical composition for mercury free metal halide lamp

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