JPH05274902A - 自動車用ヘッドランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 点灯後直ちにヘッドランプとして望ましい色
度の光の得られる自動車用ヘッドランプの提供。 【構成】 容器状のランプボディ１０とこのランプボデ
ィ１０の前面開口部に組付けられたレンズ１２によって
形成された灯室空間に、電極３５ａ，３５ｂの対設され
た密閉ガラス球３４ａ内に水銀，金属沃化物及び不活性
ガスが封入された構造のアークチューブ３４を有する放
電式バルブ３０と、アークチューブ３４ａの発光を前方
に反射するリフレクター２２とが設けられた自動車用ヘ
ッドランプにおいて、アークチューブ３４ａの発光がリ
フレクター２２で反射されてレンズ１２から出射するま
での光路に、所定波長域の光をカットして色度を赤色
（Ｘ）側にずらす色度変換手段（フィルター）６０を設
けて、点灯直後の青白い光を適正な色度の光とするよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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。

【０００２】

【従来の技術】図１２はこの種の従来のヘッドランプを
示すもので、符号１はランプボディ、符号２はリフレク
ター、符号３は光源体であるアークチューブ４をもつ放
電式バルブ、符号６，６はアークチューブ４を支持する
金属製のリードサポートで、アークチューブ４の電極
５，５への通電路としても作用する。アークチューブ４
の密閉ガラス球４ａには発光物質である水銀、金属沃化
物及び不活性ガスが封入されて、電極５，５間に生じる
アークによって発光する構造となっている。そしてこの
放電式バルブ３は、フィラメント式バルブに比べて光量
が大きくかつ断線のおそれがないことから寿命が長く、
フィラメント式バルブに代わる新しいバルブとして注目
されている。なお符号７はアークチューブ４の発光から
人体に有害な所定波長域の紫外線をカットする紫外線遮
蔽用グローブ、符号８はランプボディ１の前面開口部に
組付けられている前面レンズである。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】しかし放電式バルブの
点灯当初の発光は青白く、ヘッドランプ用光源として用
いた場合には、レンズからの出射光がヘッドランプの望
ましい色度となるまでに時間がかかる。即ち、点灯する
と、密閉ガラス球４ａ内でまずＡｒ等の不活性ガスが発
光し、次いでアークチューブの温度が上昇して水銀が蒸
発すると水銀が発光する。さらに温度が上昇して金属沃
化物が蒸発すると、金属が発光して所定の望ましい色と
なる。

【０００４】図１３はヘッドランプとしての望ましい色
度エリア及び従来の放電式バルブを光源とするヘッドラ
ンプの点灯（アークチューブの点灯開始）からアークチ
ューブの放電が安定するまでの色度特性を示す図で、図
中の斜線で示す領域Ａはヘッドランプとしての望ましい
色度エリアを示し、図中の数字は点灯開始後の時間を示
し、符号Ｐ₁はハロゲンバルブを光源とするヘッドラン
プの色度特性を示す。この図からわかるように、アーク
チューブが十分に温まって金属沃化物が蒸発するまでは
水銀の発光色である青白い光を発するため、点灯当初に
ヘッドランプ以外の光と誤認するおそれがあるという問
題があった。

【０００５】発明者が検討したところ、点灯当初、例え
ば点灯４秒後のアークチューブの光は、図１４に示すよ
うに、４００〜４１０，４３０〜４４０，５４０〜５５
０，５７０〜５９０nmという特定の波長域の光だけによ
って構成されている。そしてその後時間の経過ととも
に、これら特定波長域の各々のエネルギーが低下し、か
つ他の波長域の光のエネルギーが高まり、アークチュー
ブが温まった安定時（点灯後２〜３分後）には、図１５
に示すような種々の波長域の光によって構成され、しか
も各波長域の光のエネルギーが略均一化されたものとな
る。また図１６は、人の目で感ずる色度の範囲を示す視
感度特性曲線を示すが、この視感度特性曲線を考慮する
と、４００〜４１０nmの波長域の光は視感度外のため無
視できるので、点灯当初のアークチューブの発光から４
３０〜４４０，５４０〜５５０，５７０〜５９０nmとい
う３つの波長域の可視光を所定量カットするようにすれ
ば、所定色度エリアＡから外れる点灯当初の色度を赤色
側にずらす（所定色度エリアＡ内とする）ことができ
る。また可視光を所定量カットすることはヘッドランプ
の光量がそれだけ低下するが、アークチューブ（放電バ
ルブ）の光量はフィラメント式バルブに比べて大きく、
実用上支障はない。以上の様な観点の基に本発明はなさ
れたものである。

【０００６】本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、点灯後直ちにヘッドランプと
して望ましい色度の光の得られる自動車用ヘッドランプ
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る自動車用ヘッドランプにおいては、容
器状のランプボディとこのランプボディの前面開口部に
組付けられたレンズによって形成された灯室空間に、電
極の対設された密閉ガラス球内に水銀，金属沃化物及び
不活性ガスが封入された構造のアークチューブを有する
放電式バルブと、前記アークチューブの発光を前方に反
射するリフレクターとが設けられた自動車用ヘッドラン
プにおいて、前記アークチューブの発光がリフレクター
で反射されてレンズから出射するまでの光路に、所定波
長域の光をカットして色度を赤色側にずらす色度変換手
段を設けるようにしたものである。

【０００８】なおここで、カットする所定波長域の光と
は、アークチューブに封入されている金属沃化物が主と
してＮａＩ／ＳｃＩ₃系の場合には、４３０〜４４０，
５４０〜５５０，５７０〜５９０nmの光であり、また波
長に対する光の透過率特性は図４斜線に示される領域に
あることが望ましい。

【０００９】

【作用】色度変換手段が所定の波長域の光をカットして
アークチューブ本来の発する光の色度を赤色側にずらす
ので、点灯当初のアークチューブの青白い発光色が赤味
を帯びた適正な色度の色となる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図４は本発明の第１の実施例を示すもの
で、図１は本発明の第１の実施例である自動車用ヘッド
ランプの縦断面図、図２はアークチューブの拡大縦断面
図、図３は同ヘッドランプから出射する光の色度特性を
示す図、図４は色度変換フィルターの光透過率を示す図
である。

【００１１】これらの図において、容器状のランプボデ
ィ１０の前面開口部にレンズである前面カバー１２が組
付けられて灯室空間が形成され、この灯室空間には図示
しないエイミング機構によって光投射ユニット２０が傾
動可能に支持されている。光投射ユニット２０は、略楕
円体形状の金属製リフレクター２２と、このリフレクタ
ー２２の後頂部に形成されたバルブ挿着孔２３に挿着さ
れた放電式バルブ３０と、前面に投射レンズ２６が固定
され、リフレクター２２の前面開口部に取着された金属
製レンズホルダー２４とが一体化された構造となってい
る。符号３０ａは放電式バルブ３０をバルブ挿着孔２３
に固定するためのロッキングキャップ、符号２６ａは投
射レンズ２６をレンズホルダー２４にカシメ固定する環
状のレンズ固定枠である。投射レンズ２６の裏側には紫
外線遮蔽膜２７がコーティングされており、放電式バル
ブ３０の発した光は、投射レンズ２６を透過する際にこ
の紫外線遮蔽膜２７によって有害な波長域の紫外線がカ
ットされるようになっている。

【００１２】放電式バルブ３０は、絶縁性ベース３１の
前面に突出する一対のリードサポート３２ａ，３２ｂに
よって光源体であるアークチューブ３４が支持された構
造で、アークチューブ３４の放電部（密閉ガラス球）３
４ａはリフレクター２２の第１焦点位置に配置されてい
る。アークチューブ３４は、図２にその詳細が示されて
おり、円パイプ形状の石英ガラス管の両端部がピンチシ
ールされて、放電空間を形成する楕円体形状の放電部で
ある密閉ガラス球３４ａ内に始動用希ガス，水銀及び金
属沃化物（ＮａＩ及びＳｃＩ₃）が封入された構造とな
っている。放電空間内に対設されているタングステン製
の放電電極３５ａ，３５ｂはピンチシール部３４ｂ₁，
３４ｂ₂に封着されたモリブデン箔３６ａ，３６ｂに接
続され、ピンチシール部３４ｂ₁，３４ｂ₂の端部からは
モリブデン箔３６ａ，３６ｂにそれぞれ接続されたリー
ド線３７ａ，３７ｂが導出している。そしてリード線３
７ａ，３７ｂは、リードサポート３２ａ，３２ｂにスポ
ット溶接された金属支持体３３ａ，３３ｂにそれぞれス
ポット溶接されている。絶縁性ベース３１は、例えばＰ
ＰＳ等の合成樹脂材の円盤型成形体で、ベース３１の裏
側にはリードサポート３２ａ，３２ｂにそれぞれ溶接一
体化されたコネクター雄端子（図示せず）が突出してい
る。ベース３１の前面にはセラミック製ディスク４０が
一体化されており、リードサポート３２ａ，３２ｂはこ
のディスク４０を貫通して前方に延出している。符号４
８はリードサポート３２ａに嵌合されたセラミック製の
放電防止用絶縁筒体で、リードサポート３２ａと金属支
持体３３ｂとの間で放電が生じないようにするためのも
のである。

【００１３】またベース３１の前面にはアークチューブ
３４を包囲する円筒形状の紫外線遮蔽用グローブ５０が
絶縁性ディスク４０を介して固定保持されている。この
紫外線遮蔽用グローブ５０は、３８０nm以下の紫外線を
カットする上で有効なＺｎＯ等の紫外線遮蔽膜が石英ガ
ラス管の内側にコーティングされた構造で、アークチュ
ーブ３４の発光はこのグローブ５０を透過することによ
って人体等に有害な波長域の紫外線がカットされる。リ
フレクター２２の第２焦点位置近傍であって投射レンズ
２６の焦点位置には、レンズホルダー２４に一体化され
たすれ違いビームのクリアカット形成用のシェード２５
が立設されている。このためアークチューブの放電部３
４ａの発光はリフレクター２２で反射され、リフレクタ
ー２２の第２焦点に収束後、投射レンズ２６によって平
行光とされて前方に投射されて、すれ違いビーム（サブ
ビーム）が形成される。なお紫外線遮蔽用グローブ５０
は円筒形状であるため、放電部３４ａの発光のうち一部
はグローブ５０の前方開口部から前方に出射し、このグ
ローブの前方開口部から出射する光には紫外線が含まれ
ているが、投射レンズ２６を透過する際に紫外線遮蔽膜
２７によって紫外線がカットされるので、ヘッドランプ
の配光が人体や合成樹脂製ランプ構成部品等に悪影響を
及ぼすおそれはない。

【００１４】符号１４は放電式バルブ用の点灯回路（図
示せず）を収容した点灯回路収容ユニットで、ランプボ
ディ１０の後頂部に形成された開口部１１に円筒形状延
出部１５を介して取着一体化されている。符号１６は、
ユニット１４内の点灯回路（図示せず）から延びるリー
ド線で、このリード線１６に接続された雌側コネクター
１７が絶縁性ベース３１の裏側に一体に形成されている
雄側コネクター３１ａに接続されている。

【００１５】符号６０は、光投射ユニット２０内のシェ
ード２５と投射レンズ２６間に立設された色度変換フィ
ルターで、リフレクター２２の左右の外側壁に設けられ
た水平支軸６３周りに揺動可能な横断面コ字型の揺動ア
ーム６４の揺動先端部に固定されている。符号６６はア
ーム６４を揺動させる電磁ソレノイドで、電磁ソレノイ
ド６６の先端摺動子６７が水平支軸６３近傍においてア
ーム６４にピン連結されている。符号６４ａは連結ピン
を示す。そしてこの電磁ソレノイド６６の駆動によって
アーム６４が水平支軸６３回りに揺動し、リフレクター
２２から投射レンズ２６に向かう光の光路上にフィルタ
ー６０が突出する位置（実線で示す）と、この光路上か
らフィルター６０が没した位置（仮想線で示す）とを択
一的に取ることができるようになっている。また点灯回
路収容ユニット１４内のバルブ点灯回路（図示せず）に
はカウンター回路（図示せず）が設けられて、アークチ
ューブ３４の点灯後、所定時間例えば２０秒経過後にこ
のカウンター回路が電磁ソレノイド６６に作動信号を出
力し、これによって電磁ソレノイド６６が作動して、光
路上からフィルター６６を移動させるようになってい
る。

【００１６】フィルター６０は、透明ガラス板６１の表
面にＳｉＯ₂やＺｒＯ等の金属酸化膜からなる色度変換
膜６２がコーティングされた構造で、各々の金属酸化膜
の膜厚，積層順序，膜数等が調整されて、図４の斜線に
示される範囲内の光透過特性をもち、フィルター６０に
入射した光から４３０〜４４０，５４０〜５５０，５７
０〜５９０nmの波長域の光をカットして、フィルター６
０を透過した光の色度特性を赤色側にずらす作用があ
る。図３はアークチューブ３０の光がこのフィルター６
０を透過した場合の色度特性を示すもので、フィルター
６０を透過しない場合の色度特性（図１３参照）に比べ
て色度が赤色側（Ｘ側）にスライドし、点灯から１０秒
程の間は望ましい色度エリアＡ内において徐々にＸ側に
移行していく（赤味がかっていく）が、点灯後２０秒を
超えると、ハロゲンバルブの色度Ｐ ₁に比べてさらに赤
味を帯びたものとなる。

【００１７】しかし本実施例では、点灯後２０秒間は、
ヘッドランプの出射光が図３に示す色度（望ましい色度
特性エリアＡ内の色度）を示すので、従来のように点灯
直後の光が青白いという不具合がなく、また２０秒経過
後は電磁ソレノイド６６が作動して光路からフィルター
６０が移動し、フィルター６０を透過しない光がヘッド
ランプから出射されるので、図１３に示すヘッドランプ
として適正な色度（望ましい色度特性エリアＡ内の色
度）を示し、色度が赤色すぎるという問題もない。

【００１８】図５は本発明の第２の実施例のヘッドラン
プの縦断面図である。前記した第１の実施例は、プロジ
ェクター型ヘッドランプであって、光路上に設けた色度
変換フィルター６０を必要に応じて光路外に移動できる
構造となっているが、この実施例では、放物面リフレク
ター１２２を備えた反射式ヘッドランプであって、リフ
レクター１２２と、配光制御用のステップ（図示せず）
の形成されている前面レンズ１１２との間に、色度変換
フィルター１６０を固定配置した構造となっている。符
号１５０は先端の閉塞された紫外線遮蔽用のグローブ
で、バルブ３０Ａの絶縁性ベース３１の表面に固定され
たディスク４０に固定されている。その他は前記した第
１の実施例と同一であり、同一の符号を付すことにより
その説明は省略する。

【００１９】フィルター１６０の構造は、前記第１の実
施例に示す色度変換フィルター６０と同様、透明ガラス
板１６１の表面に色度変換膜１６２が形成された構造で
あるが、この色度変換膜１６２の構成が前記した第１の
実施例の色度変換膜６２とわずかに異なっている。即
ち、図６はこの色度変換フィルター１６０を用いた場合
のヘッドランプの点灯から安定時までの色度の変化特性
を示す図で、この図に示されるように、この第２の実施
例のヘッドランプでは、フィルター１６０を透過した光
の色度Ｘが点灯直後に適正色度エリアＡの左側限界位置
Ａ₁の近傍となるように調整されて、アークチューブが
温まって放電が安定した状態（点灯後２〜３分後）とな
っても色度が適正色度エリアＡ内に位置し、ハロゲンバ
ルブを光源とするヘッドランプに比べてそれ程大きく赤
色側（Ｘ側）にずれないようになっている。このため前
記した第１の実施例のように、光路からフィルター１６
０を除去しなくてもよい構造となっている。

【００２０】図７，８は図６に示す特性の色度変換フィ
ルター１６０（色度変換膜１６２）とはわずかに異なる
特性の色度変換フィルター（色度変換膜）を用いたヘッ
ドランプの点灯から安定に至る色度特性を示す。これら
図７，８の場合は、前記した第２の実施例に使用された
フィルターに比べて、点灯直後の色度が適正色度エリア
Ａの左側限界位置Ａ₁にさらに接近したものとなってお
り、かつ安定点灯時にハロゲンバルブを用いたヘッドラ
ンプの光の色度に近くなっている点に特徴がある。

【００２１】図９，１０は図５に示す構造のヘッドラン
プにさらに特性の異なる色度変換フィルターを使用し、
アークチューブに封入する金属沃化物（ＮａＩとＳｃＩ
₃）の組成比を従来と異ならしめた場合のヘッドランプ
の点灯から安定に至る色度特性を示すもので、安定時の
色度（Ｘ）が、図６，７，８ではハロゲンバルブ使用の
ヘッドランプと同様約０．４２であるのに対し、約０．
３８と低く、ハロゲンバルブ使用のヘッドランプに比べ
て青白い光となっている。

【００２２】図１１は本発明の第３の実施例のヘッドラ
ンプの縦断面図である。この実施例では、紫外線遮蔽用
グローブ１５０の表側に色度変換膜１６２が形成されて
おり、アークチューブ３４の発光はグローブ１５０を透
過する際に、３８０nm以下の紫外線がカットされるとと
もに、所定波長領域（４３０〜４４０，５４０〜５５
０，５７０〜５９０nm）の可視光がカットされて、前面
レンズ１１２からの出射光の色度が赤色側（Ｘ）にずれ
て、点灯直後から適正色度エリアＡ内の光が得られる。

【００２３】なお前記第３の実施例では、紫外線遮蔽用
グローブ１５０に色度変換膜１６２を形成しているが、
リフレクター１２２の有効反射面の表面又は前面レンズ
１１２の裏側（又は表側）に色度変換膜１６２を形成す
る様にしても同様の効果がある。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る自動車用ヘッドランプによれば、色度変換手段が
所定の波長域の光をカットしてアークチューブ本来の発
する光の色度を赤色側にずらすので、点灯当初の青白い
発光色が赤味を帯びた色となり、点灯後直ちに適正な色
度の光が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である自動車用ヘッドラ
ンプの縦断面図

【図２】アークチューブの拡大縦断面図

【図３】同ヘッドランプから出射する光の色度特性を示
す図

【図４】色度変換フィルターの光透過特性を示す図

【図５】本発明の第２の実施例である自動車用ヘッドラ
ンプの縦断面図

【図６】同ヘッドランプから出射する光の色度特性（Ｘ
−Ｙ）を示す図

【図７】他の色度変換フィルターを用いた場合の同ヘッ
ドランプから出射する光の色度特性を示す図

【図８】他の色度変換フィルターを用いた場合の同ヘッ
ドランプから出射する光の色度特性を示す図

【図９】他の色度変換フィルターを用いた場合の同ヘッ
ドランプから出射する光の色度特性を示す図

【図１０】他の色度変換フィルターを用いた場合の同ヘ
ッドランプから出射する光の色度特性を示す図

【図１１】本発明の第３の実施例の自動車用ヘッドラン
プの縦断面図

【図１２】従来の自動車用ヘッドランプの縦断面図

【図１３】同ヘッドランプから出射する光の色度特性を
示す図

【図１４】アークチューブの点灯４秒後の分光特性図

【図１５】アークチューブの安定時の分光特性図

【図１６】視感度特性曲線を示す図

【符号の説明】

１０，１１０ 容器状のランプボディ １２，１１２ レンズ ２０ 光投射ユニット ２２，１２２ リフレクター ２６ 投射レンズ ３０，３０Ａ 放電式バルブ ３４ アークチューブ ３４ａ 密閉ガラス球 ３５ａ，３５ｂ 電極 ６０，１６０ 色度変換手段である色度変換フィルター ６２，１６２ 色度変換膜 ６４ 揺動アーム ６６ 電磁ソレノイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 榊原 祥光 静岡県清水市北脇500番地 株式会社小糸 製作所静岡工場内 (72)発明者 大塩 洋彦 静岡県清水市北脇500番地 株式会社小糸 製作所静岡工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器状のランプボディとこのランプボデ
   ィの前面開口部に組付けられたレンズによって形成され
   た灯室空間に、電極の対設された密閉ガラス球内に水
   銀，金属沃化物及び不活性ガスが封入された構造のアー
   クチューブを有する放電式バルブと、前記アークチュー
   ブの発光を前方に反射するリフレクターとが設けられた
   自動車用ヘッドランプにおいて、前記アークチューブの
   発光がリフレクターで反射されてレンズから出射するま
   での光路に、所定波長域の光をカットして色度を赤色側
   にずらす色度変換手段が設けられたことを特徴とする自
   動車用ヘッドランプ。