WO2010100935A1 - 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

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 Download PDF

Info

Publication number
WO2010100935A1
WO2010100935A1 PCT/JP2010/001519 JP2010001519W WO2010100935A1 WO 2010100935 A1 WO2010100935 A1 WO 2010100935A1 JP 2010001519 W JP2010001519 W JP 2010001519W WO 2010100935 A1 WO2010100935 A1 WO 2010100935A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
discharge lamp
light emitting
thickness
vehicle
discharge
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/001519
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
出口　誠
宰 白川
昌弘 土居
康介 上田
阿部　拓也
Original Assignee
ハリソン東芝ライティング株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2009105325A external-priority patent/JP5418886B2/ja
Priority claimed from JP2009110266A external-priority patent/JP2010262740A/ja
Priority claimed from JP2009151197A external-priority patent/JP2011009060A/ja
Priority claimed from JP2009243474A external-priority patent/JP5493694B2/ja
Priority claimed from JP2009246663A external-priority patent/JP2011029134A/ja
Priority claimed from JP2009246662A external-priority patent/JP2010232159A/ja
Application filed by ハリソン東芝ライティング株式会社 filed Critical ハリソン東芝ライティング株式会社
Priority to US13/254,997 priority Critical patent/US8436536B2/en
Priority to EP10748534.4A priority patent/EP2405464A4/en
Publication of WO2010100935A1 publication Critical patent/WO2010100935A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/30—Vessels; Containers
    • H01J61/34—Double-wall vessels or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H01J61/547—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using an auxiliary electrode outside the vessel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/82—Lamps with high-pressure unconstricted discharge having a cold pressure > 400 Torr
    • H01J61/827—Metal halide arc lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/288—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices and specially adapted for lamps without preheating electrodes, e.g. for high-intensity discharge lamps, high-pressure mercury or sodium lamps or low-pressure sodium lamps
    • H05B41/292—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions
    • H05B41/2928—Arrangements for protecting lamps or circuits against abnormal operating conditions for protecting the lamp against abnormal operating conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/56—One or more circuit elements structurally associated with the lamp

Definitions

  • the present invention relates to a vehicular discharge lamp used for automobile headlamps, and more particularly to a so-called mercury-free discharge lamp that does not use mercury for discharge in a light emitting section.
  • a discharge lamp used as a vehicle headlamp is designed to light at about 35 W when stably lit. Such lighting conditions are employed in order to achieve the required total luminous flux, light distribution and luminous efficiency, and to ensure stable lighting.
  • market needs for automobiles with further improved fuel efficiency are increasing due to recent interest in the global environment.
  • low-environmental automobiles that use electric motors such as electric cars and hybrid cars as a power source have begun to spread, and reduction of power consumption is more strongly demanded than ever for in-vehicle lighting such as headlights. ing.
  • an invention is known that solves the above problems by optimizing the sealed pressure in the light emitting part and the inner diameter of the light emitting part (patent) Reference 1).
  • sufficient luminous efficiency cannot be obtained only under the conditions taught by the document, further improvement has been desired.
  • An object of the present invention is to provide a novel discharge lamp for a vehicle that achieves a required light emission efficiency even at a low power of 30 W or less and is practical.
  • the present invention relates to a vehicle discharge lamp that can be stably lit with a power of 18 to 30 W in a steady state without substantially using mercury, and includes a discharge medium and a rare gas, which are defined in a light emitting portion and include a metal halide.
  • a mercury-free discharge lamp which is enclosed and has a discharge space in which an electrode is disposed and satisfies the following (Equation 1).
  • various design conditions for stable lighting with low power can be optimized by a simple method, and based on this, a vehicle discharge lamp based on desired specifications can be provided. .
  • FIG. 1st Example of this invention It is a figure for demonstrating the discharge lamp of the 1st Example of this invention. It is the fragmentary sectional view which expanded the principal part of the discharge lamp shown in FIG. It is a figure which shows the relationship between the electric power supplied to a lamp
  • FIG. 16 is an enlarged view near the zero cross in FIG. 15. It is a figure for demonstrating the presence or absence of flickering when changing the lighting frequency of the electric current at the time of stability. It is a figure for demonstrating the lighting circuit integrated discharge lamp apparatus of the 4th Example of this invention.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the lighting circuit integrated discharge lamp device of FIG. 18. It is a figure for demonstrating one circuit structure of the discharge lamp apparatus integrated with a lighting circuit. It is a figure for demonstrating the lighting circuit integrated discharge lamp apparatus of the 5th Example of this invention. It is a figure for demonstrating the discharge lamp of the 6th Example of this invention.
  • FIG. 23 is an enlarged view of the vicinity of a sealing portion of the discharge lamp of FIG. It is a figure which shows the relationship between the area of a conductive film, and a starting voltage drop rate. It is a figure for demonstrating the other form of an electroconductive film. It is a figure for demonstrating the discharge lamp of the 7th Example of this invention. It is a figure which shows the relationship between T1 / T2 and a starting voltage.
  • FIG. 1 is an overall view for explaining an embodiment of a discharge lamp according to the present invention
  • FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of a main part cross section of the discharge lamp shown in FIG. Is viewed from an angle different by about 90 degrees.
  • the discharge lamp of this embodiment can be used as a light source for automobile headlamps, and includes an elongated inner tube 1. Near the center of the inner tube 1, a substantially elliptical hollow light emitting portion 11 is formed. A plate-like seal portion 12 formed by a pinch seal is formed at both ends of the light emitting portion 11, and a cylindrical portion 14 is continuously formed at both ends via a boundary portion 13.
  • the inner tube 1 is preferably made of a material having heat resistance and translucency, such as quartz glass. Further, the seal portion 12 may have a columnar shape formed by a shrink seal.
  • a discharge space 111 having a substantially cylindrical shape at the center and a taper toward both ends is formed inside the light emitting unit 11.
  • the volume of the discharge space 111 is generally 10 to 40 mm 3 , particularly 20 to 30 mm 3 in the case of an automobile headlamp.
  • the discharge space 111 is filled with a discharge medium.
  • the discharge medium contains at least the metal halide 2 and an inert gas.
  • the metal halide 2 is composed of a halide such as sodium, scandium, zinc, or indium.
  • a halide such as sodium, scandium, zinc, or indium.
  • the halogen constituting the metal halide for example, iodine is used, but not limited thereto, bromine or chlorine may be combined.
  • the combination of metal halides is not limited to this, and tin, cesium halides, and the like may be arbitrarily added.
  • the amount of metal halide enclosed per unit volume can be, for example, 0.008 to 0.016 mg / ⁇ l.
  • the inert gas sealed in the discharge space 111 is, for example, xenon.
  • the inert gas can adjust the sealing pressure according to the purpose. For example, in order to improve the characteristics such as the total luminous flux, it is desirable that the sealing pressure is 10 to 20 atm at room temperature (25 ° C.).
  • the sealing pressure is 10 to 20 atm at room temperature (25 ° C.).
  • xenon neon, argon, krypton, or the like, or a mixed gas in which these are combined can also be used.
  • the discharge medium does not substantially contain mercury.
  • substantially not using mercury is not limited to the case where the amount of mercury enclosed is 0 mg, but is an amount equivalent to almost no encapsulation compared to a conventional mercury-containing discharge lamp.
  • the electrode mounts 3 are sealed to the sealing portions 12 formed on both sides of the light emitting portion 11, respectively.
  • the electrode mount 3 includes a metal foil 31, an electrode 32, a coil 33 and a lead wire 34.
  • the metal foil 31 is a thin plate member made of, for example, molybdenum.
  • the electrode 32 is, for example, a rod-shaped member made of so-called tritunged tungsten in which tungsten is doped with thorium oxide.
  • One end of the metal foil 31 is welded so as to be placed on the end of the light emitting portion 11 side of the metal foil 31, and the other end protrudes into the discharge space 111 so that the tips of the metal foil 31 face each other while maintaining a predetermined distance.
  • each electrode 32 can be positioned in a range where the distance between the tips of the electrodes 32 when viewed through the outer tube 5 is 3.7 to 4.4 mm.
  • the shape of the electrode 32 is not limited to a straight rod shape whose diameter is substantially constant in the tube axis direction, but is a non-straight rod shape in which the diameter of the tip portion is larger than the diameter of the base end portion, the tip is a sphere, It may have a shape in which one electrode diameter and the other electrode diameter are different as in the DC lighting type.
  • the electrode material may be pure tungsten, doped tungsten, rhenium tungsten, or the like.
  • the coil 33 is a metal wire made of, for example, doped tungsten, and is spirally wound around the axis portion of the electrode 32 sealed to the sealing portion 12.
  • the coil 33 can be designed so that the coil wire diameter is 30 to 100 ⁇ m and the coil pitch is 600% or less.
  • the lead wire 34 is a metal wire made of molybdenum, for example.
  • One end of the lead wire 34 is connected so as to be placed on the end portion of the metal foil 31 on the distal side from the light emitting portion 11, and the other end extends substantially parallel to the tube axis to the outside of the inner tube 1.
  • One end of an L-shaped support wire 35 made of nickel, for example, is connected to the lead wire 34 extending distally from the front side of the lamp, that is, the socket 6 by laser welding.
  • a sleeve 4 made of ceramic is attached to the support wire 35 at a portion extending in parallel with the inner tube 1.
  • a cylindrical outer tube 5 is provided concentrically with the inner tube 1 so as to cover the light emitting portion 11 outside the inner tube 1 configured as described above. These inner and outer pipes are connected by welding both ends of the outer pipe 5 near the cylindrical portion 14 of the inner pipe 1. Gas is sealed in a closed space 51 formed between the inner tube 1 and the outer tube 5.
  • a gas capable of dielectric barrier discharge for example, one kind of gas selected from neon, argon, xenon and nitrogen or a mixed gas can be used.
  • the gas pressure is desirably 0.3 atm or less, particularly 0.1 atm or less.
  • the outer tube 5 is preferably made of a material having a thermal expansion coefficient close to that of the inner tube 1 and having an ultraviolet blocking property. For example, quartz glass to which an oxide such as titanium, cerium, or aluminum is added is used. can do.
  • a socket 6 is connected to one end of the inner tube 1 to which the outer tube 5 is connected. These connections are made by attaching a metal band 71 to the outer peripheral surface of the outer tube 5 and holding the metal band 71 with a metal tongue piece 72 formed protruding from the socket 6. Further, a bottom terminal 81 is formed at the bottom of the socket 6, and a side terminal 82 is formed at the side, and a lead wire 34 and a support wire 35 are connected to the bottom terminal 81 and the side terminal 82, respectively. .
  • These discharge lamps are connected to a lighting circuit (see FIG. 13) so that the bottom terminal 81 is on the high voltage side and the side terminal 82 is on the low voltage side.
  • the lamp When used as an automotive headlamp, the lamp is mounted and lit so that the tube axis of the lamp is substantially horizontal and the support wire 35 is positioned below.
  • FIG. 4 is a graph in which the test results are plotted with the horizontal axis representing the power input to the lamp during lighting and the vertical axis representing the temperature of the light emitting part. From this, it can be seen that as the lamp power is reduced, the temperature of the light emitting portion also decreases.
  • the temperature of the light emitting section is obtained by measuring the temperature of the upper portion of the light emitting section 11 on the paper surface of FIG. As shown in FIG. 1, when the lamp is turned on with the sleeve 4 on the lower side, an arc is generated between the electrodes so that the arc warps upward. .
  • FIG. 5 shows the result of calculating the light emission efficiency [lm / W] when the light emitting part temperature is changed with 920 ° C. as a reference when the lamp is lit at 35 W.
  • the light emission efficiency decreases as the temperature of the light emitting portion decreases. This is considered to be caused by a decrease in the partial pressure of the metal halide sealed in the light emitting portion due to a decrease in the temperature of the light emitting portion.
  • FIG. 6 is a graph showing the amount of change in light emitting part temperature (based on 920 ° C.) when the xenon enclosed pressure at room temperature is increased or decreased based on 13.5 atm.
  • the relationship between the xenon sealing pressure and the temperature change amount is substantially proportional, and the temperature of the light emitting section increases as the xenon pressure increases.
  • the xenon pressure can be determined by destroying the light emitting part in water, collecting xenon gas, and measuring the amount.
  • the xenon pressure of 13.5 atm and the light emitting portion temperature of 920 ° C. used as the reference in FIG. 6 are merely illustrated as a reference for convenience of explanation, and for example, this specific physical quantity is suitable in relation to the present invention. Does not necessarily mean. That is, it should be noted that these are reference values arbitrarily determined for convenience of explanation, including reference values for other parameters described below, and should not be construed as limiting the scope of the present invention.
  • FIG. 7 is a graph in which the horizontal axis represents the relative value based on the light emitting part inner diameter of 2.5 mm, and the vertical axis represents the relative value based on the light emitting part temperature of 920 ° C.
  • the “light emitting portion inner diameter” in the present specification means the diameter of the portion where the thickness of the light emitting portion 11 indicated by the symbol “d” in FIG. 2 is maximum unless otherwise defined. From the graph shown in FIG. 7, it can be seen that the light emitting portion temperature increases as the light emitting portion inner diameter decreases. This is because when the inner diameter of the light emitting portion is reduced, the distance from the arc generated between the electrodes is reduced, and the temperature rise becomes more remarkable.
  • FIG. 8 is a graph showing the relative value based on the light emitting part thickness of 1.85 mm as the horizontal axis and the relative value based on the light emitting part temperature of 920 ° C. as the vertical axis.
  • the “light emitting portion thickness” means the thickness of the portion where the thickness of the light emitting portion 11 indicated by the symbol “t” in FIG. 2 is maximized unless otherwise defined. From the graph shown in FIG. 8, it can be seen that the light emitting portion temperature increases as the light emitting portion thickness decreases. This is because when the thickness of the light emitting portion is reduced, heat is not easily diffused and a local temperature rise occurs.
  • the thickness and inner diameter of the light emitting part can be measured by using known measuring means such as an X-ray analyzer.
  • the light emitting part has an inner diameter d of 2.2 mm, an outer diameter of 5.2 mm, a wall thickness t of 1.5 mm, a sphere length b of 7.8 mm, a wall volume V of 89.5 mm 3 , and a discharge space having a volume. Is 20 mm 3 .
  • the metal halide sealed in the discharge space was composed of a mixture of scandium iodide, sodium iodide, zinc iodide, and indium bromide, and the total sealed amount was 0.2 mg.
  • the rare gas was filled with 13.5 atm of xenon.
  • the electrodes were made of triated tungsten containing 0.5% by weight of thorium oxide and had an axial length of 7.5 mm and an electrode diameter of 0.33 mm. The distance between the electrodes was 3.9 mm. Also, a metal foil made of molybdenum having a thickness of 20 ⁇ m, a width of 1.5 mm, and a length in the tube axis direction of 6.5 mm is laser-welded to one end of the electrode to form a thin plate-shaped sealing portion having a thickness of 2.8 mm and a width of 4.1 mm. Sealing was performed, and a coil with a pitch of 200% was wound on a region about half of the electrode shaft located in the sealing portion.
  • the outer tube surrounding the inner tube has a cylindrical shape made of quartz glass doped with a material that blocks ultraviolet rays, and has an inner diameter of 7.0 mm and a wall thickness of 1.0 mm.
  • the closed space surrounded by the outer tube and the inner tube was filled with 0.05 atm of argon.
  • the distance between the maximum thickness of the light emitting part and the inner surface of the outer tube was set to 0.95 mm for the upper part and 0.85 mm for the lower part when arranged in the horizontal direction.
  • the enclosed xenon pressure of (1) if it falls below 10 atm at room temperature, the luminous flux at the start of the lamp cannot be obtained, which is not suitable for an automotive headlamp. Further, when the xenon pressure exceeds 17 atm, an excessive load is applied to the sealing portion, and there is a risk of malfunction such as lamp non-lighting due to current leakage. Therefore, in this test, the xenon pressure was adjusted stepwise in the range of 10 to 17 atm.
  • the inner diameter of the light emitting part (2) When the inner diameter of the light emitting part (2) is smaller than 2.0 mm, the light shielding effect of the enclosed metal halide becomes remarkable, and the luminous efficiency is lowered. Also, if the inner diameter is larger than 2.5 mm, the same specification as that of a conventional lamp that lights at 35 W is related to the thickness of the light emitting part, but there is a risk of contact with the outer tube due to manufacturing variations. Therefore, there is concern that the yield will deteriorate. Therefore, the test was conducted by adjusting the inner diameter of the light emitting part in the range of 2.0 to 2.5 mm.
  • the thickness of the light emitting part (3) is smaller than 1.30 mm, the light emitting part may be significantly expanded. Further, if the wall thickness is greater than 1.85 mm, the inner diameter of the light emitting part is also related, but it is considered undesirable because the outer tube and the light emitting part may come into contact with each other. Therefore, in this test, the thickness of the light emitting part was adjusted in the range of 1.30 to 1.85 mm.
  • Fig. 9 shows the results of tests and characteristic evaluations conducted under the above conditions.
  • “O” in the “judgment” item means a lamp exhibiting good characteristics, and “x” is a defective lamp.
  • a combination in which the total luminous flux becomes low because the input power is small even though the luminous efficiency of the lamp is obtained is indicated by “ ⁇ ”.
  • the numerical value on the left side corresponds to ⁇ 40 ° C., which is the lower limit value of the allowable temperature
  • the numerical value on the right side corresponds to 40 ° C., which is the same upper limit value.
  • the term [(a-35) ⁇ 5.5] on the middle side corresponds to the amount of change in the temperature of the light emitting part due to the lamp power
  • the term [(x ⁇ 13.5) ⁇ 10] represents the enclosed xenon pressure.
  • [(1.85-t) ⁇ 100] corresponds to the amount of change in the light emitting part temperature due to the thickness of the light emitting part
  • ⁇ d) ⁇ 100] corresponds to the amount of change in the temperature of the light emitting part due to the inner diameter of the light emitting part.
  • Equation 1 has been described as being applicable to a lamp in the range of 18 to 30 W that can be evaluated as low power.
  • the lamp powers of 18 W and 30 W differ in luminous efficiency necessary to achieve a practical total luminous flux of 1800 to 2200 lm. For example, in order to obtain 2000 lm with an input power of 20 W, an efficiency of 100 lm / W is required.
  • the thickness V of the light emitting section 11 is also in a suitable range in order to maintain the light emitting section temperature appropriately.
  • the arc tube temperature has the greatest influence on the inner diameter d and the thickness t of the portion where the wall thickness is maximum, but it also affects the sphere length b, the shape of the light emitting portion 11 and the discharge space 111, and the like.
  • the meat amount V of the part 11 should be in a suitable range.
  • the very different characteristics in the 124.5Mm 3 is a meat quantity V of a conventional light emitting portion 11 and 89.5 mm 3 is a meat quantity V of Example.
  • the wall thickness t is 1.30 to 1.85 mm
  • the inner diameter d is 2.0 to 2.5 mm
  • the sphere length b is 7.5 mm to 8.5 mm
  • the wall thickness V of the light emitting portion 11 is obtained. It has been found that it is better to set the thickness to 50 mm 3 to 100 mm 3 , desirably 60 mm 3 to 90 mm 3 .
  • the thickness V of the light emitting unit 11 is determined by cutting the boundary between the light emitting unit 11 and the sealing unit 12 and measuring the weight of the remaining light emitting unit 11, and then the specific gravity of the material of the light emitting unit 11 (for example, quartz glass The specific gravity can be calculated by dividing by 2.65 g / cm 3 ).
  • the electrode 32 be tritated tungsten. This is because an electrode not containing thorium oxide has a high work function and makes it difficult to increase efficiency.
  • the content is preferably 0.1% by weight or more and 0.5% by weight or less considering the effect of suppressing flickering and efficiency.
  • the thermal conductivity ⁇ is preferably 0.010 to 0.030 W / m ⁇ K, particularly 0.015 to 0.021 W / m ⁇ K.
  • the thermal conductivity ⁇ of the mixed gas is a value obtained by multiplying each gas by the thermal conductivity inherent to the gas and the encapsulation ratio, and taking the sum thereof.
  • the distance D between the portion where the outer diameter of the light emitting portion 11 is maximized and the inner surface of the outer tube 5 also affects the light emitting portion temperature.
  • the distance D is 0.5 to 1.0 mm, particularly 0.65 to 0.85 mm, which is longer than the conventional general distance of about 0.3 mm. found.
  • the light emitting unit 11 may be offset downward with respect to the tube axis of the outer tube 5 so that the distance at the upper part of the light emitting part is about 1 mm larger than the distance at the lower part.
  • FIG. 10 is a view for explaining a vehicle discharge lamp according to a second embodiment of the present invention.
  • the same parts as those of the vehicle discharge lamp of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the position where the metal band 71 is attached is closer to the light emitting unit 11 than in the first embodiment.
  • the full length of the discharge lamp can be shortened, a compact lamp can be realized.
  • the length of the welded portion on the socket 5 side of the inner tube 1 and the outer tube 5 is not changed in accordance with the change of the position of the metal band 71, and the position of the welded portion is set on the lamp front side more than the conventional one. Therefore, it is possible to hold the socket 5 without changing the structure.
  • the distance c between the metal foil 31 and the metal band 71 that is, the length in the tube axis direction from the end of the metal band 71 on the lamp front end side to the end of the metal foil 31 on the socket 5 side is shortened. Therefore, the rate of occurrence of the dielectric barrier discharge that assists the starting of the lamp at the time of starting is improved, and the effect of improving the starting property can be obtained.
  • FIG. 11 is a diagram showing the results of testing the occurrence rate of dielectric barrier discharge for 50 lamps each having a different distance c between the metal foil and the metal band.
  • the shorter the distance c the higher the occurrence rate of the dielectric barrier discharge.
  • the distance c in this example is 0.5 mm, which is much more dielectric than the conventional 5.5 mm.
  • Body barrier discharge is likely to occur. This is presumably because the generation distance of the dielectric barrier discharge becomes shorter as the distance c approaches 0.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a vehicle discharge lamp device according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a circuit diagram.
  • the vehicle discharge lamp device includes a vehicle discharge lamp 101, a reflector 102, a light shielding control plate 103, a lens 104, and a lighting circuit 105, and is used with a tube axis arranged in a substantially horizontal state.
  • the vehicle discharge lamp 101 is a lamp as described in the first embodiment.
  • the reflector 102 is a parabolic metal member provided to reflect light generated by the vehicle discharge lamp 101 to the front side.
  • An opening is formed in the vicinity of the center, and the front end portion of the socket 6 of the vehicle discharge lamp 101 is fixed to the opening end so that the light emitting portion 11 is located inside the reflector 102.
  • the light shielding control plate 103 is a metal member provided to form a light distribution called a cut line.
  • the light shielding control plate 103 is movable, and can be switched from a low beam to a high beam by tilting forward on the bottom side.
  • the lens 104 is a convex lens provided to collect the light reflected by the reflector 102 to form a desired light distribution, and is disposed in the opening on the tip side of the reflector 102.
  • the lighting circuit 105 is a circuit for starting and lighting the vehicle discharge lamp 101. As shown in FIG. 13, the lighting circuit 105 includes an igniter circuit 1051 and a ballast circuit 1052, and a DC power source DS such as a battery is provided on the input side. The switch SW and the vehicle discharge lamp 101 are connected to the output side.
  • the igniter circuit 1051 is a circuit that generates a high-pressure pulse of about 30 kV and applies it to the lamp, thereby causing a breakdown between the pair of electrodes 32 to start the vehicle discharge lamp 101.
  • a transformer, a capacitor, a gap, a resistor, etc. It consists of
  • the ballast circuit 1052 is a circuit for maintaining the lighting of the vehicle discharge lamp 101 started by the igniter circuit 1051, and includes a DC / DC conversion circuit, a DC / AC conversion circuit, a current / voltage detection circuit, a control circuit, and the like. It is configured.
  • Patent Document 1 describes an invention that attempts to suppress the problem of flickering by designing the electrode to be thinner than before. If this invention is employed, an effect of suppressing flickering at the time of stabilization can be expected.
  • an electric current of 2.0 A for example, is applied at least 3 times higher than that at the time of starting, for example, for 5 s or more, It turned out that it became too short and became a short life. That is, with the means of Patent Document 1, it is difficult to realize a low-power vehicle discharge lamp that has a long life, a rapid rise in luminous flux, and hardly flickers.
  • the current cross-sectional area that can endure even when a large current is applied is 6 to 15 A / mm 2 (the electrode diameter is about 0.25 to It is equivalent to 0.35 mm, and the diameter in the case of an electrode having a partially different size is the diameter of the portion occupying most of the electrode). It was found that a low-power discharge lamp in which flickering hardly occurs can be realized by suitably setting the current gradient of the zero cross current at.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the presence or absence of flickering when the slope of the zero cross current is changed.
  • the “current gradient of the zero cross current” means the current gradient after the crossing of the horizontal axis where the current polarity changes, that is, the current value is 0 A, as shown in FIG. The value of the period until the current reaches 0.2 A after the polarity inversion that affects the flicker suppression is obtained.
  • FIG. 16 which is an enlarged view near the zero cross in FIG. 15, the current slope of the zero cross current is 0.062 A / ⁇ s.
  • the power in this test is 25 W, and flicker is determined by measuring the brightness 60 to 720 seconds after lighting with an illuminometer, and a brightness of 3% or more with respect to the brightness 0.5 seconds before. When there was a change in, it was judged as x.
  • the flicker is related to the current slope of the zero-cross current, and flicker does not occur at 0.05 A / ⁇ s or more, but flickers occur when the current slope of the zero-cross current is 0.03 A / ⁇ s. This is because if the current gradient of the zero cross current is 0.03 A / ⁇ s or less, the current does not flow so much to the electrode immediately after the polarity reversal, the electrode temperature decreases, and the starting point of the arc becomes unstable. It is done. On the other hand, if the current gradient of the zero-cross current is 0.05 A / ⁇ s or more, the electrode temperature does not decrease even when the polarity is reversed, and the high temperature can be maintained.
  • the current gradient of the zero cross current is desirably 0.05 A / ⁇ s or more. It should be noted that the larger the current gradient of the zero cross current, the greater the effect. However, since the current gradient of the zero cross current is mainly adjusted by reducing the number of turns of the secondary winding of the transformer, it is preferable that it is practically 0.60 A / ⁇ s or less.
  • the lighting frequency is in a suitable range. Specifically, as shown in FIG. 17, when the frequency is 500 Hz or less, the electrode temperature is maintained high, and thus flickering is suppressed. However, when the frequency is 100 Hz or less, the electrode temperature becomes excessively high and the service life becomes short, so the frequency is desirably 200 to 500 Hz.
  • FIG. 18 is a view for explaining a lighting circuit integrated vehicle discharge lamp device according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of FIG.
  • the lamp portion and the circuit portion are handled separately, but in this embodiment, the lamp portion and the circuit portion are integrally formed. That is, the lamp burner BN, the igniter circuit, and the circuit portion CR including the ballast circuit are integrated.
  • the circuit unit CR is a device for starting and stably lighting the burner BN, and includes a case 91 made of, for example, PPS resin as an envelope.
  • the case 91 includes a main body portion 911 and a lid portion 912 that can be fitted together.
  • the main body portion 911 has a socket portion 9111 on the front end side, and the burner BN is held by the socket portion 9111.
  • the metal band 71 is attached to the outer peripheral surface of the outer tube 5 and the metal band 71 is clamped by a metal tongue piece 72 that protrudes from the socket portion 9111. It is done by.
  • a space is formed in the main body 911.
  • This space is further divided into an upper space 921 and a lower space 922 by a space dividing wall 9112 formed inside the main body 911 along the tube axis direction.
  • the space dividing wall 9112 is integrally formed with the main body 911 of the case 91.
  • the space dividing wall 9112 is formed by fitting a separately formed wall into the main body 911 later.
  • a container that houses a transformer 931 described later may be configured as a wall.
  • a transformer 931 is disposed on the front end side of the upper space 921 of the case 91.
  • the transformer 931 is formed by winding a primary winding and a secondary winding on an elongated rod-shaped iron core, and is housed in a container filled with an insulating material such as epoxy in order to ensure insulation. It is used in.
  • the transformer 931 is not limited to a rod shape, and there is no problem even if it is a box shape or a donut shape.
  • the transformer 931 includes a high voltage terminal 913, and the high voltage terminal 913 is connected to the lead 34 led out to the internal space of the main body 911. Since this connecting portion is a portion to which a high-pressure pulse is applied at the time of starting, it is desirable to pot an insulating material in the space as shown in FIG. 19 or newly provide a resin wall or the like in order to ensure insulation.
  • a first circuit element group 932 that generates a high-pressure pulse by the transformer 931 and starts the burner BN is disposed.
  • the first circuit element group 932 includes capacitors, gaps, resistors, and the like, and these are planted on a mounting board 941 having wiring inside or on the surface.
  • “arranged on the front end side (rear end side) of the case 91” means that when the length of the case in the tube axis direction is L, most of the members are closer to the front end side (rear end side) than L / 2. For example, it means a state where 80% or more are arranged.
  • a connector 95 is disposed on the front end side of the lower space 922 of the case 91 so that a part thereof protrudes from the case 91.
  • the connector 95 is electrically connected to the support wire 35 led out to the internal space of the main body 911.
  • the connector 95 does not need to be configured as a separate member, and may be configured integrally with the case 91. Further, the connector 95 may be formed on the mounting substrate or as a part thereof.
  • a second circuit element group 933 for supplying rated power to the burner BN is arranged on the rear end side of the lower space 922.
  • the second circuit element group 933 is composed of a capacitor, a resistor, a switching element, a diode, a microcomputer, and the like, and these are planted on a mounting board 942 in which wiring is built.
  • the capacitor is particularly arranged on the rear end side of the lower space 922.
  • a shield case 96 for blocking electromagnetic noise is provided around the case 91 provided with these circuit elements.
  • the shield case 96 is composed of a case 961 and a case 962, which are fitted together and integrated.
  • this shield case 96 for example, aluminum can be used.
  • the circuit configuration of the discharge lamp device of the present embodiment is as shown in FIG.
  • the discharge lamp device includes a circuit unit CR including a connector 95, a second circuit element group 933, and a first circuit element group 932, and a burner BN.
  • the connector 95 portion is connected to a battery or the like via a switch SW. Connected to the DC power source DS.
  • the second circuit element group 933 includes a DC / DC converter circuit 9331, a voltage detection circuit 9332, a current detection circuit 9333, a DC / AC inverter circuit 9334, and a control circuit 9335.
  • the DC / DC converter circuit 9331 is a boost chopper circuit that boosts and outputs a DC voltage of the DC power supply DS.
  • the DC / DC converter circuit 9331 is provided with a step-up transformer.
  • the step-up transformer also serves as a transformer 931 that generates a high-voltage pulse for starting the burner BN together with the first circuit element group 932. Yes.
  • the voltage detection circuit 9332 and the current detection circuit 9333 are circuits that detect the output voltage and output current of the DC / DC converter circuit 9331, respectively.
  • the DC / AC inverter circuit 9334 is a bridge circuit that converts direct current into alternating current and outputs the alternating current.
  • the control circuit 9335 includes a DC / DC converter circuit 9331 and a DC / DC converter circuit 9331 so that predetermined rated power is input to the burner BN based on the voltage value and current value detection results of the voltage detection circuit 9332 and the current detection circuit 9333. This circuit controls the AC inverter circuit 9334.
  • the first circuit element group 932 is a circuit for generating a high-pressure pulse necessary for starting the lamp and starting the burner BN with the transformer 931 configured as a part of the step-up transformer described above.
  • the circuit unit CR With such a circuit configuration, the circuit unit CR generates a high voltage pulse of about 30 kV for starting the burner BN, and immediately after the starting, 65 W to 75 W, which is more than twice the stable power, and 25 to 25 when stable. 35 W electric power is generated and supplied to the burner BN.
  • the lighting circuit integrated vehicle discharge lamp device of this example was attached to a reflector as shown in FIG. 12, and a test was performed to light the entire device while vibrating. As a result, it was confirmed that even if the entire apparatus was vibrated, there was little variation in the position of the discharge arc formed between the pair of electrodes 32 during lighting, and there was no light distribution failure. This is because a heavy transformer 931 is arranged on the front end side of the case 91 and on the upper space 921 side in the socket portion 9111 serving as a fulcrum in the state of the discharge lamp device for a vehicle. This is because the balance has been improved.
  • the first circuit element group 932 and the second circuit element group 933 are arranged on the rear end side of the case 91 that is long in the tube axis direction. An effect is obtained. This is because the temperature rise of the circuit elements can be suppressed by maintaining the distance between the circuit elements and the light emitting unit 11 and the transformer 931 whose temperature is increased when lighting.
  • the capacitor of the first circuit element group 932 that is large in size and weak against heat is particularly the rear end side of the case 91. It is optimal to arrange it (for example, on the rear end side with respect to L / 4). Incidentally, since the first circuit element group 932 and the second circuit element group 933 are relatively light in weight, even if they are arranged on the rear end side of the case 91, the weight balance is hardly affected.
  • the circuit unit CR includes the case 91, the transformer 931, and the transformer 931 to generate a high-voltage pulse and start the burner BN, and the burner BN is supplied with the rated power. Since the second circuit element group 933 to be supplied and the connector 95 arranged so as to protrude from the case 91 and the transformer 931 are arranged on the front end side in the case 91, the weight balance in the tube axis direction is achieved. Therefore, even if vibration is applied to the discharge lamp device, fluctuations in the position of the discharge arc formed between the pair of electrodes 22 during lighting can be suppressed, and poor light distribution can be suppressed.
  • the case 91 is not limited to a shape that is long in the tube axis direction.
  • the transformer 931 is not limited to one, and a plurality of transformers 931 may be provided.
  • a transformer that generates a high-pressure pulse for starting the burner BN may be disposed at least on the front end side of the case 91.
  • a space dividing wall 9112 that divides the internal space into an upper space 921 and a lower space 922 is formed in the case 91, the transformer 931 is on the front end side and the upper space 921 side in the case 91, and the connector 95 is in the case 91. Since the weight balance in the tube axis direction is improved and the weight deviation in the upper and lower directions can be reduced, the light distribution failure can be further suppressed.
  • first circuit element group 932 and the second circuit element group 933 are arranged on the rear end side in the case 91, the distance between the heat source and those circuit elements can be maintained, so that the life is extended. can do.
  • the capacitors included in the second circuit element group 933 are arranged on the rear end side and the lower space 922 side in the case 91, the distance between the light emitting unit 11 and the transformer 931 is increased. Can be prevented.
  • FIG. 21 is a sectional view of a lighting circuit integrated vehicle discharge lamp device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the space dividing wall 9112 is made up to about half of the longitudinal direction of the case 91, and the circuit element group 934 composed of the first circuit element group and the second circuit element group is mounted on the rear end side of the case 91.
  • the mounted substrate 943 is arranged substantially perpendicular to the tube axis.
  • the capacitor is arranged on the rear end side of the case 91 and on the lower space 922 side in order to reduce the influence of heat. It is best to do.
  • a part of each circuit element may be shared by the igniter and the ballast to reduce the number of circuit elements.
  • FIG. 22 is an overall view of a vehicle discharge lamp according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the conductive film 10 is formed on the surface of the sealing portion 12 set on the high pressure side of the vehicle discharge lamp as in the first and second embodiments. With this configuration, startability can be improved as will be described in detail later.
  • the conductive coating 10 is preferably made of a material that is conductive and does not easily react with oxygen, for example, gold and indium oxide, tin oxide, zinc oxide, indium and tin oxide. It is possible to use ITO, which is a substance, AZO in which zinc oxide is doped with aluminum oxide, GZO in which zinc oxide is doped with gallium oxide, and the like, and those in which fluorine, gallium, antimony, or the like are doped. Further, the resistance of the film portion is about 106 ⁇ / cm or less, desirably 50 to 100 k ⁇ (the resistance value is a value obtained by measuring the surface of the film having a thickness of 150 nm with a tester in which the distance between terminals is set to 1.5 mm.
  • the resistance value of such a part depends on the thickness of the formed film and is not determined only by the selection of the material, but is controlled within the above resistance value range in order to easily cause a barrier discharge. Is an effective indicator.
  • materials to be used and combinations thereof based on the idea of the present invention can be determined as appropriate according to at least each element suggested in this specification.
  • the discharge lamp according to the present embodiment does not need to be a transparent material because the conductive coating 10 is formed only around the metal foil 31 that does not emit light when stable.
  • the conductive coating 10 is formed at a distance sufficiently away from the light emitting portion 11, the influence of deterioration due to heat or the like is small. That is, it is also excellent in that the material can be selected relatively freely based on the conditions that can improve the starting characteristics.
  • the above is the action for reducing the voltage required for starting.
  • a conductive film is applied to the light emitting part as in the prior art. Even if it is the applied prior art, a suitable effect can be produced.
  • the present inventors have found that the starting characteristic deteriorates during the product life in the conventional method of forming a conductive film around the light emitting portion. This is because the area around the light emitting part is very hot when it is turned on, and the conductive film formed just outside it vaporizes, impairing the discharge assisting function. This is considered to change the atmosphere of the closed space as an impurity and make it difficult for discharge to occur.
  • the conductive coating 10 is not formed in the light emitting portion 11 and the vicinity thereof (for example, the neck portion at the boundary with the sealing portion) as in the illustrated form.
  • the above-described problem can be prevented by forming the conductive coating 10 with reference to this portion.
  • the conductive film may be formed at a position further away from the light emitting portion 11 as long as space permits.
  • the conductive film 10 can improve the startability as the distance from the metal band 71 is reduced.
  • the length in the tube axis direction from the end of the metal band 71 on the lamp front end side to the end of the conductive coating 10 on the socket 5 side that is, the distance c ′ between the conductive coating 10 and the metal band 71.
  • the startability can be improved by setting the distance c ′ between the conductive coating 10 and the metal band 71 to 3.5 mm or less, desirably 2.0 mm or less.
  • both the distance c between the metal foil 31 and the metal band 71 and the distance c ′ between the conductive coating 10 and the metal band 71 are set to suitable positions, a higher effect can be expected.
  • the startability is lowered only by shortening the distance c ', but the startability is further lowered if the distance c is shortened as in the second embodiment. For this reason, it is desirable that the distance c between the metal foil 31 and the metal band 71 is 2.0 mm or less and the distance c ′ between the conductive coating 10 and the metal band 71 is 3.5 mm or less.
  • the conductive coating 10 of this embodiment is formed such that four circular dots partially overlap as shown in FIG.
  • the material is tin oxide, the film thickness is 100 nm, the area is 10 mm 2 , and the edge length is 14 mm.
  • the conductive coating 10 by combining a plurality of geometric shapes in this way, the entire circumference of the conductive coating 10 can be sufficiently increased in a limited space, so that the starting characteristics can be improved. Can be improved.
  • a conductive film combining a circle and a square system can be adopted.
  • the method for forming the conductive coating 10 is not particularly limited in relation to the present invention, but for example, the process of dropping the liquid material onto the sealing portion 12 of the inner tube is repeated a plurality of times at different positions. By doing so, a plurality of dot patterns as shown in FIG. 25 can be formed.
  • a conductive film having a desired film thickness and area can be formed by dropping a coating material using a known dispenser and appropriately adjusting the viscosity and dropping height of the material itself. it can.
  • a method of masking and forming a desired shape by a scientific method such as etching or vapor deposition can be adopted.
  • the shape of the conductive film affects not only the area but also other factors in the effect of reducing the starting voltage. For example, even if the film has the same area, comparing the perfect circle with a star-shaped film with irregular outer edges, it was confirmed that the latter can start the lamp more easily. . This is thought to be because electric field concentration occurs in the vicinity of the outer peripheral edge of the film and becomes a starting point for discharge assistance, and by increasing the outer periphery, the number of places that can become starting points increases. Therefore, in order to achieve sufficient discharge assistance with the minimum amount of conductive coating, it is desirable to have a complex shape such as a combination of multiple geometric shapes rather than a simple rectangle or perfect circle. I can say that.
  • the present invention can include various modifications as the form of the conductive film formed on the sealing portion.
  • FIG. 27 shows some examples.
  • the conductive film 10a having the form shown in (a) is formed in a form in which two circular dots are partially overlapped in a zigzag manner.
  • the “dot” referred to in the present specification is not limited to the circular shape as shown in the figure, but is an irregular shape such as an ellipse, a quadrangle including a rectangle, a polygon including a hexagon, a star, or a substantially star. Should be interpreted as a concept that includes That is, as understood from the ordinary meaning of “dot”, the width is sufficiently smaller than the width of the sealing portion 12, for example, covers the entire sealing portion 12 to the neck portion at the boundary with the light emitting portion 11. A coating that extends throughout can be considered excluded from the “dot” concept referred to herein.
  • (B) is one in which two circular dots are formed as conductive films 10 b at positions facing the metal foil 31, respectively.
  • one of the two coatings serves as a starting point to assist dielectric breakdown.
  • the conductive coating 10 c is formed by forming three elongated strips of film in parallel along the width direction of the metal foil 31.
  • electric field concentration is likely to occur at the time of starting, so that starting at a low voltage is possible.
  • the width the more advantageous. For example, when the width is 2 mm or less, the starting voltage can be improved by about 1.5 kV as compared with a simple rectangular conductive film.
  • the conductive coating 10d has a jagged edge by forming a shape that combines a plurality of acute-angled triangles at the end. By setting it as such a shape, the circumference length can be made markedly longer than the rectangular conductive film of the same area. In addition, the electric field concentrates at a sharp point at the end, and starting with a low voltage is possible.
  • the conductive coating has been described by way of example in which the conductive coating is disposed so as to face the joint surface between the electrode and the metal foil.
  • the present invention is not limited to such a configuration. In other words, it is generally considered that the effect of starting assistance is relatively high when the distance between the metal foil and the conductive film is small.
  • the opposite of the sealing portion Even if it is formed on the side surface or further on both sides, the effect of starting assistance can be obtained. Therefore, in this invention, it is not limited on which side of a sealing part a conductive film is formed in relation to metal foil.
  • it is not limited to this positional relationship, For example, you may form and shift the position in the longitudinal direction of the metal foil 31 of the conductive film 10, and you may make one conductive film 10 into a shape different from that of the other. .
  • the present invention has been described as an invention applicable to a mercury-free discharge lamp that does not substantially contain mercury as a discharge medium. However, it does not prevent the use of the present invention in a mercury-containing discharge lamp. Absent. That is, since a mercury-free lamp has a high pressure in the discharge space and a large distance between the electrodes, a higher starting voltage is generally required, and the usefulness of the present invention that can reduce the starting voltage is useful. It can be said that the nature is high. However, there is no problem in applying to a discharge lamp containing mercury for the same purpose such as improving the starting characteristics.
  • FIGS. 28A and 28B are diagrams of a discharge lamp for a vehicle according to a seventh embodiment of the present invention, where FIG. 28A is an enlarged view of the vicinity of the sealing portion, and FIG. 28B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line XX ′.
  • FIG. 28A is an enlarged view of the vicinity of the sealing portion
  • FIG. 28B is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line XX ′.
  • a conductive film 10e having a flat portion 10e2 is formed so as to be surrounded by a raised portion 10e1 and a raised portion 10e1 at the edge. More specifically, the metal of the sealing part 12 in which the conductive film 10e such that the film thickness T1 of the raised part 10e1 is 0.00035 mm and the film thickness T2 of the flat part 10e2 is 0.00015 mm is set on the high voltage side. 2 mm each is formed on the front and back surfaces where the foil 31 is located.
  • a raised portion having a height higher than the plane portion extending in a direction substantially perpendicular to the formation surface on the conductive film 10e, an electric field is applied to the raised portion 10e1 when a starting voltage is applied. Since the dielectric barrier discharge is likely to occur due to the concentration, the startability can be further improved as compared with the case where the conductive coating 10e is formed in a simple planar shape.
  • the conductive film 10e provided with such a raised portion 10e1 is prepared by dropping a conductive solution prepared by mixing tin oxide and butyl acetate adjusted so as to reduce the surface tension with a dispenser, and sealing the liquid. After sufficiently spreading on the part 12, it can be formed by firing with a hydrogen burner or the like. After firing, the component of butyl acetate almost flies off, resulting in a conductive film having high transparency and a resistance value of about 100 k ⁇ .
  • a pattern 311 is formed on the half surface of the metal foil 31 on the electrode 32 side in order to suppress the occurrence of crack leakage.
  • This pattern 311 is formed by arranging a plurality of non-penetrating semicircular dents formed by, for example, irradiating a YVO4 laser, that is, on the foil surface as described in WO2008 / 129745A1 and WO2007 / 086527A1. Have fine irregularities.
  • the uneven shape of the pattern 311 promotes the polarization immediately after the start, and thus further improvement in startability can be expected. .
  • a lighting circuit that outputs continuously was used to test whether or not to start.
  • the lamp of Example 1 tended to have a lower starting voltage than the lamp of Conventional Example 1.
  • the lamp of the conventional example 1 was about 18 kV with poor startability among the tested lamps, whereas the lamp of the example 1 was started. It was about 16 kV even with a poor quality. From this, it can be said that the lamp of Example 1 has less starting variation and fewer lighting failures.
  • T1 / T2 should be 2 or more. That is, it is desirable to form the conductive film 9 so as to satisfy T1 / T2 ⁇ 2.
  • T1 / T2 is preferably 5 or less, and more preferably 3 or less.
  • the protruding portion 10e1 is not limited to the above-described form, and the size and location can be changed.
  • a cross section of the alternate long and short dash line YY ′ is a view of the cross section from the direction of the arrow (b)
  • a protrusion 121 is formed on the sealing portion 12 and includes the protrusion 121.
  • the raised portion 10e1 may be formed in a portion other than the edge portion of the conductive coating 10e by applying the conductive coating 10e on the surface of the sealing portion 12.
  • FIGS. 31A and 31B are diagrams for explaining a vehicle discharge lamp according to an eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 31A is an enlarged view of the vicinity of the sealing portion
  • FIG. 31B is an enlarged view of the alternate long and short dash line Z. .
  • the serrated portion 10e3 including a plurality of protrusions protruding outward in the width direction of the film provided with a plurality of jagged teeth, such as saw teeth, is formed on the edge of the conductive coating 10e.
  • the serrated portion 10e3 is formed at the edge portion of the conductive coating 10e.
  • the electric field is easily concentrated on the tip portion thereof, so that dielectric barrier discharge can be easily generated at the time of starting.
  • the startability can be improved by forming the sawtooth portion 10e3 at the edge of the conductive film 10e.
  • the conductive film 10e provided with the serrated portion 10e3 at such an edge can be formed by increasing the dropping height of the conductive solution.
  • the conductive coating 10e has a crown shape having both the raised portion 10e1 and the sawtooth portion 10e3 as shown in FIG.
  • the starting voltage can be lowered by about 4 kV as compared to the case of a flat film having the same area with smooth edges.
  • the protruding part 10e1 and the serrated part 10e3 it is desirable for both front-end
  • FIG. 33 is a view for explaining a vehicle discharge lamp according to a ninth embodiment of the present invention.
  • a conductive film 10f made of ITO having a film thickness of 100 nm is formed on the inner surface of the outer tube 5 in the vicinity of the sealing portion 12 on the high pressure side.
  • the conductive film 10f can be formed by, for example, a method in which a conductive solution is sucked into the outer tube 5 and dried and then unnecessary portions are removed.
  • FIG. 34 is a view for explaining a vehicle discharge lamp according to a tenth embodiment of the present invention.
  • a conductive coating 10f is formed on the inner surface of the outer tube 5 near the low pressure side sealing portion 12, and a conductive coating 10g is formed on the high pressure side sealing portion 12.
  • the conductive film 10g has a structure in which a recess 122 is formed in the sealing portion 11 and a film is formed in the recess 122.
  • the distance between the conductive coating 10g and the metal foil 31 is shortened, so that even higher effects can be expected, and the range and thickness of the film can be easily controlled, so that variation in characteristics can be reduced. Further, there is an advantage that the film forming process becomes easy.
  • the discharge start voltage of the lamp having such a configuration is 13.3 kV, and the effect of improving the startability is remarkable even when compared with the discharge lamps of other examples.
  • the conductive coating 10g is formed on the high-pressure side sealing portion 12 and the conductive coating 10e is formed on the inner surface of the outer tube 5 in the vicinity of the low-pressure side sealing portion 12, so that the dielectric barrier discharge is generated in the light emitting portion. It is thought that the fact that it occurs in the vicinity of 11 has an influence. Therefore, when a conductive film is formed on each of the inner and outer tubes, it is preferable that the light emitting unit 11 is sandwiched so as to generate a dielectric barrier discharge in the vicinity of the light emitting unit 11.
  • FIG. 35 is a view for explaining a vehicle discharge lamp device according to an eleventh embodiment of the present invention.
  • a negative high voltage pulse is applied to the high voltage side sealing portion on which the conductive film is formed.
  • This “negative high-pressure pulse” is a pulse generated on the negative side immediately after application as shown in FIG. 35.
  • the pulse peak value 24 kV
  • Such a pulse can be generated by reversing the winding direction of the transformer.
  • Embodiment 2 The discharge lamp device of this embodiment (hereinafter referred to as Embodiment 2) and the discharge lamp device that applies a positive high-pressure pulse (hereinafter referred to as Conventional Example 2) were tested for measuring the starting voltage and its variation. It was. The results are shown in FIGS. 36 (a) and (b), respectively.
  • Example 2 the average value of the starting voltage is the same in Example 2 and Conventional Example 2 or slightly lower in Conventional Example 2.
  • the variation in the starting voltage is lower in Example 2. This is presumably because the high-pressure pulse has a negative polarity to further obtain the ⁇ effect of releasing secondary electrons from the surface of the conductive coating. That is, in Example 2, since the generation of the dielectric barrier discharge is assisted, it is considered that the starting probability is increased and the variation is reduced. If the start-up variation is reduced in this way, it is not necessary to design a transformer with a margin for pulse output, so that the transformer can be reduced in size and cost. It should be noted that a higher effect can be expected when the conductive coating is formed on both surfaces of the sealing portion.
  • FIG. 36 (a) shows the starting voltage distribution when a positive high voltage pulse is applied to a lamp without a conductive film
  • FIG. 36 (b) shows a starting voltage distribution when a negative high voltage pulse is applied.
  • the change in the starting voltage when the fall time of the negative high voltage pulse applied to the lamp was changed was tested.
  • the average value of the starting voltage is slightly lower than that of about 110 ns, but the standard deviation is 1.5 times. turn into.
  • the fall time of the negative high voltage pulse is preferably 180 ns or less, and more preferably 110 ns or less. This embodiment is more effective when combined with the following configuration.
  • Argon is sealed in the space 51.
  • argon is more easily ionized, that is, a gas with lower ionization energy. Therefore, when a negative high voltage pulse is applied at the time of start-up, the amount of secondary electrons emitted is increased and dielectric barrier discharge is likely to occur.
  • noble gases such as neon and xenon also correspond to gases having low ionization energy.
  • neon is too low in temperature of the light emitting unit 11 and easily escapes from the space 51 during the lifetime, and xenon and krypton are emitted from the light emitting unit 11. This is not suitable for practical use because the temperature of the water rises too much.
  • argon is optimal because the startability can be further improved by the ⁇ effect while maintaining the temperature of the light emitting unit 11 at a certain level.
  • Argon is not limited to a simple substance, but is included in this range when the majority, for example, 90% or more of the total is argon.
  • the gas pressure is preferably 0.3 atm or less, more preferably 0.1 atm or less.
  • both high voltage starting A positive high voltage pulse is applied to one electrode mount 3 and a negative high voltage pulse is applied to the other electrode mount 3 at the time of starting (hereinafter, both high voltage starting).
  • both high voltage starting By adopting a configuration of both high-voltage starting, it is possible to reduce the size of the circuit and easily ensure insulation while maintaining good startability. For example, in the case of a lamp that requires a high-voltage pulse of 20 kV for starting when it is applied only to one side, it starts only by applying a high-voltage pulse of about 10 kV, which is about half of that to one side. Can be substituted. Since such a transformer is small, the degree of freedom in the layout design of the circuit members is increased, and insulation can be easily ensured, leading to cost reduction. This merit is particularly significant when the size is limited, such as a lighting circuit integrated vehicle discharge lamp device as shown in FIG. In the case of both high-pressure start configurations, it is optimal that the waveforms have the same phase and are reversed in polarity.
  • the peak values of the positive and negative high voltage pulses need not be the same, and may be changed as desired.
  • the peak value of the high voltage pulse on the 1st side (socket side) may be higher than the peak value of the high voltage pulse on the 2nd side (support wire side).
  • a metal member called a shade for light distribution control is arranged near the tip of the lamp, so that when a high voltage pulse is applied to the support wire 34 side, a voltage leaks to the shade.
  • the occurrence of leakage can be suppressed by reducing the ratio of the peak value of the high voltage pulse on the 2nd side (support wire side).
  • the present invention described above is used as a lighting device for various uses such as a vehicle headlamp, a fog lamp, other vehicle lighting, or outdoor lighting, which can achieve light emission efficiency and life characteristics equivalent to those of a conventional product while having low power consumption. can do.

Landscapes

  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
  • Discharge Lamp (AREA)

Abstract

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（１１）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（３２）が配置される放電空間を有し、下記式を満足することを特徴とする。 －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］

Description

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
　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（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。
－４０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦４０　　　…（式１）

　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の実施例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上部の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の実施例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の実施例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の実施例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の実施例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の実施例の放電ランプを説明するための図である。 金属バンドと導電膜の距離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。 金属バンドと金属箔の距離ｃおよび金属バンドと導電膜の距離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の実施例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。 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８の実施例の放電ランプを説明するための図である。 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９の実施例の放電ランプを説明するための図である。 本発明の第１０の実施例の放電ランプを説明するための図である。 本発明の第１１の実施例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について説明するための図である。
　（第１の実施例）
　図１および図２を参照して、本発明の実施例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例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。
　本実施例の放電ランプは、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、１０～４０ｍｍ３、特に２０～３０ｍｍ３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どうしの先端間の距離が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、ここでいう発光部の温度とは、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、とく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、とく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８９．５ｍｍ３、放電空間は容積が２０ｍｍ３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ＳｃＩ３：ＮａＩ：ＺｎＩ２：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（式１）を満足すると良好な特性を示すことがわかった。
－４０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦４０　　　…（式１）
　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（式１）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（式１）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（式２）で表現することができる。
２０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦４０　　　　…（式２）
　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（式３）で表現することができる。
－２０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦２０　　　　…（式３）
　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（式４）で表すことができる。
－４０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦－２０　　　　…（式４）
　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つとして実施例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１２４．５ｍｍ３と実施例の肉量Ｖである８９．５ｍｍ３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５０ｍｍ３～１００ｍｍ３、望ましくは６０ｍｍ３～９０ｍｍ３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／ｃｍ３）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の実施例）
　図１０は、本発明の第２の実施例の車両用放電ランプについて説明するための図である。以降の実施例の各部は、第１の実施例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。
　この実施例では、金属バンド７１を装着する位置を第１の実施例よりも発光部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、この実施例では、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側の溶着部の長さは変えず、溶着部の位置を従来よりもランプ先端側に変更したため、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０に近づくことで、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、本例のようにランプ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補助を兼ねさせるのが最も効率的である。
　（第３の実施例）
　図１２は、本発明の第３の実施例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の実施例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／ｍｍ２（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の実施例）
　図１８は、本発明の第４の実施例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。
　上記実施例は、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、本実施例は、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。すなわちランプのバーナー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の実施例と同様に、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は本実施例ではケース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。
　本実施例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。
　本実施例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、本実施例によりその課題が解決される。
　また、本実施例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、本実施例のように、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、本実施例では、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の実施例）
　図２１は、本発明の第５の実施例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の実施例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、本実施例のように、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、本実施例では、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の実施例）
　図２２は、本発明の第６の実施例の車両用放電ランプの全体図である。
　この実施例では、第１、第２の実施例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１０６Ω／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どうし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１０ｍｍ２、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、本発明との関係でとく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（＝０ｍｍ２）の場合と比較して、３ｍｍ２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の実施例）
　図２８は、本発明の第７の実施例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。
　この実施例では、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７ｍｍ２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、この実施例では、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ＹＶＯ４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。
　この実施例のランプ（以下、実施例１）と均一な膜厚の導電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、上記の形態に限定されず、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の実施例）
　図３１は、本発明の第８の実施例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。
　本実施例では、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の実施例）
　図３３は、本発明の第９の実施例の車両用放電ランプについて説明するための図である。
　この実施例では、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の実施例）
　図３４は、本発明の第１０の実施例の車両用放電ランプについて説明するための図である。
　この実施例では、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、他の実施例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の実施例）
　図３５は、本発明の第１１の実施例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。
　この実施例では、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。
　この実施例の放電ランプ装置（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３６（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、本実施例は、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の実施例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。
　以上説明した本発明は、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。

Claims (16)

  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（式１）を満足することを特徴とする、車両用放電ランプ。
    －４０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦４０　　　…（式１）
    　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（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。
    ２０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦４０　　　…（式２）
    　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（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。
    －２０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦２０　　　…（式３）
    　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（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。
    －４０≦（ａ－３５）×５．５＋（ｘ－１３．５）×１０＋（１．８５－ｔ）×１００＋（２．５－ｄ）×１００≦－２０　 …（式４）
    　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. 　放電空間内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、前記発光部の肉量Ｖが５０ｍｍ３～１００ｍｍ３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. 　前記電極は、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４の何れかに記載の車両用放電ランプ。
  7. 　前記発光部を覆うように外管が設けられ、前記発光部と前記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、前記ガスの熱伝導率λが０．０１～０．０３Ｗ／ｍ・Ｋであるとともに、前記発光部の外径が最大となる部位と前記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４の何れかに記載の車両用放電ランプ。
  8. 　前記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、前記発光部を覆うように設けられ、かつそれら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、前記金属箔と前記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４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、前記放電空間に封入された放電媒体と、前記封止部に封着された電極マウントと、前記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、
    　前記内管と前記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、前記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４の何れかに記載の車両用放電ランプ。
  10. 　前記外管の外周面には金属部材が設けられており、前記導電性被膜と前記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. 　前記電極マウントは前記封止部に気密に封着される金属箔を備えており、前記導電性被膜は、少なくとも前記金属箔に対向する面に沿って延在し、複数の幾何学形状を組み合わせてなる形態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。
  12. 　前記導電性被膜は、膜厚が大きく形成された隆起部または／および縁部に膜の幅方向外側に突出する複数の突起を含む鋸歯状部を備えてい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。
  13. 　請求項９に記載の車両用放電ランプと、
    　前記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、
    　前記点灯回路では、始動時に負極性の高圧パルスが生成され、前記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。
  14. 　請求項１～請求項４の何れかに記載の車両用放電ランプと、
    　前記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、
    　前記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、前記放電ランプの前記電極に安定点灯時に流れる電流断面積が６～１５Ａ／ｍｍ２であることを特徴とする車両用放電ランプ装置。
  15. 　請求項１～請求項４の何れかに記載の車両用放電ランプのバーナーと、前記バーナーをその前端側に保持する回路部とを具備し、管軸が略水平の状態で点灯される点灯回路一体型の車両用放電ランプ装置であって、
    　前記回路部は、ケースと、トランスと、前記トランスにより高圧パルスを生成し、前記バーナーを始動する第１の回路素子群と、前記バーナーに定格電力を供給する第２の回路素子群と、前記ケースから突出するように配置されたコネクタとを備えており、
    　前記トランスは、前記ケース内の前端側に配置されていることを特徴とする点灯回路一体型の車両用放電ランプ装置。
  16. 　請求項１～請求項４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、
    　前記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。
PCT/JP2010/001519 2009-03-06 2010-03-04 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 WO2010100935A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/254,997 US8436536B2 (en) 2009-03-06 2010-03-04 Vehicle discharge lamp, vehicle discharge lamp device, lighting circuit combined type vehicle discharge lamp device, and lighting circuit
EP10748534.4A EP2405464A4 (en) 2009-03-06 2010-03-04 VEHICLE DISCHARGING LAMP, VEHICLE DISCHARGE LAMP UNIT, VEHICLE AND LIGHT CIRCUIT DISCHARGE LAMP UNIT COMBINED WITH LIGHT CIRCUIT

Applications Claiming Priority (24)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-053980 2009-03-06
JP2009053980 2009-03-06
JP2009105325A JP5418886B2 (ja) 2009-04-23 2009-04-23 放電ランプおよびその製造方法
JP2009-105325 2009-04-23
JP2009-110266 2009-04-30
JP2009110266A JP2010262740A (ja) 2009-04-30 2009-04-30 放電ランプ
JP2009116304 2009-05-13
JP2009-116304 2009-05-13
JP2009151197A JP2011009060A (ja) 2009-06-25 2009-06-25 放電ランプ装置
JP2009151196 2009-06-25
JP2009-151196 2009-06-25
JP2009-151197 2009-06-25
JP2009-152041 2009-06-26
JP2009152041 2009-06-26
JP2009-243474 2009-10-22
JP2009243474A JP5493694B2 (ja) 2009-06-25 2009-10-22 放電ランプ
JP2009246663A JP2011029134A (ja) 2009-06-26 2009-10-27 放電ランプ装置、放電ランプおよび点灯回路
JP2009-246663 2009-10-27
JP2009-246662 2009-10-27
JP2009246662A JP2010232159A (ja) 2009-03-06 2009-10-27 放電ランプおよびその製造方法
JP2009253182 2009-11-04
JP2009-253182 2009-11-04
JP2009-268959 2009-11-26
JP2009268959 2009-11-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010100935A1 true WO2010100935A1 (ja) 2010-09-10

Family

ID=45090734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/001519 WO2010100935A1 (ja) 2009-03-06 2010-03-04 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

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8436536B2 (ja)
EP (1) EP2405464A4 (ja)
WO (1) WO2010100935A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011135493A3 (en) * 2010-04-29 2011-12-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of driving a hid lamp
JP2012146578A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Koito Mfg Co Ltd 車両用放電バルブ
JP2013026069A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Harison Toshiba Lighting Corp 放電ランプおよび放電ランプ装置
JP2013033711A (ja) * 2011-06-28 2013-02-14 Koito Mfg Co Ltd 放電ランプ
EP2894656A1 (en) * 2012-09-10 2015-07-15 Toshiba Lighting & Technology Corporation Metal halide lamp
JP2016072002A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 東芝ライテック株式会社 放電ランプ

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010019679A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-30 Automotive Lighting Reutlingen GmbH, 72762 Lichtquelle mit einer Gasentladungslampe und Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Lichtquelle
JP6202462B2 (ja) * 2012-11-30 2017-09-27 東芝ライテック株式会社 放電ランプおよび車両用灯具
JP2017098009A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 東芝ライテック株式会社 放電ランプ
JP2018085222A (ja) * 2016-11-24 2018-05-31 東芝ライテック株式会社 放電ランプ、車両用灯具、および車両用照明装置
JP2018092829A (ja) * 2016-12-06 2018-06-14 東芝ライテック株式会社 放電ランプ、車両用照明装置、および車両用灯具
JP6850434B2 (ja) * 2017-04-26 2021-03-31 東芝ライテック株式会社 放電ランプ

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2007013530A1 (ja) * 2005-07-28 2007-02-01 Harison Toshiba Lighting Corp. メタルハライドランプ、メタルハライドランプ点灯装置および前照灯
WO2007086527A1 (ja) 2006-01-26 2007-08-02 Harison Toshiba Lighting Corp. メタルハライドランプ
WO2007093525A1 (de) 2006-02-15 2007-08-23 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hochdruckentladungslampe
JP2008016434A (ja) * 2006-06-08 2008-01-24 Harison Toshiba Lighting Corp メタルハライドランプ
JP2008084550A (ja) * 2006-09-25 2008-04-10 Toshiba Lighting & Technology Corp 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置
WO2008129745A1 (ja) 2007-04-05 2008-10-30 Harison Toshiba Lighting Corp. 箔シールランプ
JP2009043446A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Harison Toshiba Lighting Corp メタルハライドランプ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
JP2000057994A (ja) * 1998-08-04 2000-02-25 Stanley Electric Co Ltd ダブルエンド型低電力メタルハライドランプ
JP4320379B2 (ja) * 2003-12-22 2009-08-26 ハリソン東芝ライティング株式会社 メタルハライドランプおよびメタルハライドランプ点灯装置
US7930013B2 (en) 2005-06-29 2011-04-19 Compumedics Limited Sensor assembly with conductive bridge
US20090129070A1 (en) * 2005-07-05 2009-05-21 Harison Toshiba Lighting Corporation Metal halide lamp and lighting device using therewith
USRE45342E1 (en) * 2007-03-12 2015-01-20 Koninklijke Philips N.V. Low power discharge lamp with high efficacy

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2007013530A1 (ja) * 2005-07-28 2007-02-01 Harison Toshiba Lighting Corp. メタルハライドランプ、メタルハライドランプ点灯装置および前照灯
WO2007086527A1 (ja) 2006-01-26 2007-08-02 Harison Toshiba Lighting Corp. メタルハライドランプ
WO2007093525A1 (de) 2006-02-15 2007-08-23 Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung Hochdruckentladungslampe
JP2008016434A (ja) * 2006-06-08 2008-01-24 Harison Toshiba Lighting Corp メタルハライドランプ
JP2008084550A (ja) * 2006-09-25 2008-04-10 Toshiba Lighting & Technology Corp 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置
WO2008129745A1 (ja) 2007-04-05 2008-10-30 Harison Toshiba Lighting Corp. 箔シールランプ
JP2009043446A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Harison Toshiba Lighting Corp メタルハライドランプ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2405464A4

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011135493A3 (en) * 2010-04-29 2011-12-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of driving a hid lamp
US9107276B2 (en) 2010-04-29 2015-08-11 Koninklijke Philips N.V. Method of driving an arc-discharge lamp
JP2012146578A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Koito Mfg Co Ltd 車両用放電バルブ
JP2013033711A (ja) * 2011-06-28 2013-02-14 Koito Mfg Co Ltd 放電ランプ
JP2013026069A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Harison Toshiba Lighting Corp 放電ランプおよび放電ランプ装置
EP2894656A1 (en) * 2012-09-10 2015-07-15 Toshiba Lighting & Technology Corporation Metal halide lamp
EP2894656A4 (en) * 2012-09-10 2016-05-25 Toshiba Lighting & Technology METAL HALOGEN LAMP
JP2016072002A (ja) * 2014-09-29 2016-05-09 東芝ライテック株式会社 放電ランプ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2405464A4 (en) 2014-09-17
EP2405464A1 (en) 2012-01-11
US8436536B2 (en) 2013-05-07
US20120056539A1 (en) 2012-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010100935A1 (ja) 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
JP5428957B2 (ja) 車両用放電ランプ、および車両用放電ランプ装置
US8339023B2 (en) Discharge lamp
WO2012176493A1 (ja) 車両用の水銀フリーメタルハライドランプおよびメタルハライドランプ装置
JP2012038612A (ja) 車両用の水銀フリーメタルハライドランプ
EP2894656A1 (en) Metal halide lamp
US8242678B2 (en) Automotive discharge lamp
JP2010086742A (ja) 放電ランプおよび放電ランプ装置
JP2006318731A (ja) メタルハライド放電ランプおよびメタルハライド放電ランプシステム
US9245729B2 (en) Discharge lamp and vehicle lamp
JP5090244B2 (ja) 放電ランプおよび放電ランプ装置
JP2010049983A (ja) メタルハライドランプおよび自動車前照灯
US20090230876A1 (en) Metal halide discharge lamp and metal halide discharge lamp system
JP4443868B2 (ja) メタルハライドランプおよび照明装置
US7417377B2 (en) Blended light lamp
WO2011143134A2 (en) Improved fluorescent flat panel lamp for increased lumen output
JP2011029134A (ja) 放電ランプ装置、放電ランプおよび点灯回路
JP3655686B2 (ja) 希ガス放電灯及び原稿照射装置
JP2018092829A (ja) 放電ランプ、車両用照明装置、および車両用灯具
JP2008262855A (ja) 自動車前照灯用メタルハライドランプ
JP2005100852A (ja) メタルハライドランプおよび照明装置
TWI679677B (zh) 放電燈
JP2001167732A (ja) 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
JP2010232159A (ja) 放電ランプおよびその製造方法
WO2014083896A1 (ja) 放電ランプおよび車両用灯具

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10748534

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010748534

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13254997

Country of ref document: US