特許 6202462 放電ランプおよび車両用灯具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6202462

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】放電ランプおよび車両用灯具

(51)【国際特許分類】

   H01J 61/88 20060101AFI20170914BHJP

   H01J 61/30 20060101ALI20170914BHJP

   H01J 61/36 20060101ALI20170914BHJP

   F21S 8/10 20060101ALI20170914BHJP

   H01J 61/18 20060101ALI20170914BHJP

   F21W 101/10 20060101ALN20170914BHJP

   F21Y 101/00 20160101ALN20170914BHJP

【ＦＩ】

   H01J61/88 C

   H01J61/30 R

   H01J61/36 B

   F21S8/10 150

   H01J61/18

   F21W101:10

   F21Y101:00 300

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-262997(P2012-262997)

(22)【出願日】2012年11月30日

(65)【公開番号】特開2014-110111(P2014-110111A)

(43)【公開日】2014年6月12日

【審査請求日】2015年9月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100157901

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 達哲

(72)【発明者】

【氏名】出口 誠

【審査官】 鳥居 祐樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−１８３２４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２７２６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１６２０６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３８６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２８３０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０４１６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２４３３４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｊ ６１／８８

Ｆ２１Ｓ ８／１０

Ｈ０１Ｊ ６１／１８

Ｈ０１Ｊ ６１／３０

Ｈ０１Ｊ ６１／３６

Ｆ２１Ｗ １０１／１０

Ｆ２１Ｙ １０１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インジウムのハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物が封入された放電空間を内部に有する発光部と；
前記放電空間の内部に突出し、所定の距離を置いて対向配置させた一対の電極と；
前記発光部の前記一対の電極が延びる方向の両端部にそれぞれ設けられ、前記電極の前記放電空間側とは反対側の端部が内部に設けられた封止部と；
前記封止部の内部に設けられた前記電極の外側に巻きつけられたコイルと；
を具備し、
前記金属ハロゲン化物に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合は、０．１ｗｔ％以上、０．３３ｗｔ％以下であり、
前記放電空間の前記一対の電極が延びる方向と直交する方向であって、前記放電空間の最も長い部分の寸法は、１．５ｍｍ以上、２．３ｍｍ以下であり、
前記封止部と、前記電極と、の間には、隙間が設けられている放電ランプ。

【請求項2】

前記放電ランプの点灯と消灯を行うことで、前記隙間にインジウムのハロゲン化物が設けられる請求項１記載の放電ランプ。

【請求項3】

前記金属ハロゲン化物は、ナトリウムのハロゲン化物、スカンジウムのハロゲン化物、および亜鉛のハロゲン化物をさらに含む請求項１または２に記載の放電ランプ。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１つに記載の放電ランプと；
前記放電ランプに電気的に接続された点灯回路と；
を具備した車両用灯具。

【請求項5】

前記放電ランプに設けられた一対の電極が水平となるように前記放電ランプが取り付けられた請求項４記載の車両用灯具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

後述する実施形態は、概ね、放電ランプおよび車両用灯具に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境面から放電ランプの低電力化が図られている。しかしながら、低電力とすると、電流が少なくなるため、電極間の放電が不安定となるおそれがある。さらに、点灯により放電ランプの発光部の温度が上昇すると、管電圧（電極間の電圧）が上昇することで電流がさらに小さくなり、ちらつきが発生したり、不灯に至るおそれもある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−１７２０５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、製品寿命中における管電圧の上昇を抑制することができる放電ランプおよび車両用灯具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る放電ランプは、インジウムのハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物が封入された放電空間を内部に有する発光部と；前記放電空間の内部に突出し、所定の距離を置いて対向配置させた一対の電極と；前記発光部の前記一対の電極が延びる方向の両端部にそれぞれ設けられ、前記電極の前記放電空間側とは反対側の端部が内部に設けられた封止部と；前記封止部の内部に設けられた前記電極の外側に巻きつけられたコイルと；を具備している。そして、前記金属ハロゲン化物に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合は、０．１ｗｔ％以上、０．３３ｗｔ％以下であり、前記放電空間の前記一対の電極が延びる方向と直交する方向であって、前記放電空間の最も長い部分の寸法は、１．５ｍｍ以上、２．３ｍｍ以下であり、前記封止部と、前記電極と、の間には、隙間が設けられている。

【発明の効果】

【0006】

本発明の実施形態によれば、製品寿命中における管電圧の上昇を抑制することができる放電ランプおよび車両用灯具を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態に係る放電ランプ１００を例示するための模式図である。

【図2】インジウムのハロゲン化物の割合と、管電圧の変化との関係を例示するためのグラフ図である。

【図3】温度降下の様子を例示するための模式グラフ図である。

【図4】インジウムのハロゲン化物の割合と、光束の低下との関係を例示するためのグラフ図である。

【図5】温度降下の様子を例示するための模式グラフ図である。

【図6】車両用灯具２００の構成を例示するための模式図である。

【図7】車両用灯具２００の回路を例示するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

第１の発明は、インジウムのハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物が封入された放電空間を内部に有する発光部と；前記放電空間の内部に突出し、所定の距離を置いて対向配置させた一対の電極と；前記発光部の前記一対の電極が延びる方向の両端部にそれぞれ設けられ、前記電極の前記放電空間側とは反対側の端部が内部に設けられた封止部と；前記封止部の内部に設けられた前記電極の外側に巻きつけられたコイルと；を具備し、前記金属ハロゲン化物に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合は、０．１ｗｔ％以上、０．３３ｗｔ％以下であり、前記放電空間の前記一対の電極が延びる方向と直交する方向であって、前記放電空間の最も長い部分の寸法は、１．５ｍｍ以上、２．３ｍｍ以下であり、前記封止部と、前記電極と、の間には、隙間が設けられている放電ランプである。
この放電ランプによれば、製品寿命中における管電圧の上昇を抑制することができる。

【0010】

第２の発明は、第１の発明において、前記放電ランプの点灯と消灯を行うことで、前記隙間にインジウムのハロゲン化物が設けられる放電ランプである。
この放電ランプによれば、製品寿命中における管電圧の上昇をより確実に抑制することができる。
第３の発明は、第１または第２の発明において、前記金属ハロゲン化物は、ナトリウムのハロゲン化物、スカンジウムのハロゲン化物、および亜鉛のハロゲン化物をさらに含む放電ランプである。

【0011】

第４の発明は、上記のいずれか１つに記載の放電ランプと；前記放電ランプに電気的に接続された点灯回路と；を具備した車両用灯具である。
この車両用灯具によれば、製品寿命中における管電圧の上昇を抑制することができる。

【0012】

第５の発明は、第４の発明において、前記放電ランプに設けられた一対の電極が水平となるように前記放電ランプが取り付けられた車両用灯具である。
この車両用灯具によれば、水平点灯を行うことができる。

【0013】

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本発明の実施形態に係る放電ランプは、例えば、自動車の前照灯に用いられるＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプとすることができる。また、自動車の前照灯に用いられるＨＩＤランプとする場合には、いわゆる水平点灯を行うものとすることができる。
本発明の実施形態に係る放電ランプの用途は、自動車の前照灯に限定されるわけではないが、ここでは一例として、放電ランプが自動車の前照灯に用いられるＨＩＤランプである場合を例に挙げて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る放電ランプ１００を例示するための模式図である。
なお、図１においては、放電ランプ１００を自動車に取り付けた場合に、前方となる方向を前端側、その反対方向を後端側、上方となる方向を上端側、下方となる方向を下端側としている。
図１に示すように、放電ランプ１００には、バーナー１０１、ソケット１０２が設けられている。

【0014】

バーナー１０１には、内管１、外管５、発光部１１、封止部１２、電極マウント３、サポートワイヤ３５、スリーブ４、金属バンド７１が設けられている。
内管１は、円筒状を呈し、透光性と耐熱性を有した材料から形成されている。内管１は、例えば、石英ガラスなどから形成することができる。
外管５は、内管１の外側に内管１と同芯に設けられている。すなわち、二重管構造となっている。

【0015】

外管５と内管１との接続は、内管１の円筒部１４付近に外管５を溶着することにより行うことができる。内管１と外管５との間に形成された閉空間には、ガスが封入されている。封入されるガスは、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、またはこれらの混合ガスとすることができる。ガスの封入圧力は、例えば、常温（２５℃）で０．３ａｔｍ以下、特に０．１ａｔｍ以下とすることが好ましい。

【0016】

外管５は、内管１の材料の熱膨張係数に近く、かつ紫外線遮断性を有する材料から形成することが好ましい。外管５は、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から形成することができる。

【0017】

発光部１１は、断面形状が楕円形を呈し、内管１の中央付近に設けられている。発光部１１の内部には、中央部分がほぼ円柱状で、両端がテーパ状にすぼまっている放電空間１１１が設けられている。
放電空間１１１の一対の電極３２が延びる方向と直交する方向であって、放電空間１１１の最も長い部分の寸法ｄ（以下、発光部１１の内径の最も長い部分の寸法ｄと称する）は、１．５ｍｍ以上、２．３ｍｍ以下とすることが好ましい。発光部１１の内径の最も長い部分の寸法ｄは、例えば、中央部分の内壁１１ａ間の寸法（中央部分が円柱状の場合には直径寸法）である。
なお、発光部１１の内径の最も長い部分の寸法ｄに関する詳細は後述する。

【0018】

放電空間１１１には、放電媒体が封入されている。放電媒体は、金属ハロゲン化物２と、不活性ガスとを含む。
すなわち、発光部１１は、インジウムのハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物２が封入された放電空間１１１を内部に有する。

【0019】

金属ハロゲン化物２は、インジウムのハロゲン化物、ナトリウムのハロゲン化物、スカンジウムのハロゲン化物、および亜鉛のハロゲン化物を含む。ハロゲンとしては、例えば、ヨウ素を例示することができる。ただし、ヨウ素の代わりに臭素や塩素などを用いることもできる。

【0020】

金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合（インジウムのハロゲン化物の重量÷インジウムのハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物２の重量×１００）は、０．１ｗｔ％以上、０．３３ｗｔ％以下とすることができる。
この場合、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合は、初期状態（例えば、未使用の放電ランプ１００）の場合である。後述するように、放電ランプ１００の点灯と消灯を繰り返すことで、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合は徐々に低下する。
なお、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合に関する詳細は後述する。

【0021】

放電空間１１１に封入される不活性ガスは、例えば、キセノンとすることができる。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、全光束を増加させるためには、封入圧力を常温（２５℃）で１０ａｔｍ以上、２０ａｔｍ以下にすることが好ましい。また、キセノンの他に、ネオン、アルゴン、クリプトンなどを用いたり、これらを組み合わせた混合ガスを用いることもできる。

【0022】

封止部１２は、板状を呈し、発光部１１の両端に設けられている。すなわち、封止部１２は、板状を呈し、発光部１１の一対の電極３２が延びる方向の両端部にそれぞれ設けられている。
封止部１２は、例えば、ピンチシール法を用いて形成することができる。なお、封止部１２は、シュリンクシール法により形成され、円柱状を呈したものであってもよい。
一方の封止部１２の発光部１１側とは反対側の端部には、境界部１３を介して円筒部１４が連続的に形成されている。

【0023】

電極マウント３は、封止部１２の内部に設けられている。
電極マウント３には、金属箔３１、電極３２、コイル３３、リード線３４が設けられている。
金属箔３１は、薄板状を呈し、例えば、モリブデンから形成されている。

【0024】

電極３２は、円柱状を呈し、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形成されている。なお、電極３２の材料は、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。

【0025】

電極３２の一端は、金属箔３１の発光部１１側の端部に溶接されている。電極３２の他端は、放電空間１１１内に突出している。電極３２は、先端同士が所定の距離を保って互い対向するように配置されている。
すなわち、一対の電極３２は、放電空間１１１の内部に突出し、所定の距離を置いて対向配置されている。

【0026】

電極３２の先端同士の間の距離は、例えば、３．４ｍｍ以上、４．４ｍｍ以下とすることができる。
また、電極３２の形状は、径が管軸方向に一定の円柱状でなくてもよい。例えば、電極３２の形状は、先端部の径を基端部の径よりも大きくした非円柱状であってもよいし、先端が球体であってもよいし、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。

【0027】

コイル３３は、例えば、ドープタングステンからなる金属線から形成することができる。コイル３３は、封止部１２の内部に設けられた電極３２の外側に巻きつけられている。この場合、例えば、コイル３３の線径は３０μｍ〜１００μｍ程度、コイルピッチは６００％以下とすることができる。
なお、コイル３３の作用効果に関する詳細は後述する。

【0028】

リード線３４は、例えば、モリブデンからなる金属線とすることができる。リード線３４の一端は、金属箔３１の発光部１１側とは反対側の端部に載置されている。リード線３４の他端は、内管１の外部にまで延びている。

【0029】

サポートワイヤ３５は、Ｌ字状を呈し、放電ランプ１００の前端側から出ているリード線３４の端部に接続されている。サポートワイヤ３５とリード線３４との接続は、レーザ溶接により行うことができる。サポートワイヤ３５は、例えば、ニッケルから形成することができる。
スリーブ４は、サポートワイヤ３５の内管１と平行に延びる部分を覆っている。スリーブ４は、例えば、円筒状を呈し、セラミックから形成されたものとすることができる。
金属バンド７１は、外管５の後端側の外周面に固定されている。

【0030】

ソケット１０２には、本体部６、取り付け金具７２、底部端子８１、側部端子８２が設けられている。
本体部６は、樹脂などの絶縁性材料から形成されている。本体部６の内部には、リード線３４、サポートワイヤ３５、およびスリーブ４の後端側が設けられている。

【0031】

取り付け金具７２は、本体部６の前端側の端部に設けられている。取り付け金具７２は、本体部６から突出しており、金属バンド７１を保持する。取り付け金具７２により金属バンド７１を保持することで、バーナー１０１がソケット１０２に保持される。

【0032】

底部端子８１は、本体部６の後端部側の内部に設けられている。底部端子８１は、導電性材料から形成され、リード線３４と電気的に接続されている。
側部端子８２は、本体部６の後端部側の側壁に設けられている。側部端子８２は、導電性材料から形成され、サポートワイヤ３５と電気的に接続されている。

【0033】

そして、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２０５（図７を参照）と接続される。自動車の前照灯の場合には、放電ランプ１００の中心軸がほぼ水平の状態で、かつサポートワイヤ３５がほぼ下端側（下方）に位置するように取り付けられる。そして、この様な方向に取り付けられた放電ランプ１００を点灯することを水平点灯という。

【0034】

ここで、放電ランプ１００を点灯すると発光部１１の温度が上昇する。発光部１１の温度が上昇すると、金属ハロゲン化物２の蒸発量が増加する。この場合、ナトリウムのハロゲン化物、スカンジウムのハロゲン化物、および亜鉛のハロゲン化物が蒸発して管電圧に寄与している。

【0035】

放電空間１１１における蒸発したハロゲン化物の量が増加すると、発光量が増加するとともに発光部１１の温度がさらに上昇する。発光部１１の温度がさらに上昇すると、放電空間１１１における蒸発したハロゲン化物の量がさらに増加する。そして、放電空間１１１における蒸発したハロゲン化物の量が増加すると、管電圧が上昇する。また、長時間点灯することで発光部１１がハロゲン化物と化学反応することで透過率が減少してしまうため、発光部１１の温度が上昇する。
つまり、放電ランプ１００を点灯すると時間の経過とともに管電圧が上昇し易くなる。

【0036】

自動車の前照灯などに用いられる放電ランプ１００は、後述するバラスト回路などにより定格時の電力がほぼ一定となるように制御される。そのため、管電圧が上昇すると、電流が小さくなり放電が抑制されるので、不灯に至るおそれがある。
この場合、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合を少なくすれば、管電圧の上昇を抑制することができる。しかしながら、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合を単に少なくすれば、点灯開始時に蒸発したインジウムのハロゲン化物の量が少なくなり、管電圧が低くなることで電流が大きくなりすぎるおそれがある。

【0037】

またさらに、放電ランプ１００の使用時間が長くなれば、発光部１１の黒化や白濁（失透）が徐々に進むことになる。発光部１１の黒化や白濁が進むと、発光部１１の外部に放射されるべき光が遮光されることになるので、発光部１１において熱が発生する。そのため、放電ランプ１００の使用時間が長くなれば、発光部１１の温度が上昇しやすくなり、点灯開始時から管電圧が高くなりやすくなる。

【0038】

以上に説明したように、放電ランプ１００においては、種々の原因により管電圧が上昇しやすくなる。また、放電ランプ１００の点灯開始時には管電圧が所定の範囲内（例えば、４０Ｖ以上）となるようにすることが好ましい。
つまり、放電ランプ１００の製品寿命中における管電圧の上昇を抑制するとともに、点灯開始時に管電圧が所定の範囲内となるようにすることが好ましい。

【0039】

そこで、放電ランプ１００においては、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合を０．１ｗｔ％以上、０．３３ｗｔ％以下とし、発光部１１の内径の最も長い部分の寸法ｄを１．５ｍｍ以上、２．３ｍｍ以下としている。
また、電極３２と封止部１２との間に、放電空間１１１につながる隙間を設けるようにしている。

【0040】

図２は、インジウムのハロゲン化物の割合と、管電圧の変化との関係を例示するためのグラフ図である。
図２は、日本電球工業会において定められている自動車前照灯放電ランプの寿命試験条件であるＥＵ１２０分モードと同様の条件で点滅試験を行った結果である。

【0041】

点滅試験は、以下の条件で行った。
発光部１１は、内径の最も長い部分の寸法ｄを２．２ｍｍ、外径寸法を５．２ｍｍ、発光部１１の長手方向の長さを７．８ｍｍとした。
電極３２は、円柱状を呈し、直径寸法を０．２８ｍｍ、長さ寸法を７．５ｍｍとした。また、電極３２の放電空間１１１への突出長さは、２．２ｍｍとした。
外管５は、ＵＶカット石英ガラスからなるものとした。内管１と外管５との間に形成された閉空間には不活性ガスであるアルゴン（Ａｒ）を封入し、不活性ガスの封入圧力は常温（２５℃）で０．１ａｔｍとした。

【0042】

インジウムのハロゲン化物を含む金属ハロゲン化物２の量は、０．２ｍｇとした。なお、ハロゲン化物は、ヨウ化物とした。
金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合は、０．０５ｗｔ％、０．１０ｗｔ％、０．１５ｗｔ％とした。
なお、図２中のＡは０．０５ｗｔ％、Ｂは０．１０ｗｔ％、Ｃは０．１５ｗｔ％である。 また、点灯開始時に６０Ｗ、安定点灯時に２５Ｗとなるように、安定器（electrical ballast）を用いて制御した。
そして、ＥＵ１２０分モードの点滅サイクルで点滅させ、管電圧の変化を測定した。

【0043】

図２から分かるように、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合を０．１ｗｔ％以上とすれば、管電圧の上昇を抑制することができる。

【0044】

ここで、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合が変化すれば、管電圧が変化する理由は必ずしも明らかではないが、例えば、以下のことが考えられる。
まず、放電ランプ１００を点灯すると、放電空間１１１内にプラズマが発生する。この際、プラズマは、対流により放電空間１１１の上端側に偏在する。そのため、発光部１１の上端側の温度は、発光部１１の下端側の温度よりも高くなる。また、プラズマに近く、熱伝導率の高い材料からなる電極３２の温度は、発光部１１の温度よりも高くなる。

【0045】

次に、放電ランプ１００を消灯すると、温度が低下するため、放電空間１１１内に存在する蒸発したインジウムのハロゲン化物が凝縮して放電空間１１１の下端側に溜まる。
ここで、本発明者の得た知見によれば、電極３２と、凝縮したインジウムのハロゲン化物が溜まる放電空間１１１の下端側とでは温度が降下する速度が異なるものとなる。すなわち、熱伝導率の高い材料からなる電極３２の温度低下の速度が、放電空間１１１の下端側の温度低下の速度よりも速くなる。

【0046】

図３は、温度降下の様子を例示するための模式グラフ図である。
図３中のＳ１は電極３２の温度低下を表し、Ｓ２〜Ｓ４は凝縮したインジウムのハロゲン化物が溜まる放電空間１１１の下端側の温度低下を表している。
また、Ｓ２およびＳ３は、寿命中の放電ランプ１００を消灯した際の放電空間１１１下側の温度カーブである。Ｓ４は、寿命初期の放電空間１１１下側の温度カーブである。寿命中に発光部１１の温度が上昇すると、Ｓ１とＳ２とが交わる際の温度Ｔは、蒸発したインジウムのハロゲン化物が凝縮する温度よりも低くなる。

【0047】

放電ランプ１００の消灯により温度低下が生じ、蒸発したインジウムのハロゲン化物が凝縮する温度よりも低くなると凝縮が始まる。この際、温度が低い場所において優先的に凝縮が生じる。

【0048】

図３から分かるように、Ｓ２とＳ３の場合は、時間の経過とともにＳ２とＳ３の温度よりもＳ１の温度が低くなる。そのため、Ｓ２とＳ３の場合は、電極３２において優先的に凝縮が生じることになる。

【0049】

これに対し、Ｓ４の場合は、Ｓ４の温度がＳ１の温度よりも低いままとなるので、放電空間１１１の下端側において優先的に凝縮が生じることになる。

【0050】

ここで、電極３２において優先的に凝縮が生じると、凝縮したインジウムのハロゲン化物が電極３２と封止部１２との間の隙間に侵入する。そして、電極３２と封止部１２との間の隙間に侵入したインジウムのハロゲン化物は、以降の点灯の際に再度蒸発することが抑制される。
なお、電極３２と封止部１２との間の隙間にインジウムのハロゲン化物が侵入することは、目視により確認されている。

【0051】

すなわち、点灯と消灯を繰り返す間に、インジウムのハロゲン化物が電極３２と封止部１２との間の隙間に徐々に溜まるので、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の量が徐々に少なくなる。
そして、インジウムのハロゲン化物の量が少なくなると、点灯時に放電空間１１１内に存在する蒸発したインジウムのハロゲン化物の量が少なくなる。
そのため、図２中のＢ、Ｃのように、管電圧の上昇が抑制されることになる。なお、Ｂに比べてＣの方が封入されているインジウムのハロゲン化物が多いため、管電圧に寄与しているインジウムのハロゲン化物が多く、影響が顕著にみられる。

【0052】

また、インジウムの封入量が少ないと、管電圧に寄与しているインジウムのハロゲン化物量が少なく、図２中のＡのように管電圧の上昇を抑制することができない。

【0053】

以上に説明したように、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合を０．１ｗｔ％以上とすれば、管電圧の上昇を抑制することができる。ところが、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合を高くすると、寿命中にインジウムが入り込んでしまう影響が大きすぎて光束が低下するという問題が生じる。

【0054】

図４は、インジウムのハロゲン化物の割合と、光束の低下との関係を例示するためのグラフ図である。
図４に示すように、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合を０．５０ｗｔ％とすれば、光束の低下が大きくなりすぎる。
そのため、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合は、０．１ｗｔ％以上、０．３３ｗｔ％以下とすることが好ましい。

【0055】

また、発光部１１の内径の最も長い部分の寸法ｄが変化すれば、放電空間１１１の下端側の温度低下が変化する。
図５は、温度降下の様子を例示するための模式グラフ図である。
図５中のＳ１は電極３２の温度低下を表し、Ｓ５、Ｓ６は凝縮したインジウムのハロゲン化物が溜まる放電空間１１１の下端側の温度低下を表している。
また、Ｓ５における寸法ｄは、Ｓ６における寸法ｄよりも小さいものとしている。

【0056】

寸法ｄが小さければプラズマとの距離が小さくなるので、点灯時における放電空間１１１の下端側の温度は高くなる。
そのため、図５に示すように、Ｓ５における消灯直後の温度は、Ｓ６における消灯直後の温度よりも高くなる。

【0057】

図５から分かるように、Ｓ５の場合は、時間の経過とともにＳ５の温度よりもＳ１の温度が低くなる。そのため、Ｓ５の場合は、電極３２において優先的に凝縮が生じることになる。
一方、Ｓ６の場合は、Ｓ６の温度がＳ１の温度よりも低いままとなるので、放電空間１１１の下端側において優先的に凝縮が生じることになる。

【0058】

そのため、寸法ｄの小さいＳ５の場合は、点灯と消灯を繰り返す間に、インジウムのハロゲン化物が電極３２と封止部１２との間の隙間に徐々に溜まるので、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の量が徐々に少なくなる。
その結果、管電圧の上昇を抑制することができる。
寸法ｄの大きなＳ６の場合は、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の量がほぼ一定となる。
そのため、管電圧の上昇を抑制することができない。

【0059】

以上に説明したように、寸法ｄを小さくすれば、管電圧の上昇を抑制することができる。
ただし、寸法ｄを小さくしすぎるとリークが発生し、不灯となるおそれがある。
表１は、発光部１１の内径の最も長い部分の寸法ｄの適正な範囲を例示するための表である。

【0060】

【表1】

表１から分かるように、発光部１１の内径の最も長い部分の寸法ｄを１．５ｍｍ以上、２．３ｍｍ以下とすれば、管電圧の上昇を抑制することができ、且つ、リークの発生による不灯を抑制することができる。

【0061】

なお、放電ランプ１００の点灯と消灯を繰り返すことで、金属ハロゲン化物２に含まれるインジウムのハロゲン化物の割合が徐々に低下すると、点灯開始時の管電圧も徐々に低くなるように思える。しかしながら、放電ランプ１００の使用時間が長くなれば、発光部１１の黒化や白濁が進むので、点灯開始時の温度を上昇させることができる。そのため、前述した条件を満たす放電ランプ１００とすれば、点灯開始時の管電圧を所定の範囲内に収めることが可能となる。

【0062】

次に、電極３２と封止部１２との間の隙間についてさらに説明する。
電極３２と封止部１２との間の隙間は、以下のようにして形成することができる。
例えば、ピンチシール法やシュリンクシール法などにより封止部１２を形成した直後は、電極３２と封止部１２とが密着しているため隙間は形成されていない。封止部１２の形成後の冷却過程において、材料の熱膨張係数の差により、電極３２の収縮量の方が封止部１２の収縮量よりも大きくなる。そのため、電極３２と封止部１２との間に、放電空間１１１につながる隙間が形成されることになる。

【0063】

なお、封止部１２の内部にある金属箔３１は、封止部１２の収縮に倣うように撓むことができる。そのため、封止部１２の形成後の冷却過程において、封止部１２と金属箔３１との間に隙間が形成されることを抑制することができる。すなわち、封止部１２と金属箔３１との密着を維持することができるので、封止部１２の金属箔３１が設けられた領域において気密性を維持することができる。

【0064】

ここで、電極３２と封止部１２との間に隙間が形成されていないと、前述した管電圧の上昇を抑制する効果を得ることが難しくなる。
そのため、放電ランプ１００においては、隙間が形成されやすくするために、電極３２の外側にコイル３３を巻きつけている。

【0065】

電極３２の外側にコイル３３を巻きつけるようにすると、コイル３３と電極３２が接触している部分においては、電極３２と封止部１２との密着が妨げられる。そのため、電極３２と封止部１２との密着面積を減少させることができるので、封止部１２の形成後の冷却過程において隙間が形成されやすくなる。
またさらに、コイル３３は封止部１２の収縮に倣うように撓むことができるので、封止部１２の形成後の冷却過程において、封止部１２の外面に達するようなクラックなどの発生を抑制する効果をも享受することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る車両用灯具２００について例示する。
車両用灯具２００は、前述した放電ランプ１００を備えた車両用灯具である。
図６は、車両用灯具２００の構成を例示するための模式図である。
なお、図６中の「前方」は放電ランプ１００を取り付けた自動車の前方、「後方」は放電ランプ１００を取り付けた自動車の後方、「上方」は放電ランプ１００を取り付けた自動車の上方、「下方」は放電ランプ１００を取り付けた自動車の下方である。
図６は、放電ランプ１００に設けられた一対の電極３２が水平となるように放電ランプ１００を取り付けた場合である。つまり、水平点灯をさせる放電ランプ１００の場合を例示するものである。
図７は、車両用灯具２００の回路を例示するための模式図である。

【0066】

図６に示すように、車両用灯具２００には、放電ランプ１００、リフレクタ２０２、遮光制御板２０３、レンズ２０４、点灯回路２０５が設けられている。
リフレクタ２０２は、放電ランプ１００から照射された光を前方側に反射させる。リフレクタ２０２は、例えば、反射率の高い金属などから形成されている。リフレクタ２０２の内部には空間が設けられ、内面が放物線形状を有している。

【0067】

リフレクタ２０２の前方側と後方側の端部は開口している。
放電ランプ１００のソケット１０２は、リフレクタ２０２の後方側の開口付近に取り付けられている。放電ランプ１００のバーナー１０１は、リフレクタ２０２の内部の空間に位置している。

【0068】

遮光制御板２０３は、リフレクタ２０２の内部であって、バーナー１０１の前方側、かつ、バーナー１０１の下方側に設けられている。
遮光制御板２０３は、金属などの遮光性材料から形成されている。遮光制御板２０３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ている。遮光制御板２０３は、可動式とされており、遮光制御板２０３を下方側に倒すことで、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。

【0069】

レンズ２０４は、リフレクタ２０２の前方側の開口を塞ぐようにして設けられている。レンズ２０４は、凸レンズとすることができる。レンズ２０４は、放電ランプ１００から直接入射した光、リフレクタ２０２により反射され入射した光を集光させて所望の配光を形成する。

【0070】

点灯回路２０５は、放電ランプ１００の始動および点灯の維持を行うための回路である。
図７に示すように、点灯回路２０５は、例えば、イグナイタ回路２０５ａとバラスト回路２０５ｂとを備えたものとすることができる。
点灯回路２０５の入力側には、バッテリーなどの直流電源ＤＳとスイッチＳＷとが電気的に接続されている。点灯回路２０５の出力側には、放電ランプ１００が電気的に接続されている。

【0071】

イグナイタ回路２０５ａは、例えば、トランス、コンデンサ、ギャップ、抵抗などから構成されている。イグナイタ回路２０５ａは、３０ｋＶ程度の高圧パルスを生成し、放電ランプ１００に印加する。３０ｋＶ程度の高圧パルスを放電ランプ１００に印加することで、一対の電極３２間において絶縁破壊が生じ、放電が生じる。すなわち、イグナイタ回路２０５ａにより放電ランプ１００が始動する。

【0072】

バラスト回路２０５ｂは、例えば、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から構成されている。バラスト回路２０５ｂは、イグナイタ回路２０５ａにより、始動した放電ランプ１００の点灯を維持する。

【0073】

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0074】

１ 内管、２ 金属ハロゲン化物、３ 電極マウント、５ 外管、１１ 発光部、１２ 封止部、３１ 金属箔、３２ 電極、３３ コイル、３４ リード線、１００ 放電ランプ、１０１ バーナー、１０２ ソケット、１１１ 放電空間、２００ 車両用灯具、２０２ リフレクタ、２０４ レンズ、２０５ 点灯回路、２０５ｂ バラスト回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】