JPH0447897Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、外管内に、発光管およびこの発光管
を予熱する予熱ヒータを収容した、メタルハライ
ドランプや高圧ナトリウムランプなどの小形高圧
金属蒸気放電灯に関する。

〔従来の技術〕

車両の前照灯は、従来その光源として白熱電球
が使用されているが、白熱電球は発光効率が低
く、しかも寿命が短いなどの不具合があり、ラン
プの交換頻度も高いなどの欠点がある。

このため最近、高効率、長寿命でしかも小形化
が容易なメタルハライドランプや高圧ナトリウム
ランプなどの小形高圧金属蒸気放電灯を前照灯の
光源として使用する研究が進められている。

上記小形高圧金属蒸気放電灯を前照灯の光源と
して使用する場合、前照灯灯具の大きさ、要求さ
れる光度、および電源として使用するバツテリの
消耗具合を考慮すると、放電灯の消費量は100W
（ワツト）以下の小形であることが望まれる。

ところで、上記小形高圧金属蒸気放電灯、たと
えば小形メタルハライドランプを車両前照灯の光
源として用いる場合、瞬時点灯および瞬時光束立
上がり特性が問題となる。瞬時点灯の対策として
は高圧パルスの印加により実現の可能性が高くな
つたが、光束の立上がりに関しては今一歩の改良
が要請されている。

従来において、発光管をヒータで加熱する方法
が考えられている。たとえば、特開昭51−4881号
公報では発光管の最冷部近傍に保温ヒータを配置
する技術が示されている。ただし、上記公報の発
明の目的は、上記ヒータに流す電流によつてヒー
タの発熱量を変え、発光管の最冷部温度を外部か
ら任意に変えることによりランプの色温度を調節
しようとするものであるが、同時に上記問題とな
つているランプの光束立ち上がりの改善にも関連
するものと考えられる。

すなわち、発光管の近傍にヒータを設置し、予
めこのヒータによつて発光管を加熱するようにす
れば、発光管内の封入金属の蒸発が促されるの
で、高圧パルスによる始動時には直ちに光束が立
上がるものである。

上記予熱ヒータとしてタングステンからなるコ
イルヒータをむき出しのまま使用すると、このヒ
ータと発光管リード線の間で、始動時の高圧パル
スを印加した際、外管内放電が発生したり、また
タングステンコイルヒータが発熱により蒸発して
早期黒化を招く。したがつて予熱ヒータは、タン
グステンコイルをセラミツクで覆つた、いわゆる
セラミツクヒータの採用が望ましい。

しかして、このような構成のたとえば小形メタ
ルハライドランプは、前照灯の反射鏡体における
頂部に取着されることになるため、外管は一端封
止構造となり、この封止部に、発光管を機械的に
支持しかつ給電線となる一対のサポートワイヤを
封着するとともに、上記予熱ヒータに接続された
一対の予熱ヒータリード線を封着する構造が採用
される。このため、上記予熱ヒータは外管内で一
対の予熱ヒータリード線で支持された、いわゆる
片持ち支持構造となる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、車両の前照灯は、走行中に衝撃
や振動を受ける頻度がきわめて高く、このため、
上記予熱ヒータにも衝撃や振動が伝えられる。予
熱ヒータが一対の予熱ヒータリード線で支持され
た片持ち支持構造であると、衝撃や振動を受けた
場合に予熱ヒータが振動し、近接して配置されて
いる発光管に当たつたり、外管内面に当たつた
り、またセラミツク被膜が剥離したり、さらには
外管封止部にセラミツクを発生させるなどの不具
合が心配される。

また、上記のような小形高圧金属蒸気放電灯の
場合外管も小形になるから、発光管と、この発光
管を機械的に支持する給電線を兼ねたサポートワ
イヤとが相互に接近する傾向が強くなる。このよ
うに発光管の側方に給電線を兼ねたサポートワイ
ヤが引き回し配線されてこれらが接近すると、点
灯中に発光管内に封入された発光金属がサポート
ワイヤに引き付けられ、例えばナトリウムのよう
に原子半径が小さい物質は発光管バルブを構成す
る石英を透過して消失し、また原子の大きさが石
英を透過できない程度大きな物質であつても石英
バルブの壁に引き寄せられて早期黒化の原因にな
る。

したがつて、本考案の目的とするところは、予
熱ヒータの機械的支持が強固になるとともに予熱
ヒータによる発光管の加熱効率がよくなり、また
発光管内に封入された発光金属がサポートワイヤ
に引き寄せられる割合が少なくなる小形高圧金属
蒸気放電灯を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は、外管内に、発光管およびこの発光管
の近傍に配置されてこの発光管を予熱する予熱ヒ
ータとを収容し、上記発光管をこの発光管の側方
を引き回されたサポートワイヤにより支持してな
る小形高圧金属蒸気放電灯において、上記予熱ヒ
ータは発熱体を絶縁体で覆つてなり、この予熱ヒ
ータは、上記発熱体が上記発光管と対向した位置
でしかもサポートワイヤよりも発光管側に位置す
るとともに、上記絶縁体の少なくとも一部がサポ
ートワイヤよりも発光管側に位置して、上記サポ
ートワイヤに取着されていることを特徴とする。

〔作用〕

本考案によると、予熱ヒータは一対の予熱ヒー
タリード線により支持されるばかりでなく、比較
的強度の大きなサポートワイヤによつても支持さ
れるので、支持強度が向上し、衝撃や振動を受け
ても、予熱ヒータに振動が少なくなる。しかも、
この予熱ヒータはその発熱体が発光管と対向し、
かつサポートワイヤよりも発光管側に位置して設
けられているので発光管に比較的近く、よつて発
熱を有効に輻射熱として発光管に効果的に伝え易
く、さらにこの発熱体およびサポートワイヤは通
電部材であるにも拘らず、絶縁体により絶縁され
るので、発光管内の発光金属を引き寄せる作用が
低減される。

〔考案の実施例〕

以下本考案について、第１図および第２図に示
す一実施例にもとづき説明する。

第１図は、直流電源にて点灯される定格35Wの
メタルハライドランプの概略的構成を示す図であ
り、１は外管である。外管１は一端に封止部１ａ
を備え、この封止部１ａ側が図示しない口金を介
して、前照灯の反射鏡体の頂部に取付けられ、し
たがつて管軸がほぼ水平方向を向くようにして使
用される。

外管１内には、発光管２および予熱ヒータ３が
収容されている。

発光管２は、石英ガラスよりなるバルブの内部
両端に陽極４ａおよび陰極４ｂを対設し、これら
陽極４ａおよび陰極４ｂは、発光管３の封止部５
ａ，５ｂに気密に封着されたモリブデン箔６ａ，
６ｂを介して発光管リード線７ａ，７ｂに接続さ
れている。発光管リード線７ａ，７ｂはタングス
テンなどからなるサポートワイヤ８ａ，８ｂに溶
接されており、これらサポートワイヤ８ａ，８ｂ
は上記外管１の封止部１ａを気密に貫通されてい
る。したがつて発光管２は上記サポートワイヤ８
ａ，８ｂによつて機械的に支持されているととも
に、これらサポートワイヤ８ａ，８ｂによつて電
源と接続されるようになつている。

発光管２内には、始動用希ガス、水銀、スカン
ジウムメタルおよび金属ハロゲン化物としてよう
化スカンジウムとよう化ナトリウムが封入されて
いる。

このような発光管２は上記陽極４ａおよび陰極
４ｂが管軸方向に沿うように、つまり陽極４ａお
よび陰極４ｂが水平方向に位置する姿勢で外管１
内に収容されている。

予熱ヒータ３は、タングステンよりなる発熱体
９をセラミツク１０で被覆してなるセラミツクヒ
ータであり、たとえば平板形をなしている。この
ような予熱ヒータ３は、上記発光管２の下方に、
発光管２から0.1mm〜1.2mm離間した位置に設置さ
れ、平板形の上面が発光管２の下面に対面するよ
うになつている。

予熱ヒータ３のタングステン発熱体９は、予熱
ヒータリード線１１ａ，１１ｂに接続されてお
り、これら予熱ヒータリード線１１ａ，１１ｂは
外管１の封止部１ａを気密に貫通されている。

予熱ヒータ３には、第２図に示すように、セラ
ミツク１０の被覆層に管軸方向に向かう挿通孔１
２を形成してあり、この挿通孔１２の内径はサポ
ートワイヤ８ａの外径よりも大きく形成されてい
る。そしてこの挿通孔１２には前期一方のサポー
トワイヤ８ａが遊挿されている。サポートワイヤ
８ａの上記挿通孔１２からの導出部根元には、ア
ルミナ、シリカまたはマグネシアなどの耐熱性絶
縁物１３，１３が充填され、これにより予熱ヒー
タ３はサポートワイヤ８ａに接合されている。

この場合、サポートワイヤ８ａは、タングステ
ン発熱体９よりも非発光管側、つまり、タングス
テン発熱体９を挟んで発光管２と反対側に挿通さ
れている。

したがつて、第２図に示す通り、予熱ヒータ３
の発熱体９はサポートワイヤ８ａよりも発光管２
側に位置しており、かつこのサポートワイヤ８ａ
の発光管２側には、発光管２に向かつてセラミツ
ク１０の被覆層、発熱体９およびセラミツク１０
の被覆層が積層されているように配置されてお
り、サポートワイヤ８ａは発光管２に対してセラ
ミツク１０の被覆層で絶縁されている。

なお、サポートワイヤ８ａ，８ｂの少なくとも
一方は外管内放電を防止するために、ガラスチユ
ーブ１４などの絶縁体で被覆されているととも
に、予熱ヒータリード線１１ａ，１１ｂも外管内
放電を防止するために、ガラスチユーブ１５など
の絶縁体で被覆されている。

このような構成の作用について説明する。

サポートワイヤ８ａ，８ｂに直流電源を電源と
する高圧パルスを印加することにより、陽極４ａ
および陰極４ｂ間で直流放電が始まる。

この時、予め予熱ヒータ３に通電してこれを発
熱させておくと、この予熱ヒータ３によつて発光
管２が加熱され、発光管２内に封入した水銀、ス
カンジウムメタルおよび金属ハロゲン化物として
よう化スカンジウムとよう化ナトリウムが蒸発さ
れているから、始動と略同時に所定の光束が得ら
れる。すなわち、ランプ光束は封入金属の蒸気圧
によつて決るから、蒸気ヒータ３の蒸気促進作用
によりランプを始動する時には既に充分な蒸気圧
となつており、瞬時光束の立上がりが可能とな
る。

しかして、本実施例の予熱ヒータ３は、一対の
予熱ヒータリード線１１ａ，１１ｂによつて機械
的に支持されるばかりでなく、サポートワイヤ８
ａにも支持されるので、予熱ヒータ３の支持強度
が向上する。通常サポートワイヤ８ａ，８ｂは、
発光管リード線７ａ，７ｂや予熱ヒータリード線
１１ａ，１１ｂに比べて太径のワイヤが使用され
るので予熱ヒータ３は堅固に支持される。このた
め、車両前照灯の光源とした場合、衝撃や振動が
伝えられても、サポートワイヤ８ａが分担して支
えることになるから、予熱ヒータ３の設置位置が
変位したり傾きが防止されるとともに、予熱ヒー
タ３の振動が軽減され、近接して配置されている
発光管２に当たつたり、外管１の内面に当たつた
り、またセラミツク被覆１０が剥離するなどの不
具合が防止される。また、予熱ヒータ３の振動が
軽減されることから、予熱ヒータリード線１１
ａ，１１ｂの外管封止部１ａに無理な応力を発生
させず、封止部１ａにクラツクなどを発生させる
こともない。

なお、サポートワイヤ８ａは、タングステン発
熱体９を挟んで発光管２と反対側に設けられてい
るから、予熱ヒータ３が発光管２を加熱する場合
に赤外線を遮断することはなく、発光管２の加熱
効率を阻害しない。また、サポートワイヤ８ａは
発光管２に対して予熱ヒータ３のセラミツク１０
被覆層により電気絶縁されるので、通電されるサ
ポートワイヤ８ａにより発光管２内に収容した発
光金属をバルブ壁に引き寄せる割合が少なくな
り、原紙半径の小さなナトリウムが石英バルブか
ら抜け出したり、他の発光金属がバルブ壁に付着
して黒化するなどの不具合が防止される。また、
予熱ヒータ３の発熱体９もセラミツク１０被覆層
により電気絶縁されるので、通電される発熱体９
が発光管２内の発光金属をバルブ壁に引き寄せる
作用が少なくなる。

つまり、セラミツク１０被覆層は、発熱体９の
取付け母体としての機能と、発熱体９の絶縁被覆
の機能と、サポートワイヤ８ａの絶縁機能を兼用
することになり、構成が簡単になる。しかも、サ
ポートワイヤ８ａは予熱ヒータ３に形成した挿通
孔１２を遊挿させ、この挿通孔１２からの導出根
元部で、アルミナ、シリカまたはマグネシアなど
の耐熱性絶縁物１３，１３によつて接合されてい
るため、予熱ヒータ３とサポートワイヤ８ａの接
触面積が、これら両者を密着した場合に比べて小
さく、よつて予熱ヒータ３の熱がサポートワイヤ
８ａに伝わり難く、予熱ヒータ３の熱損失が少な
いととも、サポートワイヤ８ａが過度に加熱され
る心配もない。

そして本実施例では、外管１を水平にして点灯
し、発光管２の下方に予熱ヒータ３を配置したか
ら、発光管２は予熱ヒータ３の輻照熱とともに対
流熱を受けることになり、加熱効率が向上する。

なお本考案は蒸気の実施例のみに制約されるも
のではない。

第３図は、本考案の他の実施例を示すもので、
予熱ヒータ３は金属製のバンド２０，２０によつ
てサポートワイヤ８ａに取付けられている。この
場合、予熱ヒータ３とサポートワイヤ８ａが密着
しないように、予熱ヒータ３とサポートワイヤ８
ａに接触部の数箇所に耐熱性絶縁物を介在させる
ことが望ましい。

上記実施例では予熱ヒータ３の形状を平板形に
した場合について説明したが、本考案はこれに限
らず、Ｖ字形やＵ字形に形成してもよい。

さらに、本考案はメタルハライドランプに限ら
ず、始動時に高圧パルスを印加して水平点灯され
るたとえば高圧ナトリウムランプなど他の小形高
圧金属蒸気放電灯であつても実施可能であり、直
流点灯するものに限られるものでもない。

また、予熱ヒータは発光管の点灯後に通電を停
止して加熱を止めるようにしてもよい。

さらに、本考案の小形高圧金属蒸気放電灯は、
車両の前照灯光源に使用することに限定されず、
一般照明用の光源に用いるようにしてもよい。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によると、予熱ヒー
タはサポートワイヤに支持されるから、予熱ヒー
タの支持強度が向上し、衝撃や振動が伝えられて
も予熱ヒータの設置位置が変位したり傾きが防止
されるとともに、予熱ヒータの振動が軽減され、
近接して配置されている発光管に当たつたり、外
管内面に当たつたり、またセラミツク被覆が剥離
されるなどの不具合が防止される。また、予熱ヒ
ータの振動が軽減されることから、予熱ヒータに
接続される予熱ヒータリード線を通じて外管封止
部に無理な応力を発生させず、封止部にクラツク
を発生させることもなくなり、長寿命になる。し
かも、上記予熱ヒータはその発熱体が発光管と対
向してサポートワイヤよりも発光管側に位置して
設けられているので発光管に比較的近く、よつて
発熱を有効に輻射熱として発光管に伝えることが
でき、加熱効率がよい。さらにこの発熱体および
サポートワイヤは通電部材であるにも拘らず、上
記予熱ヒータの絶縁体により絶縁されるので、発
光管内の発光金属を引き寄せる作用が低減され、
発光金属の失透や、管壁付着による黒化を防止す
ることができる。この場合、予熱ヒータの絶縁体
が、この予熱ヒータの発熱体を絶縁するとともに
サポートワイヤの絶縁を兼ねるので、構造が簡単
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示
し、第１図は全体の概略的構成図、第２図は発光
管と予熱ヒータの断面図、第３図は本考案の他の
実施例を示す斜視図である。 １……外管、１ａ……外管の封止部、２……発
光管、３……予熱ヒータ、４ａ……陽極、４ｂ…
…陰極、７ａ，７ｂ……発光管リード線、８ａ，
８ｂ……サポートワイヤ、９……タングステン発
熱体、１０……セラミツク、１１ａ，１１ｂ……
予熱ヒータリード線、１２……挿通孔、１３……
耐熱性絶縁物、２０……バンド。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 外管内に、発光管およびこの発光管の近傍に配
   置されてこの発光管を予熱する予熱ヒータとを収
   容し、上記発光管をこの発光管の側方を引き回さ
   れたサポートワイヤにより支持してなる小形高圧
   金属蒸気放電灯において、 上記予熱ヒータは発熱体を絶縁体で覆つてな
   り、この予熱ヒータは、上記発熱体が上記発光管
   と対向した位置でしかもサポートワイヤよりも発
   光管側に位置するとともに、上記絶縁体の少なく
   とも一部がサポートワイヤよりも発光管側に位置
   して、上記サポートワイヤに取着されていること
   を特徴とする小形高圧金属蒸気放電灯。