JP5872549B2 - 自動車用ガス放電ランプ及び照明アセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ガス放電ランプ、反射器及び照明アセンブリを記述する。

強く明るい光を提供できるので、高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）が、自動車ヘッドランプのアプリケーションで広く用いられている。交通の安全性を確保するため、ビームプロファイル、色温度、ランプ駆動特性、ランプ寸法などの、上記ランプの特性が、異なる国において適切な規則によって規制される。例えば、ヨーロッパでは、ヘッドランプによって放射されることになるビームプロファイル、即ち、ロー（すれ違い用）ビームの形状及びハイ（走行用）ビームの形状は、ＥＣＥ−Ｒ９８によって規制されている。ここで、「ＥＣＥ」は、「Economic Commission for Europe」の略である。これに対し、上記ヘッドランプに用いられる放電光源の設計固有の側面は、ＥＣＥ−Ｒ９９によって規制されている。大抵の場合、これらの規則で規制されるランプは、単純に、「Ｄ３Ｓ」、「Ｄ４Ｒ」などの、それらの型番によって称される。

ヘッドランプ構成内の反射器とともに用いられる、Ｒ型ランプ（例えば、Ｄ４Ｒランプ）は、例えば、グレアを防止し所望のカットオフを得るなど、所望のビーム形状を得るべく、光の幾らかを遮断、反射または吸収するため、外側容器に配置された不透明な「ストライプ」を持つ。これらのストライプは、一般的には、欧州特許出願公開第０７０８９７８Ｂ１号で述べられたような、照明アセンブリの反射器内に本質的に水平に搭載されるランプの長さ方向に沿って配置された「水平」ストライプと、「垂直」ストライプ、即ち、ランプベースの近くのランプの円周周りに配置されたストライプとを有する。そのような従来技術のランプでの水平ストライプは、カットオフの下方で高輝度レベル、且つ、カットオフを越えると非常に低い輝度レベルを達成するために、ランプの両側の比較的高い位置に配置される。一方、これらは、一部の光を事実上遮断し、これは事実上の無駄となる。従って、かかるストライプを具備するランプの全光出力及び効率は、ストライプを具備しない同等のランプよりも著しく低い。自動車用ランプは、視認性及び安全上の理由で、できる限り多くの光をフロントビームへ届けるべきであるため、この光損失は相当な欠点である。ストライプによって吸収または遮断された光は、ランプの過熱にも寄与し、ランプの寿命の短縮化をもたらし得る。これは、例えば３５ＷＤ４Ｒランプの場合、内側容器またはバーナが比較的大きく、バーナと外側容器との間にわずかな隙間しかないためである。バーナのガラス壁は、従って、外側容器のガラス壁に非常に近接しており、関連する熱伝導率の係数は高い。高温は、ランプが古くなるにつれ、ランプ電圧の増加及びルーメン出力の低下を引き起こし、ちらつきの発生をもたらし得る。また、温度上昇は、ランプによる光出力の色における好ましくない変化とも関係している。高温の他の望ましくない副作用は、垂直ストライプの下のランプのピンチ領域内のひび割れの発生である。これは、ランプの使用寿命を短縮化し得る。

従って、本発明の目的は、上記ランプの寿命を延ばすことである。

この目的は、請求項１に記載のガス放電ランプ、請求項１３に記載の反射器、及び、請求項１５に記載の照明アセンブリによって達成される。

本発明によれば、ランプは、通常、石英ガラスの容器を有し、この容器は、容器の表面上に円周周りに配置された本質的に長方形のストライプで部分的に被覆されており、ストライプの第１の長辺は、ランプのベース近くに置かれ、ストライプの幅は、ランプ中心に定められる半径とストライプの第１の長辺上のある１点との間の第１の角度がせいぜい５５°を有し、且つ、ランプ中心に定められる半径とストライプの第２の長辺上のある１点との間の第２の角度がせいぜい５０°を有するような幅である。

自動車用フロントビームのためのガス放電ランプは、一般的には、本質的にパラボラ反射器内に水平に搭載される。反射器の右手側に集められたアーク像が、逆さまに、即ち反転されて、容器の前方のビームプロファイルの左手側へ反射される一方、反射器の左手側に集められたアーク像が、ビームプロファイルの右手側へ逆さまに反射されるであろう。ビームプロファイル内のアーク像の向きは、ランプの光軸によって定義される水平基準面に対する、ランプによって放射された光の角度に対応する。水平なランプ搭載位置では、円周周りのストライプが、本質的に垂直に配置される。従って、以下では、円周周りのストライプは、単純に、「垂直」ストライプとして称されることもある。さらに、「ストライプ」及び「ピンストライプ」なる文言は、ほとんど同じ意味で用いられ得る。また、「本質的に」なる文言は、配置に関する文脈内で用いられる場合、特定の配置からのごく僅かなずれを含むと解されるべきである。

より狭い垂直ストライプは、多くの利点を持つ。例えば、より狭い垂直ストライプはほとんど光を遮断しないため、垂直ストライプがランプ温度に与える影響は深刻ではなく、ランプ内温度は、より広い垂直ストライプを有する従来技術のランプ内で達した高レベルには及ばない。より低い温度は、光束の改善、及び、ランプが古くなるにつれて生じるランプ電圧の目立った増加の抑制に関係する。これは、電極のバーンバックが深刻でないためである。これらの利点は、この垂直ストライプの「背後」から放射された光がいかなる場合もビームプロファイルに対して任意の価値ある貢献を果たさないであろうという事実を利用して、垂直ストライプの幅を単純且つ経済的に削減することによって得られる。これは、以下に説明される理由のために、囲んでいる反射器の後方に向かって放射された光が一般的にはビーム中へ偏向されないからである。広い垂直ストライプを有する従来技術のランプで遮断される、この「余分な」光は、従って、ビームプロファイルを損なうことなく、垂直ストライプとランプベースとの間の領域においてランプを出ていくことが支障なく保証され得る。

本発明に従ったランプのより狭い垂直ストライプの他の利点は、それが自動車用ヘッドランプのための現在適用可能な規則で規定されるような長手方向、即ち「水平」ストライプと組み合わされてもよいことである。このようにして、本発明に従ったランプは、上述した好ましい利点、即ち、改善されたランプパフォーマンス、延ばされたランプ寿命、一定の色温度などをなお提供しつつも、既存の反射器設計と組み合わせて使用され得る。また、本発明に従ったランプは、任意の既存の電子機器または接続用部品を交換する必要なしに、従来技術のＤ４Ｒヘッドランプの代わりに使用され得る。

本発明によれば、ランプのための反射器は、明／暗のカットオフラインを有する特定のビームプロファイルを与えるために、ランプから生じた光を外側へ偏向させることを実現する反射内面を有し、ランプ、特に本発明に従ったランプは、反射器内に水平に置かれ、反射内面は、水平面より下方の０°と少なくとも１０°との間の範囲でランプから放射された光の一部またはごく僅かを明／暗のカットオフライン近くのビームプロファイル内の特定の領域へ偏向させることを実現する少なくとも１つのビーム形成領域を有する。ここで、「反射器内に水平に置かれ」なる文言は、ランプの水平長手方向の軸が本質的に反射器の水平な光軸と一致することを意味するものと解されるべきである。換言すれば、ランプの水平長手方向の軸は、反射器の水平な光軸に対して傾斜されていない。

また、本発明に従った反射器は、好ましくは、フロントビーム照明アセンブリ内の従来技術の反射器の代わりに使用されることができるように実現される。本発明に従った反射器により、自動車用フロントビームのためのビームプロファイルの最重要な部分の１つが、規則内で設計されたビームプロファイルコンディションをなお満たしながら、最適に照射できる。

本発明によれば、照明アセンブリは、上記の反射器と、ランプ、特に本発明に従ったランプとを有する。

従属請求項及び後続の記述は、本発明の特に有利な実施形態及び特徴を開示する。

好ましくは、部分的な被覆は、ランプの容器表面上に塗布された不透明な塗料などの適切な塗料を有してもよい。部分的な被覆は、任意の適切な方法、例えば、ランプの容器上に適した材料のストライプを塗布することによって、塗布されてもよい。本発明の一実施形態では、垂直ストライプは、容器を完全に囲む。即ち、垂直ストライプの長さは、垂直ストライプが円周周り全体に連続的に配置されるように、容器の円周と本質的に等しい。

通常、前方照射アセンブリのための反射器は、ランプベースが反射器に接続されるのを可能とするために、ランプのベース近くにカットアウト領域を有する。例えば、この位置は、ランプベースの一部、反射器のフランジ、または、反射器の背面開口部でさえあってもよい。反射器のこの部分は一般的にはフロントビームへ光を偏向させたり集めたりするためには使用されないので、この事実は、本発明に従った垂直ストライプを有するランプによって利用される。垂直ストライプの「後ろに」放射された任意の光は、反射器のこの部分に到達したり、または、反射器の開口部を通じて出ていったりする。いずれにせよ光はビームへ偏向されないであろうから、それを遮断する必要はなく、垂直ストライプは、結果として、より狭く作られてもよい。

規則内で設計されたビームプロファイルを得るため、上記のランプを反射器内に具備する照明アセンブリは、ランプから下方へ放射された任意の光を遮断するため、一般的に、ランプの下に配置されたバッフルを有する。当該バッフルが適所にある場合、フロントビームは、反射器の上方の領域から偏向された光の大部分を本質的に有する。あるいは、従って、本発明の他の実施形態では、円周周りの、即ち垂直なストライプの長さは、ストライプの両端間の間隔がバッフルへ向かって「下方に」面するように、容器の円周より短くてもよい。

前方照射において最も重要視されることの１つは、グレアの最小化である。バッフルはグレアの最小化に重要な貢献を果たすことができるが、より効果的な手法は、最初の段階で、不要な光（即ち、ビームが高過ぎる場合に生じるグレアとして感知される光）がランプから出ていくのを阻止することである。従って、本発明の特により好ましい実施形態では、部分的な被覆は、水平面より下方の領域で容器の表面の長さに沿って長手方向に配置された、少なくとも１つの本質的に長方形のストライプを有する。この長手方向のストライプは、望ましくないビーム形状となる光がランプから出ていくのを効果的に阻止する。既に上述されたように、上記ランプは、これらの長手方向のストライプが以下では単に「水平ストライプ」として称されるように、一般的に、本質的に水平位置で動作される。これらの水平ストライプは、上述されたような垂直ストライプと同じ材料であってもよいし、同じ方法で塗布されてもよい。

ビームプロファイルを操るために配置された水平ストライプを有する従来技術のランプでは、水平面より下方の約７．５°と１５°との間の角度領域でランプによって放射される光が事実上遮断され、その一方で、ランプ内の温度を好ましくないレベルまで上昇させる。従来技術のストライプでこの光を遮断する理由は、カットオフラインより上のグレアを低減するためであるが、これらの領域で遮断された光は事実上の無駄となる。このため、従来技術のランプは、比較的低レベルの光束を作り出す。従って、本発明の特に好ましい実施形態では、長手方向のストライプは、ランプの両側に、ランプ中心を通る水平面と長手方向のストライプの上端とによってランプ中心に定められる角度が少なくとも１０°、より好ましくは少なくとも１３°、さらに好ましくは少なくとも１５°を有するように、容器の表面上に配置される。本発明に従って配置されたストライプを有するランプの実験は、反射器の対応する領域が光をカットオフラインのはるか下方のビームプロファイルへ反射するように設計された場合、これらの領域に放射された余分な光がグレアを発生させないことを思いがけなく示した。上記角度が大きくなればなるほど、ますます多くの光がカットオフラインからさらに離れた領域（即ち、車両のより近く）へ反射され得る。その結果、カットオフラインよりはるか下方の輝度レベルを増加させる。車両の前方１０ｍ〜６０ｍの間の領域でより高く滑らかな輝度勾配が、より安全でくつろいだ運転をもたらすことが広く認められてきた。一方、中心角が水平面より下方に３０°よりも大幅に大きい場合、最大輝度の領域は、車両の３０ｍ以内にほとんど移されるであろう。さらには、特に３５Ｗランプでは、ランプのより下方領域から生じた光は、ランプのベースにおける塩だまり（salt pool）から生じた迷光の黄色がかった色のせいで、黄色がかった色合いを持つ傾向にある。結果として生じた、車両近くに黄色がかった輝度領域を有するビームプロファイルは、この領域に運転者の注意を集めることになり、特により高い速度において危険である。特に前方から見た場合、黄色がかった色合いは、ヘッドランプがハロゲンヘッドランプであるという望ましくない印象を与える。

対照的に、２５Ｗランプは、水平面の下方に定められた３０°の領域の角度においてさえ、より高い色温度を有する光を提供することができる。この理由は、そのより小さい寸法による２５Ｗランプでのより均等な温度分布のためである。これは、ランプのより熱い上方領域とランプのより冷たい下方領域との間により低い温度勾配をもたらす。このため、２５Ｗランプによって放射された光は、ほとんど黄色がかった配色を持たない。従って、２５Ｗランプ設計では、水平ストライプは、３５Ｗランプ設計のそれよりも下方に配置され得る。

従来技術の照明アセンブリでは、反射器設計は、本質的に放物線状且つ対称であった。しかしながら、フロントビームのための所望のビームプロファイルは、非対称であり、光の一部が道路のさらに「縁石側」へ、この重要領域をより明るくするために投影される「肩」を有する。従って、従来技術のストライプの配置は、フロントビームを所望の非対称形状へ形成するように設計された。しかしながら、反射器設計の進歩は、反射器がある程度のビーム成形を行なうのを可能とする。従って、本発明のより特に好ましい実施形態では、長方形のストライプは、第１の角度が、水平面と長手方向のストライプの反対側の上端上のある１点との間でランプ中心に定められる第２の角度と本質的に等しくなるように、容器上に本質的に対称に配置される。換言すれば、ランプの両側における長手方向のストライプの各上端は、ランプに対して対称に配置される。即ち、ランプ中心を通る水平面とランプの一方の側における長手方向のストライプの上端とによってランプ中心に定められる角度は、ランプ中心を通る水平面とランプの他方の側における長手方向のストライプの上端とによってランプ中心に定められる角度と本質的に同じである。例えば、定められた角度は、ともに１０°を有していてもよく、または、ともに１５°などを有していてもよい。

長手方向のストライプの上端によって定められた角度領域がより小さいほど、即ち、ストライプがランプの両端より下方に位置するほど、付加的なグレアを全く発生させることなく、車両の前方２５ｍ〜６０ｍの間の領域におけるフロントビームのためのより高い光束が得られる。同時に、本発明に従ったランプの寿命は、好ましいことに、延ばされる。これは、水平ストライプが、容器の「より冷たい」領域、即ち、容器の底により近い領域に配置されるためである。

本発明のさらに好ましい実施形態では、部分的な被覆は、ランプの下側全体が単一のストライプで被覆されるように、単一の本質的に長方形のストライプを有する。本発明のこの実施形態では、電球の最も冷たいスポット温度が増大されるので、ランプの輝度が然るべく増加され、より好ましいビームパフォーマンスを与える。さらに、塩だまり（salt pool）の粒子によって生成された黄色がかった迷光がランプのごく近傍で遮断されるので、フロントビームの色温度は、より青みがかる。最近の技術では、黄色がかった迷光は、ランプの下部を１０ｍｍより離れて取り囲む追加の金属シールドによって遮断される。黄色がかった迷光の一部は、それでもなお出てくることができ、望ましくない黄色がかった色でビームパターンを染め得る。また、ビームの均一性、即ち、光及び色分布が改善される。

本発明に従ったランプは、下方向に放射された光の幾らかを遮断するための上述されたようなバッフルを使用する反射器内で通常は使用されるため、ストライプのみを用いて望ましくない光を遮断することが常に厳密に必要とされるわけではないであろう。従って、本発明のさらに好ましい実施形態では、部分的な被覆は、容器の表面上に長手方向に配置された、一対の本質的に長方形のストライプを有し、当該ストライプは、ランプが上記反射器内に搭載される場合に、それらの間の間隙がバッフルの上に位置するように配置される。このようにして、この間隙を通じて放射された任意の光は、ビームプロファイルを乱すのをなお防止される。同時に、間隙を通じて放射された光は、ランプ内の温度が従来技術のランプに比して好ましい低レベルに維持されることを可能とする。

垂直ストライプの独創的な配置を有し、１つまたは２つの水平ストライプを任意に有する、本発明に従ったランプは、種々の定格出力値で実現され得る。例えば、寸法の適切な選択によって、ランプは、３５ＷＤ４Ｒランプとして実現され得る。規則を満足するため、上記ランプは、ランプ寿命を延ばすために独創的な垂直ストライプ配置を使用しつつも、従来技術の態様で配置された水平ストライプを持つことができる。

長寿命だけでなく有利な最適な光出力のため、ランプは、好ましくは、２５Ｗの定格電力で実現される。本発明に従った２５Ｗランプの特に好ましい実施形態では、ランプは、外側容器に封入された内側放電容器またはバーナを有する。ここで、内側放電容器の容量は１５μｌ〜２３μｌの間であり、内側放電容器の内径は２．０ｍｍ〜２．４ｍｍの間であり、内側放電容器の外径は５．２ｍｍ〜５．８ｍｍの間である。

ストライプは、内側容器及び／または外側容器に塗布され得る。例えば、垂直ストライプは内側容器に塗布されてもよく、外側容器は水平ストライプを持っていてもよい。同様に、両容器は、組み合わせにより、外側容器のみがストライプで被覆された場合と効果が同じであるように、部分的なストライプで被覆されてもよい。しかしながら、内側容器が最も熱いため、内側容器に塗布された任意のストライプは、好ましくない温度上昇に寄与する可能性がある。さらに、内側容器はとても小さく、かなり丸く膨らんだ形状（球根型）であるため、正確なストライプを塗布することができない可能性がある。従って、本発明の好ましい実施形態では、部分的な被覆は、外側容器の表面上に配置される。これは、外側容器が、ストライプが塗布される少なくともそれらの領域において、本質的に正円筒であるためである。

従来技術のランプでは、既に上述されたように、垂直ストライプが、最大で８．３ｍｍもあり、不必要に広い。この広いストライプは、ビームに含まれないであろう光をとにかく不必要に遮断するだけでなく、ランプ温度の上昇にも寄与する。従って、本発明の好ましい実施形態では、円周周りのストライプの幅は、好ましくはせいぜい４．５ｍｍを有し、より好ましくはせいぜい４．０ｍｍを有し、さらに好ましくはせいぜい３．５ｍｍを有する。上記寸法を有する２５Ｗランプの場合、外側容器に塗布された垂直ストライプの幅は、わずか３．５ｍｍであってもよい。これは、任意の比較可能な従来技術のランプの垂直ストライプよりもかなり狭いが、関連規則が満たされることをなお保証している。

本発明に従った２５Ｗランプでの実験は、驚いたことに予想以上に大きい光出力を示した。２５Ｗランプでの光出力の予想以上の増加は、ランプ容器の形状及びランプ内の温度条件に起因する、異なる３次元光強度分布によって説明される。従来技術では、ストライプが著しく高い位置に置かれるので、容器の底面における温度が本出願で請求される態様に比して低くなる。より高いコールドスポット温度の場合（容器のより低い部分においては）、アークの幅が増大され、これは、水平ピンストライプの上端の領域において特に高い光強度をもたらす。また、２５Ｗランプのバーナは、より小さい内径及び外径、並びに、より小さい電極距離を持つ。この形状は、バーナの上方及び下方領域の間により低い温度勾配をもたらす。このため、ランプの上方へ放射された光に対するランプの側方へ放射された光の割合は、２５Ｗランプでは著しく高くなる。また、独創的な水平ピンストライプの端部の方向へ放射された光の色温度は、上方及び下方の容器領域の間の低減された温度差のために著しく高くなる。Ｒ９９規則に従って塗布された水平ストライプを有する２５Ｗランプの場合でさえ、比較可能な３５Ｗランプに比して、光出力において約４％の増加が達成された。水平ストライプの独創的なより低い配置のため、光出力は、とても好ましいことに１０％増加した。

以上の通り、本発明に従った水平の被覆を有するランプの場合、被覆は、ランプの両側に１つずつ、好ましくは外側容器に、一対の本質的に長方形のストライプとして塗布され得る。かかる実現のため、長手方向のストライプの幅は、せいぜい１．９ｍｍを有し、より好ましくはせいぜい１．７ｍｍを有し、さらに好ましくはせいぜい１．５ｍｍを有する。かかる好ましい狭い水平ストライプの配置の場合、既に上述したように、光束が増加され得る。本発明に従ったランプのために実施された計測では、光束の最大４％、即ち、約８０ルーメンの増加が観測された。付加的な光は、明／暗のカットオフ境界を明るくするために極めて有効利用され得る領域に放射される。このため、ビームプロファイルの範囲を改善することができる。点灯１５００時間後、より狭い水平ストライプを有する独創的なランプにおいて、光束の最大３％の増加が観測された。同時に、部分的な被覆によって被覆された領域が従来技術のランプに比して大幅に減少され、ランプの温度が、好ましい低レベルに維持され得るので、遊離ヨードなどの電気陰性種が作られるバーナでの化学反応が減少され、ランプ電圧の増加がより少なくなる。本発明に従ったランプ及び比較可能な従来技術のランプでの実験では、ランプ電圧の増加が最大５Ｖ減であることが観測された。

電球物理特性（ランプ寿命、ちらつき、ランプ電圧）に関する利点に加えて、長手方向のストライプのより低い配置及びより狭いピンストライプ幅は、付加的なアーク像の使用のおかげで、著しく高い光束及び著しく高いパフォーマンスをもたらす。これらの像は、主に水平な反射器領域によって、極めて有効に利用され、より長くより広いビームに貢献できる。このようにして、可視性が、車両の運転者にとって著しく改善される。一方、任意の近づいてくる車両は、増加されたレベルのグレアの影響を受けない。これは、付加的なアーク像がカットオフラインより下方に投影されるためである。当該反射型ヘッドランプのビーム光束は、最大１０％増加され得る。

独創的なピンストライプ配置は、非対称Ｈ４バッフル設計から対称ＤＦＣＳバッフル設計までの技術発展をフォローしながら、好ましくは、対称なバッフル並びに非対称または自由形状の反射器と組み合わせて使用され得る。自由形状の反射器設計が用いられる場合、非対称バッフル及び水平ピンストライプの非対称配置のいずれも必要とされない。

本発明の好ましい実施形態では、反射器は、光の一部をビームプロファイルの水平領域のカットオフ境界に近い領域へ偏向させるための、ランプの一方の側の少なくとも１つの第１のビーム形成領域と、光の一部をビームプロファイルの肩領域のカットオフ境界に近い領域へ偏向させるための、ランプの他方の側の少なくとも１つの第２のビーム形成領域とを有する。

本発明の他の好ましい実施形態では、反射器は、本質的に対称な光源から集められた光を有する非対称ビームプロファイルを形成するビーム形成領域の非対称配置を有する。当該非対称形状または表面トポロジを有する反射器は、規則によって要求されるような非対称のフロントビームをなお生成しながらも、水平ストライプの対称配置を持つランプとともに最適に使用され得る。

本発明の他の目的及び特徴は、添付の図面と組み合わせて考慮される以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。しかしながら、図面は単に図解のために設計されたのであって、本発明の限界の定義として設計されたのではないことが理解されるべきである。

図１は、従来技術のガス放電ランプの略図を示している。 図２は、本発明の第１の実施形態に従ったガス放電ランプの略図を示している。 図３は、本発明の第２の実施形態に従ったガス放電ランプの略図を示している。 図４は、本発明の実施形態に従った照明アセンブリを示している。 図５は、本発明に従った照明アセンブリを通る断面及び対応するビームプロファイルを示している。 図６は、本発明に従った反射器の略図を示している。 図７は、初期ルーメン出力の棒グラフを示している。 図８は、光束維持のグラフを示している。 図９は、ランプ電圧のグラフを示している。 図では、同様の番号が同様の物体を、全体を通じて指している。図中の物体は、必ずしも縮尺通りに描かれてはいない。

図１は、円周周りに配置されたストライプ１１及び一対の長手方向に配置されたストライプ１２，１３を有する部分的な被覆１１，１２を具備する従来技術のガス放電ランプ１０の断面を示している。示されたランプ１０は、自動車用ヘッドライトアセンブリで用いられる、バラスト６またはベース６を具備するＤ４Ｒランプに対応する。円周周りのストライプ１１の幅は、適切な規則、この場合はＥＣＥ Ｒ９９において、ランプ中心に定められる半径ｒと円周周りのストライプ１１の外端上の点との間の角度α_１，α_２によって規定される。規則ＥＣＥ Ｒ９９は、小さい方の角度α_１が４５°±５°であり、且つ、大きい方の角度α_２が少なくとも７０°であることを要求する。従って、Ｄ４Ｒランプでは、上記円周周りのストライプ１１は、約８．３ｍｍの幅を持つことができ、下部のピンチ領域のかなりの部分を通常被覆する。一対の長手方向のストライプ１２，１３は、ランプ１０の両側に１つずつ配置される。これは、図の左に示された断面Ａ−Ａ´に図示されている。規則ＥＣＥ Ｒ９９によれば、これらの長手方向のストライプ１２，１３は、一のストライプ１３が他のストライプ１２よりも低いように、ランプ外側容器５上に、非対称に配置される。「高い方の」ストライプ１２は、水平面Ｐの直下に横たわるように置かれる。一方、低い方のストライプ１３の上端は、水平面Ｐよりせいぜい１５°下方に置かれる。この配置の理由は、必要とされる非対称なフロントビームを生成するために非対称な光源を必要とした古い反射器設計のためである。しかしながら、この既知の従来技術のストライプ１１，１２，１３の配置は、上述された問題、即ち、（円周周りのストライプ１１下方のピンチ領域に広がる過度の熱のせいによる）より短いランプ寿命、（ランプ１の上方領域及び下方領域の間の顕著な温度勾配のせいによる）ビームプロファイルでのまばらな光強度分布、並びに、（長手方向のストライプ１２，１３によって遮断された領域での光損失のせいによる）より低い光出力につながる。

図２は、本発明の第１の実施形態に従ったガス放電ランプ１を示している。ランプ１の構造は、ランプサイズ、バラストなどについての規則に従うため、上記の図１と本質的には同じである。内側容器４及び外側容器５の相対的な大きさは、ランプが２５Ｗランプとして実現されるのか、それとも３５Ｗランプとして実現されるのかによるであろう。この実施形態では、長方形の垂直ストライプＳ_Ｖが、ランプ１の下面に垂直ストライプＳ_Ｖの短い両端が接触しないように、ランプ１の外側容器５の円周周りに配置される。円周周りのストライプＳ_Ｖの幅Ｗ_Ｖは、ランプ中心を通る半径ｒと円周周りのストライプＳ_Ｖの外端１４，１５上の点との間でランプ中心に定められる角度α_Ｖ１，α_Ｖ２によって規定される。本発明のこの実施形態では、バーナ４により近い内端１５に対する小さい方の角度α_Ｖ１が約５０°であり、且つ、ベース６により近い外端１４に対する大きい方の角度α_Ｖ２がわずか５５°程度である。従って、円周周りのストライプＳ_Ｖは、それが下部のピンチ領域の小さい部分しか被覆しないように、約３．５ｍｍの幅Ｗ_Ｖを持つ。ランプの駆動中、「余分な」光Ｌ_Ｓ（いかなる場合もフロントビームへの貢献に用いられないであろう光）が、ランプ１に再吸収されたり照り返されたりせずにランプ１から出ていく。このため、ランプ内温度は不必要に上昇されない。

また、図は、外側容器５上に対称に配置された２つの水平ストライプＳ_Ｈを示している。図１の水平ストライプ１２，１３とは対照的に、水平ストライプＳ_Ｈは、ランプ１の両側に対称に配置され、より低い下方に配置され、さらに、従来技術のストライプ１２，１３よりも狭い。これは、図の左に示された断面Ａ−Ａ´に図示されている。この実施形態では、長手方向のストライプＳ_Ｈは、水平面Ｐと長手方向のストライプＳ_Ｈの上端１６，１７上の点との間でランプ中心に定められる角度β_Ｈ１，β_Ｈ２が１５°を有するように、ランプ外側容器５上に対称に配置される。水平ストライプＳ_Ｈの上端１６，１７間の水平面Ｐより下方での角度領域γ_Ｈは、わずか１５０°を有する。結果として、ランプ１の光出力は増加される。これは、以下に示されるように、ほとんどの光がより低くより狭い長手方向のストライプＳ_Ｈによって遮断されず、より「有効な」アーク像が周囲の反射器によって集められ、より明るいフロントビームを形成するのに用いられるためである。

図３は、本発明に従ったランプ１の更なる実施形態を示している。ここで、図示されるように、垂直ストライプＳ_Ｖ´及び水平ストライプＳ_Ｈ´が、外側容器５の外面上に配置されている。この実施例では、垂直ストライプＳ_Ｖ´は、外側容器５の周りを１周しており、水平ストライプＳ_Ｈ´は、単一のストライプＳ_Ｈ´を有している。垂直ストライプＳ_Ｖ´の位置及び幅は、上図２と同じであってもよい。この実施形態では、水平ストライプＳ_Ｈ´の定義角β_Ｈ１，β_Ｈ２は、図の左の断面Ａ−Ａ´に示されるように、より小さく、例えば１０°であってもよい。この場合、水平ストライプＳ_Ｈ´の上端１６，１７間の角度領域γ_Ｈは１６０°を有している。

従来技術のランプでは、ストライプは非対称な光源を提供するために必要とされていて、従来技術の反射器は概して対称であった。本発明に従ったランプ１は、現在利用可能な反射器が、光を（対称な光源から生じた光でさえ）、非対称なフロントビームに形成するように好ましく設計され得るという事実を利用する。反射器が、概して単独で、必要とされる非対称を達成できるため、ストライプの幅及び配置は、上述のように、光出力を最適化するために、また、ランプ寿命を延ばすために、適切に調整され得る。

図４は、本発明に従ったランプ１と反射器８とを具備する照明アセンブリ９を示している。当該図に明らかに見られるように、いかなる場合も余分である光Ｌ_Ｓが外側容器５を通じてランプ１のベース領域へ出ていくことができるように、円周周りのストライプＳ_Ｖ´が狭くなっている。この光は、例えば、反射器８の後方において吸収されたり、反射器８の後方の開口部８３を通じて出ていったりすることができる。このように余分な光Ｌ_Ｓを逃がすことは、ビーム品質を損なわない。代わりに、ランプ１は、垂直ストライプＳ_Ｖ´の狭い幅による過熱から保護される。

図５は、自動車用ヘッドランプ配置のための反射器８内のランプ１への水平ストライプＳ_Ｈの独創的な配置の有益な効果を示している。図の右手側においては、ランプ１及び反射器８を通る断面が示されており、また、領域８０Ａ，８０Ｂ，８１Ａ，８１Ｂが反射器８の内面に示されている。図の左手側で示されるように、これらの領域８０Ａ，８０Ｂ，８１Ａ，８１Ｂにおいて集められた光Ｌ_２０Ａ，Ｌ_２０Ｂ，Ｌ_２１Ａ，Ｌ_２１Ｂから生じた放電アーク２の像２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂが、関連規則、例えばＲ９８に従ったビームプロファイル３に投影される。像２０Ａ，２０Ｂ（点線）は、カットオフ３１に近く、より高い水平ストライプを持つ従来技術のランプで照らされ得る肩３２内の領域を示している。これらのアーク像２０Ａ，２０Ｂは、反射器８内の比較的高く、水平面Ｐの近くまたは上に集められるため、それらは全く傾斜されず、おおよそビームプロファイル３のカットオフラインに沿って横たわる。ビームプロファイル３に投影された付加的な像２１Ａ，２１Ｂ（実線）は、フロントビームのより大きな光束及びより長い射程のおかげで、フロントビームによる、よりよい照明を保証する。これらの付加的な像２１Ａ，２１Ｂは、外側容器５上の長手方向のストライプＳ_Ｈの独創的なより低い配置のため、集められる。これらの像２１Ａ，２１Ｂは、反射器８内でより下方に集められるので、それらは、他のアーク像２０Ａ，２０Ｂに比して著しく傾斜され、ビームプロファイルの全体の輝度に対して有利に貢献する。

図６は、本発明に従った反射器８の図を示している。ここで、本発明に従ったストライプ配置をＳ_Ｖ，Ｓ_Ｖ´，Ｓ_Ｈ，Ｓ_Ｈ´を具備するランプ１が、反射器内に水平に搭載される。反射器８の内部に集められた放電アーク２の像は、所望のカットオフライン３１及び肩３２を有するビームプロファイル３を与えるために、軸Ｈ，Ｖに対して外側へ偏向される。図は、水平ストライプＳ_Ｈ，Ｓ_Ｈ´のより低い配置によって可能とされた付加的な光Ｌ_２１Ａ，Ｌ_２１Ｂを集めるための領域８１Ａ，８１Ｂを示している。付加的な光は、アーク像２１Ａ，２１Ｂとして、ビームプロファイルへ偏向される。図中のこれらの付加的なアーク像２１Ａ，２１Ｂの位置及び方向は一例である。水平ストライプＳ_Ｈ，Ｓ_Ｈ´の位置及び反射器領域８１Ａ，８１Ｂの実際の実現は、アーク像２１Ａ，２１Ｂの方向及び位置に影響を与えるであろう。例えば、水平ストライプＳ_Ｈ，Ｓ_Ｈ´のより低い配置は、より傾斜したアーク像２１Ａ，２１Ｂをもたらすであろう。独創的なランプ１を具備する反射器８を用いることは、改善されたビームの射程、並びに、ビームプロファイル３のカットオフ３１及び肩３２の領域におけるよりよい照明のおかげで、車両の２５ｍ〜６０ｍ前方における領域のよりよい照明を可能とする。

図７〜図９は、本発明に従った３５Ｗ及び２５ＷＤ４Ｒランプの群Ａ３５，Ａ２５、従来技術のピンストライプ配置を有する３５Ｗ及び２５ＷＤ４Ｒランプの群Ｂ３５，Ｂ２５、ピンストライプなしの３５Ｗ及び２５ＷＤ４Ｒランプの群Ｃ３５，Ｃ２５について得られた実験結果を示している。

図７は、バーンイン後に１５時間測定された自動車用ガス放電ランプの異なる群についての初期ルーメン出力（％）の棒グラフを示している。群Ｂ３５は、Ｒ９９で規則に従って配置されたピンストライプを具備する従来技術の３５Ｗランプを示しており、一方、群Ｂ２５は、上記のピンストライプを具備する従来技術の２５Ｗランプを示している。群Ｃ３５，Ｃ２５は、それぞれ、いかなるストライプも具備しない３５Ｗ及び２５ＷＤ４Ｒランプを示している。規則を満足するために、自動車用ランプである２５Ｗまたは３５Ｗランプは、バーンイン後１５時間は３２００±４５０ルーメンを果たさなければならない。最初に達成され得る光出力が１００％として与えられる。群Ａ３５は３５Ｗランプを示し、群Ａ２５は２５Ｗランプを示している。いずれの場合も本発明に従って配置された水平ストライプ、即ち、より下方且つより狭い水平ストライプとより狭い垂直ストライプとを具備している。これらの群について、それぞれ５％及び３％の光出力の改善が得られた。明らかに、いかなるストライプもないことは光が全く遮断されないことを意味しているため、群Ｃ３５，Ｃ２５についての光出力が最も高く、これらは、これらに対して比較できる群Ａ３５及びＡ２５の好ましい改善の参照用に与えられるだけである。グラフが示すように、所望のビーム形状を得るのに役立つストライプを持つ、本発明に従ったランプは、いかなるストライプも具備しないランプの初期ルーメン出力に好ましく近い初期ルーメン出力をなお提供できる。

図８は、点灯１５００時間後における図１のランプタイプ群Ａ２５，Ｂ２５，Ｃ２５について測定された光束維持のグラフを示している。初期値１００％は、バーンイン後の各ランプ群のルーメン出力に対応する。ランプタイプ群Ｂ２５は、１５００時間後に初期値の約８９％にまで落ち込むという、比較的貧弱な光束維持を示した。群Ａ２５は、約９２％にしか落ち込まないという、とても好ましい光束維持を示した。いかなる部分的な被覆も具備しないランプ群Ｃ２５は、約９５％まで落ち込んだ。つまり、ランプタイプ群Ａ２５の光束維持は、いかなるストライプも具備しないランプタイプとかなり同等である。２５Ｗランプでは、バーナは小さいが、外側容器は３５Ｗランプに対する外側容器と同じ大きさである。従って、バーナと外側容器との間の隙間はより大きく、熱伝導の係数は小さい。従って、バーナは、ストライプ領域によって生成された熱が従来技術の３５Ｗランプと同程度にバーナ内温度に影響しないように、外側容器からある程度熱的に絶縁される。これは、本発明に従った２５Ｗランプのとても好ましい光束維持を説明している。ランプ群Ａ３５，Ｂ３５，Ｃ３５についてなされた測定は、点灯２０００時間後、それぞれ８２％、７２％、８７％の光束維持における落ち込みを示した。つまり、独創的なピンストライプ配置を有する３５ＷランプＡ３５は、ピンストライプを具備する従来技術のランプＢ３５に比して好ましい光束維持を示した。

図９は、点灯１５００時間後の図７及び図８の群Ａ２５，Ｂ２５，Ｃ２５について測定されたランプ電圧のグラフを示している。初期値１００％は、バーンイン後の各ランプタイプ群のランプ電圧に対応する。ランプ群Ｂ２５は、１５００時間後のランプ電圧において、約１１４％まで上昇するという、顕著な増加を示した。いかなるストライプも具備しないランプ群Ｃ２５のランプ電圧は、約１１３％まで増加した。ランプ群Ａ２５は、約１０９％程度にしか上昇しないという、とても好ましいランプ電圧の低い増加を示した。ランプ電圧の低い増加の好ましい効果は、低減されたちらつき傾向及び延ばされたランプ寿命である。内側容器のよりよい断熱のおかげで、本発明に従った２５Ｗランプ内の温度は、好ましい低レベルに維持され得る。これは、ランプ電圧のより緩やかな増加が独創的なストライプ配置を有する３５Ｗランプにさえ匹敵することを説明している。ランプ群Ａ３５，Ｂ３５，Ｃ３５についてなされた測定は、点灯２０００時間後においてそれぞれ１２７％、１３１％、１３５％のランプ電圧の増加を示した。つまり、独創的なピンストライプ配置を有する３５Ｗランプは、ランプ寿命を過ぎて最も低いパーセントのランプ電圧の増加を示した。

本発明は、好ましい実施形態及びその変形の形式で開示されたが、多くの更なる修正及び変形が、本発明の範囲を逸脱することなく、なされ得ることが理解されるであろう。明確化のために、「ａ」または「ａｎ」の本出願を通じての使用が複数形を除外しないこと、並びに、「有する」が他のステップまたは要素を除外しないことも理解されるべきである。

Claims (14)

1. 自動車用ガス放電ランプであって、
   容器を有し、
   前記容器は、前記容器の表面上に円周周りに配置されたストライプで部分的に被覆されており、
   前記ストライプの第１の長辺は、前記自動車用ガス放電ランプのベース近くに置かれ、
   前記ストライプの幅は、ランプ中心を通る長手方向の軸に対する垂直面と、前記ランプ中心と前記ストライプの前記第１の長辺上のある１点とを結ぶ直線によって定められる第１の角度がせいぜい５５°を有し、且つ、前記ランプ中心を通る長手方向の軸に対する垂直面と、前記ランプ中心と前記ストライプの第２の長辺上のある１点とを結ぶ直線によって定められる第２の角度がせいぜい５０°を有するような幅である、自動車用ガス放電ランプ。
2. 円周周りのストライプは、前記容器を完全に囲む、請求項１記載の自動車用ガス放電ランプ。
3. 円周周りのストライプの長さは、前記容器の円周よりも短い、請求項１記載の自動車用ガス放電ランプ。
4. 前記容器は、前記自動車用ガス放電ランプの長手方向の軸を通る水平面より下方の領域において、前記容器の表面上に長手方向に配置された少なくとも１つの他のストライプで部分的に被覆されている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプ。
5. 長手方向のストライプは、前記自動車用ガス放電ランプの各側において、前記ランプ中心を通る長手方向の軸を含む水平面と、前記ランプ中心から前記長手方向のストライプの上端への半径によって定められる角度が少なくとも１０°を有するように、前記容器の表面上に配置される、請求項４記載の自動車用ガス放電ランプ。
6. 前記ランプ中心を通る水平面と前記自動車用ガス放電ランプの一方の側にある長手方向のストライプの上端とによって前記ランプ中心で定められる第１の角度は、前記ランプ中心を通る水平面と前記自動車用ガス放電ランプの他方の側にある長手方向のストライプの上端とによって前記ランプ中心で定められる第２の角度と本質的に同じである、請求項５記載の自動車用ガス放電ランプ。
7. 部分的な被覆は、単一の本質的に長方形のストライプを有する、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプ。
8. 部分的な被覆は、前記容器の表面上に長手方向に配置された、一対の本質的に長方形のストライプを有する、請求項４乃至６のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプ。
9. 外側容器に封入された内側放電容器を有し、
   前記内側放電容器の容量は、１５μｌ以上、且つ、２３μｌ以下であり、
   前記内側放電容器の内径は、少なくとも２．０ｍｍ、且つ、せいぜい２．４ｍｍを有し、
   前記内側放電容器の外径は、少なくとも５．２ｍｍ、且つ、せいぜい５．８ｍｍを有する、２５Ｗの定格電力の請求項１乃至８のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプ。
10. 部分的な被覆は、前記自動車用ガス放電ランプの外側容器の外面上に配置される、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプ。
11. 円周周りのストライプの幅は、せいぜい４．５ｍｍを有する、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプ。
12. 部分的な被覆は、一対の本質的に長方形の長手方向のストライプを有し、
    長手方向のストライプの幅は、せいぜい１．９ｍｍを有する、請求項４乃至１１のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプ。
13. 反射器と請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の自動車用ガス放電ランプとを有する照明アセンブリであって、
    前記反射器は、明／暗のカットオフライン及び肩を有する特定のビームプロファイルを与えるために、前記自動車用ガス放電ランプから生じた光を外側へ偏向させることを実現する反射内面を有し、
    前記自動車用ガス放電ランプは、反射器内に水平に置かれ、
    前記反射内面は、水平面より下方の７．５°と１５°との間の範囲の角度で前記自動車用ガス放電ランプから放射された光の一部を前記ビームプロファイル内の特定の領域へ偏向させることを実現する少なくとも１つのビーム形成領域を有する、照明アセンブリ。
14. 前記反射器は、
    光の一部を前記ビームプロファイルのカットオフ境界に近い領域へ偏向させるための、前記自動車用ガス放電ランプの一方の側の少なくとも１つの第１のビーム形成領域と、
    光の一部を前記ビームプロファイルの肩領域のカットオフ境界に近い領域へ偏向させるための、前記自動車用ガス放電ランプの他方の側の少なくとも１つの第２のビーム形成領域と、を有する、請求項１３記載の照明アセンブリ。

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