CN102016398A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种照明装置，其能够实现小型化，并且很容易进行灯的更换。照明装置(1)包括：灯(6)，该灯(6)具有外管(13)和设置于该外管(13)内的发光管(15)；以及开放型的照明工件(3)，该开放型的照明工件(3)包括反射镜部(11)，所述反射镜部(11)具有凹状的反射面(9)，且在内部配置有灯(6)，通过反射面(9)将从灯(6)发出的光进行反射并从前方的开口部(10)射出。在此，在将外管(13)的最大外径设定为r[mm]、将反射镜部(11)的开口直径设定为R[mm]的情况下，分别满足关系式22≤r≤28、R≤130及3.5≤R/r。

Description

照明装置

技术领域

本发明涉及照明装置。

背景技术

近来，金属卤化物灯等高压放电灯作为商业设施等的筒灯及聚光灯使用的照明装置的光源，正在普及。而且，尤其是在店铺空间，强烈要求仅需要「光」，并要求使照明装置本身不瞩目，即小型化。

另外，也要求很容易进行灯更换即所谓的易于维修。在现有的照明装置中，在使用采用了由发光管和外管构成的双层管结构的小型金属卤化物灯的照明装置中，万一当发光管破损导致覆盖发光管的外管也破损时，为了防止它们的破片发生飞散，在射出光的前面的开口部(光取出口)安装有前面玻璃。但是，在这种情况下，当更换灯时存在前面玻璃的拆卸麻烦的问题。另一方面，公知的是在发光管和外管之间设置有防爆用套筒。在这种情况下，尽管不需要前面玻璃，但是这样做与灯本身采用了双层管结构的金属卤化物灯相比也导致大型化，存在着不能满足上述小型化的强烈要求的问题。

另外，还提出了采用发光管、内管及外管的三层管结构的小型金属卤化物灯(例如，专利文献1、2等)。在将该金属卤化物灯用于照明装置的情况下，由于为三层管结构，故不需要前面玻璃，易于维修。而且灯本身也较小，因此，也具有能够使照明装置小型化的优点。

作为这种三层管结构的金属卤化物灯，具有外径为20[mm]左右的外管且额定灯功率为35[W]或70[W]的金属卤化物灯正在被制造。

专利文献

专利文献1：国际公开第2006/001166号小册子

专利文献2：特开2007-179959号公报

在使用了现有的三层管结构的金属卤化物灯的小型照明装置中，能够将手从开口部插入并抓住灯，可以毫无问题地进行灯更换。但是，随着灯的高瓦特化，制造出外管的外径较大的灯(具体而言，将外管直径20[mm]设定为22～28[mm]的灯)，并将这些灯在现有的照明装置中试用时，发现存在着难以进行灯更换的问题。

这是因为，照明装置的开口部和灯之间的间隙较狭窄，难以向其间隙插入手来拆卸灯、或者当拆卸时难以使灯旋转。

作为用于解决上述问题的一个方法，考虑增大照明装置的开口直径，但是，要维持照明装置的小型化，优选将照明装置的反射镜部的开口直径设定得尽可能地小，并且，其进深也尽可能地小。

发明内容

本发明是为解决上述问题而开发的，其目的在于，提供一种照明装置，能够实现小型化，并且容易进行灯更换。

本发明的技术方案1所述的照明装置，其特征在于，包括：高压放电灯，该高压放电灯具有外管和设置于该外管内的发光管；以及开放型的照明工件，所述照明工件包括反射镜部，所述反射镜部具有凹状的反射面，且在内部配置所述高压放电灯，通过所述反射面将从所述高压放电灯发出的光进行反射并从前方的开口部射出，其中在将所述外管的最大外径设定为r[mm]、将所述反射镜部的开口直径设定为R[mm]的情况下，分别满足关系式22≤r≤28、R≤130及3.5≤R/r。

在此，所谓“开放型”的照明工件表示在射出光的开口部(光取出部)没有前面玻璃等、未被封闭的照明工件。

另外，所谓反射镜部的“开口直径”不是表示反射镜部的开口部侧端面的最大外径，而是表示真正开口的部分，即开口部的内径。

发明效果

在上述结构的照明装置中，将反射镜部的开口直径R与外管的最大外径r的比率R/r设定为3.5以上，由此，能够防止难以向反射镜部和外管的间隙插入手指，并能够防止灯更换困难。具体的原因将在下文进行叙述。

本发明能够获得实现小型化，并容易进行灯更换的照明装置。

附图说明

图1是示意地表示本发明的第一实施方式即照明装置的部分剖切的正面图；

图2是同样用于照明装置的金属卤化物灯的部分剖切的正面图；

图3是用于说明灯的抓住位置的示意图；

图4是用于说明照明工件、灯、向照明工件的内侧插入的手(手指)之间的关系的示意图；

图5是表示求出关系式1的实验结果的图；

图6是用于说明外管的外径和照明工件的开口直径之间的关系的图；

图7是示意的表示本发明的第2实施方式即照明装置的部分剖切的正面图；

图8是变形例的金属卤化物灯的部分剖切的正面图。

符号说明：

1、28照明装置

2、天花板

3、29照明工件

4、基底部

5、30主体单元

6、金属卤化物灯

7、电子稳定器

8、供电单元

9、31反射面

10、32开口部

11、33反射镜部

12、34插座部

13、外管

14、内管

15、发光管

16、灯头

17、封闭部

18、开口部

19、拆离部(tip off part)

20、密封部

21、主管部

22、细管部

23、供电体

24、电力供给线

25、金属箔

26、壳部

27、小孔部

35、臂部

36、供电线

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

[第一实施方式]

<照明装置的构成>

如图1所示，本发明的第一实施方式即照明装置1例如使用在筒灯中，其具有：主体单元5，该主体单元5具有装入到天花板2的照明工件3和安装在该照明工件3的底部的板状的基底部4；金属卤化物灯6(以下，简称为“灯6”)，该金属卤化物灯6安装于该主体单元5内，例如额定功率为100[W]；供电单元8，该供电单元8具有为了使灯6点亮而安装在基底部4的从照明工件3离开的位置上的公知的电子稳定器7。

另外，有时根据灯的规格等代替电子稳定器7而使用铜铁稳定器。

(照明工件)

照明工件3具有：反射镜部11，该反射镜部11具有凹状的反射面9，通过反射面9反射从配置于内部的灯6发出的光并将光从前方的开口部10(光取出口)射出；以及插座部12，该插座部12设置在该反射镜部11内。该照明工件3的特征在于，特别地，该照明工件3是在前方的开口部10没有前面玻璃的开放型。在反射面9上蒸镀有金属膜等。

在此，在将反射镜部11的开口直径设定为R[mm]的情况下，限定于小型灯，满足关系式R≤130。在此所说的“开口直径”不是表示反射镜部11的开口部10侧的端面的最大外径，而是表示真正开口的部分即开口部10的最大内径。

另外，照明工件3的形状等可以根据其用途或使用条件等而适当地设定。

(灯)

如图2所示，灯6具有：外管13、收容于该外管13内的内管14、配置于该内管14内部的气密空间的发光管15、以及安装于外管13端部的例如E形的灯头16。

另外，作为灯头16，不仅限于图2所示的E形，也可以使用公知的各种形状，例如销状的卡口(swan)式、G形等。尤其是在灯头为卡口式的情况下，与E形的灯头不同，优选以灯不会意外脱落的方式使灯相对于插座部12不施加规定以上的旋转扭矩时就不会脱落。具体而言，优选其旋转扭矩为0.3[N·m]以上。

外管13的长度方向的中心轴X、内管14的长度方向的中心轴Y、发光管15的长度方向的中心轴Z位于大致同一轴上。但是，所谓「大致同一轴上」是指：除了中心轴X、中心轴Y及中心轴Z完全位于同一轴上的情形下之外，也包括例如在彼此组装各部件13、14、15时发生的偏差等而导致的中心轴X、中心轴Y及中心轴Z分别错位的情形等。

外管13由例如硬质玻璃等构成，在一个端部上形成例如大致半球状的外表面形状具有曲面形状的封闭部17，并且在另一端部具有开口部18，而且除去一个端部的部分大致为圆筒状。该外管13的内部(除去内管14的内部及发光管15的内部以外)为大气环境。该封闭部17的曲面形状可以是连续的，也可以是不连续的。

在此，外管13的最大外径，具体地在如图2所示的外管13的情况下，当将外管13的大致呈圆筒状的部分的外径设定为r[mm]时，限定于小型灯，满足关系式22≤r≤28。

另外，作为外管，其外形形状除去上述一个端部的部分不限于大致呈圆筒状的直管状，其形状也可以是仅中央部膨胀的外管、以及中央部最膨胀且越接近端部直径越连续地变小的外管等公知的各种形状。即使外管采用上述各种形状的情况下，「r」也表示其形状中的最大外径。

内管14例如由石英玻璃等构成，一个端部为大致平面状，其中央部具有排气管的残留部，即拆离部19，并且在另一端部具有通过公知的压紧密封法(pinch sealing method)压碎密封的密封部20，并且，除去两端部的部分大致呈圆筒状。内管14的内部例如为真空环境的气密空间。

另外，作为内管的外形形状，除去上述两端部的部分不仅限于大致呈圆筒状的直管状，也可以是仅中央部膨胀的形状、或者中央部最膨胀且越接近端部直径越连续变小的形状等公知的各种形状。

发光管15的外围设备由例如多晶氧化铝的透光性陶瓷构成，具有主管部21和形成于该主管部21的两端部的细管部22。

在图2所示的例子中，采用了主管部21和细管部22各自分别成形后，通过热装一体化成形而形成的灯。但是，其形状及结构中不仅限于图2所示的例子，例如也可以使用通过将主管部和细管部一体化成形而形成的灯，也可以使用公知的各种形状及结构的发光管。

在主管部21内配置有一对电极(未图示)，并且分别封入了规定量的金属卤化物、稀有气体及水银。作为金属卤化物可以使用碘化钠或碘化镝等。

在细管部22内插入了前端部安装有电极的供电体23，在主管部21相反侧的端部通过由玻璃料(frit)构成的密封材料(未图示)进行密封。供电体23的端部中的与电极相反侧的端部从细管部22的端部向外部导出，并与电力供给线24电连接。电力供给线24经由被密封部20密封的金属箔25与外部引线(未图示)电连接。而且，一根外部引线与灯头16的壳部26电连接，另一根外部引线与灯头16的小孔部27电连接。

另外，电力供给线23不仅限于由一根金属线构成，有时，也可以连接多根金属线并一体化构成。

(照明工件和灯的关系)

下面，对照明工件3和灯6的关系进行说明。

在灯6被安装于照明工件3内的状态(图1所示的状态)下，当将外管13的最大外径设定为r[mm]、将照明工件3的反射镜部11的开口直径设定为R[mm]的情况下，最大外径r和开口直径R的比率(R/r)满足如下的关系式。

3.5≤R/r...(关系式1)

比率(R/r)较小时，难以向照明工件3和灯6之间的间隙伸入手指，不能将灯6紧紧地抓住，因此，不能施加一定的扭矩来使灯6转动。因此，成为难以进行灯更换的照明装置。发明者们通过后述的实验发现，只要满足关系式1，就很容易向照明工件3和灯6之间的间隙伸入手指，且能够施加一定的扭矩转动灯，从而能够很容易地进行灯更换。

另外，除了关系式1之外，如图1所示，在将包含反射镜部11的开口部10的端面的平面设定为基准面P、将自基准面P到灯6的前端的距离设定为L[mm]的情况下，如果距离L在0≤L≤15的范围内，则更容易进行灯的更换。

另外，在灯6的前端从基准面P算起位于反射镜部11的外侧(L＜0)，并且除去外管13的封闭部17的整个筒状部分从基准面P算起位于反射镜部11内侧的情况下，也较容易进行灯的更换。

(灯更换)

在上述结构的照明装置1中，当例如为了替换由于寿命到期而不点亮的灯6将其从照明工件3拆卸时，由于该照明工件3是在开口部10没有前面玻璃的开放型，故通常人们依然从开口部10将手伸入到照明工件3内，并以抓住金属卤化物灯6的外管13的前端部的方式保持，使之旋转并取下。另外，当安装新的灯6时，也是在以抓住外管13的前端部的方式保持的状态下，将该灯6放入到照明工件3内，并将灯头16旋拧到插座部12进行安装。

但是，如果插入到开口部10内侧的手指不能够紧紧地抓住灯6(外管13)，则难以将灯进行旋转，故难以进行灯的更换。

图3是用于说明灯(外管)的抓住位置的示意图。如图3(a)所示，在外管13的圆筒状的部分S的位置，能够用拇指和另外的手指紧紧地夹住，因此，能够紧紧地抓住。

另一方面，如图3(b)所示，在半球面状的封闭部17，越用拇指和另外的手指紧紧地夹住，各手指越沿封闭部17的曲面滑动，因此，不能紧紧地抓住。因而，为了施加一定的扭矩来转动灯，需要抓住外管13的圆筒状部分S。

图4是用于说明照明工件3、灯6(外管13)、插入到照明工件3内侧的手(指)之间的关系的示意图。

图4表示用插入到照明工件3内侧的手(手指)抓住外管13的圆筒状部分S的状态。另外，穿过基准面P的手的最大宽度用W表示。

在图4中，圆筒状部分S的前端位于自基准面P算起L+r/2的位置。例如，在不改变距离L而增大外管13的最大外径r的情况下，该圆筒状部分S的前端向照明工件3的里侧(箭头A方向)移动。因此，为了抓住圆筒状部分S，将手(手指)插入到照明工件3的里侧，穿过基准面P的手的最大宽度W变大。

因此，越增大外管13的最大外径r，越需要增大照明工件3的开口直径R。

<求出关系式1的实验>

下面，对求出关系式1的实验进行说明。

在本实验中，进行外管13的最大外径r、照明工件3的开口直径R的比率(R/r)不同的多个组合，并分别测定了旋绕各外管13时的旋转扭矩的大小。具体而言，制作出最大外径r为20[mm]、22[mm]、25[mm]、28[mm]及30[mm]的5种外管13，在最大外径r为20[mm]及30[mm]的各外管13中准备了4～5的比较例，在最大外径r为22[mm]、25[mm]及28[mm]的各外管13中准备了3个实施例及1个比较例。另外，在各实施例及比较例中，将自基准面P(参照图1)到外管13前端的距离L设定为15[mm]。

图5是表示求出关系式1的实验结果的图。

图5表示实施例及比较例的最大外径r、开口直径R、比率(R/r)、旋转扭矩[N·m]及判定结果。

在本实验中，在旋转扭矩为0.3[N·m]以上的情况下，判定为良好「○」，在旋转扭矩不足0.3[N·m]的情况下，判定为不良「×」。

之所以以旋转扭矩0.3[N·m]为界来判定灯的更换是容易还是困难，依据如下的理由：在灯的灯头为E形的情况下，要在插座上装卸，旋转扭矩为0.1～0.2[N·m]左右即可，另外，即使是卡口式的情况下，旋转扭矩只要达到0.3[N·m]就足够，因此，只要旋转扭矩为0.3[N·m]以上，就能够将灯可靠地在插座上装卸。

观察实验结果，如图5所示，例如，比较例1～5的最大外径r＝20[mm]。其中，比较例1的R＝68[mm]、R/r＝3.4、旋转扭矩＝0.30[N·m]，判定为「○」。比较例2～5也与比较例1同样，判定为「○」。

另外，对于最大外径r＝22、25、28、30[mm]也同样，示出了比较例以及实施例的判定结果。

如图5所示，在最大外径r为20[mm]及30[mm]时，与最大外径r和开口直径R的比率(R/r)无关，判定为「○」。另一方面，在最大外径r为22～28[mm]时，在比率(R/r)为3.5以上的情况下，判定为「○」，在比率(R/r)不足3.5时，判定为「×」。因此可知，在使用了最大外径r为22～28[mm]的外管13的照明工件3中，为了施加0.3[N·m]以上的旋转扭矩，对比率(R/r)的大小设定下限。

对该下限进行如下说明。

图6是表示将纵轴设定为开口直径R、将横轴设定为最大外径r，并描述了图5所示的最大外径r为22～28[mm]的实施例及比较例的图，判定「○」的各实施例用○标记表示，判定「×」的各比较例用×标记表示。

另外，在图6中，引出了穿过每个最大外径r的判定「○」和判定「×」之间的线70(R/r＝3.5)。

该线70表示开口直径R相对于最大外径r的下限。因此，为了施加0.3[N·m]以上的旋转扭矩，最大外径r和开口直径R的比率(R/r)可以说需要在3.5以上。

另外，在图6中，包含判定「○」的各实施例的区域用71进行表示。

在最大外径r为20[mm]及30[mm]的外管13中，即使比率(R/r)不足3.5，也能够施加0.3[N·m]以上的旋转扭矩，其依据如下的理由。

在最大外径r为20[mm]的外管时，其前端呈半球状的封闭部较小，因此，用手指容易抓住外管的筒状部分，故在灯更换时，容易施加0.3[N·m]以上的旋转扭矩。

另一方面，在最大外径r为30[mm]的外管时，外管和工件开口部的间隙变大，因此，很容易将手插入到照明装置的内侧，并且很容易抓住外嵌的筒状部分，因此，当进行灯更换时能够很容易地施加0.3[N·m]以上的旋转扭矩。

根据以上的实验结果可知，照明装置1在最大外径r为22≤r≤28、开口直径R为R≤130，且满足关系式1的情况下，能够对外管13施加进行灯更换所需要的一定的扭矩。因此，借助于照明工件3和灯6(外管13)之间的间隙裕度能够在手指上施加力，能够对灯6施加一定的扭矩使之旋转，并很容易地拆卸、安装灯6。因而，能够获得实现小型化、且很容易进行灯更换的易于维修的照明装置1。

尤其是，为了能够更容易地拆卸、安装，优选满足关系式25≤r。

另外，如上所述，当灯头采用卡口式的情况下，在拆卸灯时，需要一定的较大的旋转扭矩(0.3[N·m]以上)，但是，即使在这种情况下，也能够确保较容易地进行灯更换。

在上述结构的照明装置1中，除了比率(R/r)的设定之外，还将距离L在0≤L≤15范围内进行适当调整，由此，能够更容易地进行灯更换。

另外，在上述结构的照明装置1中，即使距离L处于0≤L≤15范围外，除了上述比率(R/r)的设定之外，还使封闭部17的前端从基准面P算起位于反射镜部11的外侧，并且位于最大外径r的一半以内的位置(-r/2≤L＜0)，由此，能够很容易地进行灯更换。在这种情况下，能够缩短反射镜部11的进深，故能够使照明工件3进一步小型化。另外，在外管13的封闭部17不是半球面状的情况下，设定在封闭部17的中心轴X方向的长度范围内。

[第2实施方式]

下面，如图7所示，本发明的第2实施方式即照明装置28是例如使用在聚光灯的装置，其包括：具有安装于天花板或墙壁(均未图示)上的照明工件29的主体单元30；应用在安装于主体单元30内的上述本发明第一实施方式的照明装置1上的例如额定功率为100[W]的金属卤化物灯6；以及具有将该灯6点亮的电子稳定器(未图示)的供电单元(未图示)。

另外，灯6具有与应用于上述本发明第一实施方式的照明装置1的灯具有同样的结构，因此，在此省略。另外，根据灯的规格等，有时代替电子稳定器而使用铜铁稳定器。

照明工件29包括：反射镜部33，该反射镜部33具有凹状的反射面31，通过反射面31反射从配置于内部的灯6发出的光并从前方的开口部32(光取出口)射出；以及插座部34，该插座部34设置于该反射镜部33内。该照明工件29的特征在于，该照明工件29是前方的开口部10没有前面玻璃的开放型。在反射面31上蒸镀有金属膜等。

但是，在图7中，35表示用于安装在反射镜部33和天花板或墙壁上的臂部，36表示连接插座部34和电子稳定器的供电线。

另外，照明工件29的形状等可以根据其用途或使用条件等而适当设定。

在此，在灯6安装于照明工件29内的状态下，当将外管13的最大外径设定为r[mm]，将照明工件29的反射镜部33的开口直径设定为R[mm]的情况下，分别满足关系式22≤r≤28、R≤130及3.5≤R/r。

即，如上所述，在满足关系式22≤r≤28、且R≤130的情况下，照明装置28本身相当小型化，当将手指伸入到照明工件29和灯6之间的间隙时，将变成几乎没有间隙残留的状态。因此，在该状态下，即使施加一定的扭矩而使灯6旋绕，也难以向手指施加力。

因此，通过满足关系式3.5≤R/r，即使将手指伸入到照明工件29和灯6之间的间隙，该间隙中也存在某种程度的裕度。因此，利用该间隙的裕度能够对手指施加力，并能够对灯6施加一定的扭矩而使之旋转，从而容易拆卸、安装灯6。由此，能够获得小型化、且很容易进行灯更换的易于维修的照明装置28。

尤其是，为了能够更容易地拆卸、安装，优选满足关系式25≤r。另外，从容易使灯相对于照明工件进行安装/拆卸的观点考虑，优选适当地调节灯前端部相对于基准面P的位置。具体而言，如图7所示，可以将从基准面P到灯前端部的距离L设定为15mm以内。

另外，图7中示出了灯前端部从基准面P算起位于工件内侧的方式，但是，在本发明中也包括灯前端部比基准面P更靠近工件外侧的情形。

以上，基于实施方式对本发明的照明装置进行了说明，但是，本发明不仅限于这些实施方式。

<变形例>

(1)例如，在上述各实施方式中，以额定功率为100[W]的金属卤化物灯6为例进行了说明，但本发明不仅限于额定功率为100[W]，例如，即使应用于35[W]以上130[W]以下的范围内的金属卤化物灯的情况下，也能够获得与上述同样的作用效果。

(2)另外，在上述各实施方式中，以筒灯和聚光灯为一例对该照明装置的用途进行了列举，但是，也可以应用于其他的室内照明或街头路灯照明等，其用途并未被限定。

(3)在上述各实施方式中，示出了具有E形灯头的金属卤化物灯的结构，但是，金属卤化物灯也可以采用具有卡口式灯头的结构。例如，可以在照明装置1中使用如图8(a)所示的具有卡口式灯头40的金属卤化物灯106。

(4)另外，在灯所具有的灯头上也可以设置如图8(a)所示的连通外管13内部和灯106的外部空间的通气孔41。通过设置上述通气孔41，例如能够防止从用于粘接外管和灯头等的粘结剂等所释放出的水分贮存于外管13内。由此，能够防止在外管的内表面附着水分而导致灯的外观品质降低。

(5)也可以在上述各实施方式的金属卤化物灯中设置用于防止外管及内管的各中心轴错位的限制部件。具体而言，如图8(a)所示，能够在外管13和内管14之间设置限制部件50。图8(b)是该限制部件50的立体图。限制部件50具有环状部51、和安装于环状部51的U字状部52。另外，限制部件的形状不仅限于图8(b)的限制部件50的形状。例如，也可以使用C字状弯曲的部件以取代环状部51。再有，可以使用由J字状或L字状构成的部件以取代U字状部52。限制部件的形状可以配合金属卤化物灯的规格和用途而适当选择。

(6)也可以通过氟酸处理等化学处理在灯所具有的外管的内表面进行冰冻处理。利用冰冻处理后的外管，能够使光发生扩散，故能够减少从发光管射出的光的不均。

工业适用性

本发明能够应用于需要实现小型化，并很容易地进行灯更换的用途。

Claims (4)

1.一种照明装置，其特征在于，包括：

高压放电灯，该高压放电灯具有外管和设置于该外管内的发光管；以及

开放型的照明工件，该开放型的照明工件包括反射镜部，该反射镜部具有凹状的反射面，且在内部配置所述高压放电灯，通过所述反射面将从所述高压放电灯发出的光进行反射并从前方的开口部射出，其中

在将所述外管的最大外径设定为r[mm]、将所述反射镜部的开口直径设定为R[mm]的情况下，分别满足关系式22≤r≤28、R≤130及3.5≤R/r。

2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述外管具有筒状部、以及与该筒状部的一端相连接以将该筒状部的一端封闭的曲面部。

3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，

所述曲面部为半球面状。

4.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

在将包含所述反射镜部的开口部端面的平面设定为基准面，将从所述基准面到所述外管的前端的距离设定为L[mm]的情况下，满足0≤L≤15。

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