JP2000195332A

JP2000195332A - 照明器具

Info

Publication number: JP2000195332A
Application number: JP36961998A
Authority: JP
Inventors: Keiichiro Kinoshita; 慶一郎木下
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 1998-12-25
Filing date: 1998-12-25
Publication date: 2000-07-14

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で、灯体内の温度が低く、しかも使用角度
により温度むらができにくい密閉型の照明器具を提供す
る。【解決手段】反射体８の後方においてランプ４部分を除
いて灯体２内を閉塞するように配置されて、反射体から
後方へ放射される熱がランプの後方へ行くのを阻止する
と共に反射体からの熱を吸収して第一の放熱体である灯
体へ伝導する第一の吸熱体３と、ランプの後方のソケッ
ト１５の周囲において灯体と接触しないように配置され
てソケットからの熱を吸収する第二の吸熱体６と、第二
の吸熱体に密着し且つ灯体から露出するように設けられ
て、第二の吸熱体から伝導された熱を灯体外に放熱する
第二の放熱体１６とを具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は照明器具、殊に密閉
型の照明器具の熱制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】密閉型の照明器具としては、例えば図１
０のような屋内外のスポット照明等に使用されるハロゲ
ン投光器３０がある。このハロゲン投光器３０は、金属
製の筒状の灯体３１内にハロゲンランプ３２が配置され
ているもので、灯体３１の前方開口部は前面ガラス３３
により閉塞され、灯体の後方は後板３４により閉塞され
ている。

【０００３】ハロゲンランプ３２は、カバーガラス４
４、発光部３５、ガラス製の椀型の反射体（ミラー部）
３６、ガラス製の封止部３７、磁器製の碍子部３８及び
金属製の口金３９を有し、口金３９は、後板３４に固定
された磁器製や樹脂製の本体からなるソケット４０にね
じ込まれている。反射体３６には例えば赤外線を後方に
放射する多層蒸着膜を有するいわゆるコールドミラーが
使用されている。

【０００４】このようなハロゲン投光器では、反射体３
６、封止部３７及び口金３９がかなりの高温になり、例
えば５０Ｗのハロゲンランプの場合、最も高温になる封
止部で３２０℃ぐらい乃至それ以上になる。封止部の温
度があまり上昇するとランプの寿命が短くなり、また反
射体の温度が上昇すると反射膜の劣化が起こり、反射効
率が低下する。

【０００５】そのため温度低減策として、灯体３１の内
外面に塗料を塗って、内面では熱吸収率を高め、外面で
は熱放射率を高めることが行われている。

【０００６】また、図１１のように、灯体内のソケット
４０の周囲に灯体３１と一体に吸熱体４１を設け、また
灯体３１の後方にソケット４０及び吸熱体４１と接触す
るように放熱フィン４２を設けたものもある。さらに、
図１２のようにソケット４０の周囲に設けた灯体３１と
一体の放熱体４１を反射体３６の後方近くまで延長した
ものもある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような投光器では
小型にしたいという要請があるが、しかしながら、灯体
内の温度をある程度以上に上昇させないため、即ち吸収
される熱と放熱される熱が平衡になるためには、灯体を
かなりの大きさ（例えば５０Ｗのハロゲンランプの場
合、直径６０ｍｍ、長さ２００ｍｍ程度）にする必要が
あり、灯体の内外を塗料で塗っても、それほど灯体を小
形化できない。

【０００８】また、図１１のようにソケット４０の周囲
に吸熱体４１を設けたり、灯体の後方に放熱フィン４２
を設けると、ソケット付近の温度は下げることはできる
が、反射体付近などその他の部分の温度低下が充分でな
い。また図１２のようにソケット付近に設けられた吸熱
体が反射体の近くまで延長しているものでは、反射体と
ソケットの両方から吸熱体４１に吸収された熱が、充分
放熱されずランプに悪影響を与える。

【０００９】さらに、このような筒状の照明器具の場
合、水平状態の他に下向き、上向き、斜めなどいろいろ
な角度で使用されるが、例えば水平の場合は灯体の上方
が下方より高温になるなど、使用する向きによって温度
むらが生じ、照明器具を取り付けたり使用したりする際
に注意が必要であるなどの欠点がある。

【００１０】本発明は小型で、灯体内の温度が低く、し
かも使用角度により温度むらができにくい密閉型の照明
器具を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の照明器具は、前
面ガラスにより前方が閉塞されている筒状の灯体（第一
の放熱体）内の長手方向に、反射体を有するランプが収
納されてなる密閉型の照明器具であって、反射体の後方
においてランプ部分を除いて灯体内を閉塞するように配
置されて、反射体から後方へ放射される熱がランプの後
方へ行くのを阻止すると共に反射体からの熱を吸収して
第一の放熱体である灯体へ伝導する第一の吸熱体と、ラ
ンプの後方のソケットの周囲において灯体と接触しない
ように配置されてソケットからの熱を吸収する第二の吸
熱体と、第二の吸熱体に密着し且つ灯体から露出するよ
うに設けられて、第二の吸熱体から伝導された熱を灯体
外に放熱する第二の放熱体とを具備し、反射体からの熱
はもっぱら第一の吸熱体及び第一の放熱体を介して放熱
され、ソケットからの熱はもっぱら第二の吸熱体及び第
二の放熱体を介して放熱されることを特徴とする。

【００１２】第一の吸熱体は灯体の断面形状に相応する
形状をし、中央にランプの反射体より後方の部分が貫通
する孔を有する厚みのある環状体で、外周部が灯体の内
周面と接していると共に、反射体に面する面（吸熱面）
が反射体の形状に合わせて凹んでいるようにしてもよ
い。

【００１３】また第一の吸熱体は、反射体に接するか又
は離れて配置され、第一の吸熱体の、反射体に面する吸
熱面にフィンや凹みからなる複数の凹凸が設けられてい
てもよい。

【００１４】第二の吸熱体は後方に行くにしたがって広
がっている円錐台形状をし、一方、第二の放熱体は複数
のフィンを有していてもよい。

【００１５】前面ガラス及び（又は）反射体は、ランプ
と一体に形成されていてもよい。また反射体は赤外線を
後方に放射する多層蒸着膜を有するコールドミラーであ
ってもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１及び図２において、本発明の
照明器具の一例である密閉型のハロゲン投光器１は、ア
ルミニウム等の金属からなる筒状の灯体（第一の放熱
体）２と、該灯体２内をランプ部分を除いて閉塞するよ
うに配置された吸熱体（第一の吸熱体）３と、灯体２内
にその長手方向に収納されるランプ（ハロゲンランプ）
４と、灯体２の前方の開口部２ａを閉塞する前面ガラス
５と、灯体２の後方に配置される吸熱体（第二の吸熱
体）６と、フィンを有する放熱板（第二の放熱体）１６
とを具備する。なお前面ガラス５の前に更に保護ガラス
や保護ネット等を配置してもよい。

【００１７】ランプ４は反射体（ミラー部）が一体に形
成されたタイプで、カバーガラス４ａ、発光管からなる
発光部７、ガラス製の椀形の反射体８、金属製の口金
９、口金から発光管に通じている導入線をガラスで封じ
ている封止部１０及び磁器製の碍子部１１を有してい
る。カバーガラス４ａはなくてもよい。反射体８は赤外
線を後方に放射する多層蒸着膜を有するいわゆるコール
ドミラーからなる。なお反射体はコールドミラーでなく
てもよく、また反射体がランプと一体でなく、ガラスや
金属などの材質からなる別部材として構成されていても
よい。

【００１８】吸熱体３はアルミニウム、真鍮、鉄等の金
属からなり、灯体２の断面形状に相応する形状をし、中
央に灯体の長手方向に貫通した孔１２を有する厚みのあ
る環状体である。吸熱体３の外周部は灯体２の内周面と
全周に亘って接していると共に、吸熱体３の反射体８に
面する面（吸熱面３ｂ）が反射体８の形状に合わせて凹
んでおり、吸熱体３の後方部３ｃも椀形に凹んでいる
（図２）。なお吸熱体３は灯体２に嵌め込んでも、灯体
２と一体に形成してもよい。

【００１９】吸熱体３の孔１２はランプ４の反射体８か
ら後方の部分、即ち封止部１０、碍子部１１および口金
９が貫通できる大きさになされている。孔１２は大きす
ぎると、反射体８から後方に放射された熱が、封止部１
０、碍子部１１及びソケット１５の方へ行かないように
遮熱するという吸熱体３の機能が低下するので、孔１２
はできるだけ小さいほうが好ましい。

【００２０】吸熱体３の前方の吸熱面３ｂには吸熱面積
を大きくする為に、図１及び図３のように放射状の複数
の吸熱フィン１３や、図４及び図５のような多数の小さ
な凹み１４のような凹凸が設けられている。凹凸はこの
他、同心円状のフィンでも或いは多数の突起など種々の
形状であることができ、また凹凸がない平滑な面であっ
てもよい。

【００２１】吸熱面３ｂは反射体８と密着するなど接触
していても或いは離れていてもよい。離れている場合、
反射体の製造誤差や、熱による膨張、さらにはランプの
製造メーカーにより異なるであろう寸法等を考慮して例
えば０．５ｍｍ〜５ｍｍぐらい離される。吸熱体３は中
空でもよいが、熱吸収効率を良くするためには中実のほ
うが好ましい。

【００２２】なお、吸熱体３に吸収される熱量より第一
の放熱体である灯体２に伝導される熱量の方を多くする
為、反射体８から熱を吸収する吸熱面３ｂの大きさ（面
積）より、第一の放熱体である灯体２の内周面と接して
いる熱伝導面である外周部３ａの面積を大きくするのが
好ましい。

【００２３】灯体２内の後方には、灯体２と接触しない
ように配置された、後方に行くに従って広がっている円
錐台状の吸熱体（第二の吸熱体）６があり、この吸熱体
内に磁器製や合成樹脂製の本体を有するソケット１５が
配置されている。ソケット１５にランプ４の口金９がね
じ込まれる。吸熱体６はソケット１５の材質より熱伝導
のよい材料からなり、例えばアルミニウム、真鍮、鉄等
の金属で作られている。吸熱体６とソケット１５とは密
着させても、その間に例えば０．５ｍｍ程度の隙間が設
けてもよい。なお吸熱体６の形状は円錐台に限るもので
はない。

【００２４】吸熱体６の後方の外部には吸熱体６に密着
し且つ灯体２から露出するように、アルミニウム等から
なる複数のフィンを有する金属製の放熱板（第二の放熱
体）１６が吸熱体６と一体に形成されている。なお放熱
板１６のフィンの方向は図１及び図２のような縦方向に
限らず、横や斜め或いは同心円状であるなどその方向や
形状は自由である。また吸熱体６は第二の放熱体である
放熱板１６と一体でなくてもよく、吸熱体６と第二の放
熱体である放熱板１６との間に灯体２の後方を閉塞する
後板等を介在させるようにしてもよい。

【００２５】反射体８の熱及び反射体８の後方に放射さ
れる熱は、吸熱面３ｂから第一の吸熱体３に吸収され
る。吸収された熱は、第一の放熱体である灯体２の内周
面に接触している吸熱体３の外周部３ａから灯体２に伝
導され灯体外に放射される。

【００２６】このように第一の吸熱体３は、反射体８及
びその付近の熱を積極的に吸収し灯体２を介して放熱す
ると共に、ランプ４の反射体８から後方に放射される熱
が、反射体８より後方の部分、即ち封止部１０、碍子部
１１および口金９へ行くのを阻止している。

【００２７】一方、灯体２内の後方に配置されている第
二の吸熱体６は、ソケット１５及びその付近の熱を吸収
し、放熱板１６を介して放熱している。ソケット１５付
近の温度が下がると封止部１０の温度も下がる。

【００２８】このように反射体からの熱（反射体の熱及
び反射体から後方に放射される熱）はもっぱら（主とし
て）第一の吸熱体に吸収されて第一の放熱体（灯体）を
介して放熱され、一方、ソケットからの熱（ソケットの
熱及びソケットから放射される熱）は第二の吸熱体に吸
収されもっぱら（主として）第二の放熱体を介して放熱
されるので効率よく放熱できる。

【００２９】また第一の吸熱体及び第一の放熱体の大き
さ、形状、材質、接触面積等を変えたり、第二の吸熱体
及び第二の放熱体の大きさ、形状、材質、接触面積等を
変えることにより、それぞれの吸熱及び放熱ルートの又
は照明器具全体の熱の制御が簡単にできる。

【００３０】なお、第一の放熱体である灯体の放熱効果
を高めるために筒状の灯体２の外周面の長手方向又は円
周方向に小型化の邪魔をしないような例えば背の低い放
熱フィンを設けてもよい。

【００３１】図７の照明器具１ｂでは、カバーガラスの
ないランプ２０が前面ガラス２１と一体に形成されてい
る。なお前面ガラスの代わりにカバーガラス付のランプ
のカバーガラスが灯体外に露出しているようにしてもよ
い。図７のようにすると灯体をより小型にできる。

【００３２】なお本発明で使用できるランプはハロゲン
ランプに限らず、白熱ランプやＨＩＤなどの放電灯であ
ってもよく、それに応じて灯体の大きさは変えられる。
また灯体内の第一の吸熱体３の後方に、安定器やその他
の電子部品を収納するようにしてもよく、これらは第一
の吸熱体で反射体８からの熱から守られる。

【００３３】

【実施例】

【００３４】[実施例１]図２のような、直径６０ｍｍ、
長さ１１５．５ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウム製の灯
体内にカバーガラス付の５０Ｗのミラー一体型のハロゲ
ンランプ（最大直径５０ｍｍ、長さ５６．５ｍｍ）を配
置し、灯体の前方の開口部は風冷強化ガラス（厚さ４ｍ
ｍ）製の前面ガラスにより閉塞した。ランプの椀形の反
射体はＭｇＦ_２及びＴｉＯ_２等の交互層からなる多層蒸
着膜を有するコールドミラーである。反射体の後方面と
相似する形状に椀形に凹んだ平滑な吸熱面を有するアル
ミニウム製の第一の吸熱体（直径５６ｍｍ、厚さ５〜１
５．５ｍｍ）を、反射体の後面に密着させ、外周部は灯
体の内周面に密着するように配置した。また灯体内の後
方のソケットの周囲にアルミニウム製の円錐台状の第二
の吸熱体（上径３３ｍｍ、下径５０ｍｍ、高さ２３．２
ｍｍ）を配置し、この第二の吸熱体に接続して灯体の後
方外部に第二の放熱体であるアルミニウム製の放熱板
（直径６０ｍｍ、厚さ４ｍｍの円板状の本体に幅２ｍ
ｍ、高さ１３ｍｍの１０本のフィンを有する）を配置し
て灯体の後方を閉塞した。

【００３５】[実施例２]第一の吸熱体として、反射体か
ら５ｍｍ離して、放射状の吸熱フィン（幅０．８ｍｍ、
高さ０〜１２．５ｍｍ、３６本）を具備する椀形に凹ん
だ吸熱面を有するアルミニウム製の第一の吸熱体（直径
５６ｍｍ、厚さ５〜１５．５ｍｍ）を使用した以外は、
実施例１と同じ条件の照明器具を作成し実施例２とし
た。

【００３６】[比較例１]図１０のように、直径６０ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍで、長さが８０．５ｍｍ、１００ｍｍ、
１５０ｍｍ、２００ｍｍの４種類の長さのアルミニウム
製の灯体内の後板に、実施例１と同じ５０Ｗのミラー一
体型のハロゲンランプ（最大直径５０ｍｍ、長さ５６．
５ｍｍ）をそれぞれ固定した、照明器具４種類（吸熱体
及び放熱体を有さない）を作成し比較例１とした。

【００３７】[比較例２]比較例１と同じく直径６０ｍ
ｍ、厚さ２ｍｍで、長さが８０．５ｍｍ、１００ｍｍ、
１５０ｍｍ、２００ｍｍの４種類の灯体内に実施例１と
同じ５０Ｗのミラー一体型のハロゲンランプ（最大直径
５０ｍｍ、長さ５６．５ｍｍ）を配置した。ただしソケ
ットと後板との間に長さの異なる台を介在させることに
より、４種類ともランプ３２の前面が灯体の前面ガラス
３３から１０ｍｍの距離（図１０の点線４３の位置）に
なるようにし、反射体から後板までの距離が異なる照明
器具４種類（吸熱体及び放熱体を有さない）を作成し比
較例２とした。

【００３８】[比較例３]図１１のように、直径６０ｍ
ｍ、長さ１１５．５ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウム製
の灯体内に実施例１と同じ５０Ｗのミラー一体型のハロ
ゲンランプ（最大直径５０ｍｍ、長さ５６．５ｍｍ）を
配置し、ソケットの周囲に、灯体と一体に形成されたア
ルミニウム製の吸熱体を有する照明器具を作成し比較例
３とした。

【００３９】[比較例４]図１２のように、直径６０ｍ
ｍ、長さ１１５．５ｍｍ、厚さ２ｍｍのアルミニウム製
の灯体内に実施例１と同じ５０Ｗのミラー一体型のハロ
ゲンランプ（最大直径５０ｍｍ、長さ５６．５ｍｍ）を
配置し、灯体と一体に形成されたアルミニウム製の吸熱
体が、反射体の後方からソケットまでランプを取り囲む
ように配置されている照明器具を作成し比較例４とし
た。

【００４０】比較例１及び比較例２における灯体の長さ
の変化による、封止部及び反射体の温度変化を測定しそ
の結果をグラフを図８に示す。

【００４１】図８のグラフから、前面ガラスとランプの
前面との距離を一定にして灯体の長さを長くしていった
比較例２の場合、比較例１より温度低下の効果が大きい
ことから、灯体内において反射体より後方の空間を大き
くすることが温度の低下につながることがわかる。しか
しこれでは照明器具の小型化にはつながらない。そこで
本発明では、反射体からの熱は第一の吸熱体に吸収させ
て第一の放熱体（灯体）を介して放熱し、一方、ソケッ
トからの熱は第二の吸熱体に吸収させて第二の放熱体を
介して放熱されることにより、反射体より後方の空間を
大きくすることなく灯体内の温度を低下させることによ
り小型化に成功した。

【００４２】実施例１、実施例２及び比較例１〜４の照
明器具を用いて点灯時の反射体（水平での点灯時）及び
封止部（下向き９０°での点灯時）の温度を測定した
（周囲温度３０℃）。その結果を表１及び図９のグラフ
に示す。なお灯体の長さの単位はｍｍ、温度の単位はｄ
ｅｇである。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１及び図９のグラフから、実施例１及び
２の照明器具は、比較例１、比較例２のどの長さのもの
と比べても、反射体や封止部の温度が低い。さらに比較
例３及び４とは、灯体が同じ長さでも反射体及び封止部
の温度が低いことがわかる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の照明器具では、第一及び第二の
吸熱体、並びに第一及び第二の吸熱体が設けられ、反射
体からの熱はもっぱら第一の吸熱体及び第一の放熱体
（灯体）を介して放熱され、一方、ソケットからの熱は
もっぱら第二の吸熱体及び第二の放熱体を介して放熱さ
れるというように、反射体及びソケットからの熱が別々
のルートで吸熱及び放熱されるので、効率よく灯体内の
温度を下げることができ、灯体を小型化できる。またそ
れぞれのルート又は照明器具全体の熱制御が簡単にでき
る。

【００４６】第一の吸熱体が、反射体からの熱を吸収し
て反射体の温度上昇を防止するので反射膜の劣化を防止
して反射効率の低下を防止する。

【００４７】また第一の吸熱体が反射体から後方に放射
される熱がランプの後方に行くのを阻止し、ソケットの
周囲にある第二吸熱体がソケットからの熱を吸収するの
で、反射体とソケットとの間にある封止部や碍子部の温
度が下がりランプの短寿命化を防止できる。

【００４８】さらに第一の吸熱体は灯体の内周面と全周
にわたって接触しているので、第一の吸熱体に吸収され
た熱は、灯体の向きに関係なく灯体に伝導され放熱され
るので、灯体の向きによる温度むらが起きにくい。

【００４９】またランプを前面ガラスと一体に形成した
り、カバーガラス付のランプを用いて前面ガラスを省略
したり、また反射体がランプと一体になされていると、
灯体をより小型にできる。さらに吸熱面にフィンや凹み
などからなる複数の凹凸が設けられていると吸熱面の面
積が大きくなり吸熱効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照明器具の分解図。

【図２】図１の照明器具を組立てた状態の断面図。

【図３】第一の吸熱体の正面図。

【図４】別の第一の吸熱体の正面図。

【図５】図４の吸熱体の断面図。

【図６】図２の照明器具の背面図。

【図７】本発明の別の照明器具の断面図。

【図８】比較例１及び２における灯体の長さの変化によ
る封止部及び反射体の温度変化を示す図。

【図９】実施例１及び２並びに比較例１〜４の照明器具
の封止部及び反射体の温度を示すグラフ。

【図１０】従来の照明器具（比較例１）の断面図。

【図１１】従来の照明器具（比較例３）の断面図。

【図１２】従来の照明器具（比較例４）の断面図。

【符号の説明】１ハロゲン投光器（照明器具）２灯体（第一の放熱体）３吸熱体（第一の吸熱体）３ａ外周部３ｂ吸熱面４ハロゲンランプ（ランプ）５前面ガラス６吸熱体（第二の吸熱体）７発光部８反射体（ミラー部）９口金１０封止部１２孔１３吸熱フィン（凹凸）１４凹み（凹凸）１５ソケット１６放熱板（第二の放熱体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前面ガラスにより前方が閉塞されている筒
状の灯体（第一の放熱体）内の長手方向に、反射体を有
するランプが収納されてなる密閉型の照明器具であっ
て、反射体の後方においてランプ部分を除いて灯体内を
閉塞するように配置され反射体から後方へ放射される熱
がランプの後方へ行くのを阻止すると共に反射体からの
熱を吸収して第一の放熱体である灯体へ伝導する第一の
吸熱体と、ランプの後方のソケットの周囲において灯体
と接触しないように配置されてソケットからの熱を吸収
する第二の吸熱体と、第二の吸熱体に密着し且つ灯体か
ら露出するように設けられて、第二の吸熱体から伝導さ
れた熱を灯体外に放熱する第二の放熱体とを具備し、反
射体からの熱はもっぱら第一の吸熱体及び第一の放熱体
を介して放熱され、ソケットからの熱はもっぱら第二の
吸熱体及び第二の放熱体を介して放熱されることを特徴
とする照明器具。
【請求項２】第一の吸熱体が灯体の断面形状に相応する
形状をし、中央にランプの反射体より後方の部分が貫通
する孔を有する厚みのある環状体で、外周部が灯体の内
周面と接していると共に、反射体に面する面（吸熱面）
が反射体の形状に合わせて凹んでいる請求項１に記載の
照明器具。
【請求項３】第一の吸熱体が、反射体に接するか又は離
れて配置され、第一の吸熱体の、反射体に面する吸熱面
にフィンや凹みからなる複数の凹凸が設けられている請
求項１又は２に記載の照明器具。
【請求項４】第二の吸熱体が後方に行くにしたがって広
がっている円錐台形状をしており、一方、第二の放熱体
が複数のフィンを有している請求項１〜３のいずれか一
つに記載の照明器具。
【請求項５】前面ガラスがランプと一体に形成されてい
る請求項１〜４のいずれか一つに記載の照明器具。
【請求項６】反射体がランプと一体に形成されている請
求項１〜５のいずれか一つに記載の照明器具。
【請求項７】反射体が赤外線を後方に放射する多層蒸着
膜を有するコールドミラーである請求項１〜６のいずれ
か一つに記載の照明器具。