JP2003308709A - Parランプ装置 - Google Patents
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
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- Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 典型的なPARランプのネックは、ランプの
ネックまたはヒールにおいて発生する光がランプ封止部
に戻されそこに集束されてしまう傾向にある。この場
合、集束された損失光によって封止部が加熱され、ラン
プの寿命が短くなってしまう。 【解決手段】 この問題を解決するため損失光を光吸収
層によって遮る。光はこの層において熱に変換される。
そしてこの熱は集束されず僅かな部分だけが封止部領域
にリダイレクトに再放射される。反射器の他の部分が光
透過性であるならば、光を遮る層はネック内側およびネ
ック外側においてブラックトップコーティングとして形
成される。
ネックまたはヒールにおいて発生する光がランプ封止部
に戻されそこに集束されてしまう傾向にある。この場
合、集束された損失光によって封止部が加熱され、ラン
プの寿命が短くなってしまう。 【解決手段】 この問題を解決するため損失光を光吸収
層によって遮る。光はこの層において熱に変換される。
そしてこの熱は集束されず僅かな部分だけが封止部領域
にリダイレクトに再放射される。反射器の他の部分が光
透過性であるならば、光を遮る層はネック内側およびネ
ック外側においてブラックトップコーティングとして形
成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミックハライ
ドランプカプセルを備えたレフレクタランプランプ(P
AR)装置に関する。
ドランプカプセルを備えたレフレクタランプランプ(P
AR)装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最近のメタルハライドシールを備えたセ
ラミックランプ容器によって新しいクラスのメタルハラ
イドランプが開発されることとなった(Geven 等の US
5, 424, 609 および Carleton 等による J. I11. Eng.
Soc. P139-145, Winter 1996 (Proc. Of IESNA Annual
Conference))。これらのランプはメタルハライド充填
化学物質と2つの電極を有している。ランプを点弧させ
るためにこれらの電極間に加わる高電圧パルスが用いら
れる。したがって通常の電流と電圧はこれらの電極を通
って加わり封入ガスを励起させ、充填物質をプラズマ状
態にする。典型的な充填物質として、アルゴンまたはキ
セノンなど不活性始動ガスに加え、タリウムハライドお
よびカルシウムハライドを含む他の様々な添加物を伴う
希土類ハライドが挙げられる。
ラミックランプ容器によって新しいクラスのメタルハラ
イドランプが開発されることとなった(Geven 等の US
5, 424, 609 および Carleton 等による J. I11. Eng.
Soc. P139-145, Winter 1996 (Proc. Of IESNA Annual
Conference))。これらのランプはメタルハライド充填
化学物質と2つの電極を有している。ランプを点弧させ
るためにこれらの電極間に加わる高電圧パルスが用いら
れる。したがって通常の電流と電圧はこれらの電極を通
って加わり封入ガスを励起させ、充填物質をプラズマ状
態にする。典型的な充填物質として、アルゴンまたはキ
セノンなど不活性始動ガスに加え、タリウムハライドお
よびカルシウムハライドを含む他の様々な添加物を伴う
希土類ハライドが挙げられる。
【0003】セラミックアーク管は、アーク内管を空気
から保護するため外管ないしは外管と呼ばれる別の容器
で覆われていることが多い。ランプ部品の多く殊にニオ
ブリード線は、ランプ稼働温度の空気にさらされるとす
ぐに酸化してしまい、これによってランプがだめになっ
てしまう。上述の外管は通常、その構造によりアーク管
から熱的に分離されており、この外管は真空状態にある
かまたは、不活性ガスの分圧と、酸素と水素を除くため
たとえばジルコニウムとアルミニウムの化合物などのゲ
ッタ物質で充填されている。
から保護するため外管ないしは外管と呼ばれる別の容器
で覆われていることが多い。ランプ部品の多く殊にニオ
ブリード線は、ランプ稼働温度の空気にさらされるとす
ぐに酸化してしまい、これによってランプがだめになっ
てしまう。上述の外管は通常、その構造によりアーク管
から熱的に分離されており、この外管は真空状態にある
かまたは、不活性ガスの分圧と、酸素と水素を除くため
たとえばジルコニウムとアルミニウムの化合物などのゲ
ッタ物質で充填されている。
【0004】また、アーク内管と外管はパラボラ反射器
内に配置されていることが多く(PARまたはPARラ
ンプ)、これはランプから発せられた光を集め有効なビ
ームパターンで配向するためである。このようなランプ
は、内面照明あるいは外部での適用ではビルディングフ
ァサード照明のためのフラッドあるいはスポットビーム
として用いることができる。また、ハロゲン光源をもつ
このようなランプは一般に店内の商品照明にも利用でき
るし、住宅での適用では外部ライティングたとえばセキ
ュリティライティングのためにも利用できる。ここで挙
げた適用事例においてセラミックメタルハライドランプ
を使用するのは非常に重要なことである。その理由は、
このランプは効率的であるし素晴らしい色の演出をもた
らすからである。本当の色や商品は、それらが太陽光の
もとで陳列されているのにほとんど近い状態で演出され
る。
内に配置されていることが多く(PARまたはPARラ
ンプ)、これはランプから発せられた光を集め有効なビ
ームパターンで配向するためである。このようなランプ
は、内面照明あるいは外部での適用ではビルディングフ
ァサード照明のためのフラッドあるいはスポットビーム
として用いることができる。また、ハロゲン光源をもつ
このようなランプは一般に店内の商品照明にも利用でき
るし、住宅での適用では外部ライティングたとえばセキ
ュリティライティングのためにも利用できる。ここで挙
げた適用事例においてセラミックメタルハライドランプ
を使用するのは非常に重要なことである。その理由は、
このランプは効率的であるし素晴らしい色の演出をもた
らすからである。本当の色や商品は、それらが太陽光の
もとで陳列されているのにほとんど近い状態で演出され
る。
【0005】経済的な尺度から、もともとハロゲンラン
プのために使用されてきたのと同じ反射器を新しいセラ
ミックメタルハライドランプ(HCIランプ)のために
使用している。これによって製造コストが最低限に抑え
られる。また、既存の取り付け部材でランプを使用する
こともできる。
プのために使用されてきたのと同じ反射器を新しいセラ
ミックメタルハライドランプ(HCIランプ)のために
使用している。これによって製造コストが最低限に抑え
られる。また、既存の取り付け部材でランプを使用する
こともできる。
【0006】
【特許文献1】US 5, 424, 609
【非特許文献1】J. I11. Eng. Soc. P139-145, Winter
1996 (Proc. Of IESNA Annual Conference)
1996 (Proc. Of IESNA Annual Conference)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】残念ながら寿命テスト
によれば、既存のランプ構造に取り付けられたHCIラ
ンプは定格の10,000時間どころか時期尚早に約1
500〜2000時間でだめになってしまうことが判明
した。その原因は、慣用のHCI封止部(Geven等の US
5, 424, 609 参照)の形成に使用される封止ガラス
(フリット)において充填材料による急速な化学作用が
引き起こされることにある。この問題は、多くの室内用
ダウンライティングの適用事例のようにランプをベース
アップコンフィギュレーション base up configuration
(口金が天井の方におかれた状態)で稼働したときにい
っそう悪化する。この場合には封止部がいっそう多くの
熱に晒され、したがって化学反応がいっそう活発にな
る。上述のような需要において実用的な製品にするため
には、ランプの寿命を延ばさなければならない。
によれば、既存のランプ構造に取り付けられたHCIラ
ンプは定格の10,000時間どころか時期尚早に約1
500〜2000時間でだめになってしまうことが判明
した。その原因は、慣用のHCI封止部(Geven等の US
5, 424, 609 参照)の形成に使用される封止ガラス
(フリット)において充填材料による急速な化学作用が
引き起こされることにある。この問題は、多くの室内用
ダウンライティングの適用事例のようにランプをベース
アップコンフィギュレーション base up configuration
(口金が天井の方におかれた状態)で稼働したときにい
っそう悪化する。この場合には封止部がいっそう多くの
熱に晒され、したがって化学反応がいっそう活発にな
る。上述のような需要において実用的な製品にするため
には、ランプの寿命を延ばさなければならない。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、ランプ軸を規定する封止された2つの電極をもつ光
源と、反射面の形成された内面をもつ凹面セラミックシ
ェルが設けられており、該セラミックシェルはネックキ
ャビティおよび反射器軸を規定するネックを有してお
り、該ネックには前記光源のための電気的接続部と機械
的支持部材が設けられており、前記シェルは光源を取り
囲み、ランプ作動中、該光源からの光を照射すべき領域
に反射させ、前記の光源と反射器はランプ軸と反射器軸
が実質的に同軸になるよう配向され、前記2つの電極の
少なくとも一方の少なくとも一部分はネックキャビティ
内に延在しており、実質的に非透過性の光吸収層によ
り、光源からネック方向に発せられた光が遮られること
により解決される。
は、ランプ軸を規定する封止された2つの電極をもつ光
源と、反射面の形成された内面をもつ凹面セラミックシ
ェルが設けられており、該セラミックシェルはネックキ
ャビティおよび反射器軸を規定するネックを有してお
り、該ネックには前記光源のための電気的接続部と機械
的支持部材が設けられており、前記シェルは光源を取り
囲み、ランプ作動中、該光源からの光を照射すべき領域
に反射させ、前記の光源と反射器はランプ軸と反射器軸
が実質的に同軸になるよう配向され、前記2つの電極の
少なくとも一方の少なくとも一部分はネックキャビティ
内に延在しており、実質的に非透過性の光吸収層によ
り、光源からネック方向に発せられた光が遮られること
により解決される。
【0009】
【発明の実施の形態】HID光源をもつPARランプ
は、反射器ネックに光吸収層を設けることでその寿命が
改善される。ランプ軸を規定する封止された2つの電極
をもつHID光源が有利である。凹面セラミックシェル
は反射面を備えた内面をもつように構成されている。さ
らにシェルはネックキャビティと反射器軸を規定するネ
ックを有している。ネックには光源のための電気的な接
続部と機械的な支持部材とが設けられている。シェルは
光源を取り囲むように配置されており、これによって光
源からの光はランプ稼働中に照射すべき領域に反射す
る。光源と反射器はランプ軸と反射器軸とが実質的に同
軸になるよう配向される。光源からネックの方向へ発せ
られる光を遮る実質的に非透過性の光吸収層がネック内
部に配置されており、これによってさもなければランプ
封止部領域に向けて反射して戻ってしまう光が吸収され
る。
は、反射器ネックに光吸収層を設けることでその寿命が
改善される。ランプ軸を規定する封止された2つの電極
をもつHID光源が有利である。凹面セラミックシェル
は反射面を備えた内面をもつように構成されている。さ
らにシェルはネックキャビティと反射器軸を規定するネ
ックを有している。ネックには光源のための電気的な接
続部と機械的な支持部材とが設けられている。シェルは
光源を取り囲むように配置されており、これによって光
源からの光はランプ稼働中に照射すべき領域に反射す
る。光源と反射器はランプ軸と反射器軸とが実質的に同
軸になるよう配向される。光源からネックの方向へ発せ
られる光を遮る実質的に非透過性の光吸収層がネック内
部に配置されており、これによってさもなければランプ
封止部領域に向けて反射して戻ってしまう光が吸収され
る。
【0010】
【実施例】図1は、内部光吸収コーティングの施された
ランプ装置の有利な実施形態の縦断面図である。有利な
PARランプ装置10は、ランプ軸18を規定するもの
であり封止された2つの電極14,16をもつ光源12
と、内部反射面22をもつ凹面セラミックシェル20を
有している。シェル20はさらにネックキャビティ26
と反射器軸28を規定するネック24を有している。ネ
ック24には電気接続部30と光源12のための機械的
支持部材が設けられている。シェル20は光源12を取
り囲み、これによって光源12からの光をランプ稼働中
に照明すべき照射野に向けて反射させる。有利な光源1
2と反射器20はランプ軸18と反射器軸28が実質的
に同軸となるよう配向される。さらに電極14,16の
少なくとも一方における少なくとも一部分はネックキャ
ビティ26内に延在しており、ここは実質的に非透過性
の光吸収層32をもつ領域である。
ランプ装置の有利な実施形態の縦断面図である。有利な
PARランプ装置10は、ランプ軸18を規定するもの
であり封止された2つの電極14,16をもつ光源12
と、内部反射面22をもつ凹面セラミックシェル20を
有している。シェル20はさらにネックキャビティ26
と反射器軸28を規定するネック24を有している。ネ
ック24には電気接続部30と光源12のための機械的
支持部材が設けられている。シェル20は光源12を取
り囲み、これによって光源12からの光をランプ稼働中
に照明すべき照射野に向けて反射させる。有利な光源1
2と反射器20はランプ軸18と反射器軸28が実質的
に同軸となるよう配向される。さらに電極14,16の
少なくとも一方における少なくとも一部分はネックキャ
ビティ26内に延在しており、ここは実質的に非透過性
の光吸収層32をもつ領域である。
【0011】光源12はいかなる光源であってもよい
が、外部ジャケットすなわち外管内に保持された高輝度
放電(HID)光源のような特に熱い光源を保護するこ
とに価値がある。有利な光源はダブルエンド形であり、
第1の電極14は光源軸に関してほぼ軸線方向に延在し
ており、これと同様の第2の電極16もやはり光源から
軸線方向に延在しており、したがって第2の電極16に
よりランプ軸18が規定される。典型的なダブルエンド
形高輝度放電ランプは石英、硬質ガラスまたはセラミッ
クから成り管状である。ここではセラミックランプは殊
に注目されるけれども、本発明のコンセプトを他のラン
プにも適用することができる。
が、外部ジャケットすなわち外管内に保持された高輝度
放電(HID)光源のような特に熱い光源を保護するこ
とに価値がある。有利な光源はダブルエンド形であり、
第1の電極14は光源軸に関してほぼ軸線方向に延在し
ており、これと同様の第2の電極16もやはり光源から
軸線方向に延在しており、したがって第2の電極16に
よりランプ軸18が規定される。典型的なダブルエンド
形高輝度放電ランプは石英、硬質ガラスまたはセラミッ
クから成り管状である。ここではセラミックランプは殊
に注目されるけれども、本発明のコンセプトを他のラン
プにも適用することができる。
【0012】凹面のセラミックシェル20の上には内部
反射面22が設けられており、これはたとえばアルミニ
ウム被覆層あるいはダイクロイック被覆層である。有利
な反射器は反射器軸28を中心とした回転体である。反
射器をパラボラ面、楕円面または同様に規定された面と
することができ、所望のビームパターンを生じさせるた
め滑らかな面または切子面のある面または光源12から
有利な方向へ光を反射させる他の面とすることができ
る。シェル20はさらに反射面22の領域からネックキ
ャビティ26を規定する幅の狭くなったネック24に向
かって延在している。ネック24には、光源給電用の1
つまたは複数の電気接続部30とこの電気接続部と同じ
ものとすることのできる1つまたは複数の機械的な支持
部材が設けられている。機械的な支持部材はシェル20
に対し相対的に有利な位置で光源12を支持する。光源
12は一般に反射面22に面しているので、光源12か
らの光はランプ稼働中に照射野に向けて反射される。有
利な光源12と反射器20はランプ軸18と反射器軸2
8とが実質的に同軸になるよう配向される。電極のうち
の一方のために封止されたリード線たとえば電極14用
の封止されたリード線の少なくとも一部分はネックキャ
ビティ26内に延在しており、ここはランプ封止領域3
4である。
反射面22が設けられており、これはたとえばアルミニ
ウム被覆層あるいはダイクロイック被覆層である。有利
な反射器は反射器軸28を中心とした回転体である。反
射器をパラボラ面、楕円面または同様に規定された面と
することができ、所望のビームパターンを生じさせるた
め滑らかな面または切子面のある面または光源12から
有利な方向へ光を反射させる他の面とすることができ
る。シェル20はさらに反射面22の領域からネックキ
ャビティ26を規定する幅の狭くなったネック24に向
かって延在している。ネック24には、光源給電用の1
つまたは複数の電気接続部30とこの電気接続部と同じ
ものとすることのできる1つまたは複数の機械的な支持
部材が設けられている。機械的な支持部材はシェル20
に対し相対的に有利な位置で光源12を支持する。光源
12は一般に反射面22に面しているので、光源12か
らの光はランプ稼働中に照射野に向けて反射される。有
利な光源12と反射器20はランプ軸18と反射器軸2
8とが実質的に同軸になるよう配向される。電極のうち
の一方のために封止されたリード線たとえば電極14用
の封止されたリード線の少なくとも一部分はネックキャ
ビティ26内に延在しており、ここはランプ封止領域3
4である。
【0013】第1の実施形態の場合、実質的に非透過性
の光吸収層32がネック24内に配置されており、これ
は封止領域34を取り囲んでいる。非透過性層32をネ
ック24の内側に形成された光吸収コーティングから成
るようにすることができる。たとえばネック内側にブラ
ックトッピング(black topping)タイプの材料を塗布
することができる。この実施形態の場合、ブラックトッ
ピング層は一般に十分に不規則であって、面からのいか
なる反射または放射も拡散させ、ランプ封止領域34に
集束させることはない。
の光吸収層32がネック24内に配置されており、これ
は封止領域34を取り囲んでいる。非透過性層32をネ
ック24の内側に形成された光吸収コーティングから成
るようにすることができる。たとえばネック内側にブラ
ックトッピング(black topping)タイプの材料を塗布
することができる。この実施形態の場合、ブラックトッ
ピング層は一般に十分に不規則であって、面からのいか
なる反射または放射も拡散させ、ランプ封止領域34に
集束させることはない。
【0014】第2の実施形態の場合、反射器36または
少なくとも1つのネック38は不透明ガラスのような非
透過性材料によって形成される。図2には、光吸収反射
器材料の設けられたランプ装置の有利な実施形態の縦断
面図が示されている。この場合、反射器36全体を不透
明ガラスによって形成するのが実際的である。ガラス反
射器基板全体にイオンを注入することができ、これによ
って光の吸収が変えられてネックにおけるガラスが可視
光に対し不透明になる。したがって光吸収性コーティン
グをネックに塗布する必要がなくなる。不透明ガラス自
体は吸収層として振る舞う。この場合、不透明反射器3
2は反射領域40において金属化層またはダイクロック
層などのような反射層42によりコーティングされてい
るのに対し、ネック38はコーティングされていない。
余分な反射コーティングをネック内側から除去すること
が必要となるかもしれない。したがってネックキャビテ
ィへ投射された光は実質的に非透過性グラスにより吸収
され、ガラス内で熱に変換される。この実施形態では、
ネック38が滑らかな内面をもっている場合には封止領
域34にいくらか集束される可能性がある。この表面反
射はネック内側面をざらざらにすることによって低減す
ることができ、たとえばネック内側の選択的なサンドブ
ラストまたは化学的エッチングにより低減することがで
きる。
少なくとも1つのネック38は不透明ガラスのような非
透過性材料によって形成される。図2には、光吸収反射
器材料の設けられたランプ装置の有利な実施形態の縦断
面図が示されている。この場合、反射器36全体を不透
明ガラスによって形成するのが実際的である。ガラス反
射器基板全体にイオンを注入することができ、これによ
って光の吸収が変えられてネックにおけるガラスが可視
光に対し不透明になる。したがって光吸収性コーティン
グをネックに塗布する必要がなくなる。不透明ガラス自
体は吸収層として振る舞う。この場合、不透明反射器3
2は反射領域40において金属化層またはダイクロック
層などのような反射層42によりコーティングされてい
るのに対し、ネック38はコーティングされていない。
余分な反射コーティングをネック内側から除去すること
が必要となるかもしれない。したがってネックキャビテ
ィへ投射された光は実質的に非透過性グラスにより吸収
され、ガラス内で熱に変換される。この実施形態では、
ネック38が滑らかな内面をもっている場合には封止領
域34にいくらか集束される可能性がある。この表面反
射はネック内側面をざらざらにすることによって低減す
ることができ、たとえばネック内側の選択的なサンドブ
ラストまたは化学的エッチングにより低減することがで
きる。
【0015】第3の実施形態の場合、光透過性反射器シ
ェル44の外面がネック46に沿って外側でブラックト
ッピング材料のような光吸収材料によってコーティング
され、これによって光吸収層48が形成される。図3に
は、ネック46をコーティングした外部光吸収層48を
備えたランプ装置の有利な実施形態の縦断面図が示され
ている。この実施形態の場合、ネック内で光透過性反射
器の第1の面または第2の面から反射が生じる可能性が
ある。この表面反射も、ネック46内で光透過性反射器
の第1の面または第2の面をあるいは両方の面をざらざ
らにすることによって低減することができる。この実施
形態では反射コーティング50はネック46内部までは
延在していない。
ェル44の外面がネック46に沿って外側でブラックト
ッピング材料のような光吸収材料によってコーティング
され、これによって光吸収層48が形成される。図3に
は、ネック46をコーティングした外部光吸収層48を
備えたランプ装置の有利な実施形態の縦断面図が示され
ている。この実施形態の場合、ネック内で光透過性反射
器の第1の面または第2の面から反射が生じる可能性が
ある。この表面反射も、ネック46内で光透過性反射器
の第1の面または第2の面をあるいは両方の面をざらざ
らにすることによって低減することができる。この実施
形態では反射コーティング50はネック46内部までは
延在していない。
【0016】反射器が準備処理されてしまえば、たとえ
ばアルミニウム化された後、光吸収材料でコーティング
されてしまえば、反射器20,36または44は標準的
な反射器とほとんど同じようなやり方で結合されて最終
的なランプ装置が形成される。反射器を通してリード線
を案内するためにネックのヒールにアイレットを配置す
ることができ、案内されたリード線が所定の位置ではん
だ付けされる。ねじ付き真鍮口金、バヨネット口金、ビ
ットピン型口金あるいはこれらと同様の口金(図示せ
ず)を、周知のようにして反射器の外側に接着または類
似のやり方で取り付けまたは形成することができる。多
くの市販の接合剤を利用することができ、たとえば Are
mco, Sauereisen 等が当業者に知られている。ガラスに
対する良好な接着性を保証する目的で、反射器のガラス
と口金との結合のために接合剤が必要とされる領域では
吸収性コーティングがマスクされる。これに対する代案
として典型的な真鍮口金を、反射器外側に意図的に配置
されたキャビティまたはそこに形成された突起に相応す
る真鍮の凹所で叩いて固定することができる。このプロ
セスは当業者によく知られている。リード線は取り付け
られた口金と反射器を通して電気的に結合され、これに
よりやはり当業者に知られているように光源給電のため
に以後の電気的結合が得られる。
ばアルミニウム化された後、光吸収材料でコーティング
されてしまえば、反射器20,36または44は標準的
な反射器とほとんど同じようなやり方で結合されて最終
的なランプ装置が形成される。反射器を通してリード線
を案内するためにネックのヒールにアイレットを配置す
ることができ、案内されたリード線が所定の位置ではん
だ付けされる。ねじ付き真鍮口金、バヨネット口金、ビ
ットピン型口金あるいはこれらと同様の口金(図示せ
ず)を、周知のようにして反射器の外側に接着または類
似のやり方で取り付けまたは形成することができる。多
くの市販の接合剤を利用することができ、たとえば Are
mco, Sauereisen 等が当業者に知られている。ガラスに
対する良好な接着性を保証する目的で、反射器のガラス
と口金との結合のために接合剤が必要とされる領域では
吸収性コーティングがマスクされる。これに対する代案
として典型的な真鍮口金を、反射器外側に意図的に配置
されたキャビティまたはそこに形成された突起に相応す
る真鍮の凹所で叩いて固定することができる。このプロ
セスは当業者によく知られている。リード線は取り付け
られた口金と反射器を通して電気的に結合され、これに
よりやはり当業者に知られているように光源給電のため
に以後の電気的結合が得られる。
【0017】反射器キャビティ内で光源を囲むために反
射器リップの前縁にレンズを取り付けてもよいし取り付
けなくてもよい。当業者に周知のようにこのレンズを中
間支持部材を介して反射器に対し溶融、接合またはこれ
と類似のやりかたで結合することができる。
射器リップの前縁にレンズを取り付けてもよいし取り付
けなくてもよい。当業者に周知のようにこのレンズを中
間支持部材を介して反射器に対し溶融、接合またはこれ
と類似のやりかたで結合することができる。
【0018】1つの実施形態では反射器の直径を95.
25mm、軸線方向の長さを88mmとした。また、ネ
ックの開口を直径21mmとし、ネックの軸線方向の長
さを35mmとした。さらにネック内面をシリコンベー
スのブラックトップ材料(Aremco)でコーティングして
硬化し、硬い表面を形成した。ブラックトップコーティ
ングの色を濃いグレーまたは黒とし拡散面をもたせた。
この場合、コーティングされた反射器を、直径8.6m
m、長さ38mmであり加圧封止された70Wのダブル
エンド型高輝度放電ランプ管の挿入された同様のランプ
として組み立てた。外管の外径を約15mm、全長を約
65mmとした。
25mm、軸線方向の長さを88mmとした。また、ネ
ックの開口を直径21mmとし、ネックの軸線方向の長
さを35mmとした。さらにネック内面をシリコンベー
スのブラックトップ材料(Aremco)でコーティングして
硬化し、硬い表面を形成した。ブラックトップコーティ
ングの色を濃いグレーまたは黒とし拡散面をもたせた。
この場合、コーティングされた反射器を、直径8.6m
m、長さ38mmであり加圧封止された70Wのダブル
エンド型高輝度放電ランプ管の挿入された同様のランプ
として組み立てた。外管の外径を約15mm、全長を約
65mmとした。
【0019】HIDランプを、ネック内に延在する電極
の一方のための封止されたリード線の一方の端部のとこ
ろで反射器と同軸に取り付けた。ランプを反射器内で、
セラミックアーク管のセンタが反射器の反射器センタ
(焦点)とほぼ一致するように配置した。これはランプ
の外管の口金端部から約32mmのところである。この
場合、電極先端間で維持される放電からの光線を反射面
に向けることができる。計算によればネック領域から反
射した光線は通常、封止領域上に当射し、これによって
封止領域が加熱される。反射したこの放射の一部分は封
止部に吸収されることになり、これによって封止部の温
度が上昇し、時期尚早にランプがだめになってしてしま
う。
の一方のための封止されたリード線の一方の端部のとこ
ろで反射器と同軸に取り付けた。ランプを反射器内で、
セラミックアーク管のセンタが反射器の反射器センタ
(焦点)とほぼ一致するように配置した。これはランプ
の外管の口金端部から約32mmのところである。この
場合、電極先端間で維持される放電からの光線を反射面
に向けることができる。計算によればネック領域から反
射した光線は通常、封止領域上に当射し、これによって
封止領域が加熱される。反射したこの放射の一部分は封
止部に吸収されることになり、これによって封止部の温
度が上昇し、時期尚早にランプがだめになってしてしま
う。
【0020】ネックに伝播する光線は失われ多重反射後
に結局は熱に変わり、ビーム出力に対し有効に寄与する
ものではない。ブラックトップのあるものもないものも
ルーメン出力はほぼ同じである。コーティングがない場
合、通常は約3700ルーメンが照射野に配向された。
コーティングのある場合も約3700ルーメンが照射野
に配向された。このことからネック領域に入る光の大半
は浪費され、実質的に熱に変換されることがわかる。内
部ランプカプセル封止部領域の温度を測定すると、光吸
収層がない場合には封止部領域の温度は約1012°C
(10854°F)であり、光吸収層(ブラックトッピ
ング black topping)がある場合には封止部領域の温度
は約875°C(1607°F)であった。明らかに光
吸収層(ブラックトッピング)によって封止部領域の温
度が著しく下げられている。封止部温度が低ければこの
タイプのランプの寿命が延びることがわかっている。
に結局は熱に変わり、ビーム出力に対し有効に寄与する
ものではない。ブラックトップのあるものもないものも
ルーメン出力はほぼ同じである。コーティングがない場
合、通常は約3700ルーメンが照射野に配向された。
コーティングのある場合も約3700ルーメンが照射野
に配向された。このことからネック領域に入る光の大半
は浪費され、実質的に熱に変換されることがわかる。内
部ランプカプセル封止部領域の温度を測定すると、光吸
収層がない場合には封止部領域の温度は約1012°C
(10854°F)であり、光吸収層(ブラックトッピ
ング black topping)がある場合には封止部領域の温度
は約875°C(1607°F)であった。明らかに光
吸収層(ブラックトッピング)によって封止部領域の温
度が著しく下げられている。封止部温度が低ければこの
タイプのランプの寿命が延びることがわかっている。
【0021】反射器に取り付ける前および反射器に取り
付けた後のランプでの測定も行った。損失光すなわちネ
ックに当射した光と最初のはね返りでレンズから出なか
った光は、外管で覆われた内側ランプのルーメン出力の
約40%になった。この光が封止領域で吸収されるのは
僅かな部分であるとしても、それによって封止部の温度
が許容できないレベルまで上昇してしまう。
付けた後のランプでの測定も行った。損失光すなわちネ
ックに当射した光と最初のはね返りでレンズから出なか
った光は、外管で覆われた内側ランプのルーメン出力の
約40%になった。この光が封止領域で吸収されるのは
僅かな部分であるとしても、それによって封止部の温度
が許容できないレベルまで上昇してしまう。
【0022】どのようなタイプの不透明な吸収性塗料を
使用してもよいが、一般にハロゲンヘッドランプに使わ
れる自動車用ブラックトップコンパウンドでテストを行
った。このようなブラックトップコンパウンドは、たと
えばカオリンクレーとシリコンパウダーとアルミニウム
ホスフェートと水のエマルジョンによって構成すること
ができ、たとえば Aremco Products, Inc. Valley Cott
age, NY のシリコンブラックトップによって構成するこ
とができ、これをベーキングにより硬化させて耐久性の
あるコーディングを形成する。その他の調合物として、
シリコンとカーボンと鉄粉を有機結合剤としてブタノー
ルおよびグリセリンとともに入れることができる。
使用してもよいが、一般にハロゲンヘッドランプに使わ
れる自動車用ブラックトップコンパウンドでテストを行
った。このようなブラックトップコンパウンドは、たと
えばカオリンクレーとシリコンパウダーとアルミニウム
ホスフェートと水のエマルジョンによって構成すること
ができ、たとえば Aremco Products, Inc. Valley Cott
age, NY のシリコンブラックトップによって構成するこ
とができ、これをベーキングにより硬化させて耐久性の
あるコーディングを形成する。その他の調合物として、
シリコンとカーボンと鉄粉を有機結合剤としてブタノー
ルおよびグリセリンとともに入れることができる。
【0023】択一的なブラックトップコーティングとし
て挙げることができるのは、バーベキューグリル修繕用
に販売されている高温ブラックペイントであり、これは
315°C(600°F)の連続動作が可能であり、た
とえば Sherwin Williams, Cleverland, OH の Krylon
BBQ および Stove paint などである。
て挙げることができるのは、バーベキューグリル修繕用
に販売されている高温ブラックペイントであり、これは
315°C(600°F)の連続動作が可能であり、た
とえば Sherwin Williams, Cleverland, OH の Krylon
BBQ および Stove paint などである。
【0024】テストされた反射コーティングはアルミニ
ウムであったが、その代わりに多層ダイクロイックコー
ティングあるいは銀、チタニウム等のような他の高反射
性材料を使用してもよい。高品質の反射器を製造するた
めに高反射性コーティングを使用することは当業者によ
く知られている。
ウムであったが、その代わりに多層ダイクロイックコー
ティングあるいは銀、チタニウム等のような他の高反射
性材料を使用してもよい。高品質の反射器を製造するた
めに高反射性コーティングを使用することは当業者によ
く知られている。
【0025】封止部温度低減に有効であるかを決めるた
めに様々なランプ構造をテストした。覆われたランプに
ついてむき出しのアーク管に対し温度差を比較した。そ
の際、ランプを変形された反射器と変形されていない反
射器とで覆い、真空排気された外管または窒素で充填さ
れた外管を用いた。外管を窒素で充填することで封止部
領域が冷却されるけれどもアークランプの他の部分も冷
却され、その結果、ランプ出力において望ましくない色
ずれが生じてしまう。たとえ窒素を用いても反射器のラ
ンプ内部は過度に熱くなってしまった。テストのため反
射器に小さいスロットをあけ、これによって稼働中のア
ーク管の赤外線イメージを撮影できるようにした。テス
トランプをレンズと反射コーティングと吸収性コーティ
ングのある場合とない場合でそれぞれ作動させた。70
Wのセラミックランプを反射器もレンズも用いず真空排
気された外管内におきベースアップ状態で空気中で点弧
させたときの封止部温度を基準温度として使用した。レ
ンズ付きで反射器内に配置された真空排気外管内におけ
る70Wランプの封止部温度は、基準温度上方159°
Cであった。レンズ付きであるがネック領域に反射コー
ティングがなくネック領域の外側に吸収性ブラックコー
ティングのある反射器内に配置された真空排気外管内に
おける70Wランプの封止部温度は、基準温度上方23
°Cでしかなかった。ブラックコーティングによって封
止部温度は約136°C低減された。外管に400to
rrで窒素が充填され反射器とレンズで覆われていない
同様のランプは、基準温度よりも72°低い温度であっ
た。窒素の充填された外管をもつランプをまえのように
反射器とレンズで覆ったときには、封止部温度は基準温
度よりも120°高かった。反射器とレンズで覆われて
いるが反射材料が除去されまえのようにブラックでコー
ティングされた窒素充填外管付きのランプは、基準温度
よりも12°C低い封止部温度であった。
めに様々なランプ構造をテストした。覆われたランプに
ついてむき出しのアーク管に対し温度差を比較した。そ
の際、ランプを変形された反射器と変形されていない反
射器とで覆い、真空排気された外管または窒素で充填さ
れた外管を用いた。外管を窒素で充填することで封止部
領域が冷却されるけれどもアークランプの他の部分も冷
却され、その結果、ランプ出力において望ましくない色
ずれが生じてしまう。たとえ窒素を用いても反射器のラ
ンプ内部は過度に熱くなってしまった。テストのため反
射器に小さいスロットをあけ、これによって稼働中のア
ーク管の赤外線イメージを撮影できるようにした。テス
トランプをレンズと反射コーティングと吸収性コーティ
ングのある場合とない場合でそれぞれ作動させた。70
Wのセラミックランプを反射器もレンズも用いず真空排
気された外管内におきベースアップ状態で空気中で点弧
させたときの封止部温度を基準温度として使用した。レ
ンズ付きで反射器内に配置された真空排気外管内におけ
る70Wランプの封止部温度は、基準温度上方159°
Cであった。レンズ付きであるがネック領域に反射コー
ティングがなくネック領域の外側に吸収性ブラックコー
ティングのある反射器内に配置された真空排気外管内に
おける70Wランプの封止部温度は、基準温度上方23
°Cでしかなかった。ブラックコーティングによって封
止部温度は約136°C低減された。外管に400to
rrで窒素が充填され反射器とレンズで覆われていない
同様のランプは、基準温度よりも72°低い温度であっ
た。窒素の充填された外管をもつランプをまえのように
反射器とレンズで覆ったときには、封止部温度は基準温
度よりも120°高かった。反射器とレンズで覆われて
いるが反射材料が除去されまえのようにブラックでコー
ティングされた窒素充填外管付きのランプは、基準温度
よりも12°C低い封止部温度であった。
【0026】この結果からわかるように、ネック領域に
おいて反射性コーティングが除去されブラックのコーテ
ィングされたその他の点では本発明に従い作動させたセ
ラミックランプによって、封止部領域の温度は約132
°C〜136°C(237°F〜244°F)だけ低減
された。これは驚くべき温度差であり、この減少によっ
てランプの寿命は4倍延びると見込まれる。精確な基準
温度決定は、出所と検出器との間の表面の赤外線の透過
率、反射率、放射力が不確かなことから近似的である。
ランプ環境の変化による温度の変化は本発明の有効性に
とっていっそう重要である。
おいて反射性コーティングが除去されブラックのコーテ
ィングされたその他の点では本発明に従い作動させたセ
ラミックランプによって、封止部領域の温度は約132
°C〜136°C(237°F〜244°F)だけ低減
された。これは驚くべき温度差であり、この減少によっ
てランプの寿命は4倍延びると見込まれる。精確な基準
温度決定は、出所と検出器との間の表面の赤外線の透過
率、反射率、放射力が不確かなことから近似的である。
ランプ環境の変化による温度の変化は本発明の有効性に
とっていっそう重要である。
【0027】ネック内の反射コーティングを除去しかつ
ネック外側に吸収性コーティングを塗布した有利な実施
形態によれば、むき出しのアーク管と比べて封止部温度
を僅かに上昇させるだけでランプを稼働させることがで
きる。むき出しのアーク管は約10,000時間持ち堪
えたので、変形された反射器を用いた真空排気外管内の
ランプも同様の寿命をもつものと見込まれる。
ネック外側に吸収性コーティングを塗布した有利な実施
形態によれば、むき出しのアーク管と比べて封止部温度
を僅かに上昇させるだけでランプを稼働させることがで
きる。むき出しのアーク管は約10,000時間持ち堪
えたので、変形された反射器を用いた真空排気外管内の
ランプも同様の寿命をもつものと見込まれる。
【0028】本発明について目下有利な実施形態である
とみなされることについて示し説明してきたが、特許請
求の範囲によって規定された本発明の範囲を逸脱するこ
となく様々な変形を行えることは当業者にとって自明で
ある。
とみなされることについて示し説明してきたが、特許請
求の範囲によって規定された本発明の範囲を逸脱するこ
となく様々な変形を行えることは当業者にとって自明で
ある。
【図1】内部にブラックトップコーティングの施された
ランプ装置の有利な実施形態を示す縦断面図である。
ランプ装置の有利な実施形態を示す縦断面図である。
【図2】光吸収シェル物質の設けられた光装置の有利な
実施形態を示す縦断面図である。
実施形態を示す縦断面図である。
【図3】外部にブラックトップコーティングの施された
ランプ装置の有利な実施形態を示す縦断面図である。
ランプ装置の有利な実施形態を示す縦断面図である。
10 ランプ装置
12 光源
14,16 電極
18 ランプ軸
20 凹面セラミックシェル
22 内部反射面
24 ネック
26 ネックキャビティ
28 反射器軸
30 電気接続部
32 非透過性光吸収層
34 封止領域
36 反射器
38 ネック
40 反射領域
44 光透過性反射器シェル
46 ネック
48 外部光吸収層
50 反射コーティング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
// F21Y 101:00
(72)発明者 リチャード エー スネルグローヴ
アメリカ合衆国 マサチューセッツ ダン
ヴァース コルゲート ストリート 10
Fターム(参考) 3K042 AA01 AB03 AC02 BB03 BC01
CC03 CC08
Claims (15)
- 【請求項1】 PARランプ装置において、 ランプ軸を規定する封止された2つの電極をもつ光源
と、 反射面の形成された内面をもつ凹面セラミックシェルが
設けられており、 該セラミックシェルはネックキャビティおよび反射器軸
を規定するネックを有しており、 該ネックには前記光源のための電気的接続部と機械的支
持部材が設けられており、 前記シェルは光源を取り囲み、ランプ作動中、該光源か
らの光を照射すべき領域に反射させ、 前記の光源と反射器はランプ軸と反射器軸が実質的に同
軸になるよう配向され、 前記2つの電極の少なくとも一方の少なくとも一部分は
ネックキャビティ内に延在しており、 実質的に非透過性の光吸収層により、光源からネック方
向に発せられた光が遮られることを特徴とするPARラ
ンプ装置。 - 【請求項2】 前記光吸収層はネック内でシェル内面に
コーティングされている、請求項1記載のランプ装置。 - 【請求項3】 前記シェルは光透過性材料から成り、前
記光吸収層はネックと隣り合うシェル外面にコーティン
グされている、請求項1記載のランプ装置。 - 【請求項4】 前記シェルは少なくともネックにおいて
実質的に光吸収材料から成り、これにより光吸収層が形
成され、前記シェルのネック内面は反射層により実質的
にコーティングされていない、請求項1記載のランプ装
置。 - 【請求項5】 前記光吸収層はブラックトップ材料であ
る、請求項1記載のランプ装置。 - 【請求項6】 前記反射器は半透明ガラスから成る、請
求項1記載のランプ装置。 - 【請求項7】 前記反射器は不透明ガラスから成る、請
求項4記載のランプ装置。 - 【請求項8】 前記反射層はアルミニウム層である、請
求項1記載のランプ装置。 - 【請求項9】 前記反射層はダイクロイックコーティン
グ層である、請求項1記載のランプ装置。 - 【請求項10】 前記シェルは反射器軸を中心に回転対
称である、請求項1記載のランプ装置。 - 【請求項11】 前記光源はランプ外管により覆われて
いる、請求項1記載のランプ装置。 - 【請求項12】 前記シェルはランプ動作中にランプに
より照射される領域と反射面との間に配置されたレンズ
により閉ざされている、請求項1記載のランプ装置。 - 【請求項13】 前記光源は高輝度放電光源である、請
求項1記載のランプ装置。 - 【請求項14】 前記光源はダブルエンド型光源であ
り、該光源には第1の軸線方向電極ステムと第2の軸線
方向電極ステムが設けられており、該電極ステムの少な
くとも一方はネックキャビティ内で反射器軸と実質的に
同軸に配置されている、請求項13記載のランプ装置。 - 【請求項15】 前記光源はセラミックメタルハライド
高輝度放電ランプである、請求項1記載のランプ装置。
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