JP2005268216A - シール温度が低減された反射形ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】動作中にＨＣＩランプのシール領域に供給される熱を低減する。
【解決手段】光源１２が２つのシールされた電極１４，１６を有し、電極が、シール領域１７においてシールされておりかつランプ軸線１８を規定しており、凹面状のシェル２０が内面２２を有し、内面に反射面２３が形成されており、シェルが、ネックキャビティ２６と反射器軸線とを規定するネック２４を有し、ネックが、電気接続部３０と、光源のための機械的な支持部とを有し、シェルが、ランプ動作中に光源からの光を照明したいフィールドに向かって反射するために光源を包囲しており、光源と反射器とが、ランプ軸線が反射器軸線と実質的に同軸的となるように配向されており、少なくとも一方の電極の少なくとも一部が、ネックキャビティ内に延びており、鏡面反射をシール領域から離れるように実質的に方向転換するためにネックキャビティに形成されたゾーン３２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気ランプ、特に、反射器に包囲された電気ランプに関する。より具体的には、本発明は、シール温度が低減されたセラミックメタルハライドアークカプセルを備えた放物面反射形ランプ（ＰＡＲ）に関する。

現代のメタルハライドアークカプセルを備えたセラミックランプ外管は、新たなクラスのメタルハライドランプを形成した（例えばGeven他による米国特許第５４２４６０９号明細書及びCarleton他によるJ.Ill.Eng.Soc.P139-145, Winter, 1996(Proc. of LESNA Annual Conference)。これらのランプは、メタルハライド充填化学物質及び２つの電極を有している。電極間の高電圧パルスは、ランプを点火するために使用される。次いで、包囲されたガス及び充填材料をプラズマ状態に励起するために、通常の電流及び電圧が電極を介して提供される。典型的な充填材は、様々なその他の添加物を備えた希土類ハロゲン化物を含み、この希土類ハロゲン化物は、アルゴン又はキセノン等の不活性始動ガスに加えて、ハロゲン化タリウム及びハロゲン化カルシウムを含むことができる。

セラミック発光管はしばしば、内部発光管を大気から保護するために、外部ジャケットと呼ばれる別の外管内に被覆されている。多くのランプ部品、特にニオビウム導入線は、ランプ動作温度において空気に曝されると急速に酸化し、ランプを故障させる。これらの外部ジャケットは、通常、構造体によって発光管から熱的に隔離されており、内部が真空であるか又は不活性ガス及びゲッタ材料の部分圧力、例えばジルコニウム及びアルミニウム化合物、ゲッタ酸素及び水素、によって充填されている。

しばしば、ランプから発生された光を有効なビームパターンに集めて方向付けるために、内部発光管と外部ジャケットとは放物面反射器内に取り付けられている。これは、内面又は外部用途における建物正面の照明のための投光照明又はスポットビームであることができる。ハロゲン光源を備えたこのようなランプは、一般的に、店舗における商品の照明、及び住宅用途における屋外照明、例えばセキュリティ照明のためにも使用される。上記の用途において、セラミックメタルハライドランプを使用することに大きな関心が寄せられている。なぜならば、セラミックメタルハライドランプは効率的であり、優れた演色を提供するからである。ほとんど太陽光の下で陳列されているかのように商品の実際の色が表される。

規模の経済は、ハロゲンランプのために使用されていたものと同じ反射器を、新規のセラミックメタルハライドランプ（ＨＣＩランプ）のために使用することを命令する。このことは、製造コストを最小限に保つ。このことは、ランプが既存の固定具において使用されることをも許容する。

あいにく、寿命試験は、既存のランプ構造体に取り付けられたＨＣＩランプが、１００００時間の推定定格寿命に進歩する代わりに、約１５００〜２００時間で早期に故障することを示した。このことは、慣用のＨＣＩシールを形成するために使用されるシールガラス（フリット）に対する充填材料による急速な化学的攻撃に起因する（Geven他、supra参照）。この問題は、ランプが、多くのインテリアダウンライト用途において使用されているように、口金を上方にして動作させられた場合に悪化される。次いで、シールは、より大きな熱を受け、これにより、さらに活発な化学反応をうける。前記市場において有効な製品になるために、ランプの寿命は延長されなければならない。

２００３年１０月１６日に刊行された、本発明の譲受人によって所有されている米国特許出願第２００３／０１９３２８０号明細書は、ランプのネックに吸光層を介在させることによって問題を少なくとも部分的に解決しようとした。この場合、外来光線はこの層において熱に変換され、次いで、集束されずに再び放射され、この場合、光の僅かな部分のみがシール領域へ再び放射される。この刊行物は、吸光層はネック内部又は外部におけるブラックトップコーティングであることができることを提案している。択一的に、ネック部分が金属化されないように、製造中に手段が設けられることができる。この手段は意図した目的を果たすが、別の問題を生じる。例えば、この解決手段は実施するのにコストがかかり、ランプ性能及び外観を損なう。ネックにおけるコーティングは手作業で機械的な又は化学的な手段によって除去されなければならないか又は択一的に金属化プロセスのためにマスキング装置がネック領域に組み込まれなければならない。通常のランプのネックに進入する光の一部はランプフェースから反射され、全ルーメンに貢献する。この光貢献は、ネックが透明に形成されている場合損失される。ネックを塗布するか又は着色されたガラスを使用することは、ランプに大きなコストを付加し、実質的に外観を変更する。

したがって、本発明の課題は従来技術の欠点を排除することである。

本発明の別の課題はセラミックメタルハライド反射形ランプを改良することである。

本発明のさらに別の課題は、動作中にＨＣＩランプのシール領域に供給される熱を低減することである。

これらの課題は、発明の一態様において、２つのシールされた電極を有する光源が設けられており、前記電極が、シール領域においてシールされておりかつランプ軸線を規定しており、内面を有する凹面状のシェルが設けられており、前記内面に反射面が形成されており、前記シェルが、ネックキャビティと反射器軸線とを規定するネックを有しており、前記ネックに、電気接続部と、前記光源のための機械的な支持部とが設けられており、前記シェルが、ランプ動作中に前記光源からの光を照明したいフィールドに向かって反射するために前記光源を包囲しており、前記光源と前記反射器とが、前記ランプ軸線が前記反射器軸線と実質的に同軸的となるように配向されており、少なくとも一方の前記電極の少なくとも一部が、前記ネックキャビティ内に延びており、鏡面反射を前記シール領域から離れるように実質的に方向転換するために前記ネックキャビティに形成されたゾーンが設けられていることを特徴とするランプアセンブリによって解決された。

発光管シールの過熱の主な原因は、シールの敏感な領域に集束される、放電からの鏡面反射であることが決定されたので、上記の再設計されたネック断面は、このエネルギをシールから離れる方向に方向転換し、ランプの寿命を著しく延長する。鏡面反射低減領域は、外管製造中に容易に達成され、新たな工具のために、高価でないプランジャ交換のみを伴う。

本発明を、本発明のその他の課題、利点及び可能性と共にさらに良く理解するために、後述の図面に関連した以下の開示及び添付の請求項が参照される。

ここで発明をさらに具体的に見ると、図１には、光源１２を有するランプアセンブリ１０が示されている。光源１２は２つのシールされた電極１４，１６を有しており、これらの電極は、シール領域１７においてシールされていて、ランプ軸線１８を規定している。凹面状のシェル２０は内面２２を有していて、この内面２２には反射面２３が形成されている。凹面状のシェル２０は、ネックキャビティ２６と反射器軸線２８とを規定したネック２４を有している。ネック２４には電気接続部３０と、光源１２のための機械的な支持部とが設けられている。シェル２０は光源１２を包囲しており、これにより、動作中に光源１２からの光を、照明したいフィールドに向かって反射する。光源１２及び反射面２３は、ランプ軸線１８が反射器軸線２８と実質的に同軸的となるように配向されており、少なくとも一方の電極、例えば電極１４、の少なくとも一部は、ネックキャビティ２６内へ延びている。ゾーン３２は、実質的に鏡面反射をシール領域から離れる方向に方向転換するためにネックキャビティ２６内に形成されている。

発明の有利な実施形態において、図１及び図２に示したように、ネックキャビティ２６に形成されたゾーン３２には、複数の長手方向の溝３８が設けられている。矢印４０は、どのように光がシール領域１７から離れる方向に方向転換されるかを示している。

図３及び図４は択一的な実施形態を示しており、この場合、ネックキャビティ２６には切子面３４が設けられるか、３６におけるように点刻されることができる。

ネック領域に、鏡面反射をシール領域１７から離れる方向に方向転換するように形成されたゾーンを設けることにより、シール領域に供給される熱が低減され、発光管の寿命が著しく延長される。

適切な方向転換形式のいずれも、外管が製造されるときに提供されることができるので、極めて費用効率がよい。

現時点で発明の好適な実施形態であると考えられるものが示されかつ説明されたが、当業者には、添付の請求項によって定義されたような発明の範囲から逸脱することなく実施形態に様々な変更及び修正を加えることができることが明らかとなるであろう。

本発明の態様を具現したランプの概略的な断面図である。 図１の２−２線に沿って見た断面図である。 択一的な実施形態を示す、図２と同様の断面図である。 さらに別の択一的な実施形態を示す同様の図である。

符号の説明

１０ ランプアセンブリ、 １２ 光源、 １４，１６ 電極、 １７ シール領域、 １８ ランプ軸線、 ２０ シェル、 ２２ 内面、 ２３ 反射面、 ２４ ネック、 ２６ ネックキャビティ、 ２８ 反射器軸線、 ３０ 電気接続部、 ３２ ゾーン、 ３４ 切子面、 ３６ 点刻、 ３８ 溝

Claims (4)

1. ランプアセンブリにおいて、
   ２つのシールされた電極を有する光源が設けられており、前記電極が、シール領域においてシールされておりかつランプ軸線を規定しており、
   内面を有する凹面状のシェルが設けられており、前記内面に反射面が形成されており、前記シェルが、ネックキャビティと反射器軸線とを規定するネックを有しており、前記ネックに、電気接続部と、前記光源のための機械的な支持部とが設けられており、
   前記シェルが、ランプ動作中に前記光源からの光を照明したいフィールドに向かって反射するために前記光源を包囲しており、前記光源と前記反射器とが、前記ランプ軸線が前記反射器軸線と実質的に同軸的となるように配向されており、少なくとも一方の前記電極の少なくとも一部が、前記ネックキャビティ内に延びており、
   鏡面反射を前記シール領域から離れるように実質的に方向転換するために前記ネックキャビティに形成されたゾーンが設けられていることを特徴とする、ランプアセンブリ。
2. 前記ゾーンが、ネックキャビティの表面に沿って配列された複数の切子面を含んでいる、請求項１記載のランプアセンブリ。
3. 前記ゾーンが、前記ネックキャビティの表面に沿って配列された、点刻されたパターンを含んでいる、請求項１記載のランプアセンブリ。
4. 前記ゾーンが、前記ネックキャビティの表面に沿って配列された、僅かな間隔で配置された複数の長手方向溝を含んでいる、請求項１記載のランプアセンブリ。

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