JP2009272304A - ショートアークｈｉｄ電球及びアーク放電を防止するためのアルミニウム内のカットアウトを備えたｐａｒランプ - Google Patents

Abstract

【課題】ランプ（１００）を開示する。
【解決手段】本ランプ（１００）は、始動するための高電圧を必要とする光源（１０２）を含む。反射鏡本体（１０４）は、光源から光を受けかつ該光を所望の方向に向けるように配向された導電性反射表面（１１２）を含む。反射鏡本体の事前選択表面部分（１１２ｂ）は、導電性反射表面を持たない。光源と連結されかつ該光源に電力を供給する第１及び第２のリード線組立体（１２４、１２６）は、反射鏡本体内の開口部を貫通する。リード線組立体は、反射材料を持たない事前選択表面部分よって導電性反射表面部分から間隔をおいて配置されてアーク放電を防止する。非対称リード線組立体はまた、電気的隔離を増大させるように使用することができる利点がある。
【選択図】 図１

Description

本出願は、ランプ組立体に関し、より具体的には、放物面反射鏡（ＰＡＲ）ハウジング及びエンクロージャ内に組み込まれた高輝度放電（ＨＩＤ）光源のような高輝度ランプ組立体に関する。エンクロージャは、その内部表面が導電性反射層で被覆されたハウジング又は本体を含み、放物面本体の拡大端部は、レンズによって閉鎖されている。

一般的に、光源又は電球は、該光源の軸線が放物面表面の回転軸線に対してほぼ垂直になるようにハウジング内に挿入又は取付けられる。公知の設計では、マウントリード線と導電性反射皮膜との間のアーク放電が、特に高温再始動作動時に発生する可能性がある問題である。つまり、アーク放電が発生すると、ランプ組立体は再始動しないことになる。

従来は、ＰＡＲランプ、特に高輝度放電マウントリード線を組み込んでいるものには、発生する可能性があるアーク放電問題に対処する１つの方法としてリード線上に絶縁体を使用してきた。別の実施可能な解決法は、反射表面上にダイクロイック皮膜のような皮膜を設けてアーク放電を防止することである。ダイクロイック皮膜は付加的な製造工程を必要とし、特にこの付加的な製造ステップは労働集約的である不具合がある。その結果、製造及び付加的な材料の使用に関連するコストが増大する。

また、この形式のランプ組立体の光源が高電圧パルス（例えば、１０ｋＶ〜５０ｋＶオーダの）を必要とすることも理解されたい。このパルスは、マウントリード線の１つを通して供給され、従って上述のようなアーク放電の可能性を制限するためにマウントリード線の絶縁によって又は反射表面における保護皮膜によって是正措置が取られてきた。

米国特許第５，５８５，６９７号公報

しかしながら、有効であり、ランプ性能に悪影響を与えずかつ好ましくはコストに悪影響を与えない解決法に対する必要性が存在する。

ランプ組立体は、始動するための高電圧を必要とする光源を含む。反射鏡本体は、光源から光を受ける導電性反射表面を含み、また光源に面した事前選択表面部分は、導電性反射表面を持たない。光源と連結された第１及び第２のリード線組立体は、事前選択表面部分よって導電性反射表面部分から間隔をおいて配置されて、それらの間のアーク放電を防止する。

事前選択表面部分は、回転面として形成されるのが好ましい反射鏡本体の切頭部分上にわたって延びる。

事前選択表面部分は、反射鏡本体の回転軸線の両側に延びる。

リード線組立体は、互いに非対称であるのが好ましい。光源始動目的のための高電圧パルスを受ける第１のリード線組立体の一部分は、第２のリード線組立体の一部分よりも導電性反射表面からの大きい寸法で間隔を置いて配置されて、該第１のリード線組立体と導電性反射表面部分との間のアーク放電を防止するようになっている。

ランプ組立体を形成する方法は、光源を準備するステップと、光源を反射鏡本体内に取付けるステップとを含む。反射鏡本体は、事前選択表面部分が導電性反射材料を持たないように形成される。

本方法は、導電性反射材料を施工するのに先立って反射鏡本体をマスキングするステップを含む。

ランプ組立体を形成する方法は、導電性反射表面を有する反射鏡本体内に光源を提供するステップと、反射鏡本体内で互いに非対称である第１及び第２のリード線組立体によって光源を取付けて、第１のリード線組立体がそれを通る高電圧パルスを受け、それによって第２のリード線組立体よりも導電性反射表面からの大きい寸法で間隔を置いて配置されるようにするステップとを含む。

本発明の第１の利点（効果）は、マウントリード線と導電性反射皮膜との間のアーク放電の可能性を制限することにある。

別の利点は、得られるランプ出力に悪影響を与えずにアーク放電を制限することができることにある。

さらに別の利点は、アーク放電問題に対する解決を可能にするコスト効果がある方法にある。

本開示のさらにその他の利点及び効果は、以下の詳細な説明を読みかつ理解することによって明らかになるであろう。

選択部分を断面で示した状態でのランプ組立体の側面図。 図１の光源及びマウントリード線の拡大側面図。 図を解り易くするためにレンズを取外した状態での、反射鏡本体の回転軸線にほぼ沿って見た平面図。 ランプの後方から見た平面図。

最初に図１に目を向けると、ランプ又はランプ組立体１００は、高輝度光源１０２を含み、この特定の実施形態では、この高輝度光源１０２は、外部環境に対して密封されかつ窒素又はアルゴン或いはそれら２つの混合物などの希ガスを含有した光源のような高輝度放電（ＨＩＤ）光源である。希ガスは一般的に、室温における標準大気圧よりも僅かに低い圧力になっている。光源は、回転面であるのが好ましく、ここでは回転軸線１０６に関しての放物面又はパラボラ面である反射鏡本体１０４に対してほぼ垂直に取付けられる。光源は、該光源から反射鏡本体が受けた光がレンズ１０８を通して外向きに向けられるように、放物面本体の焦点に又は焦点の近くに取付けられるのが好ましい。より具体的には、本体は一般的に、プレスガラス構造とするか又はそれに代えてプラスチック構造とすることができ、その内部表面は、一般的にアルミニウム又は銀のような金属である高度な研磨又は反射表面を含むことができる。理解されるように、金属反射表面はまた導電性であるが、その反射特性が、そのような使用における主な理由である。従って、ガラス基体１１０は、内部表面１１２の大部分に沿って被覆されて、それにより第１の導電性反射表面部分１１２ａが光源からの光をほぼ従来通りの方法でレンズを通して外向きに向けるのが好ましい。

第２の又は事前選択表面部分１１２ｂは、導電性反射材料を持たない。そのことは、おそらく図３及び図４に最もよく示されている。第２の表面部分１１２ｂは一般的に、延長されており、光源の長さと少なくとも同じ長さである。さらに、第２の表面部分は、光源の全体的輪郭とほぼ一致するように配向される。言い換えると、第２の表面部分は、ほぼ矩形構造を有し、すなわち回転面の切頭部分上にわたって延びかつ矩形構造が丸味付きコーナ部を有する。

第１及び第２の開口部１２０、１２２は、反射鏡本体の閉鎖端部部分内に設けられる。開口部は、ガラス内に延びかつそれをリード線が貫通するフェルールを受けるような寸法にされる。フェルールは次に、第１及び第２のマウント又はリード線組立体１２４、１２６を受ける。従来の構成では第１及び第２のリード線組立体は互いに対称でありかつ軸線１０６に関してほぼ対称であるが、本開示では、そのようになっていない。代わりに、各リード線組立体は、該リード線組立体が本体内のそれぞれの開口部１２０、１２２から前方に進むにつれて軸線１０６にほぼ平行に延びる第１の又は縦方向部分１２８、１３０を含む。これら縦方向部分１２８、１３０間には非導電性補強構造部材１３２を設けて、組立体に対してより大きい強度を付加することができる。第１のリード線組立体では、縦方向部分１２８は、第２のリード線組立体の縦方向部分１３０よりも僅かに小さい軸方向寸法を有する。第２の又は横方向部分１３４、１３６は、リード線組立体の第１の縦方向部分に対してほぼ垂直に延びる。従って、第１の部分１２８、１３０は回転軸線１０６にほぼ平行に延びるが、横方向部分１３４、１３６は、ほぼ垂直につまり半径方向外向きに延びる。各横方向部分は次に、第３の又は別の縦方向部分１３８、１４０に滑らかに移行する。光源は、これら縦方向部分１３８、１４０間に、具体的にはマウントリード線から延びかつ光源エンベロープ１４６の両端部を貫通して密封状態で受け取られた外部リード線１４２、１４４間に取付けられる。高輝度放電光源の具体的な詳細は、一般的に公知でありまた本開示の特有の部分を構成しないため、本明細書ではさらに説明することは必要ないと思われる。

引き続き図１及び図２を参照しまた付加的に図３を参照して、非対称リード線組立体と第２の表面部分１１２ｂとの関係を説明する。先に指摘したように、特にアーク放電を始動するために高電圧パルスを供給することは、共通である。従って、リード線組立体の１つ、ここでは第１のリード線組立体１２４は、より緊密に反射鏡本体１０４に隣接して配置される。第１のリード線組立体は、高電圧パルスを伝送するので、金属製又は導電性内部反射表面１１２ａとの間でアーク放電を生じる最も大きな可能性を有する。従って、図３で明らかなように、第２の表面部分１１２ｂは、導電性又は反射性表面部分を持たずかつ第１のリード線組立体からの参照番号１６０で示したより大きい寸法で間隔を置いて配置される。この寸法１６０は、第２のリード線組立体１２６及びその端部における第２の表面部分１１２ｂの周りで小さい長さになっている寸法１６２と比較される。従って、光源は、アーク放電ギャップが放物面本体の中心近く又は放物面本体の中心に位置するようにほぼ中心に配置されるが、第２の表面部分１１２ｂは、回転軸線１０６の両側で必ずしも等距離又は対称である必要はない。むしろ、拡張寸法１６０により、アーク放電光源の始動又は点火時に第１のリード線組立体を通って流れる高電圧に対する大きな絶縁抵抗又は隔離が得られる。第２のリード線組立体は、導電性反射部分１１２ａからそれほど間隔を置いて配置する必要はない。

長くかつ狭い第２の表面部分１１２ｂは、導電性アルミニウム又は銀のいずれもがその上に堆積するのを防止される。従って、この長いセクションは、そうでなければリード線組立体と導電性反射鏡材料との間の内部アーク放電に対する不利な要因となる可能性がある如何なる導電性材料も持たない。さらに、全く反射鏡表面を備えない狭い区域を使用することは、よりコスト効果があり、かつ光出力に対して限られた影響しか有しない。得られたランプ出力は、そのようなカットアウトのないランプと比較した場合に僅かに低いことになるが、ランプ設計の仕様は、この初期仕様における損失を考慮するように変更することができる。また、反射鏡本体によって向けられた光の大部分は、反射鏡本体のより高い又はより外周部領域に位置するものであり、従って第２の表面部分から間隔を置いていることも分かるであろう。非対称リード線組立体を使用することはまた、アーク放電に対する絶縁抵抗を改善する。図４で明らかなように、第２の表面部分１１２ｂ内に何らの反射材料も存在しないことはまた、第２の表面部分１１２ｂによって形成された領域内の反射鏡本体１０４（光透過ガラスである）を通して光が出ていく可能性があることを意味する。この光は、周囲のエンクロージャ、固定具又はハウジング（図示せず）内部で単に捨てられ又は廃棄され、ランプ設計パラメータに対する影響を有しない。

この特定の構成では、高輝度放電光源は、ショートアーク放電であり、すなわち３〜５ｍｍオーダのアークギャップを有する。高輝度放電光源はまた、２つのフェルール又は２つのリード線組立体を有するものとして図示しているが、付加的な強度又は堅牢さを必要とする場合には、三脚マウントを使用することもできる。今一度言うが、第２の表面部分１１２ｂは、導電性反射鏡表面を持たず、かつアーク放電を防止するための第３のリード線位置の周りでの可能な拡張を含めて、高電圧パルスを伝送するリード線組立体がそこからその寸法が最大になるような適切な寸法にされる。同様に、非対称関係は、電気絶縁効果に貢献するように有利に使用できる。

さらに、導電性反射鏡表面１１２ａからの電気的隔離を増大させるために光源を傾斜させることができることを、意図している。これは、図１において、符号１６４で示す波線によって表している。今一度言うが、光源の傾斜は、高電圧パルスを伝送しているリード線組立体と導電性反射表面部分１１２ａとの間の電気的隔離を増大させる。図３を付加的に参照すると、実線で示す非垂直位置から符号１６６で示す破線によって表した回転非垂直位置まで光源を回転させることができることが、解るであろう。

真空堆積プロセス又はその他の所望プロセスによる導電性反射部分の施工は、本開示の修正では材料的には影響されない。代わりに、ガラス基体１１０の内部表面に対して、真空堆積に先立って第２の表面部分１１２ｂの所望の形状のマスクを付加する。例えば真空堆積プロセスの間に反射鏡をマスキングすることは、電気的隔離又は絶縁の改善を達成するために別の部品又はプロセスを付加しなければならないのよりも簡単であると同時に、先に使用しかつ二次的な労働集約的な工程を必要としたダイクロイック皮膜法よりもまたさらにコスト効果がある。同様に、何らの導電性反射材料を持たない第２の表面部分を形成するマスク構成は、絶縁体として作用する付加的構成要素をランプに付加するよりも安価である。

ランプ組立体を形成する本方法によると、ランプ及び反射鏡本体は一般的に、従来型の方法方式で形成され、本体表面の事前選択部分は、そうでなければ回転面の内表面全体を被覆することになる導電性反射鏡材料を持たない状態にされる。光源は次に、上に指摘したように非対称リード線組立体の適当な配向を有するほぼ同じ方法で反射鏡本体内に取付けられる。反射性材料を持たない第２の部分は、マスキング法又はその他の好適な方法によって形成することができ、それによって第１及び第２の部分１１２ａ、１１２ｂを得ることができる。

勿論、導電性反射材料を持たない第２の部分のその他の構成も可能であるが、第２の表面部分によって囲まれ又は形成された表面領域は、その区域が先に説明したようにアーク放電を防止することになるような寸法にされることは、当業者には分かるであろう。従って、反射鏡上の小さい区域（例えば、この区域は平滑でない傾向があるので迷光が跳ね返るのを防止するための脚部の周りの部分からの小さい区域）は、反射材料を持たないようにすることができることは公知であるが、その区域は、ランプ始動に関連した高パルス電圧が潜在的にアーク放電を引き起こす可能性があることを理解した状態で、十分な寸法にし、かつランプ及び該ランプの作動パラメータと相関させなければならない。

本発明について、好ましい実施形態に関連して説明してきた。先の詳細な説明を読みかつ理解すると、当業者には様々な修正及び変更が想起されるようになるのは、明らかであろう。本発明は、全てのそのような修正及び変更を含むものとして解釈されることを意図している。

１００ ランプ／ランプ組立
１０２ 光源、ＨＩＤ／ＣＭＨ
１０４ 反射鏡本体
１０６ 回転軸線
１０８ レンズ
１１０ ガラス基体
１１２ 内部反射鏡表面
１１２ａ 第１の表面部分（反射性）
１１２ｂ 第２の表面部分（反射性を持たず）
１２０ 第１の開口部
１２２ 第２の開口部
１２４ 第１のマウント／リード線組立体
１２６ 第２のマウント／リード線組立体
１２８ 第１の縦方向部分
１３０ 第２の縦方向部分
１３２ 構造部材
１３４ 第２の横方向部分
１３６ 第２の横方向部分
１３８ 第３の縦方向部分
１４０ 第３の縦方向部分
１４２ 外部リード線
１４４ 外部リード線
１４６ エンベロープ
１６０ 拡張寸法
１６２ 寸法
１６４ 傾斜
１６６ 回転

Claims (10)

1. 始動するための高電圧を必要とする光源（１０２）と、
   前記光源から光を受けかつ該光を所望の方向に向けるように配向された導電性反射表面（１１２）を備えまた前記光源に面しかつ前記導電性反射表面を持たない事前選択表面部分（１１２ｂ）をさらに備えた反射鏡本体（１０４）と、
   前記光源と作動連結されて該光源に電力を供給するようになっておりかつ前記
   反射鏡本体内の開口部を貫通した第１及び第２のリード線組立体（１２４、１２６）と、を含み、
   前記リード線組立体が、前記事前選択表面部分よって前記反射鏡本体の導電性反射表面部分から間隔をおいて配置されて、該リード線組立体の少なくとも１つと該導電性反射表面部分との間のアーク放電を防止する、
   ランプ（１００）。
2. 前記事前選択表面部分（１１２ｂ）が、前記光源（１０２）の長さと少なくとも同じ大きさである、請求項１記載のランプ（１００）。
3. 前記事前選択表面部分（１１２ｂ）が、前記光源（１０２）の輪郭とほぼ一致するように配向される、請求項１又は２に記載のランプ（１００）。
4. 前記導電性反射表面（１１２）が、アルミニウム及び銀の１つである、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のランプ（１００）。
5. 前記事前選択表面部分（１１２ｂ）が、長くかつ狭いセクションである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のランプ（１００）。
6. 前記リード線組立体（１２４、１２６）が、互い非対称である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のランプ（１００）。
7. ランプ（１００）組立体を形成する方法であって、
   光源（１０２）を準備するステップと、
   導電性反射材料の第１の表面部分（１１２ａ）と、前記導電性反射材料を持たずかつ該導電性反射材料と前記光源に電力を供給する少なくとも１つのリード線との間の偶発的アーク放電を抑制するように該光源に対して配置された事前選択表面の第２の部分（１１２ｂ）とを有する反射鏡本体（１０４）を形成するステップと、
   前記光源を前記反射鏡本体内に取付けるステップと、を含む、
   方法。
8. 前記反射鏡本体（１０４）を形成するステップが、前記導電性反射材料を施工するのに先立って該反射鏡本体の第２の部分（１１２ｂ）をマスキングするステップを含む、請求項７記載の方法。
9. 前記光源（１０２）の第１のマウント（１２４）を、第２のマウント（１２６）よりも前記導電性反射材料からの大きい寸法位置に配置するステップをさらに含む、請求項７又は８記載の方法。
10. ランプ（１００）組立体を形成する方法であって、
    導電性反射表面（１１２）を有する反射鏡本体（１０４）内に光源（１０２）を提供するステップと、
    前記反射鏡本体内で互いに非対称であり、それによってその各々が該反射鏡本体の表面に対してほぼ垂直に延びる部分を備えた第１及び第２のマウント（１２４、１２６）によって前記光源を取付けて、ランプ始動のためのそれを通る高電圧パルスを受ける前記第１のマウントが該導電性反射表面からさらに間隔を置いて配置された前記マウント部分を備えるようにするステップと、を含む、
    方法。

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