JP2009506494A

JP2009506494A - 照明ユニット

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Publication number: JP2009506494A
Application number: JP2008527560A
Authority: JP
Inventors: ウィサル，ハイメ; エメフラド，ビクトル
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2009-02-12
Also published as: WO2007023429A3; US20080232112A1; CN101390191A; EP1922741A2; WO2007023429A2

Abstract

本発明は、照明ユニット（１０）に係る。当該照明ユニットは、基部領域（１５０）に対して結合されるネック領域（１４０）に対して結合される、反射体領域（１３０）を有する。かかる領域（１３０，１４０，１５０）は、ランプ（３００）を有する内部領域（１６０）を画定する。反射体領域（１３０）は、ランプ（３００）によって生成される放射線を反射するよう作動され得、ネック領域（１４０）は、少なくとも部分的にランプ（３００）を取り囲むよう配置され、基部領域（１５０）は、ランプ（３００）に対して電気的接続を与えるよう配置される。当該照明ユニット（１０）は、熱伝導素子配置（５００，５１０）を更に有し、作動時に、ネック領域（１４０）からののちの放散に対してランプ（３００）によって生成される熱エネルギを実質的にネック領域に導くようにする。

Description

本発明は、ハロゲンランプを含む照明ユニットに係る。本発明は更に、ハロゲンランプを含むかかる照明ユニットを製造する方法に係る。

ハロゲンランプを含む照明ユニットは、一般的に既知であり、現在は例えばイメージプロジェクタ、家庭用照明、及び車両用照明等におけるような比較的高い照度フラックスが求められる幅広い用途において、用いられる。ハロゲンランプは、石英エンベロープ内において電極によって担持される導電性ワイヤフィラメントを有する。エンベロープは、密封され、その中に、例えば６バールのオーダである比較的高圧でハロゲンガスを有する。電極は、エンベロープ外部の領域からエンベロープ内におけるフィラメントまで電気的接続を与える。

作動時に、電流は、白熱状態まで加熱されるようワイヤフィラメントを通る。ワイヤフィラメントからハロゲンガスを介して石英エンベロープまでの熱伝導により、エンベロープは、使用時に、数百℃である比較的高い温度を得る。かかる熱伝導により、ハロゲンランプの熱設計は、特には電極がエンベロープを介して与えられるランプの下方領域において、重要な問題である。ハロゲンランプは、石英エンベロープの外側表面上に堆積される汚れを防ぐよう使用前に慎重に取り扱われなければならない。かかる汚れは、ランプにおいて望ましくない温度勾配、及び潜在的初期ランプ故障を引き起こす。

使用の便宜上、特には上述の汚れを避けるよう、現在は慣習的に、石英エンベロープのハロゲンランプを対応する照明ユニットの外側部分を形成する第２のエンベロープ内において有する。かかる第２のエンベロープは、有益には、金属コーティングされた光反射表面及び光学レンズを有し、それらは、ハロゲンランプによって生成される光学放射線を光学放射線のビームへと反射するよう作動され得る。例えば、電球／反射体ユニットは、国際ＰＣＴ出願、ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００５１１８（ＷＯ２００４／０４９３９２）（特許文献１）において記載される。電球／反射体ユニットは、両口（ｄｏｕｂｌｅ−ｅｎｄｅｄ）ハロゲンランプを有し、該ランプの石英エンベロープは、ハロゲンランプのフィラメントによって生成される赤外線エネルギをフィラメントに戻るよう反射する赤外線フィルムを有してコーティングされ、それによってランプをよりエネルギ効率のよいものとする。該ユニットは、ランプの第１の端部が反射体本体の反射部分内において少なくとも部分的に位置付けられるよう反射体本体において配置される、前述の両口ハロゲンランプを有する。ハロゲンランプは、ハロゲンランプの長手方向の軸が反射体の光軸と実質的に位置合わせされるよう、反射体において配置される。反射体は、第１の端部においてレンズを有し、ハロゲンバルブにおいて生成される光放射線を光学放射線のビームへと屈折させる。更には、反射体は、レンズに近接する前述の反射部分、反射部分に近接し且つレンズから離れているネック領域、及び、外部電気接点を有する基部領域を有する。基部領域上で終端する反射体のネック領域において、セラミック挿入部は、ランプの第１の端部とネックの内壁との間における領域を占める。更には、ネック領域において、ランプがネック領域を有して正確に横方向に確実に位置付けられるよう、ランプとセラミック挿入部との間において空間的に取付けリングが与えられる。セラミック挿入部は、実質的に、４つの別個のセクターを有する円筒形状を有する。セラミック挿入部の中心軸を介する断側面ホール（Ａｃｒｏｓｓ−ｐｒｏｆｉｌｅｈｏｌｅ）は、反射体の基部領域の外部電気接点からハロゲンランプまでの接続に対して比較的剛性な電気接続ワイヤを収容するよう与えられる。セラミック挿入部は、ステアタイト、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、又は、同様の熱伝導性であるが実質的には電気絶縁性の材料を有して作られる。ステアタイトは、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）と、酸化マンガン（ＭｎＯ）と、酸化バリウム（ＢａＯ）との混合物を有する、Ｌ３型ステアタイトである。反射体が作動している際、セラミック挿入部は、ランプの第１の端部から実質的には基部領域まで熱を放散させる支援をし、それによって、反射体内に有される際に望ましい作動温度までランプを低減させることによってランプの作動寿命を延ばす。即ち、かかるより低い温度は、スプリットピンチ（ａｓｐｌｉｔｐｉｎｃｈ）の危険性を低減する。かかる機能を最も効率的に実行するよう、セラミック挿入部は、有益には、基部領域の前に反射体の下部における領域（ａｒｅｇｉｏｎａｔａｂａｓｅｏｆｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔｏｒ，ｐｒｉｏｒｔｏｔｈｅｂａｓｅｐｏｒｔｉｏｎ）を占めるよう配置される。

ハロゲンランプを冷却する更なるアプローチは、米国特許出願番号ＵＳ２００５／２０１４６２５７（特許文献２）において記載される。該文献においてセラミックヒートシンクモノリスは、ハロゲンランプのピンチ領域において有される。モノリスは、ブロック、及び、ブロックから外方向に突出する間隔をあけられたポストのアレイを有する。該ブロックは、ピンチ領域に合致するよう形成される窪んだ内側表面を有するキャビティを有する。更には、該キャビティは、ハロゲンランプに対する電気的接続が通過し得る開口を有する。

前述された照明ユニットが直面する技術的問題は、ハロゲンランプを有するユニットが製造に更に費用を要し且つ複雑になること、及び、ハロゲンランプからの熱除去が最善には行われないこと、である。
ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００５１１８（ＷＯ２００４／０４９３９２）ＵＳ２００５／２０１４６２５７

本発明は、製造に潜在的によりコストを要さず且つ向上された作動特性を有する、向上された照明ユニットを与える、ことを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、基部領域に対して結合されるネック領域に対して結合される反射体領域を有する、照明ユニットが与えられる。これらの領域は、ランプを有する内部領域を画定する。反射体領域は、ランプによって生成される放射線を反射するよう作動され得、ネック領域は、少なくとも部分的にランプを取り囲むよう配置され、基部領域は、ランプに対して電気的接続を与えるよう配置される。当該照明ユニットは、熱伝導素子配置（ａｈｅａｔ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｅｌｅｍｅｎｔｓ）を更に有し、作動時に、ネック領域からののちの放散に対してランプによって生成される熱エネルギを実質的にネック領域に導くようにする。

本発明は、熱伝導素子配置を有することは、照明ユニット内における熱放散管理を向上させることができる、という利点を有する。

任意に、照明ユニットにおいて、ネック領域は、作動時にそこからの対流冷却支援するよう複数の溝をその外側表面上に与えられる。

任意に、照明ユニットにおいて、熱伝導素子配置は、セラミック挿入部、及び位置決めリングを有する。かかる構成要素の組合せは、照明ユニットの製造を潜在的により容易にすること、及び照明ユニット内において向上された温度管理を与えることを支援する。

より任意に、ネック領域は、テイパされた内側表面を与えられ、セラミック挿入部は、テイパされた外側表面を与えられる。テイパされた内側表面及びテイパされた外側表面は、ネック領域内においてセラミック挿入部の位置を画定するために協働するよう配置される一方、ネック領域にわたる熱伝導を与える。テイパされた表面の使用は、製造の単純化を可能にすると同時に、セラミック挿入部からネック領域までの効率的且つ予測可能な熱伝導の特徴を与える。

より任意に、照明ユニットにおいて、セラミック挿入部は、ランプのピンチ領域と協働するよう形成されるホールを有し、ピンチ領域からネック領域までの熱伝導を与えるようにする。かかる熱伝導のパスは、実際には、電極リード線と、電極ワイヤと、石英材料との間における熱膨張係数の不整合等により、温度破壊（ｔｈｅｒｍａｌｆｒａｃｔｕｒｅ）を最も起こしがちであるランプの一部から効率的に熱の除去を受けやすい。

より任意に、照明ユニットにおいて、位置決めリングは、作動時にネック領域内においてランプを位置付けるよう形成され、実質的には、セラミック挿入部上及びネック領域の内側表面上へと終端する。かかる位置決めリングの配置は、ランプがネック領域においてしっかりと担持される、という利点を有する。

より任意に、照明ユニットにおいて、セラミック挿入部は、ランプのピンチ領域を受けるようホールを有し、ピンチ領域が該ホールを介してランプに対して全ての電気的接続を与えるようにする。かかる配置は、ランプの前方における遮光性（ｏｐａｑｕｅ）構成要素の数を低減し、照明ユニットからの光出力を向上させる、という利点を有する。

より任意に、照明ユニットにおいて、セラミック挿入部は、電気絶縁セラミックを有して作られる。該電気絶縁セラミックは、Ｌ３型ステアタイトセラミック材料に実質的に類似する組成及び物理的特性を有する。更には、セラミック挿入部は、実質的に円筒形状を有する。該円筒形状は、挿入部（５００）の中心軸に対して実質的に３．５°である角度に内在する外側壁（７００）、実質的に１７．５ｍｍである最大横径、実質的に１３．５ｍｍである軸方向長さ（６９０）、及び、実質的に６．６ｍｍである内径（７３０）を有する。

より任意に、照明ユニットにおいて、位置決めリングは、１つ又はそれより多い種類のステンレススチールを有して作られる。更に任意に、該位置決めリングは、実質的に１７．３３ｍｍである直径、及び実質的に０．２５ｍｍである厚さを有する。更に任意に、該位置決めリングは、実質的に中央に位置付けられる矩形のホールを有し、該矩形のホールは、実質的に１２．０ｍｍ掛ける３．７ｍｍの辺寸法を有する。

より任意に、照明ユニットにおいて、反射体領域は、レンズを与えられ、照明ユニットからの放射に対して放射線のビームを生成するよう、ランプによって作動時に放射される放射線を回折させる。

より任意に、照明ユニットにおいて、レンズは、複数の小型レンズ（ｌｅｎｓｌｅｔｓ）を有し、作動時に、当該照明ユニットから放射される実質的に散乱性の放射線のビームを与えるようにする。

任意に、照明ユニットにおいて、内側領域は、密封される、かかる密封は、湿気及びおいる等である汚れの進入を低減する、という利点を有する。該汚れは、ランプの作動を潜在的に妨げ、例えばその初期故障を引き超す。

任意に、照明ユニットにおいて、ランプはハロゲンランプである。かかるハロゲンランプは、他の種類の白熱ランプと比較して長い作動寿命を与えることができる一方、比較的高い光学放射線出力を与える、という利点を有する。

本発明の第２の態様によれば、セラミック挿入部が与えられ、該セラミック挿入部は、本発明の第１の態様に従った照明ユニットを製造する際に使用される。

本発明の第３の態様によれば、位置決めリングが与えられ、該リングは、本発明の第１の態様に従った照明ユニットを製造する際に使用される。

本発明の第４の態様によれば、本発明の第１の態様に従った照明ユニットを製造する方法が与えられる。該照明ユニットは、基部領域に対して結合されるネック領域に対して結合される反射体領域を有する。これらの領域は、ランプを有する内部領域を画定し、反射体領域はランプによって生成される放射線を反射するよう作動され得、ネック領域は少なくとも部分的にランプを取り囲むよう配置され、基部領域はランプに対して電気的接続を与えるよう配置される。当該方法は：
照明ユニットへと熱伝導素子配置を組み立て、作動時に、ネック領域からののちの放散に対してランプによって生成される熱エネルギを実質的にネック領域に導くようにする段階、
を有する。

任意に、当該方法は更に：
セラミック挿入部を熱伝導素子配置において有し、ランプからネック領域までの熱伝導を与えるようにする段階、
を有する。

本発明の特徴は、添付の請求項によって定義される本発明の範囲から逸脱することなくいかなる組合せにもされ得る、ことは理解される。

単なる例証として、本発明の実施例はこれより、添付の図面を参照して説明される。

図１を参照すると、本発明の一実施例、即ち参照符号１０で示される照明ユニットが図示される。照明ユニット１０は、参照符号２０で示される反射体、参照符号３０で示されるネック部、及び参照符号４０で示される基部を有する。作動時には、反射体部２０は、光放射線が生成され、反射され、また光学放射線のビームを生成するよう屈折される、領域である。更に、作動時に、ネック部３０は、機械的支持を与え、冷却機能も実行する。更には、基部４０は、照明ユニット１０に対して電力源を結合するようエジソンスクリュー型接続を与える役割を果たす。

次に図２を参照してこれより、照明ユニット１０は、その構成要素に関して更に説明される。照明ユニット１０は、ドーム型である実質的に光透過性レンズ１００を有し、作動時に、ユニット１０からの光学放射線のビームを生成するよう光学放射線を屈折させる。任意に、レンズ１００は、例えば小型レンズのアレイである、テクスチャード加工された外側表面を備えられ、それを介して伝達される光学放射線に対して更なる拡散品質（ｄｉｆｆｕｓｅｑｕａｌｉｔｙ）を与えるようにする。ドーム型レンズ１００は、インターフェイス１１０において、参照符号１２０で全体的に示される反射体に対して取り付けられる。任意に、反射体１２０は、この時点においてエポキシ系接着剤の含有によってインターフェイス１１０においてレンズ１００に対して確実に取り付けられる。

反射体１２０は、３つの別個の領域、即ち反射体領域１３０、ネック領域１４０、及び基部領域１５０を有する。レンズ１００と協働する反射体１２０は、参照符号１６０で示される密封内部領域を与える。基部領域１５０において、反射体１２０は、エポキシ系接着剤又ははんだ付けされたインターフェイス等を用いて、基部２００に対して取り付けられる。基部２００は、金属のエジソン型ねじ山２１０を有し、また、その下部領域において絶縁体２２０を有する。はんだ電極２３０は、図示される通り、絶縁体２２０の最端部において与えられる。

参照符号３００で示されるハロゲンランプは、反射体１２０及び密封内側領域１６０内において有される。ハロゲンランプ３００は、ハロゲンガス３５０を約６バール等の高圧で有する石英エンベロープ３１０を有する。更に、ハロゲンランプ３００は、電極ワイヤ３３０，３４０上で支持されるタングステンフィラメント３２０を有する。フィラメント３２０は、図示される通り軸において巻かれて取り付けられるが、折り畳まれた「Ｕ」型フィラメント構造等である他のフィラメント３２０の位置付けも可能である。ハロゲンランプ３００は、僅かに細長い形状を有し、また、先の尖った突出部３６０において終結する第１の細長い端部、及びピンチ領域３７０において終結する第２の細長い端部を有する。前述された電極ワイヤ３３０，３４０は、それらが電極リード線４００，４１０に対して夫々電気的に結合するピンチ領域３７０を介して与えられる。電極リード線４００，４１０は、ピンチ領域３７０の少なくとも一部において有され、図示される通りハロゲンランプ３００に対して外方から延在する。電極リード線４００，４１０は、図示される通り、反射体１２０の基部領域１５０において与えられるホールを用いて基部２００へと突出し、可撓性ワイヤ４３０，４２０に対して夫々電気的に結合される。更に、可撓性ワイヤ４２０，４３０は、任意に、ニッケル又はニッケル合金を有して作られる。更に可撓性ワイヤ４３０は、有益には、故障状態下で照明ユニット１０及びその周囲を損傷させるリスクを低減するよう、ヒューズワイヤとして実施され得る。絶縁体２２０は、ねじ山２１０とはんだ電極２３０との間における電気的遮蔽を与えるよう作動され得、ねじ山２１０とはんだ電極２３０との間における電気伝導がフィラメント３２０を介して作動時に発生するようにする。

反射体１２０のネック領域１４０において、参照符号５００で示されるセラミック挿入部が与えられる。セラミック挿入部４００は、例えば実質的にＬ３型ステアタイトセラミック材料である、標準的な電気セラミック（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｅｒａｍｉｃ）を有して作られる。かかるステアタイトセラミック材料は、例えば最初に、材料にオフホワイトの外見を与える多成分系結晶相として実施される、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、及び酸化アルミニウムの混合物を有する。更に、かかるステアタイトセラミック材料は、実質的に２乃至３Ｗ／ｍＫの範囲における熱伝導率、及び、実質的に４乃至７ｐｐｍ／Ｋの範囲における熱膨張係数を示す。任意に、挿入部５００は、略円筒形状又はリング形状を有する。ネック領域１４０の内側表面が基部領域１５０に対して反射体領域１３０からテイパされる場合、挿入部５００は、任意に、ネック領域１４０のテイパされた内側表面と協働するようテイパされた外側表面を有する。かかるテイパリングは、照明ユニット１０の製造中に、セラミック挿入部５００がネック領域１４０へと押され得る範囲を画定する、という利点を有する。セラミック挿入部５００は、ハロゲンランプ３００のピンチ領域３７０上へと終端するよう、あるいはピンチ領域３７０に近接するよう形成される、内側表面を有する。更に、セラミック挿入部５００は、図示される通り、反射体１２０の基部領域１５０上へと実質的に侵入しないよう、形成される。更には、金属又は合金を有して作られる位置決めリング５１０は、セラミック挿入部５００の上方においてそこに終端するよう、与えられる。任意に、位置決めリング５１０は、１つ又はそれより多い種類のステンレススチールを有して作られる。位置決めリング４１０は、ネック領域１４０の内側表面上へと終端し、且つネック領域１４０内においてランプ３００を中心に位置付けるようピンチ領域３７０及びエンベロープ３１０と協働するよう、形成される。ピンチ領域３７０と協働するエンベロープ３１０は、ネック領域１４０内において位置決めリング５１０を適所に維持する役割を果たす。

作動時には、電流は、フィラメント３２０を通過し、実質的に白熱で光るようにさせる。石英エンベロープ３１０内において有されるハロゲンガスはまた、加熱され、フィラメント３１０において放散される熱エネルギは、エンベロープ３１０を介して領域１６０まで伝導される。更に、エンベロープ３１０に達する熱エネルギはまた、電極ワイヤ３３０，３４０を介して特に加熱されるピンチ領域３７０まで運ばれる。しかしながら、セラミック挿入部５００は、ピンチ領域３７０からネック領域１４０までの熱伝導に効果的であり、後述される通り、反射体領域１４０から基部領域１５０までの方向において向けられる複数の溝を有する溝付き外部設備（ｓｅｒｖｉｃｅ）を備えられる。複数の溝を有することは、空気対流冷却を向上させるようネック領域に対して向上された外側表面を与える際に特に効果的である。更に、溝を有することは、ネック領域１４０を機械的に堅固にする一方、大きくさせない、という更なる利点を有する。更には、位置決めリング５１０は、ランプ２１０が製造中にネック領域１４０内において正確に位置付けられることを確実にするだけではなく、ランプ３００が作動時に高温まで加熱される際にセラミック挿入部５００に対してランプ３００が正確に位置付けられることを確実にもする。位置決めリング５１０はまた、ランプ３００に向かって熱エネルギを反射し戻すこと、あるいはセラミック挿入部５００と同様にネック領域１４０まで放射線熱エネルギを伝導することのいずれかによって、セラミック挿入部５００によって受けられるランプ３００空の放射線熱エネルギを低減させる役割を果たす。図２中に示される照明ユニット１０の作動における更なる利点は、ネック領域からの対流放散に対してネック領域１４０に対する熱をシャントすることは、作動時に基部４０を比較的より冷却して維持することを支援する、ことである。しばしば尿素樹脂等である熱硬化性樹脂を有して作られるエジソンスクリュソケットは、作動時に過度に熱くなる現在の照明ユニットの基部によって損傷される。本発明は、かかる現在の照明ユニットが直面するかかる問題に対処することができる。

図３において、位置決めリング５１０を有するランプ３００は、特定の寸法を有して任意に作られる。フィラメント３２０の中心と、位置決めリング４１０の中心平面を介する横方向平面との間における軸方向間隔Ｌ１は、任意に１０ｍｍ乃至２０ｍｍの範囲にあり、より任意に１２ｍｍ乃至１６ｍｍの範囲にあり、最も任意に実質的に１４乃至２３ｍｍである。更に、位置決めリング５１０の中心平面を介する横方向平面と、電極リード線４００，４１０の最端部との間における軸方向間隔Ｌ２は、任意に２０ｍｍ乃至３５ｍｍの範囲にあり、より任意に２５ｍｍ乃至３０ｍｍの範囲にあり、最も任意に実質的に２８乃至３３ｍｍである。かかる寸法は、照明ユニット１０に望ましい作動特徴を与える。

次に図４を参照すると、照明ユニット１０の外観が示される。ネック領域１４０において、上述された溝が示される。各溝は、溝壁６１０の横方向側部上において取り囲まれるキャビティ６００を有する。各キャビティ６００は、任意に、実質的に潤滑に湾曲する横方向断面を有し、反復される熱サイクリングにさらされる際に潜在的にクラック生成及びネック領域１４のクラッキングを発生させ得る急激に応力が上昇するエッジ部（ａｂｒｕｐｔｓｔｒｅｓｓ−ｒａｉｓｉｎｇｅｄｇｅｓ）を避けるようにされる。溝は、任意に、反射体領域１３０から基部４０まで実質的に軸方向に延在する。更に、任意に、ネック領域１３０の外側表面上において、６つ乃至１２の範囲において溝があり、より任意に実質的に８つ又は９つの溝がある。任意に、該溝は、基部４０に接近する溝の下方端部に対して反射体領域１３０に接近する溝の上方端部において僅かに幅が広く、作動時に得られ得る対流冷却特徴を向上する。任意に、反射領域１３０は、その外側表面上において１つ又はそれより多くの湾入特性を与えられる。該湾入は、照明設備へと取り付けられる際、あるいは照明設備から取り外される際に、照明ユニット１０をグリップする支援をする。

挿入部５００及びリング５１０はこれより、図５，６及び７を参照して更に明らかにされる。組み合わされたセラミック挿入部５００及び位置決めリング５１０は、基部領域１５０よりネック領域１４０に対して効果的な冷却を与えることによって、照明ユニット１０に有益な温度管理を与える。図５及び６中、セラミック挿入部５００は、任意に、１０ｍｍ乃至３０ｍｍの範囲において、より任意に実質的には１０ｍｍ乃至２０ｍｍ、最も任意に実質的には１２乃至１５ｍｍの範囲において、軸長さ６９０を有する。セラミック挿入部５００は、０．５°乃至１０°の範囲、より任意に１°乃至８°の範囲、また最も任意に実質的に２°乃至５°の範囲における、外側のテイパされた表面７００に対してテイパリング外角θを有する。更に、表面７００は、７ｍｍ乃至１３ｍｍの範囲、より任意に８ｍｍ乃至１１ｍｍの範囲、また最も任意に実質的には８ｍｍ乃至１２ｍｍの範囲における、平均半径７１０を有する。更に、挿入部５００の参照符号７２０で示される内側表面は、６ｍｍ乃至１８ｍｍの範囲、より任意に６ｍｍ乃至１３ｍｍの範囲、また最も任意に実質的には６ｍｍ乃至８ｍの範囲における、公称半径７３０を有する。前述された通り、半径７３０は、挿入部５００が作動時にランプ３００のピンチ領域３７０との優れた熱的接触を有し得るよう選択される。この点において、挿入部５００は、任意に、図６中に示されるスロテッドホール８００を有し、ランプ３００のピンチ領域３７０をより効率的に取り囲む。該ホールは、ピンチ領域３７０の幅に対応するスロット幅８１０を有する。更には、ネック領域１４０及び挿入部５００の寸法は、一般的に、挿入部が挿入部の平均半径７１０の少なくとも半分を有する基部領域１５０の穴からの距離において位置付けられるよう、選択される。該距離の変化は、挿入部の冷却効果に影響を与える。

任意に、セラミック挿入部５００は、実質的には３．５°である表面角度θを有して表面７００に対して円錐形を有する円筒形状を有する。挿入部５００はまた、任意に、実質的には１７．５ｍｍである上方表面８２０における直径、及び、実質的には１３．５ｍｍの軸方向長さ６９０を有する。より任意に、セラミック挿入部５００は、実質的には６．６ｍｍである半径７３０を有する円筒形中心ホールを与えられる。

更に、図７中に示される位置決めリング５１０は、ホール９１０が形成される金属製の実質的には平らなシートを有する。ホール９１０は、任意に、図示される通りピンチ領域３７０と協働するようスロット形状を有するが、多の形状のホール９１０も実現可能である。位置決めリング５１０は、金属シート穿孔工程又は化学エッチングが後に続くフォトリソグラフィ工程のいずれかによって作られる。位置決めリング５１０は、０．１ｍｍ乃至２ｍｍの範囲、より任意に０．１ｍｍ乃至１ｍｍの範囲、最も任意に０．１５ｍｍ乃至０．３５ｍｍの範囲における、厚さ９２０を有する。任意に、位置決めリング５１０は、熱反射特徴を向上させるよう、研磨、めっきである表面加工をされ得る。更に、位置決めリング５１０は、作動時に数百℃の高温まで加熱される際、所望される物理的形状及び寸法を確実に保持するよう、製造中に硬化の工程を受け得る。

任意に、リング５１０は、実質的には１７．３０ｍｍである直径、及び０．２５ｍｍである厚さ９２０を有する。更には、ホール９１０は、任意に、リング５１０の中心において位置付けられる矩形の形状を有し、実質的には１２．０ｍｍ掛ける３．７ｍｍである辺寸法を有する。

リング５１０は、照明ユニット１０へと組み立てられる際に、セラミック挿入部５００の上方表面８２０上へと終端するよう設計される。

製造中に照明ユニット１０を組み立てる工程は、簡潔に説明される。反射体１２０は、嵌め合わされるレンズ１００を有さない支持部へと取り付けられる。セラミック挿入部５００は、続いて、ネック領域１４０へともたらされ、テイパされた表面７００がネック領域１４０の内側表面上へと終端するよう、ネック領域１４０内における位置へと摺動され得る。その後、位置決めリング５１０は、挿入部５００の上方表面８２０上に置かれてネック領域１４０のテイパされた内側表面上へと横方向に終端するよう、ネック領域１４０内における位置へと下げられる。次にランプ３００は、挿入部５００及び位置決めリングのホール８００，９１０へと夫々もたらされ、電極リード線４００，４１０が反射体１２０の基部領域１５０における対応するホールを通過するようにする。任意に、電極リード線４００，４１０は、エポキシ系接着剤を使用して基部領域１５０に対して密封され得、前述されたインターフェイス１１０も密封を与えられる際に、領域１６０が潜在的に密封されるようにする。その後、可撓性ワイヤ４２０，４３０は、電極リード線４００，４１０に対して取り付けられる。次に、基部２００は、反射体１２０に対して取り付けられ、基部２００に対する可撓性ワイヤ４２０，４３０の接続が完了する。最後に、レンズ１００は、例えばエポキシ系接着剤又は他の密封方法を使用して、適切に密封されるインターフェイス１１０及び反射体１２０に対して加えられる。他の方法は、周縁密封クランプ又はリングを有する。

工程の段階は、前述されたものとは異なるシーケンスで行われ得る、ことは理解される。例えば、ランプ３００、位置決めリング５１０、及び挿入部５００は、便利なサブユニットとして、該サブユニットが反射体１２０へと組み立てられる前に、合わせて組み立てられ得る。

照明ユニット１０は、ロボット的機器又は他の適合製造機械を使用して自動的に組み立てられ得る。あるいは、照明ユニット１０は、少なくとも部分的に手動で組み立てられ得、これは時間あたりの人件費が比較的低い国々においては魅力的である。

本発明に従って照明ユニット１０において実施される向上された温度管理は、照明ユニット１０の作動寿命と作動信頼性を向上させることができる。更に、かかる向上された温度管理を達成するよう使用される構成要素はまた、製造中の組立てをより容易にすることができ、潜在的に製造コストを低減させる。故に、本発明は相当な技術的利益を与える、と理解される。

記載されてきた本発明の実施例はハロゲンランプに関連付けられて説明されているが、本発明はまた、反射体内において収容される多の種類の白熱ランプに対しても適用可能である、ことは理解される。

前述された本発明の実施例に対する修正は、添付の請求項によって定義付けられる本発明の範囲から逸脱することなく可能である。

「有する」という表現は、本発明が包括的に解釈されるよう意図されるものである。即ち、明記されていないアイテム、構成要素、又は要素も存在し得る。また、単数形で表わされる記載は複数の存在を除外するものではなく、その逆も当てはまる。

添付の請求項中に括弧内において有される番号は、請求項の理解を支援することを意図するものであり、かかる請求項による主題を制限するものとしていかようにも解釈されるべきではない。

本発明に従った照明ユニットの概略的断面図である。図１中の照明ユニットの他の概略的断面図である。図１中の照明ユニットにおいて有される位置決めリングを有するハロゲンランプの概略図である。図１中の照明ユニットの外観図である。図１中の照明ユニットのセラミック挿入部の概略図である。向上されたランプからの熱伝導に対するスロットホールを有するよう適合された、図５中のセラミック挿入部の概略図である。図３中に示される位置決めリングの他の概略図である。

Claims

照明ユニットであって、
基部領域に対して結合されるネック領域に対して結合される、反射体領域を有し、
該反射体領域と前記ネック領域と前記基部領域とは、ランプを有する内部領域を画定し、
前記反射体領域は、前記ランプによって生成される放射線を反射するよう作動され得、前記ネック領域は、少なくとも部分的に前記ランプを取り囲むよう配置され、前記基部領域は、前記ランプに対して電気的接続を与えるよう配置され、
当該照明ユニットは、熱伝導素子配置を更に有し、作動時に、前記ネック領域からののちの放散に対して前記ランプによって生成される熱エネルギを実質的に前記ネック領域に導くようにする、
照明ユニット。
前記ネック領域は、作動時に前記ネック領域からの対流冷却を支援するようその外側表面上に複数の溝を与えられる、
請求項１記載の照明ユニット。
前記熱伝導素子配置は、セラミック挿入部と、位置決めリングとを有する、
請求項１記載の照明ユニット。
前記ネック領域は、テイパされた内側表面を与えられ、前記セラミック挿入部は、テイパされた外側表面を与えられ、
前記テイパされた内側表面及び前記テイパされた外側表面は、前記ネック領域内において前記セラミック挿入部の位置を画定するために協働するよう配置される一方、それにわたる熱伝導を与える、
請求項３記載の照明ユニット。
前記セラミック挿入部は、前記ランプのピンチ領域と協働するよう形成されるホールを有し、前記ピンチ領域から前記ネック領域までの熱伝導を与えるようにする、
請求項３記載の照明ユニット。
前記位置決めリングは、作動時に前記ネック領域内において前記ランプを位置付けるよう形成され、実質的には、前記セラミック挿入部上及び前記ネック領域の前記内側表面上へと終端する、
請求項３記載の照明ユニット。
前記セラミック挿入部は、前記ランプのピンチ領域を受けるようホールを有し、前記ピンチ領域が該ホールを介して前記ランプに対して全ての前記電気的接続を与えるようにする、
請求項３記載の照明ユニット。
前記セラミック挿入部は、電気絶縁セラミックを有して作られ、該電気絶縁セラミックは、Ｌ３型ステアタイトセラミック材料に実質的に類似する組成及び物理的特性を有する、
請求項３記載の照明ユニット。
前記位置決めリングは、１つ又はそれより多い種類のステンレススチールを有して作られる、
請求項３記載の照明ユニット。
前記セラミック挿入部は、実質的に円筒形状を有し、該円筒形状は、前記挿入部の中心軸に対して実質的に３．５°である角度に内在する外側壁と、実質的に１７．５ｍｍである最大横径と、実質的に１３．５ｍｍである軸方向長さと、実質的に６．６ｍｍである内径とを有する、
請求項３記載の照明ユニット。
前記位置決めリングは、実質的に１７．３３ｍｍである直径と、実質的に０．２５ｍｍである厚さとを有する、
請求項３記載の照明ユニット。
前記位置決めリングは、実質的に中央に位置付けられる矩形のホールを有し、該矩形のホールは、実質的に１２．０ｍｍ掛ける３．７ｍｍの辺寸法を有する、
請求項１１記載の照明ユニット。
前記反射体領域は、レンズを与えられ、当該照明ユニットからの放射に対して放射線のビームを生成するよう、前記ランプによって作動時に放射される放射線を回折させる、
請求項１記載の照明ユニット。
前記レンズは、複数の小型レンズを有し、作動時に、当該照明ユニットから放射される実質的に散乱性の放射線のビームを与えるようにする、
請求項１３記載の照明ユニット。
前記内側領域は、密封される、
請求項１記載の照明ユニット。
前記ランプは、ハロゲンランプである、
請求項１記載の照明ユニット。
セラミック挿入部であって、
請求項１記載の照明ユニットの製造において使用される、
セラミック挿入部。
位置決めリングであって、
請求項１記載の照明ユニットの製造において使用される、
位置決めリング。
請求項１記載の照明ユニットを製造する方法であって、
前記照明ユニットは、基部領域に対して結合されるネック領域に対して結合される反射体領域を有し、該反射体領域と前記ネック領域と前記基部領域とは、ランプを有する内部領域を画定し、
前記反射体領域は、前記ランプによって生成される放射線を反射するよう作動され得、前記ネック領域は、少なくとも部分的に前記ランプを取り囲むよう配置され、前記基部領域は、前記ランプに対して電気的接続を与えるよう配置され、
前記照明ユニットへと熱伝導素子配置を組み立て、作動時に、前記ネック領域からののちの放散に対して前記ランプによって生成される熱エネルギを実質的に前記ネック領域に導くようにする段階、を有する、
方法。
前記セラミック挿入部を前記熱伝導素子配置において有し、前記ランプから前記ネック領域までの熱伝導を与えるようにする段階、を更に有する、
請求項１９記載の方法。