JP4539583B2

JP4539583B2 - ランプ装置

Info

Publication number: JP4539583B2
Application number: JP2006047693A
Authority: JP
Inventors: 匡智古田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-02-24
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2026-02-24
Also published as: JP2007227196A

Description

本発明は、発光源となる電極を管球体に封入したランプ本体を用いて照明を行うランプ装置に関し、殊に、ランプ本体をハウジングに収納し、ハウジングの内面に形成した反射鏡による反射光を利用して効率的な照明を行うランプ装置に関する。本発明のランプ装置は、画像投影用プロジェクター等の光源として、或いは、砂塵が舞う砂漠上や塩分が含まれる海上等の劣悪な環境を通過する航空機・船舶等のような劣悪な空気環境での照明に適用される。

一般に、対向電極間に放電を発生したり（放電灯）、フィラメント電極を加熱したり（白熱灯）することにより、管球体内の発光領域で照明光を発生するようにしたランプ装置が広く用いられている。
このようなランプ装置は、ガラス製の管球体内部に、光を発生する電極が封入されており、電力供給用の外部配線と電極とを電気的に接続するための外部端子が、管球体の端部に設けられている。

一般的なランプ装置は、発光源となる電極を封入した管球体を、管球体の放熱を促進するため、外界に対して開放された状態でハウジングに収納して構成されている。しかし開放型ハウジングのランプ装置では、放熱性に優れている反面、ランプ装置の周囲が塵埃や腐食性物質（例えば塩分）を含む雰囲気の環境である場合に、ハウジング内部が汚染、腐食されることとなり、光量が減衰したり、製品寿命が短縮されたりしてしまう問題がある。

これに対し、例えば周囲に可燃物が存在するような危険箇所等で用いる照明では、ランプ装置が発火源となるおそれを完全になくすために、ランプ本体を完全に密閉構造化した防爆構造のランプ装置が用いられている。密閉構造化したランプ装置は、防爆機能とともに、何らかの理由で管球体が破裂したときにガラス片の飛散をハウジングで防ぐことができるので人体保護機能も備えていることになる。一方、密閉型のランプ装置は、構造上、ランプ本体の放熱が困難である。

そのため、密閉型ランプ装置において、ランプ本体の冷却効果を高めた構造のものが開示されている。例えば、特許文献１に示すように、ランプ本体の一端封止管部がリフレクタ（ハウジング）に支持され、ランプ本体の他端封止管部がセラミックス系の接着部材を介して防爆ガラスに接続されるようにして、ランプ本体の両端に接する伝熱ルートを形成することにより封止端部を冷却するようにしたものが開示されている。
特開２００４−７９２２５号公報

上記特許文献１に記載のような密閉型ハウジングのランプ装置では、ハウジング内部の汚染、腐食の発生をなくすることができると共に、防爆機能、人体保護機能を実現することができ、かつ、冷却効果を高めたランプユニットとすることができるが、次のような問題点がある。一般に、この種のランプ装置のハウジングは、管球体からの発熱を効率よく冷却するために、さらに、内面を鏡面加工して管球体からの光を集光させるために、アルミニウム合金で作られている。一方、管球体は石英ガラス等のガラス材やセラミック材で作られており、両者の間に大きな熱膨張率の差がある。しかも点灯時には、管球体の温度（発光領域では摂氏１０００度を超える場合がある）とハウジングの温度（約２５０度である）との間に大きな温度差が発生する。従って、特に手段を講じることなく、管球体の両端をハウジングに固定すると、点灯時の高温状態において熱膨張率差による歪みの応力が発生し、管球体が破壊する等の問題が生じる。

そこで本発明は、ランプ装置の点灯時に、上記したような熱膨張率の差によって生じる歪みを吸収して応力の発生を防ぎ、管球体が破損することを防止することのできる機能を備えたランプ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のランプ装置は、照明光を発生する左右一対の電極を左右に棒状領域が形成された管球体に封入した状態で支持するとともに、各電極と導通する外部端子が左右の棒状領域の端面から突出するように形成されたランプ本体と、ランプ本体を気密に収納保持するためのハウジングとを備え、前記ハウジングの外側に、ランプ本体の外部端子と電気的接続を行う電源接続用端子が形成されたランプ装置であって、前記ハウジングには、照明光を出射する窓孔と、発光領域からの照明光を反射して窓孔に導く反射面と、窓孔から離れた位置でランプ本体の左右の棒状領域を支持するための左右一対の支持開口部とが形成され、一方の支持開口部では、ランプ本体の一方の棒状領域が気密固定材によって直接当該支持開口部に固定されるとともに、当該棒状領域の端面から突出する外部端子がハウジング外部に露出されて電源接続用端子とされ、他方の支持開口部では、ランプ本体の他方の棒状領域の端面から突出する外部端子が摺動可能な状態で導体性ソケットに接続されるとともに、当該導体性ソケットが絶縁材を介在させた状態で気密固定材によって当該支持開口部に固定され、導体性ソケットの外端部がハウジング外部に露出されて電源接続用端子とされている構造としたものである。

ここで、ランプ本体の電極は、電力供給により、光を発生することができるものであればよく、対向電極であってもよいし、フィラメント電極でもよい。管球体の材料は、ガラスのように、透明度が高く、硬度が高く、耐腐食性に優れた材料が好ましく、特に石英ガラス等が好適である。
ハウジングの材料は、熱伝導性に優れ、かつ、内面に反射効率のよい鏡面を加工することが可能な金属、例えばアルミニウム合金が好ましい。
また、導体性ソケットとは、ランプ本体の外部端子を外部端子軸方向に摺動可能な状態で電気的に接続する機能を備えたものをいう。

この発明によれば、ハウジングの片側の支持開口部に取り付けられた導体性ソケットにより外部端子軸方向に摺動可能な状態で保持されているので、点灯時に熱膨張率差によってハウジングと管球体に歪によるズレが発生しても、外部端子とソケットとの間でズレが吸収されて応力の発生を未然に防止することができ、これにより管球体が破壊されることを防止することができる。その結果、ランプ本体を長期にわたって使用することができるので、寿命を延ばすことができるといった優れた効果がある。
殊に、ハウジングが密閉構造のものにあっては、上記の効果を顕著に発揮することができる。

また、ハウジングの内部が完全に密封されるものでありながら、発光領域からの照明光を反射面で反射させて窓孔から出射させることができるとともに、ランプ本体の外部端子と接続した導体性のソケットの端部がハウジング外部に露出しているので、このソケット露出部を電源への接続端子として使用でき、これによりハウジングに穴を開けて管球体に電力供給線を接続するなどの複雑な構造をなくすことができて完全な密閉構造のハウジングを得ることができる。

また、ランプ本体の一端が気密固定材によりハウジングの一方の支持開口部に固定され、他端がソケットを介して他方の支持開口部に保持されることにより、ランプ本体を安定よくハウジングに保持されるものでありながら、ハウジングと管球体の熱膨張率差によって生じるズレ等はソケット部分で吸収させることができ、これにより管球体の破壊を効果的に阻止することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。尚、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。

図１は本発明の一実施形態であるランプ装置の断面図である。また、図２は図１のランプ装置の斜視図であり、図３はその要部拡大断面図である。
このランプ装置は、窓孔１１を備えたボディ１２で構成されるハウジング１０と、窓孔１１を気密に封止する透明な板ガラス１３と、左右に棒状領域を有する管球体２１および電極２２からなるランプ本体２０とにより構成される。

ハウジング１０は、それぞれアルミ合金で気密な箱型ブロック形状をなすように作られその内部には、ランプ本体２０を収納するための空間が形成されており、また、その内壁面１４が凹面反射鏡となるように鏡面仕上げしてある。また、ハウジング１０の左右側壁には、それぞれランプ本体２０の両端部分を保持するための支持開口部１７、１７’が形成されている。

窓孔１１を封止する板ガラス１３の外側周辺には止め板１５が重ねるようにして取り付けてあり、パッキン１６並びにネジ（図示外）を用いて止め板１５をボディ１２に締結することにより、窓孔１１が気密に封止されるようにしてある。

ランプ本体２０の管球体内部には一対の電極２２が直線状に配設され、各電極２２の一端側が中央で対向するようにしてある。各電極２２のそれぞれの他端側は、管球体２１の両端面から外部に延出されて、外部端子２３、２３’となるようにしてある。

ランプ本体２０の一端部は、ハウジング１０の一方の支持開口部１７’において、気密固定材Ａ’により固定されている。この気密固定材Ａ’は溶融ガラス、セラミックセメント等の接着性材料が用いられる。管球体２１の端面から延出された外部端子２３’はハウジング外部に露出される。

ランプ本体２０のもう一方の端部は、ハウジング１０の他方の支持開口部１７で、管球体２１の端面から延出された前記外部端子２３をソケット３０に挿入することにより支持されている。ソケット３０は、金属等の導体性材料で形成され、外部端子２３を受け入れるソケット孔３１に金属バネ３２を内蔵し、この金属バネ３２を介して外部端子２３を弾力的に且つ軸方向に摺動可能に支持している。

ソケット３０の周囲はセラミック等の絶縁材３３に一体的に接合されており、絶縁材３３の周面は溶融ガラス、セラミックセメント等の接着性材料からなる気密固定材Ａにより支持開口部１７に対して固定されている。また、ソケット３０の外端部はハウジング１０の外部に露出されている。

上記のランプ装置では、ランプ本体２０の発光領域（対向電極２２の電極どうしが対向する間隙）から照射される光のうち、窓孔１１に向かう光Ｌ１は直接窓孔１１から出射し、また、内壁面１４に向かう光Ｌ２は、そこに形成された凹面反射鏡で反射して窓孔１１から出射するようになる。尚、ハウジング１０の外部に露出したソケット３０の外端部並びにハウジング反対側の外部端子２３’はランプ本体２０の電源接続用の端子として使用される。

以上のごとく構成されたランプ装置では、点灯時に、熱膨張率の差によってランプ本体の管球体２１とハウジング１０との間にズレが生じた場合、管球体２１の外部端子２３とソケット３０内での接点が軸方向に摺動してズレを吸収して管球体２１が破壊することを阻止することができる。

また、内壁面１４に形成される反射面は楕円形状に限らず、放物線形状、平面形状、多面体形状等にしてもよい。さらに、窓板ガラス１３にレンズ機能を持たせるようにしてもよい。

上記実施例では、ランプ本体２０の一端のみにソケット３０を配置したが、ランプ本体２０の両端にソケット３０を配置するようにしてもよい。

本発明のランプ装置は照明装置等に適用される。特に、画像投影等のプロジェクターの光源として、或いは、砂塵が舞う砂漠上や塩分が含まれる海上等の劣悪な環境を通過する航空機・船舶等のような劣悪な空気環境での照明に利用される。

本発明の一実施形態であるランプ装置の断面図。上記実施例におけるランプ装置の斜視図。上記実施例におけるランプ本体の要部の拡大断面図。

符号の説明

１０：ハウジング
１１：窓孔
１２：ボディ
１３：板ガラス
１７、１７’：支持開口部
２０：ランプ本体
２１：管球体
２２：電極
２３、２３’：外部端子
３０：ソケット
Ａ、Ａ’：気密固定材

Claims

照明光を発生する左右一対の電極を左右に棒状領域が形成された管球体に封入した状態で支持するとともに、各電極と導通する外部端子が左右の棒状領域の端面から突出するように形成されたランプ本体と、
該ランプ本体を気密に収納保持するハウジングとを備え、前記ハウジングの外側に、ランプ本体の外部端子と電気的接続を行う電源接続用端子が形成されたランプ装置であって、
前記ハウジングには、照明光を出射する窓孔と、発光領域からの照明光を反射して窓孔に導く反射面と、窓孔から離れた位置でランプ本体の左右の棒状領域を支持するための左右一対の支持開口部とが形成され、
一方の支持開口部では、ランプ本体の一方の棒状領域が気密固定材によって直接当該支持開口部に固定されるとともに、当該棒状領域の端面から突出する外部端子がハウジング外部に露出されて電源接続用端子とされ、
他方の支持開口部では、ランプ本体の他方の棒状領域の端面から突出する外部端子が摺動可能な状態で導体性ソケットに接続されるとともに、当該導体性ソケットが絶縁材を介在させた状態で気密固定材によって当該支持開口部に固定され、導体性ソケットの外端部がハウジング外部に露出されて電源接続用端子とされていることを特徴とするランプ装置。
前記ハウジングが、アルミ合金で箱型ブロック形状をなすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のランプ装置。