JP4599358B2 - ランプ及びランプの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、長い光源及びこの光源を囲む同軸の透明スリーブを有するランプに関する。

このようなランプは、欧州特許出願公開第０３３６４７８号明細書に説明される。既知のランプでは、光源及びスリーブは、両方ともベースに取り付けられる。このような透明スリーブは、ランプ内に生じる高温に耐えなければならず、それゆえ、一般的に、ガラス、石英ガラス又は石英からなる。

どのようにして光源及びスリーブがベースに取り付けられているかは説明されていないけれども、電流供給導体を有するベースが比較的大きいことが分かり、このことはそのランプの信頼性にとって不利である。本発明の目的は、よりコンパクトで信頼性の高い取り付けの解決策を提供することにある。

この目的のために、光源が硬化セメントによってスリーブの一端に固定され、硬化されていない状態のセメントがスリーブの中央部に入るのを防止するためのセメントバリアが、光源とスリーブとの間にあり、セメントバリアがやや可撓性のある非金属材料からなる。好ましくは、光源及びスリーブが、好ましくはセラミックセメントによってセラミックベースに取り付けられ、好ましくは、リフレクタもセメントによってこのベースに取り付けられる。このようにして、非常にコンパクトなランプベースが得られ、ここでは、光源の位置が、非常に信頼のおける正確なやり方で維持されることができる。更に、電流供給導体が、このセメントに安全に封入される。

セメントバリアは、いくぶん可撓性を有していなければならない。なぜならば、金属セメントバリアが使用された場合、スリーブ又はバーナがかなり頻繁にクラックを生じやすいことが分かっているからである。このクラッキングは、主として、金属セメントバリアと、石英又は石英ガラススリーブとの間の熱膨張の大きな違いによって、及びそれにより石英又は石英ガラススリーブに印加される力によって引き起こされた。従って、上記の用語「可撓性又は弾力性（flexibility，フレキシビリティ）」とは、ガラス、石英ガラス及び石英よりも可撓性をもつこと及び／又はより柔らかいこととして解釈されるべきである。（可撓性材料又は弾力性物質と呼ばれる）可撓性をもつ材料が使用される場合、これらの力は簡単に吸収される。

好ましくは、この非金属の可撓性材料が、１５０℃を上回る温度で、好ましくは２００℃を上回る温度で、より好ましくは２５０℃を上回る温度でその形状を保持する。ある好ましい実施形態では、非金属材料がセメントに対して滑らかな表面をもち、このことは、セメントのセメントバリア材料への付着を弱める。適切な材料は、マイカ及び種々の合成材料又はプラスチックである。特に、マイカは、４００℃までのランプ温度に容易に耐えることができるので、非常に有用であることが分かっている。更に、セメントはマイカプレートに付着しない。このことは、高い応力を避ける点で更なる利点となる。

他の好ましい実施形態では、セメントバリアの可撓性材料が、セメントに対して繊維状の表面をもつ。この材料の繊維状の構造のため、セメントに対向する表面はセメントが付着し得るバリアを形成し、それと同時に、この表面は熱膨張の違いを簡単に吸収し、従って、種々の異なる部分間に熱応力が構築されることを避ける。特に、ガラスウール又はセラミックウールは、非金属セメントバリアが形成されることができる適切な繊維状の材料であることが分かっている。

更に他の実施形態では、可撓性材料が合成材料によって形成される。合成材料の利点は、非常に多くの利用可能な材料から選択が行われ得ることである。この選択において重要なことは、選択される材料が、１５０℃以上の温度に持続的に耐える適切な熱特性をもつことである。この点において非常に適している材料は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。

好ましい実施形態では、光源がセラミックバーナを有し、スリーブが石英ガラス又は石英からなる。

更に、本発明は、ランプを製造する方法であって、長い光源が透明スリーブに同軸的に挿入され、やや可撓性のある材料からなるセメントバリアが、光源とスリーブとの間に配置され、光源をスリーブに固定するために、液状セメントがバリアに注入される方法にも関する。

本発明の上記及び他の態様は、図面を参照して説明される。

図１において、照明ユニット１は、対称軸３をもつ凹状リフレクタ２と、この軸を横切るリフレクタの周囲エッジ２０によって境界付けられる発光窓２１と、を備え、ここで、長い（elongate）光源３０が、対称軸上において実質的に対称に軸に沿って配置され、発光窓の反対側のホルダ４に収容され、更に、軸に沿って位置付けられるキャップ５が、反射されない光線をさえぎるために光源を部分的に囲む光学遮蔽手段として作用している。この光源は、発光窓に対向する端部６１をもつスリーブ６０によって囲まれている。キャップ５は、スリーブに設けられる固定素子（locking element）７０によって、その端部に隣接するスリーブの上を覆って位置付けられる。図示される実施形態では、光源がセラミック放電容器３１によって形成され、このセラミック放電容器が、リードスルー素子を放電容器に配置される電極に位置付けるために、それぞれの軸端面３２，３３に外部密閉プラグ３２０，３３０を備え、これらの電極の間で動作状態中に放電が広がる。これが、説明される実施例におけるメタルハライド放電である。放電容器は、外側バルブ３４に収容されている。説明される事例では、外側バルブ３４、スリーブ６０及びリフレクタ２が、ホルダ４の領域で互いに取り外しできないように接続されている。このように、リフレクタ及び光源が、メタルハライドランプに組み込まれている。

スリーブ６０は、キャップ５が端部６１の領域を通ってその上にはめられている硬質ガラス製の管状体である。このキャップは、発光窓から離れて対向する側に遮蔽リング５１を備え、この遮蔽リングが、光源から半径方向に距離ｄにわたって延在する。遮蔽リングの位置決めにより、キャップとホルダとの間に位置する光源の当該部分からくる反射されない発光が効果的に防止される。遮蔽リングはリングエッジ５２を備え、固定素子７０はタグ形状の素子７１を備えている。このタグ形状の素子が、光源から半径方向に離れる向きにばね力でリングエッジを把持する（grip into，締め付ける）。少なくとも一つの凹部６２が、スリーブ６の外側表面６に設けられ、その凹部の中に固定素子７０の一部が、ばね力で把持されている。

図２は他の有利な実施形態を示し、ここでは、ホルダ４が、電源に接続するための電気接点をもつベース８を備えている。

リフレクタ及び光源は、好ましくは、ホルダ４の領域にランプを形成するように、互いに取り外しできないように好適に接続されている。

図２において、ホルダ４は、このホルダ４の端部の近傍にくぼみ（indentation）の形で、光源３４及びスリーブ６０への接続部に隣接する固定メカニズム４１を備えている。このくぼみは、一方ではリフレクタと、他方では光源及びスリーブとの間の結合が、光源の動作中の膨張の違いにもかかわらず、損なわれないままであるように成形される。非常に好ましい状況は、３つのくぼみ４１が、ホルダの関連する端部の周囲に等しい相互間隔をおいて設けられる状況である。

ベース８、ホルダ４及びスリーブ６０は、硬化セメント８０によって光源の、例えば、ピンチ部の形をしたシール部３４１に接合されている。ベース８は、硬化されていない形態のセメント、即ち、依然として液状のセメントを供給するための上昇孔（rise hole，ライズホール）８１１及び充填孔（filling hole，フィリングホール）８１を備えている。それ自体が知られるやり方で、このセメントが加熱によって硬化されて硬化セメント８０になり、それにより、上述された接合部が生成される。充填孔８１について充填周囲長８２を、出口の周囲長８２１よりも大きく選択することにより、有利なことに、硬化状態のセメント８０が、インターロッキング固定部（interlocking fixture）を形成することが達成される。このことは、断面図で充填孔８１が先細りする勾配（tapering gradient）をもつことが示される実施形態において実現される。このインターロッキング効果は、上昇孔８１１も、ホルダ４から離れた側で最大の直径を有する先細りする勾配をもつことによって一層高められる。

少なくとも実質的にスリーブ６０の壁まで円周方向に延びるプレート８３が、光源のシール部３４１付近に配置されている。図３は、プレート８３の平面図である。このプレートは、硬化されていないセメント、即ち、充填中に依然として液状セメント８０を阻止（stop，ストップ）するように機能を果たす。このように、プレート８３はセメントバリアを形成する。プレート８３は、好ましくは１５０℃まで、より好ましくは少なくとも２００℃まで、更に一層好ましくは少なくとも２５０℃までの耐熱性であるべきである。本発明の一態様において、セメント８０は、好ましくは、プレート８３に付着するべきではない。さもなければ、膨張係数の違いのためにクラックが生じる可能性がある。従って、プレート８３の材料は、好ましくは、セメントに対して滑らかな表面をもつ。本発明の他の態様では、プレート８３の材料は、セメント８０に対して繊維状の表面をもつ。このことが、セメントの付着を促進することは事実ではある。しかしながら、その場合、膨張係数の違いは、材料の繊維状の構造によって容易に吸収される。更に、この材料は、好ましくは、あまり硬すぎてはいけない。なぜならば、あまりに硬すぎると、プレート８３は、圧力によってスリーブ６０又はシール部３４１のガラスを破壊する可能性があるからである。材料が好ましくはもつべきである他の特性は、材料があまり脆すぎてもいけないということである。

従って、金属は、プレート８３のために特に適している材料ではないことが分かった。結果的に、プレート８３の材料は、いくぶん可撓性があるべきであり、少なくとも金属よりも並びにガラス、石英ガラス及び石英よりも可撓性に優れるべきである。非常に適切な非金属材料は、マイカ(mica，雲母)であることが分かった。繊維状の非金属材料としてのガラスウールが、セラミックウールとともに適切な材料であることも分かっている。プレートが好適に製造され得る非金属材料の他の実施例は、フェノール樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド、可撓性ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエステル熱可塑性エラストマ（ＴＰＥ）、オレフィンＴＰＥ、ポリエステルアロイ、熱可塑性ポリイミド、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂、フルオロポリマ、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン樹脂及びポリエステルカーボネイト（polyester carbonate）のような種々の合成材料である。

本発明によるランプユニットの断面図である。 本発明によるランプユニットの他の実施形態を示す図である。 本発明によるランプユニットに使用されるセメントバリアの平面図である。

Claims (15)

1. 長い光源及び前記光源を囲む同軸の透明スリーブを有するランプであって、
   前記光源が、硬化セメントによって前記スリーブの一端に固定され、
   硬化されていない状態のセメントが前記スリーブの中央部に入るのを防止するためのセメントバリアが、前記光源と前記スリーブとの間にあり、
   前記セメントバリアが、やや可撓性のある非金属材料からなるランプ。
2. 前記材料が、１５０℃を上回る温度でその形状を保持する、請求項１に記載のランプ。
3. 前記材料が、２００℃を上回る温度でその形状を保持する、請求項１に記載のランプ。
4. 前記材料が、２５０℃を上回る温度でその形状を保持する、請求項１に記載のランプ。
5. 前記非金属材料が前記セメントに対して滑らかな表面をもち、このため、前記セメントの前記セメントバリア材料への付着を弱める、請求項１乃至４の何れか一項に記載のランプ。
6. 前記非金属材料がマイカである、請求項１乃至５の何れか一項に記載のランプ。
7. 前記非金属材料が合成材料である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のランプ。
8. 前記セメントバリアの前記非金属材料が、前記セメントに対して繊維状の表面をもつ、請求項１乃至４の何れか一項に記載のランプ。
9. 前記非金属材料が、ガラスウール又はセラミックウールである、請求項１、２、３、４又は８に記載のランプ。
10. 前記光源及び前記スリーブが、前記セメントによってセラミックベースに取り付けられる、請求項１乃至９の何れか一項に記載のランプ。
11. 前記セラミックベースが、前記光源及び前記スリーブの長手方向に沿って、ホルダに近付く側に向かって内径が先細りしている少なくとも１つの孔を有しており、前記光源及び前記スリーブは、前記孔を介して供給されたセメントによって前記セラミックベースに取り付けられる、請求項１０に記載のランプ。
12. リフレクタが、前記セメントによって前記ベースに取り付けられる、請求項１乃至１１の何れか一項に記載のランプ。
13. 前記光源がセラミックバーナを有する、請求項１乃至１２の何れか一項に記載のランプ。
14. 前記スリーブが、石英ガラス又は石英からなる、請求項１乃至１３の何れか一項に記載のランプ。
15. ランプを製造する方法であって、
    長い光源が、透明スリーブに同軸的に挿入され、
    やや可撓性のある材料からなるセメントバリアが、前記光源と前記スリーブとの間に配置され、
    前記光源を前記スリーブに固定するために、液状セメントが前記バリアに注入される方法。

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