JP4956830B2 - 高圧放電ランプおよび照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、高圧放電ランプおよび照明装置に関する。

この種の高圧放電ランプは例えばWO 00/59269に開示されている。この刊行物には自動車ヘッドライト用の高圧放電ランプが記載されている。高圧放電ランプはランプ台を有し、このランプ台の内部空間には高圧放電ランプ内でガス放電を点弧するためのパルス点弧装置が配置されており、またこのランプ台はアース電位にあり且つ電磁的な遮蔽に使用される金属ケーシングによって取り囲まれている。さらには高圧放電ランプが放電容器を有し、この放電容器は台近位端部と台遠位端部とを備え、この台遠位端部から突出している電流供給部はランプ台に向かって逆方向に案内されている。

高圧放電ランプ内でガス放電を点弧するために、ランプ容器およびランプ台によって完全にカプセル化されている、台近位端部から伸びて案内されている電流供給部には、パルス点弧装置を用いて３０ｋVまでの高圧パルスが印加される。放電容器の台遠位端部から突出している電流供給部において、点弧段階の間にいわゆるキックバックパルスが生じることが判明しており、このキックバックパルスは前述の電流供給部と接続されているランプ端子においては約１ｋVの振幅で約１０ｎｓのパルス持続時間の電圧パルスを惹起する。

本発明の課題は、上述の欠点をもはや有さない、冒頭で述べたような高圧放電ランプならびに照明装置を提供することである。

高圧放電ランプに関する課題は、放電容器の台遠位端部から突出している電流供給部が電磁的な遮蔽部と接続されていることによって解決される。

照明装置に関する課題は、請求項１から９までの１つまたは複数項による高圧放電ランプとこの高圧放電ランプのための動作装置とを備え、電磁的な遮蔽部が動作装置のアース基準電位と接続されていることによって解決される。

従属請求項には本発明の特に有利な実施形態が示されている。

本発明による高圧放電ランプは、内部空間に高圧放電ランプ内でガス放電を点弧するための点弧装置が配置されており、且つ電磁的な遮蔽部が設けられているランプ台と、台近位端部および台遠位端部とを備えた放電容器とを有し、ここで放電容器の台遠位端部から突出している電流供給部はランプ台へと逆方向に案内されている。本発明によれば、放電容器の台遠位端部から突出している電流供給部は電気的に電磁的な遮蔽部と接続されている。これによって上述のキックバックパルスが電磁的な遮蔽部へと案内されるので、放電容器の台遠位端部から突出している電流供給部と接続されているランプ端子における、高圧放電ランプの点弧段階中のキックバックパルスは取るに足らない電圧パルスしか惹起しない。

放電容器の台遠位端部から突出している電流供給部と電磁的な遮蔽部との電気的な結合は有利には、前述の電流供給部を、有利には電気的な回路網を用いて電磁的な遮蔽部へと電気的に接続させることによって行われる。これによって電気的な接続ないし接触を完全にランプの内部で行うことができる。

前述の電気的な回路網は有利には、コンデンサと閾値スイッチのグループからなる構成素子のうちの少なくとも１つまたはこれらのグループからなる構成素子の組み合わせを包含する。殊に有利な実施例によれば電気的な回路網はただ１つのコンデンサのみを包含する。

前述の電気的な回路網の構成要素また有利には点弧装置の構成要素もリードフレームに取り付けられているので、ランプ台の内部空間における点弧装置および電気的な回路網の簡単な取り付けが実現される。さらにリードフレームは放電容器の台遠位端部から突出している電流供給部と電磁的な遮蔽部との簡単な電気的な結合を保証する。このためにリードフレームは有利には金属ウェブを有し、この金属ウェブは電気的な回路網を電磁的な遮蔽部と接続させる。

電磁的な遮蔽部は有利には金属ケーシングとして構成されており、この金属ケーシングはランプ台を少なくとも部分的に取り囲んでいる。金属ケーシングは放電容器と対抗する側にのみ放電容器ないしランプ容器のための貫通部と、高圧放電ランプの電気的な端子のための別の貫通部とを有しているので、ランプ台内に格納されている点弧装置の可能な限り十分な電磁的な遮蔽が達成される。

リードフレームの上述の金属ウェブが有利には、高圧放電ランプの電気的な端子の領域においてランプ台の内部空間から突出して金属ケーシングと接触するように構成されている。これによって簡単に電気的な回路網と金属ケーシングとの間の電気的な接触が確立される。金属ウェブを板ばねと同様に締りばめでもって金属ケーシングに当てつけることができる。

本発明による高圧放電ランプは、高圧放電ランプおよびランプ台内に格納されている点弧装置のエネルギ供給に使用される動作装置と共に照明装置を形成する。ランプ台の電磁的な遮蔽部、すなわち金属ケーシングは有利には動作装置のアース基準電位と接続されている。照明装置は例えば車両ヘッドライトである。ランプ台の電磁的な遮蔽部ないし金属ケーシングを付加的にランプホルダを介して導電的に車両ヘッドライトのリフレクタと接続させることができ、この場合同様にアース電位にあるリフレクタも高圧放電ランプの電磁的な遮蔽に使用される。

以下では本発明を実施例に基づき詳細に説明する。

図５に示されている本発明の有利な実施例は、約３５ワットの電力消費量を有するハロゲン金属蒸気高圧放電ランプである。この高圧放電ランプは自動車ヘッドライト用の光源として設けられている。高圧放電ランプは両側がシールされている石英ガラス製の放電容器１を有し、この放電容器１はその内部に配置されている電極２，３と、ガス放電を発生させるための金属ハロゲン化物を含有するイオン化可能な充填物を有する。放電容器１はガラス製の外管４によって取り囲まれている。２つのランプ容器１，４はプラスチックからなるランプ台５の上方部分５１に固定されている。電極２は放電容器の台遠位端部１１から突出してランプ台５に向かって逆方向に案内されている電流供給部６と電気的に接触しており、他方電極３は放電容器１の台近位端部１２から突出している電流供給部７と電気的に接触している。ランプ容器１，４に平行に延びる電流供給部６の部分は絶縁されたセラミック管６１によって取り囲まれている。ランプ台５は高圧放電ランプの電気的な端子として構成されているソケット８を有し、このソケット８は遮蔽されているケーブルを接続するために設けられており、またこのケーブルは高圧放電ランプおよびランプ台５の内部空間に格納されている高圧放電ランプの点弧装置を、これらの高圧放電ランプおよび点弧装置に電圧供給するための動作装置と接続する。上方部分５１を除いてランプ台５は完全に２つの部分からなる金属ケーシング９１，９２によって取り囲まれており、この金属ケーシングはランプ台５内に格納されている点弧装置を電磁的に遮蔽するために使用される。

金属ケーシング９１，９２の詳細が図６に示されている。金属ケーシング９１，９２は有利にはアルミニウムまたはアルミニウム・マグネシウム合金または亜鉛めっきされた薄鋼板からなる。金属ケーシングは蓋状の下方部分９２と、ランプ容器１，４および台上方部分５１のための貫通部を備えたフード状の上方部分９１を有する。２つのケーシング部分９１，９２は壁領域９２０，９１０を有し、これらの壁領域９２０，９１０は取り付け状態ではソケット８の壁も取り囲む。

図３には、ランプ台５の内部空間に格納されている点弧装置の第１の実施例の概略的な回路図が示されている。点弧装置はパルス点弧装置として構成されており、また一次巻線Ｎ１および二次巻線Ｎ２を備えた点弧トランスＴ１と、点弧コンデンサＣ２と、スパークギャップＦＳ１と、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２と、抑制ダイオードＤ１と、電圧入力側Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３と、高圧放電ランプの電流供給部６，７のための端子Ｊ４，Ｊ５とを有する。電圧入力側Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３のうち端子Ｊ１，Ｊ２は点弧装置の直流電圧供給のために使用され、端子Ｊ１，Ｊ３は点弧段階の終了後にソケット８に接続されている動作装置を用いた、端子Ｊ４，Ｊ５に接続されている高圧放電ランプへの電圧供給に使用される。端子Ｊ４は電流供給部７を介して電極３と接続されており、端子Ｊ５は電流供給部６を介して電極２と接続されている。端子Ｊ５は、この実施例においてはコンデンサＣ１、例えばセラミックコンデンサのみから構成されている電気的な回路網を介してランプ台５の金属ケーシング９２と容量結合されている。

高圧放電ランプの点弧段階の間に、動作装置（図示せず）を用いて点弧コンデンサＣ２が充電される。点弧コンデンサＣ２における電圧がスパークギャップＦＳ１の降伏電圧に達すると、点弧コンデンサＣ２は放電して電流が点弧トランスＴ１の一次巻線Ｎ１およびスパークギャップＦＳ１を介して流れる。これによって点弧トランスＴ１の二次巻線Ｎ２には高圧パルスが誘導され、この高圧パルスが端子Ｊ４および電流供給部７を介して電極３に供給される。３０ｋＶまでの振幅を有するこの高圧パルスは放電容器１内の電極２と電極３との間でガス放電を点弧する。前述の高圧パルスは電流供給部６および端子Ｊ５において、図３に示した回路の場合１ｋＶまでのいわゆるキックバック電圧、図４に示した回路の場合１．８ｋＶまでのキックバック電圧を惹起するが、このキックバック電圧はコンデンサＣ１および金属ケーシング９２ないし９２０との接続によって著しく低減される。抑制ダイオードＤ１は端子Ｊ１，Ｊ３における電圧制限に使用される。抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列回路は点弧コンデンサＣ２に並列に接続されており、点弧段階の終了後の点弧コンデンサＣ２の放電に使用される。

図１には、図３に示した第１の実施例によるパルス点弧装置用のリードフレーム１００が示されている。平坦なリードフレーム１００は点弧装置の構成要素のための取付けボードとして使用される。この取付けボードは金属性のウェブ（図１における灰色の面）からなり、これらのウェブは電気的に絶縁されたプラスチック（図１における白色の面）に埋設されている。黒色の線および参照符号でもって図１のリードフレーム１００に図３の点弧装置の構成要素および端子が示されている。端子Ｊ６，Ｊ７は点弧トランスＴ１の接続に使用される。参照符号Ｘ１，Ｘ２，Ｘ５，Ｘ６はリードフレーム１００における貫通部を表し、これらの貫通部はランプ台５の内部空間への取り付けの際に使用される。ソケット８がリードフレーム１００に取付けられている。ソケット８の領域内に金属ウェブ１０１が延びており、この金属ウェブ１０１はコンデンサＣ１の一方の端子と接続されており、またこの金属ウェブ１０１は他方の端部において幅広の金属性の舌片１０２と接続されている。金属ウェブ１０１の幅広な舌片１０２はリードフレーム１００を介してまたランプ台５の内部空間から突出して、ソケット８の領域内に配置されている。取り付け状態では金属ウェブ１０１の金属性の舌片１０２が、ソケット８を覆うランプ台５の金属ケーシング９２の壁部分９２と電気的且つ機械的に接続されている。

図４には、ランプ台５の内部空間に格納されている点弧装置の第２の実施例の概略的な回路図が示されている。この点弧装置は第１の実施例の点弧装置と大部分が同一である。したがって図３、図４においても、同一の構成素子については同じ参照符号を用いた。第２の実施例においては、点弧装置が付加的に雑音抑圧コイルＬ２を有し、この雑音抑圧コイルＬ２にはエアスパークギャップが並列に接続されている。コイルＬ２とエアスパークギャップのこのような並列回路は端子Ｊ３とＪ５との間に接続されている。コイルＬ２に並列に配置されているエアスパークギャップはコイルＬ２の過電圧保護に使用される。端子Ｊ５ないし電流供給部６を金属ケーシング９２に接続するための電気的な回路網は第２の実施例においても同様にコンデンサＣ１のみから構成されている。コンデンサＣ１は両方の実施例において、５００ｐＦの容量を有するセラミックコンデンサとして構成されている。図４に示されている回路においては、コンデンサＣ１と、コイルＬ２およびエアスパークギャップからなる並列回路の順序を交換することができ、その結果端子Ｊ５はコイルＬ２を介してコンデンサＣ１と接続されている。

図２には、図４に示した第２の実施例によるパルス点弧装置用のリードフレーム１００´が示されている。平坦なリードフレーム１００´は第２の実施例による点弧装置の構成要素のための取付けボードとして使用される。この取付けボードは金属性のウェブ（図１における灰色の面）からなり、これらのウェブは電気的に絶縁されたプラスチック（図１における白色の面）に埋設されている。黒色の線および参照符号でもって図２のリードフレーム１００´に図４の点弧装置の構成要素および端子が示されている。図２のリードフレーム１００´は図１のリードフレーム１００と十分に同一である。したがって図１および図２においては、同じ構成素子については同じ参照符号を用いた。ソケット８の領域においては、幅広の舌片１０２´を備えた金属ウェブ１０１´が配置されており、この金属ウェブ１０１´はコンデンサＣ１の一方の端子と接続されている。金属ウェブ１０１´の幅広な舌片１０２´はリードフレーム１００´を介してまたランプ台５の内部空間から突出して、ソケット８の領域内に配置されている。取り付け状態では金属ウェブ１０１´の幅広の舌片が、ランプ台５の金属ケーシング９２の壁部分９２０と電気的且つ機械的に接続されている。

本発明は上記において詳述した実施例に制限されるものではない。例えば、図３および図４に示した実施例のコンデンサＣ１の代わりに、例えば２００Ｖの降伏電圧を有する抑制ダイオードを使用することもできる。コンデンサＣ１と金属ケーシング９１，９２との間の電気的な接続を、金属舌片１０２ないし１０２´の代わりに導電性のグミを用いて実施することもでき、この導電性のグミはリードフレーム１００ないし１００´の金属ウェブ１０１ないし１０１´の上に載置され、またランプ台５の壁における貫通部を介して金属ケーシング９１，９２に当てつけられる。リードフレーム１００ないし１００´のさらに複雑に成形された金属ウェブ、例えばコンデンサＣ１と舌片１０２ないし１０２´との間のウェブを深絞り加工部として構成することができる。

図３に示されている点弧装置のための第１の実施例によるリードフレームの概略図。 図４に示されている点弧装置のための第２の実施例によるリードフレームの概略図。 第１の実施例によるランプ台内に格納されている点弧装置の回路図。 第２の実施例によるランプ台内に格納されている点弧装置の回路図。 本発明の有利な実施例による高圧放電ランプの概略的な側面図。 図５に示されている高圧放電ランプのランプ台の金属ケーシングの側面図。

Claims (9)

1. 高圧放電ランプであって、
   内部空間に高圧放電ランプ内でガス放電を点弧するための点弧装置が配置されており、且つ電磁的な遮蔽部が設けられているランプ台（５）と、台近位端部（１２）と台遠位端部（１１）とを備えた放電容器（１）と、前記点弧装置用のリードフレーム（１００）と、電気的な回路網（Ｃ１）とを有しており、前記放電容器（１）の前記台遠位端部（１１）から突出している電流供給部（６）が前記ランプ台（５）に向かって逆方向に案内されている、高圧放電ランプにおいて、
   前記リードフレーム（１００）は金属性のウェブ（１０１，１０２）を有し、該金属性のウェブ（１０１，１０２）は前記電気的な回路網（Ｃ１）ないし、前記放電容器（１）の前記台遠位端部（１１）から突出している電流供給部（６）を前記電磁的な遮蔽部（９１，９２）と導電的に接続させることを特徴とする、高圧放電ランプ。
2. 前記放電容器（１）の台遠位端部（１１）から突出している前記電流供給部（６）は前記電気的な回路網（Ｃ１）を用いて前記電磁的な遮蔽部（９１，９２）と接続されている、請求項１記載の高圧放電ランプ。
3. 前記電気的な回路網は少なくとも１つのコンデンサ（Ｃ１）を包含する、請求項２記載の高圧放電ランプ。
4. 前記電気的な回路網は少なくとも１つの閾値スイッチを包含する、請求項２または３記載の高圧放電ランプ。
5. 前記電気的な回路網（Ｃ１）の構成要素は前記リードフレーム（１００）に取付けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
6. 前記点弧装置の構成要素は前記リードフレーム（１００）に取付けられている、請求項１項記載の高圧放電ランプ。
7. 前記電磁的な遮蔽部は金属ケーシング（９１，９２）として構成されており、該金属ケーシング（９１，９２）は前記ランプ台（５）を少なくとも部分的に取り囲む、請求項１から６までのいずれか１項記載の高圧放電ランプ。
8. 前記金属ウェブ（１０１，１０２）は前記ランプ台（５）の内部空間から突出しており、且つ高圧放電ランプの電気的な端子（８）の領域において前記金属ケーシング（９１，９２）と接触している、請求項７記載の高圧放電ランプ。
9. 照明装置において、
   請求項１から８までの１つまたは複数項による高圧放電ランプと該高圧放電ランプのための動作装置とを備え、電磁的な遮蔽部（９１，９２）が前記動作装置のアース基準電位と接続されていることを特徴とする、照明装置。

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