JP5283380B2 - 一体型反射器ランプ - Google Patents

Description

本発明は、光源を取り囲む外側壁と、反射器と、上記の光源が接続された電子パワー供給ユニットとを備え、反射器が光源と電子パワー供給ユニットとの間に延在しているような、一体型反射器ランプに関するものである。

１つの好ましい実施形態では、上記の外側壁は、実質的に円錐状の部分と、その円錐状の部分の開口を覆う透明部分とを含む。反射器もまた、上記の円錐状の部分の開口を覆うものであることが好ましい。この好ましい実施形態では、反射器と透明部分とが光源を取り囲み、反射器と円錐状の部分とが電子パワー供給ユニットを取り囲む。

上記のようなランプは、国際公開ＷＯ９７／４２６５１号（米国特許ＵＳ６１１１３５９号）に開示されている。フィリップス社製の既知のＣＤＭ ２０Ｗ ＨＩＤ一体型反射器ランプは、封止された反射器ユニットとパワー供給ユニットとを取り囲む、外側壁すなわちシェルを含んでいる。反射器ユニットは、気密状態に封止されたガラス製管球容器であって、高圧放電容器を伴う光源を取り囲む管球容器を有する。ガラス製管球容器は、反射性コーティングを有するプレス成形されたガラス製反射器と、プレス成形されたガラスレンズとを含む。変更形態では、プラスチック製の反射器が用いられる。反射器上のコーティングは、たとえば、アルミニウム、銀、または多層ダイクロイックコーティングとされる。

一体型ランプでは、パワー供給ユニットの電子回路系の温度が１つの問題である。パワー供給ユニットの電子回路系と放電容器との両方が、同一の封止されたハウジング内にあるので、放電容器は、動作中の放射および対流によって、電子回路系を加熱しやすい。電子回路系の温度が高いほど、電子回路系の衰えが早くなるので、ランプの寿命が短くなる。放電容器がパワー供給ユニットのより近傍にマウントされなくてはならず、たとえば、光源が反射器に対して同軸上に延設され、光源基部の壁部の表面が反射器と接触しているような、よりよい光学的特性を有するよりコンパクトなランプを設計しようとすると、上記の問題はより深刻となる。

したがって、本発明の１つの目的は、よりコンパクトな一体型反射器ランプを可能とすること、および／または一体型反射器ランプの寿命を増大させること、および／または製造がより容易な一体型反射器ランプを提供することである。

本発明によれば、反射器は金属製反射器とされる。金属は、ガラスやプラスチックといった他の適用可能な材料よりも高い熱伝導性を有するので、実質的に全体が金属で作られた反射器は、光源の熱の一部が、反射器による伝導を介してランプの外側壁に伝達されるという効果を有する。したがって、放射および対流のためにパワー供給ユニットに伝達される熱の割合は、より少なくなる。実験により、コンパクトな２０Ｗの一体型ランプにおいて、プラスチック製の反射器と比べて、パワー供給ユニットの電子回路系の温度が、１０°Ｃから１５°Ｃ低下させられることが示された。適当な金属の例としては、スチール、アルミニウム、および銅が挙げられる。これらの金属は、反射器の反射特性を向上させるために、コーティングを有していてもよい。

ランプ動作中におけるパワー供給ユニットの温度をさらに低減させるため、本発明はまた、反射器と電子パワー供給ユニットとの間に、実質的に横断方向に熱シールドが延設された一体型反射器ランプにも関する。この熱シールドは、高熱に耐え得るプリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）であることが好ましく、そのプリント回路基板上に、パワー供給源の電子部品がマウントされてもよい。この熱シールドは、実質的に気密性の態様で、ランプを２つの部屋に分割することが好ましい。

本発明は、フィリップス社製のＰＡＲ−ｅランプのような、一体型の電子パワー供給源を含むハロゲン白熱光源にも適用可能である。本明細書では、「バラスト」との用語も、かかる電子パワー供給源を含むものであると解釈されるべきである。

以下、図面および実施形態を参照しながら、本発明をより詳細に説明する。図面は、説明のためのものであり、正確な縮尺で描かれてはいない。いくつかの寸法は、分かりやすくするため、特に強く誇張されている。図面中では、可能な限り、等価な要素には、同一の参照番号を付している。

図１は、封止された反射器ユニット２を有する、ＨＩＤ一体型反射器ランプ１を示している。反射器ユニット２は、パワー供給ユニット４を取り囲む実質的に円錐状のシェル３により形成される、円錐状の部分により受け止められている。パワー供給ユニット４は、単に模式的に図示されているが、ＰＣＢおよび種々の電子部品を含んでいる。パワー供給ユニット４のＰＣＢは、第２のＰＣＢ上に垂直にマウントされている。第２のＰＣＢは、熱シールド１４としての役割を果たし、光源６の動作中において、パワー供給ユニットの温度をさらに低減させる。熱シールド１４は、光源基部６４からパワー供給ユニット４への放射による熱の伝達を防止するため、片側に光源６の基部および反射器７が、もう片側にパワー供給ユニットが来るように延設される一方、そのように形成された２つの部屋の間の熱い空気の対流をも防止するため、熱シールド１４の実質的に全周が、シェル３の壁と噛合させられる。パワー供給ユニット４の、熱が重大な影響を及ぼさない部品は、熱シールド１４上に直接マウントされてもよい。反射器ユニット２は、気密状態で封止され高圧放電光源６を取り囲む、反射器光源管球容器５を含む。この高圧放電光源６については、図２を参照してより詳細に説明する。

光源管球容器５は、反射器本体の縁８まで延設された放物面状の反射面を有する、金属製の反射器７を含む。プレス成形されたガラスレンズ９の形態のカバーが、縁８において反射器本体にシーリングされている。上記の放物面は光軸を有し、その光軸上に焦点が存在する。光源６は、この光軸上に同軸状態で配されている。反射器の基部は、窪み部分１０を含んでおり、そこに光源基部６４（図２参照）が受容される。窪み部分１０の底面は、接触部材６８、６９が貫通して延在するための、孔を有している。

シェル３は、封止された反射器ユニット２およびパワー供給ユニット４が到達する動作温度に耐え得るような、合成樹脂材料から成形される。適切な材料には、ＰＢＴ、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリスルフィン、およびポリフェニルスルフィンが含まれる。シェル３は、封止された反射器ユニット２の縁８の外側表面を保持する、縁部分１１を有する。周縁の肩部１２は、反射器本体の縁８のための座面を提供する。封止された反射器ユニット２は、超音波溶接によって、肩部１２に固定される。シェルは、縁部分１１の反対側に、標準的なランプスクリュー基部１３が設けられた基部を有する。スクリュー基部１３は、パワー供給ユニット４からの入力線に接続されている。

図２は、高圧放電光源６の断面図を概略的に示している。高圧放電光源６は、セラミック製の放電容器６１を含んでいる。この放電容器６１は、水銀、メタルハライド、および希ガスを含む、イオン化可能な充填物質が付与された放電空間を、気密状態で取り囲んでいる。電極６２、６３は、放電空間内に配されている。高圧放電光源６にはさらに、電気絶縁材料で作られた光源基部６４が設けられている。光源基部６４は、第１および第２の電流供給導線６５、６６を介して、放電容器６１を支持している。光源基部６４はまた、外側バルブ６７も支持している。光源基部６４には、排気チューブにより形成された第１の接触部材６８が設けられており、この第１の接触部材６８に、電流導線６５が固定されている。加えて、光源基部６４には、第２の接触部材６９が設けられており、この第２の接触部材６９は、放電容器６１の側方に沿って延びる接続導線６６１を介して、第２の供給導線６６に接続されている。接触部材６８、６９は、パワー供給ユニット４に電気的に接続されている。

外側バルブ６７は、気密状態で光源基部６４に接続されている。外側バルブ６７内の雰囲気を適切に制御することにより、電流供給導線６５、６６を、酸化から満足に守ることができる。電流供給導線６５、６６の酸化が防止されるので、これら電流供給導線６５、６６を、放電容器６１の比較的近傍に配することができる。外側バルブ内の雰囲気を制御することは、プレスシーリングおよび／またはチップオフ（石英）タビュレーションを避け、結果としてより単純かつコンパクトな高圧放電光源６をもたらすことを可能とする。放電容器６１と外側バルブ６７とが、高圧放電光源６の光源基部６４上にマウントされた後、外側バルブ６７が、排気チューブ６８を介して真空引きされてもよい。真空引き、およびその場合に所望であれば外側バルブ６７内に所望の雰囲気を付与した後、排気チューブ６８は封止される。不純物を吸着するため、外側バルブ６７内においては、たとえば水／水素／酸素の混合物といったような、ゲッターが使用されることが好ましい。光源基部６４内の排気チューブ６８は、金属から、またはＮｉＦｅＣｒ合金から作られている。

光源基部６４は、石英ガラス、硬質ガラス、軟質ガラス、ガラスセラミック、またはセラミック材料から作られている。加えて、光源基部６４は、焼結体、好ましくは焼結セラミック体として付与されている。光源基部６４は、板状である。光源基部６４は、高次の精度で製造することができる。光源基部６４は、淡い色（たとえば白色または薄いグレー）を有するように作製され得るという、さらなる利点を有する。淡い色を有する材料を用いることは、放電容器６１により発せられた光が、利用可能なビーム角度に反射されるようになし、それにより、照明器具の効率または高圧放電ランプの全体的な効率が増加させられる。これにより、光源基部６４に入射する光が、反射器により形成され得る光ビームに対して損失されることが防止される。光源基部６４はまた、放電容器６１と反対の側を向く平坦な表面を有する。この表面は、反射器７の窪み部分１０の底面と相対するようにマウントされ、したがって、放電容器６１の位置の参照面としての役割を果たすのに適した表面である。光源基部６４の放電容器側を向く表面は、高圧放電光源６の製造時において、放電容器６１およびエナメルリングを、光源基部６４に対して中心決めするための凸部を、中心に有する。

外側バルブ６７は、石英ガラス、硬質ガラス、または軟質ガラスから作られている。外側バルブ６７は、（ガラス）フリットのエナメルによって、光源基部６４に固定されている。このエナメルは、予め形作られたリングの形状で付与される。かかる予め形作られたリングを用いることは、高圧放電ランプの製造時における放電容器６７の位置決め精度を、かなり向上させる。エナメルの選択は、外側バルブ６７の材料と、光源基部６４の材料とに依存する。高圧放電光源６の高さ寸法は、４０ｍｍまたは５０ｍｍ以下である。

本発明の範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。また、本発明は、新規な特徴およびそれらの組合せの、それぞれにおいて実現される。いずれの参照符号も、特許請求の範囲を限定するものではない。「含む」または「備える」との語は、請求項中に列挙されたもの以外の要素または工程の存在を排除するものではない。ある要素の前に置かれた「１つの」との語は、そのような要素が複数存在することを排除するものではない。

あるＨＩＤ一体型反射器ランプの、概略的な一部断面図 図１に示した高圧放電光源の断面図

Claims (8)

1. 光源と、反射器と、前記光源が接続された電力供給ユニットとを取り囲む外側壁を備えた一体型反射器ランプであって、
   前記反射器が、前記光源と前記電力供給ユニットとの間に延在するとともに、前記外側壁まで延在しており、
   前記反射器の実質的に全体が、金属で作られ、
   前記反射器と前記電力供給ユニットとの間に、横断方向に熱シールドが延設され、
   前記熱シールドが、気密性の態様で当該ランプを２つの部屋に分割し、
   前記電力供給ユニットの、熱的に重大な影響を及ぼさない部品が、前記熱シールド上に直接マウントされることを特徴とする一体型反射器ランプ。
2. 前記外側壁が、実質的に円錐状の部分と、該円錐状の部分の開口を覆う透明部分とを含み、
   前記反射器が、好ましくは前記円錐状の部分の前記開口を覆っていることを特徴とする請求項１記載の一体型反射器ランプ。
3. 前記光源が、前記反射器に対して同軸上に延設されていることを特徴とする請求項２記載の一体型反射器ランプ。
4. 前記反射器と前記透明部分とが、前記光源を取り囲んでおり、好ましくは気密状態に取り囲んでいることを特徴とする請求項２または３記載の一体型反射器ランプ。
5. 前記反射器と前記円錐状の部分とが、前記電力供給ユニットを取り囲んでいることを特徴とする請求項２、３または４記載の一体型反射器ランプ。
6. 前記熱シールドがＰＣＢであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の一体型反射器ランプ。
7. 前記光源が、高圧放電光源であることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の一体型反射器ランプ。
8. 前記光源が、ハロゲン光源であることを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載の一体型反射器ランプ。

Images