JPH08102297A

JPH08102297A - 照明装置

Info

Publication number: JPH08102297A
Application number: JP6237211A
Authority: JP
Inventors: Koji Kawai; 浩司河合
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16
Also published as: TW279928B

Abstract

(57)【要約】【目的】リード線が遊ぶことなく、十分に発光管を冷
却することが可能な照明装置装置を提供する。【構成】このメタルハライドランプ装置は、貫通孔１
ａの形成された凹面反射鏡１と、凹面反射鏡１の内側に
配置された密閉容器２ａ、密閉容器２ａ内に対向配置さ
れた一対の電極３ｃ，３ｄ、および、電極の一方３ｄに
電気的に接続されるとともに凹面反射鏡を貫通するリー
ド部材３ｆを有する発光管２と、貫通孔１ａから凹面反
射鏡１の内側にのびて、内部を流通する媒体により発光
管２を冷却するためのパイプ３と、パイプ３内を通って
電極の他方３ｃと電気的に接続されるリード線５とを備
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、メタルハライドランプ
などを用いた照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】メタルハライドランプを用いた照明装置
は、主としてオーバーヘッドプロジェクターなどの照明
光源として使用されている。このような照明装置は、凹
面鏡とその内側に配置された発光管を備えている。この
照明装置としては、例えば、特開平５−２８３０５１号
公報、特開平５−５４８６１号公報、特開平５−３２５
９０２号公報に記載されたものが知られている。特開平
５−２８３０５１号公報に記載されたメタルハライドラ
ンプは、反射鏡の貫通孔にリード線を通してメタルハラ
イドランプ（発光管）に電力を供給するものであり、特
開平５−３２５９０２号公報に記載されたメタルハライ
ドランプは、発光管にノズルを用いて気流を吹き付けて
この発光管を冷却するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−２８３０５１号公報に記載されたメタルハライドラ
ンプは、リード線が貫通孔の内面と発光管の端部との間
にのみ接続されているので、リード線がぶらぶらと宙に
浮いた状態となり、取扱いが困難になるとともにリード
線断線のおそれがあった。また、、特開平５−３２５９
０２号公報に記載されたメタルハライドランプにおいて
もリード線はリード線が貫通孔の内面と発光管の端部の
みに取り付けられていたので、これらの取扱いが困難で
あるとともにリード線断線のおそれもあった。

【０００４】また、メタルハライドランプの球体部の温
度は反射鏡と組み合わせて７００〜９５０度である。こ
こで問題となるのは、約９５０度の高温度領域である。
メタルハライドランプは金属蒸気を封入しているため、
温度の高低差が大きいと、色むらが発生する。また、石
英の転移点が約１０００度付近にあるため、９５０度の
高温にさらされ続けると容器を構成する石英ガラスが変
形するおそれがあった。

【０００５】本発明はこのような問題に鑑みてなされた
ものであり、リード線が遊ぶことなく、十分に発光管を
冷却することが可能な照明装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
め、本発明は、照明装置を対象とするものであり、貫通
孔の形成された凹面反射鏡と、凹面反射鏡の内側に配置
された密閉容器、密閉容器内に対向配置された一対の電
極、および、電極の一方に電気的に接続されるとともに
凹面反射鏡を貫通するリード部材を有する発光管と、貫
通孔から凹面反射鏡の内側にのびて、内部を流通する媒
体により発光管を冷却するためのパイプと、パイプ内を
通って電極の他方と電気的に接続されるリード線とを備
えることを特徴とする。

【０００７】

【作用】発光管には、リード部材とリード線とを介して
電力が供給される。詳説すれば、発光管を構成するリー
ド部材とこのリード線との間に交流電圧を印加すれば、
この電力は対向する電極に伝わり発光管は発光する。発
生した光は凹面反射鏡で反射されて照明装置から出射さ
れる。この際、発光管は発熱するがパイプ内に媒体を流
せば、パイプは凹面反射鏡の内側にのびているので、発
光管はこの気流が吹き付けられて冷却される。パイプ
は、リード線などと比較してその剛性が高いので、パイ
プがリード線のように遊ぶことはない。また、パイプを
用いることにより、リード線のパイプから露出した点か
らリード線が発光管に取り付けられた点までの距離を短
くすることができるので、リード線自体も遊ぶことはな
い。

【０００８】このような冷却が必要な発光管は、高温の
熱を発生するために冷却が必要な金属ハロゲン化物を封
入したメタルハライドランプであり、高温の熱を発生す
る発光管の外表面上には、温度の不均一性を防止するた
めの保温膜が形成されていることが望ましい。そして、
パイプは、このパイプ内を通過した媒体（気体）が保温
膜に吹き付けられるように配置されており、発光管の特
に高温となり冷却の必要な箇所（保温膜）を直接冷却す
ることができる構成となっている。一方、照明装置を構
成する凹面反射鏡も発光管の発熱によって加熱される。
パイプが、パイプ内を通過した媒体が凹面反射鏡の内側
の表面に沿って発光管に吹き付けられるように配置され
ていることとすれば、凹面反射鏡をこの媒体により冷却
することができるとともに、発光管をも冷却することが
できる。特に、この媒体を凹面反射鏡の内側の表面に沿
って発光管に吹き付ける構成の場合には、凹面反射鏡の
凹面は曲がっているので、媒体がこの凹面において渦を
まき、したがって、媒体としてパイプ内に冷却した気体
を通す場合には、凹面反射鏡の内面や発光管を十分に冷
却することができる。

【０００９】さらに、このパイプが、凹面反射鏡の内側
から凹面反射鏡の外側へ向かう第１の方向に向かって貫
通孔内を貫通するとともに、凹面反射鏡の外側に露出し
ており、パイプの露出した部分の内径が、第１の方向に
向かって大きくなっていることとすれば、第１の方向と
反対の方向からこのパイプに導入される媒体は、この露
出した部分（フレア部）により効率良くパイプ内に導入
されるとともに、パイプの第１の方向への移動が露出し
た部分が凹面反射鏡に当接することにより規制される。
したがって、パイプを凹面反射鏡により堅固に固定する
ことができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付した図面
を用いて説明する。なお、以下の説明において、同一要
素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略
する。

【００１１】図１は、実施例に係るメタルハライドラン
プ装置を一部破断して示す斜示図である。図２は、図１
に示したメタルハライドランプ装置を一部破断して示す
側面図（ａ）、および同図（ａ）に示されたメタルハラ
イドランプ装置を図面右方からみた平面図（ｂ）であ
る。これらの図１および図２に示す如く、このメタルハ
ライドランプ装置は、凹面反射鏡１、発光管２、パイプ
３およびリード線５を備えている。

【００１２】凹面反射鏡１には貫通孔１ａが形成されて
いる。凹面反射鏡１は、内面１ｄが放物面で規定される
凹面鏡であり、この内面１ｄを含む内壁には、多層干渉
膜１ｃが形成されている。多層干渉膜１ｃが形成される
ことにより、凹面反射鏡１は、赤外光を透過しその他の
波長の光を反射するコールドミラーとして機能し、凹面
反射鏡１が発光管２から出射される赤外光により加熱さ
れるのを防止する。凹面反射鏡１には対向する切り欠き
部１ｂ，１ｂ´が形成されており、発光管２の発光に伴
う発熱を効率よく外部に放出するとともに、このメタル
ハライドランプ装置を取り扱う際には、この切り欠き部
１ｂ，１ｂ´に指を当てて保持できるのでメタルハライ
ドランプ装置が取扱い易い。

【００１３】発光管２は、凹面反射鏡１の内側に配置さ
れた密閉容器２ａ、密閉容器２ａ内に対向配置された一
対の電極２ｃ，２ｄ、および、電極の一方２ｄに電気的
に接続されるとともに凹面反射鏡１を貫通するリード部
材２ｆを有している。本実施例の発光管２は、メタルハ
ライドランプ２である。メタルハライドランプ２の内部
には、金属ハロゲン化物が封入されている。すなわち、
メタルハライドランプ２は、ガラスやセラミック製の密
閉容器２ａ内に金属ハロゲン化物が封入されるととも
に、密閉容器２ａ内に一対の電極２ｃ，２ｄが配置され
たランプである。電極２ｃ，２ｄは、モリブデン箔なと
の高融点金属からなるリード２０ｘ，２０ｙを介してリ
ード棒２ｅ，２ｆ（リード部材）にそれぞれ電気的に接
続されている。したがって、リード棒２ｅとリード棒２
ｆとの間に電源１００を接続し、所定の電圧を印加する
ことによりこのメタルハライドランプ２は発光する。

【００１４】メタルハライドランプ２は、凹面反射鏡１
の凹面の最深部に形成された貫通孔１ｅを貫くようにリ
ード棒２ｆを配置し、貫通孔１ｅとリード棒２ｆとの間
を接着剤１ｆで埋めることにより、凹面反射鏡１に固定
される。メタルハライドランプ２の一端部は、図示の如
く、貫通孔１ｅよりも径の小さいリード棒２ｆとこのリ
ード棒２ｆに連続したリード棒２ｆと径の異なる部分２
ｇとから構成される。これらのリード棒２ｆと部分２ｇ
とは、その径が異なっており、リード棒２ｆと部分２ｇ
とが共に貫通孔１ｅとの間に配置されて接着剤１ｆによ
り固定されているので、このメタルハライドランプ２は
その軸方向、すなわち、リード棒２ｆの軸方向により堅
固に固定されている。メタルハライドランプ２の外表面
には保温兼反射膜２ｈが塗布されており、メタルハライ
ドランプ２で発光した光を凹面反射鏡１の内面１ｄ側に
反射して、保温兼反射膜２ｈの塗布された部分の発熱を
防止するとともに、この部分が温度不均一になるのを防
止している。

【００１５】リード棒２ｅには、リード線５の一端部５
ａが電気的に接続されており、したがって、リード線２
ｅは電極の他方２ｃと電気的に接続されている。

【００１６】パイプ３は、貫通孔１ａから凹面反射鏡１
の内側にのびており、内部を流通する気体（媒体）によ
り発光管２を冷却するために設けられている。リード線
５は、パイプ３の一端部３ａに設けられた開口３ａ´か
ら挿入されてパイプ３の他端部３ｂに設けられた開口３
ｂ´から露出している。パイプ３の一端部３ａは、保温
兼反射膜２ｈ方向にのびている。また、パイプ３は、凹
面反射鏡１に形成された貫通孔１ａを貫通しており、凹
面反射鏡１の外側に露出している。したがって、パイプ
３の他端部３ｂに形成された開口３ｂ´から気体（媒
体）をこのパイプ３の貫通孔に導入すれば、気体はパイ
プ３の一端部３ａに形成された開口３ａ´から出射され
て、保温兼反射膜２ｈに吹き付けられる。

【００１７】また、開口３ｂ´から露出したリード線５
の他端部５ｂとリード棒２ｆとの間に電源１００を接続
すれば、前述のようにこのメタルハライドランプ２は発
光する。なお、メタルハライドランプ２の発光初期おい
て、このメタルハライドランプ２が発光しやすいよう
に、メタルハライドランプ２の周囲には導線２ｉが巻き
掛けられており、この導線はリード棒２ｅに電気的に接
続されている。

【００１８】なお、パイプ３はパイレックスガラスから
なり、内径は２ｍｍであるが、これはガラスまたはセラ
ミックスからなることとしてもよい。また、保温兼反射
膜２ｈはＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃またはこれらの混合物か
らなる。また、開口３ａ´と保温兼反射膜２ｈとの最短
距離は１５ｍｍ以内である。さらに、このランプ２のア
ーク軸（電極２ｃ，２ｄの長手方向）を水平に設置する
場合には、パイプ３の位置はランプ２の容器２ａの上方
に位置することが好ましい。この構成により、熱の対流
により加熱された容器２ａの上部は、パイプ３からの気
流によって冷却されるので、温度の不均一性に伴う寿命
の劣化、色むらの発生、保温兼反射膜２ｈの剥離を防止
することができる。また、リード線５は、直径０．８ｍ
ｍのニッケル線をよったより線であるが、これは単線で
あってもよい。

【００１９】さらに、ランプ２の定格１５０Ｗ，反射鏡
１はｆ＝１４、開口径１１０ｍｍの放物鏡を用いて、水
平点灯（電極２ｃ，２ｄの軸を水平線に対して±３０度
の角度で点灯）の実験を行ったところ、パイプ３に供給
される気体の流量の範囲が、２００ｍｌ／ｍｉｎから２
５００ｍｌ／ｍｉｎの間である場合において、保温膜２
ｈ付近の温度の低下が観察された。また、この実験によ
り、これ以下の流量では、ランプ２の冷却効果はほとん
ど認められず、これ以下の流量ではランプ２の冷却に伴
い発光効率が低下することが判明した。

【００２０】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図３は、本実施例に係るメタルハライドランプ装置
を一部破断して示す側面図である。本実施例は、図１お
よび図２に示したメタルハライドランプ装置のパイプ３
に代えて分岐したパイプ３０を用いたものである。この
パイプ３０は、図示の如く、このパイプ３０内を通過し
た気流が凹面反射鏡１の内側の表面１ｄに沿って発光管
に吹き付けられるように曲がっているパイプ３０ｂと、
図４に示したパイプ３であるパイプ３０ａとを連通させ
てなるパイプである。したがって、このパイプ３０に導
入された気体は、保温兼反射膜２ｈに吹き付けられると
同時に凹面反射鏡１の内側の表面１ｄに沿って流れる。
これにより、凹面反射鏡１をこの気流により冷却するこ
とができるとともに、メタルハライドランプ２をも冷却
することができる。凹面反射鏡１の内面１ｄは曲がって
いるので、気流がこの凹面１ｄにおいて渦をまき、した
がって、パイプ３０内に冷却した気体を通す場合には、
凹面反射鏡１の内面１ｄやメタルハライドランプ２を十
分に冷却することができる。

【００２１】次に、図１および図２を用いて説明したメ
タルハライドランプ装置におけるパイプ３の凹面反射鏡
１への固定の仕方について説明する。図４は、図１およ
び図２に示したメタルハライドランプ装置におけるパイ
プ３の固定方法をかえたメタルハライドランプ装置を一
部破断して示す側面図である。なお、このパイプ３の固
定の仕方は、上記図３用いて説明したメタルハライドラ
ンプ装置に適用できる。

【００２２】パイプ３の外径は貫通孔１ａの内径よりも
大きく、凹面反射鏡１の内面１ｄには、パイプの他端部
３ｂが固定されており、凹面反射鏡１に形成された貫通
孔１ａとパイプ３とは連通している。パイプ３の他端部
３ｂの外周面と貫通孔１ａの開口周囲の内面１ｄとの間
には接着剤６０が塗られており、この接着剤６０によ
り、パイプ３は凹面反射鏡１に固定されている。また、
図示の如く、凹面反射鏡１における、貫通孔１ａの凹面
反射鏡１の内面１ｄ側の内径は、凹面反射鏡１の外側の
内径よりも小さい。このため、図の白抜き矢印方向から
気流がながれてくる場合には、貫通孔１ａはフレアとし
て機能して効率的な送風に適している。パイプ３の凹面
反射鏡１への固定という面からは、図１および図２に示
したメタルハライドランプ装置の方が望ましい。

【００２３】図５は、図４に示したメタルハライドラン
プ装置におけるパイプ３の固定方法をかえたメタルハラ
イドランプ装置を一部破断して示す側面図である。凹面
反射鏡１の内面１ｄには、パイプ３の他端部３ｂが固定
されており、凹面反射鏡１に形成された貫通孔１ａとパ
イプ３とは連通している。パイプ３の他端部３ｂの外周
面と貫通孔１ａの内面との間には接着剤６０が塗られて
おり、この接着剤６０により、パイプ３は凹面反射鏡１
に固定されている。図示の如く、凹面反射鏡１におけ
る、貫通孔１ａの凹面反射鏡１の内面１ｄ側の内径は、
凹面反射鏡１の外側の内径よりも大きい。また、パイプ
３の外径は、貫通孔１ａの凹面反射鏡１の最も内面１ｄ
側の内径よりも小さい。このため、パイプ３が貫通孔１
ａに嵌め込まれることとなり、図４に示したメタルハラ
イドランプ装置よりもパイプ３のぐらつきが少ない。

【００２４】しかし、この固定方法の場合には、パイプ
３を通過する気体の流量が図１に示したメタルハライド
ランプ装置よりも少なくなる傾向にある。そこで、図６
に示す如く、この貫通孔１ａに挿入されるパイプ３の他
端部３ｂにフレア部３ｃを設けた。このメタルハライド
ランプ装置においては、凹面反射鏡１の貫通孔１ａ内を
パイプ３の他端部３ｂが貫通している。パイプ３の他端
部３ｂには、凹面反射鏡１の外側方向に広がったフレア
部３ｃが形成されている。フレア部３ｃの外面は円錐面
で規定される形状をしており、このフレア部３ｃの外面
と凹面反射鏡１の外側の面１ｐとの間に接着剤６０が塗
布されて、パイプ３が凹面反射鏡１に固定されている。
パイプ３は凹面反射鏡１の内側から凹面反射鏡１の外側
へ向かう第１の方向に向かって貫通孔１ａ内を貫通する
とともに、凹面反射鏡１の外側に露出しており、パイプ
３の露出した部分３ｃの内径は、第１の方向に向かって
大きくなっている。すなわち、フレア部３ｃは、気流の
向かってくる方向に広がっているので、同じ流速で気流
を流した場合には、このフレア部３ｃを用いない場合と
比較してパイプ３に流れる気体の流量を増加させること
ができる、また、フレア部３ｃは、リード線５とは反対
側方向へ広がっているので、パイプ３のリード線５側へ
の移動を規制するストッパーとしても機能し、パイプ３
をより堅固に固定することができ、図１〜図５に示した
メタルハライドランプ装置よりもパイプ３のぐらつきが
少ない。

【００２５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、パイプ
は、リード線の保持機能および気流の吹き付け機能を備
えており、このパイプを用いることにより、メタルハラ
イドランプ装置を効率良く冷却することができるととも
に、凹面反射鏡１の内側においてリード線のパイプから
露出した点から発光管に接続される点までの距離を短く
することができるので、リード線が遊ぶことかなく、取
扱いが容易になるとともにリード線の断線を防止し、冷
却に大掛かりな装置を用いることなくこの装置の寿命を
延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るメタルハライドランプ
装置を一部破断して示す斜示図である。

【図２】図１に示したメタルハライドランプ装置を一部
破断して示す側面図（ａ）、および同図（ａ）に示され
たメタルハライドランプ装置を図面右方からみた平面図
（ｂ）である。

【図３】本発明の一実施例に係るメタルハライドランプ
装置を一部破断して示す側面図である。

【図４】本発明の一実施例に係るメタルハライドランプ
装置を一部破断して示す側面図である。

【図５】本発明の一実施例に係るメタルハライドランプ
装置を一部破断して示す側面図である。

【図６】本発明の一実施例に係るメタルハライドランプ
装置を一部破断して示す側面図である。

【符号の説明】

１ａ…貫通孔、１…凹面反射鏡、２…発光管、３…パイ
プ、５…リード線、２ｃ，２ｄ…電極、２ｅ，２ｆ…リ
ード部材。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照明装置において、貫通孔の形成された凹面反射鏡と、前記凹面反射鏡の内側に配置された密閉容器、前記密閉
容器内に対向配置された一対の電極、および、前記電極
の一方に電気的に接続されるとともに前記凹面反射鏡を
貫通するリード部材を有する発光管と、前記貫通孔から前記凹面反射鏡の内側にのびて、内部を
流通する媒体により前記発光管を冷却するためのパイプ
と、前記パイプ内を通って前記電極の他方と電気的に接続さ
れるリード線と、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項２】前記発光管は、金属ハロゲン化物を封入
したメタルハライドランプであることを特徴とする請求
項１に記載の照明装置。
【請求項３】前記発光管の外表面上には、保温膜が形
成されており、前記パイプは、このパイプ内を通過した
媒体が前記保温膜に吹き付けられるように配置されるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装
置。
【請求項４】前記パイプは、このパイプ内を通過した
媒体が前記凹面反射鏡の内側の表面に沿って前記発光管
に吹き付けられるように配置されていることを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】前記パイプは、前記凹面反射鏡の内側か
ら前記凹面反射鏡の外側へ向かう第１の方向に向かって
前記貫通孔内を貫通するとともに、前記凹面反射鏡の外
側に露出しており、前記パイプの露出した部分の内径
は、前記第１の方向に向かって大きくなっていることを
特徴とする請求項１または請求項２に記載の照明装置。