JP2005063916A

JP2005063916A - ランプ装置

Info

Publication number: JP2005063916A
Application number: JP2003296210A
Authority: JP
Inventors: Sadaichi Saito; 定一斉藤; Kazuhiko Naito; 一彦内藤; Yoshihiko Maruo; 喜彦丸尾; Katsuyuki Akimoto; 克幸秋元
Original assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Current assignee: Phoenix Electric Co Ltd
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-03-10

Abstract

【課題】レフレクターおよび発光管の温度上昇を抑制して適正温度を維持すると共にレフレクターの破損を防止し、レフレクターが破損した際には、その破片の飛散を防止する。
【解決手段】レフレクター１４における凹状反射面３４ａの中央部は、高圧放電灯１２の発光管２０に近いため、発光管２０が発する熱によって外周部よりも高温に加熱される。しかし、レフレクター１４には凹状反射面３４ａの中央部から外周部にわたって対応するように導熱体１８が設けられているので、凹状反射面３４ａの中央部の熱は、導熱体１８を介して外周部およびその近傍部に効率よく逃がされる。また、レフレクター１４が破損した場合には、破損時の衝撃が導熱体１８によって吸収され、レフレクター１４の破片が導熱体によってつなぎ止められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス製のレフレクターに高圧放電灯が組み込まれているプロジェクター用ランプ，照明用ランプまたは車両用ランプ等において、レフレクターに放熱特性のよい導熱体を一体的に設けることにより、高圧放電灯の冷却を容易にするものである。また、高圧放電灯の発光管が破裂した際のレフレクターの破損や破片の飛散を導熱体によって防止するものである。

プロジェクタ用ランプ等に適用される一般的なランプ装置は、高圧放電灯（超高圧水銀放電灯またはメタルハライドランプ等）と高圧放電灯の光を反射する凹状反射面を有するガラス製のレフレクターとを備えており、使用時には、高圧放電灯の光が、凹状反射面で反射されて平行光線あるいは所定位置に集光する収束光線として照射対象物へ照射されていた。

このようなランプ装置では、高圧放電灯を構成する発光管を最適温度範囲にする必要があり、この温度が上昇し過ぎた場合には、発光管内部が非常に高圧であるため、発光管が破裂することがあった。そして、発光管が破裂した場合には、その破片がレフレクターに衝突してレフレクターが破損し、発光管やレフレクターの破片がランプ装置の周辺に飛散するという問題があった。また、発光管が最適温度範囲以上に加熱された場合には、ランプ装置の動作が不安定になるという問題もあった。

そのため、従来では、レフレクターの厚みを厚くしたり、結晶化ガラス等のような高強度ガラスを用いてレフレクターを製造したりすることによって、レフレクターの破損を防止し、また、ランプ装置全体をファンで冷却することによって、発光管の過剰な加熱を防止していた。

しかし、レフレクターの厚みを厚くしたり、高強度ガラスを用いたりしても、レフレクターの破損を完全になくすことは困難なため、万一レフレクターが破損した場合には、依然として破片が飛散するという問題があった。また、レフレクターの表面からの放熱性が悪いため、ランプ装置全体をファンで冷却するだけでは、発光管の温度上昇を十分に抑制することが困難であった。

それゆえに本発明の主たる課題は、ランプ装置の冷却特性を向上させ、また、レフレクターの破損やその破片の飛散を防止することのできる、ランプ装置を提供することである。

請求項１に記載した発明は、「光を反射する凹状反射面３４ａを有するガラス製の本体３４を含むレフレクター１４、レフレクター１４における凹状反射面３４ａの中央部に配置された高圧放電灯１２、および凹状反射面３４ａの中央部から外周部にわたって対応するようにレフレクター１４に接触して設けられた導熱体１８を備える、ランプ装置１０」である。

この発明において、凹状反射面３４ａの中央部は、高圧放電灯１２の発光管２０に近いため、発光管２０が発する熱によって外周部よりも高温に加熱される。しかし、レフレクター１４には凹状反射面３４ａの中央部から外周部にわたって対応するように導熱体１８が設けられているので、凹状反射面３４ａの中央部の熱は、導熱体１８を介して外周部およびその近傍部に効率よく逃がされる。また、導熱体１８によってレフレクター１４が補強されるので、レフレクター１４が容易に破損することはなく、レフレクター１４が破損した場合には、破損時の衝撃が導熱体１８によって吸収され、レフレクター１４の破片が導熱体によってつなぎ止められる。したがって、破片が飛散する心配はない。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、「導熱体１８をレフレクター１４の本体３４に埋め込んだ」ことを特徴とする。

この発明では、導熱体１８をレフレクター１４の本体３４に埋め込むようにしているので、導熱体１８とレフレクター１４との一体性を強めることができるとともに、両者の接触面積を大きくすることができる。したがって、導熱体１８の脱落を防止できるとともに、熱の伝達効率を高めることができる。

請求項１および２に記載した発明によれば、凹状反射面の中央部から外周部にわたって対応するように設けられた導熱体によって、凹状反射面の中央部の熱を外周部およびその近傍部へ逃がすことができるので、発光管の周辺部を冷却することができ、発光管の温度上昇を抑制して適正温度を維持できる。また、導熱体によってレフレクターを補強することができるので、レフレクターが容易に破損するのを防止できる。そして、レフレクターが破損した場合には、破損時の衝撃を導熱体で吸収することができるので、レフレクターが粉々に砕けるのを防止でき、また、導熱体がレフレクターの破片をつなぎ止めるので、ランプ装置の周辺に破片が飛散するのを防止できる。さらに、導熱体を安価な材料で簡単に製造できるので、全体の製造コストを低く抑えることができる。

請求項２に記載した発明によれば、導熱体とレフレクターとの一体性を高めることができるとともに、両者の接触面積を大きくすることができるので、導熱体の脱落を防止できるとともに、熱の伝達効率を高めることができる。

図１は、本発明が適用されたランプ装置１０を示す断面図である。このランプ装置１０は、プロジェクタ用ランプ，照明用ランプまたは車両用ランプ等に適用されるものであり、図１に示すように、高圧放電灯１２，レフレクター１４，フロントカバー１６および導熱体１８を備える。

高圧放電灯１２は、球状の発光管２０とその両端から真っ直ぐに延びた円筒状の封止部２２とを有する封体容器２４を備える。そして、封体容器２４における各封止部２２の内部には、一端が発光管２０の内部空間へ突出した電極棒２６と、一端が外部へ突出したリード棒２８と、電極棒２６の他端とリード棒２８の他端とを電気的に接続するモリブデン箔３０とが配設され、各電極棒２６の一端には、一対のタングステン電極（以下、単に「電極」という。）３２を構成する陽極３２ａおよび陰極３２ｂが接続される。また、発光管２０の内部には、水銀，アルゴン等の希ガス、およびＩ（ヨウ素），Ｂｒ（臭素），Ｃｌ（塩素），Ｆ（弗素）等のうち少なくとも１つのハロゲン（金属ハロゲン化物またはハロゲンガス等）が封入される。

なお、図１に示した高圧放電灯１２は、ダブルエンド型で直流点灯式の超高圧水銀放電灯であるが、これに代えて、交流点灯式の超高圧水銀放電灯，シングルエンド型の超高圧水銀放電灯またはメタルハライドランプ等を用いるようにしてもよい。

レフレクター１４は、高圧放電灯１２の光を所定方向へ反射する凹状反射面３４ａを有するガラス製の本体３４を含み、本体３４における凹状反射面３４ａの中央部には、レフレクター１４に対して高圧放電灯１２を取り付けるための筒状のホルダ３６が一体的に形成される。また、凹状反射面３４ａには、光反射特性に優れた膜（アルミニウム膜または銀膜等）が蒸着等によって形成される。そして、ホルダ３６の内部に高圧放電灯１２の端部が挿入され、ホルダ３６の内面と高圧放電灯１２の外面との隙間に充填剤３８が充填される。したがって、凹状反射面３４ａは、中央部において高圧放電灯１２の発光管２０と近接し、外周部へ向かうにつれて発光管２０から離間する。

フロントカバー１６は、レフレクター１４の前面開口を覆うものであり、ガラス等のような耐熱性の透明材料により形成される。そして、フロントカバー１６の外周部がレフレクター１４の開口端部に接合される。

導熱体１８は、図２に示すように、ステンレスまたは銅等のような導熱性材料からなる線材１８ａによって籠状に形成され、凹状反射面３４ａの中央部から外周部にわたって対応するようにレフレクター１４における本体３４の内部に埋め込まれる。つまり、レフレクター１４の本体３４およびホルダ３６を一体成型するための金型内に導熱体１８が設置され、この金型内に溶融されたガラスが流し込まれることによって、本体３４の内部に導熱体１８が埋め込まれる。なお、導熱体１８の材料は、特に限定されるものではないが、冷却効率を高めるためには熱伝導率の高いものを用いることが望ましい。

ランプ装置１０を点灯する際には、高圧放電灯１２のリード棒２８に所定の電圧を印加して一対の電極３２間にアーク放電を発生させる。すると、高圧放電灯１２の発光管２０から光が出射され、この光が凹状反射面３４ａで反射されてフロントカバー１６を通して照射対象物へ照射される。このとき、凹状反射面３４ａの中央部は、発光管２０に近接していることから高温（３００℃程度）に加熱され、凹状反射面３４ａの外周部（低温）との間で１００℃以上の温度差が生じる。そのため、凹状反射面３４ａの中央部の熱は、導熱体１８を伝播して凹状反射面３４ａの外周部およびその近傍部へ速やかに逃がされる。これにより、発光管２０の周辺部が冷却され、発光管２０の過剰な温度上昇が抑制されて、発光管２０の温度が適正温度（９５０℃程度）に維持される。

ランプ装置１０において、高圧放電灯１２の発光管２０が破裂すると、その破片がレフレクター１４に衝突するが、レフレクター１４は導熱体１８によって補強されているので、容易に破損することはない。また、レフレクター１４が破損した場合でも、レフレクター１４に埋め込まれた導熱体１８が緩衝材として機能するので、レフレクター１４が粉々に砕けることはない。また、導熱体１８がレフレクター１４の破片をつなぎ止めるので、破片が飛散することもない。

なお、上述の実施例では、導熱体１８をレフレクター１４の内部に埋め込むようにしているが、図３に示すように、導熱体１８の一部をレフレクター１４の外部へ露出させるようにしてもよいし、図４に示すように、導熱体１８の全体をレフレクター１４の外面に装着するようにしてもよい。さらに、導熱体１８の一部を外部の放熱手段（図示省略）に接続するようにしてもよい。これらの場合には、導熱体１８を伝播する熱をレフレクター１４の外部の空気中または放熱手段へ逃がすことができるので、冷却効率をより高めることができる。導熱体１８の全体をレフレクター１４の外面に装着する場合（図４）には、導熱体１８に形成したアンカ部をレフレクター１４に埋め込むようにしてもよいし、導熱体１８をレフレクター１４の外面に接着するようにしてもよい。

また、導熱体１８の形状は特に限定されるものではなく、たとえば、図５に示すように、導熱体１８を導熱性の金属線１８ｂによって網状に形成してもよいし、図６に示すように、導熱体１８を多数の孔１８ｃを有する導熱性のパンチングメタルによって形成してもよい。

さらに、レフレクター１４に対する導熱体１８の分布密度は均一である必要はなく、たとえば図７に示すように、凹状反射面３４ａの中央部に対応する部分の密度を密にし、かつ、外周部に対応する部分の密度を疎にすることによって、材料効率がよく、冷却効率の高い導熱体１８を得るようにしてもよい。

ランプ装置を示す断面図である。導熱体を示す斜視図である。導熱体の一部を露出させたランプ装置を示す断面図である。導熱体をレフレクターの外面に装着したランプ装置を示す断面図である。網状の導熱体を示す斜視図である。パンチングメタルで形成された導熱体を示す斜視図である。導熱体の密度を変えたランプ装置を示す断面図である。

符号の説明

１０… ランプ装置
１２… 高圧放電灯
１４… レフレクター
１６… フロントカバー
１８… 導熱体
２０… 発光管
３２… 電極
３４ａ… 凹状反射面
３６… ホルダ

Claims

光を反射する凹状反射面を有するガラス製の本体を含むレフレクター、
前記レフレクターにおける前記凹状反射面の中央部に配置された高圧放電灯、および
前記凹状反射面の中央部から外周部にわたって対応するように前記レフレクターに接触して設けられた導熱体を備える、ランプ装置。
前記導熱体を前記レフレクターの前記本体に埋め込んだ、請求項１に記載のランプ装置。