(57)【要約】【課題】  フランジの温度上昇を抑制し、放電空間の密閉性を良好に保つことのできる反射鏡内蔵型ランプを提供する【解決手段】  開口端に凹形の反射面を形成した胴体と、反射面を含む胴体内部に形成される放電空間内に配置された一対の陽極と陰極と、胴体の開放端に固定された給電リングと、一端部及び他端部が給電リング及び陰極に接合し、該陰極を胴体の中心軸上の所定位置に支持する導電性支持部材とを備えた反射鏡内蔵型ランプにおいて、導電性支持部材を非一直線状に形成し、その全長を陰極と給電リングを結ぶ最短距離よりも長くした。【選択図】  図３
2005071684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端に凹形の反射面を形成した胴体と、前記反射面を含んで前記胴体内部に形成される放電空間に所定間隔をあけて配置された一対の陽極と陰極と、前記胴体の開放端に固定された給電リングと、一端部及び他端部が前記給電リング及び前記陰極に接合し、該陰極を前記胴体の中心軸上の所定位置に支持する導電性支持部材とを備え、
前記導電性支持部材は、非一直線状に形成され、その全長が前記陰極と前記給電リングを結ぶ最短距離よりも長いことを特徴とする反射鏡内蔵型ランプ。
【請求項２】
請求項１記載の反射鏡内蔵型ランプにおいて、前記導電性支持部材は、少なくとも１以上の曲折部を有する折り曲げ形状で形成されている反射鏡内蔵型ランプ。
【請求項３】
請求項１記載の反射鏡内蔵型ランプにおいて、前記導電性支持部材は、前記陰極を中心としたスパイラル形状に形成されている反射鏡内蔵型ランプ。
【請求項４】
請求項１又は２記載の反射鏡内蔵型ランプにおいて、前記導電性支持部材は等間隔で複数備えられている反射鏡内蔵型ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の陽極と陰極が配置された放電空間内に反射面が備えられている反射鏡内蔵型ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
照明光を供給するランプには、ランプに反射鏡を装着して使用するタイプの他に、一対の陽極と陰極が配置された放電空間内に反射面を備えた反射鏡内蔵型タイプがある。
【０００３】
このような反射鏡内蔵型ランプは、例えば図６に示すように、回転放物面形状の反射面１０１ａを有する胴体１０１と、反射面１０１ａを含んで胴体１０１内部に形成された放電空間Ｓ’に所定間隔をあけて配置された一対の陽極１０８と陰極１０９と、胴体１０１に固定され陰極１０９に電気的に接続する給電リング１０５と、この給電リング１０５の内周面に密嵌されたフランジ１１０により保持されて放電空間Ｓ’を密閉する透光性の窓部材１１１と、陰極１０９を所定位置に支持する導電性支持部材１１２とを備え、窓部材１１１によって密閉された放電空間Ｓ’内にはＸｅを主体とする発光物質（不活性ガス）が封入されている。通常、窓部材１１１はガラスにより形成され、この窓部材１１１を保持するフランジ１１０は、ガラスと熱膨張係数がほぼ同等なコバール合金（ＦｅＮｉＣｏ）により形成されている。導電性支持部材１１２は、一端部が陰極１０９に接合し、他端部が給電リング１０５に接合すると共にフランジ１１０に当接している。この導電性支持部材１１２は、図７に示すように例えば等間隔で３本備えられ、陰極１０９と給電リング１０５及びフランジ１１０の間を最短距離で結ぶ直線状に形成されている。
【特許文献１】特開平９−１６１７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成の反射鏡内蔵型ランプを点灯させると、陽極１０８及び陰極１０９の温度が約１０００℃程度まで上昇し、陰極１０９の熱は導電性支持部材１１２を介してフランジ１１０に伝わるため、フランジ１１０は導電性支持部材１１２が当接する位置で局所的に約２５０〜３００℃と高温になってしまう。フランジ１１０が高温になると、該フランジ１１０に接合している窓部材１１１も連鎖的に高温となる。上述したようにフランジ１１０は、窓部材１１１を構成するガラスとほぼ同等の熱膨張係数を有するコバール合金によって形成してあるが、ガラスとコバール合金の熱膨張係数は全く同じではないため、高温になるほど熱膨張による変形量に差が生じてくる。したがって、局所的にフランジ１１０及び窓部材１１１が過度に高温となると、その熱膨張による変形量の差分からフランジ１１０と窓部材１１１との接合部分に隙間が生じてしまう虞があり、窓部材１１１による密閉性が低下してしまうことが判明した。
【０００５】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、フランジの温度上昇を抑制し、放電空間の密閉性を良好に保つことのできる反射鏡内蔵型ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、開口端に凹形の反射面を形成した胴体と、前記反射面を含んで前記胴体内部に形成される放電空間に所定間隔をあけて配置された一対の陽極と陰極と、前記胴体の開放端に固定された給電リングと、一端部及び他端部が前記給電リング及び前記陰極に接合し、該陰極を前記胴体の中心軸上の所定位置に支持する導電性支持部材とを備え、前記導電性支持部材は、非一直線状に形成され、その全長が前記陰極と前記給電リングを結ぶ最短距離よりも長いことを特徴としている。
【０００７】
導電性支持部材は、少なくとも１以上の曲折部を有する折り曲げ形状で形成されていることが好ましい。あるいは、前記陰極を中心としたスパイラル形状に形成されていることが好ましい。いずれの態様によっても導電性支持部材の全長を長くすることが可能である。
【０００８】
導電性支持部材は、陰極を安定に支持するため、複数備えられていてもよい。導電性支持部材が折り曲げ形状で形成されている場合には、隣り合う導電性支持部材の角度が等間隔になるようにすると、より安定する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、導電性支持部材が非一直線状、より具体的には陰極を中心とするスパイラル形状、又は少なくとも１以上の曲折部を有する折り曲げ形状に形成されているので、陰極と給電リングとを最短距離で結ぶ直線状に形成した場合よりも、導電性支持部材の全長が長くなる。このように導電性支持部材が長くなれば、陰極で発生した熱は導電性支持部材を伝わる間に放電空間に放出されやすく、フランジに伝わる熱量を低減させることができる。これにより、フランジの温度上昇が抑制される結果、フランジ及び該フランジに接合した窓部材の熱膨張による変形量の差が少なくなり、フランジと窓部材との密着性、すなわち放電空間内の密閉性を良好に保つことができる。また本発明によれば、導電性支持部材が等間隔で複数備えられているので、陰極を安定に支持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１〜図３は、本発明の一実施形態による反射鏡内蔵型ランプＬを示している。反射鏡内蔵型ランプＬは円柱形状の胴体１を備えている。胴体１は、開口端に形成された凹形の反射面１ａと、該胴体１の中心軸を貫通する陽極用の支持穴１ｂとを有している。この胴体１は、絶縁性のセラミック材料を用いて所定形状に成形して焼結させた後、銀やアルミニウム等の金属蒸着膜又は誘電体多層膜などを形成する反射加工を施して反射面１ａを形成したものである。胴体１には、中心軸方向の一端部側に金属ブロック３が第１金属環４により固定され、上記反射面１ａの形成された他端部（開口端）側に給電リング５が第２金属環６により固定されている。支持穴１ｂには、中空のスペーサ（陽極支持部材）２が胴体１の一端部側（金属ブロック３側）から嵌挿されている。
【００１１】
金属ブロック３は、胴体１とほぼ同じ外径で形成された連結部３ａを有しており、この連結部３ａがスペーサ２を狭持して胴体１に当接している。金属ブロック３の中心部には、スペーサ２が嵌挿された支持穴１ｂに連通する挿通穴３ｂが、該金属ブロック３を貫通して形成されている。陽極８は、金属ブロック３の挿通穴３ｂ及びスペーサ２が嵌挿された胴体１の支持穴１ｂに挿通され、反射面１ａに一部突出した状態で胴体１及び金属ブロック３により支持される。陽極８と金属ブロック３は電気的に接続されている。金属ブロック３は、陽極８への給電体として、及び、胴体１と陽極８の熱吸収体として機能する。この金属ブロック３は、例えばコバールのような熱伝導性の高い金属材料により形成されている。また金属ブロック３は、図２に示すように後端部（図１の左側端部）がピンＰで複数箇所（本実施形態では同心円上に３箇所）固定されており、胴体１に対して回転不能となっている。この金属ブロック３を介して、反射鏡内蔵型ランプＬは光源装置のヒートシンク４０に装着される。
【００１２】
第１金属環４は、胴体１及び金属ブロック３の外径に対応させた内径を有し、胴体１の外周及び金属ブロック３の連結部３ａの外周を覆って胴体１と金属ブロック３を固定する。この第１金属環４は、低抵抗の金属材料によって形成されており、金属ブロック３と共に陽極８への給電体として働く。
【００１３】
給電リング５は、胴体１の外径とほぼ等しい外径を有するリング形状をなし、同様に胴体１の外径とほぼ等しい外径を有するセラミックリング７を介して胴体１に当接している。給電リング５は、陰極９への給電体であって、金属材料により形成されている。この給電リング５の内周面には、該内周面に当接する筒状のフランジ１０が密嵌されていて、フランジ１０はその内周面に密着させた円形の窓部材１１を保持している。窓部材１１は、可視光を透過させる透光性を有している。このフランジ１０及び窓部材１１は、互いの密着性を良好に保てるように、熱膨張係数が近い材質で形成されていることが好ましい。本実施形態では、フランジ１０がコバール合金（ＦｅＮｉＣｏ）により形成され、窓部材１１はガラスにより形成されている。
【００１４】
第２金属環６は、胴体１、給電リング５及びセラミックリング７の外径に対応させた内径を有しており、上記金属ブロック３が固定された側とは反対側で胴体１、給電リング５及びセラミックリング７の外周を覆って、胴体１に給電リング５及びセラミックリング７を固定する。この第２金属環６は、低抵抗の金属材料によって形成されており、給電リング５と共に陰極９への給電体として働く。
【００１５】
上記窓部材１１がフランジ１０を介して給電リング５に密嵌されると、胴体１の他端部側に、反射面１ａを含む密封空間が形成される。この密封空間を、本実施形態では放電空間Ｓということにする。放電空間Ｓ内には、Ｘｅを主体とする発光物質（不活性ガス）が封入されており、一対の陽極８と陰極９が所定の間隔をあけて配置されている。本実施形態の陽極８と陰極９の間隔は約１〜２ｍｍ程度である。陽極８と陰極９は、ランプ点灯時に高温になるため、例えばタングステンなどの耐熱性に優れた金属材料で形成されている。陽極８は、上述したように反射面１ａから一部突出した状態で胴体１及び金属ブロック３に支持されている。一方、陰極９は、その軸線方向が陽極８の軸線方向に一致するように、導電性支持部材１２によって支持されている。導電性支持部材１２は、一端部が陰極９に接合され、他端部が給電リング５の内周面に接合されていて、陰極９と給電リング５とを電気的に接続する。この導電性支持部材１２は、給電リング５に接合された他端部でフランジ１０にも当接している。導電性支持部材１２は、例えば銅のような導電性に優れた金属材料により形成されている。
【００１６】
第１金属環４及び金属ブロック３を介して陽極８に、第２金属環６、給電リング５及び導電性支持部材１２を介して陰極９にそれぞれ電圧を印加すると、陰極９から陽極８に向かって飛び出した電子が放電空間Ｓ内の発光物質を励起させ、陽極８と陰極９の間に輝点が生じる。すなわち、本反射鏡内蔵型ランプＬが点灯する。陽極８と陰極９の間に生じた光は、反射面１ａによって反射され、放電空間Ｓから窓部材１１及び窓部材１１よりも外方へ射出される。本実施形態の反射面１ａで反射された光は、平行光として外方に射出される。反射鏡内蔵型ランプＬから射出される光が平行光であるか集光であるかは、放電空間Ｓ内に備える反射面１ａの形状の違いによる。
【００１７】
本反射鏡内蔵型ランプＬが点灯すると、陽極８及び陰極９の温度は約１０００℃近くまで上昇し、陽極８及び陰極９からの発熱により放電空間Ｓの温度も上昇する。このとき、金属ブロック３が上述したように胴体１と陽極８の熱吸収体として働き、陽極８及び放電空間Ｓ内の温度が過剰に上昇してしまうことを防止している。すなわち、陽極８の熱は金属ブロック３に吸収され、放電空間Ｓの熱は胴体１を介して金属ブロック３に吸収される。金属ブロック３に吸収された熱は、該金属ブロック３からヒートシンク４０へ放出される。一方、陰極９の熱は、導電性支持部材１２に伝わる。
【００１８】
以上の全体構成を有する反射鏡内蔵型ランプＬは、導電性支持部材１２の形状に特徴を有している。
【００１９】
導電性支持部材１２は、薄板状をなし、図３に示すように陰極９（陰極９に接合された一端部）を中心とするスパイラル形状で形成されている。この導電性支持部材１２は、図７に示すような陰極９から給電リング５及びフランジ１０までの距離が最短になる一直線状で形成された場合よりも、全長が長くなっている。導電性支持部材１２の全長が長くなれば、導電性支持部材１２の表面積も増大するため、導電性支持部材１２の放熱性が向上する。陰極９で発生した熱は、該陰極９に接合されている導電性支持部材１２を伝わりつつ導電支持部材１２から放電空間Ｓに放出され、導電性支持部材１２の他端部に伝わるまでの間に低減されていく。この結果、放電空間Ｓ内の温度が上昇したときに、導電性支持部材１２の他端部と給電リング５とフランジ１０が接する部分に伝わる熱量が抑制される。これにより、導電性支持部材１２の他端部が当接する部分でフランジ１０が局所的に過度な高温とならずに済むので、フランジ１０と窓部材１１の熱膨張による変形量はほぼ同等となり、フランジ１０と窓部材１１との密着性を良好に保つことができる。
【００２０】
導電性支持部材１２は、右回りのスパイラル形状で形成されているが、右回りのスパイラル形状であっても左回りのスパイラル形状であってもよい。
【００２１】
また本実施形態では、１つの導電性支持部材１２で陰極９を支持しているが、導電性支持部材１２は複数備えられていてもよい。ただし、導電性支持部材１２を複数備える場合は、導電性支持部材１２が反射面１ａで反射された光を遮らないように、各導電性支持部材１２の位置を調整する必要がある。
【００２２】
図４は、本発明の第２実施形態による反射鏡内蔵型ランプが備えた導電性支持部材を示している。この第２実施形態は、上述したスパイラル形状の導電性支持部材１２に替えて、３つの曲折部を有する折り曲げ形状の導電性支持部材２２を等間隔に３つ備えている。導電性支持部材２２以外の構成は、第１実施形態と同一である。図４では第１実施形態と同じ機能を有する構成要素に、図１と同一符号を付してある。
【００２３】
各導電性支持部材２２は、一端部と他端部が陰極９と給電リング５にそれぞれ接合されていて、さらに他端部はフランジ１０に当接している。この導電性支持部材２２は、耐熱性を有する金属材料により形成された例えば薄板状をなし、鋭角に折り曲げられてなる曲折部を有している。これにより、導電性支持部材２２の全長は、図７に示すような陰極９から給電リング５及びフランジ１０までの距離が最短になる一直線状で形成された場合よりも長く延びている。このように導電性支持部材２２の全長が延びれば、第１実施形態と同様に、陰極９で発生した熱は導電性支持部材２２の他端部に伝わるまでの間に低減されるので、導電性支持部材１２の他端部が当接する部分でフランジ１０が局所的に過度な高温とならずに済む。この第２実施形態によっても、フランジ１０と窓部材１１との密着性を良好に保つことができる。なお、各導電性支持部材２２は、反射面１ａで反射された光を遮らないように位置調整してある。
【００２４】
本第２実施形態では、導電性支持部材２２が曲折部を３箇所有しているが、曲折部の数は適宜設定することができる。また、この曲折部を有する導電性支持部材２２を、第１実施形態と同様に陰極９（陰極９に接合された一端部）を中心とするスパイラル形状に形成し、その全長をさらに長くすることも可能である。
【００２５】
また第２実施形態では、図４に示すように陰極９の軸線方向と直交する方向の断面で導電性支持部材２２が折り曲げられているが、導電性支持部材は、図５に示すように陰極９の軸線方向と平行な方向の断面で折り曲げられている構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による第１実施形態の反射鏡内蔵型ランプの主要構造を示しており、図３のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図２】同反射鏡内蔵型ランプの金属ブロックを後端から見て示す平面図である。
【図３】同反射鏡内蔵型ランプの導電性支持部材の平面形状を示す平面図である。
【図４】本発明による第２実施形態の反射鏡内蔵型ランプに備えられた導電性支持部材の平面形状を示す平面図である。
【図５】図４とは別態様で形成された導電性支持部材を示す断面図である。
【図６】従来の反射鏡内蔵型ランプの主要構造を示す断面図である。
【図７】図６に示す反射鏡内蔵型ランプの平面形状を示す平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１     胴体
１ａ   反射面
２     スペーサ
３     金属ブロック
４     第１金属環
５     給電リング
６     第２金属環
７     セラミックリング
８     陽極
９     陰極
１０   フランジ
１１   窓部材
１２   導電性支持部材
４０   ヒートシンク
【図１】
2005071684.tif 000003
【図２】
2005071684.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005071684.tif 000006
【図５】
2005071684.tif 000007
【図６】
2005071684.tif 000008
【図７】
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