(57)【要約】【課題】改良された自動車用高輝度放電ランプバルブ（２２）を提供する。【解決手段】高輝度放電ランプバルブ（２２）の電子回路収容部（３８）はランプ格納部（５０）中に近接用開口部に対して取外し可能な封止部を形成する。電子回路収容部（３８）はランプ格納部（５０）の内部の熱から電子回路（３４）を遮断する。電子回路収容部（３８）の後ろの吸放熱器が、ランプ格納部（５０）の後ろで周囲環境に熱を移動させ、電子回路（３４）を冷却させる。異物の侵入から保護するために、電子回路（３４）は電子回路収容部（３８）内で密閉可能である。電子回路収容部（３８）はランプ格納部（５０）の近接用開口部に固定され、且つランプ格納部（５０）内に装着された突起物又は反射器（５２）にも固定され、これによって、ユニットに安定した２点固定を提供し振動を減少させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持具を含む高輝度放電バルブ（２２）と、
安定化電子回路（４４）及び点灯電子回路（３４）用の電子回路収容部（３８Ａ）であって、前記電子回路収容部（３８Ａ）が前記支持具に付着され、一体型のバルブ（２２）及び電子回路ユニットを形成し、ランプ格納部（５０）中に近接用開口部に対して取外し可能な封止部を含み、前記ランプ格納部（５０）の内部の熱から前記安定化電子回路（４４）及び点灯電子回路（３４）を断熱する、電子回路収容部（３８Ａ）と、
前記電子回路収容部（３８Ａ）の後ろ部分（３９Ａ）の吸放熱器であって、前記ランプ格納部（５０）から周囲環境に熱を移動させ前記電子回路（４４）を冷却させるように構成された吸放熱器とを含み、
前記電子回路収容部（３８Ａ）が、前記ランプ格納部（５０）の前記近接用開口部に固定され、且つ前記ランプ格納部（５０）の中の第２の領域にも固定され、これによって、前記一体型のバルブ（２２）及び電子回路（３４）ユニットに対して安定した２点固定を提供する
高輝度放電ランプ。
【請求項２】
前記吸放熱器が前記電子回路収容部（３８Ａ）に金属の後ろ板を含む請求項１記載の高輝度放電ランプ。
【請求項３】
前記吸放熱器が前記電子回路収容部（３８Ａ）の前記後ろ部分（３９Ａ）中に装着された安定化回路基板（４５Ｂ）の後方に熱伝導性の層を含む請求項１記載の高輝度放電ランプ。
【請求項４】
前記吸放熱器が前記電子回路収容部（３８Ａ）内に装着され、前記電子回路収容部（３８Ａ）から後方に延びる熱伝導性フィン（６２）含む請求項１記載の高輝度放電ランプ。
【請求項５】
前記電子回路収容部（３８Ａ）の前記断熱部（４０）の少なくとも一部が、内外壁の間に密閉された真空の空間を含む請求項１記載の高輝度放電ランプ。
【請求項６】
前記点灯電子回路（３４）が前記電子回路収容部（３８Ａ）内の前記ランプバルブ支持具（３２）の後ろの保持具（３６）の中に装着された請求項１記載の高輝度放電ランプ。
【請求項７】
前記封止部が、前記保持具（３６）の前端部（２４）にある前記ランプバルブ（２２）の前記縦軸（２６）に垂直な面（４３）内におおよそ配置され、これによって、前記保持具（３６）が前記ランプ格納部（５０）の外に配置された請求項６記載の高輝度放電ランプ。
【請求項８】
前記電子回路収容部（３８Ａ）が、前記封止部の前記面（４３）に沿って断熱部を含み、前記点灯電子回路（３４）及び前記安定化電子回路（４４）が前記封止部の前記面（４３）の後ろに装着され、前記電子回路（３４）を前記ランプ格納部（５０）の内部空間から断熱する請求項７記載の高輝度放電ランプ。
【請求項９】
前記点灯電子回路（３４）が前記バルブ支持具（３２）の後ろで且つ前記封止部の前記面（４３）の後ろで中央に装着され、前記安定化電子回路（４４）が前記点灯電子回路保持具（３６）を放射状に囲み且つ前記点灯電子回路保持具（３６）から離間した回路基板（４５Ａ）上に装着された請求項８記載の高輝度放電ランプ。
【請求項１０】
前記電子回路収容部（３８Ａ）の前記後ろ部分（３９Ａ）が、全体に前記ランプ縦軸（２６）に同軸な円筒状の壁を含み、前記安定化回路基板（４５Ｂ）が柔軟で前記保持具（３６）と前記円筒状の壁との間の熱伝導性の心金（６０）の周りに円筒状の円弧に曲げられ、前記電子回路（３４）の空気冷却用の熱伝導性のフィン（６２）が前記心金（６０）から後方に伸張する請求項９記載の高輝度放電ランプ。
【請求項１１】
前記点灯電子回路（３４）が熱伝導性の放射状内枠（７０）の中に装着され、前記安定化電子回路（４４）が熱伝導性の放射状外枠（７２）の周囲の周りに装着された回路基板（４５Ａ）の上に装着され、前記内枠及び外枠（７０、７２）が熱伝導性の柱によって接続された請求項９記載の高輝度放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高輝度放電ランプ用の安定化及び点灯電子回路に関し、特に自動車ヘッドランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度放電（ＨＩＤ）ランプは、ガスが充填され光のスペクトルを決定する要素を収容する密閉された透明な管の中の電極間の電気アークを介して光を発生させる。アークを開始させるためには、ガスをイオン化させなければならない。これは、点灯電子回路によって供給される電極間の高電圧初期パルスによって開始させることが可能である。一旦、ガスがイオン化し、他の要素が加熱されイオン化すると、電気的伝導性のプラズマが管の中に発生し、電極ギャップ間のインピーダンスを減少させる。電圧は、次に安定化電子回路によって制御され、アークを維持し最大のランプ効率と寿命を得る。アーク及び電子回路は熱を生成してランプ格納部内に蓄積し、ランプ電子回路及び格納部自身を含む、格納部内の部品に損傷を与える。ヘッドランプは、周囲を流れる空気中の異物から保護するために格納部の中に密閉しなければならないので、このことは、特に自動車ヘッドランプにおいて問題である。格納部内に熱が蓄積するために、ＨＩＤヘッドランプと電子回路を単一のユニットとして提供することは困難であった。従来は、ランプ電子回路を格納部の外部に設置して格納部の内部の熱から損傷を避けると共に、格納部内の熱源となることを避けている。
【０００３】
小型蛍光バルブは、基部に点灯及び安定化電子回路を収容する。蛍光ランプは電気アークを利用するが、ＨＩＤランプとは考えられていない。蛍光ランプは低輝度なので高い熱を発生させず、このような度合いの熱の問題は発生しない。
【特許文献１】米国特許第６，７１０，５４５号公報
【特許文献２】米国特許出願公開２００２０１４４３９７Ａ１号公報
【特許文献３】米国特許第７，１０２，２９８Ｂ２号公報
【特許文献４】米国特許第７，０５３，５５３Ｂ１号公報
【特許文献５】米国特許第６，８４６，０９４Ｂ２号公報
【特許文献６】米国特許第６，５７０，３３２Ｂ１号公報
【特許文献７】米国特許第６，４６２，４７６Ｂ１号公報
【特許文献８】米国特許第６，４４５，１３１Ｂ１号公報
【特許文献９】米国特許第６，４１１，５２４Ｂ１号公報
【特許文献１０】米国特許第６，３４２，７６６Ｂ１号公報
【特許文献１１】米国特許第５，６９１，５９８号公報
【特許文献１２】米国特許第５，２１４，３５７号公報
【特許文献１３】米国特許第５，１５０，０１５号公報
【特許文献１４】米国特許第５，０４７，８９３号公報
【特許文献１５】米国特許第５，０４７，６９２号公報
【特許文献１６】米国特許第４，４９０，６４９号公報
【特許文献１７】米国特許第３，９８２，１５４号公報
【特許文献１８】欧州特許出願公開１，０５２，４４７Ａ２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｙａｍａｇｕｃｈｉらの米国特許第６，７１０，５４５号には、直接結合した電子制御装置４０を備える放電ランプ３０が開示されている。しかし、このシステムは電子回路用に外部放熱器を備えていないケース１１の中に封入されているため、ケース１１内に熱の蓄積が起こり得る。また、ランプ／制御装置ユニットは支持が１点２０ａのみで装着されており、ケース１１に接触しない。これによって、ランプは振動し得る。ＨＩＤ自動車ヘッドランプ中の振動は問題である。振動はランプを損傷させたり、接続を緩ませたりし得る。これは、調整の狂い、及び／又は明らかなチラツキを引き起こし得るため、対向車の運転手にとって邪魔であり危険である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は、自動車ヘッドランプ用のＨＩＤバルブを、安定化及び点灯電子回路を収容する収容部に結合させ、一体型のバルブ及び電子回路ユニットを形成することにある。本発明の他の態様は、ＨＩＤランプ格納部の中の近接用開口部に対して封止部を形成する電子回路収容部にある。本発明の他の態様は、電子回路をランプ格納部の内部の熱から遮断する電子回路収容部にある。本発明の他の態様は、電子回路収容部の後ろ部分の吸放熱器にあり、これがヘッドランプ格納部から熱を周囲の環境に移動させることを可能にして電子回路を冷却する。熱移動モダリティは、対流、伝導、又は熱放射を介すものでよい。これによって、過熱することなしに異物の侵入から保護するために、電子回路を収容部内で密閉可能である。本発明の他の態様は、電子回路収容部を２つの領域に、すなわち、最初にランプ格納部の近接用開口部に、次にランプ格納部内に装着された突起物又は反射器に固定することにある。これによって、ユニットに対して安定した２点固定を提供し振動を減少させる。これらの特徴の組合せは、異物の侵入に対して密閉し、且つ電子回路を冷却する、例えば、電子回路の接合部を最大許容温度未満に冷却する等、両方の機能を有する小型で振動のないＨＩＤランプユニットを提供し、特に自動車ヘッドランプにおいて有用である。
【０００６】
本発明のこれらの及び他の特徴、態様、及び利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むと一層良く理解されるだろう。これらの図面を通し同じ符号は同じ部品を表す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１に、後方の近接用開口部５１を備えるランプ格納部５０の中のランプユニット２０Ａを示す。高輝度放電ランプバルブ２２は、当分野で既知の、前端部２４、放電管２８、透明な被覆３０、及び縦軸２６を有する。バルブ２２の後端部は、バルブ支持具３２の中に装着される。電気回路収容部３８Ａは、バルブ支持具に装着された断熱部４０、及び近接用開口部５１を密閉する封止部４２を有し、電子回路収容部３８Ａ及びバルブ２２を格納部５０へ固定する第１の領域を備える。封止部４２は、ネジ又は、全体に面４３に締め付ける既知の他の機構を含んでよい。反射器５２は、バルブ２２からの光を前に反射するようにランプ格納部５０の中５４に装着してよい。反射器５２はバルブ支持具３２に接触するように配置してよく、したがって、電子回路収容部及びバルブを格納部に固定する第２の領域３３を備える。この結果、電子回路収容部３８Ａ及びバルブ２２に対して２点固定の系となり、これによって、自動車用途での部品の振動が減少する。ランプ点灯電子回路３４は電子回路収容部の断熱部４０の中に装着される。この目的に、保持具３６を備えてもよい。ランプ安定化電子回路４４は、封止部４２の後ろの電子回路収容部の後ろ部分３９Ａに装着される。この配置は、点灯電子回路３４及び安定化電子回路４４をランプ格納部５０の内部の熱から遮断し、電子回路３４、４４に外部冷却を与え、電子回路収容部３８Ａを近接用開口部５１の封止として機能させる。
【０００８】
熱伝導性の要素４８Ａは、安定化電子回路４４に熱的に接続可能で、ランプ格納部５０の外部の空気に曝される。例えば、安定化電子回路４４は回路基板４５Ａ上に装着可能で、この回路基板４５Ａは熱伝導性の後ろ板４８Ａ上に装着可能である。１つの実施形態の例では、回路基板が熱伝導性粘着剤又はテープ等の粘着剤を使用して熱伝導性の後ろ板に付着可能である。他の実施形態の例では、回路基板４６Ａは、図２のように、露出している熱伝導性の後方の層４８Ａを有してよい。図２に示すように、回路基板４６Ａは、適宜、電子回路収容部３８Ａの後ろ部分３９Ａ内の空気と伝導性要素４８Ａとの間の直接熱伝導を可能にする中央孔４９又は他の間隙を有してよい。後述するように、適宜、冷却フィンを熱伝導性要素から後方に伸張させてよい。図３はランプユニットの実施形態２０Ａの部分断面の斜視図を示す。
【０００９】
図４はランプユニットの第２の実施形態２０Ｂを示す。電子回路収容部３８Ｂは円筒状の後ろ部分３９Ｂを有し、この中で、心金６０内の中央に点灯電子回路保持具３６を装着してよい。安定化回路基板４５Ｂは柔軟型で、心金６０の周りに巻き付けて円筒状の円弧を形成してよい。心金６０は熱伝導性でよく、電子回路３４、４４を冷却するために外部後方に伸張するフィン６２を有してよい。空気中の粒子や水等の異物の侵入から電子回路３４、４４を密閉するために、後ろカバー４８Ｂを備えてよい。後ろカバー４８Ｂは熱伝導性でよく、点灯電子回路を冷却するためにフィン６４を有してよい。フィン６２は心金６０の一部でよく、後ろカバー４８Ｂ中の開口部を通して伸張してもよいし、又はフィン６２が後ろカバー４８Ｂの一部でもよい。電子回路収容部３８Ｂの断熱部４０Ｂは、図示するように封止面４３に沿って熱遮蔽を形成し、ランプ電子回路３４、４４をランプ格納部５０の内部の熱から遮断可能である。図５は実施形態２０Ｂを後ろから見た図であり、後ろカバー４８Ｂを通して又はそこから後方に伸張するフィン６２、６４を例示する。
【００１０】
図６は、電子回路収容部３８Ｃの後ろ部分３９Ｃを通して切った、ランプユニットの第３の実施形態２０Ｃの後方断面図を示す。点灯電子回路３４は熱伝導性の放射状内枠７０上に装着可能で、安定化電子回路４４は熱伝導性の放射状外枠７２の周囲の周りに装着される剛性／柔軟性の回路基板４５Ｃ上に装着可能である。実施形態の１つの例では、回路基板が熱伝導性粘着剤又はテープを使用してこの枠に付着可能である。内及び外枠７０、７２は熱伝導性の柱７４によって接続される。本明細書では、用語「放射状」はランプバルブの縦軸２６に対比して使用される。したがって、「放射状内」は「放射状外」よりも軸２６に近いことを意味する。剛性／柔軟性回路基板４５Ｃは、当分野で既知のように、柔軟なヒンジ４７Ｃによって接続される平坦な区分を有する。柔軟で電気伝導性の柱がこれらの区分の間をつなげる。代替え的に、最大４つの個別の回路基板が装着可能であり、配線で相互接続可能である。振動を減衰させること等によって振動の発生効果を減少させるので、粘着テープを使用して回路基板の剛性のある部分を装着することが望ましいと言えることを理解されたい。
【００１１】
図７はランプユニットの第４の実施形態２０Ｄを示す。電子回路収容部３８Ｄは円筒状でよく、点灯電子回路保持具３６をランプ支持具３２の後ろに直接、電子回路収容部３８Ｄ内の中央に装着してよい。図示するように、１つ以上の回路基板４５Ｄが保持具３６以外に装着可能である。安定化電子回路４４はこの保持具から離し、図示するように、回路基板４５Ｄの放射状の内表面上又は外表面上に装着可能である。電子回路収容部３８Ｄの後ろ部分３９Ｄ上の後ろカバー４８Ｄは、空気中の粒子や水等の異物の侵入から電子回路３４、４４を密閉する。後ろカバー４８Ｄは熱伝導性でよく、電子回路３４、４４を冷却するためにフィン６４を有してよい。電子回路収容部３８Ｄの断熱部４０Ｄは真空二重壁でもよい。このような真空壁の断熱は、適宜、他の実施形態２０Ａ、２０Ｂ、及び２０Ｃに使用可能である。これによって、ランプ電子回路３４、４４がランプ格納部５０の内部の熱から遮断される。
【００１２】
後ろカバー４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｄは分割して製作し、選択された電子回路に近接可能としてよい。例えば、点灯電子回路３４のみを保守するように中央の円形部分を個別に取外し可能でよい。
【００１３】
運用では、熱伝導性構造（例えば、４８Ａ、４８Ｂ、４８Ｄ、６０、６２、６４、７０、７２、７４）は、電子回路収容部の後ろ部分（例えば、３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄ）に熱的に結合させる等して、ランプ格納部から周囲環境に熱を移動させて電子回路を冷却するようにしてもよい。熱移動モダリティは、対流、伝導、又は熱放射を介すものでよい。これによって、過熱することなしに異物の侵入から保護するために、電子回路を収容部内で密閉可能である。
【００１４】
本発明の一部の特徴のみを本明細書で例示し説明したが、当業者には多くの改変や変更を行える。したがって、添付の特許請求の範囲が、本発明の正しい趣旨に適合するものとして、これら改変や変更の全てを包含することを意図したものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態Ａによる自動車ヘッドランプ格納部中のＨＩＤランプユニットの断面図である。
【図２】図１の電子回路収容部の後ろ部分の一部の断面図であり、実施形態Ａのある代替え手段を示す。
【図３】図１の実施形態Ａの部分断面の斜視図である。
【図４】本発明の実施形態Ｂの断面図である。
【図５】実施形態Ｂの後ろ斜視図である。
【図６】本発明の実施形態Ｃの後ろ断面図である。
【図７】本発明の実施形態Ｄの断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
２０  ランプユニット
２２  高輝度放電ランプバルブ
２４  前端部
２６  縦軸
２８  放電管
３０  透明な被覆
３２  バルブ支持具
３３  第２の固定領域
３４  ランプ点灯電子回路
３６  点灯電子回路保持具
３８  電子回路収容部
３９  後ろ部分
４０  断熱部
４２  封止部
４３  封止面
４４  ランプ安定化電子回路
４５  回路基板
４６Ａ  回路基板
４７Ｃ  柔軟なヒンジ
４８  熱伝導性要素
４９  中央孔
５０  ランプ格納部
５２  反射器
６０  心金  
６２  フィン
６４  フィン
７０  熱伝導性の放射状内枠
７２  熱伝導性の放射状外枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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