JPH08511908A - 無電極高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 無電極高圧放電ランプは電気コイル２で囲まれたランプ容器１を有する。電気コイル２は第１外側巻回部３及び第２外側巻回部４と、これら外側巻回部間の第３巻回部９とを有する。これら外側巻回部はヒートシンク１０に熱伝導的に結合するも、少なくともその一方は電気絶縁的にして結合する。第３巻回部９も、場合に応じ導電的に且つ接地電位にしてヒートシンク１３に結合する。電気コイルの冷却が改善される。

Description

【発明の詳細な説明】 無電極高圧放電ランプ 本発明は、 真空密に封じられ且つイオン化可能な充填剤が封入されている光透過性のラン プ容器と、 このランプ容器を囲んで設けられた電気コイルであって、この電気コイルは第 １及び第２外側巻回部を有し、これら第１及び第２外側巻回部は、電気コイルか ら離れて延在して電源に接続しうるように設計されている第１及び第２導電体に それぞれ電気接続された端部を有し、前記電気コイルは前記第１及び第２外側巻 回部間に第３巻回部を有している当該電気コイルと を具え、前記第１及び第２導電体はヒートシンクに熱伝導的に連結され、これら 導電体の少なくとも一方が電気絶縁体で且つ熱伝導体である物体によりヒートシ ンクから電気絶縁されている無電極高圧放電ランプに関するものである。 このような無電極高圧放電ランプは欧州特許出願第９４２００２５０．２号明 細書（特開平６−２５１８８４号公報）に開示されている。 導電体及びコイルに電流が流れることにより発生される熱や、放電容器からコ イルに放出される熱の為に、導電体を冷却して電源があまり高い温度とならない ようにする必要がある。コイルが比較的高い温度に、従って比較的高い電気抵抗 値にならないようにする必要もある。コイルの電気抵抗値が高くなると、抵抗損 を高め、従って温度を更に高くする。 前記の欧州特許出願のランプでは、導電体の各々をヒートシンクに接続するこ とにより冷却を達成している。この場合、熱はこれらの導電体からヒートシンク を経て外部に除去される。附勢される活性リード線である導電体はこの場合窒化 アルミニウム体を経てヒートシンクと熱接触している。窒化アルミニウムは良好 な熱伝導体であり且つ電気絶縁体である。これにより前記のヒートシンクを接触 しても安全としている。更に、この場合、中性リード線のヒートシンクは活性リ ード線のヒートシンクと一体にすることができる。 欧州特許第ＥＰ０４４０３８１号明細書に開示されたこのようなランプでは、 ２つの導電体がそれぞれのヒートシンクに導電的に接続されている。同様な無電 極高圧放電ランプは米国特許第５，０３０，８８９号明細書からも既知である。 米国特許第５，０３９，９０３号及び第５，０４２，１３９号明細書には、電 気コイルの各端部が対応するヒートシンクを経て安定器に接続され、一方、導電 体がこれらヒートシンクからある距離だけ離れて延在している無電極高圧放電ラ ンプが開示されている。これらのランプでは、コイルを冷却するためにコイル中 に水を循環させることができる。この場合、給排水路が必要であり、このための 駆動装置も必要となり、これと関連して電力が消費されるという欠点がある。 米国特許第４，９１０，４３９号明細書には、強制的な空気の流れにより電気 コイルを冷却する無電極高圧放電ランプが開示されている。このランプの場合、 冷却のためにモータや送風管が必要であり、電力を消費するという欠点がある。 本発明の目的は、電気コイル及び導電体を強力に冷却する信頼性のある手段を 有する前述した種類の無電極高圧放電ランプを提供せんとするにある。 本発明によれば、電気コイルから離れて延在するとともに、ヒートシンクに少 なくとも熱的に連結された第３導電体に第３巻回部を接続することにより上述し た目的を達成する。 本発明によるランプにおける上述した手段によれば、外側巻回部の端部から遠 く離れた位置でコイルから熱を引出す。奇数個の巻回部を有するランプにおいて 第３巻回部として中央の巻回部を選択する場合には、前記の位置を前記の端部か ら最も離れた位置とすることもできる。３個よりも多い巻回部を有するコイルで は所望に応じ、追加の巻回部をヒートシンクに連結することができる。 特別な実施例では、第３導電体を導電的にヒートシンクにも連結し、動作中接 地電位にし、一方、第２及び第３導電体の各々は電気絶縁体で且つ熱伝導体があ る物体により電気絶縁的にヒートシンクに連結する。 本例では、第１及び第２導電体は正及び負の導電体である。本例の場合、第３ 導電体に連結されたヒートシンクは接触しても安全であるという利点が得られる 。第１及び第２導電体は、第３巻回部をコイルの中央の巻回部とする場合接地電 位に対し対称的な電位を有するようにしうるが、これらの電位は非対称にするこ ともできる。 しかし、第３導電体を、電気絶縁体で且つ熱伝導体である物体により電気絶縁 的にヒートシンクに連結するか、或いは関連のヒートシンクを絶縁体又は接地電 位にあるハウジングで囲む場合にも接触の安全性が得られる。 第３導電体を電気絶縁体を介してヒートシンクに連結する場合には、導電体の すべてを同じヒートシンクに結合することができる。 好適実施例では、ランプを光導波路、例えば光パイプに結合する。 電気絶縁体で且つ熱伝導体である物体としては窒化アルミニウムを用いるのが 好ましい。窒化アルミニウムは約１０¹²Ωｍの比較的高い抵抗率と約１５０Ｗｍ^-1 Ｋ^-1の比較的高い熱伝導率とを合わせ持つ。従って、窒化アルミニウムは活性 導電体と導電体との間を電気的ではなく熱的に連結するのに用いるに極めて適し たものである。 本発明による無電極高圧放電ランプは、空気又は水のような流体や関連の循環 手段の使用を回避したコンパクトな形状にすることができる。それにもかかわら ず、抵抗損や使用すべき電源に対する損傷が有効に回避される。 本発明による無電極高圧放電ランプの実施例を図面に示し、図面において、 図１はランプを示す斜視図であり、 図２は図１のII−II線上を断面とした断面図であり、 図３は図１のIII−III線上を断面とした断面図であり、 図４は図１のコイルの変形例を示す平面図であり、 図５は図４のコイルを図４のラインＶの方向に見た側面図であり、 図６は図２に示す例の変形例を示す断面図であり、 図７は図３に示す例の変形例を示す断面図であり、 図８は更に他の変形例を示す断面図である。 図１において、無電極高圧放電ランプは光透過性のランプ容器１を有し、この ランプ容器は真空密に封じられ、例えば２ｃｍ³の容積を有する石英ガラス或い は酸化アルミニウムのようなセラミック材料から成っている。ランプ容器にはイ オン化可能な充填剤、例えば２．５ｍｇのＮａＩ、１．５ｍｇのＣｅＩ₃及び１ ２５ミリバールのＸｅが封入されている。 ランプ容器のまわりには例えば銅より成る電気コイル２が設けられ、この電気 コイルは、端部５，６をそれぞれ有する第１及び第２外側巻回部３，４を具えて いる。これら端部は、コイルから離れて延在し且つ電源に接続されるように設計 された第１導電体７及び第２導電体８にそれぞれ電気接続されている。コイル２ は外側巻回部３，４間に第３巻回部９を有する。第１及び第２導電体７，８はヒ ートシンク１０に熱的に連結され、少なくとも一方の導電体が、電気絶縁体で且 つ熱伝導体である物体１１によりヒートシンク１０から電気絶縁されている。 第３巻回部９はコイルから離れて延在する第３導電体１２に接続されており、 この第３導電体１２はヒートシンク１３に少なくとも熱的に連結されている。 図１では第３導電体１２が導電的にもヒートシンク１３に連結されており、こ の第３導電体が接地電位にあり（図３参照）、第１及び第２導電体７，８は双方 共、電気絶縁体で且つ熱伝導体でありこの場合窒化アルミニウムより成る物体１ １を介して電気絶縁的にヒートシンク１０に連結されている（図２参照）。 ランプ容器１は反射器２１を有するハウジング内に収容されており、この反射 器は金属ワイヤの格子２２により覆われている。ヒートシンク１０，１３は周囲 への熱の放出を改善するためにフィン１０ａ，１３ａを有する。 本発明による手段を講じないランプにおける銅コイルは動作中酸化により迅速 に黒化するが、本発明によるランプは全く黒化を呈しないか或いは黒化が著しく 遅れる。本発明によれば動作中コイルの温度が低減する。 図２では、導電体７，８を例えば銅を以って構成し、ヒートシンク１０中で窒 化アルミニウムの物体１１間に緊締する。これら導電体は絶縁変圧器を介して電 源に接続することができ、従ってこれら導電体に接地電位に対して正及び負の電 位を与えることができる。 例えば銅より成る第３導電体１２は熱伝導的に且つ導電的にヒートシンク１３ の金属プレート１３ｂに連結されている。このヒートシンクは、従って第３導電 体は接地電位にある。 図４〜８においては、前述した図中の部品に対応する部品に前述したのと同じ 符号を付した。 図４，５においては、コイルを銅プレートから形成する。第３巻回部９の端部 ９ａは第３導電体１２により緊締保持され、第３導電体はヒートシンク１３内で 窒化アルミニウムの物体１４間に緊締されている。第１導電体７（図６）はヒー トシンク内で金属プレート１０ｂ間に緊締されているとともに導電的且つ熱伝導 的にこれら金属プレートに連結されている。第２導電体８はヒートシンク中で窒 化アルミニウムの物体間に緊締されているとともに熱伝導的であるも電気絶縁的 にこれら物体に連結されている。 第３導電体１２（図７）は、電気絶縁体で且つ熱伝導体である物体１４を介し て電気絶縁的で且つ熱伝導的にヒートシンク１３に連結されている。 図８において、ランプ容器１が表面にＺｒＯ₂の被膜１′を有し、この表面で 光を反射させるようにしている。図示のランプは１つのみのヒートシンク１０， １３を有し、このヒートシンクに第１導電体が熱的且つ電気的に連結され、第２ 導電体が物体１１を介して熱伝導且つ電気絶縁的にヒートシンクに連結され、第 ３導電体も物体１４を介して熱伝導且つ電気絶縁的にヒートシンクに連結されて いる。ヒートシンク中には反射器２１が存在し、この反射器はヒートシンクに密 接している。この反射器には光パイプ２５が連結されている。ランプに対する電 源ユニットはハウジング２６内に収容することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コルベル アキーム オランダ国 6462 ベーエヌ ケルクラー デ ピックステーンウェッハ 60アー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．真空密に封じられ且つイオン化可能な充填剤が封入されている光透過性のラ ンプ容器（１）と、 このランプ容器を囲んで設けられた電気コイル（２）であって、この電気コ イルは第１及び第２外側巻回部（３，４）を有し、これら第１及び第２外側巻回 部は、電気コイルから離れて延在して電源に接続しうるように設計されている第 １導電体（７）及び第２導電体（８）にそれぞれ電気接続された端部（５，６） を有し、前記電気コイル（２）は前記第１及び第２外側巻回部間に第３巻回部（ ９）を有している当該電気コイルと を具え、前記第１及び第２導電体（７，８）はヒートシンク（１０）に熱伝導 的に連結され、これら導電体の少なくとも一方が電気絶縁体で且つ熱伝導体であ る物体によりヒートシンクから電気絶縁されている無電極高圧放電ランプにおい て、 前記の第３巻回部（９）が第３導電体（１２）に連結され、この第３導電体 は電気コイルから離れて延在するとともにヒートシンク（１３）に少なくとも熱 伝導的に連結されていることを特徴とする無電極高圧放電ランプ。 ２．請求の範囲１に記載の無電極高圧放電ランプにおいて、前記の第３導電体（ １２）がヒートシンク（１３）に導電的にも連結され且つ接地電位にあり、前記 の第１及び第２導電体（７，８）の各々は、電気絶縁体で且つ熱伝導体である物 体（１１）によりヒートシンク（１０）に電気絶縁的に連結されていることを特 徴とする無電極高圧放電ランプ。 ３．請求の範囲１に記載の無電極高圧放電ランプにおいて、前記の第３導電体（ １２）は、電気絶縁体で且つ熱伝導体である物体（１４）によりヒートシンク（ １３）に電気絶縁的に連結されていることを特徴とする無電極高圧放電ランプ。 ４．請求の範囲３に記載の無電極高圧放電ランプにおいて、前記の第３導電体（ １２）が連結されているヒートシンク（１３）が、前記の第１及び第２導電体（ ７，８）が連結されているヒートシンク（１０）に一体に連結されているこ とを特徴とする無電極高圧放電ランプ。 ５．請求の範囲１〜４のいずれか一項に記載の無電極高圧放電ランプにおいて、 電気絶縁体で且つ熱伝導体である物体として窒化アルミニウムが用いられている ことを特徴とする無電極高圧放電ランプ。 ６．請求の範囲１〜４のいずれか一項に記載の無電極高圧放電ランプにおいて、 ランプが光パイプ（２５）に結合されていることを特徴とする無電極高圧放電ラ ンプ。