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KR100852023B1 - 조명 장치, 홀더, 램프 및 조명 기구 - Google Patents

조명 장치, 홀더, 램프 및 조명 기구
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램프 및 홀더를 포함하는 조명 장치로서, 램프는 소켓, 램프 용기 내에 배열된 전기 소자를 포함한다. 소켓은 방사형으로 돌출된 말단부를 포함하는 돌출된 전기 램프 접속부를 포함한다. 홀더는 벽이 있는 하우징을 포함하며 하우징 내부에 전기 홀더 접속부와 접속 개구가 설치된다. 말단부를 개구로 삽입하고 그다음 램프가 회전된 후에, 홀더 접속부 뒤에 있는 램프 접속부의 탄성적인 연결의 결과로서 탄성력에 의해 램프 베이스 및 홀더가 서로에 대해 축방향으로 압축된다. 탄성력은 램프 및 홀더 표면 상의 돌출부에 의해 일시적으로, 외관상으로 강화되며, 이러한 돌출부는 램프와 홀더가 조립되면 상호간에 용이하게 들어맞는다. 본 발명의 조명 장치는 홀더에 관한 전기 소자의 정확한 위치 조절을 가능하게 한다.

Description

조명 장치, 홀더, 램프 및 조명 기구{LIGHTING UNIT, HOLDER, LAMP AND LUMINAIRE}
본 발명은 램프 및 홀더를 포함하는 조명 장치에 관한 것으로서, 램프는 소켓, 소켓에 설치된 램프 용기(lamp vessel) 내에 배열된 전기 소자 및 램프 용기와 소켓을 통해 신장되는 램프 축을 포함하며, 소켓은 램프 축을 횡단하는 램프 베이스(lamp base)를 포함하고, 램프 베이스에는 반경방향 돌출 말단부(radially projecting ends)를 포함하는 돌출된 전기 램프 접속부(protruding electrical lamp contacts)가 있다.
홀더는 벽이 있는 하우징(walled housing)을 포함하며 하우징 내부에는 전기 홀더 접속부(electrical holder contacts)가 있고, 하우징은 홀더 축을 횡단하는 지지벽(support wall) 내에 형성된 접속 개구(contact opening)를 포함하며, 지지벽은 외부 벽 표면을 포함하고, 말단부가 개구 내로 삽입된 다음 램프 축에 대하여 램프가 회전된 후에 지지벽은 말단부에 의해 유지되며, 램프 베이스 및 홀더는 탄성력에 의해 서로에 대한 축방향으로 압축되고, 램프 접속부는 홀더 접속부와 전기적으로 접촉한다.
또한 본 발명은 전술한 조명 장치에서의 사용을 위한 홀더 및 램프에 관한 것이며, 전술한 홀더 또는 전술한 조명 장치를 포함하는 조명기구(luminaire)에 관 한 것이다.
서두에 설명한 바와 같은 조명 장치는 유럽특허 제871264 A1호에 공개되어 있다. 종래의 장치에서 램프는 접속핀(contact pins)의 형태인 두개의 램프 접속부를 포함한다. 홀더의 하우징은 두개의 접속 개구(contact opening)를 통해 접속 말단부를 수용하기 위한 두개의 챔버(chamber)를 정의한다. 핀의 접속 말단부는 핀이 접속 개구 내에 삽입되고 챔버 내에 돌출될 때, 탄성적인 방식으로 챔버 내의 전기 접속부와 접속되는 헤드(head)이다. 접속 개구는 하우징의 지지벽 상에 아크(arc) 형태로 신장되며, 접속 개구 각각의 제1 부분(portion)의 폭은 핀 헤드의 폭 보다 크고, 접속 개구 각각의 제2 부분은 핀 헤드의 폭보다 작지만 핀 자체의 폭보다는 큰 폭을 가진다. 램프가 접속 개구 내에서 돌려지면, 핀을 지지하는 램프 베이스가 축방향의 힘과 반경방향의 힘을 핀에 모두 가하는 금속 스프링에 의해 하우징의 지지벽 반대 방향으로 당겨진다. 이러한 지지벽은 램프의 전기 소자로부터 나오는 광원뿔(light cone)에 대한 기준면을 구성하며, 그결과 정확한 배열이 중요한 광학 시스템 또는 그 밖의 장치에 대하여 하우징의 정확한 높이가 조절될 수 있다. 종래의 램프에서는 말단부가 개구 내에 삽입된 후 홀더에 대하여 전기 소자가 축방향으로 이동되지 않고 램프 베이스 및 홀더가 서로에 대해 축방향으로 압축된다. 전술한 축방향으로의 이동은 홀더와 전기 소자 간의 거리, 이른바 광 중심 길이(Light-Center-Length; 이하 LCL)가 증가하고 이는 홀더의 기준 표면에 대한 전기 소자의 정확한 위치 조절에 불리하기 때문에 바람직하지 않다. 종래의 장치는 상대적으로 복잡한 구조가 필요하며, 그 구조 내에서 다소 비능률적인 방법, 즉 핀 헤드에 의지하는 경사진 표면이 있는 판 형태의 말단 부분을 포함하는 스프링에 의해 방사 방향의 탄성력이 부분적으로 축 방향의 탄성력으로 전환된다는 단점이 있다. 탄성력의 일부만이 축방향에 사용되기 때문에, 스프링은 충분한 축방향의 탄성력을 얻기 위하여 잔여 탄성력을 가진다. 그 결과 핀은 불필요하게 지나치게 강한 탄성력에 의해 과중하게 압박되며 이는 곧 전술한 핀의 변형 또는 파손의 위험을 증가시킨다.
본 발명의 목적은 서두에 설명한 바와 같은 종래의 조명 장치의 단점을 해소하는 것이다. 서두에 설명한 유형의 조명 장치는 이러한 목적을 위하여 전기 램프 접속부가 각각의 홀더 접속부와 연결된다는 점을 특징으로 한다. 이러한 조명 장치의 구조는 조명 장치 중 탄성을 가지는 부분의 탄성적인 변형으로 발생하는 탄성력이 주로 축방향으로 가해지도록 한다. 본 설명에서 "주로"라는 단어는 탄성력의 50% 이상이 축 방향으로 가해짐을 의미한다. 조명 장치 중 탄성을 가지는 부분은 예컨대, 베이스(base), 지지벽(support wall), 전기 접속 말단부(electriacl contact ends), 홀더 접속부(holder contacts)일 수 있다. 축방향의 탄성력은 예컨대 홀더 접속부에 반대 방향으로 홀더 내의 축방향에 위치한 나선형의 스프링에 의해 또는 선택적으로는 베이스와 반경방향 돌출 말단부(radially projecting ends) 사이의 지지벽의 클램핑 핏(clamping fit)의 결과로서 얻을 수 있다. 이러한 클램핑 핏은 예컨대 장치가 최종적으로 조립된 상태에 있을 때 베이스와 반경방향 돌출 말단부 사이의 거리가 지지벽의 두께보다 약간 작을 때 발생한다. 이러한 특별한 예에서 용이한 조립으로 인해, 개구 그리고/또는 램프 접속부에 근접한 지지벽의 두께가 약간 줄어들 수 있으며, 따라서 전술한 램프의 회전과 함께 반경방향 돌출 말단부가 지지벽과 각각의 홀더 접속부의 뒤에 연결될 수 있다. 바람직하게는 전기 소자(electric element)에 대하여 비가동적으로 램프 베이스(lamp base)에 위치된 램프 접속부는 램프 홀더에 대하여 전기 소자의 위치 조절에 대한 기준 위치를 형성할 수 있다. 이러한 장치는 종래의 램프에 의해 제공되는 바와 같이 상대적으로 작은 LCL의 이점이 유지되는 상대적으로 단순한 구조이다. 그에 더하여 본 발명의 수단은 탄성력이 반드시 축방향으로만 가해지기 때문에 전기 접속부가 과도한 탄성력에 노출되지 않게 된다. 각각의 램프 접속부는 원형 핀, 평평한 핀의 형태가 될 수 있고, 홀더 접속부와 접속된 윤곽이 뚜렷한(well-defined) 라인 접속부를 정의하기 위하여 볼록 형태의 말단부를 포함할 수 있다. 핀은 예컨대 축방향 또는 반경방향(즉, 축에 대하여 90°의 각도를 포함)으로 배열되거나, 축에 대한 0°와 90°사이의 각도에서 신장될 수 있다. 각각의 홀더 접속부는 외부와의 확실한 전기적인 연결을 위해 나사형태의 말단부로 형성될 수 있다.
한 실시예에 따르면, 조명 장치는 일단 램프와 홀더가 조립되면 램프 베이스 상의 상응하는 음각에 들어맞는 적어도 하나의 표면 양각이 외부 벽 표면에 있다는 점을 특징으로 한다. 양각은 베이스 상에 예컨대 융기 형태, 십자 또는 그밖의 다른 패턴이 되고, 지지벽에 이에 상응하는 오목 형태가 될 수 있으며, 또는 반대가 될 수도 있다. 전술한 클램핑은 램프와 홀더가 아직 최종적으로 조립되지 않았을 때 음각 내에 부착되지 않은 양각에 의해 외관상으로 증가한 지지벽(또는 베이스 벽)의 두께에 의해 향상된다. 일단 램프와 홀더가 최종적으로 조립된 상태가 되면, 즉 베이스의 양각이 지지벽의 음각 안에 딱 맞게 수용되면, 램프와 홀더는 전술한 외관상으로 증가한 두께로 인한 의도하지 않은 상호 역회전이 방지된다. 예컨대 홀더 접속부는 램프 접속부의 오목 형태에 접촉하는 얕은 볼록 형태, 또는 그 반대의 벤드(bend), 노브(knob), 스터드(stud) 또는 립(rib)을 포함한다는 점에서, 의도하지 않은 상호 역회전의 방지는 선택적으로 램프 접속부와 홀더 접속부의 형태의 기타 다른 조합에 의해서 얻을 수 있다. 따라서 필요하다면 단지 선택된 작은 토크를 필요로하는 램프가 역회전할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 조명 장치는 램프 베이스가 램프 홀더의 외부벽 표면의 윤곽(contour)에 대해서만 접촉한다는 점을 특징으로 한다. 양각과 음각이 딱 들어맞을 때 맞물린 상태가 되기 때문에 램프는 홀더에 대하여 용이하게 위치가 조절될 수 있다. 이는 양각이 외부 벽 표면의 주위에 균등하게 분포된 제1, 제2 및 제3 윤곽(contour)을 포함할 때 용이하게 실행될 수 있다. 실험에 따르면, 놀랍게도 조명 장치가 전기 소자가 램프 베이스에 대하여 고정적으로 위치한다는 점에서 특징을 가지고, 더 나아가 제1 윤곽이 각각의 접속 개구(contact opening)에 근접하여 위치하고 제2 및 제3 윤곽은 홀더 축으로부터 전술한 윤곽을 통해 신장되는 라인이 제1 및 제2 윤곽 사이에서 120°이상 140°이하의 범위인 최소각(δ1-2), 제1 및 제3 윤곽 사이에서 140°이상 160°이하의 범위인 최소각(δ1-3) 및 제2 및 제3 윤곽 사이에서 60°이상 100°이하의 범위인 최소각(δ2-3)을 가지도록 위치하는 점을 특징으로 할 때 전기 소자가 홀더에 대하여 특히 정확하고 용이하게 위치할 수 있다는 것이 확인되었다. 이와 같은 정확한 위치 조절은 전기 소자가 예컨대 일반적으로 홀더를 통해 장치와 연결되고 홀더에 대하여 위치하는 반사기(reflector)의 초점에 위치할 수 있을 때 특별한 관련성을 가진다. 전기 소자가 홀더에 대하여 정확하게 위치하기 때문에, 유리하게 전기 소자가 반사기에 대해서도 정확한 위치에 있게 된다.
바람직한 실시예에 따르면, 장치는 장치 중에 탄성을 가지는 부분이 반경방향 돌출 말단부 그리고/또는 홀더 접속부, 예컨대 축방향으로 탄성력을 가하기 위해 설계된 블레이드 스프링(blade spring)이 되는 전술한 부분을 포함한다는 점을 특징으로 한다. 블레이드 스프링은 지지벽의 두께에 관련하여 베이스와 반경방향 돌출 말단부 사이의 거리에 더 큰 허용 범위를 제공한다. 바람직하게는 블레이드 스프링은 전술한 회전 중에 말단부와 전기적인 접속을 시작하고 연속적으로 유지할 수 있도록 형성된다. 전술한 회전 중에 돌출 말단부는 원형 경로의 일부를 따라가기 때문에, 각각의 홀더 접속부는 바람직하게는 30°내지 150°사이인 각도(β)를 포함하는 아크 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 블레이드 스프링이 3°내지 45°사이에 있고, 바람직하게는 8°내지 25°사이의 범위에 있는 각도(α)에서 전술한 내부 표면으로부터 하우징 안까지 축방향으로 신장되도록 하기 위하여, 각각의 블레이드 스프링은 블레이드 스프링이 각각 지지벽의 가로 내부 벽 표면에 고정되도록 하는 각각의 블레이드 말단부를 가지며, 근접한 각각의 접속 개구를 가진다. 3°보다 작은 각도(α)는 큰 탄성력을 이끌어내지 못하며 베이스와 반경방향 돌출 말단부 사이의 거리에 상대적으로 작은 허용 범위를 제공할 뿐이다. 각도(α)가 45°보다 크다면, 전술한 용이한 방식의 회전에 방해가 되며, 게다가 블레이드 스프링은 심각한 손상을 당하기 쉬워진다. 실험에 따르면, 8°내지 25°범위 내의 각도(α)가 스프링에 의해 가해지는 힘, 스프링 및 접속부의 손상 및 램프와 홀더의 상호 회전의 편리성과 용이성에 있어서 우수하게 동작하였다.
장치, 램프 또는 홀더는 광학 시스템, 광학 부품 또는 예컨대 무대 또는 스튜디오 조명에 사용되는 조명 기구(luminaire)의 용도에 굉장히 적합하다. 이러한 조명 기구는 조명 장치와 함께 동작하고 조명 기구의 기준 위치에 대한 전기 소자의 정확한 배열이 특히 중요한 광학 시스템을 포함한다. 램프는 예컨대 할로겐 백열 램프와 같은 백열 램프 또는 예컨대 단락-아크 고압력 수은 증기 금속 할로겐 방전 램프와 같은 방전 램프 또는 예컨대 반투명 가스 방지 구조의 알루미나로 만들어진 방전 용기와 같은 세라믹 방전 용기를 포함하는 금속 할로겐 램프일 수 있다.
본 발명은 이제 다수의 실시예와 도면을 참조하여 좀더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 장치의 확대된 투시도이다.
도 2a는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 조명 장치의 홀더의 평면도이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 홀더의 일부 단면의 측면도이다.
도 2c는 소켓에 설치된 상응하는 램프를 포함하는 도 2a의 홀더의 확대된 도 면이다.
도면은 단지 도식적인 것이며 실제의 스케일로 도시된 것이 아니다. 일부의 크기는 명확성을 위해 특히 강하게 과장된 것이다. 도면 내에서 동일한 구성요소는 가능한 동일한 참조 번호를 부여하였다.
도 1은 조립되지 않은 상태의 램프(3) 및 홀더(5)를 포함하는 조명 장치(1)를 도시한다. 램프는 소켓(7), 전기 소자(electric element)(9), 소켓에 설치된 램프 용기(lamp vessel)(11) 안에 배열된 도면 상의 한쌍의 전극을 포함한다. 램프 축(13)은 램프 용기와 소켓을 통해 신장된다. 소켓은 램프 축을 횡단하는 램프 베이스(15)를 포함하며, 램프 베이스에는 각각 반경방향 돌출 말단부(radially projecting ends)(19a, 19b)를 포함하는 돌출 전기 램프 접속부(protruding electrical lamp contacts)(17a, 17b)가 제공된다. 홀더는 내부에 전기 홀더 접속부(electrical holder contacts)(도시하지 않음)가 제공되는 벽이 있는 하우징(walled housing)(21)을 포함한다. 하우징은 홀더 축(27)을 횡단하는 지지벽(support wall)(25)에 있는 접속 개구(contact opening)(23a, 23b)를 포함하며, 지지벽은 외부벽 표면(29)을 포함한다. 외부벽 표면에는 도면 상에서 오목 형태인 두개의 표면 음각(31a, 31b)이 있으며, 음각은 일단 램프와 홀더가 조립되면 도면 상에서 돌출된 형태인 램프 베이스 상의 상응하는 양각(33a, 33b)과 들어맞는다. 지지벽은 말단부에 의해 유지되며, 말단부가 개구에 삽입된 다음 램프 축에 대하여 30 내지 150°, 바람직하게는 45 내지 90°범위의 각도(δ), 도면 상에서는 약 90 °의 각도(δ)로 램프가 회전된 후, 전기 램프 접속부가 각각의 홀더 접속부와 연결된다. 조명 장치의 이러한 구조는 탄성력이 축 방향으로 주로 가해지도록 하는데, 이는 베이스와 반경방향 돌출 말단부 사이의 지지벽의 클램핑 핏(clamping fit)의 결과로서 베이스 및/또는 램프 접속부가 탄성적으로 변형하는 것에 기인한 것이다. 이러한 클램핑 핏은 예컨대, 장치가 최종적으로 조립된 상태일 때 베이스와 반경방향 돌출 말단부 사이의 거리(D)가 지지벽 및 홀더 접속부(도 2b 참조)의 두께의 합보다 약간 더 작기 때문에 발생한다. 전술한 클램핑은 램프와 홀더가 최종적으로 조립된 상태가 아닐때 (아직은) 음각 내에 딱 맞지 않는 양각으로 인한 베이스 벽의 외관상으로 증가한 두께에 의해 강화된다. 일단 램프와 홀더가 최종적으로 조립된 상태가 되면, 즉 베이스의 양각이 지지벽의 음각 내에 딱 맞게 수용되면, 램프와 홀더는 의도하지 않은 상호 역회전이 방지된다.
도 2a는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 조명 장치(1)의 홀더(5)의 평면도이다. 외부벽 표면(29)은 의자형(seating) 표면(32)을 포함하고 또한 램프의 소켓을 수용하기 위한 중앙 개구(30)를 포함한다. 의자형 표면(32)에는 표면 양각(31)이 있다. 양각은 외부 벽 표면 상에 원주 형태로 균등하게 분배된 제1(35a), 제2(35b) 및 제3 윤곽(contour)(35c) 을 포함한다. 제1 윤곽은 대응하는 접속 개구(23)(도면에서 중앙 개구(30)와 일체화됨)에 근접하게 위치하며, 제2 및 제3 윤곽은, 홀더 축으로부터 윤곽을 통해 신장되는 라인이 제1 및 제2 윤곽 사이의 최소각(δ1-2)인 130°, 제1 및 제3 윤곽 사이의 최소각(δ1-3)인 150° 및 제2 및 제3 윤곽 사이의 최소각(δ2-3)인 80°를 가지도록 위치한다. 도면 상의 홀더 접속부 (37a, 37b) 블레이드 스프링(blade spring)은 점선으로 도시되어 있다. 전술한 홀더 접속부는 각각의 블레이드 말단부(blade ends)(39a, 39b)에 의해 지지벽(25)에 고정된다. 각각의 홀더 접속부는 도면 상에서 약 110°인 각도(β)를 갖는 아크(arc) 형태로 형성된다.
도 2b는 도 2a에 도시된 홀더의 일부 단면의 측면도이다. 도면에 도시된 바와 같이 의자형(seated) 표면은 외부 벽 표면의 국부적인 오목화에 의해 형성된다. 홀더 접속부(37)는 각각의 블레이드 말단부(39)에 의해 각각의 접속 개구(23)에 근접한 지지벽(25)의 가로 내부 벽 표면(41)에 고정되며, 지지벽은 두께(T)를 가진다. 블레이드 스프링은 약 10°의 각도(α)로 전술한 내부 표면으로부터 하우징(21)내로 축방향으로 신장된다. 블레이드 스프링은 아크/나선형이며 전술한 회전 중에 말단부와 전기적인 접속을 시작하고 연속적으로 유지한다. 도 2a 및 2b에 도시된 홀더의 구조는 주로 축 방향으로 가해지는 탄성력이 블레이드 스프링 홀더 접속부의 탄성적인 변형에 의해 발생한다는 점을 설명한다.
도 2c를 참조하면, 홀더(5)에는 각각 스크류 단자(43a)와 후크(45a, 45b)를 포함하는 홀더 접속부(37a, 37b)가 제공된다. 각각의 후크는 각각의 돌기점(47a, 47b)과 접속하며, 홀더 접속부는 램프 접속부가 홀더 접속부 뒤에서 걸리도록 하는 최소한의 선택된 높이를 가진다. 후크는 램프의 회전 중에 홀더 접속부가 축 방향으로 움직이도록 함과 동시에 홀더 접속부는 방사상으로 위치를 유지하도록 하면서 홀더 내의 오목한 부분과 맞물린다. 축 방향을 향하는 나선형 스프링(49a)에 의해 홀더 접속부의 축 방향 탄성력이 발생한다. 상응하는 소켓이 설치된 램프(3)에는 반경방향 램프 접속부(17a, 17b)가 있으며, 램프 접속부는 90°의 각도로 램프 축(13)으로부터 신장된다. 램프는 홀더의 의자형 표면(도 2a, 2b 참조) 상에 램프가 간단하고 확실하게 착석될 수 있도록 하는 원주 형태의 테두리(flange; 51)를 더 포함한다. 이러한 램프의 예에는 전기적인 피드스루(feedthrough)와 발열 튜브가 있는 평평한 유리 베이스를 원주형의 테두리로서 포함하는 CDM 20W 하이퍼 램프가 있으며, 이러한 하이퍼 램프의 테두리 내에는 예컨대 가스 차단 구조의(gastight) 반투명 산화 알루미늄으로 만들어진 세라믹 램프 용기가 설치되고, 하이퍼 램프의 테두리 상에는 프릿을 사용하여 유리로 된 외부 전구가 선택적으로 설치된다.

Claims (26)

  1. 상기 홀더는 벽이 있는 하우징(walled housing)을 포함하며, 상기 하우징 내에 전기 홀더 접속부들(electrical holder contacts)이 있고, 상기 하우징은 홀더 축에 횡단하는 지지벽(support wall) 내에 있는 접속 개구들(contact openings)을 포함하며, 상기 지지벽은 외부 벽 표면을 포함하고 상기 말단부들이 상기 개구들 내에 삽입된 다음 상기 램프 축에 대한 램프의 회전 후에 상기 지지벽이 상기 말단부들에 의해 유지되고, 상기 램프 베이스와 상기 홀더가 탄성력에 의해 서로에 대해 축방향으로 압축되고 상기 램프 접속부들은 상기 홀더 접속부들과 전기적으로 연결되며, 상기 전기 램프 접속부가 각각의 홀더 접속부와 연결되고,
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