CN103377862A - 具备e型灯头的灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具备E型灯头的灯。在灯的灯泡颈部的螺纹部沿灯轴线方向形成槽，E型灯头具有内部装入绝缘体的金属制主体部及固定在绝缘体的从金属制主体部的端部露出来的底部的金属制孔眼件，金属制主体部与灯泡颈部螺合，在由槽与金属制主体部围成的空间内沿槽配置插头组件，从灯的光源部延伸出的两根导线中，一根导线通过绝缘体的内部空间而与金属制孔眼件电连接，线材的一端与另一根导线连接且另一端与金属制主体部的外周部电连接且机械连接，灯泡颈部的槽的底部的宽度尺寸形成为将插头组件整体地约束起来，灯泡颈部的最上部的螺纹谷部自即将到达所述槽之前埋起由此扩大槽内部的壁面面积，槽向上方扩张而形成插头组件能移动的退避区域。

Description

具备E型灯头的灯

技术领域

本发明涉及具备E型灯头的灯。更为具体地来说，涉及具备无焊锡的E型灯头结构的灯。

背景技术

在大多数情况下，灯采用如下方式：在玻璃制外球（也称为“灯泡”）安装金属制的灯头，并将该灯头拧入于灯座（未图示）来进行供电。图1是说明灯的灯头的结构的图。图1的（A）示出了HID（High Intensity Discharge，高压气体放电）灯10作为灯的一例。这样的灯的灯头12被称作E型灯头（也称为“E灯头”）。E型灯头存在多种尺寸，将表示螺纹灯座的E与以毫米表示的拧入部分的直径写在一起，以E14、E17、E26、E39等形式表述。

如图1的（B）～（D）所示，E型灯头12由三个主要部件构成。简而言之，E型灯头12由下述部件构成：整体呈大致圆台形状的绝缘体26（参照（B）），其外形形状为，占大约1/3的上段为圆柱状且在周围形成外螺纹26a，占大约1/3的中段形成为凸球面状，占大约1/3的下段形成为直径比上部小的圆柱状底部；金属制主体部（也称为“壳体”）18（参照（C）），其在内部装入所述绝缘体26；以及金属制孔眼件28（参照（D）），其安装在绝缘体26的下段部。圆台形状的绝缘体26为陶瓷制成的，其内部形成有朝向圆台头部变窄的研钵形的空间。

在灯10的玻璃制灯泡16的颈部14形成有外螺纹部分14a（参照图2的（A））。金属制主体部18（参照图1的（C））是对板状金属进行冲压加工而将其整形成螺纹形状来制造出来的。即，金属制主体部18的形状为：内周面形成为与灯泡颈部14的外螺纹部螺合（即，利用螺纹作用进行嵌合）的内螺纹形状，外周面形成为与灯座的内螺纹部嵌合的外螺纹形状。

在金属制主体部18的内部装入大致圆台形状的绝缘体26。即，使绝缘体26的外螺纹26a相对于金属制主体部18的内周面的内螺纹螺合至深处，将所述绝缘体26以下端部卡定于金属制主体部18，从而装入至所述绝缘体26的圆柱状底部26d从开口18c伸出的程度。接着，以将金属制孔眼件28的支脚部28b、28c分别插入于绝缘体26的开孔26b、26c的方式通过铆定将金属制孔眼件28固定于圆柱状底部26d。利用金属制主体部18的外周面的外螺纹部分18a、18b拧入于灯座的内螺纹部分进行嵌合。

如图2的（A）所示，例如从HID灯的发光管那样的灯的光源部（未图示）延伸出两根导线30a、30b。各导线由梁部件、支柱、线材等引导至灯泡16的颈部14。一根导线30a通过在E型灯头的绝缘体26内部空间的末端部形成的配线孔（未图示）而与金属制孔眼件28电连接，另一根导线30b与E型灯头的金属制主体部18电连接。当将灯10拧入于灯座时，确立了从灯座经由(金属制孔眼件－一根导线－光源部－另一根导线－金属制主体部)而返回到灯座的电连接，从而灯10由灯座供电来进行照明。

除了需要与该灯10的电连接之外，还需要使E型灯头12相对于灯10的颈部14固定以不发生松动或脱落。E型灯头12的金属制孔眼件28通过铆定而固定在绝缘体的下段的圆柱状底部26d。相对于此，保持绝缘体26的金属制主体部18处于与灯泡16的颈部14螺合的状态。因此，使用者在对E型灯头的金属制主体部18向相对于灯泡16的颈部14松脱螺纹的方向施加转矩时，需要使螺纹固定在预定的力以下实质上不会发生松动或者从颈部14脱落。

目前，E型灯头12的金属制主体部18相对于灯泡的颈部14的固定是利用焊锡进行的。如图2的（A）所示，在玻璃制的灯泡颈部14的螺纹部分14a形成有沿灯轴线方向（即，与螺纹峰部、螺纹谷部的行进方向大致垂直的方向）延伸的槽40。在将另一根导线30b沿槽的底部弯曲而配置在该槽40中的状态下，将图2的（B）所示的金属制主体部18拧入于灯泡颈部14。如图2的（C）所示，将导线30b的从金属制主体部18的唇部（上端部）18d露出的端部沿金属制主体部18的外周面折返，使熔融的高温焊锡从稍稍露出的槽40流入到槽的内部的线材30b的周围，从而用焊锡填充槽40。然后，将导线30b的端部钎焊在金属制主体部18的外周面。高温焊锡是相对于共晶焊锡富含铅且熔点高的焊锡。

由此，导线30b通过焊锡而与E型灯头的金属制主体部18电连接且机械连接。并且，导线30b被机械地固定于在槽40中填充并固化了的焊锡。因此，当使用者想要使E型灯头的金属制主体部18向相对于灯泡颈部14松脱螺纹的方向转动时，由于金属制主体部18经由导线30b与在槽40固定的焊锡连接，因此无法使所述金属制主体部18松动。即，E型灯头的金属制主体部18被固定在颈部14而不从颈部14松开或脱离。

专利文献1：美国专利No.6,791,250B2“灯座侧线焊接用的密封和标记组件”发布于2004年9月14日（专利权人：岩崎电气国际（Eye Lighting Internationa1（US））

然而，焊锡是以铅和锡为主要成分的合金，铅对人体和环境是有害的。因此，期望开发E型灯头的不含铅（即，无铅）的固定单元。

作为无焊锡的E型灯头的一种，可以列举出专利文献1公开的固定单元。专利权人美国岩崎电气国际公司(以下仅简称做"ELI"）是本申请人的子公司。本发明者引入了专利文献1公开的无焊锡的E型灯头的固定技术。然而，如在后面详细说明的那样，在日本国内的灯制造中，在原样不变地引入专利文献1公开的无焊锡的E型灯头固定技术的情况下，发现会发生在美国国内未发生的几个问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种具备新型的无焊锡的E型灯头结构的灯。

本发明涉及的具备E型灯头的灯在所述灯的灯泡颈部的螺纹部沿灯轴线方向形成有槽，所述E型灯头具有：金属制主体部，在所述金属制主体部的内部装入有绝缘体；以及金属制孔眼件，所述金属制孔眼件固定在所述绝缘体的从所述金属制主体部的端部露出来的底部，所述金属制主体部与所述灯泡颈部螺合，在由所述灯泡颈部的槽与所述金属制主体部围成的空间内，沿所述槽配置有插头组件，所述插头组件由中间部被特氟龙管包覆的线材构成，从所述灯的光源部延伸出的两根导线中，一根导线通过所述绝缘体的内部空间而与所述金属制孔眼件电连接，另一根导线与所述插头组件的线材的一端连接，所述线材的另一端与所述金属制主体部的外周部电连接且机械连接，所述灯泡颈部的槽的底部的宽度尺寸形成为将所述插头组件整体地约束起来，所述灯泡颈部的最上部的螺纹谷部自即将到达所述槽之前的位置埋起，由此扩大所述灯泡颈部的槽的内部的壁面面积，所述灯泡颈部的槽向上方扩张而形成所述插头组件能移动的退避区域。

根据本发明，能够提供一种新型的具备无焊锡的E型灯头结构的灯。

附图说明

图1的（A）～（D）是说明灯的灯头的结构的图。

图2的（A）～（C）是说明目前的利用焊锡的E型灯头的固定方法的图。

图3是与专利文献1的图1相当的图。

图4是与专利文献1的图2相当的图。

图5的（A）是与专利文献1的图3相当的图。

图5的（B）是与专利文献1的图4相当的图。

图6的（A）是与专利文献1的图4A相当的图。

图6的（B）是与专利文献1的图4B相当的图。

图6的（C）是与专利文献1的图4C相当的图。

图6的（D）是与专利文献1的图4D相当的图。

图7的（A）和（B）是对于ELI和日本国内的E型灯头说明是否进行成型后的退火处理的图。

图8是对于ELI和日本国内的E型灯头示出将金属制主体部横向放置、并施加与轴线方向垂直的0～70[N]的载荷F而得到的数据的图表。

图9的（A）和（B）是对于在本实施方式涉及的灯的灯泡颈部形成的槽底的宽度尺寸和槽内的侧壁与变更前比较并说明的图。

图10的（A）和（B）是对于在本实施方式涉及的灯的灯泡颈部形成的槽形成的插头组件的退避区域与变更前比较并说明的图。

标号说明

10、110：灯；12：E型灯头，E灯头；14、114：颈部，灯泡颈部；14a：外螺纹部分；16、116：玻璃制灯泡，灯泡；18、118：金属制主体部；18a：部分；18c：开口；26、126：绝缘体；26a：外螺纹；26b：开孔；26d：圆柱状底部；28：孔眼件，金属制孔眼件；28b、28c：支脚部；30a、30b、130a、130b：导线、线材；40、140：槽；40a：退避区域；60、160：插头组件；161：金属片；162：金属制圆杆；W1、W2：宽度；X11、X12、X13、X14a：部位、焊接点。

具体实施方式

以下，对于本发明涉及的具备E型灯头的灯的实施方式参照附图详细地进行说明。另外，在图中，对相同要素标以相同参考标号并省略重复的说明。

[ELI的E型灯头和在日本国内制造时的问题点]

（结构）

为了使本实施方式容易理解，参照图3～图6的（D）首先对ELI的E型灯头的结构简单地进行说明。另外，图3～图6的（D）与专利文献1的附图的对应关系为图3（专利文献1的图1）、图4（专利文献1的图2）、图5的（A）（专利文献1的图3）、图5的（B）（专利文献1的图4）、图6的（A）（专利文献1的图4A）、图6的（B）（专利文献1的图4B）、图6的（C）（专利文献1的图4C）、图6的（D）（专利文献1的图4D）。另外，为了与本申请文件所使用的附图的参考标号区别开，将专利文献1的附图的参考标号加上100而变为三位数。

如图3所示，HID灯110在灯泡（外侧防护覆层）116的颈部114拧入有金属制主体部（金属螺纹底座）118。在金属制主体部118安装有绝缘体126，在所述绝缘体126的下端安装有金属制孔眼件128。导线130a在部位X11处与孔眼件28焊接起来。导线130b在部位X12处与插头组件160焊接起来，插头组件160穿过槽140，该插头组件160的末端在焊接点X13处与金属制主体部118焊接起来。

图4是灯泡116的颈部114的放大图，在颈部114的螺纹形成部沿灯轴线方向形成有槽140。

插头组件160构成为：将金属制圆杆162和平坦的金属片161在部位X14a、X14b处焊接起来（参照图5的（A）），将重叠部分的金属片161卷绕在金属制圆杆162（参照图5的（B））。将该部分用筒状的聚四氟乙烯（商品名“特氟龙”（注册商标））制套筒覆盖（参照图6的（A）），加工金属片161（图6的（B）、图6的（C）），使金属制圆杆162和金属片161成型为最终形状（图6的（D））。将该部件成为插头组件160。如图3所示，插头组件160被保持在灯泡的颈部114的槽140的内部。

（问题点和原因探究）

在日本国内，按照ELI的产品和制造的规格制造E型灯头并安装到灯上，当对E型灯头的金属制主体部18向使螺纹松开的方向施加预定的力时，发生插头组件60以一定的概率从灯泡颈部14的槽40被拉出的现象，产生了处于与灯泡颈部14螺合的状态下的金属制主体部18松脱的问题。这样的问题在美国国内的ELI产灯中未发生。为了防止顾客方发生灯头脱落事故，对于例如E39灯头来说，所述“预定的力”的设计值是指承受3Nm的松动旋转转矩。

因此，本发明者对该问题进行了原因探究，其结果是发现了下述情况。另外，本申请文件中术语“在日本国内制造”是指使用在日本国内市场中普遍能够得到的材料、部件等来制造，也包括使用在日本国内通常能够得到的外国产的材料、部件等的情况。

（1）硬度的不同

发现ELI的E型灯头的金属制主体部118的硬度与日本国内的金属制主体部18的硬度不同，特别是日本国内的金属制主体部18在成型后充分地实施了退火处理，因而变软。

图7是针对ELI和日本国内的E型灯头，说明ELI产（A）的金属制主体部的残留应变和日本国内（B）的金属制主体部的残留应变的不同的图。如图7的（A）和图7的（B）所示，将金属制主体部18沿轴线方向在两个部位切断的话，图7的（A）的ELI的金属制主体部118的切断部位扩开，从而可知其残留有应变。另一方面，图7的（B）的日本国内的金属制主体部18的切断部位并未扩开，从而可知其残留应变已被除去。

对此，研究了不进行退火处理的应对方案。然而，进行退火处理的原因是，过去产生有在金属制主体部产生时效裂纹（自然裂缝）的问题，作为该问题的应对方案，进行退火处理来除去残留应变。因此，如果不进行退火处理的话，存在着自然裂开的问题再现的危险，因而未能采用该应对方案。

（2）弹性的屈服点的不同

将ELI的金属制主体部118与日本国内的金属制主体部18进行比较的话，它们的从弹性变形范围变为塑性变形范围的屈服点不同。即，发现它们的屈服点强度不同。

图8是针对ELI和日本国内的E型灯头示出将金属制主体部横向放置，并施加与轴线方向垂直的0～70[N]的载荷F而得到的数据。可知：ELI金属制主体部118至少到70[N]的载荷为止都属于弹性变形范围（图表中的◇），相对于此，日本国内的金属制主体部18在20～30[N]的载荷附近变为塑性变形范围，其屈服点在10～20[N]附近（图表中的●）。

根据上文，将ELI金属制主体部118与日本国内的金属制主体部18相比的话，可知：ELI产品比较硬，日本国内产品比较软而容易塑性变形。

对于日本国内的E型灯头，可知：当对金属制主体部向使螺纹松动的方式施加旋转转矩时，固定于金属制主体部18的插头组件60按压比较软的金属制主体部而使其塑性变形，金属制主体部18与灯泡颈部14之间的间隙扩大，从而导致插头组件60被从槽40拉出。

对此，提出了加深槽的底部以避免插头组件60被从槽40拉出的方案。使用E39灯头的灯对金属制主体部向松开的方向施加旋转转矩的结果是满足了设计值3Nm，但是会以一定比例在槽内的壁面（即，槽的侧面）的玻璃产生裂纹。其原因被认为是：在加深槽的底部的情况下，插头组件60能够在槽内移动，所述插头组件60由导线30b牵拉而与槽内的侧面的玻璃局部地抵接，在金属制主体部变形之前使所抵接部分的玻璃损伤。在所述情况的基础上，开发了下面说明的本实施方式。

[本实施方式]

本实施方式涉及的E型灯头进行了下述改变。

（1）使在灯泡颈部14形成的槽40的底部的宽度尺寸变窄。

图9是将变更后（A）的槽底的宽度W1与变更前（B）的槽底的宽度W2对比而示出的图。请注意：在图中，为了使玻璃制的颈部14的槽40及其周边的螺纹部的凹凸容易分辨而描绘有等高线。变更后的底部的宽度W1比变更前的底部的宽度W2相对地窄（W1<W2）。

在使槽底的宽度变窄的情况下，与以往相比插头组件60整体被约束在槽内，并且限制插头组件60在宽度方向的移动。因此，可以认为：由于插头组件60整体地与槽内的侧面玻璃部分紧贴，因此即使被导线30b牵拉也不会产生玻璃的损伤。

（2）使在灯泡颈部14形成的槽内的侧面面积扩大。具体来说，将图中所示的从左方到达槽40的最靠上方的螺纹谷部埋起（即，使螺纹谷部止于槽的紧前方而不到达槽），从而扩大槽内的侧面面积，。如图9的（A）中以椭圆示出那样，将最上方的螺纹谷部埋起，使螺纹谷部不到达槽。由此，增加了槽内的壁面部（槽的侧面）的玻璃的强度。

（3）使槽40向上方扩张，形成退避区域40a。

首先，通过使槽底的宽度尺寸变窄，槽内的插头组件被整体地约束并整体地紧贴于槽内的壁面。进而，通过将一部分螺纹谷部埋起而扩大槽内的壁面面积，能够增大肩部（槽的侧面部分）的整体的强度。

插头组件60通过具有弹性的特氟龙管包覆于线材而成，因此插头组件60在由导线30b牵拉时仅在槽内稍稍移动。为了吸收所述移动以避免插头组件60与槽内的壁面玻璃局部抵接，使槽40向上方扩张而形成退避区域40a。除了使槽底的宽度变窄、将最上方的螺纹谷部埋起的槽（参照图10的（B））之外，如图10的（A）的圆中所示那样，使槽40向上方扩张而形成退避区域40a。

当插头组件60被牵拉时，由于容许其向上方稍微移动，因此插头组件60不会被金属制主体部18与颈部14夹持，从而不会受到它们的尺寸的偏差的影响。

实验的结果是，即使对金属制主体部18向松开方向施加预定的转矩而由导线30b牵拉插头组件60，也没有发生金属制主体部18松动的不良情况并且没有发生灯泡颈部14的槽侧壁的肩部（槽内的壁面部）的损伤。

[本实施方式的优点和效果]

根据以上的实施方式，在日本国内也能够实施ELI的E型灯头的固定技术。由此，能够提供一种具备无焊锡的E型灯头结构的灯。

[总结]

以上，对本实施方式涉及的具备E型灯头的灯进行了说明，但这些不过是例示，并不限制本发明的范围。本领域技术人员对本实施方式容易地实施的追加、削除、变更和改良等都在本发明的范围内。本发明的技术范围由所附的权利要求书的记载确定。

Claims (1)

1.一种具备E型灯头的灯，其中，

在所述灯的灯泡颈部的螺纹部沿灯轴线方向形成有槽，

所述E型灯头具有：

金属制主体部，在所述金属制主体部的内部装入有绝缘体；以及

金属制孔眼件，所述金属制孔眼件固定在所述绝缘体的从所述金属制主体部的端部露出来的底部，所述金属制主体部与所述灯泡颈部螺合，

在由所述灯泡颈部的槽与所述金属制主体部围成的空间内，沿所述槽配置有插头组件，所述插头组件由中间部被特氟龙管包覆的线材构成，

从所述灯的光源部延伸出的两根导线中，一根导线通过所述绝缘体的内部空间而与所述金属制孔眼件电连接，另一根导线与所述插头组件的线材的一端连接，所述线材的另一端与所述金属制主体部的外周部电连接且机械连接，

所述灯泡颈部的槽的底部的宽度尺寸形成为将所述插头组件整体地约束起来，

所述灯泡颈部的最上部的螺纹谷部自即将到达所述槽之前的位置埋起，由此扩大所述灯泡颈部的槽的内部的壁面面积，

所述灯泡颈部的槽向上方扩张而形成所述插头组件能移动的退避区域。

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