CN107134397A - 白炽灯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种白炽灯，该白炽灯防止灯丝与导线的结合部发生断线并且能够改善耐冲击性白炽灯。导线(4)在真空管(2)内的立起部分(11)上从上往下依次具有第1区段(19a)～第3区段(19c)。第3区段(19c)进一步地固定并贯通于压封部(3)。第1区段(19a)和第2区段(19b)分别由以钼为主成分的材料和以镍为主成分的材料构成。第3区段(19c)由杜美丝(29)构成。

Description

白炽灯

技术领域

本发明涉及一种装载于汽车等上的白炽灯。

背景技术

作为汽车的头灯，公知有具备以下构造的白炽灯：软质玻璃制的真空管；密封该真空管的软质玻璃制的密封部；一对导线，其具有在真空管内从密封部立起且相互对置的立起部分，并且该一对导线在被固定于密封部的同时贯通密封部且露出于密封部之外；灯丝，其被配设于一对导线的所述立起部分之间，且在其两端部处受各立起部分的顶端部保持；软质玻璃制的桥架，其被配设于一对导线的立起部分之间的、位于相比灯丝要更靠近密封部的一侧且其两端部处与各立起部分相结合。

作为导线，一般采用杜美丝(dumet wire)。杜美丝具有由铁镍合金构成的芯部上受铜被覆的构造，且杜美丝的热膨胀率与软质玻璃制的密封部以及桥架的热膨胀率相近。因此，在制造白炽电球时，在杜美丝贯通的密封部和桥架熔融、冷却、固化后，能够提高密封部上杜美丝的贯通部的封缄性和桥架中杜美丝的贯通部的结合性。

通过向下弯折导线的顶端，使得灯丝被保持在导线的顶端上。由于灯丝在白炽电球开灯时为高温状态，因白炽灯的反复开灯和关灯，保持灯丝的导线的保持部会慢慢地脆化并逐渐松开，因而容易发生灯丝从该保持部脱落而导致保持部断线。

在日本特开2015-185419号公报以及日本特开2015-185449号公报中公开了解决该问题的白炽电球。在该白炽电球中，将导线分成灯丝侧部分和电极侧部分，电极侧的部分使用杜美丝，灯丝侧的部分使用以高熔点的钼为主成分的线材来代替杜美丝。

在日本特开2015-185449号公报的白炽电球中，进一步地将灯丝侧的线材设置得比电极侧的杜美丝细，在对以钼为主成分的线材和杜美丝的端部彼此进行焊接结合时，杜美丝的端部以包裹以钼为主成分的线材的端部的方式熔融并结合，从而提高两者的结合强度。

装载于汽车等上的白炽灯容易受到振动和/或冲击。如果保持灯丝的导线的保持部逐渐松开时，当白炽电球受到振动和/或冲击时，导线和灯丝变得容易分离，因而容易导致发生断线。因此，白炽电球的耐振动性和耐冲击性的强化被人们所期望。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强化耐振动性和耐冲击性从而实现进一步防止断线的白炽灯。

本发明的白炽灯，其具备：软质玻璃制的真空管；密封该真空管的软质玻璃制的密封部；一对导线，其具有在所述真空管内从密封部立起且相互对置的立起部分，并且该一对导线在被固定于密封部的同时贯通密封部，且露出于密封部之外；灯丝，其被配设于所述一对导线的所述立起部分之间，且在其两端部处被各立起部分的顶端部保持；软质玻璃制的桥架，其被配设于一对导线的所述立起部分之间的、位于相比所述灯丝要更靠近密封部的一侧，且在其两端部处与各立起部分相结合。各导线以所述立起部分的顶端侧的端部为一端，以露出于所述密封部之外的露出侧的端部为另一端，各导线从一端侧到另一端侧被划分为杨氏模量(Young’s modulus)依次下降的第1区段、第2区段、以及第3区段。所述第3区段由杜美丝或者带镍镀膜的杜美丝构成。各导线在所述第3区段上贯通所述密封部。

根据本发明，杨氏模量比第3区段的杜美丝或带镍镀膜的杜美丝的杨氏模量高的第1区段和第2区段占据了立起部分。因此，由于立起部分的刚性升高，白炽电球的耐振动性和耐冲击性得到强化，从而能够实现进一步地防止保持部的断线。

优选地，所述第1区段由以钼为主成分的材料构成。

根据此构成，由于一对导线在由以钼为主成分的材料构成的第1区段上保持灯丝，即、由于第1区段是由非合金的高熔点的近乎单一的材料构成，所以能够抑制保持灯丝的导线的保持部的脆化以及断线。

优选地，所述第2区段由以镍为主成分的材料构成，各导线在所述第2区段上贯通所述桥架。

根据此构成，以镍为主成分的第2区段贯通桥架部，而该镍与软质玻璃制的桥架部的热膨胀率的差要比钼与软质玻璃制的桥架部的热膨胀率的差小。由此，能够抑制导线贯通的桥架部分的剥落(chipping)。

优选地，所述第2区段在所述桥架的贯通部处在径向上被施以挤压加工。

根据此构成，第2区段的桥架贯通部的表面积增大。其结果，在制造时，在熔融、冷却桥架后，第2区段对桥架的密合性升高，桥架与第2区段的结合度增大，白炽电球的耐振动性和耐冲击性得到改善。

附图说明

图1是白炽灯的侧面图。

图2是插入到真空管之前的组合件的侧面图。

图3是带镀膜的杜美丝的横截面图。

具体实施方式

图1是白炽灯1的侧面图。该白炽灯1例如作为汽车的头灯被配备于汽车的前部。

白炽灯1具备真空管2、压封部(pinch seal portion)3、一对导线4、桥架5、灯丝6以及排气管8。为了降低熔点，真空管2、压封部3、桥架5以及排气管8均为软质玻璃制品。在本实施方式中，真空管2、压封部3、桥架5以及排气管8的软质玻璃通过相同的玻璃材料制成，全部为无色透明。但是，真空管2的颜色可以适当地采用无色以外的琥珀色(amber)等。

排气管8被配设于压封部3的侧面。在白炽电球1的制造工序中，在压封部3的压封处理前的状态下，压封部3形成为筒状，并且能够经由压封部3的内表面侧空间将后述的图2所示的组合件自由地插入真空管2内。排气管8形成于压封部3的侧面，在真空管2的密封处理前连通真空管2内外。闭止部9构成排气管8的端部，但该闭止部9在白炽灯1的制造开始时并没有形成，而是伴随白炽灯1在制造时排气管8的闭止处理而形成。

图2是插入真空管2之前的组合件的侧面图。图2明确表示了导线4的各部位的两端之间的范围。在图1和图2中，一对导线4具有在真空管2内相互对置地从压封部3立起的立起部分11。另外，以下为了说明方便，将一对导线4的立起部分11的对置的方向定义为“对置方向”(图1和图2的左右方向)，将立起部分11的立起方向定义为“立起方向”(图1和图2的上下方向)。

桥架5在压封部3的上端与后述的结合部位20a之间的近乎中点的高度上被配设于一对导线4的立起部分11之间，同时桥架5在其对置方向上的两端部处与两个立起部分11相结合。此结合在白炽灯1的制造工序中通过以下方式实现：将一对导线4的立起部分11插通于最初为环形的桥架5的内周侧，然后通过将软质玻璃制成的桥架5熔融、夹压,并通过焊着构成结合。

灯丝6被配置在立起方向上比桥架5更靠立起部分11的上端部一侧，且该灯丝6在对置方向上延伸，在其两端部处受各立起部件11的顶端部14保持。导线4保持灯丝6的形态有多种。例如，有将灯丝6的端部卷绕在导线4的顶端部14从而将灯丝6保持于导线4的形态。除此以外，还有将立起部分11的顶端部14这一方弯折到灯丝6的端部上的保持形态。

各导线4在被固定到压封部3的同时贯通压封部3。由此，在导线4上作为立起部分11的顶端部14侧端部的一端位于真空管2内，另一端则露出于真空管2外、也即白炽电球1之外。

各导线4在其另一端侧的露出部分在特定点上折返成多线部，从而形成电极端子16。当压封部3被装插到未图示的插座中时，各电极端子16与该插座的供电端子相接触。电极端子16的多线部有助于增大插座的供电端子与电极端子16的接触面积。

导线4根据线材种类的不同从一端侧到另一端侧依次被划分为三个区段：第1区段19a、第2区段19b以及第3区段19c。结合部位20a在立起部分11中位于桥架5以上的位置，是通过将第1区段19a和第2区段19b焊接结合而成的部位。结合部位20b在立起部分11中位于压封部3的上表面以上桥架5以下的位置，是通过将第2区段19b和第3区段19c焊接结合而成的部位。

压封部3在白炽电球1的制造工序中被熔融之后，被特定的夹紧工具夹压后冷却、固化，从而形成密封部。另外，夹压方向相对于对置方向和立起方向的两个方向成直角的方向，并构成固化后的压封部3的“厚度方向”。压封部3在固化后成为在导线4的立起部分11的对置方向上长、在厚度方向上薄的形状。

在导线4上，顶端部14属于第1区段19a，电极端子16属于第3区段19c。第1区段19a和第2区段19b全部的部分属于立起部分11。第3区段19c的仅在结合部位20b和压封部3之间的范围属于立起部分11。

第2区段19b和第3区段19c为等径(横截面的直径相同)。第1区段19a的径比第2区段19b的径细。径的关系可以用式子表达为：第1区段19a的径<第2区段19b的径＝第3区段19c的径。

第1区段19a由以钼为主成分的材料构成。即，第1区段19a由近乎单一的材料钼构成。第2区段19b由以镍为主成分的材料构成。即，第2区段19b由近乎单一的材料镍构成。

图3是带镀膜的杜美丝26的横截面图。带镀膜的杜美丝26具有杜美丝29以及通过对杜美丝29的表面进行镀镍处理而形成的镀膜31。杜美丝29本身由下述周知的构造构成：铁镍合金的芯部27和以铜为主成分并被覆芯部27的外周部28。

第3区段19c的线材可以是以下任意一种：具有镀膜31的带镀膜的杜美丝26；从带镀膜的杜美丝26除去镀膜31的杜美丝29。在图1和图2的实施方式中，第3区段19c采用没有镀膜31只有杜美丝29的线材。

在图3中，d1表示芯部27的径，d2表示外周部28的厚度，d3表示镀膜31的厚度，d4表示带镀膜的杜美丝26的径。如果对d1～d4数值的一个例子进行表示，可以是以下内容：d4的数值为设定值，d1～d3的数值为测定值。单位为mm。d1≒0.387，d2≒0.055，d3≒0.0015，d4＝0.5。

如图1和图2的实施方式那样，当第3区段19c采用没有镀膜31的杜美丝29时，第3区段19c的径会比0.5mm少2×d3，因而增大d1、d2，将达到d1+2×d2＝0.5mm的设定值的杜美丝29作为第3区段19c。

带镀膜的杜美丝26的镀膜31具有以下功能：能够在防止杜美丝29氧化和腐蚀的同时，在真空管2内防止从杜美丝29中排出杂质气体。因此，以镍为主成分的第2区段19b也与带镀膜的杜美丝26相同，不会在真空管2内发生氧化和腐蚀，也不会向真空管2内排出杂质气体。

如上所述，由于第2区段19b被设定为与第3区段19c等径，所以在导线4上，第2区段19b的径被设定为0.5mm。第1区段19a的径被设定为比第2区段19b的径细。作为具体例，第1区段19a的径被设定为0.25～0.35mm。用径的比率来表示时，第1区段19a与第2区段19b的径比率(＝第1区段19a的径/第2区段19的径)被设定为0.4～0.8的范围。

通过将第1区段19a的径设定为比第2区段19b的径细，在对第1区段19a和第2区段19b的结合部位20a进行焊接时，比由钼构成的第1区段19a的熔点低的由镍构成的第2区段19b的结合侧端部形成为包裹第1区段19a的结合侧端部的形状，并通过之后的冷却进行固化。其结果，能够实现结合部位20a的结合强度增大。

在桥架5的贯通部的中途对第2区段19b进行挤压加工。第2区段19b的挤压加工在导线4的径向上实施。第2区段19b在进行挤压加工的部位上，其径在挤压方向上变薄，而在相对挤压方向成直角的直角方向上延展。其结果，被挤压加工的部位的表面积相比挤压加工前增大。因表面积增大，在制造时，桥架5在熔融、冷却后，提高了第2区段19b相对于桥架5的密合性。由此，桥架5与第2区段19b的结合度增大，改善了白炽电球1的耐振动性和耐冲击性。

对白炽灯1的制造工序进行简单地说明。压封部3最初为筒状，经由筒的内周侧空间能够将图2所示的组合件自由地插入到真空管2内。因此，在真空管2外预先将图2的组合件制造好后，该组合件的电极端子16的上端以上的部分从压封部3的开口部(下端)插入到压封部3和真空管2的内部。

接着，将压封部3在高温下熔融后，用特定的夹紧工具(未图示)将压封部3压缩、密封。在此状态下，一对导线4都还保持着直线状态，并且贯通固化后的压封部3，使多线部的电极端子16从压封部3的下表面向下方突出。

接着，各电极端子16在上端处被被弯折并朝向压封部3的各侧面折返，从而成为图1所示的状态。接着，真空管2内的空气经由排气管8被向外排放。接着，真空管2内被供给惰性气体(例如：氙、氪、氩、或者氮)。最后，排气管8通过闭止部9的熔融而被闭合。像这样，真空管2内成为惰性气体的密封状态。

【表1】

表1

材料	杨氏模量(Gpa)
		钼	324
镍	168
		杜美丝	143

上述表1对钼等材料的杨氏模量进行了对比。在表1中，钼和镍的杨氏模量是指纯钼和纯镍的杨氏模量。但是，由于第1区段19a和第2区段19b分别以钼和镍为主成分，所以可以看作是各自具有表1的钼和镍的杨氏模量。

通过根据表1对第1区段19a、第2区段19b以及第3区段19c的材料进行选择，第1区段19a的杨氏模量>第2区段19b的杨氏模量>第3区段19c的杨氏模量。

在白炽电球1中，导线4在以钼为主成分的第1区段19a处保持灯丝6。钼比杜美丝熔点高。因此，能够抑制作为保持灯丝6的部位的导线4的保持部伴随白炽灯1反复开灯和关灯而导致脆化的现象，从而抑制该保持的断线。

导线4在由杜美丝构成的第3区段19c处贯通压封部3。杜美丝的热膨胀率接近软质玻璃的热膨胀率。因此，压封部3上导线4的贯通部的密封性变得良好。

另外，当白炽电球1受到振动和冲击时，导线4由于桥架5的存在在一对导线4的对置方向上基本不会晃动，而在与导线4的对置方向和立起方向成直角的直角方向的桥架5的厚度方向上大幅度地晃动。晃动量在立起部分11的顶端部14处最大。在白炽灯1受到振动和冲击时，由于桥架5的质量对立起部件11起到的振动力或者冲击力的作用，所以在导线4晃动时的导线4的负荷相应地增大。

另外，镍与软质玻璃的热膨胀率的差相比杜美丝与软质玻璃的热膨胀率的差要大。但是，由于差的增大量停留在容许范围内，所以在制造白炽电球1时，能够抑制将一对导线4的立起部分11通过桥架5的熔融、冷却后的固化而使得第2区段19b与桥架5结合时的桥架5的剥落(chipping)。

镍的电阻率虽比钼和铜的电阻率高，但是是属于容许值内的电阻率，因而导线4上存在第2区段19b不会造成耗电上问题。

本发明，不限于以上说明的实施方式，还包含各种变形例。

例如，白炽电球1虽然是被装载在汽车上，但本发明的白炽电球也能够被装载于汽车以外的船舶或飞机等移动体上，或者能够被配置于移动体以外的接受振动或冲击的地方。

在实施方式中，第1区段19a和第2区段19b在立起部件11的结合部位20a上结合，第2区段19b和第3区段19c在结合部位20b上结合。于是，在白炽电球1中，在立起方向上，结合部位20a被设置于桥架5以上的部分，结合部位20b被设置于桥架5以下的部分。在本发明中，只要确保第2区段在导线的立起部分上具有特定的长度，也能够将桥架5设置在比图1所示的部位高的位置上，并将结合部位20a设置在桥架5以下的位置。

在实施方式中，在立起部分11中，第1区段19a由以钼为主成分的材料构成，第2区段19b由以镍为主成分的材料构成，第3区段19c由无镀膜31的杜美丝29或带镀膜的杜美丝26构成。对此，本发明的导线的第1区段19a、第2区段19b和第3区段19c只要是由杨氏模量按照该顺序降低的材料构成，则第1区段19a和第2区段19b的材料也可以分别由以钼和镍为主成分的材料以外的材料构成。

另外，只要第1区段19a的材料以钼为主成分，也可以包含钼以外的成分。只要第2区段19b的材料以镍为主成分，也可以包含镍以外的成分。

在实施方式中，对第2区段19b上桥架5的贯通部实施的挤压加工是在任意的径向上实施的。优选地，在与桥架5的厚度方向一致的径向上对第2区段19b实施挤压加工使其在对置方向上延展。在该场合，由于制造时对桥架5的夹压方向与第2区段19b薄的方向一致，所以挤压加工部相对于桥架5的密合性增大。

Claims (4)

1.一种白炽灯，其具备：

软质玻璃制的真空管；

密封该真空管的软质玻璃制的密封部；

一对导线，其具有在所述真空管内从密封部立起且相互对置的立起部分，并且该一对导线被固定于密封部并且贯通所述密封部，且露出于所述密封部的外部；

灯丝，其被配设于所述一对导线的所述立起部分之间，该灯丝在两端部处被保持在各立起部分的顶端部；

软质玻璃制的桥架，其在比所述灯丝更靠所述密封部侧的位置处配设于一对导线的所述立起部分之间，且该桥架在两端部处与各立起部分相结合，

所述白炽灯的特征在于，

各导线以所述立起部分的顶端侧的端部为一端，以露出于所述密封部的外部的露出侧的端部为另一端，各导线从一端侧到另一端侧被划分为杨氏模量依次下降的第1区段、第2区段以及第3区段，

所述第3区段由杜美丝或者带镍镀膜的杜美丝构成，

各导线在所述第3区段上贯通所述密封部。

2.根据权利要求1所述的白炽灯，其特征在于，

所述第1区段由以钼为主成分的材料构成。

3.根据权利要求1所述的白炽灯，其特征在于，

所述第2区段由以镍为主成分的材料构成，

各导线在所述第2区段上贯通所述桥架。

4.根据权利要求3所述的白炽灯，其特征在于，

所述第2区段在所述桥架的贯通部处在径向上被施以挤压加工。