JP2005158733A - 少なくとも１つの発光手段を有する電気ランプ及びこの電気ランプの製造のための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】とりわけ簡単なやり方で発光手段の取り付け及び配向を可能にする電気ランプのための改善された製造方法及び相応するランプを提供することである。
【解決手段】上記課題は、電気ランプの製造方法において、ランプ容器封止部として使用される予め製造されたガラス・金属複合部材が設けられ、これから少なくとも１つの発光手段に対する電流供給線路が突き出しており、第１の方法ステップの間に少なくとも１つの発光手段が電流供給線路に接続され、第２の方法ステップの間にランプ容器が少なくとも１つの発光手段の上にかぶせられてガラス・金属複合部材に接合されることによって解決され、さらに電気ランプにおいて、ランプ容器及びランプ容器封止部は別個の構成部分として形成されており、これらは接合手段によって統合されていることによって解決される。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも１つの発光手段を有する電気ランプであって、少なくとも１つの発光手段はランプ容器によって囲まれており、このランプ容器にはランプ容器封止部が設けられており、このランプ容器封止部を貫いて少なくとも１つの発光手段のための電流供給線路が通されている、少なくとも１つの発光手段を有する電気ランプに関し、さらに、本発明は、電気ランプの製造のための方法であって、この電気ランプは少なくとも１つの発光手段、この少なくとも１つの発光手段に対する電流供給線路及びランプ容器封止部が設けられたランプ容器を有する、電気ランプの製造のための方法に関する。

公開文献ＷＯ９６／０５６１０及び特許文献ＵＳ５３３９００２は自動車用ヘッドライトランプ及びこれらのランプの製造方法を開示している。公開文献ＷＯ９６／０５６１０によれば、完全に予め製造され気密に密閉されたランプ容器がその中に配置された白熱フィラメントとともに金属製のベース部分の中に取り付けられている。特許文献ＵＳ５３３９００２はさらにいわゆる５軸調整（5-axis adjustment）によるランプベースの取り付け中の白熱フィラメントの調整を記述している。この５軸調整ではランプベースを基準とした白熱フィラメントの配向のために完全に予め製造されたランプ容器及びこのランプ容器の中に含まれる白熱フィラメント及びランプ容器の支持部材として使用されるベース部分から成る構成ユニットがランプベースの基準面を基準にして配向される。このためにランプベースは複数のベース部分から構成され、これらの複数のベース部分の相対的な位置は、白熱フィラメントの調整のために、この白熱フィラメントが所望の配向を有しこの位置に固定されるまで変化する。
ＷＯ９６／０５６１０ ＵＳ５３３９００２

本発明の課題は、とりわけ簡単なやり方で発光手段の取り付け及び配向を可能にする電気ランプのための改善された製造方法及び相応するランプを提供することである。

上記課題は、電気ランプの製造方法においては、この製造方法の間に、ランプ容器封止部として使用される予め製造されたガラス・金属複合部材が設けられ、このガラス・金属複合部材から少なくとも１つの発光手段に対する電流供給線路が突き出しており、第１の方法ステップの間に少なくとも１つの発光手段がその電流供給線路に接続され、第１の方法ステップに後置された第２の方法ステップの間に、ランプ容器が少なくとも１つの発光手段の上にかぶせられ、ガラス・金属複合部材に接合されることによって解決され、
さらに上記課題は、電気ランプにおいては、ランプ容器及びランプ容器封止部は別個の構成部分として形成されており、ランプ容器及びランプ容器封止部は接合手段によって統合されていることによって解決される。

電気ランプの本発明の製造方法は、この製造方法の間に、ランプ容器封止部として使用される予め製造されたガラス・金属複合部材が設けられ、このガラス・金属複合部材から少なくとも１つの発光手段に対する電流供給線路が突き出しており、第１の方法ステップの間に少なくとも１つの発光手段がその電流供給線路に接続され、第１の方法ステップに後置された第２の方法ステップの間に、ランプ容器が少なくとも１つの発光手段の上にかぶせられ、ガラス・金属複合部材に接合されることによって際立っている。

ランプ容器封止部として使用されるガラス・金属複合部材と発光手段を囲むランプ容器とを別個に製造するせいで、電流供給線路の端部は、少なくとも１つの発光手段の支持のためにこの発光手段の取り付けの間には何にも覆われずに開放されたままである。従って、少なくとも１つの発光手段の取り付けはまだ密閉されていないランプ容器において実施される。これによって発光手段の配向及び取り付けは簡略化される。

ランプ容器とランプ容器封止部として使用されるガラス・金属複合部材とは、接合のために有利には互いに溶着され、この結果、熱的に高い負荷にさらされうる気密な接合が保証される。これら２つの上記構成部材の溶着は、有利にはレーザを用いて実施され、このレーザは接合領域におけるランプ容器及びガラス・金属複合部材の局所的に限定された加熱を可能にし、この結果、ガラス・金属複合部材における電流供給線路の埋め込み部が加熱によって損なわれない。ランプ容器及びガラス・金属複合部材の溶着によって生じる万一の機械的張力を除去するために、有利には、これら２つの上記ランプ部材の間の少なくとも接合領域が熱処理される。

通常は軸対称な又は回転対称な中空体であるランプ容器にぴったりと合う接合を行うために、ガラス・金属複合部材の製造の際に有利にはこのガラス・金属複合部材の一方の端部に管状のアタッチメントを設ける。ランプ軸に対して横方向のこの管状アタッチメントの寸法は有利にはランプ容器の相応する寸法に合わせられている。ランプ容器とガラス・金属複合部材との間の接合領域は、迷光による光放出の妨害を十分に排除するために、少なくとも１つの発光手段までできるだけ大きな間隔を有するべきである。よって、ランプ容器とガラス・金属複合部材との間の接合領域はランプベースのできるだけ近傍に設けられるか、又は、ランプベースの中に隠されるべきである。それゆえ、ガラス・金属複合部材の製造のために有利にはガラス管が使用され、このガラス管がランプ容器よりも小さい外部直径を有し、ガラス・金属複合部材の管状アタッチメントはランプ容器との接合のために円錐状に広げられる。これによって、ランプ容器とガラス・金属複合部材との間の接合領域をガラス・金属複合部材における電流供給線路の埋め込み部の近傍に設けることができ、発光手段までの十分な大きさの間隔が得られる。

とりわけ有利には本発明の方法は、ガラス管から製造されるガラス・金属複合部材との組み合わせにおいて、このガラス管を貫いて金属製の電流供給線路が通され、次いでガラス管の一部分が加熱によってやわらかくされ、電流供給線路がやわらかくなったガラスのピンチング（pinching）によってこのガラスに埋め込まれることによって適用可能である。これによって、ランプ容器封止部として設けられるガラス・金属複合部材は既に最適にランプ容器の幾何学的構成に適合される。とりわけランプ容器との接合のために使用される管状アタッチメントは別個に製造されてはならず、ガラス管の幾何学的構成に基づいて既に存在している。

本発明の製造方法は、発光手段をランプベースに関して又は基準として使用されるランプベース部分に関して調整しなければならない電気ランプの製造においてとりわけ大きな利点を提供する。発光手段の調整のために完全に予め製造されたランプ容器をその中に含まれた発光手段を含めて複数のランプベース部分を用いてランプベースの基準面を基準にして配向しなければならない前述の従来技術とは異なり、本発明の製造方法によれば、少なくとも１つの発光手段の調整は、ランプベースを基準にして有利にはすでにその電流供給線路への取り付けの間に実施される。この目的のために、少なくとも１つの発光手段の調整のための基準として使用されるランプベース部分が、電流供給線路が設けられたランプ容器封止部へのこの少なくとも１つの発光手段の取り付けの前に既に取り付けられる。さらにランプ容器と電流供給線路が設けられたそのランプ容器封止部とは別個の構成部分として形成され、これらの構成部分は少なくとも１つの発光手段の配向及び取り付けの後でようやく互いに溶着され、これによって、少なくとも１つの発光手段及びその電流供給線路の端部はこの少なくとも１つの発光手段の調整及び取り付けにおいて開放されたままである。従って、ランプベースを基準にした少なくとも１つの発光手段の調整は有利にはこの少なくとも１つの発光手段のその電流供給線路への取り付けの間に直ぐに実施される。これによって上記の引用された従来技術による比較的面倒な５軸調整が不必要となる。とりわけランプベース部分によって定められる少なくとも１つの発光手段のための基準面がこのランプの全製造プロセスの間保持されつづける。よって、この基準面は光学系、例えばヘッドライトにおける少なくとも１つの発光手段の精確な配向のためにも使用できる。この少なくとも１つの発光手段とは、グローランプの場合には白熱フィラメントであり、さらに、ガス放電ランプの場合にはランプの電極であり、これらの電極の間でランプ動作中にガス放電が形成される。

本発明の電気ランプは少なくとも１つの発光手段を有し、この少なくとも１つの発光手段はランプ容器に囲まれており、このランプ容器にはランプ容器封止部が設けられており、このランプ容器封止部を貫いて少なくとも１つの発光手段のための電流供給線路が通されている。本発明によれば、ランプ容器とランプ容器封止部とは別個のランプ構成部分として形成されており、これらのランプ容器とランプ容器封止部とは接合手段によって統合されている。ランプ容器とランプ容器封止部とのこの分離によって少なくとも１つの発光手段のその電流供給線路における簡単な調整及び取り付けが可能になる。というのも、電流供給線路の端部及びこの少なくとも１つの発光手段はこの調整及び取り付けの間にはランプ容器によって包まれておらず、何にも覆われずに開放されているからである。

ランプ容器封止部は有利にはピンチ封止部として形成され、このピンチ封止部は有利には石英ガラスへの金属フォイル埋め込みか又は硬質ガラスへの金属ワイヤ埋め込みかのいずれかを含み、石英ガラスに埋め込まれる金属フォイル乃至は硬質ガラスに埋め込まれる金属ワイヤは電流供給線路の構成部分である。

次に本発明を有利な実施例に基づいて詳しく説明する。

図１〜図７は自動車ヘッドライトのためのハロゲングローランプの製造に基づく本発明の製造方法を示している。図１にはハロゲングローランプの電流供給線路１、２の構造が図示されている。ハロゲングローランプの電流供給線路１、２はＵ字状モリブデンワイヤ１０、２つのモリブデンフォイル１１、１２及び２つの更に別の異なる長さの直線モリブデンワイヤ１３、１４から構成される。Ｕ字状モリブデンワイヤ１０の両端部はそれぞれ２つのモリブデンフォイル１１乃至は１２のうちの一方に溶接されている。それぞれ金属ワイヤ１３、１４の端部は２つのモリブデンフォイル１１乃至は１２のうちの一方に溶接されている。２つの直線金属ワイヤ１３、１４はランプ容器の中に延在する電流供給線路１乃至は２の内部部分を形成し、他方でＵ字状金属ワイヤ１０の２つの脚部はランプ容器の外側に延在する電流供給線路１乃至は２の外部部分を形成する。Ｕ字状モリブデンワイヤ１０の２つのＵ脚部１０ａ、１０ｂの間の接続領域はランプのベースの前で分離される、すなわち、屈曲した接続領域は切断工具によって除去される。図１に示された２つの電流供給線路１、２から成るフレームは石英ガラス管に挿入され、この結果、２つの直線モリブデンワイヤ１３、１４の自由端部は石英ガラス管の一方の端部から外に突き出し、Ｕ字状モリブデンワイヤは石英ガラス管のもう一方の端部から突き出す。石英ガラス管はモリブデンフォイル１１、１２の領域においてその軟化温度まで加熱され、ピンチジョー（pinch jaws）によってこのやわらかくなった石英ガラスがモリブデンフォイル１１、１２に押しつけられ、この結果、ボリブデンフォイル１１、１２の石英ガラスへの気密な溶着が得られる。こうして製造された図２に示されたガラス・金属複合部材３はランプ容器封止部として使用される。モリブデンフォイル１１、１２はガラス・金属複合部材３の封止領域３０に気密に埋め込まれている。２つのモリブデンワイヤ１３、１４はガラス・金属複合部材３の管状アタッチメント３１から外へ突き出ている。Ｕ字状モリブデンワイヤ１０が封止領域３０から外に突き出す。電流供給線路１、２から成るフレームがガラス・金属複合部材３の石英ガラスによって完全に固定されており、十分な機械的安定性を有するので、このＵ字状モリブデンワイヤ１０は上述の通り今や分離される。図２に示されたガラス・金属複合部材３の封止領域３０は次いでハロゲングローランプの予め製造されたランプベース４に挿入され、クランピングフィット（clamping fit）によって固定される（図３）。ランプベース４は共通平面に存在する３つの基準タブ４１を有し、これらの基準タブ４１はランプ軸Ａ−Ａに対して垂直に延在しており、ランプベース４の周囲に沿って等間隔で配置されている。これらの基準タブ４１は白熱フィラメント５の調整のための基準面を定めている。白熱フィラメント５の調整及び取り付けのために、次いでモリブデンワイヤ１３、１４の自由端部は、白熱フィラメント５がこのフィラメント５の端部とモリブデンワイヤ１３、１４の端部との溶接の後で軸方向に配向されるように形成される。白熱フィラメント５とモリブデンワイヤ１３、１４の端部との溶接の際には、白熱フィラメントの位置が基準タブ４１を基準にして所定のトレランス内で調整される（図４）。図５に示されている予め製造されたランプ容器６は円柱状に形成され、第１の開いた端部と第２の端部とを有し、この第２の端部から排気管６１が突き出ている。ランプ容器６の製造のためには、ガラス・金属複合部材３を製造するために使用された石英ガラス管と同じ内径及び外径を有する石英ガラス管が使用された。白熱フィラメント５の取り付けの後で、図５に示されている予め製造された円柱状かつフード状のランプ容器６が白熱フィラメント５及びこのフィラメント５の上に電流供給線路にかぶせられ、この結果、ランプ容器６の第１の開いた端部がガラス・金属複合部材３の管状アタッチメント３１に載置される。ガラス・金属複合部材３の管状アタッチメント３１と同じ内径及び外径を有する予め製造されたランプ容器６の第１の開いた端部はレーザによってガラス・金属複合部材３の管状アタッチメント３１に溶着される。この溶着において、ランプ容器６と管状アタッチメント３１との接合領域においてリング状にランプ容器６を取り囲むビード（bead）６２が形成される（図６）。まだ開いている排気管６１を介してランプ容器６の内部空間が真空状態にされ、希ガス又は希ガス混合物、例えばクリプトン又は／及びキセノン及びハロゲン添加物によって充填される。次いで、排気管６１がランプ容器６の近くで封止され、カットされる（図７）。Ｕ字状モリブデンワイヤ１０の分離後のＵ脚部のランプベース４の電気的接点との溶接は通常のやり方で実施される。

図８には概略的に第１の代替実施形態であるガラス・金属複合部材３’が概略的に図示されており、このガラス・金属複合部材３’は図２に示されたガラス・金属複合部材３の代わりにランプ容器６のランプ容器封止部として使用される。図８に示されたガラス・金属複合部材３’は図２に示されたガラス・金属複合部材３とは単に管状アタッチメント３１’が円錐状に広がっていることによって異なっている。他のあらゆる特徴的構成において、ガラス・金属複合部材３’はガラス・金属複合部材３と一致している。よって、図２及び図８において同じ構成部材には同じ参照符号が使用された。ガラス・金属複合部材３’の製造のためには、ランプ容器６よりも小さい内径及び外径を有する石英ガラス管が使用される。従って、管状アタッチメント３１’とランプ容器６との溶着を可能にするためには、管状アタッチメント３１’が溶着の前に円錐状に広げられる。このガラス・金属複合部材３’はガラス・金属複合部材３に比べて次のような利点を有する。すなわち、接合箇所、つまりビード６２が図２に示されたガラス・金属複合部材３を使用する場合よりも封止領域３０’の近くに、よってランプベース４の近くにならびに白熱フィラメント５までより大きな間隔をもって設けられている。これによってビード６２における光散乱は低減される。ビード６２における光散乱はビード６２の光吸収コーティングによって又はランプベース４の内部にビード６２を隠すことによって防止することもできる。ランプバルブがランプベース４の反対側のドームに光吸収コーティングを有するような例えば車両ヘッドランプのようなランプにおいては、ビード６２はランプバルブのドームの領域に設けられ、この結果、ビード６２は光吸収コーティングによってカバーされる。この場合、フード状のランプ容器６は排気管６１が設けられたドームだけから成り、管状アタッチメント３１は白熱フィラメント５を取り囲み、ほぼランプバルブの円柱部分全体を形成する。

図９は第２の代替実施形態であるガラス・金属複合部材９を示し、このガラス・金属複合部材９は図示されたガラス・金属複合部材３の代わりにランプ容器封止部として使用可能である。このガラス・金属複合部材９は２つのモリブデンワイヤ９１、９２から成り、これらの２つのモリブデンワイヤ９１、９２は硬質ガラス、例えばアルミノケイ酸ガラス又はホウケイ酸ガラスに気密に埋め込まれており、この結果、各モリブデンワイヤ９１、９２の両端部は硬質ガラスから突き出ている。このガラス・金属複合部材９を製造するためには、２つのモリブデンワイヤ９１、９２に硬質ガラス管を貫通させ、ピンチジョーを用いてやわらかくなった硬質ガラスをモリブデンワイヤ９１、９２に押しつけるために、この硬質ガラスが封止領域９３においてその軟化温度まで加熱される。ガラスを冷却すれば、モリブデンワイヤ９１、９２が気密に封止領域９３に埋め込まれている。ガラス・金属複合部材９は端部において円錐状に広がった管状のアタッチメント９４を有し、このアタッチメント９４はランプ容器６との溶着のために設けられている。このガラス・金属複合部材９は、ランプ容器封止部がランプ動作中に比較的小さい熱負荷にさらされるようなランプに適している。動作中に熱的に高い負荷にさらされるランプ容器封止部を有するランプの場合は、図２又は図８に図示された石英ガラスから成るガラス・金属複合部材３、３’が使用される。ランプ容器封止部３、３’及び９はそれぞれ石英ガラスから成るランプ容器６とも硬質ガラスから成るランプ容器とも溶着されうる。ランプ容器６及びランプ容器封止部として使用されるガラス・金属複合部材３、３’、９のためのガラスの選択は、ランプ動作中のランプ容器及びランプ容器封止部の熱負荷に依存する。

本発明は上記の詳述された実施例には限定されず、例えば他のタイプのランプ、例えば放電ランプにも適用されうる。さらに、ランプ容器の製造ステップが例えばグローブボックスの内部で保護ガス雰囲気において実施される場合には、ランプ容器の真空化及びランプ容器への充填成分の封入の際には排気管を使用しなくてもよい。

本発明の実施例における白熱フィラメントのための電流供給線路の概略図を示す。

ランプ容器封止部として使用されるガラス・金属複合部材とその中に埋め込まれる図１の電流供給線路の概略図を示す。

ランプベースに固定されたガラス・金属複合部材の概略図を示す。

白熱フィラメントの取り付けの後のランプベースに固定されたガラス・金属複合部材の概略図を示す。

本発明の実施例によるランプのランプ容器の概略図を示す。

図５に示されたランプ容器の取り付けの後の図４に示された構成ユニットの概略図を示す。

封止及び排気管除去の後の完成したランプの概略図を示す。

図２に図示されたガラス・金属複合部材の第１の代替実施形態の概略図を示す。

図２に図示されたガラス・金属複合部材の第２の代替実施形態の概略図を示す。

符号の説明

１、２ 電流供給線路
１０ Ｕ字状モリブデンワイヤ
１０ａ、１０ｂ Ｕ脚部
１１、１２ ボリブデンフォイル
１３、１４ 直線モリブデンワイヤ
３、３’ ガラス・金属複合部材（ランプ容器封止部）
３０ 封止領域
３１、３１’ 管状アタッチメント
４ ランプベース
４１ 基準タブ
５ 白熱フィラメント
６ ランプ容器
６１ 排気管
６２ ビード
９ ガラス・金属複合部材
９１、９２ モリブデンワイヤ
９３ 封止領域
９４ 管状アタッチメント

Claims (15)

1. 電気ランプの製造のための方法であって、該電気ランプは少なくとも１つの発光手段（５）、該少なくとも１つの発光手段（５）に対する電流供給線路（１、２）及びランプ容器封止部（３）が設けられたランプ容器（６）を有する、電気ランプの製造のための方法において、
   この製造方法の間に、ランプ容器封止部として使用される予め製造されたガラス・金属複合部材（３）が設けられ、該ガラス・金属複合部材（３）から前記少なくとも１つの発光手段（５）に対する前記電流供給線路（１、２）が突き出しており、第１の方法ステップの間に前記少なくとも１つの発光手段（５）がその電流供給線路（１、２）に接続され、前記第１の方法ステップに後置された第２の方法ステップの間に、前記ランプ容器（６）が前記少なくとも１つの発光手段（５）の上にかぶせられ、前記ガラス・金属複合部材（３）に接合されることを特徴とする、電気ランプの製造のための方法。
2. ランプ容器（６）はガラス・金属複合部材（３）に溶着されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
3. 溶着はレーザを用いて実施されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
4. ガラス管を貫いて金属製の電流供給線路が通され、次いで前記ガラス管の一部分が加熱によってやわらかくされ、前記電流供給線路がやわらかくなったガラスのピンチング（pinching）によってこのガラスの中に埋め込まれることによって、ガラス・金属複合部材（３）は前記ガラス管から製造されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
5. ガラス・金属複合部材（３）とランプ容器（６）との間の少なくとも接合領域は機械的張力の低減のために熱処理されることを特徴とする、請求項１〜３のうちの１つ又は複数に記載の方法。
6. ガラス・金属複合部材（３）の製造の際に、該ガラス・金属複合部材（３）の一方の端部には管状のアタッチメント（３１）が設けられ、該管状のアタッチメント（３１）はランプ容器（６）との接合のために設けられることを特徴とする、請求項１〜４のうちの１つ又は複数に記載された方法。
7. 管状のアタッチメント（３１’）はランプ容器（６）との接合のために円錐状に広げられることを特徴とする、請求項６記載された方法。
8. 第１の方法ステップの前に、ランプの少なくとも１つの発光手段（５）の調整のための基準として使用されるランプベース部分（４１）がガラス・金属複合部材（３）に取り付けられ、この第１の方法ステップの間に前記少なくとも１つの発光手段（５）が前記ランプベース部分（４１）を基準にして配向されることを特徴とする、請求項１〜７のうちの１つ又は複数に記載された方法。
9. 少なくとも１つの発光手段（５）を有する電気ランプであって、前記少なくとも１つの発光手段（５）はランプ容器（６）によって囲まれており、該ランプ容器（６）にはランプ容器封止部（３）が設けられており、該ランプ容器封止部（３）を貫いて前記少なくとも１つの発光手段（５）のための電流供給線路（１、２）が通されている、少なくとも１つの発光手段（５）を有する電気ランプにおいて、
   前記ランプ容器（６）及び前記ランプ容器封止部（３）は別個の構成部分として形成されており、前記ランプ容器（６）及び前記ランプ容器封止部（３）は接合手段によって統合されていることを特徴とする、少なくとも１つの発光手段（５）を有する電気ランプ。
10. ランプ容器封止部（３）は管状のアタッチメント（３１）を有し、該管状のアタッチメント（３１）は接合手段によってランプ容器（６）に統合されていることを特徴とする、請求項９記載の電気ランプ。
11. 接合手段は溶着接合であることを特徴とする、請求項９又は１０記載の電気ランプ。
12. ランプ容器封止部（３）はピンチ封止部として形成されていることを特徴とする、請求項９記載の電気ランプ。
13. ランプ容器封止部（３）は石英ガラスへの金属フォイル埋め込み部（３０）を含み、石英ガラスに埋め込まれる金属フォイル（１１、１２）は電流供給線路（１、２）の構成部分であることを特徴とする、請求項１２記載の電気ランプ。
14. ランプ容器封止部（３）は硬質ガラスへの金属ワイヤ埋め込み部（９３）を含み、硬質ガラスに埋め込まれる金属ワイヤ（９１、９２）は電流供給線路の構成部分であることを特徴とする、請求項１２記載の電気ランプ。
15. ピンチ封止部（３）はランプベースに固定されていることを特徴とする、請求項１２記載の電気ランプ。

Images