JP2008066234A - 保持バンドおよびウエッジベース電球装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエッジベース電球を安定的に支持することができ、しかも、ウエッジベース電球のフィラメントの位置を灯具の中心位置に精度よく設定することができるようにするために用いる保持バンドと、この保持バンドを装着したウエッジベース電球によるウエッジベース電球装置を提供すること。
【解決手段】ウエッジベース電球の圧潰封止部を保持バンドで保持し、保持バンドは、一対のバンド部半体が相互に組見合って相互の溶接片が圧潰封止部の短面側で溶接固着され、かつ、溶接固着された状態で短面と溶接片との間隔は少なくとも０．１ｍｍ以上に設定する。
【選択図】図１

Description

タングステンフィラメントを透光性気密容器内に気密封着しているウエッジベース電球の圧潰封止部の周囲を巻着して保持する保持バンドおよび、この保持バンドを装着したウエッジベース電球装置に関する。

従来から、一般に自動車のヘッドライトは、反射鏡と、この反射鏡の開口部を通って反射鏡の内部に突き出たランプ等によって灯具を構成し、相互に所定の位置関係になるように配置されている。ランプは、ランプの口金を介して灯具のソケットに固定し、それにより、ランプ内に封入されているフィラメントの位置を灯具内での正規の位置に配置して、反射鏡に対して正確な規定の位置に配置できる。

規定の位置にフィラメントが配置された状態でランプが点灯すると、反射鏡の表面から放出光が照射し、ヘッドライトのビームが形成される。このビームは、反射鏡の表面形状に応じて、正面方向に放射される。

ランプに、ランプ自体は口金を有さないウエッジベース電球を用いた場合は、ランプ本体には口金が形成されていないので、ウエッジベース電球の圧潰封止部（ピンチシール部）をホルダ等の連結部品で保持し、この連結部品を介してウエッジベース電球を、灯具のソケット側に設けられている口金に固定する構造が用いられている。

図６は、連結部品を介してウエッジベース電球の電球本体を口金に固定する構造の一例を示す分解斜視図である。

すなわち、ウエッジベース電球４０の圧潰封止部（ピンチシール部）４１を、保持バンド（連結部品）４２を形成する一対のバンド部半体４３で挟持し、その状態でバンド部半体４３はそれぞれホルダ（連結部品）４４にＬ字状の各舌片４５を溶接等により固定する。そのホルダ４４をベース（ソケット）４６に設けられた口金４７に位置決めして固定する。

位置決めの位置だしは、ウエッジベース電球４０のフィラメント（不図示）の光中心位置を、ベース４６の基準面（先端面）に対する規格値内とするための位置出しを行っている。具体的には、舌片４５とホルダの当接部位との摺動によって、光軸方向に対するフィラメントの位置出しを行い、口金４７に対するホルダ４４の相対移動によって、ベース４６の基準面の面方向に対するフィラメントの位置出しを行っている。（例えば、特許文献１を参照）
特開２００６−１２５５７号公報

上述のように、自動車用として使用する口金付電球であっては、通常、口金部に対しての位置決め手段を備えていて、位置決め手段を用いて管球（ウエッジベース電球等）内に封入されたフィラメントを灯具内に正規の位置に配置できるように調整している。

しかしながら、位置決めの調整には以下のような不具合が存在する。

１．ウエッジベース電球と保持バンドとが正しく結合されていないと、口金部に設けられた位置決め手段と、ウエッジベース電球に封入されたフィラメントとの位置関係が狂ってしまう不具合が生じる。

２．ウエッジベース電球と保持バンドとの結合が不安定であると、自動車の走行中の振動などによって、ウエッジベース電球が脱落する恐れがある。

３．保持バンドとウエッジベース電球との間は、ある程度は空隙を設けて離間しておかないと、保持バンド形成のためにレーザ溶接する際に、レーザ溶接による金属板の急激な温度上昇およびスパッタがガラスブルブに飛び散るので、ガラスバルブのガラスにクラックが発生し破裂を誘発する恐れがある。

なお、ガラスバルブを形成するガラス材料は、ソーダライムガラスやアルカリ・アルカリ土類ケイ酸ガラス（通称：鉛フリーガラス）などの軟質ガラス、アルミノシリケートガラス、高ケイ酸ガラスやホウケイ酸ガラスなどの硬質ガラスあるいは石英ガラス等が、バルブ形状（Ａ形、Ｇ形、ＰＳ形、Ｒ形、Ｔ形等）や無色透明、着色、反射や散光などの光変換処理（生地自体、表面に着色膜、反射膜、散光膜や蛍光体膜などの被膜や蝕刻などの処理などによる）に対応して任意に選択されて用いられている。

従って、特に、レーザ溶接の際に、熱的および機械的に耐性強度が不十分なガラス材料をガラスバルブに使用した場合は、クラックが発生する恐れがある。

一方、レーザ溶接の際の影響を少なくするために、保持バンドとウエッジベース電球との間の空隙を大きく設けると、電球交換の際に誤って、正規の取り付け口以外に触れて干渉することがある。それにより、保持バンドに空隙が存在しているために、その分だけ塑性変形してしまう場合がある。保持バンドが塑性変形すると、灯具において、光源であるフィラメントが正規の位置に取り付けられず、光軸が変化してしまう。その結果、特に、反射鏡の焦点位置に光源がくるように、フィラメントの位置を調整するようにできている灯具では、光軸が狂うと所望の明るさが得られない恐れがある。

本発明はこれらの事情に基づいてなされたもので、ウエッジベース電球を安定的に支持することができ、しかも、ウエッジベース電球のフィラメントの位置を灯具の中心位置に精度よく設定することができるようにするために用いる保持バンドと、この保持バンドを装着したウエッジベース電球によるウエッジベース電球装置を提供することを目的としている。

本発明の保持バンドの実施の形態に係る第１の特徴は、少なくとも一対のバンド部半体が相互に組見合って溶接固着された状態で、内部にウエッジベース電球の圧潰封止部を挿着して弾性的に保持する保持バンドであって、
前記バンド部半体は、挟持する前記ウエッジベース電球の前記圧潰封止部の外形形状に対応した金属製の薄板で形成され、かつ、前記該圧潰封止部の少なくとも２箇所に弾性的に接触するそれぞれの当接片と、前記溶接固着のための溶接片と、組見合って溶接挟持固着した状態で全体を所定箇所に固定する固定部位とを有することである。

また、本発明の保持バンドの実施の形態に係る第２の特徴は、前記溶接片の溶接固着は、レーザ溶接により固着されていることである。

また、本発明のウエッジベース電球装置の実施の形態に係る第１の特徴は、一端部に圧潰封止部が形成され、前記圧潰封止部が該圧潰封止部の外形形状に対応した金属製の薄板で形成された保持バンドの当接片により弾性的に保持さているウエッジベース電球装置であって、
前記保持バンドは、一対のバンド部半体が相互に組見合って相互の溶接片が前記圧潰封止部の対向面側で溶接固着され、かつ、溶接固着された状態で該対向面と前記溶接片との間隔に空間が設けられていることである。

また、本発明のウエッジベース電球装置の実施の形態に係る第２の特徴は、前記保持バンドは、一対のバンド部半体が相互に組見合って相互の溶接片が前記圧潰封止部の対向面側で溶接固着され、かつ、溶接固着された状態で該対向面と前記溶接片との間隔は少なくとも０．１ｍｍ以上に設定されていることである。

本発明によれば、保持バンドにより、ウエッジベース電球のフィラメントの位置を、灯具の中心位置に精度よく設定し、かつ、ウエッジベース電球を安定的に支持することができる。

以下、本発明の保持バンドと、この保持バンドを装着したウエッジベース電球装置について、それらを実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態を示す保持バンドを装着したウエッジベース電球装置の固定状態を示す斜視図である。図２は、同一部切開正面図で、図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。また、図４は、ウエッジベース電球の一部切開外観図である。

図１乃至図３に示したように、本実施形態の一例を示すウエッジベース電球装置３０は、ウエッジベース電球１０のガラスバルブ１の端部に形成された圧潰封止部２に、ステンレスの薄板で形成された溶接構造（図面では溶接箇所を×印で表示）の保持バンド３が巻着され、圧潰封止部２を弾性的に挟持して構成されている。

また、ウエッジベース電球装置３０は、保持バンド３がホルダ４を介してソケット５の口金６に固定され、それにより、ウエッジベース電球１０のフィラメント７の位置が、灯具内での所定の位置に調整されて装着されている。

図４に、一部切開斜視図を示したように、ウエッジベース電球１０は、電球軸ＣＬの方向の一端に圧潰封止部２を有する透光性気密容器であるガラスバルブ１の内部に、フィラメント７が両端を一対の内側リード線（導入線）８により支持されて配置されている。一対の内側リード線８は封止された圧潰封止部２から外部に延出して外側リード線８Ａとなる。また、ガラスバルブ１の内部は真空、または、キセノンガス等の不活性ガス封入または不活性ガスの混合ガス等が封入される。

圧潰封止部２は、図３に、図２のＡ−Ａ_１断面を示したように、断面形状は、短面１１と長面１２とによる矩形状で両長面１２の略中央部が外側に湾曲した湾曲部１３を形成している。また、両長面１２の対称位置にはそれぞれ窪んだ凹部１４が形成されている。この凹部１４は、保持バンド３の対応部（後述する）と係合して、圧潰封止部２を保持バンド３に対しての位置決めや固定の際に機能する。

また、ウエッジベース電球１０のガラスバルブ１の材料は、光の透過率、機械的強度、熱衝撃、化学的耐久性、熱加工性等を満足したガラスとして、例えば、ホウケイ酸ガラスが用いられ、ガラスの肉厚はガラスバルブ１６の内部の圧力、用途などにより決定され０．２〜０．９ｍｍである。

なお、ガラスバルブ１の材料は、ホウケイ酸ガラス以外にも、ソーダライムガラスやアルカリ・アルカリ土類ケイ酸ガラス（通称：鉛フリーガラス）などの軟質ガラス、アルミノシリケートガラス、高ケイ酸ガラスのような硬質ガラス、あるいは、石英ガラスなどのガラスを用いることもある。

また、ガラスバルブ１の形状は、Ａ形、Ｇ形、ＰＳ形、Ｒ形、Ｔ形やこれらの複合形あるいは板状体や皿状体などからなる平板形を用いることができる。また、ガラスバルブ１６は無色透明であったり着色、反射や散光などの光変換処理（生地自体によったり、表面に着色膜、反射膜、散光膜や蛍光体膜などの被膜や蝕刻などの処理などによる）がなされていても差し支えない。

フィラメント７はタングステンが用いられ、ガラスバルブ１の電球軸ＣＬに対して直角の水平方向に張架されている。このフィラメント７の温度は、コイル状に構成することにより熱の移動を減少させることができる。即ち、フィラメント電流をより低電流化できる。このフィラメント７は、２重コイル状にしてもよい。

外側リード線８Ａは、表面がＮｉで被覆された５０Ｎｉ−Ｆｅ芯金からなるものを用いる場合、５０Ｎｉ−Ｆｅ芯金のＮｉ含有量は４９．５〜５１．５重量％の時、圧潰封止部２でのリークが少ない封止が可能である。それにより長寿命化で可能になる。

また、内側リード線８は、気密を要するビーズやガラスバルブ１との封着部分（圧潰封止部２）が軟質ガラスの場合にはジュメット線などが、硬質ガラスの場合にはコバール線、モリブデン線やタングステン線などそれぞれのガラスと同じか近似した熱膨張係数を有するものを選ぶことができる。

なお、内側リード線８の中間位置で表面にはゲッター（不図示）が設けられている。このゲッターは、酸素を吸着したり、電球製造過程で混入した不純ガスを除去する。この不純ガスの除去は、この不純ガスとフィラメント７との化学反応によるフィラメント７の断線事故を防止することができる。

ウエッジベース電球１は、外側リード線８Ａの端部に電圧を印加することにより、フィラメント７に発光電流を流す。この発光電流によりコイル状フィラメント７は加熱されて発熱および発光する。

図５に、組み立て前の状態図を示したように、保持バンド３は、一対のバンド部半体１６により形成されている。各バンド部半体１６は、ステンレス製の金属薄板を板金加工で成型した弾性構造体である。一対のバンド部半体１６は、圧潰封止部２を挟んで対称位置で対峙させて相互に組み合わされる。

一対のバンド部半体１６は、組み合わさった状態で内側に圧潰封止部２を弾性的に挟持し、相互に所定部位がレーザ溶接され、圧潰封止部２を溶接挟持固着した状態で一体化される。それにより、圧潰封止部２を包みこむ締付体として機能する。

バンド部半体１６は、ウエッジベース電球１の圧潰封止部２のへの係合部は、圧潰封止部２の長面１２に対応する長面対応部１７と、圧潰封止部２の短面１１に対応する短面対応部１８とを有している。

圧潰封止部２の長面１２に対応する長面対応部１７は、圧潰封止部２の長面１２の形状に対応して形成され、略中央部が外側に湾曲した湾曲部１３を形成し、また、圧潰封止部２５の窪んだ凹部１４に対しては、凹部１４の形状に弾性的に密接する突起部（当接片）１５が形成されている。

圧潰封止部２５の短面１１に対応する短面対応部１８は、一方には、短面１１側に曲折して弾性的に先端部のみが接触する舌片（当接片）１９と、外側溶接片２１が形成されている。また、他方には、内側溶接片２２が形成されている。

図３に組み立て図を示したように、保持バンド３は、２つのバンド部半体１６が内側に圧潰封止部２を内挿固定した状態で組み合わされている。すなわち、その状態では、圧潰封止部２の長面１２には、バンド部半体１６の長面対応部１７が対応していると共に、圧潰封止部２の２つの凹部１４には、バンド部半体１６の突起部１５がそれぞれ弾性的に密接している。また、圧潰封止部２５の両短面１１には、それぞれ、バンド部半体１６の舌片１９の先端部が弾性的に接触し、圧潰封止部２を挟持している。

この状態で、短面対応部１８の内側溶接片２２の外側に外側溶接片２１が密接し、レーザ溶接により、内側溶接片２２と外側溶接片２１とは溶接されて固定され、２つのバンド部半体１６が一体化されている。

この一体化構造で、内側溶接片２２の内側（圧潰封止部２側）と、対向する圧潰封止部２の短面１１の外面とは、空間を介して離間するように設定されている。つまり、圧潰封止部２の短面１１とレーザ溶接部（内側溶接片２２と外側溶接片２１）とが、０．１ｍｍ以上離間して形成されている。この０．１ｍｍ以上離間していることにより、レーザ溶接の際の、レーザ溶接部の金属板（内側溶接片２２と外側溶接片２１）の急激な温度上昇や、周囲に飛び散るスパッタの影響によるガラスバルブ１の破損を防止することができる。

しかも、ウエッジベース電球１０は、突起部１５と舌片１９が屈曲して接触固定し、弾性的に保持されているので、仮に、ウエッジベース電球１０に荷重を加えても、保持バンド３は塑性変形せず、弾性によって元の形状に復元することができる。

また、長面対応部１７には湾曲部１３の外側に向かってＬ字プレート（固定部位）２３が形成されている。このＬ字プレート２３は、保持バンド３がウエッジベース電球１０を保持した状態で、口金６に位置決めして固定するために、口金６へ取り付ける際に介在する連結板であるホルダ４にレーザ溶接するための固定部位である。

また、ホルダ４と口金６とは、ウエッジベース電球１０の光源であるフィラメント７の位置きめが完了した後、レーザ溶接される。レーザ溶接の際、ウエッジベース電球１０とホルダ４の溶接部とは十分に離間しているので、レーザ溶接の際の、溶接部の金属板の急激な温度上昇や周囲に飛び散るスパッタの影響によるガラスバルブ１の破損は起きない。

上述のように、各部をレーザ溶接の際に用いるレーザ溶接装置のレーザは、照射範囲の単位面積あたりのレーザのエネルギを示すエネルギ密度が調節可能に発生されて溶接部位に照射される。

レーザの種類は、好ましくはＹＡＧレーザであるが、炭酸ガスレーザや半導体レーザであっても構わない。ＹＡＧレーザは、ファイバによる伝送が可能なため、出力の制御および加工面での照射面積を小さくすることが容易である点で好ましい。

また、レーザは、パルス波、連続波およびパルス波と連続波のハイブリッドのいずれであってもよい。連続波の場合は、照射面積と照射位置の移動速度から単位面積あたりのエネルギを計算すればよい。

なお、パルスＹＡＧレーザは、１０ｍｓ以下の短時間でピークパワーを得ることができるため、短時間で照射範囲に所定の熱量を与えることができる。レーザの照射時間が短い方が、照射中に照射範囲の周囲に伝導される熱量を抑制できるため、パルスＹＡＧレーザは、より少ない熱量で溶接できる点で、さらに好ましい。

なお、上述の実施の形態では、保持バンド３の一対のバンド部半体１６は、それぞれ、ウエッジベース電球１０の圧潰封止部２の短面１１に密接する舌片１９が、１箇所ずつで１組が形成されていたが、舌片１９を２箇所以上で、２組以上を形成してもよい。

また、上述の実施の形態では、保持バンド３の溶接固着部である外側溶接片２１と内側溶接片２２とは、圧潰封止部２５の短面１１に対応する箇所で溶接固着したが、外側溶接片２１を圧潰封止部２５の長面１２側まで延在させて、長面１２側で溶接固着するようにしてもよい。

また、上述の実施の形態では、保持バンド３を、一対のバンド部半体１６による２部品によりレーザ溶接して形成したが、保持バンド３をさらに分割して、２部品以上の部品により形成することもできる。

なお、本発明は上記の実施形態のそのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態を示す保持バンドを装着したウエッジベース電球装置の固定状態を示す斜視図。 図１の一部切開正面図。 図２のＡ−Ａ_１断面図。 本発明のウエッジベース電球装置に用いるウエッジベース電球の一部切開外観図。 本発明の保持バンドの組み立て前の状態図。 従来の連結部品を介してウエッジベース電球の電球本体を口金に固定する構造の一例を示す分解斜視図。

符号の説明

１…ガラスバルブ、２…圧潰封止部、３…保持バンド、４…ホルダ、５…ソケット、６…口金、７…フィラメント、８…内側リード線、８Ａ…外側リード線、１０…ウエッジベース電球、１１…短面、１２…長面、１３…、１４…凹部、１５…突起部、１６…バンド部半体、１７…長面対応部、１８…短面対応部、１９…舌片、２０…、２１…外側溶接片、２２…内側溶接片、２３…Ｌ字プレート、３０…ウエッジベース電球装置、

Claims (4)

1. 少なくとも一対のバンド部半体が相互に組見合って溶接固着された状態で、内部にウエッジベース電球の圧潰封止部を挿着して弾性的に保持する保持バンドであって、
   前記バンド部半体は、挟持する前記ウエッジベース電球の前記圧潰封止部の外形形状に対応した金属製の薄板で形成され、かつ、前記該圧潰封止部の少なくとも２箇所に弾性的に接触するそれぞれの当接片と、前記溶接固着のための溶接片と、組見合って溶接挟持固着した状態で全体を所定箇所に固定する固定部位とを有することを特徴とする保持バンド。
2. 前記溶接片の溶接固着は、レーザ溶接により固着されていることを特徴とする請求項１記載の保持バンド。
3. 一端部に圧潰封止部が形成され、前記圧潰封止部が該圧潰封止部の外形形状に対応した金属製の薄板で形成された保持バンドの当接片により弾性的に保持さているウエッジベース電球装置であって、
   前記保持バンドは、一対のバンド部半体が相互に組見合って相互の溶接片が前記圧潰封止部の対向面側で溶接固着され、かつ、溶接固着された状態で該対向面と前記溶接片との間隔に空間が設けられていることを特徴とするウエッジベース電球装置。
4. 前記保持バンドは、一対のバンド部半体が相互に組見合って相互の溶接片が前記圧潰封止部の対向面側で溶接固着され、かつ、溶接固着された状態で該対向面と前記溶接片との間隔は少なくとも０．１ｍｍ以上に設定されていることを特徴とする請求項３記載のウエッジベース電球装置。

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