JP2008235201A - ハロゲンランプ、ランプ装置、ランプ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２重のバルブ構成の管型ハロゲンランプにおける封止部構造の簡略化を図るとともに、ランプの温度上昇も抑える。
【解決手段】フィラメント１４を内設した管状の内部バルブ１２と内部バルブ１２を収納する外部バルブ１３とを備え、フィラメント１４の一端に一体成形されたインナーリード１６１に、一端を接続した金属箔１７１の他端をアウターリード２０１に接続する。また、フィラメント１４の他端に一体形成されたインナーリード１６２に、一端を接続した導電性のワイヤ１９を介して一端を接続した金属箔１７２の他端をアウターリード２０２に接続する。金属箔１７１，１７２は、非接触状態で近傍に配置し、前記外部バルブ１３に減圧してハロゲンガスと不活性ガスを封入した状態で金属箔１７１，１７２共通の封止部２２で封止した。
【選択図】図１

Description

この発明は、ヒータあるいは照明として用いられるガラスバルブ内に不活性ガスとともにハロゲンガスを封入したハロゲンランプ、このランプを用いたランプ装置およびランプ製造方法に関する。

従来の片口金型ハロゲンランプは、発光体を内設した両口金形の内部バルブとこの内部バルブを収納する外球ガラス管から構成し、外球ガラス管は両端が開放口とされたもので、開放口の一端に絶縁性のキャップを被せて固定し、開放口の他端に口金部を取り付けている。（例えば、特許文献１）
特開平６−３１０１０９号公報

上記した特許文献１の技術は、ランプ機能を備えた内部のバルブの両端が封止されていることから高温になりすぎるばかりか、両端封止のハロゲンランプの構成を有する内部バルブを予め作成した状態で外球ガラス管や口金を取り付ける必要がある等の組み立て工程も増え、量産性上の問題もあった。

この発明の目的は、片口金の構造とりながら、温度上昇を抑えるとともに、これを簡単な構成で実現したハロゲンランプ、このランプを用いたランプ装置およびランプ製造方法を提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明のハロゲンランプは、フィラメントを内設した管状の内部バルブおよび該内部バルブを収納する外部バルブを備えたハロゲンランプにおいて、前記フィラメントの一端に一端を接続した第１の金属箔と、前記第１の金属箔の他端に接続した第１のアウターリードと、前記フィラメントの他端に一端を接続した導電性のワイヤを介して一端を接続した第２の金属箔と、前記第２の金属箔の他端に接続した第２のアウターリードと、前記第１および第２の金属箔を減圧により共通に封止した封止部とを具備したことを特徴とする。

この発明によれば、２重のバルブ構成の管型ハロゲンランプにおける封止部構造の簡略化を図るとともに、ランプの温度上昇も抑えることが可能となる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図４は、それぞれこの発明のハロゲンランプに関する一実施形態について説明するためのもので、図１は全体を示す構成図、図２は図１の要部を拡大して示した斜視図、図３は図２を軸方向から見た状態の正面図、図４は図１の要部を拡大して示した構成図である。

図１において、１１はハロゲンランプであり、例えば、照明用や暖房用として多用される管型のハロゲンランプである。ハロゲンランプ１１は、放射透過性を有する石英ガラス製等の内部バルブ１２と外部バルブ１３の２重構造をしている。

内部バルブ１２内には熱源として例えばタングステンフィラメント１４を同心状に収容している。フィラメント１４は、内部バルブ１２内の軸方向に複数配設されたアンカー１５により、内部バルブ１２に対する同心的な状態が保持される。フィラメント１４の一端は、フィラメント１４と一体成形のインナーリード１６１を介して内部バルブ１２と熱膨張率が近似の矩形箔状の例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属箔１７１の一端に接続する。フィラメント１４の他端は、内部バルブ１２の開放口１２１からフィラメント１４と一体成形のインナーリード１６２を介して、例えばタングステン製のワイヤ１９の一端に溶接等の手段により接続する。ワイヤ１９は予めＬ字状に曲げられ、その他端は、内部バルブ１２と熱膨張率が近似の矩形箔状の例えばモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属箔１７２の一端に接続する。金属箔１７２は、金属箔１７１の近傍に非接触状態で配置させる。

さらに、インナーリード１６１が位置する付近の内部バルブ１２には、外部バルブ１３と内部バルブ１２を連通させるための孔１２２が形成されている。

金属箔１７１の他端は、アウターリード２０１に、金属箔１７２の他端は、アウターリード２０２にそれぞれ接続する。アウターリード２０１，２０２には電源から電力を供給し、フィラメント１４を通電させる。

外部バルブ１３のインナーリード１６２との対向側は予め閉塞された状態にあり、その閉塞部分にインナーリード１６２を支持する支持部２１を形成している。また、外部バルブ１３内には、微量のハロゲン物質である例えば臭素Ｂｒと塩素Ｃｌとの混合物とともに、アルゴンＡｒや窒素Ｎ_２等の不活性ガスを、常温２５℃で約０．９×１０^５Ｐａ（パスカル）の圧力で封入させる。このハロゲンと不活性ガスは、外部バルブ１２の開放口側を金属箔１７１，１７２とともに減圧による封止部２２により封止が行われる。一端が金属箔１７１，１７２に接続されたアウターリード２０１，２０２の他端は、封止部２２から気密状態で外部へ延出される。

ここで、減圧による封止はシュリンクシールと呼ばれる封止方法で、封止部以外で一旦ランプを封止し、封止部を含むランプ内部を減圧にした状態で、モリブデン箔を気密封止させるものである。この封止方法は、石英ガラスの肉厚がピンチシールによる封止方法のように偏ることがないことから封止部の強度を向上させることができる。

このような構成によれば、金属箔１７１，１７２は、共通の封止部２２で同時に封止可能なことから、封止に必要な作業工程を少なくすることができる。また、外部バルブ１３と一体形成された支持部２１は、封止部２２を形成するときのインナーリード１６２を支持するばかりか、その後の支持も兼用となものである。

片方のみに封止部２２を形成しつつ減圧による封止を行っているため、これまでのピンチシールのように特定方向では機械的に弱い点も解消できる。さらに、内部バルブ１２の内部は、開放口１２１と孔１２２で外部バルブ１３と連通されている。これにより点灯時の熱対流を起こさせ、内部のハロゲン濃度を均一化させ、ハロゲンによる侵食を防止可能となる。また、熱対流は、内部バルブ１２内の熱のこもりを抑え、異常な温度上昇も抑えることができる。

この実施形態では、２重のバルブ構成の管型ハロゲンランプにおける封止部の構造の簡略化を図るとともに、減圧封止による機械的な強度の向上も図ることができる。さらに、ランプの温度上昇も抑えることが可能となる。

図５、図６は、この発明のハロゲンランプに関する他の実施形態について説明するための、図５は全体を示す構成図、図６は図５の破線で示す枠の部分を拡大して示す構成図である。なお、上記したこの発明のハロゲンランプと同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。

この実施形態は、アンカー１５を内部バルブ１２内に係合させたものである。図６にも示すように、アンカー１５は、内部バルブ１２の内面に形成された係合部５１に係合させたことで、ハロゲンランプ１１を縦方向に対する使用についてもフィラメント１４が下方側に偏ってしまうことを防止するものである。

係合部１５は、アンカー１５が位置する部分に例えばガスバーナーを内部バルブ１２の外面から当てて内部バルブ１２の一部を一時的に溶解させ、アンカー１５の外周の一部を内部バルブ１２の一部が囲む状態で固化させることで形成することができる。

このように、封止部は上記した効果を奏しながら、アンカーを内部バルブに支持することで、縦置きでの使用も可能となる。

図７は、この発明のランプ装置に関する一実施形態について説明するための全体を示す構成図である。なお、上記したこの発明のハロゲンランプと同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。この実施形態は、灯具などの器具にハロゲンランプを取り付けるために口金を取り付けたものである。

すなわち、口金７１は円柱形状をしており、軸方向に凹部７２が形成される。凹部７２は封止部２２よりも一回り大きいものとする。凹部７２の底には凹部７２とは反対側に貫通する貫通孔７３１，７３２が形成される。

口金７１の凹部７２にはハロゲンランプ１１の封止部２２を挿入させる。挿入後の封止部２２と口金７１の隙間は、耐熱性の接着剤７４を埋めることで口金７１との固着を行う。アウターリード２０１，２０２は、封止部２２を凹部７２と係合させる前に、予め、電力を供給させるためのリード線７５１，７５２を、貫通孔７３１，７３２を通して圧着リブ７６１，７６２で機械的、電気的に接続してある。接着剤７４は、アウターリード２０１，２０２とリード線７５１，７５２が圧着リブ７６１，７６２で結合される部分に埋めても構わない。

このように、ランプ上昇を抑えつつ、減圧封止された封止部で機械的強度の向上等を図った構造を有する２重のバルブ構成の管型ハロゲンランプに口金が取り付けられたランプ装置を得ることができる。

図８は、この発明のランプ装置に関する他の実施形態について説明するための全体を示す構成図である。なお、図７と同一の構成部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分について説明する。この実施形態も灯具などの器具にハロゲンランプを取り付けるために口金を取り付けたもので、この実施形態の口金は、相手側のソケットにねじ込むタイプのものである。

すなわち、耐熱、絶縁性の口金８１は、径大部８１１と径小部８１２を有する円柱形状をしており、軸方向に凹部７２が形成される。凹部７２は封止部２２よりも一回り大きいものとする。凹部７２の底には径小部８１２の周面に貫通する貫通孔８２１と反対側に貫通する貫通孔８２２がそれぞれ形成される。径小部８１１の外周面には、表面にネジが形成された導体８３を取り付けてある。また、貫通孔８２２の外側の位置には導体８２とは非接触状態で電極８４を取り付けてある。

口金８１の凹部７２にはハロゲンランプ１１の封止部２２を挿入させながら、アウターリード２０１を貫通孔８２１に挿入するとともに、アウターリード２０２を貫通孔８２２に挿入する。そして、アウターリード２０１と導体８３を溶接するとともに、アウターリード２０２を電極８４と溶接する。

このように、ランプ上昇を抑えつつ、減圧封止された封止部で機械的強度の向上等を図った構造を有する２重のバルブ構成の管型ハロゲンランプにねじ込み型の口金を形成したことでねじ込み型のソケットへの取り付けが可能なランプ装置を得ることができる。

図９は、図８に示すこの発明ランプ装置を照明器具とした場合の一例について説明するための概略的な斜視図である。

図９に示す照明器具９１は、ハロゲンランプ１１と、一方の側面９２にハロゲンランプ１１の口金８１を装着するソケット９３が内設された角開口形の灯具９４からなる。灯具９４の内面には、高反射率のアルミニウム等によりリフレクタ９５が形成されている。

この照明器具では、灯具９４の一方の側面９２にハロゲンランプ１１の口金８１を装着するソケット９３を設け、また前面の開放口に取り付けられる保護カバーはハロゲンランプ１１が２重構造となっていることから省略できる。保護カバーがないことからハロゲンランプ１１は、保護カバーの開閉を行わずに側面から交換することができる。

図１０は、この発明のハロゲンランプを製造するためのランプ製造方法に関する一実施形態について説明するための説明図である。

まず、図１０（ａ）において、フィラメント１４の一端にはインナーリード１６１を一体形成し、インナーリード１６１に金属箔１７１とアウターリード２０１を直列に接続する。フィラメント１４の他端にはインナーリード１６２を一体形成する。インナーリード１６１と金属箔１７１の接続、金属箔１７１とアウターリード２０１の接続は、それぞれ例えばスポット溶接により接続させる。さらにフィラメント１４の複数箇所にアンカー１５を取り付ける。

次に、図１０（ｂ）では、インナーリード１６２に予めＬ字状に形成されたワイヤ１９の一端を接続し、ワイヤ１９の他端と金属箔１７２とアウターリード２０２を直列に接続する。インナーリード１６２とワイヤ１９の接続、ワイヤ１９と金属箔１７２の接続、金属箔１７２とアウターリード２０２の接続部は、それぞれ例えばスポット溶接により接続させる。さらに、図１０（ａ）において直列に接続して一体化されたフィラメント１４等を両端が開放された内部バルブ１２に収納する。

図１０（ｃ）では、一端が予め閉塞された外部バルブ１３の開放口１０１を上方にした状態で、図１０（ｂ）の状態で構成されたものを、インナーリード１６２が下方にして開放口９１から挿入し、インナーリード１６２と外部バルブ１３の閉塞された部分の内側に一体形成された支持部２１に支持する。この状態で外部バルブ１３の内部は、減圧状態でハロゲンと不活性ガスを封入し、破線で示すように開放口１０１を封止する。

次に金属箔１７１，１７２が位置する内部が減圧状態の外部バルブ１３の外部からガスを用いたバーナー９２を当てて内部バルブ１２と外部バルブ１３を融解させ、バーナー９２を当てた下方側の自重の作用に基づき内部バルブ１２、外部バルブ１３それに金属箔１７１，１７２を一体化させて封止部２２を形成する。

最後に、図１０（ｄ）において、封止部２２を残した外部バルブ１３の両開口側を例えばレーザー等の手段で矢印ａに示す部分をカットするとともに、必要に応じアウターリード２０１，１６２も適当な長さにカットする。

このような（ａ）〜（ｄ）の工程を経て、図１０（ｅ）に示す金属箔１７１，１７２共通の減圧による封止部２２を形成が実現することができる。

この実施形態では、金属箔１７１，１７２を共通の封止部で同時に封止することが可能なことから封止に係る時間を短縮することができ量産効果を向上させることが可能となる。また、この場合、多量の管型白熱放電灯を運搬する場合に邪魔になるチップがないことから運搬性の向上も得ることができる。

この発明のハロゲンランプに関する一実施形態について説明するための構成図。 図１の要部を拡大して示した斜視図。 図２を軸方向から見た状態の正面図。 図１の要部を拡大して示した構成図。 この発明のハロゲンランプに関する他の実施形態について説明するための構成図。 図６の要部を拡大して示した構成図。 この発明のランプ装置に関する一実施形態について説明するための構成図。 この発明のランプ装置に関する他の実施形態について説明するための構成図。 この発明のランプ装置を照明装置に適用した場合の一例について説明するための斜視図。 この発明のランプ製造方法に関する一実施形態について説明するための説明図。

符号の説明

１１ ハロゲンランプ
１２ 内部バルブ
１３ 外部バルブ
１４ フィラメント
１５ アンカー
１６１，１６２ インナーリード
１７１，１７２ 金属箔
１２１，１０１ 開放口
１９ ワイヤ
２０１，２０２ アウターリード
２１ 支持部
２２ 封止部
５１ 係合部
７１，８１ 口金

Claims (5)

1. フィラメントを内設した管状の内部バルブおよび該内部バルブを収納する外部バルブを備えたハロゲンランプにおいて、
   前記フィラメントの一端に一端を接続した第１の金属箔と、
   前記第１の金属箔の他端に接続した第１のアウターリードと、
   前記フィラメントの他端に一端を接続した導電性のワイヤを介して一端を接続した第２の金属箔と、
   前記第２の金属箔の他端に接続した第２のアウターリードと、
   前記第１および第２の金属箔を減圧により共通に封止した封止部と、を具備したことを特徴とするハロゲンランプ。
2. 前記内部バルブの内部と前記外部バルブの内部は連通したことを特徴とする請求項１記載のハロゲンランプ。
3. 前記フィラメントは、前記内部バルブに係止されたアンカーにより支持したことを特徴とする請求項１または２記載のハロゲンランプ。
4. 前記請求項１〜３の何れかに記載のハロゲンランプと、
   前記ハロゲンランプの前記封止部を支持するとともに、前記第１および第２のアウターリードに電力を供給するための口金と、を具備したことを特徴とするランプ装置。
5. フィラメントの一端に一体形成したインナーリードに直列接続の第１の金属箔とアウターリードを接続し、前記フィラメント他端に一端形成したインナーリードに予めＬ字状に形成されたワイヤの一端を接続し、該ワイヤの他端に直列接続の第２の金属箔とアウターリードを接続する第１工程と、
   前記フィラメントを両端が開放された内部バルブ収納し、該内部バルブを含め予め一端が閉塞された外部バルブで前記第１工程で作成されたものを収容する第２の工程と、
   前記外部バルブ内を減圧した状態で該外部バルブの開放口からハロゲンと不活性ガスを封入した後、前記開放口を封止する第２工程と、
   前記第１および第２の金属箔を位置する外部バルブの外部からバーナーを当てて内部バルブ１２と外部バルブ１３を融解させ、前記内部および外部バルブそれに前記金属箔を一体化させて封止部を形成する第３工程と、
   前記封止部より先端の不要な前記外部バルブをカットする第４工程とからなることを特徴とするランプ製造方法。

Images