JP2009531816A - 電球 - Google Patents

Abstract

新規のランプは、ねじ込み形口金と協働する圧潰部を使用する。排気孔が圧潰部に一体に設けられている。

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の高圧放電ランプに関する。この種のランプは特に一般照明用の高圧放電ランプ、或いは、写真光学用の高圧放電ランプでもある。

米国特許第５５５０４２２号明細書は、放電管の外管が接合剤を用いずにねじ込み形口金と結合されている高圧放電ランプを開示している。しかし、当然ながら、ねじ込み形口金の丸い形状を外管の端部の丸い形状に適合させなければならないという問題が依然残る。

本発明の課題は、安価にかつ簡単に製造される高圧放電ランプを提供することである。

この課題は請求項１の特徴事項によって解決される。
特に有利な実施態様は従属請求項に記載されている。

本発明によれば、口金部に対して、製造コストを低減させる新規な閉止技術を適用した高圧放電ランプが提案される。さらに、この解決手段の格別な利点は、排気品質が改善されることである。

従来、この種のランプは、ステム封止、排気管、および多くの場合口金シェルの接合を用いて製造される。新規の解決手段により、構成部材および製造補助手段の点数が減少し、したがってプロセス数も減少し、たとえばステム製造が省略される。加えて、たとえば口金を接合するような制御困難なプロセスの代わりに機械的な固定、特に簡単な圧着を用いることにより製造の複雑性が低減する。

詳細には、本発明による電球は、第１の端部を円筒状の口金で閉止されている管状のガラス球を備え、少なくとも１つのリードが前記第１の端部を気密に貫通して案内されている。口金側の前記第１の端部は圧潰部によって密封され、該圧潰部に排気孔が一体に設けられている。排気孔は電球完成時に再び閉鎖される。圧潰部は２つの幅狭側面と２つの幅広側面とを有している。場合によっては、圧潰部は公知にようにＩ字状、または２つのＴ字を逆向きにしてＴ字の垂直辺同士を結合した二重Ｔ字状である。

口金は圧潰部に、接合剤を用いずに、特に圧着により固定されている。口金は機械的に、たとえば純粋な圧着により保持されている。有利には、前記第１の端部の一部分の表面が、そこに当接している口金に適合していることにより、保持が改善される。特に有利には、前記第１の端部に、相応に成形した筒状のカラーが設けられ、および／または、圧潰部の幅狭側面が口金の寸法に適合しているのがよい。

多くの場合、口金はピン付き差込み形口金またはねじ込み形口金である。機械的な保持の改善は特にねじ込み形口金の場合に得られる。というのは、前記第１の端部の表面にねじ山を部分的に追加成形できるからである。この螺旋状ねじは、これに係合するねじ込み形口金のねじ山の保持を改善する。このためには、特に、短い筒状のカラーが適している。全長が短ければ、その代わりに、各幅狭側面にねじ山部分を具備させてもよい。

通常は、圧潰部を貫通して２つの導入線が同時に案内される。この場合、特に２つの導入線のうち第１の導入線は中央に配置され、第２の導入線は第１の導入線の側方に配置されている。ピン付き差込み形口金の場合、導入線を両方とも側方に配置し、排気孔は中央に設けられているのがよい。

典型的には、ガラス球の第２の端部は丸い円蓋部または尖った円蓋部によって閉止されている。しかしながら、この円蓋部にも導入線等が設けられ、外側へ案内されていてよい。

典型的には、電球は外管を備えた高圧放電ランプである。しかし、電球は直接に口金を取付けた放電管でもよい。また、本発明は白熱ランプにも適用可能である。

排気孔はしばしば軸線に平行に配置される。しかし、排気孔は斜めに設置してもよく、しかも必要であればたとえばＺ状に曲げて設置してもよい。

本発明によれば、電球の製造方法も提案され、すなわち、まず内部構造物が挿入され、その後ガラス球の開口端部が排気され、ほぼ大気圧で洗浄ガスを封入され、その後前記開口端部が圧潰により閉鎖され、前記内部構造物は、外側へ案内されるリードを有し、該リードが一緒に圧潰され、圧潰工程時にガラス球内の圧力が短時間高められ、圧潰は、特に円錐状の水冷した中空ピンを短時間挿入することにより、圧潰部に排気孔が残るように、且つ引続いてガラス球が必要に応じて排気孔を通じて排気または封入されるように行われ、最後に排気孔が閉鎖される。

圧潰時に、前記開口端部の一部分をねじ込み形口金の形状に適合するように成形するのが好ましい。

前記閉鎖を行なうための簡単な技術は、特にガラス球内が負圧になったとき排気孔が自然に閉鎖する、或いは、排気孔が圧潰によって閉鎖されることである。

本発明の格別な利点は排気品質の改善である。というのは、本発明によれば、排気孔が圧潰部内に一体に設けられているからである。これにより排気孔の横断面積がより大きくなり、排気孔を極めて短く選定でき、このことは両者相俟って効率を改善させる。従来、排気管は、典型的には、内径が４−６ｍｍであり、排気管の長さがほぼ１００−１２０ｍｍであるように設定されている。従って、洗浄、排気、封入が非常に煩わしくしかも不完全になる。圧潰部内に設けた排気孔は当該排気管より大きな径をもつことができ、長さを著しく短くできる。

特に、本発明では、ガラス球の口金側端部が圧潰部を備える。この圧潰部の幅狭側面は口金に対する嵌合結合に適している。圧潰部を通じて通常の場合には２つのリードが貫通して案内され、同時に圧潰部内に、排気孔として用いられる毛細管が含まれている。毛細管は軸線に平行であってよく、その結果毛細管は短くかつ効率的である。特殊な目的に対しては、毛細管は軸線に対して斜めにまたは湾曲して形成されていてもよい。

従って、円筒状の口金（多くの場合ねじ込み形口金）を、たとえば公知のように圧着技術を使用することにより、接合剤を用いずに簡単に固定させることができる。この種の技術の原理はたとえば独国特許出願公開第１０３３６２８２号明細書に記載されている。具体的には、圧着固定のために１つまたは２つの幅狭側面は凹みを有することができ、この凹みのなかに、口金のための板材の舌片が圧入される。蛍光ランプにおいて慣用されているようなピン付き差込み形口金もこの簡単な方法で固定することができる。

有利には、ガラス球の端部は短い円筒部を有し、この円筒部はねじ込み形口金と同じ螺旋状の波形部を有している。その上に口金を螺着させ、補助的に圧着によってロックさせることができる。これの代替として、またはこれに追加して、螺旋状の波形部の一部分を圧潰部の幅狭側面に形成してもよい。これにより口金は機械的に固定され、最後に圧着によってロックされる。

さらに、複数個のリードをろう材を用いずに互いに接触させるのが有利である。このため、中央に配置したリードは中実に実施され、ボタン状の接点で終わっている。この接点は中央の接点片として口金の端部に設けられ、いわゆる口金板（アイレット）の代用をする。

有利には（しかし必ずしも必要ではない）、圧潰部内の箔を省略し、その代わり直接の導入線を用いた硬質ガラス技術が適用される。このシステムは公知である。適当なシステムは、たとえば特殊な導入線で終わっているリードである。圧潰部の外側で導入線は外部のリードと接続されている。これは多くの場合溶接により行われる。

外部の第２のリードは、有利には外側へ曲げられ、より厳密には、隣接する幅狭側面のほうへ曲げられている。そこには、有利には溝が設けられ、この溝のなかへ、リードの端部が曲げ戻しされる。これにより口金への簡単な締め付け接触が可能になる。接触の改善は溶接によって得ることができる。

１つの箔または２つの箔が省略されるので、圧潰部の内部に、特に効果的な排気孔のための空間が十分に提供される。すなわち、まずガラス球（有利にはランプの外管であり、有利には片側が閉止されている）が、最初にまだ開口しているその第１の端部において全横断面にわたって排気される。大きな横断面のゆえに、これは、このようにして初回時に外管内にゲッターを必ずしも必要としないほど効果的であり、その結果製造が安価になり、場合によってはゲッターによるいかなる遮光もなくなる。これは外管を備えたランプを製造する際の主要工程である。

この技術は、もちろん高圧放電ランプだけでなく、ハロゲンランプ等にも適用することができる。原理的には、この技術は単一のガラス球に直接に口金を取付けることにも適している。

上記の指針により、口金の取付けは口金インシュレータおよび接合剤を用いずに極めて簡単に可能である。これに伴ってランプの部品数をほぼ半分に低減できる。このような打開策は、口金と該口金内に固定されるガラス球端部とを同形に成形するというコンセプトを完全に断念することによってのみ可能であった。

したがって、全長を大きくさせる無駄なステムだけでなく、特に排気管をも省略される。その代わり、開口している第１の端部を通じてガラス球を洗浄した後、開口している第１の端部に圧潰部を形成する際に圧潰部に排気孔が一体的に設けられる。この排気孔は、その後所望の封入剤をガラス球に封入するために十分であり、或いは、所望の場合に真空を生成させるためにも十分である。

ガラス球の材料としては、通常のガラスであればどのようなものでも使用でき、すなわち特に硬質ガラス、軟質ガラス、公知の適当な実施技術によるソーダ石灰ガラス、場合によっては箔を使用したバイコールガラスまたは石英ガラスを使用できる。このガラス球に封入する封入剤の選定にも特に制限はない。

次に、本発明をいくつかの実施形態に関し詳細に説明する。
図１は高圧放電ランプを示す。
図２は図１のランプに口金を取付ける前のランプの側面図（図２ａ）、横断面図（図２ｂ）である。
図３は排気孔を閉止した後のランプの一端の他の実施形態の側面図（図３ａ）、９０゜回転させた図（図３ｂ）、斜視図（図３ｃ）である。
図４はランプの一端部の他の実施形態を示す図である。
図５および図６はランプの一端部の他の実施形態を示す図である。

図１は口金付き放電ランプ１を示している。放電ランプ１は石英ガラス、セラミックス、または硬質ガラスから成る放電管２から成り、放電管２内には２つの電極（図示されていない）が挿入されている。電極はリード３と接続され、リード３は放電管から突出している。これらは支持棒４に固定されている。支持棒を備えた放電管は管状の外管５のなかに収納されている。その反口金側端部６は、支持棒が固定されている円蓋部により閉止されている。支持棒４を外部へ案内している口金側端部７は、圧潰部１０により閉止されている。この圧潰部１０は、通常のねじ込み形口金１１をその圧潰部１０上に接合剤なしに固定できるように成形されている。

図２は圧潰された端部７の詳細図である。圧潰部１０は２つの幅狭側面１５と２つの幅広側面１６と１つの端面１７とを有している。第１の導体４ａ（ここでは支持棒であるが、導入線等であってもよい）は端面１７の中央部において外部へ案内されて、接触つまみ１８で終わっている。第２の導体４ｂは第１の導体４ａの側方において外部へ案内されて、圧潰部１０の外側でＵ字状に外側へ向けて折り曲げられている。有利には圧潰部がＩ字状であり、その結果幅狭側面１５が幅広側面１６の厚みよりも若干幅広であるのがよい。第２の導体４ｂの端部２０は幅狭側面に設けた溝１９に嵌合しており、よって暫定的に固定されている。

さらに、圧潰時に両導体４ａ，４ｂ間に排気孔２１が確保される。この排気孔２１により後でガラス球５がたとえば排気され、或いはさらに続いて的確に封入を行なうことができる。このために、特に、最初に洗浄ガスとして使用されるアルゴンの圧力を適宜適合させることができる。封入ガスとしては、アルゴン以外に、窒素または両者の組み合わせまたはアルゴン−ネオン混合ガス等が適している。

幅狭側面１５はここでは通常の圧潰部と同様に平らである。この実施形態では、端部７はさらに平らなカラー２２を含んでおり、該カラー２２に口金１１の端部をぴったり当接させることができる。

図２ｂには圧潰部１０の横断面が示されており、排気孔はまだ開口している。後でガラスで閉鎖される。

図４に図示した実施形態では、圧潰部１０はその形状がねじ込み形口金１１に良好に適合して保持されている。すなわち、圧潰部の径を適合させるだけでなく、幅狭側面に、ねじ込み形口金１１の螺旋状ねじ山に適合している波形部２５を設けるのが有利である。口金には、内側へ圧入される舌片３６が設けられている。圧着工程によりそれぞれ２つの舌片３６が１つの幅狭側面１５を挟持して固定する。

代替として、図３によれば、筒状横断面を持ったカラー２２が使用され、その口金側端部にはねじ山２３が形成されている。両処置の組み合わせも可能である。他の実施形態では、この種の適合が省略される。

さらに図３によれば、圧潰部の幅狭側面１５とカラー２２とに、小さな凹みの形状で複数個の切欠き部２６が設けられていると有利である。これらの切欠き部２６はねじ込み形口金１１に設けた複数個の打ち抜き片（切起こし突起）２８と協働することができる。これらの打ち抜き片２８は、図３ｃによれば、前記凹み内に押し込まれ、その結果口金１１をランプの端部に接合剤を用いずに極めて簡単にロックさせることが可能になる。

さらに、図３には、排気孔２１が圧潰部の側部に設けられ、ガラス球５にガス封入した後に押型による圧潰部２９により閉鎖されることが示されている。これに関しては、図３ｂの、排気孔の高さでの横断面図をも参照されたい。さらに、圧潰後も、口金の装着を容易にするフランジ３０はまだ維持されている。

もちろん、管状のガラス球は膨出されていてもよい。重要なことは、口金側の端部が円筒状であることだけである。必要な場合には、複数個の排気孔を使用してもよい。

図５には、圧潰部１０内に斜めに配置された排気孔３２が示されている。図６には、圧潰部内に湾曲して配置された排気孔３３が示されている。

製造方法は、まず片側の第２の端部をたとえば円蓋部によって閉止されたガラス球内に、内部構造物、すなわち電極または発光体を備えた支持棒、或いは、支持棒に固定されている内管を挿入することから開始される。この場合、導入線の両端部が、圧潰部でのシールに適した導体部分３１に、後の圧潰部の高さで結合される。その後、ガラス球の開口している第１の端部でその全横断面にわたって排気され、洗浄ガスをほぼ大気圧で封入する。有利にはこのためにアルゴンを使用する。次に、開口している口金側の第１の端部が圧潰により閉止され、その場合前記内部構造物は、外側へ案内される導体部分を有し、必要に応じてガラス球の材料として石英ガラスを使用している場合には箔を有し、この箔が一緒に圧潰される。圧潰工程時に、ガラス球内の内圧が排気孔またはその形成前の部分を介して一時的に高められる。圧潰工程は、圧潰部に排気孔が残るように実施される。これは、特に、やや円錐形の水冷した中空ピンを後の排気孔の個所に一時的に挿入することによって行われ、その結果中空ピンが一緒に圧潰され、引続いて簡単に引き出すことができる。したがってその後、ガラス球の内容積は中空ピンを通じても場合によっては排気孔を通じても排気または封入することができる。最後に、例えば、ガラス球内が負圧状態になったときに排気孔が自然に閉鎖するか、或いは、補助圧潰部２９によって排気孔をたとえば該排気孔の中心の高さで閉鎖するようにして、排気孔自体が閉鎖される。

高圧放電ランプの概略図 図１のランプに口金を取付ける前のランプの側面図 図１のランプに口金を取付ける前のランプの横断面図 排気孔を閉止した後のランプの一端の他の実施形態の側面図 排気孔を閉止した後のランプの一端の他の実施形態の９０゜回転させた図 排気孔を閉止した後のランプの一端の他の実施形態の斜視図 ランプの一端部の他の実施形態を示す概略図 ランプの一端部の他の実施形態を示す概略図 ランプの一端部の他の実施形態を示す概略図

符号の説明

１ 放電ランプ
２ 放電管
３ リード
５ 外管
１０ 圧潰部
１１ ねじ込み形口金
２１ 排気孔
２２ カラー
２９ 圧潰部
３２ 排気孔
３３ 排気孔

Claims (12)

1. 第１の端部を円筒状の口金で閉止されている管状のガラス球を備え、少なくとも１つの電気導体が前記端部を気密に貫通して案内されている電球において、口金側の前記第１の端部が圧潰部によって密封され、該圧潰部に排気孔が一体に設けられている電球。
2. 前記第１の端部の一部分の表面が、そこに当接している口金に適合している請求項１に記載の電球。
3. 前記第１の端部に、相応に成形した筒状のカラーが設けられ、および／または、圧潰部の幅狭側面が口金の寸法に適合している請求項２に記載の電球。
4. 口金が接合剤なしで、特に圧着により圧潰部に固定されている請求項１に記載の電球。
5. 口金がピン付き差込み形口金またはねじ込み形口金である請求項１に記載の電球。
6. 圧潰部を貫通して２つの導体が案内され、特にこれら２つの導体のうち第１の導体は中央に、第２の導体は第１の導体の側方に配置されている請求項１に記載の電球。
7. ガラス球の第２の端部が円蓋部によって閉止されている請求項１に記載の電球。
8. 電球が外管を備えた高圧放電ランプである請求項１に記載の電球。
9. 排気孔が軸線に平行に配置されている請求項１に記載の電球。
10. 電球の製造方法において、まず内部構造物が挿入され、その後ガラス球の開口端部が排気され、ほぼ大気圧で洗浄ガスを封入され、その後前記開口端部が圧潰により閉鎖され、前記内部構造物は、外側へ案内される電気導体を有し、該電気導体が一緒に圧潰され、圧潰工程時にガラス球内の圧力が短時間高められ、圧潰は、特に円錐状の水冷した中空ピンを短時間挿入することにより、圧潰部に排気孔が残るように、且つ引続いてガラス球が必要に応じて排気孔を通じて排気または封入されるように行われ、最後に排気孔が閉鎖される電球の製造方法。
11. 圧潰時に、前記端部の一部分がねじ込み形口金の形状に適合するように成形される請求項１０に記載の方法。
12. 排気孔が自然に閉鎖する、或いは、排気孔が圧潰によって閉鎖される請求項１０に記載の方法。

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