JP2010044955A - Lamp with socket, and lamp device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の前照灯などに使用されるソケット付きランプおよびランプ装置に関するものである。 The present invention relates to a lamp with a socket and a lamp device used for a headlamp of an automobile.
自動車の前照灯などに使用されるソケット付きランプは、バーナーとソケットとを一体化した状態で使用するのが一般的である。このバーナーとソケットの接続には、特表平10−502770号公報(以下、特許文献1)に記載のように、ソケットに突出形成した金属保持片でバーナーの外面に設けた金属バンドを保持させる構造が知られている。 In general, a lamp with a socket used for an automobile headlamp or the like is used in a state where a burner and a socket are integrated. For the connection between the burner and the socket, a metal band provided on the outer surface of the burner is held by a metal holding piece protruding from the socket, as described in Japanese Patent Publication No. 10-502770 (hereinafter referred to as Patent Document 1). The structure is known.
このソケット付きランプは、振動などが加わってもバーナーの変位が少ないことが要求されている。バーナーが変位すると、リフレクタなどに対する位置がずれ、配光に影響を与えてしまうためである。しかしながら、特許文献1のようなソケット付きランプにおいて、バーナーの変位による配光不良が報告されており、バーナーが変位しにくいソケット付きランプが求められている。
This lamp with a socket is required to have little burner displacement even when vibration is applied. This is because when the burner is displaced, the position with respect to the reflector or the like is shifted, which affects the light distribution. However, in the lamp with a socket as in
本発明の目的は、バーナーの変位を抑制可能なソケット付きランプを提供することにある。 The objective of this invention is providing the lamp | ramp with a socket which can suppress the displacement of a burner.
上記目的を達成するために、本発明のソケット付きランプは、ソケットに形成された金属保持片に、バーナーの外面に設けられた金属バンドが保持され、前記バーナーと前記ソケットとが一体化されているソケット付きランプにおいて、前記金属バンドの表面には酸化層が形成されており、その深さが10nm以上であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the lamp with a socket according to the present invention, a metal band provided on the outer surface of the burner is held on a metal holding piece formed on the socket, and the burner and the socket are integrated. In the lamp with a socket, an oxide layer is formed on the surface of the metal band, and the depth thereof is 10 nm or more.
本発明によれば、バーナーの変位を抑制することができる。 According to the present invention, the displacement of the burner can be suppressed.
(第1の実施の形態)
以下に、本発明の一実施形態のソケット付きランプについて、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態のソケット付きランプについて説明するための断面図、図2は、第1の実施の形態のソケット付きランプについて説明するための側面図、図3は、第1の実施の形態のソケット付きランプを前端側から見た状態について説明するための図である。
(First embodiment)
Below, the lamp with a socket of one embodiment of the present invention is explained with reference to drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a lamp with a socket according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view for explaining the lamp with a socket according to the first embodiment, and FIG. It is a figure for demonstrating the state which looked at the lamp with a socket of 1st Embodiment from the front end side.
図のソケット付きランプは自動車の前照灯に用いられる、いわゆるD4タイプのHIDランプであり、主要部としてバーナー1を有している。このバーナー1は、内管2と外管3とで構成されている。
The lamp with a socket shown in the figure is a so-called D4 type HID lamp used for an automobile headlamp, and has a
内管2は、石英ガラスで構成されてなる細長いガラス部材である。その中央付近には、略楕円形の発光部21が形成されている。発光部21の両端には、板状のシール部22、その両端には境界部23を介して円筒部24が連続形成されている。 The inner tube 2 is an elongated glass member made of quartz glass. Near the center, a substantially elliptical light emitting portion 21 is formed. A plate-like seal portion 22 is continuously formed at both ends of the light emitting portion 21, and a cylindrical portion 24 is continuously formed at both ends via a boundary portion 23.
発光部21の内部には、中央は略円柱状、両端はテーパ状で、20mm3〜30mm3の容積の放電空間25が形成されている。この放電空間25には、ナトリウム、スカンジウム、亜鉛、インジウムのハロゲン化物で構成された金属ハロゲン化物4と常温(25℃)において13atm以上の圧力のキセノンとで構成された放電媒体が封入されている。なお、水銀は含んでいない。
Inside the light-emitting portion 21, central substantially cylindrical shape, both ends in tapered discharge
シール部22には、電極マウント5が封着されている。電極マウント5は、金属箔51、電極52、コイル53およびリード線54により構成されている。
The
金属箔51は、モリブデンからなる薄い金属板である。
The
電極52は、トリエーテッドタングステン電極(酸化トリウムをドープしたタングステン電極)である。その一端は金属箔51の発光部21側端部に接続され、他端は放電空間25内において、外観上における距離で4.0mm〜4.4mmの電極間距離を保って、互いの先端同士が対向するように配置される。なお、電極材料は、純タングステンやドープタングステン、レニウムタングステンなどを使用することができる。
The
コイル53は、ドープタングステンからなる金属線であって、シール部22に封着される電極52の軸部の軸周りに螺旋状に巻装される。
The
リード線54は、モリブデンからなる金属線である。その一端は、電極52と対向するように金属箔51に接続され、他端は管軸に沿って内管2の外部に延出される。このうち、ランプの前端側に延出したリード線54には、サポートワイヤ55が接続されている。このサポートワイヤ55はニッケルからなるL字状の金属線であり、内管2と平行する部分には、セラミックからなるスリーブ6が装着されている。
The
外管3は、石英ガラスにチタン、セリウム、アルミニウム等の酸化物を添加してなる筒状のガラス部材であり、内管2の前後端に位置する円筒部24付近にその一部が溶着されることで、内管2と同心状になるように接続されている。この接続により、内管2と外管3との間の空間は気密に保たれ、この気密空間には、0.3atm以下の圧力の不活性ガスが封入されている。 The outer tube 3 is a cylindrical glass member obtained by adding oxides such as titanium, cerium, and aluminum to quartz glass, and a part thereof is welded in the vicinity of the cylindrical portion 24 located at the front and rear ends of the inner tube 2. By doing so, they are connected so as to be concentric with the inner tube 2. By this connection, the space between the inner tube 2 and the outer tube 3 is kept airtight, and an inert gas having a pressure of 0.3 atm or less is sealed in the airtight space.
以上で構成されたバーナー1の後端側の外周面には、厚さが0.5mm前後の金属バンド7が装着されている。金属バンド7には、第1、第2の突出部71、72とループ部73が設けられている。第1、第2の突出部71、72は、バーナー1の外面に対して略垂直に突出形成された部分であり、それぞれの面が溶接により接合されている。ループ部73は、バーナー1に対するあそびを吸収するための部分であり、第1、第2の突出部71、72から周回りに±90°の箇所に一対、形成されている。また、金属バンド7の表面は酸化しており、その酸化層の深さは10nm以上に設定されている。なお、金属バンド7には、鉄の割合が65%以上であるような鉄を主体とする金属材料を用いるのが望ましく、例えばSUS430(鉄82%、クロム18%の合金)やSUS304(鉄74%、クロム18%、ニッケル8%)などのステンレス合金が好適である。
A
そして、バーナー1の後端側には、ガラス繊維を含んだPPS樹脂からなるソケット8が配置されている。ソケット8には、開口部81、底部端子82、側部端子83が形成されている。開口部81は、前端側に位置する空間であり、バーナー1の一端が挿入されている。底部端子82は底部、側部端子83は側部に位置する金属端子であり、それぞれリード線54、サポートワイヤ55が接続されている。
A
また、ソケット8には、厚さが0.5mm前後の4本の金属保持片9が等間隔に形成されている。金属保持片9は、その一端は開口部81付近に圧入または埋め込みにより固定され、他端は前端方向かつ径方向内側に向かって突出しており、その突出部分の一部が金属バンド7の外周面に接続されている。また、金属保持片9の表面は酸化しており、その酸化層の深さは15nm以上に設定されている。なお、金属保持片9には、金属バンド7と同様の金属を用いるのが好適である。
The
ここで、バーナー1とソケット8の接続方法について説明する。
Here, a method of connecting the
まず、バーナー1の外周面に沿って金属バンド7を配置したのち、第1、第2の突出部71、72を溶接して、バーナー1に金属バンド7を装着する。その後、金属バンド7を熱処理する。この熱処理としては、例えば、ガスバーナーのような金属バンド7を選択的に加熱できる方法であるのが望ましく、加熱条件は金属バンド7の表面に深さが10nm以上の酸化層が形成される条件であればよい。この熱処理により、金属バンド7の締め付けが強くなるため、バーナー1の変位を抑制することができる。つまり、熱処理前は、図4(a)に示すように、バーナー1と金属バンド7の接触箇所が少なく、特に第1、第2の突出部71、72付近やループ部73付近に隙間Sが形成されているため、バーナー1のズレや回転が発生しやすいが、熱処理後は、(b)に示すように、隙間Sが少なくなり、接触箇所が多くなるため、バーナー1のズレなどを抑制することができる。
First, after arranging the
一方、ソケット8も同様に、熱処理しておく。この熱処理は、例えば、電気炉による加熱のようなソケット8および金属保持片9を加熱できる方法であるのが望ましく、加熱条件は金属保持片9の表面に深さが15nm以上の酸化層が形成される条件であればよい。この熱処理により、金属保持片9は焼き固められて、弾性力が低下し、機械的な力が加わっても変形しにくくなるため、バーナー1の変位を抑制することができる。また、この熱処理によってソケット8の樹脂内部に含む不純ガスが放出させることができるため、照明装置への実装状態における様々な不具合を防止することができる。
On the other hand, the
そして、ソケット8の開口部81にバーナー1の後端側を挿入するとともに、4本の金属保持片9の先端部分と金属バンド7の外周面を接触させたのち、その接触部分をレーザー溶接することで、金属バンド7と金属保持片9の接続が完了する。このようにバーナー1とソケット8が一体化されたソケット付きランプは、振動が加わってもバーナー1が変位しにくくなるため、配光などへの影響を低減することができる。
Then, after inserting the rear end side of the
ここで、金属の酸化層の深さは、金属表面をXPS(X線光電子分光法)によって分析したのち、SiO2換算することにより測定可能である。具体的には、アルファバックファイ社製のXPS装置の深さ方向分析機能を用いて、X線:単色化Al Kα、検出面積:100μm、検出角度45°、イオン線:Arイオン、加速電圧:2kVの条件で金属の表面を分析したのち、SiO2換算をして、図5のようなデータを得る。そして、図から、鉄と鉄の酸化物とがクロスするポイントαを探し、このポイントαのスパッタ深さを本発明における酸化層の深さとしている。例えば、図5の本発明の金属バンド7では、酸化層の深さは約12.5nmになる。なお、図5の金属は鉄、鉄の酸化物の他に、クロム、クロムの酸化物も含んでおり、それらのクロスするポイントβも存在するが、鉄を主体とする金属材料にあってはそのポイントβは特段考慮しないものとする。
Here, the depth of the metal oxide layer can be measured by analyzing the metal surface by XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) and then converting it to SiO 2 . Specifically, using the depth direction analysis function of an XPS apparatus manufactured by Alpha Backphi, X-ray: monochromatic Al Kα, detection area: 100 μm, detection angle: 45 °, ion beam: Ar ion, acceleration voltage: After analyzing the surface of the metal under the condition of 2 kV, it is converted to SiO 2 to obtain data as shown in FIG. Then, from the figure, a point α where iron and iron oxide cross each other is searched, and the sputter depth of this point α is defined as the oxide layer depth in the present invention. For example, in the
下記に本発明のソケット付きランプの実施例の一仕様を示す。
(実施例)
バーナー1:外径=9.0mm、
金属バンド:SUS430製、表面の酸化層の深さ=12nm、
ソケット8:ガラス繊維含有PPS樹脂製、
金属保持片9:SUS430製、表面の酸化層の深さ=20nm。
One specification of the embodiment of the lamp with socket of the present invention is shown below.
(Example)
Burner 1: outer diameter = 9.0 mm,
Metal band: SUS430, surface oxide layer depth = 12 nm,
Socket 8: made of PPS resin containing glass fiber,
Metal holding piece 9: made of SUS430, surface oxide layer depth = 20 nm.
この実施例のランプと、金属バンド7と金属保持片9に熱処理をしていない従来例のランプとで、JIS C 7506−2に規定されたガラス球の変位試験を行った。その結果、従来例のランプではソケット8に対してバーナー1が0.2mm以上変位したのに対し、実施例のランプは、0.1mm程度しか変位しなかったことから、本発明により格段にバーナー1の変位が改善されることがわかった。
A glass ball displacement test defined in JIS C 7506-2 was performed using the lamp of this example and the conventional lamp in which the
次に、金属バンド7の表面からの酸化層の深さを変化させて、バーナーの変位量を測定する試験を行った。その結果を図6に示す。なお、この試験では、金属保持片9として酸化層の深さが20μmのものを使用した。
Next, a test was performed in which the depth of the oxide layer from the surface of the
結果からわかるように、酸化層の深さが深くなるほど変位量が少なくなり、10nm以上では変位量が顕著に改善され、さらに12nm以上では変位量を低く抑えることが可能となっている。したがって、金属バンド7の酸化層の深さは、10nm以上、さらには12nm以上にするのが望ましい。ただし、金属バンド7の酸化層の深さを深くしようとすると、バーナー1への金属バンド7の締め付けが強くなりすぎて、ガラスが割れてしまうおそれがあるため、その深さは25nm以下とするのが望ましい。
As can be seen from the results, the displacement amount decreases as the depth of the oxide layer increases, and the displacement amount is remarkably improved at 10 nm or more, and the displacement amount can be kept low at 12 nm or more. Therefore, the depth of the oxide layer of the
次に、金属保持片9の表面からの酸化層の深さを変化させて、バーナーの変位量を測定する試験を行った。その結果を図7に示す。なお、この試験では、金属バンド7として表面がほとんど酸化していないものを使用した。
Next, a test for measuring the amount of displacement of the burner by changing the depth of the oxide layer from the surface of the
結果からわかるように、酸化層の深さが深くなるほど変位量が少なくなり、15nm以上では変位量が顕著に改善され、さらに20nm以上では変位量を低く抑えることが可能となっている。したがって、金属保持片9の酸化層の深さは、15nm以上、さらには20nm以上にするのが望ましい。ただし、金属保持片9の酸化層の深さを深くすると、弾性がなくなって折れやすくなってしまう他、熱処理をソケット8全体に施す場合にはソケット8が溶融してしまうなどの問題が生じるため、その深さは30nm以下とするのが望ましい。
As can be seen from the results, the amount of displacement decreases as the depth of the oxide layer increases, and the amount of displacement is remarkably improved at 15 nm or more, and further, the amount of displacement can be kept low at 20 nm or more. Therefore, the depth of the oxide layer of the
したがって、本実施の形態では、ソケット8に形成された金属保持片9に、バーナー1の外面に設けられた金属バンド7が保持され、バーナー1とソケット8とが一体化されているソケット付きランプにおいて、金属バンド7の表面には酸化層が形成されており、その深さが10nm以上であることにより、バーナー1と金属バンド7の間に隙間が少なくなり、強く締め付けることができるようになるため、振動が加わってもバーナー1の変位を抑制することができる。また、金属保持片9の表面にも酸化層が形成されており、その深さが15nm以上であることにより、金属が焼き固められて弾性が弱くなるため、振動が加わってもバーナー1の変位をさらに抑制することができる。
Therefore, in the present embodiment, the
(第2の実施の形態)
図8は、本発明の第2の実施の形態のランプ装置について説明するための図である。この第2の実施の形態の各部について、第2の実施の形態及び以下の実施の形態の各部について、第1の実施の形態のソケット付きランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 8 is a diagram for explaining a lamp device according to a second embodiment of the present invention. About each part of this 2nd Embodiment, about each part of 2nd Embodiment and the following embodiments, the same part as each part of the lamp with a socket of 1st Embodiment is shown with the same code | symbol, and the description Is omitted.
ランプ装置は、ソケット付きランプ101、リフレクタ102、遮光板103、レンズ104、イグナイタ105で構成されている。
The lamp device includes a
ソケット付きランプ101は、第1の実施の形態で詳述したように、ソケット8に形成された金属保持片9に、バーナー1の外面に設けられた金属バンド7が保持され、バーナー1とソケット8とが一体化されてなる。
As described in detail in the first embodiment, the
リフレクタ102は、ソケット付きランプ101で生じた光を反射させるために設けられた放物線形状の金属部材である。その前後端には、開口が形成されており、後端側の開口にはソケット付きランプ101のバーナー1が挿入された状態でソケット8が固定されている。
The
遮光板103は、所望の配光(カットライン)を形成するために設けられた金属部材であり、リフレクタ102の底部から略垂直に配置されている。
The
レンズ104は、リフレクタ102によって反射された光を集光させて所望の配光を形成するために設けられた凸レンズであり、リフレクタ102の先端側の開口に配置されている。
The
イグナイタ105は、始動時に高電圧をランプに印加して、電極間で絶縁破壊させるために設けられた回路であり、ソケット付きランプ101のソケット8の底部側に接続されるとともに、底部端子82および側部端子83に電気的に接続されている。なお、イグナイタ105は、配線を介してランプに電力を供給するためのバラスト(図示なし)と接続されている。このバラストからは、例えば、安定時は約35W、始動時は安定時に対して2倍以上である約75Wの電力がランプに供給される。
The
このようなランプ装置では、振動などによりバーナー1が変位すると、リフレクタ102に対する発光部21の位置が変化するために、ランプ装置の配光不良が発生してしまうが、本発明のソケット付きランプ101はバーナー1が変位しにくい構成であるため、バーナー1の変位によるランプ装置の配光の影響を低減することができる。
In such a lamp device, when the
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のような変更を行ってもよい。 The embodiment of the present invention is not limited to the above, and for example, the following changes may be made.
本実施の形態では、金属バンド7と金属保持片9の熱処理を別工程で行ったのちにそれぞれを接続しているが、熱処理を行った金属バンド7と未熱処理のと金属保持片9を接続したのちにランプ全体を熱処理したり、互いに未熱処理の金属バンド7と金属保持片9を接続したのちにランプ全体を熱処理したりするなどの順序で、金属バンド7と金属保持片9に酸化層を形成してもよい。
In the present embodiment, the
1 バーナー
2 内管
3 外管
7 金属バンド
8 ソケット
9 金属保持片
1 Burner 2 Inner tube 3
Claims (6)
前記金属バンドの表面には酸化層が形成されており、その深さが10nm以上であることを特徴とするソケット付きランプ。 In the lamp with the socket in which the metal band provided on the outer surface of the burner is held on the metal holding piece formed on the socket, and the burner and the socket are integrated,
A lamp with a socket, wherein an oxide layer is formed on a surface of the metal band, and the depth thereof is 10 nm or more.
前記バーナーが内部に配置されるように、前記ソケット付きランプを保持するリフレクタと、
前記ソケットに接続された点灯回路とを具備することを特徴とするランプ装置。 A lamp with a socket in which the burner according to any one of claims 1 to 5 and a socket are integrated;
A reflector holding the socketed lamp so that the burner is disposed inside;
And a lighting circuit connected to the socket.
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