JP2010061881A - ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】発光管や発光フィラメントを収容した内管を外管に対して同心状に支持するために内管の先端部に取り付けるスペーサが内管から放射される光を遮って、照度ムラや影が生じたり有効光の利用効率が低下することを防止・抑制すると同時に、そのスペーサが内管の先端部から外れ落ちたり、外れ落ちる方向へ移動することを防止する。
【解決手段】スペーサＳ_１の帯板部９、９…が、外管３の内面に圧接して外管先端方向へのスペーサＳ_１の移動を阻止すると共に、スペーサＳ_１の中心板部には外管３に対する内管２の径方向移動を抑制する円形穴８が成形されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、発光管あるいは発光フィラメントなどを収容する内管と、その内管を収容する外管とが、口金に対して同心状に取り付けられたランプに係り、特に、内管の先端部に、その内管を外管に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサが取り付けられたランプに関する。

発光管と、その発光管を収容する内管と、その内管を収容する外管とから成る三重管型のメタルハライドランプや、発光フィラメントを収容する内管と、その内管を収容する外管とから成る二重管型のハロゲンランプは、その製造過程において、口金とその口金に対して同心状に取り付ける内管および外管の基端部との間に、例えば１００〜３００℃程度の低温で硬化させることができ、１０００〜２０００℃の高温に耐えることができるスミセラム（朝日化学工業株式会社の商品名）等の低温硬化型のペースト状耐熱性接着剤を塗布充填し、その接着剤を硬化温度に加熱して内管と外管を口金に固定する加工を施すこととしているが、外管に収容された内管は、これを外部から口金と同心状に支持することができないため、その内管に外管をかぶせて、両管の基端部と口金との間に塗布充填されたペースト状の接着剤を低温加熱して硬化させる際に、内管が定位置からずれたり傾いたりして、ランプの配光性が損なわれる製品不良を生ずることがある。

そしてその位置ずれや傾きの度合いが一定以上大きくなると、ランプの配光性が損なわれるのみならず、ランプ点灯時に高熱を発する発光管や発光フィラメントを収容した内管と外管との間の間隔が局所的に狭まって、外管に過熱による変形や破損が生ずるおそれがある。

そこで、例えば図５および図６に示すように、内管５２の先端部５２ａにその内管５２を外管５３に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサＳ_Ｘを取り付けたランプが提案されている（特許文献１参照）。そのランプは、透光性セラミックで成る発光管５１と、その発光管を収容する内管５２と、その内管を収容する外管５３とが、口金５４に対して同心状に取り付けられた三重管型のメタルハライドランプであって、この種のランプは、一般に、内管５２が石英ガラスで形成され、外管５３が硬質ガラスもしくは石英ガラスで形成され、口金５４は内管５２と外管５３を取り付ける部分がセラミック等の磁器体で形成されている。

内管５２と外管５３は、夫々その先端部５２ａ、５３ａが球面状に形成された円筒管で成り、内管５２は、その先端部５２ａの中央に、ランプの製造過程で内管５２の内部を排気してその内部に不活性ガス等を封入するために使用された排気管（チップ管）５５が突出しており、低温硬化型のペースト状耐熱性接着剤を用いて口金５４に固定する基端部５２ｂが、ピンチシールによって圧し潰された扁平形状を成している。

また、内管５２と外管５３を取り付ける口金５４は、その外周に沿って、外管５３の基端部５３ｂを内側に嵌め付ける円筒状の周壁５６が形成されると共に、その中央に、内管５２の基端部５２ｂを一対の柱状部５８、５８間に差し込んで内管５２を直立状態に取り付ける支柱５７が形成されている。

そして、スペーサＳ_Ｘは、内管５２の球面状をなす先端部５２ａの中央に突出した排気管５５に接触しないような大きさの中央穴が設けられた円形リング状の中心板部５９と、その中心板部５９から等間隔で放射状に分岐して内管５２の先端部５２ａ側から基端部５２ｂ側に向かって長く延びるように形成された３本の帯板部６１、６１…とを具有し、これら帯板部６１、６１…の先端部分に、その先端を内側に向かって円弧状に突出するように湾曲させて内管５２の外面に当接する円弧部６２が形成されると共に、その先端に近い部分を外側に向かって半球状に膨出させて外管５３の内面に当接する球面部６３が形成された構成となっている。

そして、図５のように、スペーサＳ_Ｘが取り付けられた内管５２に外管５３をかぶせると、スペーサＳ_Ｘの帯板部６１、６１…の先端部分が、図６の如く内管５２の円筒状外周部と外管５３の円筒状内周部との間に挟まって変形し、その間に一定の間隔が確保されることにより、内管５２が外管５３に対して同心状に支持される。また変形した帯板部が元の形状に戻ろうとする時のバネ力によってスペーサＳ_Ｘと内管５２および外管５３との接触点に摩擦力を生じランプ軸方向へのスペーサＳ_Ｘのずれを防いでいる。

これにより、ランプの製造過程で、内管５２に外管５３をかぶせて、内管５２の基端部５２ｂと外管５３の基端部５３ｂをペースト状の耐熱性接着剤で口金５４に固定する加工を行う際に、内管５２が位置ずれや傾きを生ずることが防止される。

しかしながら、スペーサＳ_Ｘは、図示のように、３本の帯板部６１、６１…が内管５２の先端部５２ａから基端部５２ｂ側へ向かって長く延びた構成となっているため、それら帯板部６１，６１…が、内管５３に収容された発光管５１から放射される光を遮って、照度ムラや影を生じさせると同時に有効光の利用効率を著しく低下させるという欠点がある。

なお、この欠点を解消せんとして、帯板部６１、６１…の長さを短縮させ、内管５２の外周部と外管５３の内周部との間に挟まってその間に一定の間隔を確保する帯板部６１の先端部分を内管５２の先端部５２ａ付近まで後退させた構成にすると、内管５２の先端部５２ａが球面状を成している場合には、その先端部５２ａ付近は、内管５２の外周部と外管５３の内周部との間の間隔が内管５２の先端に向かって拡大するので、その間に挟まった帯板部６１の先端部分が抜け出し易いため、その帯板部６１の先端部分が、ランプの輸送運搬の際に生ずる振動や衝撃などによって、内管５２の外周部と外管５３の内周部との間から抜け出て、内管５２を外管５３に支持することができなくなると同時に、ランプの外観・体裁が著しく損なわれて重大な品質クレームを生ずるおそれがある。

また、帯板部６１の抜け出しを防止しようとして、その先端部分に形成された円弧部６２と球面部６３を夫々内管５２の外面と外管５３の内面に対して強く圧接させるような構成にすると、内管５２に外管５３をかぶせる際に、その外管５３の内面と、内管２に取り付けられたスペーサＳ_Ｘの帯板部６１、６１…との間に強い摩擦力が生ずるため、外管５３をかぶせる作業を円滑に行うことができないほか、外管５３の内面に品質クレーム要因となる擦り傷等が生じるおそれがある。
意匠登録第１３１８６３７号公報

本発明は、内管の先端部に取り付けられて内管を外管に対して同心状に支持するスペーサの帯板部が内管から放射される光を遮って照度ムラや影が生じたり有効光の利用効率が低下したりすることを防止・抑制すると同時に、スペーサが、内管の先端部から外れ落ちるなどして、内管を外管に対して同心状に支持することができなくなる不具合の発生を防止することを技術的課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、発光管あるいは発光フィラメントなどを収容する内管と、その内管を収容する外管とが、口金に対して同心状に取り付けられると共に、内管の先端部に、その内管を外管に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサが取り付けられたランプにおいて、前記スペーサが、内管の先端部中央に突出した排気管を穴に挿し通して内管の先端部中央に突出した排気管を挿し通してスペーサに対する内管の径方向移動を抑制するための中央穴を有する中心板部と、その中心板部から放射状に分岐するように形成された３本以上の帯板部とを具有し、その帯板部が、外管先端方向へスペーサが移動しない程度の圧力をもって前記外管の内面に当接すると共に、それぞれの帯板部はスペーサを外管に対して同心状に支持する曲げ形状に成形されていることを特徴とする。

本発明によれば、外管の先端部に取り付けられてスペーサ自体を外管に対して同心状に支持するスペーサの帯板部が、外管先端付近の円筒部内面のみに圧接して外管先端方向へのスペーサの移動が阻止される。すなわち、外管内面とスペーサとの摩擦力はスペーサ自体を移動させない程度の大きさであれば良く、外管に傷をつけない程度の圧接力であってもスペーサは外管先端方向へ移動することがない。

したがって、スペーサは、内管の先端部から外れ落ちるおそれがなく、また帯板部は外管先端部のみに存在するため、内管から放射される光がスペーサの帯板部で遮られて照度ムラや影が生じたり有効光の利用効率が低下したりすることを防止・抑制することができると同時に、内管にスペーサが固定された外管をかぶせる作業を円滑に行うことができ、内管にかぶせる外管の内面に品質クレーム要因となる擦り傷が生ずることを防止することができる。

本発明に係るランプの最良の実施形態は、発光管や発光フィラメントなどを収容する内管と、その内管を収容する外管とが、口金に対して同心状に取り付けられると共に、内管の排気管位置に、金属薄板製のスペーサが設けられており、そのスペーサは、その素材となるステンレス薄板等の金属薄板の打抜き成形により、内管の先端部中央に突出した排気管を挿し通してスペーサに対する内管の径方向移動を抑制するための円形穴を有する中心板部と、その中心板部から等間隔で放射状に分岐するように形成された３本乃至４本の帯板部とを具有する展開形状に打ち抜かれ、それら帯板部が、プレス成形により、外管先端付近の円筒状内面に当接して外管先端方向へのスペーサの移動を阻止すると共に、スペーサ自体を外管に対して同心状に支持する曲げ形状に成形されている。

なお、帯板部の曲げ形状は、その中間部分が外管先端部の内面に当接して外管先端方向へのスペーサの移動を阻止すると共に、その先端部分が外管内面に圧接してスペーサ自体を外管に対して同心状に支持する形状であっても良い。帯板部の端部は内管の先端部付近にあり、少なくとも発光管の透光性部分または発光フィラメントからランプ軸に垂直な方向に放射される光を遮蔽することは無い。

図１は本発明に係るランプの一例を一部断面で示す全体図、図２（ａ）はそのランプの要部を拡大して示す断面図、図２（ｂ）はそのランプに用いるスペーサの平面図である。
本例のランプは、透光性セラミックで成る発光管１と、発光管１を収容する内管２と、内管２を収容する外管３とが、口金４に対して同心状に取り付けられた三重管型のメタルハライドランプであって、内管２は、先端部２ａが球面状に形成された石英ガラス製の円筒管で成り、外管３は、先端部３ａが平面状に形成された硬質ガラス製の円筒管で成り、口金４は、内管２の基端部２ｂと外管３の基端部３ｂを取り付ける部分がセラミックで形成されている。

また、内管２は、その先端部２ａの中央に排気管５が突出し、その排気管５の内部に発光管１から突出しているリード線の先端を収めて発光管１と内管２とを同軸上に位置合わせしている。口金４の中央に形成された支柱６に低温硬化型のペースト状耐熱性接着剤で固定される内管２の基端部２ｂはピンチシールにより圧潰されて扁平形状を成している。そして、内管２の排気管５を通すように、その内管２を外管３に対して同心状に支持する板厚０．２ｍｍの金属薄板製スペーサＳ_１が設けられている。

スペーサＳ_１は、環状をなす中心板部７と、その中心板部７から９０°間隔で放射状に分岐するように形成された巾２ｍｍで４本の帯板部９、９…とを具有し、これら帯板部９、９…は、その先端部分に設けられた半球状の凸部９ｘが、外管３の円筒部３ｂの内面に圧接して外管先端方向へのスペーサＳ_１の移動を阻止すると共に、スペーサＳ_１を外管３に対して同心状に支持する曲げ形状に成形されている。

本ランプを組み立てる際には、スペーサＳ_１を外管先端部の所定位置まで押し込むと、スペーサＳ_１の帯板部９、９…の先端部分９ｘが外管３の円筒部３ａに圧接することによって外管先端方向へのスペーサＳ_１の移動がない状態で外管３に対してスペーサが同心状に固定される。その後、内管２に外管３をかぶせると、スペーサＳ_１の中心板部７に穿設された円形穴８に内管２の先端部２ａ中央に突出する排気管５が挿し通され、スペーサＳ_１に対する内管２の径方向移動を抑制する。円形穴８の寸法は、排気管５に挿し通すことができて且つ内管２の径方向移動を効果的に抑制できるように、図２(a) に示す排気管５と中心穴８との隙間ｈ１は内管２外面と外管３内面との隙間ｈ２より十分小さく設定する。例えば中心穴径を排気管５の最大設計寸法より０．１〜０．５ｍｍ大きく設定するのがよい。

なおスペーサＳ_１の材質を焼入れ鋼とすると、ガラスと焼入れ鋼との動摩擦係数は約０．７であり、静止摩擦係数は当然それより大きい。本実施例に示すスペーサＳ_１の重量は約０．７グラムであるから、例えばスペーサＳ_１の外管３内面に対する圧接力が１０ｇｆ以上になるように設計すれば落下衝撃などで１０Ｇの加速度がランプに加わってもスペーサＳ_１がセットされた位置から動くことは無い。スペーサＳ_１の材質が硬度１／２Ｈ（「ハンカタ」）のＳＵＳ３０４板であってもほぼ同じ設計方法でよい。

したがって排気管５と中心穴８との隙間ｈ１を内管２外面と外管３内面との隙間ｈ２より十分小さく設定しているため、内管２と外管３を低温硬化型のペースト状耐熱性接着剤で口金４に固定する際に内管２が傾いても排気管５がスペーサＳ_１に設けられた円形穴８の内周面に接触してそれ以上の傾きが抑制され、内管２が位置ずれや傾きを生じてランプの配光性が損なわれるなどの製品不良が発生することが確実に防止されるので、内管２と外管３との間の間隔が局所的に狭まって、外管３に過熱による変形や破損が生ずるおそれも解消され、ランプの品質および信頼性が著しく向上する。

また、スペーサＳ_１は、帯板部９、９…の凸部分９ｘが外管３の円筒部３ｂの内面のみに圧接しているため、図示の如く外管３と内管２との隙間が広くなっている内管先端部２ａ近くに位置することができ、スペーサＳ_１の帯板部９、９…が内管２から放射される光を遮って照度ムラや影が生じることや、有効光の利用効率が低下することを防止・抑制することができる。

また、スペーサＳ_１は、その帯板部９、９…にそれぞれ２箇所の凸部９ｘを設けている。このように構成すると、通常は帯板部先端に近い方すなわち図１において下側の凸部のみが外管３の内面に圧接することによって、外管３の先端方向への移動が阻止しているが、内管２が傾き、中心板部７の円形穴８が押されて一方の帯板部９が外管内面に近づく方向へわずかに変形した場合、図１において上側の凸部９ｘも外管内面に接触し、帯板部がそれ以上曲がりにくくなる。また、それぞれの帯板部端部に２箇所以上の凸部が設けられているために、スペーサＳ_１を外管内に押し込む工程で曲がりにくくなり、スペーサＳ_１の中心板部は、ランプ軸に対して常にほぼ垂直となる。

また、内管２は発光管１のリード線を排気管５の内部に納めて発光管１を内管２に対して同軸上に保持しているので、外管３に対して内管２の排気管５で同軸合わせをすることにより発光管と外管とを同軸合わせできる。

また、スペーサＳ_１は、その素材となるステンレス薄板等の金属薄板を中心板部７と帯板部９、９…を具有する展開形状に打ち抜く打抜き成形と、帯板部９、９…を図示のような曲げ形状に成形するプレス成形によって、簡易に量産することができるので、その製造コストが嵩むこともない。

図３は本発明に係るランプの他の例を示す部分拡大断面図であって、本例のランプが実施例１のランプと相違するのは、スペーサＳ_２の帯板部９、９…の曲げ形状と、外管３の先端部３ａがやや球面状を成している点であり、その他の構成は、図１および図２に示す実施例１のランプと共通している。

図３に示すスペーサＳ_２は、帯板部９、９…の中間部分９ｙが、外管３の軸方向に沿って緩やかな弧状の斜面を成す外管３の先端部３ａの内面に当接して外管先端方向へのスペーサＳ_２の移動を阻止すると共に、その帯板部９、９…の凸部９ｘが、外管３の円筒部３ｂ内面に圧接することで、外管３に対してスペーサ自体を同心状に支持する曲げ形状に成形されている。図３において、一点鎖線Ｌ−Ｌより上の部分が球面状をなす先端部３ａであり、Ｌ−Ｌより下の部分が円筒部３ｂである。またスペーサＳ_２の中心板部７には実施例１と同様の円形穴８が設けられており、内管２の先端部２ａ中央に突出した排気管５を円形穴８に挿し通すことで排気管５の径方向への動きを抑制することができる。なお、スペーサＳ_２の帯板部折り曲げ形状は、図示の如き山折り形状に限らず、円弧形状等であっても良い。

スペーサＳ_２は、その帯板部９、９…の中間部分９ｙが外管３の球面状をなす先端部３ａの内面に当接することによって、外管先端方向への移動が阻止されるので、帯板部９、９…の先端部分９ｙを外管３の内面に対して強く圧接させる構成にしなくとも、その中心板部７の円形穴８が排気管５から抜け出ることはない。

したがって、実施例２の発明によれば、例えばランプ運搬中にランプ軸方向に１００Ｇを超える加速が生じたとしても、外管が破損しない限り中心板部７の円形穴８が排気管５から抜け出ることを確実に防止することができる。また帯板部９、９…の先端部分９ｙの外管３の内面に対する押し付け力を弱めに設定することができるため、外管内面に擦り傷を生じさせることも無い。

図４は本発明に係るランプの他の例を示す部分拡大断面図であって、本例のランプが実施例２のランプと相違するのは、スペーサＳ₃の帯板部９、９…の曲げ形状と、外管３の先端部３ａがほぼ平面状を成している点、および内管２の先端部２ａがほぼ平面状を成している点であり、その他の構成は、図３に示す実施例２のランプと共通している。

本例に示すスペーサＳ_３の帯板部９、９…は、その中間部分９ｙが、内管２から放射される有効光を遮らない内管２の先端部２ａ乃至その先端部２ａ付近で、内管２の外周部と外管３の内周部との間に挟まって、内管２を外管３に対して同心状に支持すると共に、その先端部分９ｙが、外管３の軸方向に沿って弧状の斜面を成す外管３の先端部３ａの内面に当接して外管先端方向へのスペーサＳ_３の移動を阻止する曲げ形状に成形されている。

すなわち、図４のスペーサＳ_３は、帯板部９、９…の中間部分９ｙが、外管３の先端部３ａ内面に当接するように逆Ｕ字形の湾曲形状に成形されており、外管先端方向へのスペーサＳ_３の移動を阻止するようになっていると共に、帯板部９、９…の凸部９ｘが外管３の円筒部３ｂ内面に圧接することで、外管３に対してスペーサ自体を同心状に支持する曲げ形状に成形されている。またスペーサＳ_３の中心板部７には実施例１と同様の円形穴８が設けられており、内管２の先端部２ａ中央に突出した排気管５を円形穴８に挿し通すことで排気管５の径方向への動きを抑制することができる。

したがって、スペーサＳ_３は、その帯板部９、９…の先端部分９ｙを外管３の内面に対して強く圧接させる構成にしなくとも、その中心板部７の円形穴８が排気管５から抜け出ることはない。また、スペーサＳ_３が内管２から放射される光を遮って照度ムラや影が生じたり有効光の利用効率が低下することも防止・抑制される。

以上のように、本発明によれば、外管が破損しない限り中心板部７の円形穴８が排気管５から抜け出ることを確実に防止することができる。また帯板部９、９…の先端部分９ｙの外管３の内面に対する押し付け力を弱めに設定することができるため、外管内面に擦り傷を生じさせることも無い。また排気管５を基準として外管３と内管２とを同軸合わせしているため、発光管リードを排気管内部に挿入して発光管の位置決めを行なっているランプであれば、同時に外管３と発光管１とを同軸に合わせていることになる。

なお、実施例のスペーサＳ_１〜Ｓ_３は、４本の帯板部９、９…を有するが、少なくとも３本有すれば、内管２を外管３に対して同心状に支持することが可能であるから、本発明は４本に限らず、３本以上であれば良い。また、スペーサＳ_１〜Ｓ_３の素材となる金属薄板の材質（硬さ、剛性）およびその板厚や、帯板部９、９…の板幅等は、その帯板部９、９…で内管２を外管３に対して同心状に支持する際に加わる負荷に応じて適宜選定すれば良い。

本発明は、発光管とその発光管を収容する内管とその内管を収容する外管とから成る三重管型のメタルハライドランプや、発光フィラメントを収容する内管とその内管を収容する外管とから成る二重管型のハロゲンランプ等の品質・信頼性の向上に資するものである。

本発明に係るランプの一例を示す全体図 図１のランプの部分拡大断面図とそのランプに用いるスペーサの平面図 本発明に係るランプの他の例を示す部分拡大断面図 本発明に係るランプの他の例を示す部分拡大断面図 従来のランプを示す斜視図 図５のランプの部分拡大断面図

符号の説明

１…発光管
２…内管
３…外管
４…口金
５…排気管
Ｓ_１〜Ｓ_３…スペーサ
７…中心板部
８…円形穴
９…帯板部
９ｘ…帯板部の凸部
９ｙ…帯板部の中間部

Claims (4)

1. 発光管あるいは発光フィラメントなどを収容する内管と、
   その内管を収容する外管とが、
   口金に対して同心状に取り付けられると共に、
   内管の先端部に、その内管を外管に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサが設けられたランプにおいて、
   前記スペーサが、
   内管の先端部中央に突出した排気管が挿し通されてスペーサに対する内管の径方向移動を抑制するための円形穴を有する中心板部と、
   その中心板部から放射状に分岐するように形成された３本以上の帯板部とを具有し、
   その帯板部が、外管先端方向へスペーサが移動しない程度の力をもって前記外管の内面に圧接すると共に、
   それぞれの帯板部は、スペーサを外管に対して同心状に支持する曲げ形状に成形されていることを特徴とするランプ。
2. 前記それぞれの帯板部は、
   その帯板部先端部に２箇所以上形成された凸部が前記外管内面に圧接するような形状に成形されている請求項１記載のランプ。
3. 前記帯板部が、その中間部分が前記外管先端部の内面に当接して外管先端方向へのスペーサの移動を阻止すると共に、その先端部分が前記外管の円筒部内面に当接することによって前記内管を外管に対して同心状に支持する曲げ形状に成形されている請求項１から請求項２のいずれかに記載のランプ。
4. 前記発光管あるいは発光フィラメントを前記内管内に位置固定する支柱の先端部が内管の排気管部内に挿入されていることによって、その発光管あるいは発光フィラメントを内管と同心に位置合わせしている請求項１から請求項３のいずれかに記載のランプ。

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