JP2014170748A - 高圧放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】
短いバーナを提供する必要なく、組み立て空間を低減させることが出来る自動車用のヘッドライトとして使用される高圧放電ランプを提供すること。
【解決手段】
ランプは、光を発するためのバーナと、当該バーナを支持するために、バーナに接続された金属ホルダと、耐熱プラスチック材料から作られるソケット部品からなるソケットと、を有する。金属ホルダは、基部に近い方向へ部分的に突出している芯出し用の脚を有する。この芯出し用の脚は、バーナをこの芯出し用の脚に結合する前に、ホルダに対してバーナを芯出しさせるように構成される。この芯出し用の脚は、バーナの先端へ向かってではなくソケットへ向かって突出しているので、バーナは、ソケット又はホルダのキャップ内に部分的に配置され得る。
【選択図】図１

Description

本発明はランプ、特に高圧放電ランプの分野に関し、より具体的には、本発明は自動車用ヘッドライトに関する。本発明は更に、斯様な種類のランプの製造方法に関する。

米国特許公報US7,119,483B2において、自動車用ヘッドライトとして使われることができる高圧放電ランプが開示されている。当該高圧放電ランプは、3本又は4本の金属の芯出し用の脚に保持され、プラスチック材料で作られたソケットに挿入された、光を発するためのバーナを有する。高圧放電ランプのバーナは、使用中非常に熱くなり、例えば105℃以上になるので、ソケットのプラスチック材料、例えばPPS（ポリフェニレン・スルフィド（SC₆H₄）_n））は、良好な耐熱性材料に対して選択される。

短いバーナを提供する必要なく、組み立て空間を低減させることが出来る自動車用のヘッドライトとして使用される高圧放電ランプに対するニーズがある。

本発明の目的は、上述の課題を少なくとも部分的に解決するランプ、特に高圧放電ランプを提供することである。

この目的は、自動車用ヘッドライトのランプによって実現され、当該ランプは、光を発するためのバーナと、当該バーナを支持するために、バーナに接続された金属ホルダと、耐熱プラスチック材料から作られるソケット部品からなるソケットと、を有する。金属ホルダは、基部に近い方向へ部分的に突出している芯出し用の脚を有する。この芯出し用の脚は、バーナをこの芯出し用の脚に結合する前に、ホルダに対してバーナを芯出しさせるように構成される。この芯出し用の脚は、バーナの先端へ向かってではなくソケットへ向かって突出しているので、バーナは、ソケット又はホルダのキャップ内に部分的に配置され得る。これにより、短いバーナを提供する必要なく、組み立て空間を低減させることが出来る。バーナとソケットとの間の空間の増加がかなり抑えられる一方で、同時に、ホルダに対するバーナの正しい芯出しを提供するために芯出し用の脚を複数の方向に曲げるための十分なスペースは依然として存在する。

ある実施例において、当該ランプは、バーナに接続される第1のソケット部品と、第1の電極に接続されたバーナの一部が、第2のソケット部品を貫いて、当該バーナを電圧源に接続するよう導かれている、第2のソケット部品と、を有し、主に半径方向及び/又は軸方向に耐電圧性を形成するための、少なくとも1つの絶縁ギャップが形成されるよう、第2のソケット部品は第1のソケット部品に隣接して配置される。

第1のソケット部品の存在により、耐熱性を損ねることなく、熱いバーナを当該ソケット部品によって受け入れることが可能である。第1のソケット部品はランプの軸方向への延在部を有する。当該延在部は、耐熱材料の提供が必要となる、斯様な高温を有する長さに沿ってバーナを接触させるのにかろうじて十分な長さをもつ。第2のソケット部品を意味するソケットの残りの部分は、低い耐熱性の材料によって形成されてもよく、これはより安価で、よりコスト効率が良い。減じられた材料費に起因して、ランプ製造の生産コストが減じられる。加えて、第1のソケット部品と第2のソケット部品との間の絶縁ギャップが、充分な絶縁性を提供し、この結果、ランプの耐電圧性が損じられることはない。特に絶縁ギャップは、より高い耐電圧性を提供するよう設計されており、この結果、バーナとホルダとの間の電圧による不必要な電光のリスクを増すことなく、金属ホルダがソケットを少なくとも部分的に覆うことができる。絶縁ギャップは、特に0.05mm＜d＜1.0mm、好ましくは0.1mm＜d＜0.5mm、及び最も好ましくは0.15mm＜d＜0.25mmの幅dを有する。ソケットを覆っている金属ホルダの存在によって、高温でガスを発生するかも知れない、ソケットに使用されたプラスチック材料の成分が、ランプ内、特に覆っている金属ホルダ内に保たれ、この結果、これらの成分は、自動車用ヘッドランプ等の反射器で凝結するのではなく、ホルダ又はソケット部品で凝結する。寿命時間を通じたランプの光学的性能の劣化が減じられ、又は無視されることさえあり、寿命が増大する。更に、ホルダの表面積は、バーナと保持具との間の電圧による不必要な電光のリスクを増すことなく、増大することができる。特にソケット部品を覆っているホルダの増大した表面積に起因して、ホルダを介したバーナの受動的な冷却性が増し、少なくとも外表面でバーナの温度が下がる。これは、順に、形成される耐熱材料の量を減じ、第1のソケット部品のサイズを減じることを可能にする。

好ましくは、ホルダは、主に軸方向に突出していて、第1のソケット部品及び/又は第2のソケット部品を受け入れるためのキャップを有する。ソケット部品を覆うためのキャップの存在により、ソケットに使用された、高温でガスを出すかも知れないプラスチック材料の成分は、ランプ内に、特にホルダのキャップ内に保たれ、この結果、これらの成分はキャップ又はソケット部品でのみ凝結する。更に、キャップの増大した冷却面が形成され、この結果、バーナの更なる冷却に至る、バーナからの高い熱伝達が可能である。更にキャップは、増大する電磁性の影響に対する保護を提供する。

ホルダは、バーナの第2の電極へ電気的に接続している。ホルダ及び第2の電極の電気的接続に起因して、電気エネルギがホルダを用いて導かれる。追加のワイヤ、線、又はコネクタは、必要ではない。この事は、減じられた組立部品数、及び減じられた製造コストに至る。

好ましくは第2のソケット部品、特に第2のソケット部品のみが、絶縁ギャップを設けるために、お互いに半径方向に離間した少なくとも2つのキャビティを有する。第2のソケット部品が、高い耐熱性に対して設計されてはいないので、より多くの異なる材料が第2のソケット部品に使用できる。好ましくは射出成形によって複雑な形状及び/又は細いリブ等を形成することができる、プラスチック材料が選択される。このように第2のソケット部品を、増大した絶縁性に関して最適化することが可能である。

好ましくは第1のソケット部品及び/又は第2のソケット部品は、迷路状の絶縁ギャップを形成するために、お互いに離間する複数の突起を有する。バーナとホルダとの間の不必要な放電電光が起きるかもしれない距離は、迷路状の絶縁ギャップによって最大にされることができ、ここで、突起は容易に製造されるものである。例えば25kVの高い印加電圧で耐電圧性を損ねることなく、ソケットのコンパクトな設計が可能である。

好ましい実施例では、第1のソケット部品は、バーナ及び/又はホルダ及び/又は第2のソケット部品に、非接触の高周波溶解によって、第1のソケット部品を少なくとも部分的に溶解させることによって接続される。溶解することによって、ギャップのない接続が形成されることができ、この結果、良好な耐熱性及び良好な耐電圧性が同時に順守される。

第1のソケット部品は、主に軸方向の耐電圧性を提供するよう適応され、第2のソケット部品は、主に半径方向の耐電圧性を提供するよう適応されている。耐電圧性をランプの軸方向と半径方向とに形成する機能が、2つの異なる部品に分割されているので、それぞれの耐電圧性の機能に対してお互いに独立して第1のソケット部品及び第2のソケット部品を最適化することが可能である。これは、ランプ全体の耐電圧の増大となる。

好ましくは、第1のソケット部品はPPSを有し、及び/又は第2のソケット部品はPE若しくはPAを有する。この、ソケット部品用のプラスチック材料の選択は、依然として熱いバーナを取扱うことが可能で、コスト効率が良いソケットに至る。

絶縁ギャップは空気で満たされ、及び/又は負圧を有する。絶縁ギャップは導電性の材料で充填されないので、高い絶縁性が絶縁ギャップによって提供される。ソケットの組立てが負圧下で実行される場合、絶縁ギャップの増大した絶縁性が提供され、プラスチックのソケット中の不安定な成分が、同時に取り除かれることができる。

好ましくはホルダは、バーナを支持するための保持部と、第1のソケット部品及び/又は第2のソケット部品を受け入れるためのキャップと、を有し、当該保持部は、キャップに固定されている。2つの部品によるホルダの設計に起因して、2つの組立ユニットのみを形成することが可能であり、これらは1つの接続ステップによって組み立てられることができ、バーナの正しい芯出しを実施し且つ第1の組立ユニットを受け入れるのに先立ち、バーナが保持部に接続される。第2の組立ユニットが、第1のソケット部品と第2のソケット部品とをホルダの金属キャップに入れることによって得られる。両方の組立ユニットが、次に、まとめられ、第1のソケット部品を部分的に溶解させることによって互いに接続され、この結果、第1のソケット部品が、キャップ、第2のソケット部品、及びバーナに結合される。この場合、保持部及びキャップは、レーザ溶接によって、直接お互いに接続されてもよく、より迅速で且つ容易な組立プロセスになる。

本発明は更に、前述したように設計されたランプを有する自動車用のヘッドライトに関する。当該ランプの存在により、ヘッドライトは、ランプの耐熱性又は耐電圧性を損なうことなく、生産コストの減少を可能にする。

本発明の目的は、前述したように設計されたランプを製造する方法によって更に達成される。当該方法は、バーナをホルダに対して芯出しするステップと、当該バーナを当該ホルダに対して固定するステップと、第1のソケット部品がバーナの一部を受け入れるよう、第1のソケット部品をホルダに対して位置決めするステップと、第1のソケット部品を、受け入れたバーナに対して固定するステップと、主に半径方向への耐電圧性を提供するための絶縁ギャップが設けられるよう、第2のソケット部品を第1のソケット部品に対して位置決めするステップと、を含む。この方法があると、例えばランプに関して上で説明したような、より少ない製造ステップ数によって、ランプの耐熱性又は耐電圧性を損なうことなく生産コストの減少を可能にするランプを提供することが可能である。

第1のソケット部品をバーナに固定する間に、第1のソケット部品がホルダに固定される。好ましくは、第1のソケット部品をバーナに固定する間に、第1のソケット部品が第2のソケット部品に固定される。複数の固定動作が同時に行われるので、組立時間が減じられる。これらの固定動作は、例えば第1のソケット部品を部分的に溶解させることによって、一回の単独の固定ステップで行われる。第1のソケット部品の溶解を、例えば高周波溶解によって容易に実行するのに起因して、固定ステップが迅速に実行されることができ、複数の固定動作が同時に実行されることができる。

本発明のこれらの態様及び他の態様が、これ以降説明される実施例を引用して解明され、当該実施例から明らかになることであろう。

本発明によるランプの概観的な分解図である。 図1のランプの概観的な断面図である。

図1に例示されたランプ10は、例示の実施例では、自動車用のヘッドライトとして使用される高圧放電ランプとして設計されている。ランプ10は、電圧印加のための第1の極14及び第2の極16を有するバーナ12を有する。バーナ12は、当該バーナ12に固定されている金属のカラー18によって、円周方向に部分的に囲まれている。

ランプ10は更に、例示の実施例ではバーナ12及びキャップ24を支持するための保持部22を有する、ホルダ20を有する。保持部22は4つの芯出し用の脚26を有し、この脚は、バーナ12を保持部22に対して正しい芯出しで固定するために、レーザ溶接によってカラー18に接続される。キャップ24は金属リング28を有し、バーナ12がキャップ24又は金属リング28に対して正しく芯出しされた状態で、保持部22がレーザ溶接によって当該金属リング28へ接続される。芯出し用の脚26が、基部に近い方向に突出しており、これはバーナ12の先端から離れてソケット30の方へと向かうことを意味しているので、バーナ12はキャップ24の内部に部分的に配置されている。

キャップ24は、異なる材料から成る第1のソケット部品32と第2のソケット部品34とに接続されている。第1のソケット部品32は主にPPSを含んでおり、第2のソケット部品34は主にPE、PP、又はPAを含んでいる。更に、ピン36が設けられている。当該ピン36は第2のソケット部品34に接続されており、且つバーナ12の第1の極14に電気的に接続されている。バーナ12の第2の極16は、例えばレーザ溶接によってホルダ20の保持部22に接続されており、この結果、電源がピン36及びホルダ20を介してバーナ12に印加される。

図2に例示したように、第1のソケット部品32及び第2のソケット部品34は、各々が複数の突起38を有し、当該突起の間には小さなキャビティ40が形成されている。2つのソケット部品は、それぞれの突起38と、反対側のソケット部品32、同34との間のスリットによって互いに接続されており、この結果、迷路状の絶縁ギャップ42が、第1のソケット部品32と第2のソケット部品34との間に形成される。小さなギャップ幅で、ランプ10の軸方向及び半径方向の耐電圧性を形成するのに十分であるので、絶縁ギャップ42は、明快さの目的のために、太線にて図2に例示されている。

本発明が図及び前述の説明にて詳細に例示され、説明された一方、斯様な例示及び説明は、例示のため又は典型的であると考えられ、拘束性はなく、本発明は開示された実施例に限定されることはない。例えば、第1のソケット部品32及び第2のソケット部品34が受け入れられるよう、ホルダ20のキャップ24が軸方向に突出している実施例において、本発明を作動させることが可能である。更に、バーナ12の第2の極16をホルダ20へ接続するのではなく、ホルダ20に対して絶縁された第2の極を電圧源へと導くことが可能である。開示された実施例に対する他のバリエーションが、図、開示物、及び添付の請求項の学習から、請求された本発明を実施する際の当業者によって理解され、且つ遂行されることができる。請求項において、単語「有する」は他のエレメント又はステップを除外することはなく、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を除外することはない。特定の手段が相互に異なる従属請求項において列挙されているという単なる事実は、これら手段の組合せが有効に使用されることができないことを示してはいない。請求項中のいかなる引用符号も、範囲を限定するものとして解釈されてはならない。

Claims (15)

1. 自動車用ヘッドライトのランプであって、
   -光を発するためのバーナと、
   -当該バーナを支持するために、当該バーナに接続された金属ホルダと、
   -耐熱プラスチック材料から作られ、前記バーナに接続された第1のソケット部品と、
   -第2のソケット部品であって、第1の電極に接続されている前記バーナの一部が、当該第2のソケット部品を貫いて当該バーナを電圧源に接続するよう導かれている第2のソケット部品と、
   を有し、
   主に半径方向及び/又は軸方向の耐電圧性を形成するために、少なくとも一つの絶縁ギャップが設けられるよう、前記第2のソケット部品が、前記第1のソケット部品に隣接していることを特徴とする、自動車用ヘッドライトのランプ。
2. 前記ホルダは、前記バーナを芯出し用の脚に接続する前に、前記ホルダに対して前記バーナを芯出しするための、芯出し用の脚を有し、当該芯出し用の脚が、基部に近い方向に部分的に突出していることを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
3. 前記ホルダが、主に軸方向に突出していて、且つ前記第1のソケット部品及び/又は前記第2のソケット部品を受け入れるためのキャップを有することを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
4. 前記ホルダが、前記バーナの第2の電極に電気的に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
5. 前記第2のソケット部品、特に当該第2のソケット部品のみが、前記絶縁ギャップを設けるために、半径方向に互いに離間する少なくとも2つのキャビティを有することを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
6. 前記第1のソケット部品及び/又は前記第2のソケット部品が、迷路状の前記絶縁ギャップを形成するために、互いに離間する複数の突起を有することを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
7. 当該第1のソケット部品を、非接触の高周波溶解によって少なくとも部分的に溶解させることにより、前記第1のソケット部品が、前記バーナ及び/又は前記ホルダ及び/又は前記第2のソケット部品に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
8. 前記第1のソケット部品が、主に軸方向の耐電圧性を形成し、前記第2のソケット部品が、主に半径方向の耐電圧性を形成することを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
9. 前記第1のソケット部品がPPSを含み、及び/又は前記第2のソケット部品がPE若しくはPAを含むことを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
10. 前記絶縁ギャップが空気で満たされていること、及び/又は負圧を有することを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
11. 前記ホルダが、前記バーナを支持するための保持部と、前記第1のソケット部品及び/又は前記第2のソケット部品を受け入れるための前記キャップと、を有し、当該保持部が、前記キャップに固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のランプ。
12. 請求項１に記載のランプを有する、自動車用のヘッドライト。
13. 請求項１に記載のランプを製造する方法であって、
    -前記バーナを前記ホルダに対して芯出しするステップと、
    -前記バーナを前記ホルダに固定するステップと、
    -前記第1のソケット部品が前記バーナの一部を受け入れるよう、当該第1のソケット部品を前記ホルダに対して位置決めするステップと、
    -前記第1のソケット部品を、受け入れた前記バーナに対して固定するステップと、
    -主に半径方向及び/又は軸方向の耐電圧性を形成するための前記絶縁ギャップが形成されるよう、前記第2のソケット部品を前記第1のソケット部品に対して位置決めするステップと、
    を含む、方法。
14. 前記第1のソケット部品を前記バーナに固定する間に、当該第1のソケット部品が前記ホルダに固定されることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
15. 前記第1のソケット部品を前記バーナに固定する間に、当該第1のソケット部品が前記第2のソケット部品に固定されることを特徴とする、請求項13に記載の方法。

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