JP3144008B2

JP3144008B2 - 片封止形ランプの成形方法

Info

Publication number: JP3144008B2
Application number: JP03333482A
Authority: JP
Inventors: 幹男松田; 晃川勝
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1991-12-17
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 2001-03-07
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JPH05174711A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一端に排気管を接続す
るとともに他端を封止した構造の放電灯または白熱電球
において、そのバルブの成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、小形の放電灯や白熱電球、特にハ
ロゲン電球を、反射鏡と組合わせて用いることにより照
射光を絞り、例えば投光照明装置やスポットダウンライ
トなどに適用するケースが多くなってきた。このような
場合の光源としては、反射鏡に装着する都合から小形で
高効率が要求される。

【０００３】放電灯やハロゲン電球を小形化するには、
封止部を一端部のみに形成したバルブを用いることが有
利である。すなわち、封止部をバルブの両端部に形成す
ると、封止加工が面倒であるばかりでなく、封止部は熱
放出作用が大きいのでこのような封止部がバルブの両端
部に合計２箇所形成されるとランプ効率の低下を招くな
どの不具合があり、したがって、封止部はバルブの片端
部に設けることが望まれる。

【０００４】この場合、バルブ内を排気し、かつ所定の
封入物を封入するための排気管がバルブの封止部とは反
対側の端部に接続される。この排気管は用済み後は、封
止切りされ（チップオフ）される。このような構造のバ
ルブについて、従来の場合の問題点を説明する。図５は
片封止形のハロゲン電球を示し、１は石英ガラス製のバ
ルブである。

【０００５】このバルブ１は外径が８〜１５mm程度の球
形をなしており、その一端には排気管を封止切りするこ
とにより残ったチップオフ部２が形成されており、他端
は圧潰封止されている。圧潰封止部３にはモリブデンな
どからなる一対の金属箔導体４、４が封着されており、
これら金属箔導体４、４には内部導入線５、５が接続さ
れている。これら内部導入線５、５はバルブ１内に導か
れ、これらの両端間にタングステンコイルからなるフィ
ラメント６が架設されている。上記封止部３に封着され
た一対の金属箔導体４、４には外部導入線７、７が接続
されている。このようなバルブ１内には所定圧のアルゴ
ンガスと、臭素化合物などのハロゲンが封入されてい
る。

【０００６】なお、バルブ１の外面には、赤外線反射可
視光透過膜８が形成されている。この赤外線反射可視光
透過膜８は光干渉膜であり、公知であるから図示しない
が高屈折率層と低屈折率層を交互に重層し、例えば合計
９〜１７層の多層膜として構成されており、赤外線を反
射し、しかしながら可視光を透過する性質がある。高屈
折率層は酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化タンタル（Ｔａ
₂Ｏ₅）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）、硫化亜鉛
（ＺｎＳ）などからなり、また低屈折率層は酸化ケイ素
（シリカ＝ＳｉＯ₂）、ふっ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ₂）などにより構成されている。

【０００７】このような構成のハロゲン電球において
は、フィラメント６に通電してこれを発光させると、こ
の光はバルブ１を透過する。バルブ１を透過した光は、
バルブ１の外面に形成した赤外線反射可視光透過膜８に
達すると、この光のうち例えば７００〜１３００nmの赤
外線領域の光は赤外線反射可視光透過膜８で反射され、
主として可視光が透過される。

【０００８】反射された赤外線はフィラメント６に戻さ
れ、このためフィラメント６は上記反射された赤外線で
再び加熱されることになる。したがって、ランプから放
出される熱が少なくなり、ランプ効率が高くなって消費
電力が少なくてすみ、発光効率が向上する。

【０００９】このようなハロゲン電球においては、バル
ブ１の形状が球または楕円球であると、赤外線反射可視
光透過膜８で反射された赤外線がバルブの中心または楕
円の焦点位置の方向に反射され、フィラメント６に確実
に戻るようになるから、フィラメントの赤外線吸収効率
が高くなり、発光効率が向上する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
場合、バルブ１の一端に形成されたチップオフ部２はそ
の成形の都合上、根元部分に肉溜り部９が形成される場
合がある。このような肉溜り部９は熱がこもって熱応力
を発生しやすいばかりでなく、バルブ１の内面が凹凸面
となるので光が透過する場合に不所望な方向へ乱反射し
たり、レンズ作用により不所望な方向へ屈折させるよう
になり、配光特性が低下する原因になる。

【００１１】上記のような肉溜り部９の発生は、バルブ
の成形方法に原因があることが考えられる。つまり、従
来のバルブ１の成形方法を図６ないし図８にもとづき説
明する。

【００１２】図６は排気管の接合工程を示すもので、同
図の（Ａ）図において、１０はバルブとなる石英ガラス
チューブであり、例えば外径８mm、内径６mm、長さ２０
mm程度に形成されている。１１は石英ガラスチューブか
らなる排気管であり、外径４mm、内径２．２mm、長さ７
０mm程度に形成されている。１５はマウントであり、一
対の外部導入線７、７がＵ字形に一体に連接されてい
る。

【００１３】バルブ１を成形するには、図６の（Ｂ）図
に示す通り、石英ガラスチューブ１０の一端に排気管１
１を若干挿入し、この石英ガラスチューブ１０の一端を
接合用ガスバ−ナ２０により加熱する。この加熱により
石英ガラスチューブ１０の一端は軟化し、この軟化に伴
って縮径する。この縮径はガラスの表面張力による特有
の性質であり、加熱軟化した場合は自然に径が絞られ
る。

【００１４】このような縮径により石英ガラスチューブ
１０の一端は排気管１１の端部と溶着され、これにより
石英ガラスチューブ１０と排気管１１は図６の（Ｃ）図
に示すように、一体に接合される。この場合、石英ガラ
スチューブ１０の縮径部、つまり排気管１１の接合根元
部に肉溜り部９が生じる。図６の（Ｃ）図に示す石英ガ
ラスチューブ１０は円筒形であり、これを球形または楕
円球形に加工するため、図７のようなブロー成形をす
る。

【００１５】すなわち、図７の（Ａ）図では、一端に排
気管１１を接合した石英ガラスチューブ１０を加熱用ガ
スバ−ナ２２により加熱し、全体を柔らかくする。これ
により軟化状態となったチューブ１０は図７の（Ｂ）図
に示す通り、成形型２５に収容し、他端開口部１２より
チューブ１０内に加圧空気または加圧不活性ガスを吹き
込む。すると、軟化しているチューブ１０は内部の圧力
が高くなるので膨出し、成形型２５に形成した球面の成
形面２６に押し付けられる。よって、このようなブロー
成形により、図７の（Ｃ）図に示すようなバルブ１が得
られる。この段階のバルブ１は一端に排気管１１を連結
し、他端は開口部１２となっている。

【００１６】次に、封止工程に移り、これを図８に示
す。すなわち、図８の（Ａ）図においては、バルブ１の
他端開口部１２よりマウント１５を挿入し、フィラメン
ト６をバルブ１の所定に位置に位置決めして保持する。
そして、バルブ１の他端開口部１２を図示しないガスバ
−ナで加熱して軟化させ、ここを圧潰封止する。これに
よりマウント１５は封止部３に封着される。この後、Ｕ
字形に一体に連接していた一対の外部導入線７、７を切
断分離する。次に、バルブ１の一端に接合された排気管
１１を用いてバルブ１内を排気し、このバルブ１内にア
ルゴンおよび臭素化合物などのようなハロゲンを封入す
る。そして、排気管１１の根元を図８の（Ｂ）図に示す
ように、封止用バ−ナ２７により加熱軟化し、この排気
管１１を封止切りする。

【００１７】これにより図８の（Ｃ）図に示す通り、バ
ルブ１は閉封され、その後バルブ１の外面に赤外線反射
可視光透過膜８を形成すると図５に示すハロゲン電球が
完成する。

【００１８】このような製造方法の場合、図６に示す排
気管１１の接合工程で排気管１１の根元に肉溜り部９が
形成され、後の工程でブロー成形を行っても肉溜り部９
が解消されないことがある。これは肉溜り部９の肉厚が
大き過ぎるものと考えられる。

【００１９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、チップオフ部の根
元に肉溜り部が発生するのを防止し、熱応力の発生や光
の透過の障害になるのを防止することができるランプの
成形方法を提供しようとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端に排気管
を接合してバルブを成形する第１の工程と、上記バルブ
の他端開口部からバルブ内に放電電極またはフィラメン
トを収容し、この開口端部を封止する第２の工程とを含
んでなるランプの成形方法において、第１の工程は上記
排気管の接合部に連なるバルブの端部を予めテーパ状に
成形し、上記バルブの他端部からブローすることによっ
て外形ほぼ球状または楕円球状になるように成形するこ
とを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明によると、排気管の接合部に連なるバル
ブの端部（肩部）をテーパ状にしておくので、ブローに
よりバルブの端部を成形型に押し付けるとテーパ部が排
気管の接合部から肉を引込んで膨出することにより外形
ほぼ球状または楕円球状になるように成形される。した
がって、排気管の接合部に肉溜り部が残ることがなくな
る。

【００２２】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図４に示す
一実施例にもとづき説明する。

【００２３】本実施例は、先に説明した図５ないし図８
の従来例を変更したものであり、図図５ないし図８に示
す各部分と同一であってよい部分は同一番号を付して説
明する。

【００２４】図１ないし図３はハロゲン電球の製造方法
を示すもので、図１に示す石英ガラスチューブ１０は一
端に細い径をなしたテーパ部３０が形成されている。こ
のテーパ部３０は石英ガラスチューブ１０の途中から排
気管１１を接合する方向に端部に向かって細くなってお
り、先端の径は排気管１１の径と略同等となっている。
なお、この先端の径は排気管１１の径よりも若干大きく
てもよく、また円錐角θは４０〜６０°程度がよい。

【００２５】このような石英ガラスチューブ１０のテー
パ部３０の先端に、図１の（Ｂ）図に示すように、排気
管１１を突き合わせ、これらを接合用ガスバ−ナ２０に
より加熱して溶着する。なお、石英ガラスチューブ１０
のテーパ部３０の先端と、排気管１１の端部をそれぞれ
加熱して軟化させ、その後これらを突き合わせて接合す
るようにしてもよい。これにより図１の（Ｃ）図に示す
ように、石英ガラスチューブ１０のテーパ部３０の先端
に排気管１１が一体に接合される。この場合、排気管１
１の接合根元部に肉溜り部９が生じる。次に、図２に示
すように、ブロー成形をする。

【００２６】図２の（Ａ）図では、一端に排気管１１を
接合した石英ガラスチューブ１０を加熱用ガスバ−ナ２
２により加熱し、全体を柔らかくする。この場合、チュ
ーブ１０の一端はテーパ部３０となっているので、排気
管１１の接合部にバーナの熱が到達しや易く、軟化が速
やかに行われる。

【００２７】これにより軟化状態となったチューブ１０
は図２の（Ｂ）図に示す通り、成形型２５に収容し、他
端開口部１２よりチューブ１０内に加圧空気または加圧
不活性ガスを吹き込む。すると、軟化しているチューブ
１０は内部の圧力が高くなるので膨出し、成形型２５に
形成した球面の成形面２６に押し付けられる。よって、
このようなブロー成形により、図２の（Ｃ）図に示すよ
うなバルブ１が得られる。

【００２８】この場合、チューブ１０の膨出にもとづき
テーパ部３０も当然膨らむがテーパ部３０は傾斜面を成
している分だけ従来の場合よりも表面積が小さく、よっ
て張り出し量が大きい。このため排気管１１の根元部に
形成されている肉溜り部９から肉が引っ張られてテ−パ
部の膨出、つまり球面に変形するのに使われる。このた
め、図２の（Ｃ）図に示すとおり、ブロー成形が終わっ
たバルブ１には排気管１１の接合部に肉溜り部９がなく
なっており、肉厚が略均等になっている。

【００２９】このようなバルブ１は図３に示す封止工程
へ移され、図３の（Ａ）図においては、バルブ１の他端
開口部１２よりマウント１５を挿入し、フィラメント６
をバルブ１の所定に位置に位置決めして保持する。そし
て、バルブ１の他端開口部１２を図示しないガスバ−ナ
で加熱して軟化させ、ここを公知の方法で圧潰封止す
る。これによりマウント１５は封止部３に封着される。
この後、Ｕ字形に一体に連接していた一対の外部導入線
７、７を切断分離する。次に、バルブ１の一端に接合さ
れた排気管１１を用いてバルブ１内を排気し、このバル
ブ１内にアルゴンおよびハロゲンを封入する。そして、
排気管１１の根元を図３の（Ｂ）図に示すように、封止
用バ−ナ２７により加熱軟化し、この排気管１１を封止
切りする。

【００３０】これにより図３の（Ｃ）図に示す通り、バ
ルブ１は閉封され、その後バルブ１の外面に赤外線反射
可視光透過膜８を形成すると図４に示すハロゲン電球が
完成する。

【００３１】なお、図４に示すハロゲン電球は、チップ
オフ部２の端面および圧潰封止部３の端面にも赤外線反
射可視光透過膜８１、８２を形成してあり、これらの端
部から外に出ようとする赤外線をバルブ１内に反射して
戻す作用をなす。

【００３２】上記の方法によれば、ブロー成形をする前
におけるチューブ１０の排気管１１を接合した端部にテ
−パ部３０を形成してあるので、ブロー成形によりこの
テーパ部３０を膨出させるときに排気管１１の根元部の
肉溜り部９から肉が引き出されるようになり、肉溜り部
９がなくなる。

【００３３】よって、完成したランプにおいては、図４
に示す通り、チップオフ部２の根元に肉溜り部９がな
く、ここに熱がこもって熱応力を発生したり、バルブ１
の内面が凹凸面となって光が乱反射したり、レンズ作用
により不所望な方向へ屈折する等の不具合が防止され、
配光特性の低下を防止することができる。

【００３４】なお、図４に示すように、チップオフ部２
の端面および圧潰封止部３の端面にも赤外線反射可視光
透過膜８１、８２を形成しておくと、これらの端部から
外に出ようとする赤外線がバルブ１内に反射され、効率
が向上する。

【００３５】上記実施例の場合、フィラメント６がバル
ブ軸と直交する方向に配置されているハロゲン電球につ
いて説明したが、フィラメントの向きはバルブ軸に沿う
方向であってもよい。また、赤外線反射可視光透過膜は
バルブ１の内面に形成する場合であってもよく、さらに
赤外線反射可視光透過膜がないランプであってもよい。

【００３６】そしてまた、チューブ１０の一端にテーパ
部３０を形成する場合、予めチューブ１０にテーパ部３
０を形成する場合の外に、チューブ１０に排気管１１を
接続した後、チューブ１０の端部を加熱軟化して軸方向
に引っ張るなどの手段でテーパ部３０を形成するように
してもよい。

【００３７】さらに、上記実施例の場合、片封止形ハロ
ゲン電球の場合を説明したが、本発明は図９に示す片封
止形のメタルハライドランプなどのような小形放電灯で
あっても実施可能である。

【００３８】図９に示す片封止形のメタルハライドラン
プにおいて、５１はバルブ、５２はチップオフ部、５３
は圧潰封止部、５４、５４は金属箔導体、５５、５５は
電極、５６、５６は電極軸、５７、５７は電極コイル、
５８、５８は外部リード線である。このような構成の片
封止形のメタルハライドランプにおいてもチップオフ部
５２の根元部に肉溜り部がない場合は配光特性が良くな
る。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、排
気管の接合部に連なるバルブの端部（肩部）をテーパ状
にしておくので、ブローによりバルブの端部を成形型に
押し付ける場合にテーパ部が排気管の接合部から肉を引
込んで膨出するようになり、したがって、排気管の接合
部に肉溜り部が残ることがなくなる。このため、チップ
オフ部の根元に肉溜り部が発生するのが防止され、ここ
に熱応力が発生したり、光の透過の障害になって配光特
性を低下させるなどの不具合を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、排気管の接合工程を
説明する図。

【図２】同実施例のブロー成形工程を説明する図。

【図３】同実施例の封止工程を説明する図。

【図４】同実施例の完成したハロゲン電球を示す断面
図。

【図５】従来のハロゲン電球を示す断面図。

【図６】従来の排気管接合工程を説明する図。

【図７】従来のブロー成形工程を説明する図。

【図８】従来の封止工程を説明する図。

【図９】本発明の他の実施例を示す放電灯の断面図。

【符号の説明】

１…バルブ、２…チップオフ部、３…封止部、６…フィ
ラメント、８…赤外線反射可視光透過膜、９…肉溜り
部、１０…石英ガラスチューブ、１１…排気管、１２…
開口端部、１５…マウント、２５…ブロー成形型、２６
…成形面、３０…テーパ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 9/24 H01K 3/00 H01K 3/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端に排気管を接合してバルブを成形す
る第１の工程と、上記バルブの他端開口部からバルブ内
に放電電極またはフィラメントを収容し、この開口端部
を封止する第２の工程とを含んでなるランプの成形方法
において、第１の工程は上記排気管の接合部に連なるバ
ルブの端部を予めテーパ状に成形し、上記バルブの他端
部からブローすることによって外形ほぼ球状または楕円
球状になるように成形することを特徴とするランプの成
形方法。