JP3387477B2 - 電 球 - Google Patents
電 球Info
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- JP3387477B2 JP3387477B2 JP2000125759A JP2000125759A JP3387477B2 JP 3387477 B2 JP3387477 B2 JP 3387477B2 JP 2000125759 A JP2000125759 A JP 2000125759A JP 2000125759 A JP2000125759 A JP 2000125759A JP 3387477 B2 JP3387477 B2 JP 3387477B2
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- getter
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- shaped
- sealing portion
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- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
- H01K1/52—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01K1/54—Means for absorbing or absorbing gas, or for preventing or removing efflorescence, e.g. by gettering
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
用いる電球に関するものである。
電球には、ウォーターサイクルによって寿命が短くなる
のを防止するために、内部にゲッタが設けられているも
のが知られている(特公昭57−1862号公報、特開
平8−129994号公報、特開平8−329905号
公報)。
載されたものは、図6に示すように、一端に封着部17
が形成された石英ガラス管18内に、封着部17から導
出された一対の内部導入線19,20と、この内部導入
線19,20間に管軸に沿って張架されたタングステン
のフィラメント21と、フィラメント21と封着部17
との間に設けられ、かつ一対の内部導入線19,20を
支持している石英ガラスのステム22とを備えている。
の混合ガスと臭化水素とがそれぞれ所定量封入されてい
る。
ム22よりフィラメント21側に、つまり内部導入線2
0の上部に支持されている。
うな従来のハロゲン電球では、タンタルゲッタ23が石
英ガラスのステム22よりフィラメント21側に設けら
れているために、酸素との反応によって機械的強度の弱
くなった脆いタンタルゲッタ23から遊離したタンタル
酸化物が、石英ガラス管18内のガスの対流によって浮
遊しフィラメント21の近傍へ運ばれる。その後、浮遊
しているタンタル酸化物がフィラメント21の近傍で熱
分解されて、タンタルがフィラメント21の表面に析出
し、その表面上にタンタルとタングステンとの合金(以
下、単に合金という)が形成される。この合金の融点
(2850℃)はタングステンの融点(3400℃)よ
り低いために、フィラメント21の一部分に低融点の部
分が形成され、その部分が過多に蒸発してフィラメント
21が断線し寿命が短くなるという問題があった。
になされたもので、フィラメントコイルの断線を防止し
て、長寿命な電球を提供するものである。
ハロゲン電球は、一端部に封止部を有するバルブ内に、
前記封止部から導出された一対の導入線と、前記導入線
間に張架されたフィラメントコイルと、前記フィラメン
トコイルと前記封止部との間に設けられ、かつ前記導入
線を支持しているステムと、前記ステムと前記封止部と
の間に設けられたゲッタとを備え、前記ゲッタは、その
一部が前記ステムに保持されているとともに、前記一対
の導入線間の直線上に設けられていない構成を有してい
る。また、本発明の請求項2記載のハロゲン電球は、一
端部に封止部を有するバルブ内に、前記封止部から導出
された一対の導入線と、前記導入線間に張架されたフィ
ラメントコイルと、前記フィラメントコイルと前記封止
部との間に設けられ、かつ前記導入線を支持しているス
テムと、前記ステムと前記封止部との間に設けられたゲ
ッタとを備え、前記ゲッタは、その一部が前記ステムに
保持されているとともに、前記一対の導入線を結ぶ直線
上のうち、前記一対の導入線の間に位置する部分には設
けられていない構成を有している。
遊離した例えばタンタル酸化物がフィラメントコイル周
辺のガスの対流によってフィラメントコイル近傍に運ば
れるのをステムによって阻まれるので、フィラメントコ
イルの表面に、ゲッタの材料であるタンタルとフィラメ
ントコイルの材料であるタングステンとの合金が形成さ
れるのを防止することができる。
て、図面を用いて説明する。
130Wのハロゲン電球は、図1に示すように、全長5
5mmの石英ガラスからなるバルブ1を有している。
部4が順次連設されたものからなる。また、バルブ1内
には、不活性ガスおよび微量のハロゲン有機化合物の混
合ガスが0.2MPa封入されている。
タングステンからなるフィラメントコイル5が、筒部3
内の中心軸上に配置されている。また、このフィラメン
トコイル5は、その両端部が封止部4から導出された一
対の導入線7,8の一端部にそれぞれ接続されて張架さ
れている。
コイル5との間に設けられた石英ガラス製のステム6に
よって互いに離間されて支持されている。また、直径
0.20mm、全長2mmの棒状のタンタルからなるゲ
ッタ9が、後述するように封止部4とステム6との間の
空間にその一部を露出して設けられている。導入線7,
8の他端部は、封止部4内に封止されたモリブデンから
なる金属箔10,11を介して外部リード線12,13
にそれぞれ接続されている。
5mm、全長7mmである円柱状の2つのむく棒6a,
6bの側面の一部を溶融接合したものである。導入線
7,8は、この2つのむく棒6a,6bの接合面に挟持
されている。また、ゲッタ9の一部も2つのむく棒6
a,6bの接合面に挟持されることによってステム6に
保持されている。したがって、ゲッタ9は、導入線7,
8と平行に並んでおり、かつ導入線7,8間の直線上に
は設けられていない。
タルと、ニオブおよびジルコニウムのうち少なくとも一
つのとの合金であってもよい。
発明品という)の作用効果について説明する。
について次のとおり調べた。
ステムから遠い方のフィラメントコイルと導入線との接
続部近傍の導入線にタンタル箔からなるゲッタを溶接し
た点を除いて本発明品と同じ構成であるハロゲン電球
(以下、従来品という)とを各20本ずつ作製した。次
に、各作製したものを定格電圧110Vで点灯させ、寿
命特性を調べたところ、表1に示すとおりの結果が得ら
れた。
トコイルが断線するまでの時間を寿命時間とした。ま
た、平均の寿命時間として、ワイブル平均時間を用い
た。さらに、最短寿命時間とは、もっとも早く断線した
ランプの寿命時間のことである。
についても同様である。
ワイブル平均時間が3120時間、最短寿命時間が27
00時間であった。一方、従来品では、ワイブル平均時
間が2200時間、最短寿命時間が1470時間であっ
た。
てワイブル平均時間で42%、最短寿命時間で84%向
上させることができた。
灯経過後からフィラメントコイルの表面に付着物が付着
しているのが目視された。
時間以下のものについて、フィラメントコイルの断線し
た部分近傍の表面を走査型電子顕微鏡で調べたところ、
フィラメントコイルの断線した部分近傍の表面にタンタ
ルの結晶が析出しているのがわかった。また、その同所
を定性分析したところ、タングステンの表面に厚さ3μ
mのタンタルとタングステンとの合金層が形成されてい
ることがわかった。
フィラメントコイル5の表面にタンタルの結晶が析出す
るようなことはなかった。これは、脆化したゲッタ9か
ら遊離したタンタル酸化物がフィラメントコイル5周辺
のガスの対流に流れ込むのをステム6によって阻止され
ているために、遊離したタンタル酸化物がフィラメント
コイル5近傍を浮遊するのを防止することができたから
と考えられる。したがって、本発明によれば、フィラメ
ントコイル5の表面にタンタルとタングステンとの合金
が形成されるのを防止することができる。
ム6との間の空間に露出して設けられることにより、フ
ィラメントコイル5の断線を防止することができるの
で、長寿命化を図ることができる。
ることにより、容易にゲッタ9をバルブ1内に設けるこ
とができるので、製造工程を容易化することができる。
タ9をステム6に容易に保持させることができるととも
に、ゲッタ9とステム6との接触面積を十分確保するこ
とができるので、ゲッタ9をステム6から抜けにくくさ
せることができる。また、棒状のみならず、板状または
箔状のゲッタであっても、その板状または箔状のゲッタ
をステム6に容易に保持することができるとともに、ス
テム6との接触面積を棒状のゲッタ9に比してより大き
くすることができるので、板状または箔状のゲッタをス
テム6からより抜けにくくさせることができる。
合、酸素との反応によってゲッタ9の機械的強度が低下
した状態で、点灯中の蒸発によってゲッタ9が段々と細
くなる結果、ゲッタ9が断線してゲッタ機能を維持する
ことができなくなるという問題が起こる。
機能を維持することができるゲッタ9の直径の大きさを
調べた。ただし、ゲッタ9の直径は、製造上、0.01
mm未満の精度で調整することは困難であるために、
0.01mm単位で変化させた。
種々変化させたハロゲン電球を作製し、作製した各ラン
プの寿命特性を調べたところ、表2に示すとおりの結果
が得られた。
が0.20mm以上であれば、ワイブル平均寿命時間が
定格寿命時間を上回ることがわっかた。一方、例えばゲ
ッタの直径が0.19mm以下では、ワイブル平均寿命
時間が定格寿命時間を下回ることがわかっかた。
ると、ゲッタがステム6から抜けやすくなり、実用的で
はなかった。
0.20mm以上0.40mm以下にすることにより、
酸素との反応によってゲッタ9の機械的強度が低下した
状態でも、定格寿命時間以上でゲッタ9が断線するに至
らない大きさ、つまり直径を得ることができ、ゲッタ機
能を維持することができる。
いるとともに、導入線7,8間の直線上に設けられてい
ないことが好ましい。以下、本発明品と後述する比較品
とについて、寿命特性を調べた結果をもとに、その理由
について説明する。
ともに、導入線間の直線上に設けられている点を除いて
本発明品と同じ構成であるハロゲン電球(以下、比較品
という)とを各20本ずつ作製し、作製したものを定格
電圧110Vで点灯させた場合の寿命特性を調べたとこ
ろ、表3に示すとおりの結果が得られた。
表1に示す結果と同様に、ワイブル平均時間が3120
時間、最短寿命時間が2700時間であった。一方、比
較品では、ワイブル平均時間が1260時間、最短寿命
時間が560時間であった。
てワイブル平均時間で2.5倍、最短寿命時間で4.8
倍となった。
のとおりと考えられる。
ら遊離したタンタル酸化物がステムの封止部側の表面に
付着する。点灯時間の経過とともに、このタンタル酸化
物の付着物の付着面積が大きくなり、やがて各導入線に
接触する。その結果、付着したタンタル化合物を介して
導入線が電気的に導通し、短絡してアークが発生し、導
入線が断線してしまったためと考えられる。
ッタ9から遊離したタンタル酸化物がステム6の封止部
4側の表面に付着しても、ゲッタ9と少なくとも一方の
導入線7,8との距離が十分にあいているので、その付
着物が導入線7,8が互いに電気的に導通することはな
く、そのために導入線7,8の断線が生じなかったと考
えられる。
されているとともに、導入線7,8間の直線上に設けら
れていないことにより、より長寿命化を図ることができ
る。
線7,8とが平行に並んでおり、かつ導入線7,8間の
直線上に設けられていないことがより好ましい。これに
より、より一層の長寿命化を図ることができる。
7側へ進行するのを導入線8によって阻止されるためで
ある。
費電力130Wのハロゲン電球は、図3および図4に示
すように、直径0.2mm、全長2mmの棒状のタンタ
ルの端部を押しつぶして厚さ0.1mm、最大幅0.3
mmの板状にしたゲッタ14を有している点を除いて本
発明の第1の実施の形態である消費電力130Wのハロ
ゲン電球と同じ構成を有している。
の間に形成される段差部15を含む板状の部分全体がス
テム6のむく棒6a,6bの接合面に挟持されることに
より、ステム6に保持されている。また、ゲッタ14の
棒状の部分は封止部4(図3および図4には図示せず)
とステム6との間の空間に露出している。さらに、ゲッ
タ14は、導入線7,8と平行に並んでおり、かつ導入
線7,8間の直線上には設けられていない。
かかるハロゲン電球によれば、フィラメントコイル5が
断線するのを防止することができるので、長寿命化を図
ることができることに加え、棒状のゲッタ14の端部を
押しつぶして板状とし、その板状の部分と棒状の部分と
の間に段差部15が形成され、かつその段差部15がス
テム6に保持(挟持)されているので、この段差部15
がステム6に引っかかり、特に、ゲッタ14がステム6
からより一層抜けにくくすることができる。
14がステム6からより一層抜けにくくするために、ゲ
ッタ14に段差部15を設けた場合について説明した
が、例えば棒状のゲッタを屈曲させてゲッタに屈曲部を
設けたり、また例えば棒状のゲッタの外面に突起部を設
けたりし、その屈曲部または突起部の部分をステム6に
保持させることによっても、ゲッタ14がステム6から
より一層抜けにくくすることができる。
費電力130Wのハロゲン電球は、図5に示すように、
タンタルからなるコイル状のゲッタ16(線径0.2m
m)が導入線8に固定された点を除いて本発明の第1の
実施の形態である消費電力130Wのハロゲン電球と同
じ構成を有している。
に強く巻き付けられることによって、導入線8に固定さ
れている。
ッタ16とを離間させることができるので、ステム6の
表面上にタンタル酸化物が付着するのを防止することが
できる。その結果、導入線7,8間の短絡をより防止す
ることができるので、長寿命化をより一層向上させるこ
とができる。また、ゲッタ16が脆くなってゲッタ16
を導入線8に固定することができなくなっても、ゲッタ
16が導入線8から脱落するのを防ぐことができるの
で、ゲッタ機能をより維持することができる。
状のゲッタ16を用いた場合について説明したが、パイ
プ状のゲッタを用いた場合でも上記と同様の効果を得る
ことができる。ただし、パイプ状のゲッタの場合、この
ゲッタは、導入線8に挿入された後、かしめられて導入
線8に固定される。
からなるバルブ1を用いた場合について説明したが、硬
質ガラス等からなるバルブを用いても上記と同様の効果
を得ることができる。
筒部3が円筒状である場合について説明したが、これに
限らず筒部3に相当する部分の形状が回転楕円体や略球
体であっても上記と同様の効果を得ることができる。
1の表面に赤外線反射膜が形成されていてもよい。
反射体と一体化した照明装置も上記と同様の効果を得る
ことができる。
電球の場合について説明したが、クリプトン電球や白熱
電球に用いても上記と同様の効果を得ることができる。
メントコイルが断線するのを防止することができるの
で、長寿命化を図ることができる電球を提供することが
できるものである。
の正面図
の要部拡大正面図
の要部拡大正面図
Claims (8)
- 【請求項1】 一端部に封止部を有するバルブ内に、前
記封止部から導出された一対の導入線と、前記導入線間
に張架されたフィラメントコイルと、前記フィラメント
コイルと前記封止部との間に設けられ、かつ前記導入線
を支持しているステムと、前記ステムと前記封止部との
間に設けられたゲッタとを備え、前記ゲッタは、その一
部が前記ステムに保持されているとともに、前記一対の
導入線間の直線上に設けられていないことを特徴とする
電球。 - 【請求項2】 一端部に封止部を有するバルブ内に、前
記封止部から導出された一対の導入線と、前記導入線間
に張架されたフィラメントコイルと、前記フィラメント
コイルと前記封止部との間に設けられ、かつ前記導入線
を支持しているステムと、前記ステムと前記封止部との
間に設けられたゲッタとを備え、前記ゲッタは、その一
部が前記ステムに保持されているとともに、前記一対の
導入線を結ぶ直線上のうち、前記一対の導入線の間に位
置する部分には設けられていないことを特徴とする電
球。 - 【請求項3】 前記ゲッタは棒状であることを特徴とす
る請求項1または請求項2記載の電球。 - 【請求項4】 前記ゲッタの直径は0.20mm以上
0.40mm以下であることを特徴とする請求項3記載
の電球。 - 【請求項5】 前記ゲッタは板状または箔状であること
を特徴とする請求項1または請求項2記載の電球。 - 【請求項6】 棒状の前記ゲッタの端部が押しつぶされ
て板状になっており、前記ゲッタの板状の部分が前記ス
テムに保持されていることを特徴とする請求項1または
請求項2記載の電球。 - 【請求項7】 前記ゲッタは、前記ステムに保持された
部分に段差部、屈曲部または突起部の少なくとも一つを
有していることを特徴とする請求項1〜請求項6のいず
れかに記載の電球。 - 【請求項8】 前記ゲッタは、タンタルまたはその合金
からなることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれ
かに記載の電球。
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