JP3549378B2 - ハロゲンランプのマウントと該マウントを用いたランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は特に低消費電力、商用電源用の小型ハロゲンランプ用のマウントと該マウントを使用したランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ハロゲンランプはその用途を急拡大させており、あらゆる分野に浸透しつつある。その中でも特に家庭用としては、従来は商業電源の１００Ｖ〜２５０Ｖから、例えば１２Ｖのような低電圧にトランスフォーマを使って一旦落として使用しているケースが大変多かったがその場合トランスフォーマのコストと性能の面で大きな問題があった。即ち、
▲１▼ トランスフォーマを使用するとどうしてもトランスフォーマの分だけ初期投資額が大きくなるしトランスフォーマの寿命に左右される。
▲２▼ （消費電力＝電圧×電流）の関係から商用電源電圧から１２Ｖに降圧して使用すると、同一消費電力では商用電源電圧で使用する場合と比較して電流値が大きくなり、接触不良によるソケットの焼損やランプ側のピンとの焼き付き、通電によりソケットやピンが損耗してソケットによるピンの締付力が低下してグラつき、使用中にランプがソケットから脱落するという事故などがあった。
【０００３】
そこで、最近の傾向としては店舗の店頭照明を始め家庭における一般照明用のハロゲンランプは、１２Ｖに電圧を落として使用する方式から、商用電源電圧を直接使用する方式に移行しつつある。この場合は特殊なソケットや灯具を使用する事もなく、従来のソケットが設置されている灯具にトランスフォーマなどを必要とせずそのままねじ込んだり差し込んだりして使用する事ができる。
しかしながら、同一消費電力のランプ同士を比較した場合、点灯電圧は例えば１２Ｖや２４Ｖの低電圧型ハロゲンランプに比べて商用電源電圧タイプ（１００〜２５０Ｖ）のハロゲンランプの場合、どうしてもフィラメントの線径が細く且つその長さが長くならざるを得ず、フィラメントの取り扱いの面で製造上或いは使用上の大きな問題があった。
【０００４】
例えば、▲１▼フィラメントが非常に細いために点灯中に変形してサグを招きやすいという事や、外部からの振動を受けてフィラメントが断線しやすいので、サポートを必要とする事が多い。▲２▼ところが、フィラメントの線径が細いためにサポートの巻き付けが非常に困難であり、甚だしい場合には巻き付け作業中にフィラメントが巻き付け部分から断線してしまうというような製造上の問題点などがあった。▲３▼更に、フィラメントの細さ故に変形や断線などが頻繁に起こり、外囲器への組み込みも容易でなく、手作業による製造は勿論、自動化による大量生産などは思いもよらないという製造上の問題もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような極く細いフィラメントの通電部材との接合、サポートの取付性、外囲器への組み込み或いは使用中のサグ、耐震性などの諸問題を一挙に解決する事を課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
『請求項１』は本発明にかかるダブルエンド型ハロゲンランプ(A2)のマウント(M)の第１実施例で「フィラメント (6) 、およびフィラメント(6)の端部(6a)をそれぞれ支持接続する接続部(5)を有する通電部材 (2) とフィラメント (6) の中間部分を支持する支持部 (7) と封止後に切除される切除部分 (17) とを含むフィラメント取付部材(4)を備えるダブルエンド型ハロゲンランプ用マウント(M)であって、フィラメント取付部材 (4) は１本の線材を屈曲させることによって形成され、通電部材 (2) における接続部(5)からの延出部分(L)が、フィラメント(6)の長手方向に対して外方に伸びている」事を特徴とする。
【０００７】
ハロゲンランプ(A)にはシングルエンド型とダブルエンド型とがあり、本明細書全体を通じて前者を(A1)で表し、後者を(A2)で表す。また、マウント(M)にもシングルエンド用とダブルエンド用とがあり、本明細書全体を通じて前者を(M1)で表し、後者を(M2)で表す。
請求項１はダブルエンド型ハロゲンランプ(A2)用のマウント(M2)に関する。そして、ここではサポート(3)のないもについて言及している。
【０００８】
フィラメント取付部材(4)は、１本の線材を屈曲させて形成したもの《図３の実線部分》である。そして、フィラメント(6)の端部(6a)をそれぞれ支持接続する接続部(5)がフィラメント取付部材(4)の端部に形成されている。また、支持部 (7) によってフィラメント (6) の中間部分を支持することができ、フィラメント (6) の線径が細く且つ長いものであったとしてもサグや断線の防止が可能となる。フィラメント(6)の端部(6a)の接続部(5)への取着方法は、カシメ、スポット溶接、異種金属による接合など各種の方法が採用される。
【０００９】
外囲器(1)の端部側の封止方法は、一般的に端部或いはその近辺を加熱軟化して軟化部分を金型で両側からピンチするが、ハードガラスのような場合はピンチせず、加熱溶融して加熱部分を次第に収縮させ、封止する場合もある。
外囲器(1)の材質は、いわゆるハードガラスや石英ガラスが一般的に用いられる。ハードガラスの場合は、フィラメント取付部材(4)の棒材そのものが封止部(10)内を挿通するのに対して、石英ガラスの場合はフィラメント取付部材(4)を構成する封止用薄肉部(2c)《一般的には封止用箔や圧延によって薄肉に形成された部分》及びその近傍部分が封止部(10)内に埋入される。
【００１０】
露出部分(11)の切除部分は、請求項１の場合は露出部分(11)が通電部材(2)の一部を構成するため、一般的に電源側コネクタ（図示せず）との接続代があればどの位置でも構わない。
【００１１】
本発明によれば、フィラメント(6)はフィラメント取付部材(4)にあらかじめ組み込まれ、延出部分(L)を持ってハンドリングできるため、従来のような線径のある程度太くしっかりしているようなフィラメント(6)は言うに及ばず、点灯電圧が１００〜２５０Ｖと商用電源を使用し、且つ比較的低電力タイプのハロゲンランプ(A2)のようにフィラメント(6)の線径が細く且つその長さが大きい場合でもフィラメント(6)に作業者が直接触れることがないので、組み立て面や製造面でフィラメント(6)を傷つける事がなく、製造上の問題点を解消する事が出来た。
【００１４】
請求項２は接続部(5)或いは接続部(5)と支持部(7)の改良に関し、請求項１に記載のハロゲンランプ用マウント(M)において、「接続部(5)或いは接続部(5)と支持部(7)のフィラメント挿入用の開口部(5a)(7a)が、同一方向に向けて形成されている」事を特徴とするもので、このようにすることによりフィラメント(6)をマウント(M)の一方向から供給して挿入する事ができる。従って、自動化が極めて容易になり、商用電源使用且つ比較的低電力タイプの線径の極く細いフィラメント(6)のマウント(M)へのハンドリングが簡単になり、自動化への途を拓く事ができる。
【００１５】
請求項３は接続部(5)或いは接続部(5)と支持部(7)の他の改良に関し、請求項１または２に記載のハロゲンランプ用マウント(M)において、「接続部(5)或いは接続部(5)と支持部(7)のフィラメントとの接触部分が平面状に形成されている」事を特徴とするもので、これによれば、平面でのフィラメント(6)との接触が可能となるので、接触不良や接続の不安定さが解消される。従来は、接触部分の断面が円形であったので、面接触でなく線接触であり、接触不良や接続が不安定であるなどの問題が指摘されていた。
【００１６】
請求項４は接続部(5)或いは接続部(5)と支持部(7)の更に他の改良に関し、請求項１〜３のいずれかに記載のハロゲンランプ用マウント(M)において、「接続部(5)或いは接続部(5)と支持部(7)のフィラメント(6)との接触部分が複数箇所並設されている」事を特徴とするもので、この場合は２点支持となりフィラメント(6)の支持が従来の１点支持の場合に比べて安定する。特に、フィラメント(6)が細い場合にはカシメ圧力を高くしなくとも支持が完全となり好適である。
【００１８】
【実施の態様】
以下、図面に示す実施例に従って本発明を詳細に説明する。本発明は例えば商用電源（１００〜２５０Ｖ）を使用し、低消費電力（１０〜１００Ｗ、特に１０〜４０Ｗ）タイプのシングルエンド型或いはダブルエンド型のハロゲンランプ(A)に関するものであるが、このハロゲンランプ(A)にはシングルエンド型とダブルエンド型とがあり、本明細書全体を通じて前者を(A1)で表し、後者を(A2)で表す。図５〜８がダブルエンド型のものであり、図９がシングルエンド型のものである。これらハロゲンランブ(A)はチップ管を使用した封止跡(8)のあるもの又はチップ管を使用しないチップレスタイプものいずれのものもある。
【００１９】
先ず、マウント(M)について説明する。マウント(M)には前述のようにハロゲンランプ(A)に合わせてシグルエンド用のもの(M1)とダブルエンド用のもの(M2)とがあり、更に線材１本を屈曲させて形成したものと複数の線材を屈曲させ且つ一体化したもの、これにサポート(3)が加わったもの等各種のものがある。
【００２０】
まず、ダブルエンド型で１本の線材を屈曲させて形成したものを図１に従って説明する。この場合は、線材１本を屈曲させ、更にその両端を略Ｃ或いはＵ、Ｖ字状に屈曲させて接続部(5)を形成している。接続部(5)の開口部(5a)はどの方向を向いていてもよいが、図１のように略同一方向を向いていると１方向からフィラメント(6)を供給する事が出来、この場合は特にフィラメント(6)の素線径がいかに細くとも曲がりや変形或いは断線など生じさせる事なく組み立てが自動化出来る。
このように形成したフィラメント取付部材(4)にフィラメント(6)を供給し、前述の各方法でフィラメント(6)の端部(6a)を接続部(5)に取り付ける。これによりマウント(M1)が形成される。
【００２１】
図２はフィラメント取付部材(4)が３本の棒材を連結棒(12)で一体化した例である。連結棒(12)は、図２右側の図のように棒材を、接合面を加熱した２つの石英棒で両側から挟み、その間に棒材を固定したり、図２左側のように金属棒を溶接して接続するようにしてもよい。
また、図示していないが、封止部(10)に埋設される封止用薄肉部を棒材の一部に設けてもよく、封止用薄肉部はモリブデン箔のような別体物を用いてもよいし、棒材の一部をプレス成形して形成したものでもよい。上記の事は図１にも当てはまる。
以上の場合で、フィラメント取付部材(4)は、通電部材(2)として働く部分と封止後に切除される切除部分(17)を含む概念である。また、後述するようにサポート(3)がある場合はこれも含む概念となる。
また、通電部材(2)は、図５においてフィラメント(6)の接続部(6a)から、封止部(10)より外部に突出している部分迄で、切除部分(17)を除く部分である。
【００２２】
次に、サポート(3)を使用する場合について説明する。図１、２に示すようにフィラメント取付部材(4)の連結部材(12)にサポート(3)《仮想線で示す》を溶接して通電部材(2)に平行に突設しているもの、或いは図３のように１本の棒材を適宜屈曲してサポート(3)を形成している場合、図４のように長い棒材の中間部分に短い棒材を配設し、該短い棒材の先端を屈曲させて支持部(7)を形成した例が挙げられる。
【００２３】
そして、接続部(5)におけるフィラメント(6)を挿入するための開口部(5a)及び保持部(7)におけるフィラメントを挿入するための開口部(7a)が略同一側にある場合、前述同様簡単に自動化によって組み立てる事が出来る。
なお、サポート(3)の保持部(7)は変形させず、単に引っかけておくだけでもよいし開口部(7a)を絞ってもよい。このような方法でマウント(M)は組み立てられるので、人手で組み立てを行う事は勿論、自動化する事も可能である。
【００２４】
フィラメント(6)は１００〜２５０Ｖの商用電源電圧が印加され、消費電力が１０〜１００Ｗ（更に言えば１０〜４０Ｗ）程度のものに適用されるダブルコイル或いはシングルコイルのタングステンワイヤで構成されている。素線径は例えば直径０.０１〜０.１mmである。フィラメント長は、使用条件に合わせて短いものから長いものまで各種ある。フィラメント(6)が短い場合はサポート(3)を使用しないが、長い場合には必要箇所にサポート(3)を使用する。図１、２ではサポート(3)を仮想線で示す。図１、２の場合のサポート(3)となる部分、及び図４のサポート(3)の一部となる部分は、通電部材(2)となる部分と別体で形成されるため、その材質をタングステン、モリブデンの他、タンタル或いはレニウムのなど高融点金属単体線材又はレニウム−タングステンなどこれらの合金線材を用いる事が出来る。また、外囲器(1)の発光部(1a)内に収納される棒材の一部(2a)にタンタル、ニッケル、チタンなどゲッタとなる材料を突き合わせ接合或いは表面にメッキした複合棒材を使用する事も可能である。
【００２５】
次に、外囲器(1)であるが、一般的に石英ガラスといわゆるハードガラスが使用される。本発明は主として商用電源使用タイプの小型ハロゲンランプ(A)を目標にしているので、ハードガラスを使用して図５、６のようにフィラメント取付部材(4)を構成する棒材が封止部(10)を貫通するような形式で用いられる事が多いが、勿論図示していないが石英ガラスを使用する事も可能であり、その場合は前述のように通電部材(2)は内部リード棒、封止薄肉部及び外部リード棒とで構成されたものが使用される。
また、外囲器(1)のフィラメント(6)を収納している部分、即ち発光部(1a)の部分の形状は、図のような円筒状のものに限られず、図示していないがボール状或いはラグビーボール状に膨れているものなど各種のものが使用される事は言うまでもない。
【００２６】
次に、マウント(M)を使用してハロゲンランプ(A)を組み立てる場合の一般例を説明する。まずダブルエンド型ハロゲンランプ(A2)の組み立て例を図５に従って簡単に説明する。
マウント(M2)を外囲器(1)の中に挿入し、フィラメント(6)が発光部(1a)の略中心線に一致するように保持する。チップ管（図示せず）にガス供給管（図示せず）を接続して、窒素ガスを供給しつつ外囲器(1)の開口端を順次或いは同時に加熱封止して封止部(10)を形成する。続いて、チップ管の接続を別に用意した排気管に接続し変えて発光部(1a)内を略真空状態まで減圧し、続いて配管を切り替えて外囲器(1)内をウォッシングその他必要処理した後、必要ガスを封入し、チップ管を加熱封切してから、最後にフィラメント取付部材(4)の封止部(10)からの露出部(11)の適宜の場所を切断する。切除部分を(17)で示す。このようにしてダブルエンド型ハロゲンランプ(A2)が形成される。
【００２７】
図６は複数のサポート(3)を用いた例で、外囲器(1)内を貫通する棒材の適宜位置（ここでは中間部分に２箇所）にサポート(3)の一部を形成する突出部を設けてもよい。この突出部には支持部(7)が設けてあり、フィラメント(6)の中間部分を支持するようになっている。なお、この場合は支持部(7)間がフィラメント(6)の短絡部分(X)となるので、封止後の適宜の時期に短絡部分(X)が前記外部手段で切除され、短絡状態が解除される。
【００２８】
図７は、サポート(3)が３つの場合で、中央のサポート(3)が外囲器(1)の内面に融着材(13)で融着され且つ短絡部分(X)がレーザ光線のような外部手段切除される。
【００２９】
図８は、通電部材(2)が屈曲されており、その接触保持部(16)が外囲器(1)の内周面に弾接した例で、チップレスでダブルエンド型ハロゲンランプ(A2)を製造する事が出来るだけでなく、フィラメント(6)を外囲器(1)の中心に保持し易くする。図示していないが、勿論、シングルエンドタイプにもこの弾接方法による中心保持の考え方は適用出来る。
【００３０】
図９はシングルエンド型ハロゲンランプ(A1)で、この場合も基本的にはダブルエンド型ハロゲンランプ(A2)の製造方法と同じである。即ち、フィラメント取付部材(4)の両端に形成された接続部(5)にフィラメント(6)の端部(6a)を取り付けてマウント(M1)を形成し、これを外囲器(1)内に挿入し、外囲器(1)の端部を封止した後、外囲器(1)内に前述同様必要処理を施し、必要ガスを封入してからチップ管を封切し、最後にフィラメント取付部材(4)の切除部分(17)を切除する。
【００３１】
図１０はチップ管を使用しないチップレスハロゲンランプ(A1)の製造方法で、マウント(M1)が外囲器(1)の開口部(1b)から挿入され、図のようにその係止部(9)が外囲器(1)の細径部(14)に挿入されて固定され《勿論、別の方法でもよく、例えば弾性部材で形成された接触保持部(16)（仮想線で示す）で開口部(1b)に吊り下げてもよい。》この状態で開口部(1b)を排気管(15)に接続し、前述同様、発光部(1a)内を排気した後、不活性ガスで外囲器(1)内ををウォッシング等必要処理した後、必要ガスを封入し、この状態で外囲器(1)の開口部(1b)を加熱封止して封止部(10)を形成する。次にフィラメント取付部材(4)の封止部(10)からの露出部(11)を切断し、最後或いは封止後の適時に、フィラメント(6)の短絡部分(X)を例えばレーザ光線のような外部手段で切除し、短絡状態を解除する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、フィラメントはフィラメント取付部材にあらかじめ組み込まれ、延出部分を持ってハンドリングできるため、点灯電圧が商用電源電圧であり且つ比較的低電力タイプの線径が細く且つ長いフィラメントでも傷つける事がなく容易に組み立る事ができる。
しかも、フィラメントが接続された一体的な状態のマウントを外囲器内に組み込んで封止する事ができるため、封止時の溶けたガラスの流動にマウントが移動したり変形したりせず、外囲器に対する所定位置に正確に取り付けられる事になる。
そして、接続部と支持部のフィラメント挿入用の開口部が、同一方向に向けて形成されている場合には、フィラメントの供給が一方向から出来るため、自動化が極めて容易になり、サポートの有無に拘わらず自動化への途を拓く事ができる。
また、接続部や支持部のフィラメントとの接触部分が平面状に形成されている場合は、面接触する事になるので、接触不良や接続の不安定さが解消されるという利点もある。また、接続部や支持部のフィラメントとの接触部分を複数箇所並設した場合は、２点支持となりフィラメントの支持が従来の１点支持の場合に比べて安定し、特に、フィラメントが細い場合には有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマウントの実施例１の組み立て前の斜視図
【図２】本発明のマウントの実施例２の組み立て前の斜視図
【図３】本発明のマウントの実施例３の組み立て時の斜視図
【図４】本発明のマウントの実施例４の組み立て時の斜視図
【図５】本発明のダブルエンド型ハロゲンランプの第１実施例の正断面図
【図６】本発明のダブルエント型ハロゲンランプの第２実施例の正断面図
【図７】本発明のダブルエンド型ハロゲンランプの第３実施例の正断面図
【図８】本発明のダブルエント型ハロゲンランプの第４実施例の正断面図
【図９】本発明の第５実施例であるチップレスタイプのシングルエント型ハロゲンランプの正断面図
【図１０】本発明の第６実施例であるチップレスタイプのシングルエント型ハロゲンランプの製造時の正断面図
【図１１】
本発明の接続部の実施例１の拡大斜視図
【図１２】本発明の接続部の実施例２の拡大斜視図
【符号の説明】
(A)…ハロゲンランプ (M)…マウント
(1)…外囲器
(1a)…発光部 (1b)…開口部
(2)…通電部材
(3)…サポート
(5)…接続部分
(5a)…開口部
(6)…フィラメント
(6a)…端部
(7)…保持部
(7a)…開口部

Claims (4)

1. フィラメント、および前記フィラメントの端部をそれぞれ支持接続する接続部を有する通電部材と前記フィラメントの中間部分を支持する支持部と封止後に切除される切除部分とを含むフィラメント取付部材を備えるダブルエンド型ハロゲンランプ用マウントであって、
   前記フィラメント取付部材は１本の線材を屈曲させることによって形成され、前記通電部材における前記接続部からの延出部分が、フィラメントの長手方向に対して外方に伸びている事を特徴とするハロゲンランプ用マウント。
2. 接続部或いは接続部と支持部のフィラメント挿入用の開口部が、同一方向に向けて形成されている事を特徴とする、請求項１に記載のハロゲンランプ用マウント。
3. 接続部或いは接続部と支持部のフィラメントとの接触部分が平面状に形成されている事を特徴とする、請求項１または２に記載のハロゲンランプ用マウント。
4. 接続部或いは接続部と支持部のフィラメントとの接触部分が複数箇所並設されている事を特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のハロゲンランプ用マウント。

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