JP3737451B2 - シュリンクシール方法と該方法で形成されたランプ - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、封止部の新規なシュリンクシール方法と該方法で形成された封止部を持つランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】
放電灯やハロゲンランプは、ほとんど熱膨張を生じない石英を封体として使用している。これに対して電極或いはフィラメントや外部リード棒はタングステンやモリブデンのような金属材料であるため点灯・消灯時に大きな熱膨張収縮を繰り返す。発光部の外部に対する気密性を確保するためにはこのような金属材料の熱膨張を殺す必要があり、そのために金属箔の一端に電極或いはフィラメントを溶接し他端に外部リード棒を溶接したマウントを使用し、前記金属箔の部分を封止部内に埋設するようにしている。
【０００３】
ところがこの封止工程において、封止部の金属箔が収納されている部分を発光部側基部から端部に向けて移動しつつ強熱して封止部を順次シュリンクさせていくとその間に金属箔が加熱されて熱膨張し、封止部内で伸びることになる。マウントは、封体内で移動しないように外部リード棒の先端を屈曲して封止部内に弾発固定されているので、発光部側基部がシュリンクして電極の基部が固定されてしまうと、前記発光部側基部のシュリンク部分と外部リード棒の先端の屈曲弾発固定部との間の距離が固定され、金属箔の熱膨張分を吸収することができなくなる。その結果、金属箔は皺を発生し、皺を発生したまま封止部内に埋設される。
【０００４】
このように皺を生じたまま埋設された金属箔は外観的に好ましくないだけでなく、封止部の内面との密着性も劣り、要求される発光部の耐圧を達成し得ないという品質上の問題も生じた。なお、従来のランプの中には発光部側基部において、電極の外周面と前記発光部側基部の内周面との密着性を高めるために発光部側基部を強熱して細く絞り込むというような手法を採用する場合もあったが、自動車球のように常時強い振動に曝されるような用途ではこの細い発光部側基部に過剰の外力が加わり、封止時の強熱による微細クラックのこの部分における発生とも相まってこの部分が破損するというような問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、金属箔がピンと張られた状態で封止部内に埋設されるようにするシュリンク方法を開発することにあり、付随的には当方法によって形成される耐震性も優れたランプを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
「請求項１」に記載のシュリンク方法は「発光部(1)から延出されている封止部(2)内に、一端に電極(3)が溶接され、他端に外部リード棒(4)が溶接された金属箔(5)を配設し、封止部(2)の発光部側基部(6)から封止部(2)の端部に向けて封止部(2)を加熱・熱収縮させて封止部(2)内に金属箔(5)を埋設し、電極(3)を発光部(1)内の所定位置に配置するシュリンクシール方法であって、金属箔(5)に一致する部分の加熱時或いは加熱後に、金属箔(5)の熱膨張に合わせて加熱軟化している金属箔の埋設部分を引張する」ことを特徴とする。
【０００７】
このように、金属箔(5)に一致する部分の加熱時或いは加熱後に、金属箔(5)の熱膨張に合わせて加熱軟化している部分を引張する事で、加熱軟化している部分が伸び、金属箔(5)の熱膨張分を吸収することができ、封止部(2)内に金属箔(5)がピンと伸びた状態で埋設される。
【０００９】
なお、封止部(2)の発光部側基部(6)がそれに続く金属箔(5)に一致する部分の直径(h)より太く形成された場合、たとえ大きな衝撃的振動が加わるような部署に使用されたとしてもこの部分からランプ(A)が破損するようなことがなく、優れた耐震性を示すことになる。なお、各符号において、各部位を上位概念で示す場合にはアルファベットの枝番をつけずアラビア数字で示し、各部位を区別する必要がある場合にはアルファベットの枝番をアラビア数字に付して区別する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。図１〜１０は、本発明方法によるダブルエンド型ランプ(A)の製造手順の一例で、まず、発光部(1)の両側から円筒状のシュリンクシール前の封止部(2a)(2b)が延出されている封体(F)を用意し、一方の封止部(2a)にマウント(M1)を挿入し、電極(3a)が発光部(1)内の所定内に位置するように外部リード棒(4a)の先端に形成された弾発固定部(7a)を封止部(2a)内に弾発固定する。
【００１１】
マウント(M1)(M2)は、モリブデン性の金属箔(5)の一端に電極(3)が溶接され、他端に外部リード棒(4)が溶接されたもので、外部リード棒(4)の先端は屈曲されており、この部分の弾発力によって封止部(2)の内周面に弾発・固定されるようになっている。この部分を弾発固定部(7)とする。
【００１２】
封体(F)は、石英ガラス等により形成され、その中央に球状あるいラグビーボール(回転楕円体)状態に形成された発光部(1)を有する。前記発光部(1)の両側は封止部(2a)(2b)となる。
【００１３】
前述のように封体(F)の一方の封止部(2a)内の所定位置にマウント(M1)を仮固定した状態で排気台(10)の上側排気チャック部(10a)にマウント(M1)を装着した封止部(2a)を装着する。この時、ゲージ(11)を発光部(1)に隣接する下側の発光部側基部(6b)に当接させて封体(F)の上側排気チャック部(10a)からの距離が所定距離となるように正確に調整される。
【００１４】
この状態で、図２に示すように上側排気チャック部(10a)を下降させ、下側排気チャック部(10b)に封体(F)の下側の封止部(2b)をチャッキングする。このように封体(F)の上下封止部(2a)(2b)をそれぞれチャッキングした後、窒素やアルゴンガスなど不活性ガスを下側排気チャック部(10b)から封体(F)内に流し、封体(F)内を不活性ガスにて置換する。封体(F)内を通流した不活性ガスは上側排気チャック部(10a)側に流れる。
【００１５】
数秒間の置換によって、封体(F)内が前記不活性ガスによって完全に置換されると、図３に示すように封体(F)を回転させながらバーナ(12)から噴出する火炎にて発光部(1)から発光部(1)に隣接する上側の発光部側基部(6a)にかけての部分を加熱する。数秒後、石英ガラスが軟化する直前にて不活性ガスの流量を少なくすると同時に上部より真空引きを行う。これにより、封体(F)内は減圧状態になり、加熱によって軟化したこの上側の発光部側基部(6a)は次第にシュリンクして電極(3a)の基部がシュリンク部分に埋設されていく(図４)。
【００１６】
この上側の発光部側基部(6a)がシュリンクするとバーナ(12)が次第に上昇して封止部(2a)を端部に向けて順次シュリンクさせていく。この時、発光部側基部(6a)を強熱せずシュリンクの程度を小さくし、電極基部と発光部側基部(6a)との密着が強くない状態となるようにする。従って、この部分の断面減少は小さいことになる。前述のように金属箔(5a)が強熱されると熱膨張し、その長さ(S1)が(S2)に伸びる。この伸びに合わせて、上側排気チャック部(10a)を若干上昇させると加熱によって軟化している封止部(2a)の軟化部分(金属箔(5a)の埋設部分を含む部分(6a''))が引っ張られて伸び、この部分の直径(h)が減少すると共にこの部分に埋設される金属箔(5a)が引っ張られてピンと張られ、この状態で封止部(2a)内に埋設される(図６)。その結果、金属箔(5a)の埋設部分を含む引き伸ばし部分(6a'')の断面減少は発光部側基部(6a)の断面減少より大きく、その直径(h)は発光部側基部(6a)の直径(H)より小さくなる。そして、金属箔(5a)の埋設部分を含む引き伸ばし部分(6a'')と発光部側基部(6a)とのテーパー状に引き伸ばされて形成された境界部分(6a')によって繋がっている。
【００１７】
上側排気チャック部(10a)による引張は、封止部(2a)の加熱と共に連続的に行ってもよいし、封止部(2a)の加熱完了時に行ってもよい。このようにして一方の封止部(2a)のシュリンクシールを完了させるのであるが、シュリンクシールが完了するとバーナ(12)を消火し、回転を止め、封体(F)を冷却する。この時、上側排気チャック部(10a)による真空引きはそのまま行い、下側排気チャック部(10b)からは封体(F)内に不活性ガスが充填されるように不活性ガスの供給が行われる。
【００１８】
十分に封体(F)が冷却したところで下側排気チャック部(10b)を解除して下側の封止部(2b)をフリーにした後、上側排気チャック部(10a)を上昇させ、下側の封止部(2b)を下側排気チャック部(10b)から外す。このとき、上側排気チャック部(10a)による真空引きと、下側排気チャック部(10b)による不活性ガスの供給を停止する。
【００１９】
然る後、上側排気チャック部(10a)も解除して封体(F)を上側排気チャック部(10a)から取り外し、未加工の封止部(2b)に別に用意されたマウント(M2)を挿入し、前記マウント(M2)の外部リード棒(4b)の先端の弾発固定部(7b)を未加工の封止部(2b)内に弾発固定し、マウント(M2)の電極(3b)を発光部(1)の所定位置に位置させ、先に取り付けられたマウント(M1)の電極(3a)に対して所定間隔にて対向配置させる。このとき、未加工の封止部(2b)からハロゲン化金属や水銀ペレットなど必要物質も発光部(1)内に投入される。
【００２０】
この状態で前述同様ゲージ(11)を使用して所定高さとなるように未加工の封止部(2b)を上側排気チャック部(10a)に取り付け、上側排気チャック部(10a)を降下させ、封止済み封止部(2a)を下側排気チャック部(10b)にチャキングする。この状態で上側排気チャック部(10a)から封体(F)内を吸引して真空状態にした後、必要ガスが充填され、前述同様、バーナ(12)にて発光部(1)から未封止の封止部(2b)の発光部側基部(6b)にかけての部分を強熱してシュリンクさせるが、封止部(2b)の発光部側基部(6b)も前記同様シュリンクを抑制することになる。そして、バーナ(12)を上方に移動させ、前記同様封止部(2b)をシュリンクさせ、封止部(2b)内に金属箔(5b)を埋設する。
【００２１】
前記のシュリンク工程において、上側排気チャック部(10a)を若干引き上げて、熱膨張によって発生した金属箔(5b)の伸びにあわせて封止部(2b)の軟化部分(金属箔(5b)の埋設部分を含む部分(6b''))を引き伸ばす。これにより封止部(2b)内の金属箔(5b)はピンと伸びた状態で埋設されることになる。そして、その結果、金属箔(5b)の埋設部分を含む引き伸ばし部分(6b'')の断面減少は発光部側基部(6b)の断面減少より大きく、その直径(h)は発光部側基部(6b)の直径(H)より小さくなる。そして、金属箔(5b)の埋設部分を含む引き伸ばし部分(6b'')と発光部側基部(6b)とのテーパー状に引き伸ばされて形成された境界部分(6b')によって繋がっている。前述同様、上側排気チャック部(10a)による引っ張り動作は、封止部(2b)の金属箔(5b)と一致する部分の加熱時に行ってもよいし、加熱後行ってもよい。
【００２２】
図１１は前述の方法で形成されたランプ(A)[放電灯の例である]の正断面図で、発光部(1)の両側の発光部側基部(6a)(6b)の直径(H)が、それに続く金属箔(5a)(5b)に一致する部分の直径(h)より若干太くなっており、これによりランプ(A)の耐震強度が向上する。なお、本実施例では放電灯を代表例として説明したが、勿論、これに限られずダブルエンドタイプのハロゲンランプにも適用することが可能である。このように形成された後、たとえば仮想線で示すような適当カ所で封止部(2a)(2b)が切除されて完成品となる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、金属箔に一致する部分の加熱時或いは加熱後に、金属箔の熱膨張に合わせて加熱軟化している部分(金属箔の埋設部分)を引張するので、シュリンクシール時に発生した金属箔の伸びを解消することができ、ピンと張った状態で封止部内に埋設することができ、外見を向上させることができるだけでなく、金属箔と封止部との密着性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法において、ランプを上側排気チャック部に装着した状態の断面図。
【図２】本発明方法において、ランプの両端を上・下側排気チャック部に装着した状態の断面図。
【図３】本発明方法において、上側の発光部側基部を加熱している状態の断面図。
【図４】本発明方法において、上側の発光部側基部がシュリンクすると同時に金属箔が熱膨張している状態の断面図。
【図５】本発明方法において、上側の封止部がシュリンクしている状態の断面図。
【図６】本発明方法において、上側の封止部が引っ張って金属箔を伸ばした状態の断面図。
【図７】本発明方法において、ランプを下側排気チャック部から離脱させた状態の断面図。
【図８】本発明方法において、ランプの未封止側封止部に他のマウントを挿入し、該未封止側封止部を上側排気チャック部に装着した状態の断面図。
【図９】本発明方法において、ランプの両端を上・下側排気チャック部に装着した状態の断面図。
【図１０】本発明方法において、未封止側封止部の発光部側基部を加熱している状態の断面図。
【図１１】本発明方法により形成されたランプの断面図。
【符号の説明】
(1) 発光部
(2) 封止部
(3) 電極
(4) 外部リード棒
(5) 金属箔
(6) 発光部側基部

Claims (1)

1. (a) 発光部から延出されている封止部内に、一端に電極が溶接され、他端に外部リード棒が溶接された金属箔を配設し、封止部の発光部側基部から封止部の端部に向けて封止部を加熱・熱収縮させて封止部内に金属箔を埋設し、電極を発光部内の所定位置に配置するシュリンクシール方法において、
   (b) 金属箔に一致する部分の加熱時或いは加熱後に、金属箔の熱膨張に合わせて加熱軟化している金属箔の埋設部分を引張することを特徴とするシュリンク方法。

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