JP4194122B2

JP4194122B2 - ハロゲン電球の外部リード構造

Info

Publication number: JP4194122B2
Application number: JP15311496A
Authority: JP
Inventors: 裕美子西堀; 真理西堀
Original assignee: 桜井裕美子; 西堀ギュンギョル真理
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 2008-12-10
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: JPH09320546A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は封止部における歪みが少なく、それ故封体の破裂が少なくて安全であり且つその全長を短くする事の出来る新規なハロゲン電球に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハロゲン電球(B')は図９に示すように、封止部(13')内に埋設した封止用箔(10')の一端にフィラメント(6')のリード部(21')を、封止用箔(10')の他端に外部リード棒(11')を溶接し、外部リード棒(11')を封止部(13')から外方に突出させた形状のものであった。
【０００３】
封止用箔(10')を使用する理由は、封止部(13')内に埋設された封止用箔(10')が封止部(13')に完全に拘束され、封止部(13')の熱伸縮に合わせて伸縮して封体(1')のフィラメント封入部(8')内部と外部とが完全に気体の出入りが遮断された状態を保つことが出来るようにするためである。そのためには外部リード棒(11')の先端とリード部(21')の先端との間の距離(L3')《この部分を密着部分(L3')とする。》は、条件によって異なるもののある程度の長さが必要となり、密着部分(L3')が短か過ぎると、密着部分(L3')から極く微細なリークが発生し、封体(1')内に空気（主原因は酸素）が侵入し、その酸素によりフィラメント(6')の断線やフィラメント封入部(8')の黒化を引き起こし、ハロゲン電球(B')としての寿命が著しく短くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、リーク防止のためには密着部分(L3')はある程度の長さが必要になり且つ溶接代(M1')(M2')が必要になるため、封止用箔(10')は全長で(H3')が要求されることになる。そして、封止部(13')に前記封止用箔(10')の全体が埋設されるため、封止用箔(10')全体を埋設するために必要な部分を含めた長さ(P3')が要求される。その結果、封止部(13')が全体で(P3')と長くなるためハロゲン電球(B')の全長もその全体で(S3')と長大なものになる。
【０００５】
図１０は、封止部(13')の部分拡大正断面図であるが、外部リード棒(11')は太い金属棒であるため封止部(13')内に埋設されている部分と封止部(13')との間には外部リード棒(11')の末端部《即ち、封止用箔(10')との溶接部分近辺》に至る微細な間隙(K')がどうしても発生する。間隙(K')は外部と繋がっているので、当然間隙(K')内には空気が侵入してくる。そして封止用箔(10')は一般的にはモリブデン製であるため３６０℃以上に加熱されると酸化が急速に始まる。
【０００６】
ハロゲン電球(B')は点灯時高温に曝され、封止部(13')は時として３６０℃以上になる。その結果、点灯時の３６０℃以上の熱で封止用箔(10')が外部リード棒(11')との溶接部分(a')を起点として侵入空気によって急速に酸化され膨張し、酸化部分の境界において封止部(13')の内面と封止用箔(10')とが剥離される。そしてこの剥離部分に酸素が供給され次第に酸化が見た目には貝殻状に成長して密着部分(L3')を侵食し、次第に密着部分(L3')の幅を短くしていく。特に、外部リード棒(11')と封止用箔(10')との溶接部にはどうしても僅かな酸化と大きな残留歪みが存在しているため、３６０℃以上に加熱されると封止用箔(10')の酸化が、前記溶接部の僅かな酸化が核となって急速に進む。その結果、残存している歪みとの相乗効果で剥離が進行し、フィラメント封入部(8')と外気との間でリークが発生し、前述のようにフィラメント(6')の断線やフィラメント封入部(8')の黒化を引き起こすことになる。
【０００７】
更に、ピンチ封止時に、太い外部リード棒(11')によって封止部(13')が変形して大きな歪みがその部分の内部に形成され且つピンチ封止時の後の冷却時に双方の膨張係数の違いから外部リード棒(11')との接触内面に微細なクラックが発生する。たとえ十分な焼鈍を行ったとしても完全に封止部(13')の歪みを除去する事が出来ず、前記封止用箔(10')の酸化による膨張がこの歪みの増大と前記微細クラックの成長を促し、最終的に封止部(13')が破損すると原因となる事があった。
【０００８】
また、外部リード棒(11')の封止部(13')への埋設代はある程度の長さが必要である。前記埋設代が短いと、▲１▼外部リード棒(11')に力が加わると封止用箔(10')から外れると電気的接触不能となると共に場合によっては封止部(13')から抜け落ちる事がある。▲２▼抜け落ちないまでも封止部(13')に直接外部リード棒(11')の力が加わって封止部(13')が破損するという問題があった。
なお、フィラメント(6)はリード部(21)を含む概念であり、リード部(21)は図のようにシングルコイル部分の上に別体の保護コイルを被せたものでもよいし、細い棒状の内部リード棒をリード部(21)に用い、コイルの端部を巻着したりする事も可能であるし、前記シングルコイルをそのまま封止用箔(10)に溶接してもよい。その他、種々の方法でリード部(21)を形成する事が出来る事は言うまでもない。
また、以上の点はシングルエンド型ハロゲン電球においても同様である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、▲１▼封止部の弱点を除去して封止部の端部からの封止用箔の酸化やクラック発生を防止すること、▲２▼封止部を短くしてハロゲン電球の全長を短くする事をその解決課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
『請求項１』に記載した発明は、「封体(1)の両側に封止部(13)が形成され、封止部(13)内にその一部が埋設され、その一端部(10a)が封止部(13)から外方に突出しており、その他端部(10b)が封体(1)内に突出していて、封体(1)内に突出している封止用箔(10)の他端部(10b)に封体(1)内に収納されているフィラメント(6)の端部が接続されている」事を特徴とするものである。
【００１１】
これによれば、封止用箔(10)の埋設部分に従来のような間隙(K')が形成されることがないため、封止用箔(10)の封止部(13)内での酸化が発生せず、封止部(13)との剥離を防止する事が出来る。また、封止用箔(10)は通常２０〜３０μｍの薄い平坦な部材であるから封止部(13)に大きな歪みを生じさせる事がなく、クラック発生の原因になる事もない。
【００１２】
更に、封止部(13)から封止用箔(10)の端部(10a)が直接突出しているので、リーク防止に必要な密着部分は、封止部(13)の端部からフィラメント(6)の端部迄の距離(L1)ということになり、従来のハロゲン電球(B')における外部リード棒(11')の封止部(13')に対する埋設代(M3')が不要となり、その分だけ封止部(13)を短くすることが出来る。その結果、ダブルエンド型ハロゲン電球(A1a)の全長(S1a)或いはシングルエンド型ハロゲン電球(A2a)の全長(S2a)が短くなり、アウタバルブ(2)に収納し易くなる。
なお、封止部(13)は図の実線で示すように封体(1)の端部に設けてもよいが、仮想線で示すように必ずしも端部でなくともよい。この場合、必要に応じて仮想線で示す部分を後工程で切除する事も出来るし、そのままにしておいて図８に示すようにステム(4)の一部或いは全部として使用してもよい。この点は、他の例でも同様である。
このようにダブルエンドタイプの封体(1)の両端部分(1a)(1b)或いはそのいずれか一方を残して、或いはシングルエンドタイプの封体(1)の端部(1c)を残して封体(1)の途中部分をピンチングする場合、ピンチング時のバーナ炎から封止用箔(10)の突出部分(10a)を保護することが出来て好都合である。
【００１４】
また、封止用箔(10)が封止部(13)の内外に貫通するように配設されているので、封止部(13)の全長(P1)(P2)が密着部分(L1)と等しくなり、封止部(13)の長さを短くする事ができる。その結果、ダブルエンド型ハロゲン電球(A1b)の全長(S1b)或いはシングルエンド型ハロゲン電球(A2b)の全長(S2b)が短くなり、アウタバルブ(2)に収納し易くなる。
【００１５】
【実施例】
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。本発明のハロゲン電球(A)の第１実施例(A1a)は、図１に示すようなダブルエンドタイプのもので、石英ガラス製の封体(1)の両端に実線で示すように封止部(13)が形成され、或いは仮想線で示すように封体(1)の一部に封止部(13)が形成されている。
封体(1)のフィラメント封入部(8)の内部にはフィラメント(6)が張設されている。フィラメント(6)はダブルコイルのタングステン製で、両端にフィラメント(6)のシングルコイル部にコイルを被せたリード部(21)が形成されており、前記リード部(21)が封止用箔(10)の埋設端に溶接されている。図示しないが、フィラメント(6)の適所に渦巻き状に形成された１乃至複数のサポートを巻設し、前記サポートの外周縁の一部を、封体(1)を内側に凹ましたサポート固着部に埋設固定するようにしてもよい。
勿論、前記リード部(21)の形状は前記形状に限られるものでなくフィラメント(6)のシングルコイル部分をそのまま封止用箔(10)の埋設端に溶接してもよいし、棒状の内部リード棒（図示せず）を介して封止用箔(10)に接続してもよい。
【００１６】
封止用箔(10)は２０〜３０μｍの薄いモリブデン製のもので、その一部が封体(1)に形成された封止部(13)内に埋設され、その残部が封止部(13)から外方に突出している。従って、封止部(13)の端部からリード部(21)の端部迄の間の距離(L1)は封止用箔(10)のみが埋設されている事になる。この部分を密着部分(L1)とする。従って、この密着部分(L1)については封止用箔(10)と封止部(13)とが完全に密着して間隙(K')が生じない。図中、(M1)は封止用箔(10)とリード部(21)との溶接代であり、(H1)は封止用箔(10)の全長であり、(P1)は封止部(13)の全長である。
【００１７】
ここで、図９に示す従来例のハロゲン電球(B')と比較した場合、従来例のハロゲン電球(B')の密着部分(L3')と本発明のハロゲン電球(A1a)『(A2a)の場合も同様』の密着部分(L1)とが等しいとした場合、従来例の外部リード棒(11')の封止部(13')への挿入代(M3')が不要となり、本発明の封止部(13)の全長(P1)は従来例の封止部(13')に比べて挿入代(M3')だけ短くする事が出来る。即ち、(P1)＝(P3')−(M3')となる。そして、その結果、本発明のハロゲン電球(A1a)は従来例に比べてその全長が(M3')の２倍だけ短くなる。即ち、(S1a)＝(S3')−(M3')×２となる。
そして、従来例のような間隙(K')が発生しないので、封止用箔(10)の封止部(13)内での封止部(13)内での酸化を防ぐ事が出来、且つ封止部(13)にも大きな歪みが生じないので、貝殻状の剥離の発生させる事なく封止部(13)の破損を防ぐ事が出来る。
【００１８】
図２は、第１実施例(A1b)の変形例で、封止用箔(10)が封止部(13)の内外に貫通している例である。フィラメント(6)のリード部(21)は、封止用箔(10)の内側突出端に溶接されている。この場合は、封止部(13)の全長にわたって封止用箔(10)に密着するので封止部(13)の全長(P1)＝密着部分(L1)となり、より封止部(13)の全長を短くする事が出来、ハロゲン電球(A1b)の全長(S1b)を短くする事が出来る。また、封止用箔(10)が封止部(13)の内外に貫通しているので、フィラメント(6)のリード部(21)の封止用箔(10)との溶接部分が封止部(13)内に埋設されず、それ故封止部(13)のフィラメント封入部(8)側部分において封止部(13)に歪みやクラックが発生せず、封止部(13)での破損がより少なくなる。しかも、封止部(13)全体が封止効果を持つため封止部(13)を最小の長さにする事が出来る。
【００１９】
図３は本発明にかかるハロゲン電球(A)の第２実施例(A2a)で、シングルエンド型の場合である。この場合も封止用箔(10)の一部が封止部(13)内に埋設され、残部が外部に突出している。そして、一対の内部リード棒(21a)の一端が封止用箔(10)の埋設端に溶接されており、他端にフィラメント(6)が架設されている。これにより、前述同様貝殻状剥離の発生を防止して封止部(13)の破損を防ぐ事が出来る。
【００２０】
図４は本発明にかかる第２実施例のシングルエンド型ハロゲン電球(A2a)の変形例(A2b)で、図２同様封止用箔(10)を封止部(13)の内外に貫通させてある。
この場合も、前記同様封止部(13)の長さ(P2)が短くなり、従ってハロゲン電球(A2b)の全長(S2b)も短くなる。
そして、前述同様封止部(13)のフィラメント封入部(8)側部分において封止部(13)に歪みやクラックが発生せず、封止部(13)での破損がより少なくなる。しかも、封止部(13)全体が封止効果を持つため封止部(13)を最小の長さにする事が出来る。
【００２１】
図５は、第１実施例(A1a)にかかるハロゲン電球(A)を立てて一般白熱電球用のアウタバルブ(2)内に設置した場合である。アウタバルブ(2)の螺子筒部取付部(7)の内側にはステム(4)が一体的に取り付けてあり、外面側には従来のナス型一般白熱電球と同じサイズの螺子筒部(5)が接着されている。螺子筒部(5)の中央に絶縁物(16)を介して配設された中央接点(17)と一方のステム側リード棒(14)とが接続され、前記螺子筒部(5)には他方のステム側リード棒(14)が接続されている。これにより、従来のナス型一般白熱電球用ソケットにそのまま装着する事ができる。アウタバルブ(2)内の雰囲気は特に限定されず、不活性ガスによる不活性雰囲気としてもよいし、加圧或いは減圧状態としてもよいし、又は空気を充填してもよい。
なお、アウターバルブ(2)内は点灯中高温になり、しかも空気が内部に充満していてもモリブデン製の封止用箔(10)の封止部(13)内での酸化はない。故に、アウターバルブ(2)に取り付けたステム(4)の排気管（図示せず）が不要のため（従来では、アウターバルブ(2)内を不活性ガスで満たさねばならず、それゆえ排気管が必要であった。）、製造方法が簡単になり、コストダウンに繋がる。
【００２２】
アウタバルブ(2)の材質はガラスでもよいし樹脂でもよい。また、透明体でもよいし磨りガラス状の半透明でもよい。また表面に凹凸を設けるなど、その形状は特に限定されるものでなく前述のナス型を始めバラエティに富んだ各種のものを採用する事ができる。
【００２３】
前記ハロゲン電球(A1a)の封止用箔(10)の外部延出部分(10a)は、前記ステム(4)から導出された一対のリード棒(14)に溶接にて一体的に取り付けられており、ハロゲン電球(A1a)(A1b)の保持の補強のために、リード棒(14)に取着した保持具(9)にて封止部(13)を挟持している。
【００２４】
また、図５のようにハロゲン電球(A1a)の周囲を囲繞するように防爆用部材(12)を配設してもよい。防爆用部材(12)は、例えば細いワイヤを編んだ筒状網やパンチングメタルやラス網を筒状に丸めたものなどが考えられる。この防爆用部材(12)は、一方のリード棒(14)に直接又は間接的に固着されている。
これによれば、インナバルブであるハロゲン電球(A1a)がたとえ何らかの理由で破裂したとしても防爆用部材(12)でその破片の飛散を防止出来、破裂による２次的事故を防止する事が出来る。
【００２５】
防爆用部材(12)の他の例としては図６のように封止部(13)全体を保護するような部材や、封止部(13)の全体及びフィラメント封入部(8)の両端の曲面部分に塗着されたコーティング（図示せず）によって形成してもよい。以上は他のハロゲン電球(A1b)(A2a)(A2b)の場合も同様である。
【００２６】
また、図５のようなナス型のアウタバルブ(2)の代わりに、図６のようなリフレクタ型のアウタバルブ(2)を用い、ハロゲン電球(A1a)を横にして配設した例である。勿論、ハロゲン電球(A1a)を立てて使用する事も可能である事は言うまでもないし、ナス型アウタバルブ(2)において、ハロゲン電球(A1a)を横にして使用する事も勿論可能である。その他、パー（シールドビーム）型を始め、色々な従来の白熱電球のアウターバルブ(2)内に配置する事ができるものである。
本発明にかかるハロゲン電球(A1a)は前述のように従来例と比べて全長が短いので、アウタバルブ(2)に立てて収納する事も出来るし、横に収納する事も簡単である。この点はハロゲン電球(A1b)(A2a)(A2b)も同様である。
【００２７】
図７はシングルエンド型ハロゲン電球(A2a)を細長いアウタバルブ(2)に収納し、ハロゲン電球(A2a)の頭部をバネ部材(3)で固定した例である。勿論、ナス型のアウタバルブ(2)やシールドビーム型アウタバルブ(2a)にシングルエンド型ハロゲン電球(A2a)(A2b)を収納する事も可能である。
なお、図７において、(15)はハロゲン電球(A2a)『(A2b)の場合も同様』を取り付けるためのセラミックマウントであり、(16)は防爆用のヒューズである。
【００２８】
図８は、図１のダブルエンドタイプのハロゲン電球(A1a)の封体(1)の両端(1a)(1b)を残して用いた例である。勿論、図の場合端部(1a)を切除したものを使用する事も可能である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明のハロゲン電球によれば、封止部内にその一部が埋設され封止用箔が封止部から外方に突出しているので、封止部の端部から封止用箔の埋設部分が封止部に完全に密着して、従来のような間隙が形成されず、その結果封止用箔に熱がかかっても封止用箔の酸化が発生せず、封止部との剥離が生じない。その結果、封止部におけるリークを防止する事が出来、ハロゲン電球の長寿命化を達成出来る。
また、封止用箔は薄い平坦な部材であるから、封止部との密着部分に大きな歪みを生じさせる事がなく、クラック発生の原因になる事もない。
更に、従来のハロゲン電球のように外部リード棒の封止部に対する埋設代が不要となるので、その分だけ封止部を短くすることが出来、ハロゲン電球の全長をより短くする事が出来る。
また、封止部に封止用箔を貫通させる場合には、封止部全長が封止効果を発揮するので、封止部の全長を最も短くする事が出来るだけでなく、封止部に発生するクラックや歪みも最小限にする事か出来、封止部での破損を極めて少なくする事が出来る。
また、封止用箔は、封止部内で酸化するというような事がないので、そのままで使用する場合は勿論、アウタバルブ内に収納して使用する場合でもアウタバルブ内の雰囲気を特に不活性雰囲気や減圧状態にする必要がなく、自由に富んだ形状のアウタバルブを選択し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるダブルエンド型ハロゲン電球の第１実施例の正断面図
【図２】図１の変形例の正断面図
【図３】本発明にかかるシングルエンド型ハロゲン電球の正断面図
【図４】本発明にかかるシングルエンド型ハロゲン電球の他の例の正断面図
【図５】本発明のダブルエンド型ハロゲン電球をナス型アウタバルブに収納した場合の一部切欠斜視図
【図６】本発明のダブルエンド型ハロゲン電球をシールドビーム型アウタバルブに収納した場合の一部切欠斜視図
【図７】本発明のシングルエンド型ハロゲン電球を細長いアウタバルブに収納した場合の断面図
【図８】本発明の封体の両端部分を残したダブルエンド型ハロゲン電球を細長いアウタバルブに収納した場合の断面図
【図９】従来のハロゲン電球の断面図
【図１０】図８の封止部の拡大断面図
【符号の説明】
(A)…ハロゲン電球
(A1a)(A1b)…ダブルエンド型ハロゲン電球の第１実施例とその他の例
(A2a)(A2b)…シングルエンド型ハロゲン電球の第２実施例とその他の例
(L1)…密着部分
(H1)…封止用箔の全長
(P1)…封止部全体の長さ
(S1a)(S1b)(S2a)(S2b)…ハロゲン電球の全長
(1)…封体
(2)…アウタバルブ
(3)…バネ部材
(4)…ステム
(5)…螺子筒部
(6)…フィラメント
(7)…螺子筒部取付部
(8)…フィラメント封入部
(9)…保持具
(10)…封止用箔
(11)…外部リード棒
(12)…防爆部材
(13)…封止部
(14)…リード棒

Claims

封体の両側に封止部が形成され、封止部内にその一部が埋設され、その一端部が封止部から外方に突出しており、その他端部が封体内に突出していて、封体内に突出している封止用箔の他端部に封体内に収納されているフィラメントの端部が接続されている事を特徴とするハロゲン電球。