JP4254463B2 - 自動車用ハロゲン電球 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＥＣＥ規則におけるＨ７、Ｈ８、Ｈ９、Ｈ１１と呼ばれるような自動車のヘッドライト用のハロゲン電球に関する。

自動車のヘッドライト灯具に装着されるハロゲン電球においては、ベースに対するフィラメントの位置が規格により制限されて、大きさや形状、端子などの違いによりＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４、Ｈ５、Ｈ６、Ｈ７、Ｈ８、Ｈ９、Ｈ１１などに分類されている。

図２は、説明用に一部透視して描いたＨ７型ハロゲン電球のランプを、ピンチシール部の扁平な面からみた正面図である。
ランプ６０は発光管６１の一端にピンチシール部６２が形成された一端封止形のハロゲンランプであり、発光管には発光管軸Ｌに平行にコイル状フィラメント６３が封装されている。フィラメント６３の両導出部６３ａ，６３ｂには金属、例えばモリブデンからなる内部リード棒６４ａ，６４ｂが、モリブデン製スリーブ６５ａ，６５ｂを介して溶接により接続され、保持されている。係る内部リード棒６４ａ，６４ｂは発光管６１の中心軸Ｌを対称に配置されており、内部リード棒６４ａ，６４ｂの他端部は、前記ピンチシール部６２を通り導出されている。また、同図に示すように発光管６１の頂部には排気管の残部であるチップ部６６が形成されている。このようなハロゲンランプ６０に、所定のベース（不図示）が付設され、自動車用ハロゲン電球として供される。

このＨ７型用の自動車用ハロゲン電球においては、規格により、図２に示すランプの正面図、具体的にいうとピンチシール部６２の扁平な面側からみて、発光管６１の中心軸Ｌとフィラメント６３の軸Ｆとのずれ幅ｄが０．５ｍｍ以上に規定されると共に、発光管内部における所定領域には金属が介在していないこと（無金属ゾーン）が規定されている。即ち、図２において、斜線から右側における領域であって紙面に対して垂直な発光管の内部領域、詳述すると、フィラメント６３の下端から３ｍｍ下方へ移動したフィラメント軸Ｆ上の点を基準点０とし、フィラメント軸Ｆと基準点０からフィラメント軸Ｆの右方向に引いた垂線Ｐとによって囲まれた領域、及び、基準点０を中心に垂線Ｐとのなす角が５０°以内の領域には、金属が介在していない状態とされている。

また更に、上述の自動車用ハロゲン電球においてはランプとしての信頼性を具備する必要があり、下記事項が要求される。
先ず、一方の内部リード棒６４ａと他方のリード棒６４ｂとの絶縁距離Ａを確保して両者間における短絡を防止する必要がある。このため、内部リード棒６４ａは、フィラメント６２から遠ざかるように第一の屈曲部６４１が設けられる。
また、発光管６１の内壁とフィラメント６３の導出部が接触しないよう、第一の屈曲部６４１から所要距離隔てた箇所にフィラメント６２側へ折り返されるように第二の屈曲部６４２が形成されている。即ち、距離Ｂが確保される。
また、フィラメント６３からの内部リード棒６４への熱的影響を小さく抑える必要がある。このため、上記第二の屈曲部６４２において内向する角度を比較的小さく抑え、フィラメント６３の中腹近傍が係る内部リード棒６４ａの間に距離Ｃが設けられ、内部リード棒６４はフィラメント６３から離間して配置されている。

更には、フィラメント６３の素線の導出方法も限定される。即ち、係るフィラメント素線は、例えば線経がφ０．１５ｍｍと大変小さく壊れやすいものであるが、その用途からできるだけ高い耐振動性を具備させておく必要があり、フィラメント６３のコイル巻回方向から著しく偏向させたり導出部を長く延在させたりすることは好ましくない。しかも、これら素線に接続される内部リード棒６４ａ，６４ｂも上述の「無金属ゾーン」による制約を受けることになる。
したがって、フィラメント６３における一方の導出部６３ａにおいてはほぼコイルの接線の方向に引き出され、他方の導出部６３ｂにおいては接線方向に引き出されてからフィラメント軸Ｆと略平行にやや湾曲した形態で取り出され、しかもその長さが比較的短くなるよう決められる。

このような事情から、他方の内部リード棒６４ｂの屈曲部６４３における曲げ角度は１２０°以上であることが要求され、「無金属ゾーン」を確保するために１４０°以下の範囲で設定されている。

以上のように、様々な制約のためフィラメント及び内部リード棒の各部位は仕様が極めて限定的なものとなっている。
実用新案登録公報第２５８１７７３号公報

しかしながら、上記自動車用ハロゲン電球においては次のような不具合が発生することがあった。
上述したように、フィラメントの一方と他方の端部は当該フィラメント素線の導出方向がほぼ限定的とされていると共に、一対の内部リード棒においても上述した種々制約を満足させるため、それぞれ先端部近傍に屈曲部が形成されて特定の方向に傾いているが、一対の内部リード棒の一方と他方とではフィラメント素線の導出方向に対する傾斜角度が異なっており、各溶接部における接触面積に差異が生じる。内部リード棒の傾斜角度に関し具体的数値例を挙げると、上記フィラメントの一方の導出部においては約７６°で他方の導出部においては約４０〜６０°と、大きな差異が生じてしまう。
その結果、一方と他方とで溶接部における強度が異なって接合され、強度が小さい側においては当然ながら接合状態が壊れ易く、フィラメントの寿命期間内に給電が断絶されてランプが不点灯となってしまうことがある。

このような問題に鑑み、溶接用の機材を変更したり、例えば溶接部に介装するスリーブ形状を異ならせたりするなど、種々対策を講じることが考えられる。しかしながら、その場合は作業性が格段に低下して生産コストも大幅に増大することになるため、現実には不可能である。とりわけ、自動車用に使用されるハロゲンランプにおいては、フィラメント全長が約４．５ｍｍと非常に小さいためにフィラメントと一方と他方の内部リード棒の溶接工程においては１台の溶接機で溶接することが一般的である。その結果、溶接部の一方と他方とで強度が異なって接合され、その結果、一方側に合せて溶接しようとすると他方側で溶接不良やリード棒折れなどの不具合を生じる。つまり、フィラメントと内部リード棒との強固な接合状態を、フィラメントの両端部において得ることができない。

本発明は上記事情に鑑み、自動車の用途において規格及びその他制約を満足すると共に生産効率を低下させることなく、フィラメントの両端部と内部リード棒との溶接部において接合強度を高めることができる自動車用として好適に使用できる自動車用ハロゲン電球を提供することを目的とする。

本発明に係る自動車用ハロゲン電球は上記目的を達成するために、Ｈ７，Ｈ８，Ｈ９およびＨ１１いずれかに該当する自動車用ハロゲン電球であり、一端部にチップ部が他端部にピンチシール部が形成された発光管の内部に、中心軸が該発光管の中心軸と平行に配置されたフィラメントと、前記ピンチシール部から発光管内に当該発光管の中心軸と略平行に伸びる一方と他方の内部リード棒とを具備し、前記一方と他方の内部リード棒がそれぞれ前記フィラメントの一端と他端から導出されたフィラメント素線に溶接され、該フィラメントが保持され、
前記フィラメントは、チップ部側の導出部はコイルの巻き線の接線方向に、シール部側の導出部はフィラメントの軸方向と平行に湾曲した状態で取り出されてなる、自動車用ハロゲン電球において、前記フィラメントの一方側の素線導出部が延伸する方向に対して前記一方の内部リード棒の先端部が傾斜する角度が、前記他方側の素線導出部が延伸する方向に対して前記他方の内部リード棒の先端部が傾斜する角度と略等しくなるように、当該フィラメントのチップ部側の端部から導出された素線と接続する内部リード棒に３つの屈曲部が設けられ、かつ、前記フィラメントにおける素線導出部に接続される内部リード棒は、対応する各素線導出部が延伸する方向に対して約６０°に傾斜していることを特徴とする。

本願発明によれば、一方と他方の内部リード棒の先端部はいずれも、フィラメントの一端と他端より導出された素線導出部が延伸する方向に対して、略等しい角度で傾斜しているので、フィラメントの両端部において、内部リード棒と素線との溶接部の面積を同等にすることができ、接合部の強度を同等にすることが可能になる。したがって、フィラメントと内部リード棒との強固な接合状態を、当該フィラメントの両端部において得ることが可能になり、その結果、フィラメント素線と内部リード棒の溶接部の接続状態を安定的に維持でき、早期にランプの不点灯が発生するという不具合を回避することができる自動車用ハロゲン電球を提供することができるようになる。無論、１台の溶接機でフィラメントと内部リード棒の接合を行うような場合においても、一方と他方とで接合部の強度をほぼ等しいものとすることができるので、作業効率が低下するようなことなく簡便に溶接作業を完遂することができる。
また、フィラメント素線のチップ部側の導出部に接合される内部リード棒の先端部に３つの屈曲部が設けられているので、一方と他方の内部リード棒の間における短絡を回避でき、発光管とフィラメント導出部との接触を回避でき、内部リード棒に及ぼすフィラメントからの熱的影響を小さくすることが可能な、高い信頼性を具備した自動車用ハロゲン電球を提供することができる。
また、フィラメントにおける素線導出部に接続される内部リード棒は、対応する各素線導出部が延伸する方向に対して約６０°に傾斜しているので、自動車の用途の規格で規定された厳格な規定を満足できる自動車用ハロゲン電球を提供することができるようになる。

図１は、本発明の実施形態を説明する自動車用ハロゲン電球のランプ部分のみを示した正面図であり、具体的にはピンチシール部の偏平な側面方向からみた図である。
図１において、ランプ１０は、シリカガラスからなる発光管１１の一端にピンチシール部１２が形成された、いわゆる一端封止形のハロゲンランプであり、ＥＣＥ規則における、いわゆるＨ７と呼ばれる自動車用ハロゲン電球用のランプである。発光管の内部には、発光管軸に平行にフィラメント１３が封装され、所要のハロゲンガス及び不活性ガス或いは窒素ガスなどが封入されている。
フィラメント１３は、例えばモリブデンからなる一対の内部リード棒１４ａ，１４ｂに、当該フィラメント１３の導出部１３ａ，１３ｂに装着されたモリブデン製スリーブ１５ａ，１５ｂを介して溶接され、保持されている。係る内部リード棒１４ａ，１４ｂはピンチシール部１２を通り導出されている。
なお、発光管１１におけるピンチシール部１２とは反対側の端部には、排気管の残部であるチップ部１６が形成されている。このようなハロゲンランプ１０に所定のベース（不図示）が付設され、自動車用ハロゲン電球として供される。

同図において、フィラメント１３は、係るフィラメント軸Ｆが発光管１１におけ中心軸Ｌに関して平行に、かつ幅ｄが０．５ｍｍ以上離間して配置されている。フィラメント１３はその両端において素線が導出されており、チップ部１６側の一方の導出部１３ａにおいてはフィラメントコイルの接線方向に、また、ピンチシール部１１側の他方の導出部１３ｂにおいてはコイルの接線方向に導出されてやや湾曲されたのちフィラメントの軸Ｆと平行方向に導出されている。また、紙面に対して垂直な発光管内部の領域であって、フィラメント１３の下端から３ｍｍ下方へ移動したフィラメント軸Ｆ上の点を基準点０とし、フィラメント軸Ｆと基準点０からフィラメント軸Ｆの右方向に引いた垂線Ｐとによって囲まれた領域、及び、基準点０を中心に垂線Ｐとのなす角が５０°以内の領域には、金属が介在していない状態とされている（無金属ゾーン）。

フィラメント１３の一導出部１３ａに接続された一方の内部リード棒１４ａには３つの屈曲部１４１，１４２，１４３が形成されている。ここに、一方の内部リード棒１４ａは、ピンチシール部１２から突出して発光管１１の中心軸Ｌに関して略平行に延伸してから第一の屈曲部１３１においてフィラメント１３より離間する方向に屈曲した状態とされている。係る第一の屈曲部１３１から所要距離隔てて第二の屈曲部１４２が形成されており、当該第二の屈曲部１４２から第三の屈曲部１４３の区間において発光管１１の管壁と略平行方向に延伸した状態とされている。そして、第三の屈曲部１４３においてフィラメント１３に近接する方向に屈曲して該フィラメント１３における一方の導出部１３ａに接続されたスリーブ１５ａと交差している。
ここに、内部リード棒１４ａの先端部が、導出部１３ａ上に引いた該素線の延伸する方向と平行な仮想線Ｍに対して傾斜する角度αは、約６０°とされている。ここで、約６０°とは具体的には６０°±５である。

また、フィラメント１３の他導出部１３ｂに接続された他方の内部リード棒１４ｂは、屈曲部１４４によりフィラメント１３の方向に屈曲されている。
ここで、内部リード棒１４ｂの先端部が、導出部１３ａ上に引いた該素線の延伸する方向と平行な仮想線Ｎに対して傾斜する角度βは、６０°とされている。ここで、約６０°とは具体的には６０°±５である。

以上において、一方の内部リード棒１４ａの先端部が一端側の素線導出部１３ａの延伸する方向に対して傾斜する角度αは、他方の内部リード棒１４ｂ先端が前記他方側の素線導出部１３ｂの延伸する方向に対して傾斜する角度βと、略等しくなるよう配置されている。ここで、上記角度αと角度βの大きさが略等しいとは即ち、これら角度の差異が５°以下であることをいう。係る範囲を満足すれば、フィラメントの両端における溶接部の強度の差異を無視できる程度まで小さくすることができる。ここで、これら角度αと角度βの差異は小さい方がより高い効果が得られ、望ましくは３°以下であり、さらに望ましくは１°以下である。

以上の本発明に係る構成によれば、フィラメント１３の導出部１３ａ，１３ｂと、その各々に対応して溶接される各内部リード棒１４ａ，１４ｂとは、フィラメント１３の一方側と他方側とで実質的に等しい角度で交差するので、当該フィラメント１３の両端に形成される内部リード棒１４ａ，１４ｂとの溶接部の面積が略同等になり、したがって、１台の溶接機で溶接した場合にも、一方側と他方側の溶接部の強度を同程度とすることができるようになる。その結果、フィラメント１３の両端において溶接部の強度を高くすることが可能になり、フィラメント１３と内部リード棒１４ａ，１４ｂとの接合状態が、一方のみが容易に壊れてしまうといった不具合を防止でき、ランプ１０が早期に不点灯となることを回避することができる。なお、上記構成においては、金属製のスリーブ１５ａ，１５ｂを介在させているが、係るスリーブ１５ａ，１５ｂが装着される方向はフィラメント１３の素線導出部１３ａ，１３ｂが延伸する方向と実質一致するため、素線導出部１３ａ上に引いた仮想線Ｍに対して内部リード棒１４ａの先端部が傾斜する角度αと、素線の導出部１３ｂ上に引いた仮想線Ｎに対して内部リード棒１４ｂの先端部が傾斜する角度βとを、略等しくすれば、双方の接合部面責をほぼ同じにすることができる。

更に、上記構成に係るハロゲンランプによれば、一方の内部リード棒１４ａには、ピンチシール部からフィラメント１３との接合部の間において、３つの屈曲部が形成されているので、下記要件を満たしたものとなり、高い信頼性を有するものとなる。即ち、一方の内部リード棒１４ａと他方のリード棒１４ｂ（又は、フィラメント１３）との絶縁距離Ａを確保することができ、一方の内部リード棒１４ａと他方のリード棒１４ｂ（フィラメント）との間において短絡を防止することができる。また、空間Ｂが設けられているので、発光管１１の内壁と内部リード棒１４ａとの距離が確保され、発光管１１の内壁とフィラメント１３の導出部１３ａ或いはこれに接続されたスリーブ１５ａが接触するようなこともない。また、空間Ｃが設けられているので、内部リード棒１４ａとフィラメント１３との間が所要距離離隔され、内部リード棒１４ａへの熱的影響を小さくすることができる。

更に、１組の内部リード棒１４ａ，１４ｂの先端部は、フィラメント素線の導出部１３ａ，１３ｂに対して何れも約６０°の角度を有して傾斜し、溶接されているため、自動車用ランプに係る規格において、フィラメント１３と発光管１１との位置に関わる規定を満足するハロゲンランプを提供することができる。

以上説明したように、本発明によれば、フィラメントの一方側の素線導出部が延伸する方向に対して一方の内部リード棒の先端部が傾斜する角度は、前記他方側の素線導出部が延伸する方向に対して前記他方の内部リード棒の先端部が傾斜する角度と略等しいので、フィラメントの両端部において、一方と他方の内部リード棒とで、フィラメント素線との溶接部の面積を略同等とすることができて、フィラメントにおける溶接部の強度を同じにすることができるようになる。その結果、フィラメントの両端において高くすることが可能になって、フィラメントと内部リード棒との接合状態が一方のみが容易に壊れてしまうといった不具合を防止できてランプが早期に不点灯となることを回避することができ、しかも、１台の溶接機で溶接した場合にも溶接部の強度の差異を小さくすることができるので、高い生産性を有する自動車用ハロゲン電球を提供することが可能になる。
更に、フィラメントのチップ部側端部より導出される素線に接続される内部リード棒において３つの屈曲部が形成されることにより、自動車用として高い信頼性を具備した自動車用ハロゲン電球を提供することができる。
更に、フィラメントの素線導出部が延伸する方向に対して内部リード棒が傾斜する角度を約６０°にすることで、自動車用ハロゲンランプに係る厳格な規定を満足する自動車用ハロゲン電球を提供することができる。

以上、本発明に関し説明したが、上記構成に限定されず変更可能であることはいうまでもない。また、上記本発明を実施する最良の形態の説明においては、いわゆるＨ７の自動車用ハロゲン電球をもとに各部構成を説明したが、その他の、Ｈ８、Ｈ９、Ｈ１１という、いわゆる「無金属ゾーン」が規定された全ての自動車用ハロゲン電球に好適に適用される。また、各部について材質などは適宜変更できる。

本発明に係る自動車用ハロゲン電球のランプ部分の説明用正面図である。 従来技術に係る自動車用ハロゲン電球のランプ部分の説明用正面図である。

符号の説明

１０ ランプ
１１ 発光管
１２ ピンチシール部
１３ フィラメント
１３ａ，１３ｂ 素線導出部
１４ａ，１４ｂ 内部リード棒
１４１ 第一の屈曲部
１４２ 第二の屈曲部
１４３ 第三の屈曲部
１４４ 屈曲部
１５ａ，１５ｂ スリーブ
１６ チップ部

Claims (1)

1. Ｈ７，Ｈ８，Ｈ９およびＨ１１いずれかに該当する自動車用ハロゲン電球であり、
   一端部にチップ部が他端部にピンチシール部が形成された発光管の内部に、中心軸が該発光管の中心軸と平行に配置されたフィラメントと、前記ピンチシール部から発光管内に当該発光管の中心軸と略平行に伸びる一方と他方の内部リード棒とを具備し、
   前記一方と他方の内部リード棒がそれぞれ前記フィラメントの一端と他端から導出されたフィラメント素線に溶接され、該フィラメントが保持され、
   前記フィラメントは、チップ部側の導出部はコイルの巻き線の接線方向に、シール部側の導出部はフィラメントの軸方向と平行に湾曲した状態で取り出されてなる、自動車用ハロゲン電球において、
   前記フィラメントの一方側の素線導出部が延伸する方向に対して前記一方の内部リード棒の先端部が傾斜する角度が、前記他方側の素線導出部が延伸する方向に対して前記他方の内部リード棒の先端部が傾斜する角度と略等しくなるように、当該フィラメントのチップ部側の端部から導出された素線と接続する内部リード棒に３つの屈曲部が設けられ、かつ、前記フィラメントにおける素線導出部に接続される内部リード棒は、対応する各素線導出部が延伸する方向に対して約６０°に傾斜している
   ことを特徴とする自動車用ハロゲン電球。

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