JPH08329905A - ハロゲン電球 - Google Patents

ハロゲン電球

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JPH08329905A
JPH08329905A JP15723395A JP15723395A JPH08329905A JP H08329905 A JPH08329905 A JP H08329905A JP 15723395 A JP15723395 A JP 15723395A JP 15723395 A JP15723395 A JP 15723395A JP H08329905 A JPH08329905 A JP H08329905A
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JP
Japan
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filament
wire
bulb
tantalum
inner conductor
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JP15723395A
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English (en)
Inventor
Takuo Saito
拓雄 斎藤
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Iwasaki Denki KK
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Iwasaki Denki KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、コイル状の金属ワイヤーをフィラ
メントと内導線の電気的接続手段として用いることによ
り、耐振性、耐衝撃性が向上し、タンタルワイヤーとし
て用いることによりゲッタとして電球内部の酸素を吸着
することができ、臭素を含む長寿命のハロゲン電球を提
供することを目的とする。 【構成】 ガラスバルブ内に一対の内導線と両端に1次
巻きコイル部を形成した2重巻き形タングステンフィラ
メントを具備し、内部に臭素と水素又は炭素の化合物を
封入し、前記フィラメントをバルブ中心軸上に並行に張
架し、かつ少なくとも1本の内導線とフィラメントを電
気的に接続する手段として、1次巻きコイル部と内導線
の先端部とを一体に金属ワイヤーを巻き付けて固定し、
前記ワイヤーはタンタルを主成分とする金属ワイヤーで
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はハロゲン電球のフィラメ
ント支持構造体に関し、特にハロゲンとして臭素を用
い、かつタンタルワイヤーを酸素ゲッタとして用いた電
球の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】ハロゲン電球は一般の白熱電球に比べ明
るく、長寿命かつ寿命末期までタングステンフィラメン
トから蒸発するタングステンがガラスバルブの内側に付
着せず光束を維持することができる。又、ハロゲンを封
入しない白熱電球に比べ非常に小さいので器具を設計す
る上でも有利である。この種のハロゲン電球として、一
端に封止部を形成したガラスバルブの中心軸に平行にフ
ィラメントを張架する構造の電球がある。このような電
球は回転楕円面を有するガラス製の反射鏡と組み合わせ
て使用する場合、その配光が良好であるという利点があ
る。
【0003】しかし、フィラメントをガラスバルブの中
心軸に平行に張架するために内導線を必要とする。フィ
ラメントをバルブの中心軸に平行に張架すると、バルブ
のピンチシール時にフィラメントが傾き、前記の効果が
得られない場合がある。このような不都合を防ぐためこ
の種のハロゲン電球はピンチシール時にフィラメントが
傾かないよう排気管チップオフ部等に内導線の先端を挿
入して一体的に封着する必要がある。
【0004】この種のハロゲン電球はゲッタとしてのタ
ンタルをガラスバルブ内に封装すると長寿命になること
は特公昭57−1862号公報に記載されているよう
に、よく知られている。又、タンタルは酸素濃度が数p
pmという状態においても300℃の雰囲気温度になる
と酸素を吸着する。更に、1600℃に達すると逆に一
度吸着した酸素も放出する。なお、800℃に達すると
水素雰囲気でない場合水素を放出し、水素雰囲気の場合
水素を吸着する。これらのタンタルの特性についても周
知である。そして、水素を吸着したタンタルは非常に脆
くなる。
【0005】現在のハロゲン電球はガラスバルブの内部
に不活性ガスと微量の臭素化合物を封入する電球が主流
である。この微量の臭素を封入するハロゲン電球は電球
内の酸素が短寿命の主な原因となる。このように酸素を
含まないハロゲン電球が理想であるといえる。しかし、
ガラスバルブ、フィラメントあるいは内導線等から酸素
が放出されるので、ハロゲン電球の内部には微量の酸素
が含まれているのが現状である。ガラスバルブの材料と
しては硼珪酸ガラス又は石英ガラスが用いれられ、フィ
ラメントの材料としてタングステン、内導線としてはタ
ングステン又はモリブテンが用いれられる。
【0006】そこで、ハロゲン電球にとって有害な酸素
を取り除くゲッタとしてタンタルをガラスバルブ内の3
00℃以上1600℃以下の部分に取付けることが従来
より行なわれている。タンタルゲッタは酸素を吸着する
と酸素と化合しTa2O(5-x)の形となる。そして、これ
らの酸化タンタルは機械的強度が弱く、特に振動、衝撃
等には弱いこととなる。従って、タンタルゲッタをハロ
ゲン電球の内部に封装して使用する場合、1000時間
程度点灯するとタンタルの酸化が進行して非常に脆くな
り、断線したり、脱落したりする。又、フィラメントや
内導線のようにハロゲン電球のガラスバルブ内部に封装
して用いられるタングステンからなる部品は継線作業中
に付着した不純物を除去するために水素雰囲気中で10
00℃以上の加熱処理を行なっている。この場合、タン
タルゲッタも同時に加熱処理を行なうとタンタルゲッタ
が水素を吸着して、非常に脆くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記したように、従来
の水素や酸化を吸着したタンタルゲッタは、非常に脆く
フィラメントの支持材料に用いるには機械的強度が不十
分である。又、ハロゲン電球に用いるタングステンフィ
ラメントも振動、衝撃等に弱く、振動等が生じた場合ほ
とんどが内導線とフィラメントの接続部分で断線してし
まう。この原因は、前記接続部分の動的自由度が少ない
ためと考えられる。
【0008】従来のハロゲン電球のフィラメント支持構
造を図4,図5に基づき説明する。図中21はハロゲン
電球のガラスバルブであり、一端に封止部22を他端に
排気管ピンチシール部23を形成している。又、封止部
22より一対の内導線24がバルブ内部に導出され、長
い内導線24aは補強用の石英棒25を介してバルブ先
端まで伸び、タングステンフィラメント26との接続部
が排気管ピンチシール部23に一体的に封着されてい
る。更に、短い内導線24bは石英棒25を介してフィ
ラメント26の他端部に接続されている。そして、前記
タングステンフィラメント26はバルブ21の中心軸に
沿って配置され、前記一対の内導線24a,24bによ
り電気的及び機械的に支持されている。又、前記接続部
は図5に示すように、タングステンフィラメント26の
端部に飛ばし部26aを介して一重コイル部26bを形
成し、該コイル部26b内に内導線24aの先端部を挿
入して前記チップオフ部23に封着している。なお、2
7は内導線24aの先端付近に溶接して取り付けたタン
タルゲッタ片であり、28は口金である。
【0009】前記構造のハロゲン電球において、電球に
振動あるいは衝撃が生じた場合図5に示す内導線24a
とフィラメント26の接続部分である飛ばし部26aが
断線してしまう。この原因は、図示するように、矢印方
向から衝撃が加わると、接続部である一重コイル部26
bを支点として大きな力がフィラメントのコイル素線で
ある飛ばし部に係り、自由度が少ないので特に前記接続
部26cにおいて断線するものと考えられる。
【0010】タンタルゲッタは通常の状態であればフィ
ラメントの支持部材としての十分な強度を有するにもか
かわらず、ハロゲン電球のフィラメント支持部材として
用いられていることがなく、フィラメントの支持部と無
関係な部分に、溶接等の手段により固定されたり、排気
管チップオフ部の内部に押し込まれたりしていた。この
ようにタンタルゲッタが酸素や水素を吸着することが原
因でフィラメントの支持部材として用いることができな
いため、電球の部品数を減らすことができず、加工コス
トを削減することができないことが問題がある。
【0011】本発明は前記に鑑みてなされたもので、コ
イル状の金属ワイヤーをフィラメントの支持部品として
内導線とフィラメントの電気的接続手段として用いるこ
とにより耐衝撃性が向上し、かつタンタルワイヤーを用
いることによりゲッタとして電球内部の酸素を吸着する
ことができ、長寿命のハロゲン化物として臭素を含むハ
ロゲン電球を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、一端に封止部
を他端に排気管チップオフ部を形成してなるガラスバル
ブ内に1対の内導線と少なくとも一端に1次巻きコイル
部を形成した2重巻き形タングステンフィラメントを具
備し、内部に臭素と水素又は炭素の化合物を封入し、前
記フィラメントを前記ガラスバルブの中心軸付近に該中
心軸に平行に張架し、かつ前記封止部から導出した少な
くとも1本の内導線の他端を排気管チップオフ部に挿入
し、前記少なくとも1本の内導線と前記タングステンフ
ィラメントを電気的に接続する手段として前記1次巻コ
イル部と内導線の先端部とを一体に金属ワイヤーを巻き
付けて固定してなり、前記巻き付けるワイヤーはタンタ
ルを主成分とする金属ワイヤーであることを特徴とす
る。又、前記タングステンフィラメントを電気的に接続
する手段として、前記1次巻コイル部と内導線の先端部
とを一体にコイル状のサブコイルに挿入して固定してな
り、前記サブコイルはタンタルを主成分とする金属ワイ
ヤーを用いることを特徴とする。更に、前記タンタルを
主成分とする金属ワイヤーの外径は0.3mm以上である
ことを特徴とする。
【0013】
【作用】コイル状の金属ワイヤーを内導線とフィラメン
トの電気的接続手段として用いることにより耐衝撃性が
向上する。かつタンタルを主成分とする金属ワイヤーを
用いることにより製造工程中に水素を吸着したり、ガラ
スバルブ内部の酸素を吸着しても製造工程中の水素の吸
着や電球点灯中の酸素の吸着は表面だけであり、内部ま
で侵食しないため、フィラメント支持材料として十分な
機械的強度が電球寿命末期まで持続することができる。
又、線径0.3mmのコイル状のタンタルゲッタを用いる
ことにより、フィラメントと内導線の接続部分の動的自
由度が増すとともに耐衝撃性が向上し、タンタルゲッタ
をフィラメント支持部材として用いることができ部品点
数の削減が可能となる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図1は一実施例の側面図であり、図中1はハロゲン
電球のガラスバルブであり、一端に封止部2を他端に排
気管ピンチシール部3が形成されている。又、封止部2
より一対の内導線4がバルブ内部に導出され、長い内導
線4aは補強用の石英棒5を介してバルブ先端まで伸
び、後述するタングステンフィラメント6との接続部が
排気管ピンチシール部3に一体的に封着されている。更
に、短い内導線4bは石英棒5を介して後述するフィラ
メント6の他端部に接続されている。そして、前記タン
グステンフィラメント6は両端に1次巻きコイル部6
a,6aを形成した2次巻きコイルよりなり、バルブ1
の中心軸に沿って配置され、一対の内導線4a,4bに
より電気的及び機械的に支持されている。又、前記接続
部は図3に示すように、2次巻きコイル形のタングステ
ンフィラメント6の端部に形成した1次巻きコイル部6
aと内導線4aの先端部とを一体的にタンタルを主成分
とする金属ワイヤー7を巻き付けることにより構成して
いる。又、短い内導線4bとフィラメント6の他端部と
の接続部も前記と同様にタンタルを主成分とする金属ワ
イヤー7を巻き付けている。なお、8はバルブ1の封止
部2に取り付けた口金である。そして、ガラスバルブ内
には前記排気管を介して不活性ガスであるアルゴンと共
に臭素及び水素の化合物である臭化水素(HBr)が封
入されている。
【0015】前記構造のハロゲン電球において、電球に
振動あるいは衝撃が生じた場合でも図3に示す内導線4
aとフィラメント6との接続部10が外れたり、断線し
たりすることがない。これは、図示するように、矢印方
向から衝撃が加わると、接続部である金属ワイヤー7の
巻き付け部9を支点として大きな力がフィラメントに係
っても、自由度が大きいので、その応力が吸収されて断
線等が生じることがないものと考えられる。又、前記タ
ンタルワイヤーの線径(外径)は0.3mm以上であるこ
とが望ましい。
【0016】図2は他の実施例を示す側面図であり、図
1と同一部材は同一番号を付しその説明を省略する。本
実施例が第一実施例と異なるのは、タングステンフィラ
メント11の一端に1次巻きコイル部11aを形成し、
その他端はコイル素線である飛ばし部11bとしている
点である。少なくともフィラメント11の1次巻きコイ
ル部11aと長い内導線4aの先端部とはタンタルを主
成分とする金属ワイヤー7を巻き付けることにより一体
的に形成している。このように構成しても振動等に対す
る機械的強度は保持することができる。なお、前記各実
施例では内導線とフィラメントとの接続部はタンタルワ
イヤーを巻き付けて構成した場合について説明したが、
あらかじめタンタルワイヤーをコイル状のサブコイルと
して形成し、フィラメントの1次巻きコイル部と内導線
との先端部とを一体としてサブコイルに挿入して固定し
てもよい。又、巻き付けによる接続部及びサブコイルを
用いる場合でも、該接続部を形成した後でカシメ付け等
による機械的手段により、強固に固定することができ
る。
【0017】次に、電球の寿命試験等について説明す
る。まず、前記図1のフィラメント支持構造を有するハ
ロゲン電球のタンタルワイヤーの線径と電球の点灯時間
との関係を表1に示す。この試験は、各電球毎に所定時
間点灯後に前記図3に示すような外部から振動を与える
ことにより、前記接続部に応力を加えた後、目視により
観察した。
【0018】
【表1】
【表1】
【0019】表1のように、線径が0.3mmのタンタル
ワイヤーを用いた場合3000時間点灯後でも前記接続
部のワイヤーが断線することがなく、電球の寿命末期で
ある6000時間点灯後でも、該接続部の断線による不
点事故が生じることはなかった。一方、線径が0.1mm
のタンタルワイヤーを用いた場合、1000時間点灯後
の早期に断線が生じる欠点があった。なお、所定時間経
過後のワイヤーの検査は顕微鏡による非破壊目視試験に
より行なった。これは、タンタルワイヤーが細くなって
いるではなくタンタルが酸化して脆くなっている可能性
もあるが、線径0.3mmワイヤーの場合6000時間経
過後でも細くなり断線に至ることはなかった。これは、
タンタルワイヤーを用いることにより製造工程中に水素
が吸着されたり、ガラスバルブ内部の酸素を吸着しても
製造工程中の水素の吸着や電球点灯中の酸素の吸着は表
面だけとなり、ワイヤーの内部まで侵食しないため、フ
ィラメント支持材料として十分な機械的強度が寿命末期
まで持続することができるからである。
【0020】次に、電球の落下試験について説明する。
前記従来例を含むハロゲン電球を包装容器に収納して、
所定の高さから落下して電球のタンタルワイヤーの断線
の有無を調査したところ、表2に示すような結果が得ら
れた。ここで、従来例は図4に示す構造を、実施例1は
図2及び実施例2は図1に示す構造のハロゲン電球を用
いた場合の落下試験の結果を(断線個数/試験個数)を
表わす。なお、金属ワイヤーとして線径0.3mmのタン
タルワイヤーを用いた。
【0021】
【表2】
【0022】表2から明らかなように、従来電球では1
m未満の高さでも断線が生じる場合があるが、本発明に
係わる電球では1m未満では断線が生じることがなく、
特に図1に示す構造の電球では機械的強度が大きく、耐
振性が優れていることが確認できた。なお、線径が0.
4mm以上のタンタルワイヤーを用いた電球でも前記とほ
ぼ同様な傾向が認められた。又、前記接続部を各実施例
の巻き付け構造に変えて、サブコイルを用いた電球とし
て作成し落下試験を行なったが、この場合も前記と同様
にフィラメントの両端に接続部を形成した電球が最も耐
振性が優れていた。
【0023】前記実施例では、ゲッタ作用を有する金属
ワイヤーとしてタンタルワイヤーについて説明したが、
タンタル70%、タングステン又はモリブデン30%の
タンタルを主成分とする合金線でもよい。又、バルブ内
封入物として、クリプトンガスや臭素と水素及び炭素の
化合物である臭化炭化水素であるCHBr3,CH3
r,CH2Br2等を用いてもよい。なお、前記ハロゲン
電球のフィラメント継線構造(接続部)は、特開昭55
−16336号公報あるいは実開平4−68365号公
報に開示されているように公知であるが、本発明のよう
な耐振性に関する効果は明らかにされておらず、かつい
ずれの技術も金属材料は明らかにされていないが、タン
グステンまたはモリブテンであると推測され、本発明の
ようにタンタルワイヤーを使用するとの技術思想及びそ
の技術的課題も開示されていない。
【0024】
【発明の効果】以上のように本発明に係わるハロゲン電
球は、タンタルを主成分とする金属ワイヤーをフィラメ
ントの支持部品として内導線とフィラメントの電気的接
続手段として用いることにより機械的強度が増し、耐振
動性、耐衝撃性が向上し、かつゲッタとして電球内部の
酸素を吸着することができ、ハロゲン化物として臭素を
含む長寿命のハロゲン電球を得ることができる。又、電
球部品の削減及び共用化が可能となり、安価で長寿命の
ハロゲン電球が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるハロゲン電球の側面図である。
【図2】同じく他の実施例を示す側面図である。
【図3】同じく、図1の要部を拡大して示す説明図であ
る。
【図4】従来のハロゲン電球を示す側面図である。
【図5】図4の要部を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
1 ガラスバルブ 2 封止部 3 排気管ピンチシール部 4a,4b 内導線 5 石英棒 6 タングステンフィラメント 6a タングステンフィラメントの1次巻きコイル部 7 タンタルワイヤー 8 口金 9 タンタルワイヤーの巻き付け部 10 フィラメントと内導線の接続部 11 タングステンフィラメント 11a タングステンフィラメントの1次巻きコイル部 12 サブコイル

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端に封止部を、他端に排気管チップオ
    フ部を形成してなるガラスバルブ内に1対の内導線と少
    なくとも一端に1次巻きコイル部を形成した2重巻き形
    タングステンフィラメントを具備し、内部に臭素と水素
    又は炭素の化合物を封入し、前記フィラメントを前記ガ
    ラスバルブの中心軸付近に該中心軸に平行に張架し、か
    つ前記封止部から導出した少なくとも1本の内導線の他
    端を排気管チップオフ部に挿入し、前記少なくとも1本
    の内導線と前記タングステンフィラメントを電気的に接
    続する手段として、前記1次巻コイル部と内導線の先端
    部とを一体に金属ワイヤーを巻き付けて固定するハロゲ
    ン電球において、前記巻き付けるワイヤーはタンタルを
    主成分とする金属ワイヤーであることを特徴とするハロ
    ゲン電球。
  2. 【請求項2】 一端に封止部を、他端に排気管チップオ
    フ部を形成してなるガラスバルブ内に1対の内導線と少
    なくとも一端に1次巻きコイル部を形成した2重巻き形
    タングステンフィラメントを具備し、内部に臭素と水素
    又は炭素の化合物を封入し、前記フィラメントを前記ガ
    ラスバルブの中心軸付近に該中心軸に平行に張架し、か
    つ前記封止部から導出した少なくとも1本の内導線の他
    端を排気管チップオフ部に挿入し、前記少なくとも1本
    の内導線と前記タングステンフィラメントを電気的に接
    続する手段として、前記1次巻コイル部と内導線の先端
    部とを一体にコイル状のサブコイルに挿入して固定する
    ハロゲン電球において、前記サブコイルはタンタルを主
    成分とする金属ワイヤーを用いてなるハロゲン電球。
  3. 【請求項3】 前記タンタルを主成分とする金属ワイヤ
    ーの外径は0.3mm以上であることを特徴とする請求項
    1又は2記載のハロゲン電球。
JP15723395A 1995-05-31 1995-05-31 ハロゲン電球 Pending JPH08329905A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6472818B1 (en) 1999-07-28 2002-10-29 Matsushita Electronics Corporation Light bulb

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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