JPH10294090A - フィラメントのサポート構造とサポートの取付方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は素線径が極めて細い
フィラメントを使用するハロゲンランプにおいて好適な
サポートの開発をその解決課題とする。 【解決手段】 外囲器(1)の内周面に融着さ
れた融着部材(5)から突出したサポート(3)と、サポート
(3)に形成されたフィラメント保持部(4)に挿通されて遊
嵌状態で保持されたフィラメント(6)とで構成された事
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィラメントを痛める
事なく支持する事ができるサポートに関するものであ
り、更に詳しく言えば、外囲器に対して自然な状態で自
動的且つ簡単に取り付ける事ができるフィラメントのサ
ポートの取付方法とその方法で取り付けられたサポート
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ハロゲンランプのフィラメント支持構造
には色々な方法がある。その代表的例を示すと、図６
(a)のようにフィラメント(6')に１乃至所定間隔で複数
のリングサポート(9')を取り付け、これを外囲器(1')内
に挿入し、両端を封止するというものがある。フィラメ
ント(6')の素線径がかなり太い場合には、リングサポー
ト(9')のような比較的重く大きいものを取り付けても強
度的に十分であったためフィラメント(6')が曲がったり
折れたりすることは少なかった。

【０００３】処が、例えば商用電源（１００〜２５０
Ｖ）を使用し、低消費電力（１０〜１００Ｗ、特に１０
〜４０Ｗ）タイプになるとフィラメント(6'')の素線径
が極めて細く且つフィラメント長が長くなる。一方、リ
ングサポート(9')を使用する場合にフィラメント(9')に
対応してその素線径を極く細くすると渦巻き状に巻いた
とき、スプリングバックによってリングサポート(9')の
直径が広がってしまって寸法が定まらず、リングサポー
ト(9')としての役割に耐え得ないという問題があり、リ
ングサポート(9')を使用する場合はスプリングバックを
押さえるためにある程度の素線径のものを使用しなけれ
ばならない。処が前述のようにフィラメント(6'')の素
線径が極細になると太いリングサポート(9')を巻き付け
た時に過大な曲げモーメントがフィラメント(6'')の巻
き付け部分に加わってこの部分でのダメージが過大にな
り、フィラメント(6'')が断線したり或いは曲がったり
するという問題があった。つまり、リングサポータ(9')
の素線径にフィラメント(6'')の素線径が負けてしまう
結果である。更に、リングサポート(9')を使用した場
合、リングサポート(9')は外囲器(1')に支持されていな
いために使用中に振動や衝撃が加わったり、また元々リ
ングサポート(9')が若干傾いて取り付けられている場合
もあり、そのような場合には点灯中往々にして図６(b)
のように倒れることがあるが、その場合リングサポート
(9')の倒れを防ぐだけの強度がフィラメント(6'')にな
いためにその部分から屈曲したり折れたり、更にはサポ
ート(9')の役割が果たせず、フィラメント(6'')が外囲
器(1')の内壁に接触て破裂するという事もあった。それ
故、極細のフィラメント(6'')を使用するに当たっては
サポート(9')によるダメージの防止が求められた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記従来例に
鑑みてなされたもので、前述のような素線径が極めて細
いフィラメントにおいて好適なサポートとその取付方法
の開発をその解決課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】『請求項１』のフィラメ
ント(6)のサポート構造は「外囲器(1)の内周面に融着さ
れた融着部材(5)から突出したサポート(3)と、サポート
(3)に形成されたフィラメント保持部(4)に遊嵌状態で保
持されたフィラメント(6)とで構成された」事を特徴と
する。

【０００６】これによれば、融着部材(5)を介して外囲
器(1)の内周面に固着されているサポート(3)のフィラメ
ント保持部(4)にフィラメント(6)が遊嵌状態で保持され
ているので、フィラメント(6)に加わる力はフィラメン
ト(6)の自重だけであり、フィラメント(6)に極く素線径
の細いタングステンワイヤを使用してもサポート(3)に
起因する断線や曲がりなどの変形を防ぐ事ができる。フ
ィラメント保持部(4)は、閉環或いは開環状であり、開
環の場合は一般的には開口部からフィラメント(6)が脱
落しない幅《例えば、フィラメント(6)がダブルコイル
の場合はシングルコイル外径より狭く、フィラメント
(6)がシングルコイルの場合は素線径より幅狭》になっ
ている。点灯方向が限定されている場合はこの限りでは
ない。フィラメント保持部(4)の形状は、円形でもよい
し矩形或いは三角形その他異形のものなど各種のものが
その必要に応じて選定される。なお、本明細書を通じ
て、融着部材(5)の融解温度は、外囲器(1)の融解温度と
等しいか或いは低く且つ点灯中の外囲器(1)の内面温度
より高いものが使用される。

【０００７】『請求項２』のフィラメント(6)のサポー
ト(3)の取付方法は「少なくともいずれかの端部側に融
着部材(5)が取着され、融着部材(5)の設置部分以外の部
分にフィラメント保持部(4)が形成されるサポート(3)
と、前記フィラメント保持部(4)にてサポート(3)が遊嵌
状態で吊り下げられるフィラメント(6)とで構成される
サポート組込フィラメント(F)と、外囲器(1)とを用意
し、サポート(3)を吊り下げた状態でフィラメント(6)を
外囲器(1)内に挿入し、サポート(3)に取り付けた融着部
材(5)を加熱して外囲器(1)の内周面に融着する」事を特
徴とする。

【０００８】これによればサポート組込フィラメント
(F)において、フィラメント(6)にサポート(3)が遊嵌状
態にて吊り下げられているので、サポート組込フィラメ
ント(F)を持ち上げると自重でサポート(3)がぶら下がる
事になる。この状態で外囲器(1)に挿入し、外囲器(1)の
端部側を封止する前に或いは封止後に、サポート(3)に
一致する箇所を加熱するとサポート(3)の端部側に設け
られている融着部材(5)が溶け、フィラメント(6)に対し
て最も自然な状態で外囲器(1)の内周面に融着される。
換言すればフィラメント(6)に対して不自然な力が全く
加わらない最も自然な状態でサポート(3)が外囲器(1)の
内周面に融着される事になる。その結果その使用時にお
いてフィラメント(6)に対してサポート(3)から不自然な
力が加わらず、フィラメント(6)のサポート(3)に起因す
る断線事故あるいは変形などが防止される。

【０００９】

【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。本発明は例えば商用電源（１００〜２５
０Ｖ）を使用し、低消費電力（１０〜１００Ｗ、特に１
０〜４０Ｗ）タイプのようにフィラメント(6)の素線径
が極めて細く、フィラメント(6)の取り扱いが非常に困
難であり、又その機械的強度に問題のあるハロゲンラン
プ(A)の製造に適するものであり、特にフィラメント長
が長いものに最適である。本方法で製造されるハロゲン
ランプ(A)はダブルエンドタイプのもので、一般的に使
用されている石英ガラス製《用途によってはハードガラ
スなども使用可能》の外囲器(1)の両端に封止部(13)が
形成され、外囲器本体(1H)内にはフィラメント(6)が張
設されている。フィラメント(6)はダブルコイル或いは
シングルコイルのタングステン製である。

【００１０】外囲器(1)の代表的形状は、円筒状のガラ
スを所定寸法に切断したもので、その材質は前述のよう
に石英ガラス或いはハードガラスなどその目的に応じた
ものが使用される。従って、外囲器(1)の形状は、円筒
状のものに限られず、図示していないが外囲器本体(1H)
「＝フィラメント(6)が収納される部分」が膨れている
もの、外囲器(1)の一端が閉塞し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。

【００１１】次に外囲器(1)に組み込まれるサポート組
込フィラメント(F)に付いて説明する。サポート組込フ
ィラメント(F)は、図１(イ)、図２(イ)や図３(イ)におい
て、外囲器(1)を除く部分でフィラメント(6)とサポート
(3)とで構成されており、必要にに応じてその両端に一
対の通電部材(2)が設けられている。通電部材(2)の詳細
に付いては後述する。

【００１２】フィラメント(6)は１００〜２５０Ｖの商
用電源が印加され、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０.１〜０.０１mm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が、本実施例ではサポート(3)
を使用するので、比較的長いものが好適である。

【００１３】融着部材(5)は、一般的には外囲器(1)と同
じか或いはより融点の低い硬質ガラスが使用され、外囲
器(1)の内周面に融着される事になる。そして、点灯中
の外囲器(1)の内面温度より高いものが使用される。材
質の実例を挙げれば、石英ガラス、バイコールガラス、
アルミノシリケートガラス、ボロンシリケートガラスな
どがあり、用途に合わせて適宜選択される。

【００１４】サポート(3)の形状には各種のものが考え
られるが、ここではその代表的なものを２,３掲げて説
明する。図４(a1)は図３(イ)のＸ拡大図であり、同図(b)
はその側面図である。図４(a1)中の実線は単にサポート
(3)がフィラメント(6)の飛び部分(6a)からぶら下がって
外囲器(1)の内面に接触している状態であり、仮想線は
サポート(3)が若干長い場合で少し倒れ込んで外囲器(1)
の内面に接触している状態である。また、図４(a2)は図
３(ヘ)のＹ拡大図であり、図４(a2)中の実線は図４(a1)
中の実線の場合が外囲器(1)の内面に溶着した例であ
り、図４(a2)中の仮想線は図４(a1)中の仮想線の場合が
外囲器(1)の内面に溶着した例である。サポート(3)の金
属部分の材質に付いては後述する。図４(a1)(b)はその
第１例であり、髭状のワイヤで構成されている。その一
端側には融着部材(5)が取り付けており、一般的には他
端側には小径のリング状或いはフック状に曲げられたフ
ィラメント保持部(4)が設けられており、フィラメント
(6)の飛び部分(6a)［図１、２、３に示すように飛び部
分(6a)でなくフィラメント(6)そのものでもよい。］が
フィラメント保持部(4)に遊嵌状に配設されている。サ
ポート(3)は１乃至複数で適宜の箇所にて設けられ、自
重でフィラメント(6)から垂れ下がっている。

【００１５】図４(c)はワイヤの中央部分をリング状に
曲げ、両端部に融着部材(5)を取り付けた例で、リング
状に曲げた部分にフィラメント(6)の飛び部分(6a)［飛
び部分(6a)でなくフィラメント(6)そのものでもよ
い。］が遊嵌されている。

【００１６】図５は、棒状の軽い融着部材(5)の両端
［或いは両端部分に］にサポート(3)の金属部材が埋設
して設けられた例であり、その突出端のフィラメント保
持部(4)にフィラメント(6)の飛び部分(6a)［飛び部分(6
a)でなくフィラメント(6)そのものでもよい。］が遊嵌
状に保持されている。

【００１７】サポート(3)の金属部材の材質はフィラメ
ント(6)と同じタングステンであってもよいが、タンタ
ル、ニッケル鍍金タングステンワイヤ、タンタル鍍金モ
リブデンワイヤ、モリブデンワイヤ或いは前記材質のワ
イヤを溶接（例えば突き合わせ溶接或いは端部の重ね合
わせ溶接）した複合ワイヤ、或いは前記元素の２以上の
合金ワイヤなどが例えばゲッタの役目を付与するために
必要に応じて使用される。

【００１８】図の実施例は前述のように通電部材(2)が
フィラメント(6)の両端に取着された例であり、これを
簡単に説明すると、通電部材(2)は内部リード棒(2a)、
封止用箔(10)及び外部リード棒(2b)とで構成されてお
り、封止用箔(10)を間にしてその両端に内部リード棒(2
a)と外部リード棒(2b)の一端が溶接されている。内部リ
ード棒(2a)の代わりにフィラメント(6)の端部を封止用
箔(10)に直接或いは白金（図示せず）などを介して間接
的に溶接してもよい。

【００１９】次に本発明方法によるハロゲンランプ(A)
の製造手順の代表例を《図１(イ)→(ロ)→(ハ)→(ニ)→(ホ)
→(ヘ)》に従って説明する。その変形例は前記手順と相
違する点についてのみ主として説明する。この場合はチ
ップ管(7)を使用しない代表例である。まず、両端が開
口している外囲器(1)と、サポート組込フィラメント(F)
とを用意し、前述のようにして組み立てられたサポート
組込フィラメント(F)を開口から内部に挿入する。［図
１(イ)］

【００２０】サポート組込フィラメント(F)を外囲器(1)
に挿入し、サポート組込フィラメント(F)の外囲器(1)に
対する軸方向の位置が最適となった位置で両者(F)(1)を
適当な手段で保持する。この状態で外囲器(1)の一端を
ガス供給管(20)に接続し、外囲器(1)内に非酸化性ガス
（窒素ガスやアルゴンなどの不活性ガスや水素のような
還元性ガス或いはこれらの混合ガス）を吹き込み、他端
から噴出させて外囲器(1)内を非酸化性状態に保ちつ
つ、融着部材(5)に一致する外囲器本体(1H)の部分を加
熱する。これによって融着部材(5)は軟化し、外囲器(1)
の内周面に融着する［図１(ロ)］。図５の場合、融着箇
所は、融着部材(5)の全長にわたってもよいし部分的で
もよい。

【００２１】次に、サポート組込フィラメント(F)の他
端（ガス供給管非接続端）の封止用箔(10)に一致した開
口端部の部分を加熱して軟化させる。この場合、図のよ
うに外囲器(1)を立ててもよいが、水平を保ったまま加
熱してもよい。［図１(ハ)］

【００２２】加熱・軟化によりその表面張力及びバーナ
(19)の火力で加熱軟化部分が次第に収縮し、収縮した処
で軽く又は強くピンチして下側の開口端部の封止を完了
する。この部分を封止部(13)とする。

【００２３】ガス供給管非接続端の開口端部の封止が完
了すると、非酸化性ガスで外囲器(1)内をウォッシング
等必要な処理をした後に、外囲器(1)内に未封止のガス
供給側端部から必要ガス(G)を充填し、場合によっては
先に封止した封止部(13)を含む外囲器(1)の大部分を液
体窒素(L)で冷却しつつガス供給側端部の封止用箔(10)
に一致する部分を加熱してその加熱部分を軟化させて前
述同様にして封止部(13)を形成する。［図１(ニ)］ 両端の封止が完了すれば［図１(ホ)］、必要があれば開
口端部の不要部分を切除し図１(ヘ)のハロゲンランプ(A)
とする。

【００２４】《図２(イ)→(ロ')→(ハ')→(ニ')→(ヘ)》は前
記製造方法の他の例で、この場合はサポート組込フィラ
メント(F)を外囲器(1)に挿入・最適位置に保持した後、
先に外囲器(1)内を非酸化性状態に保ちつつ一端の封止
を行い、その後必要処理と必要ガスを充填してから他端
を封止し、最後に融着部材(5)に一致する外囲器本体(1
H)の部分を加熱して融着部材(5)を外囲器(1)の内周面に
融着する場合である。《図２(イ)→(ロ')→(ロ'')→(ハ'')
→(ヘ)》は前記製造方法の更に他の例で、この場合はサ
ポート組込フィラメント(F)を外囲器(1)に挿入・最適位
置に保持した後、先に外囲器(1)内を非酸化性状態に保
ちつつ封止を行い、その後融着部材(5)の融着を行い、
最後に残る他端を封止する場合である。

【００２５】《図３(イ)→(ロ)→(ハ)→(ニ)→(ホ)→(ヘ)》は
チップ管(7)を有する外囲器(1)を使用した場合の代表例
である。まず、両端が開口している外囲器(1)と、サポ
ート組込フィラメント(F)とを用意し、前述のようにし
て組み立てられたサポート組込フィラメント(F)を開口
から内部に挿入する。［図３(イ)］

【００２６】チップ管(7)にガス供給管(20)を接続し、
外囲器(1)内に非酸化性ガスを供給しつつ前述同様の手
順で融着部材(5)を外囲器(1)の内周面に融着する。［図
３(ロ)］ 続いて外囲器(1)の一端に蓋(15)を取り付け、外囲器(1)
内を非酸化性ガスで満たしたまま外囲器(1)の下端部分
を加熱して封止する。［図３(ハ)］。以下、図１(ニ)〜
(ホ)と同様の手順で封止し、最後にチップ管(7)を封切し
て図３(ヘ)のハロゲンランプ(A)とする。

【００２７】《図３(イ)→(ロ')→(ハ')→(ヘ)》は他の製造
方法で、この場合はサポート組込フィラメント(F)を外
囲器(1)に挿入・最適位置に保持した後、先に外囲器(1)
内を非酸化性状態に保ちつつ封止を行い、その後で融着
部材(5)に一致する外囲器本体(1H)の部分を加熱して融
着部材(5)を外囲器(1)の内周面に融着する場合である。
この場合でも、外囲器(1)の両端の封止を行ってから融
着部材(5)の融着を行ってもよいし、一端を封止したか
ら融着を行い、その後に残る他端を封止してもよい。こ
れにより、図３(ヘ)に示すハロゲンランプ(A)が形成され
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、融着部材を介して外囲
器の内周面に固着されているサポートのフィラメント保
持部にフィラメントが遊嵌状態で保持されているので、
フィラメントに加わる力はフィラメントの自重だけであ
り、フィラメントに極く素線径の細いタングステンワイ
ヤを使用しても従来のようにサポートリングを使用した
場合のようにサポートに起因する断線や曲がりなどの変
形を防ぐ事ができる。また、本発明方法にあっては、サ
ポート組込フィラメントにおいて、フィラメントにサポ
ートが遊嵌状態にて吊り下げられているので、サポート
組込フィラメントを持ち上げ、その状態で融着部材を外
囲器の内周面に融着した場合フィラメントに対して最も
自然な状態で外囲器の内周面に融着される。その結果そ
の使用時においてフィラメントに対してサポートから不
自然な力が加わらず、フィラメントのサポートに起因す
る断線事故あるいは変形などが防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】(イ)〜(ヘ)…チップ管不使用で、融着部材を外囲
器の内周面に融着する場合の本発明のハロゲンランプの
製造手順を示す図面

【図２】(イ)〜(ヘ)…チップ管不使用で、融着部材を外囲
器の内周面に融着する場合の本発明のハロゲンランプの
他の製造手順を示す図面

【図３】(イ)〜(ヘ)…チップ管使用で、融着部材を外囲器
の内周面に融着する場合の本発明のハロゲンランプの製
造手順を示す図面

【図４】(a1)…本発明のサポートの第１例で、図３(イ)
のＸ部分の拡大断面図 (a1)…本発明のサポートの第１例で、図３(ヘ)のＹ部分
の拡大断面図 (b)…(a1)の右側部分断面図 (c)…本発明のサポートの第２例の右側部分断面図

【図５】本発明のサポートの第３例の拡大断面図

【図６】(a)…従来のハロゲンランプの拡大断面図 (b)…従来のハロゲンランプにおいてリングサポートが
倒れた場合の拡大断面図

【符号の説明】

(A)…ハロゲンランプ (F)…サポート組込フィラメント
(L)…液体窒素 (1)…外囲器 (1H)…外囲器本体 (2)…通電部材 (2a)…内部リード棒 (2b)…外部リー
ド棒 (3)…サポート (4)…フィラメント保持部 (5)…融着部材 (6)…フィラメント (7)…チップ管 (10)…封止用箔 (11)…リード棒 (13)…封止部 (15)…蓋

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外囲器の内周面に融着された融着
   部材から突出したサポートと、サポートに形成されたフ
   ィラメント保持部に遊嵌状態で保持されたフィラメント
   とで構成された事を特徴とするフィラメントのサポート
   構造。
2. 【請求項２】 少なくともいずれかの端部側に融
   着部材が取着され、融着部材設置部分以外の部分にフィ
   ラメント保持部が形成されるサポートと、前記フィラメ
   ント保持部にてサポートが遊嵌状にて吊り下げられるフ
   ィラメントとで構成されるサポート組込フィラメント
   と、外囲器とを用意し、サポートを吊り下げた状態でフ
   ィラメントを外囲器内に挿入し、サポートに取り付けた
   融着部材を加熱して外囲器の内周面に融着する事を特徴
   とするフィラメントのサポートの取付方法。