KR100430637B1 - 전기램프 - Google Patents

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Abstract

전기 램프는 전기소자 (3) 가 수용된 램프 용기 (1) 를 가지며, 램프 용기로부터 도출된 전류도체 (4) 에 접속된다. 하나 이상의 전류도체 (4) 가, 전류도체 (4) 가 비틀어져 있는 영역에 고형화된 용융물의 길이방향 부분 (5) 을 갖는다. 전류도체가 비틀어져 있으므로, 전기소자 (3) 가 램프 용기 (1) 내에 정렬된다. 예를 들어, 완성된 램프내에서 레이저에 의해 전류도체 (4) 를 용융함으로써 램프를 얻을 수 있다.

Description

전기 램프 {ELECTRIC LAMP}
이러한 전기 램프는 EP-A 0 618 609 (PHN 14.426) 로부터 공지된다.
공지의 램프는 램프 용기에 단단하게 접속되어 있는 램프 캡을 가지며, 램프 용기내의 축상에 배치되고 램프 캡의 기준점에 대하여 소정의 위치를 갖는 전기소자로서 백열체를 갖는다. 이 위치는, 램프 캡이 기준점을 포함한 제 1 부분과 램프 용기에 고정된, 하나 이상의 부분으로 이루어짐으로써 성취된다. 제 1 부분은, 초기에는 이동가능하고 백열체가 램프 용기의 이동을 통해 소망의 위치에 배치된 후에는 고정되는 접합부를 통해 제 2 부분에 접속된다. 이 램프는 광학 시스템, 예를 들어, 차량 헤드라이트에 사용될 수 있다.
분할된 램프 캡이 램프 캡의 기준점에 대한 위치에 전기소자를 유지하는 2 개의 고정된 접합부를 갖는, 캡이 있는 (capped) 전기 램프는 US-A-5,115,381 에서공지되었다.
전기소자가 이온화 가능한 매체내의 한쌍의 전극이고, 한쌍의 전극이 램프 용기의 이동을 통해 반사기의 기준에 대하여 정렬된 후에 그 램프 용기가, 예를 들어, 반사기에 시멘트로 고정된, 전기 램프는 EP-A-0 595 412 에서 공지되었다.
전기소자가 이온화 가능한 매체내의 한쌍의 전극이고, 그 램프 용기가 램프 캡에 단단하게 고정된, 전기 램프는 US-A-5,216,319 에서 공지되었다. 램프 용기와 함께 한쌍의 전극은 미리 변위되어 한쌍의 전극이 램프 캡의 기준에 대하여 소정의 위치에 있도록 한다. 이 램프는 차량의 헤드라이트에 사용되기에 적합하다. 이러한 램프는 US-A-5,378,958, US-A-5,412,275, EP-A-0 570 068 (PHN 14.063), EP-A-0 576 071 (PHN 14.090), EP-A-0 581 354 (PHN 14.128), EP-A-0 579 313 (PHN 14.133) 및 EP-A-0 658 920 (PHN 14.693) 에도 공지되어 있고, 선출원 EP 94 20 13 18.6 (PHN 14.852), EP 94 20 14 16.8 (PHN 14.863), EP 94 20 32 76.4 (PHN 15.094), EP 94 20 37 50.8 (PHN 15.148), EP 95 20 11 07.0 (PHN 15.305) 및 EP 95 20 11 50.0 (PHN 15.311) 에 설명되어 있다.
본 발명은 진공밀 (vacuumtight) 방법으로 밀폐되고 축을 갖는 광전송 램프 용기;
램프 용기내에 배열된 전기소자; 및
전기소자와 접속되고, 램프 용기로부터 외부로 도출된 전류도체를 포함하는 전기 램프에 관한 것이다.
본 발명에 의한 전기 램프의 실시예가 다음의 도면에 도시되어 있다.
도 1 은 백열 램프의 측면도.
도 2 는 도 1 의 상세도.
도 3 은 방전 램프의 측면도.
도 4 는 다른 백열 램프의 측면도.
바람직한 실시예의 상세한 설명
도 1 의 전기 램프에는, 경유리로 이루어지고 진공밀 방식으로 밀폐되고 축 (2) 을 갖는 광전송 램프 용기 (1) 가 설치되어 있다. 도면에는 감겨진 코일의 백열체인 전기소자 (3) 가 램프 용기내에 배열되어 있다. 전기소자 (3) 에 접속된 전류도체 (4) 는 램프 용기 (1) 로부터 외부로 돌출되어 있다. 램프 용기는 불활성 가스, 예를 들어, 브롬화 수소로 구성된 Xe/N2가 채워져 있다.
하나 이상의 전류도체 (4) 가 램프 용기 (1) 내에 고형화된 용융물의 길이방향 부분 (5) 을 가진다. 전류도체는 상기 길이방향 부분 (5) 의 영역에서 비틀어져 있다.
본 도면에서는 2 개의 전류도체 (4) 모두가 전류도체가 비틀어져 있는 영역에 고형화된 용융물의 길이방향 부분 (5) 을 갖는다.
백열체는 램프 용기내에서 축방향으로 배치된다. 램프 용기 (1) 는 IR반사 필터 (6) 로 코팅된 타원형의 외부 표면을 갖는다. 백열체는 램프 용기의 축 (2) 과 거의 일치하는 타원형의 주축을 둘러싼다. 도면의 필터 (6) 는 SiO2및 Nb2O5의 교대층 (alternating layers) 으로 이루어진다. 그러나, 다른 방법으로, 필터는 Si3N4또는 Ta2O5등의 비교적 높은 반사율을 갖는 물질로 실현될 수 있다. 또한, SiOxNy층 등의 중간 굴절율 층이 필터에 포함될 수도 있다.
도 1 과 도 2 에 있어서, 전류도체 (4) 각각은 램프 용기 (1) 내에 구부러진 몰리브덴 와이어 (4a) 를 구비한다. 그 결과, 전류도체 부분 (4c) 의 주위에 폴드 (fold ; 4b) 를 확실하게 고정한다. 부분 (4c) 은 몰리브덴 코일링축 (coiling mandrel) 이 존재하는 단코일 (sc) 텅스텐 와이어이다. 4c 의 단부, 전류도체 (4) 의 길이방향 부분 (5) 은 필터 (6) 에 대하여 백열체가 중심에 위치하도록 레이저 펄스에 의해 용융된다. 전류도체 (4) 는 실질적으로 길이방향 부분 (5) 과 백열체 사이에 몰리브덴 코일링축없이 단코일 텅스텐 와이어로 이루어진다. 도시한 실시예에 있어서, 부분 (4c, 4d) 은 백열체와 일체로 되어 있다. 그러나, 도시된 램프에 있어서, 길이방향 부분 (5) 은 몰리브덴 와이어 (4a) 상에, 예를 들어, 축 (2) 과 평행한 부분상에 놓이도록 선택될 수 있다.
램프 용기를 가스 충전하고 진공밀시키도록 밀폐한 후에, 백열체는 도시된 램프의 램프 용기 (1) 의 외부 표면에 대하여, 즉, 후에 설치될 필터 (6) 에 대하여 정렬된다.
백열체는 60 ㎛ 의 텅스텐 와이어로 권취된다. 1 차 권선은 150 ㎛ 의몰리브덴 코일링축상에 형성된다. 백열체는 대향하는 방향으로 양단부의 소망의 위치로부터 1 mm 떨어져 있다. 램프가 점화되고 110 V 에서 60 W 를 소비한다. 백열체 둘레에 자계가 인가된다. 10 ms 동안 Nd-YAG 레이저로 길이방향 부분 (5) 에 2 J 의 에너지를 갖는 펄스를 인가한다. 그러면, 백열체가 그 정렬 위치에 배치된다.
도 3 에 도시된 램프는, 내부에 한쌍의 전극이 축방향으로 배열되어 전기소자 (13) 를 형성하며 축 (12) 을 갖는 석영 유리 램프 용기 (11) 를 갖는다. 전류 도체 (14) 는 각각 포일 (14b) 이 용접된 몰리브덴 외부 도체 (14a) 를 구비한다. 거기에 텅스텐 내부도체 (14c) 가 용접되고, 그 자유단에 전극쌍 (13) 의 전극을 형성한다. 램프는 기준 위치 (21) 를 갖는 램프 캡 (20) 을 갖는다. 전류도체 중 하나는 전류 IYC 도체가 비틀어져 있는 곳에 고형화된 용융물의 길이방향 부분 (15) 을 갖는다. 동작하는 동안 그 단면이 방전 아크의 인가점이 되는 방식으로 축 (12) 상에 전극을 놓는다. 다른 전극은 램프 제조시 상기 축상에 이미 배치되어 있다. 전극쌍은 이미 램프 용기내에 축방향으로 배열되어 있으므로, 전극 (13) 쌍에서 기준 위치까지의 거리는 램프 캡 (20) 을 장착하는 동안 조절된다.
도 4 에서, 전류도체 (24) 는 각각 석영 유리 램프 용기 (21) 로부터 외부로 도출한 몰리브덴 와이어 (24a), 유리내에 삽입된 몰리브덴 포일 (24b), 및 램프 용기로 들어가고 백열체 (23) 에 용접된 텅스텐 와이어 (24c) 를 구비한다. 도면에서 250 ㎛ 두께의 와이어 (24c) 는 이 부분 물질의 고형화된 용융물인 길이방향부분을 포함한다. 전류도체 (24) 는 백열체 (23) 가 관형상 (tubular) 램프 용기내의 축 (22) 상에 중심이 맞추어지도록 비틀어져 있다.
전기 램프가 광학 시스템에 사용되는 경우에는, 전기소자의 정확한 위치가 요구된다. 정확성의 정도는 시스템상에 부과되는 필수요소에 따른다. 램프를 제조하는 동안 전기소자가 정렬될 수 있어야 하는 정도는 시스템의 필수요소에 부분적으로 좌우되며, 전기소자가 램프 용기에 대하여 배치되는 정확성에 부분적으로 좌우된다. 전기소자는 램프 용기 축을 가로지르거나 평행하거나, 또는 동축일 수 있다.
높은 정확도로 전기소자를 램프 용기내에 배치함에도 불구하고, 장착하는 동안, 예를 들어, 램프 캡내에 장착하는 동안, 많은 램프 형태에 여전히 미세 조정이 필요하다. 이 미세 조정은, 램프 캡까지의 거리, 즉, 램프 용기가 램프 캡으로 돌출하는 깊이와 관련된 램프 용기의 축방향으로의 조절에 관련될 뿐만 아니라 램프 용기의 축을 가로지르는 방향의 조절에도 관련된다.
공지의 램프는 전기 소자가 축을 가로지르는 방향으로 램프 용기의 소정 위치를 차지하지 않는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 전기소자가 축을 가로지르는 방향으로 램프 용기내의 소정 위치를 차지하는 첫문단에 서술된 종류의 전기램프를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이 목적은 하나 이상의 전류도체가, 램프 용기내의 전류도체가 비틀어져 있는 영역에 고형화된 용융물의 길이방향 부분 (longitudinal portion) 을 갖는 것에 의해 달성된다.
레이저, 예를 들어, Nd-YAG 레이저를 사용함으로써, 본 발명에 따른 램프를 얻을 수 있다. 램프 용기는 미리 밀폐될 수 있으며, 밀폐하는 동안 충전재가 공급될 수 있다. 전기소자가 램프 용기내의 부정확한 위치에 위치하도록 배치된 전류도체에 단기간동안 램프 용기 벽을 통해 레이저를 방사함으로써, 길이방향 부분이 전류도체내에서 용융되어 구부러지고 비틀어지는 결과를 통해, 전기소자를 램프 용기내에 위치시킨다. 고형화된 용융물은 도체가 형성된 와이어를 형성하는 동안 형성된 인출선이 없는 평활한 평면으로부터 인식할 수 있다. 통상, 도체의 표면도 이 점에서 어느 정도 볼록하다.
휨력 (bending force) 은 중력일 수 있다. 용융물이 형성되기 전에, 램프 용기를 회전시켜 관련된 전류도체가 초기에 전기소자와 접속된 부분을 갖는 최종 위치에 있도록 한다. 다른 방법으로, 램프 용기를 통해 전류를 통과시킬 수 있고, 예를 들어, 코일을 이용해 램프 용기 주위에 자계를 인가할 수 있다. 용융물이 형성될 때, 로렌쯔힘은 결합된 전류도체의 접합부를 갖는 전기소자를 새로운 정렬 위치로 이동시킨다.
레이저 펄스의 에너지와 존속 기간은 전류도체의 크기, 전기소자의 질량, 오정렬 (misalignment) 의 정도에 의존하여 설정된다. 당업자는 작은 일련의 테스트로써, 소정 형태의 전기 램프용 전기소자의 위치를 지정하기 위한 조건을 결정할 수 있다.
전기소자의 소정 정렬 위치를 성취하기 위하여 각각의 램프가 연속될 필요가 있다면, 2 개의 전류도체 모두가 전류도체가 비틀어져 있는 영역에 고형화된 용융물의 길이방향 부분을 갖는다.
전기소자는 램프 용기축에 횡방향으로 배치될 수 있지만, 많은 램프 형태에 있어서 전기소자는 램프 용기의 축방향으로 배열되는 것이 바람직하다. 전기소자는 이온화가능한 매체내의 한쌍의 전극일 수도 있고, 또는, 예를 들어, 할로겐 또는 할로겐화 수소 등의 할로겐 화합물을 구비하는 불활성 가스내의 백열체일 수 있다.
램프 용기에 대하여 정렬된 전기소자의 위치는 램프 용기가 고정되는 동안,램프 캡의 기준점에 대하여 간단한 방법으로 정확하게, 전기소자의 위치를 용이하게 지정할 수 있게 한다. 그러나, 상기 정확한 위치지정 없이도 전기소자와 기준점 사이의 2 개의 접합부 또한 정확성을 위한 해결책을 제공한다.
그러나, 램프 용기의 외부 표면이 IR-반사 필터를 갖는 외부 표면에 코팅되었거나 코팅되어야 하고 전기소자가 백열체인 경우와 같이, 전기소자가 램프 캡에 대해서 뿐만 아니라 램프 용기 자체에 대해서도 정렬되어야 할 경우에, 본 발명은 특히 중요하다. 이러한 광전송 IR-반사 필터는, 백열체를 소정 온도로 유지하기 위해 공급해야 할 에너지가 작아지기 때문에, 백열체상에 IR 방사를 되돌려 램프의 에너지 소비를 감소시킨다는 목적을 갖는다. 그러나, 반사는 항상 불완전하다. 방사를 100% 반사하는 물질은 없다. 따라서, 반사된 IR 방사가 백열체를 실제로 직접 때러, 후에 추가적인 불완전 반사가 없도록 하는 것이 중요하다. 이러한 목적을 위하여 백열체는 램프 용기 자체내, 필터내에 정확하게 위치되어야 한다.
램프 용기는, 예를 들어, 경유리 또는, 예를 들어, 96 중량% 이상의 SiO2를 갖는 유리로 이루어지거나, 다른 방법으로, 예를 들어, 소결된 알루미나 등의 세라믹 물질로 이루어진다.
램프 용기를 진공밀하거나 진공밀되지 않은 외부 엔벌로프로 둘러쌀 수 있다. 외부 엔벌로프는 오목 반사, 예를 들어, 반사표면을 갖는 반사기일 수 있다. 반사기 본체는 유리판 또는 렌즈로 밀폐될 수 있고 램프 캡을 지지할 수있다.
전류도체는 각각 하나의 본체일 수 있고, 예를 들어, 램프 용기의 외부로부터 벽을 통해서 램프 용기 내부의 전기소자까지 연장되는 와이어일 수 있다. 램프 용기 내부의 전류도체 단부는 방전 아크 (discharge arc) 를 적용하는 지점일 수 있고 하나의 전극을 형성할 수 있다. 전류도체는, 예를 들어, 상기 단부 또는 그 인접한 곳에 도체를 둘러싸는 와이어, 예를 들어, 텅스텐 와이어의 코일링을 가질 수 있다.
전류도체는 복합체로 대체될 수 있다. 많은 램프 형태에 있어서, 예를 들어, 석영 유리 램프 용기를 갖는 램프에 있어서, 전류도체는 램프 용기 외부의 몰리브덴 와이어, 램프 용기 벽내의 금속박, 및 상기 박으로부터 램프 용기 내부로 연장되는, 예를 들어, 텅스텐인 내부 와이어를 포함한다. 내부 와이어는 전기소자에 직접 접속될 수 있거나, 이 와이어의 단부는 전기소자의 전극을 형성할 수 있다.
내부 와이어 또는 램프 용기의 외부로부터 내부로 연장되는 와이어는, 백열체와 일체이고, 예를 들어, 나사선형으로 감길 수 있으며, 예를 들어, 텅스텐 또는 몰리브덴으로 이루어진, 내부에 수용된 와이어에 의해 단락될 수 있는, 와이어에 접속될 수 있다. 고형화된 용융물에 의해 형성된 내부 전류도체의 길이방향 부분은 램프 용기내의 전류도체의 임의의 부분일 수 있다.
IR 필터, 예를 들어, 간섭 필터로 코팅된 램프 용기는 원통형 또는 타원형 표면 및 그 표면과 동심원인 원통형 백열체를 가질 수 있다. 백열체가 정렬되고 위치된 후, 이 필터를 설치하는 것이 바람직하다.

Claims (4)

  1. 진공밀 방법으로 밀폐되고 축 (2) 을 갖는 광전송 램프 용기 (1);
    상기 램프 용기 (1) 내에 배열된 전기소자 (3);
    상기 전기소자 (3) 에 접속되고 상기 램프 용기 (1) 로부터 외부로 도출한 전류도체 (4) 를 포함하는 전기 램프에 있어서,
    하나 이상의 상기 전류도체 (4) 는, 상기 램프 용기 (1) 내의 상기 전류도체 (4) 가 비틀어져 있는 영역에 고형화된 용융물의 길이방향 부분 (5) 을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류도체 양자는, 상기 전류도체가 비틀어져 있는 영역에 고형화된 용융물의 상기 길이방향 부분 (5) 을 갖는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전기소자 (3) 는 상기 램프 용기내에 축방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 전기 램프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 램프 용기 (1) 는 외부 표면에서 IR 반사 필터 (6) 로 코팅되고 상기전기소자 (3) 는 백열체인 것을 특징으로 하는 전기 램프.
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