KR20080081340A - 방전 램프, 방전 램프 제조 방법, 및 핀칭 또는 롤-온블록들 - Google Patents

방전 램프, 방전 램프 제조 방법, 및 핀칭 또는 롤-온블록들 Download PDF

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Abstract

적어도 2개의 관 또는 전구를 포함하는 방전 램프를 제조하기 위한 방법이 개시된다. 이 램프는 특히, 예를 들어, 차량의 헤드 램프용 HID(high-intensity discharge)이며, 아크 방전 챔버(chamber)를 둘러싸기(enclosing) 위한 내부 관(tube) 또는 전구, 및 내부 관 또는 전구를 밀봉하여(sealingly) 둘러싸기 위한 외부 관 또는 전구(30)을 포함하는데, 이 외부 관 또는 전구(30)의 내부 볼륨은 이 두 관들의 굴대형 단부 중 적어도 하나의 고정(fixation)을 위한 적어도 하나의 2단계 핀칭 및/또는 롤-온 공정을 이용하여 쉽고 확실한 방식으로 배기되어 있거나 기체로 채워져 있으며, 제1 단계에서 고정이 외부 관(30)의 내부 볼륨과 내부 관 또는 전구의 굴대형 단부(8)의 외부 간에 적어도 거의 램프의 굴대(axial) 방향으로 작동하는(run) 관통로(20)가 남도록 수행되고 이 관통로를 통해 내부 볼륨이 배기 및/또는 기체로 채워지게 되고, 제2 단계에서 이 관통로가 제2 핀칭 또는 롤-온 공정을 수행함으로써 밀봉 폐쇄된다.
방전 램프, HID, 차량용 램프

Description

방전 램프, 방전 램프 제조 방법, 및 핀칭 또는 롤-온 블록들{METHOD FOR MANUFACTORING A DOUBLE TUBE DISCHARGE LAMP}
본 발명은 적어도 방전 챔버(chamber)(방전 용기(vessel))를 둘러싸는 제1 내부 관(tube)(또는 전구), 및 배기되어 있거나 기체로 채워져 있는 내부 볼륨 및 제1 내부 관을 밀봉하여(sealingly) 둘러싸는 제2 외부 관(또는 전구)을 포함하는 방전 램프, 특히 HID(high-intensity discharge) 램프 특히, 자동차의 헤드 램프용 방전 램프를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
2중 관 방전 램프를 제공하는 것은 몇 가지 이점 및 이유를 가질 수 있다. 램프의 효율성을 향상시킬 수 있는 방전 기체를 둘러싸는 내부 전구의 열적인 절연(thermal insulation)과는 별개로, 외부 전구는 내부 전구를 기계적으로 보호할 수 있고 주변으로부터의 오염물질이 내부 전구의 뜨거운 부분(버너)에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 외부 전구의 또 다른 목적은. 특히, 합성 또는 기타 UV 민감성 재료가 있는 경우 UV 방사열로부터 램프의 주변을 보호하기 위하여 방출된 방사열을 필터링하는(filtering) 것일 수 있다.
특히 이러한 자동차용 램프에서는, 제2 외부 관의 내부 볼륨은 기체(또는 공기)로 채워진다. 그러나, 램프 제조 시에 외부 관을 가열하고 폐쇄하는 공정에 의 하여, 그 기체는 상당량의 수증기를 포함할 수 있다. 또한, 기체의 압력은 가열 공정의 설정에 따라 다를 수 있기 때문에 정해져 있지 않다. 이들 요인은 바람직하지 않다고 여겨지며, 예를 들면, 메인터넌스(maintenance), 광선속(luminous flux), 등과 같은 램프 특징에 있어서의 추가적인 확산으로 이어질 수 있다. 결과적으로, 외부 관 내에 채워지는 기체의 압력뿐만 아니라 조성을 조절하는 것이 바람직하다.
US 2004/0253897A1은 내부 관의 굴대형 밀봉부를 연장하는 소매 형상(sleeve like) 연장부로의 레이저에 의해 횡단 펌핑 홀(transversal pumping hole)이 생성되는 2중 관 방전 램프를 제조하기 위한 방법을 개시한다. 램프의 외부 관은, 이 펌핑 홀을 포함하는 연장부에서, 외부 관과 내부 관 사이의 공간에서 이 홀이 개방되어 있는 상태를 유지하도록 적절히 성형된(shaped) 롤(roll)에 의해 고정된다(fixed). 소매 형상 연장부의 굴대형의 개방 단부에 맞추어지는(fix) 펌핑 및 채움 시스템(a pumping and filling system)에 의해, 외부 관과 내부 관 사이의 공기는 연장부의 내부 볼륨과 펌핑 홀을 통해 펌핑하여 배출될(pumped out) 수 있다. 이 과정 이후에, 펌핑 홀은, 예를 들면, 다른 가열 및 롤링 공정에 의해 또는 압력을 줄인 국소적 가열 이후 홀 안으로 떨어지는(drop) 재료에 의해 폐쇠된다.
그러나, 소매 형상의 연장부를 제공하고 내부 관의 인접하는 밀봉부 근처에 있는 연장부로 횡단용 펌핑 홀을 생성하는 것은, 예를 들면, 홀을 생성할 때 과도한 국소적인 온도 차이에 의한 파손에 의해 연장부 및/또는 밀봉부를 손상시키는 위험을 유도하기 때문에 바람직하지 않은 것으로 여겨진다.
본 발명의 기초가 되는 목적은 보다 쉬운 방식으로 및/또는 램프의 일부를 손상하는 위험을 상당히 줄이면서 수행될 수 있는 상술한 2중 관 방전 램프를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
또한, 상술한 바와 같이 외부 관의 채움 및 폐쇄 공정을 효율적이고 쉽게 할 수 있게 하는 2중 관 방전 램프를 제조하기 위한 방법이 제공되어야 한다.
이 목적은 청구항 제1항에 따라
적어도 하나의 제1 내부 관, 및 내부 볼륨과 내부 관을 둘러싸는 제2 외부 관을 포함하는 방전 램프를 제조하는 방법에 의해서 해결되는데, 이 방법은 2개의 관의, 굴대형의(axial) 양단부 중 적어도 하나의 고정(fixation)을 위한 적어도 하나의 2-단계인 핀칭 및/또는 롤-온 공정을 포함하고, 제1 단계에서 고정이 제2 외부 관의 내부 볼륨과 램프의 외부 간에 적어도 거의 램프의 굴대(axial) 방향으로 작동하는(run) 관통로(passage)가 남도록 수행되고 이 관통로를 통해 내부 볼륨이 비워지고/거나 기체로 채워지게 되고, 제2 단계에서 이 관통로가 제2 핀칭 또는 롤-온 공정을 수행함으로써 밀봉하여 폐쇄된다.
이 방법은 램프의 어느 부분에도 추가적인 홀이 생성될 필요가 없어서 이에 따라 이러한 홀을 생성함에 의한 램프 손상의 위험 또한 없어진다는 이점을 가진다. 또한, 필요한 기체 혼합물로 외부 관을 채우는 단순한 방식도 이용가능하다.
종속 청구항은 본 발명의 바람직한 실시예를 개시한다.
청구항 제2항 내지 청구항 제5항은 제1 단계와 제2 단계가 어떻게 바람직하게 수행되는 방법을 개시한다.
청구항 제6항은 외부 관의 내부 볼륨을 채우는 바람직한 단계에 관련한 것이다.
청구항 제7항 및 제8항은 관통로를 폐쇄하기 위한 바람직한 단계들을 개시한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는, 적어도 제1 내부 관 및, 이 내부 관과 내부 볼륨을 둘러싸는 제2 내부 관을 포함하는 방전 램프에 관한 것이다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 또한 핀칭 또는 롤-온 공정을 수행하기 위한 핀칭 또는 롤-온 블록들에 관한 것으로, 이 핀칭 또는 롤-온 블록들은 핀칭 또는 롤-온 블록들의 절반들로 그 면적이 비대칭적으로 연장되는 개구를 포함하며, 특히 본 발명에 따른 방법에서 이용되기 위한 것이다.
본 발명의 보다 상세한 특징 및 이점은 도면에 관련된 본 발명의 바람직하고 예시적인 실시예의 이하 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 2중 관 방전 램프의 주요부의 개략적인 세로 단면도.
도 2는 종래 기술의 핀칭 블록들의 개략적인 단면도.
도 3은 2중 관 방전 램프의 제1 굴대형 단부의 단면도.
도 4는 2중 관 방전 램프의 제2 굴대형 단부의 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 제1 핀칭 블록들의 개략적인 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 제2 핀칭 블록들의 개략적인 단면도.
도 1은 제1 내부 관(1) 및 이 제1 내부 관(1)을 둘러싸는 제2 외부 관(30)을 포함하는 2중 관 방전 램프의 주요부의 세로 단면을 개략적으로 도시한다.
제1 내부 관은 방전 기체를 포함하는 방전 챔버(chamber)(2)를 둘러싸고 있다. 방전 챔버 내로 연장되는 제1 및 제2 전극(3, 4)의 대향하는 단부들 사이에는 기체 방전 아크(arc)가 일어난다.
제2 외부 관(30)은 바람직하게는 기체 또는 건조한 공기로 채워지거나, 또는 배기되어 있는 내부 볼륨(volume)(31)을 밀봉하여(sealingly) 둘러싼다. 또한, 제2 외부 관(30)은 제1 내부 관(1) 뿐만 아니라, 이 제1 내부 관(1)의 제1 및 제2 굴대형(axial) 밀봉부(5, 6) 및 각각이 제1 및 제2 밀봉부(5, 6)에서 굴대형상으로, 제2 외부 관(30)의 내부 볼륨(31)을 통해 램프의 외부로 연장되는 제1 및 제2 굴대형 연장부(7, 8)를 둘러싼다.
제1 및 제2 전극(3, 4)은 각각, 제1 및 제2 밀봉부(5, 6)를 통해 연장되고, 공지된 방식으로 (표시되지 않은) 외부 전원에 접속되기 위해 각각이, 제1 및 제2 연장부(7, 8)를 통해 램프의 외부로 각각 피딩(feed)되는 제1 및 제2 도체(11, 12)의 제1 및 제2 포일(foil)(9, 10)을 통해 접속된다.
이러한 램프를 제조할 때, 제1 내부 관(1)은 제1 내부 관(1)의 양쪽의 굴대형 단부를 밀봉 폐쇄하여 그 밀봉부(5, 6) 내부의 전극(3, 4)을 각각 포일(9, 10)을 지나서, 도체들(11, 12)로 접속하기 위해 가열과 핀칭(pinching) 공정 및/또는 가열과 롤-온(roll-on) 공정에 의해 준비된다. 세로(longitudinal) 개구(52)를 둘러싸는 관련 핀칭 블록(50, 51)은, 밀봉부(5, 6)에서의, 제1 및 제2 핀칭(또는 롤-온) 영역(P1, P2)을 해당 평면도로 얻을 수 있는 도 2의 단면도로 개략적으로 도시된다.
그 다음 제1 내부 관(1)은 적절한 형태 및 크기(dimension)를 가지고(예를 들면, 원통), 제1 및 제2 굴대형 단부를 포함하는 제2 외부 관(30) 내로 도입된다.
램프의 제1 굴대형 단부에서, 제2 외부 관(30)의 제1 단부는 공지된 방식으로 제3 핀칭 또는 롤-온 영역(P3)을 획득하기 위한 다른 가열과 핀칭 공정 및/또는 가열과 롤-온 공정에 의해 내부 관(1)의 제1 연장부(7)에 밀봉하여 붙여진다(fasten). 도 3은 제2 외부 관(30)의 제1 단부가 제1 연장부(7)를 밀봉하여 둘러싸고, 이 연장부(7)를 통하여 제1 도체(11)가 램프의 외부로 연장되는 것을 나타내는, 도 1의 A-A선을 따라 자른 단면을 개략적으로 도시한다.
이와 대향하는 램프의 제2 굴대형 단부에서는, 제2 외부 관(30)의 제2 단부가 2개의 순차적인 단계로 제4 핀칭 또는 롤-온 영역(P4)에서 수행되는 가열과 핀칭 공정 및/또는 가열과 롤-온 공정에 의해 제2 연장부(8)에 밀봉하여 붙여진다.
이러한 제1 단계에서, 붙이거나 고정하는 공정은 제2 외부 관(30)의 제2 단부와 제2 연장부(8) 간의 관통로(passage) 또는 홀(20)이 개방된 상태를 유지하고 램프의 외부로부터 내부 볼륨(31)까지 적어도 거의 굴대형 방향으로 연장되도록 수행된다.
이러한 홀(20)은 (홀(20)은 도시되지 않은) 도 1의 B-B 선을 따라 자른 도 4 의 단면도에 개략적으로 나타나며, 예를 들면, 평면(flat section) 형태를 가진다. 홀(20)은 바람직하게는 도 5의 단면도에 개략적으로 도시된, 제1 핀칭 블록의 절반들에 대하여 비대칭적으로 연장되는 개구(20a)를 둘러싸는 제1 변형되거나 연장된 핀칭 블록(53, 54)에 의해 수행되는 롤-온 공정에 의해 생성되어, 이 롤-온에 의해, 이 제1 핀칭 블록(53, 54)이 제2 연장부(8) 주변의 제2 외부 관(30)의 제2 단부를 완전히 폐쇄하는 것이 아니라 두 개구들 간의 홀(20)을 남겨두도록 한다.
이를 달성하기 위하여, 개구(20a)가 그 면적에 있어 제1 핀칭 블록들의 제1 절반(53)과 제2 절반(54)에 비대칭으로 도입되도록 제1 핀칭 블록들이 형성된다. 도 5에 나타난 바와 같이, 제1 절반(53)은 제2 절반(54)보다 더 면적이 작은 개구(20a)를 포함한다.
바람직하게는, 모두가 도 4에 따른 전부 적어도 거의 원형 단면을 가지는 제4 핀칭 영역(P4)이 획득되도록 하는 개구를 가지는 제1 핀칭 블록들(53, 54)이 이용된다.
홀(20)의 원하는 단면 형태 및 크기를 획득하기 위하여 개구(20a)의 단면 형태는 제2 연장부(8)의 단면과는 독립적으로 선택되는 것이 바람직하다. 특히 제2 연장부(8)가 인접한 제2 밀봉부(6)의 가열과 핀칭 공정 및/또는 가열과 롤-온 공정에 의해 형성되거나 미리 형성된 경우, 원하는 형태 및 크기의 홀(20) 단면을 확실하게 얻을 수 있다.
그 다음, 내부 볼륨(31)이 배기되고 예를 들면 홀(20)을 통해 원하는 기체 혼합물 또는 바람직하게는 건조 공기로 채워진다.
이를 달성하기 위하여, 램프는 수문(sluice)으로 도입되는 것이 바람직하다. 이 수문을 배기함으로써, 외부 관(30)의 내부 볼륨(31) 또한 배기된다. 그 다음 램프는 이 수문으로부터 정해진 압력으로 원하는 기체 혼합물을 포함하는 챔버로 운반되어, 기체가 외부 관(30)의 내부 볼륨(31)으로 들어가게 한다. 외부 관(30)의 내부 볼륨(31) 내의 기체 혼합물 및 그 압력을 유지하기 위하여, 램프는 홀(20)이 폐쇄될 때까지 챔버 안에 유지되는 것이 바람직하다. 이 챔버 안에서는, 외부 관(30)이 이제 제2 단계인 가열과 핀칭 공정 및/또는 가열과 롤-온 공정에 의해 완전히 폐쇄된다.
이 제2 단계에서, 홀(20)은 바람직하게는 도 6의 단면도로 개략적으로 도시한 개구(57)를 가지는 제2 핀칭 블록들(55, 56)에 의해 수행되는 롤-온 공정(특히 제3 핀칭 또는 롤-온 영역(P3)에서의 핀칭 공정 및/또는 롤-온 공정에 이용되었던 통상적인 롤-온 장비)에 의해 밀봉하여 폐쇄되어, 이 국소적인 가열과 롤-온(또는 가열과 핀칭)에 의하여, 홀(20)도 밀봉하여 폐쇄되도록 제2 외부 관(30)의 제2 단부가 제2 확장부(8) 주변에서 완전히 폐쇄되도록 하여, 제4 핀칭 또는 롤-온 영역(P4)이 완성된다.
이 제2 단계에 대한 설정은 홀(20)을 폐쇄하기에 충분하지만 램프의 온도를 최소값이 넘을 정도로 올리지 않는 양의 에너지만 롤-온 영역에 피딩되도록 적응시키는 것이 바람직하다. 이를 달성하기 위해, 바람직하게는 레이저 또는 플라즈마 버너(plasma burner)가 이 제2 단계의 열원으로서 이용된다.

Claims (10)

  1. 적어도 제1 내부 관(tube), 및 내부 볼륨과 상기 내부 관을 둘러싸는 제2 외부 관을 포함하는 방전 램프를 제조하는 방법으로서,
    상기 2개의 관의, 굴대형의(axial) 양단부 중 적어도 하나의 고정(fixation)을 위한 적어도 하나의 2-단계 핀칭(pinching) 및/또는 롤-온(roll-on) 공정을 포함하고,
    제1 단계에서 상기 고정은, 상기 제2 외부 관의 내부 볼륨과 상기 램프의 외부 사이에 적어도 거의 상기 램프의 거의 굴대(axial) 방향으로 통하는 관통로(passage)가 남아 있도록 수행되고, 상기 관통로를 통해 상기 내부 볼륨이 배기 및/또는 기체로 채워지게 되고, 제2 단계에서 상기 관통로가 제2 핀칭 또는 롤-온 공정을 수행함으로써 밀봉 폐쇄되는 방전 램프 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계는 그 면적이 블록의 절반들로 비대칭적으로 연장되는 개구를 둘러싸는 제1 핀칭 또는 롤-온 블록들에 의해 수행되는 방전 램프 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계는 그 면적이 블록의 절반들로 대칭으로 연장되는 개구를 둘러싸는 제2 핀칭 또는 롤-온 블록에 의해 수행되는 방전 램프 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계는 핀칭 공정인 방전 램프 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계는 롤-온 공정인 방전 램프 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계 이후에 상기 램프는 상기 내부 볼륨을 배기 및/또는 상기 내부 볼륨을 기체로 채운 다음 상기 관통로를 폐쇄하기 위하여 상기 제2 단계를 수행하기 위한 챔버(chamber)에 도입되는 방전 램프 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단계에서 상기 관통로를 확실히 폐쇄하기 위해 필요한 만큼만 롤-온 영역에 열을 가하는 방전 램프 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 열은 레이저 또는 플라즈마 버너(plasma burner)에 의해 가해지는 방전 램프 제조 방법.
  9. 적어도 내부 관(1) 및 상기 내부 관(1)과 내부 볼륨(31)을 둘러싸는 제2 외부 관(30)을 포함하는 방전 램프로서,
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 방전 램프.
  10. 핀칭 또는 롤-온 공정을 수행하기 위한 핀칭 또는 롤-온 블록들로서,
    그 면적이 상기 핀칭 또는 롤-온 블록들(53; 54)의 절반들로 비대칭적으로 연장되는 개구(20a)를 포함하고,
    특히 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 이용되는 핀칭 또는 롤-온 블록들.
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