JP3762437B2 - 電灯 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、気密に封止され、軸線を有する透明な電灯容器と、電灯容器中に配置された電気素子と、この電気素子に連結されて、前記電灯容器から外部に突出している電流導体とを有する電灯に関するものである。
【０００２】
このような電灯は、ＥＰ−Ａ０６１８６０９（特開平６−３０２３０３）により知られている。
この既知の電灯は、電灯容器にしっかりと連結された電灯キャップと、電気素子としての白熱体を有しており、この白熱体は電灯容器中で軸上に位置しており、電灯キャップ上の基準位置に対して予め決められた位置を有している。電灯キャップを複数の部分で構成し、第１の部分に基準点を設け、第２の部分を電灯容器に固着することにより位置決めが達成される。第１の部分は初期には移動可能で、電灯容器を変位させて白熱体を所望の位置に配置した後に、固着されるジョイントを介して第２の部分に連結される。この電灯は光学システム、例えば自動車のヘッドライトに使用することができる。
【０００３】
米国特許明細書５１１５３８１により公知であるキャップ付きの電灯では、その分離された電灯キャップの基準点に対応する所定位置に電気素子を保持する２個の固定されたジョイントを有している。
欧州特許出願公開明細書０５９４１２により知られている電灯では、その電気素子は電離可能な媒体中に配置された一対の電極であり、これらの電極対を電灯容器を変位させて反射器上の基準点に対して配列した後、電灯容器を、例えばセメントにより反射器内で固定している。
米国特許明細書５２１６３１９により知られている電灯では、この電気素子は、電離可能な媒体中に配置された一対の電極であり、電灯容器は、電灯キャップにしっかりと固着されている。電灯容器と電極対は、電灯キャップにある基準位置に対してて予め決められた位置に電極対が来るように予め変位される。この電灯は自動車のヘッドライト用に好適である。このような電灯は、また米国特許明細書５３７８９５８、米国特許明細書５４１２２７５、欧州特許明細書０５７００６８（特開平６−２０６４５）、欧州特許明細書０５７６０７１（特開平６−５２８３０）、欧州特許明細書０５８１３５４（特開平７−２８２７１９）、欧州特許明細書０５７９３１３、と及び欧州特許明細書０６５８９２０（特開平７−２１１２８６）により知られており、先の日の出願であるＥＰ９４２０１３１８．６と、ＥＰ９４２０１４１６．８（特開平９−５０１０１１）と、ＥＰ９４２０３２７６．４と、ＥＰ０４２０３７５０．８と、ＥＰ９５２０１１０７．０と、及びＥＰ９５２０１１５０．０（特願平８−５３３１５６）に記載されている。
【０００４】
電灯を光学システムにおいて使用する場合には、電気素子を正確に位置決めすることが特に望まれる。正確さの度合いは、そのシステムに課された必要性に依存する。電灯製造中に電気素子を整列させる程度は、部分的にはそのシステムに課された必要性により、部分的には電気素子が電灯容器に対して位置決めされる正確さに依存している。電気素子は電灯容器軸線に対して直交する方向にあるか、又はそれに平行であるか或いは同軸上とすることができる。
電気素子が電灯容器内に位置決めされるその正確度が高いにもかかわらず、多くのタイプの電灯においては、組立をする間、例えば電灯キャップ中に電灯を挿入する間に微調整を行うことが依然として必要である。この微調整は、この調整が電灯キャップまでの距離、すなわち電灯容器が電灯キャップへ進入している深さに関係する電灯容器の軸線方向における調整に関するだけでなく、電灯容器の軸線に対して直交する方向における調整にも関するものである。
【０００５】
電気素子が軸線に対して直交する方向において電灯容器中の予め決められた位置を占有しないのは、既知の電灯の欠点である。
本発明の目的は、明細書前文で説明した種類の電灯において、電気素子が軸線に対して直交する方向において電灯容器中の予め決められている位置を占有するようにした電球を提供することである。
【０００６】
本発明の電灯は、上述した目的を達成するために、前記電灯容器の内部で前記電気素子の少なくとも一方の端部に内部電流導体としての長手方向部分を設け、外部電流導体の連結部分に連結する前記長手方向部分の一方の端部部分から離れている側には溶解した後凝固して形成された溶解凝固長手方向部分を有し、この溶解凝固領域で長手方向部分がねじれていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明による電灯は、レーザ、例えばＮｄ−ＹＡＧを使用して製造できる。このレーザ使用中に電灯容器は、既に閉じられており、ガスで満たされていてもよい。電気素子を電灯容器内の正確な位置に位置決めできないような位置に配置された内部電流導体としての長手方向部分に、電灯容器壁を経て短時間レーザを照射すると、長手方向部分は溶解してその結果外部電流導体に対して曲りねじれる部分ができるが、これによって電気素子は電灯容器内の所望の位置に位置決めされる。この溶解、凝固は長手方向部分の電流導体を形成するワイヤの製造中にできる引き抜きによる線状きずが欠如して滑らかな表面になっていることから確認できる。又通常、長手方向部分の電流導体の表面は、この個所ではやや凸状である。
【０００８】
その曲げ力は重力による力とすることができる。その場合には溶解がなされる前に、電灯容器を回転させて、当該電流導体は、その一部が電気素子に連結される最終位置よりも最初は上方に位置させる。或いは又、電流を電灯容器を通って流し、磁界を例えばコイルによって電灯容器の回りに加えることもできる。溶解がなされると、関連する外部電流導体に連結された内部電流導体としての長手方向部分を有する電気素子は、ローレンツ力によってその新たな整列された位置に駆動される。
レーザパルスのエネルギー及びその持続期間は内部電流導体としての長手方向部分の寸法と、電気素子の質量と、配列されなかった度合とにより決定される。本技術における当業者は一連の簡単な試験を行うことによって、個々のタイプの電灯の電気素子を位置決めするための条件を決定することが可能である。
【０００９】
もし、一連の試験の結果、電気素子を予め決められた位置に整列させるため、電気素子の両側の端部に溶解後凝固させてねじりを与えた内部電流導体としての長手方向部分が必要な場合にはそのようにしてもよい。
【００１０】
電気素子は電灯容器軸線に対して直交する方向に位置決めされてもよいが、多くのタイプの電灯においては電気素子を電灯容器中で軸上に整列するのが好適である。電気素子は、電離可能な媒体中に配置された一対の電極とするか又は例えばハロゲンやハロゲン化水素のような化合物を有する不活性ガス中に配置された白熱体とすることができる。
【００１１】
電気素子は、電灯容器に対して整列されているので、電灯容器を電灯キャップに固着したままで電灯キャップ上の基準に対して簡単な手段により電気素子を正確に位置決めすることが容易となる。しかし、正確さの問題を解決するには、電気素子を電灯容器に対して正確に位置決めしない場合に、電気素子と基準点との間に２つのジョイントを設ける必要がある。
【００１２】
しかしながら、電灯の外表面に赤外反射フィルタをコートし、電気素子を白熱体とする場合のように、電気素子を電灯キャップではなく電灯容器に対して整列させるか、電灯キャップ及び電灯容器の双方に対して整列させる必要がある場合に本発明は特に重要である。このような可視光に対して透明で赤外光を反射するフィルタは、白熱体の上へ赤外線を立ち戻らせてその結果電灯のエネルギー消費を減少させる目的を有するが、その理由は白熱体を所望の温度に維持するのに供給されるエネルギーがより少なくて済むためである。しかしながら反射は通常不完全である。輻射線を１００％反射する材料は何もない。従って反射された赤外線が付加的な不完全な反射をすることなく白熱体に直接達することが重要である。この目的のためにはフィルタで囲まれた電灯容器内部において白熱体を正確に位置決めすることが重要である。
【００１３】
電灯容器は、ガラス製で、例えば硬質ガラスか或いは重量にして少なくとも９６％のＳｉＯ₂を含むガラスとすることができ、或いは又例えば焼結アルミナのようなセラミック材料製とすることもできる。
【００１４】
電灯容器を気密か或いはそうでない外容器で覆い囲むことができる。外容器は、凹形反射面例えば鏡面とすることもできる。反射体をガラスプレート或いはレンズでふさぎ、電灯キャップを支持することもできる。
【００１５】
電流導体は、各々一体であり、例えば電灯容器の外部から、その壁を通って電灯容器に入って電気素子まで延在する１本のワイヤとすることができる。外部電流導体の電灯容器内部における端部は、アーク放電の発生点であって、電極の一方を形成する。外部電流導体に連結する内部電流導体としての電気素子の長手方向部分の端部およびその近隣には、例えばタングステンワイヤをコイル状に巻回することもできる。
【００１６】
或いは又外部電流導体に連結する電気素子の内部電流導体としての長手方向部分を複合体とすることもできる。例えば石英ガラスの電灯容器を有するような多くのタイプの電灯において、電流導体は、電灯容器の外部に位置するモリデンワイヤと、電灯容器壁内に埋設された金属箔と、内部ワイヤとを有し、例えばこの内部ワイヤはタングステン製であって、前記金属箔から電灯容器内部に至るまで延在させる。内部ワイヤを電気素子の長手方向部分としてこの電気素子に直接連結するか或いはこのワイヤの端部で電気素子の長手方向部分として、電気素子の電極を構成することもできる。
【００１７】
或は又、内部ワイヤ又は電灯容器の外部から内部へ延在するワイヤを、白熱体と一体のワイヤに連結することもできる。このワイヤは、例えばらせん状に巻かれており、そこに収容されている、例えばタングステン或いはモリブデン製のワイヤにより短絡することもできる。溶解した後凝固することにより形成される内部電流導体の長手方向部分は電灯容器内部の電流導体のいかなる部分とすることもできる。
【００１８】
例えば干渉フィルタのような赤外線フィルタで覆われている電灯容器は、例えば円筒状か或いは楕円状の表面を有し、この表面と同心的な位置に円筒状の白熱体を設けることもできる。フィルタは白熱体を整列し位置決めした後に設けるのが好適である。
【００１９】
図１に示す電灯は、透明な電灯容器１を具え、図面に示した例では硬質ガラスからできている。この電灯容器は、気密に封止され、更に軸線２を有している。電灯容器中には電気素子３、即ち図示の例では二重コイル（ｃｃ）よりなる白熱体を配置する。電気素子３に連結された外部電流導体４は、電灯容器１から外部へ突出している。電灯容器内は、臭化水素を含む不活性ガス例えばＸｅ／Ｎ₂で満たされている。
【００２０】
外部電流導体４に連結する電気素子３の少なくとも一方の端部に内部電流導体としての長手方向部分５を設け、この長手方向部分５は電灯容器１内で溶解した後凝固して形成された溶解凝固領域を有する。電気素子３は、長手方向部分５の溶解凝固領域ではねじれている。
図示の例では、電気素子３の両側端部は、溶解した後凝固して形成された領域のある長手方向部分５を有し、その領域で、電気素子の長手方向部分がねじれている。
【００２１】
白熱体は電灯容器内で軸線上に位置している。電灯容器１は、赤外線反射フィルタ６で覆われている楕円状外表面を有する。白熱体は楕円の長軸を囲んでおり、長軸は電灯容器の軸線２と実質的に一致している。図示の例ではフィルタ６は、ＳｉＯ₂とＮｂ₂Ｏ₅とを交互に積層させたものである。しかしながらフィルタをＳｉ₃Ｎ₄かＴａ₂Ｏ_５のような比較的高屈折率の材料で実現したり、ＳｉＯ_xＮ_Yの層のような、中間の値の屈折率の層を設けることもできる。
【００２２】
図１及び２において、外部電流導体４は、電灯容器１の中心に向かって折れ曲がっているＭｏのワイヤ４ａを各々有する。ワイヤ４ａの折り曲げ部分４ｂは、電気素子３の内部電流導体としての長手方向部分５における一方の端部部分４ｃの周囲をはさみ込み、折り曲げ部分４ｂ内にしっかりと緊締する。長手方向部分５の端部部分４ｃは、単一コイルタングステンワイヤであり、内部電流導体としてのＭｏの心棒が存在している。電気素子３の長手方向部分５をレーザパルスによって溶解することにより白熱体である電気素子３をフィルタ６に対して中心に位置させることができる。長手方向部分５と白熱体との間では巻回用Ｍｏ心棒を持たない単一コイルタングステンワイヤから成る部分４ｄを有している。
【００２３】
図示した実施例において、部分４ｃ（Ｍｏの心棒あり）及び４ｄ（Ｍｏの心棒なし）を長手方向部分５は、白熱体と一体である。しかしながら又図示した電灯において、長手方向部分５を、Ｍｏワイヤ４ａ上の、例えば軸線２に平行な部分に設けることもできる。
【００２４】
電灯容器にガスを満たし、気密封止するときには既に白熱体は図示した電灯の電灯容器１の外周面に対して、即ち後で形成すべきフィルタ６に対して整列されている。
【００２５】
白熱体は６０μmのＷワイヤを巻いて製造する。最初の巻回は１５０μmのＭｏ心棒上に施す。白熱体は、その両端において互いに反対方向に所望の位置から１ミリメートルずれていた。電灯を点灯させると１１０Ｖで６０Ｗの電力が消費された。白熱体の回りには、磁界を印加した。２Ｊのエネルギーを有するパルスを１０ミリ秒間に亘ってＮｂ−ＹＡＧレーザにより長手方向部分５に照射した。それにより白熱体は、その所望の位置に整列された。
【００２６】
図３に示した電灯は軸線１２を有する石英ガラス電灯容器１１を有し、この容器内では、電気素子１３を形成する一対の電極が軸線上に整列されている。これらの電流導体１４はＭｏの外部電流導体１４ａを各々有し、そこに箔１４ｂを溶接する。この箔１４ｂにはＷの内部電流導体１４ｃを溶接し、その自由端において電極対１３の一方の電極を構成する。電灯は基準位置２１を有する電灯キャップ２０を有している。内部電流導体の一方は、長手方向部分１５を有するが、この部分は、溶解した後凝固して形成されており、この部分では、ＩＹＣ電流導体はねじれている。電極はそのようにしてその端面とともに軸線１２上に位置するようになり、端面は、動作の間、放電アークの発生点となる。他方の電極は、電灯が製造される間に前記軸線上に既に配置されている。電極対１３が電灯容器内で既に軸上に位置されているので、電灯キャップ２０を組み立てるときは電極の対から基準位置までの距離だけを調整すればよい。
【００２７】
図４において、電流導体２４の各々は、石英ガラス電灯容器２１から外部へ突出するＭｏワイヤ（外部電流導体）２４ａと、ガラスの中に埋設されたＭｏ連結部２４ｂと、このＭｏ連結部２４ｂに連結するとともに白熱体２３に溶接する２５０μｍの太さのＷワイヤ（内部電流導体）２４ｃとを有する。図の実施例において、電気素子である白熱体２３に溶接した内部電流導体である２５０μmの太さのワイヤ２４ｃは、Ｍｏ連結部２４ｂから離れる側の長手方向部分２５で材料を溶解した後凝固した領域を有する。内部電流導体２４ｃはこの長手方向部分２５の溶解凝固領域でねじれ、その結果、白熱体２３は、管状電灯容器中でその軸線２２上に心出しされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 白熱電灯を側面図により図示した線図的説明である。
【図２】 図１の詳細を示した線図的説明である。
【図３】 放電電灯を側面図により図示した線図的説明である。
【図４】 白熱電灯の他の実施例を側面図により図示した線図的説明である。

Claims (6)

1. 気密の封止され、軸線を有する透明な電灯容器と、この電灯容器中に整列された電気素子と、この電気素子に連結されて、前記電灯容器から外部へ突出する１対の外部電流導体とを有する電灯において、前記電灯容器の内部で前記電気素子の少なくとも一方の端部に内部電流導体としての長手方向部分を設け、前記長手方向部分における、一方の外部電流導体と前記長手方向部分との連結部分より、他方の外部電流導体と前記電気素子との連結部分側には溶解した後凝固して形成された溶解凝固長手方向部分を有し、この溶解凝固領域で前記長手方向部分がねじれていることを特徴とする電灯。
2. 前記電気素子の両側の端部に、溶解した後凝固して形成された溶解凝固長手方向部分を有し、これらの溶解凝固領域で前記長手方向部分がねじれていることを特徴とする請求項１に記載の電灯。
3. 前記電気素子が電灯容器中に軸線上に整列されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電灯。
4. 前記電灯容器が外周面の赤外反射フィルタで覆われており、
   前記電気素子が白熱体であることを特徴とする請求項３に記載の電灯。
5. 前記溶解した後凝固した部分を前記外部電流導体の隣接部分と同一材料とした請求項１記載の電灯。
6. 電灯を製造する方法において、
   気密に封止され、軸線を有する透明な電灯容器であって、電気素子と、この電気素子の両側の端部に設けた内部電流導体およびこれら内部電流導体にそれぞれ連結した１対の外部電流導体とを有する電灯容器を設け、
   前記外部電流導体が電灯容器から外部に突出するよう前記電気素子を電灯容器内に位置決めし、
   前記外部電流導体に連結した電気素子の少なくとも一方の端部に設けた内部電流導体としての長手方向部分に所定量のエネルギーを加えて溶解し、
   前記長手方向部分における、一方の外部電流導体と前記長手方向部分との連結部分より、他方の外部電流導体と前記電気素子との連結部分側にねじれを生じて、前記電気素子及びこの電気素子に設けた前記内部電流導体の隣接部分を位置決めする
   ことを特徴とする電灯製造方法。

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