JPH0557700B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、ランプ取付け部または反射器のベー
ス内に直接挿入される細長の管状部を有するラン
プに関する。更に詳しくは、本発明は、ランプの
光学的中心に対して正確な所定の長さを有する細
長の管状部を有するランプに関し、該管状部の少
なくとも一部はプラスチツクのランプ取付け部ま
たは反射器の中の所定の長さの穴内に直接挿入さ
れて固定されて、ランプの光学的中心が調整の必
要もなく反射器の焦点にあるようにし、またこの
ようなランプを有する取付け装置および反射器の
組立体に関する。

発明の背景 自動車業界では自動車のヘツドランプ用の光源
としてタングステン−ハロゲン・ランプおよびア
ーク・ランプを使用することに関心がもたれてい
る。タングステン−ハロゲン・ランプは現在この
ような用途に使用されている。アーク・ランプは
潜在的に長い寿命および高い光出力を有し、また
更にこのような照明用に必要なメタルハライド・
アーク放電ランプのようなアーク・ランプの大き
さが比較的小さいので、自動車の製造業者は斬新
な自動車のデザインが可能になる。

標準のシールドビーム型ヘツドランプ・ユニツ
トにおいて自動車の照明用に現在使用されている
タングステン−ハロゲン・ランプは一般に、電気
的フイードスルー部材を介してランプ反射器に半
田付けまたはろう付けされる成形ワイヤまたは支
柱に溶接されている。米国の規制では取り替え可
能なランプまたは複合ランプ用の光源の強度につ
いての要求条件が非常に厳しいものである。従つ
て、このようなランプは通常、ランプをベースお
よび反射器内に焦点合わせして保持するために金
属部材に溶接されるストラツプ部材によつて固定
部に保持されている。米国特許第4470104号はタ
ングステン−ハロゲン・ランプを取り付ける手段
を開示しており、このランプは温度およびその他
の考慮すべき事柄のために金属部材によつて所定
位置に保持されている。ダングステン−ハロゲ
ン・ランプを自動車のランプ組立体内に取り付け
る更に別の手段としては、米国特許第4754373号
に開示されているものがあり、このランプはラン
プに近い金属部材によつて所定位置に保持されて
いる。

取り替え可能なヘツドランプにおいては、反射
器の後部に挿入されるランプの取付け部に対する
ランプのフイラメントの位置は、ランプおよび取
付け部組立体が反射器に取り付けられた後、フイ
ラメントの焦点を反射器の焦点に適度に近づけて
位置決めするために、非常に狭い範囲内に定めな
ければならない。この種の正確さを既存の技術を
使用して得るためには、複雑な取付け装置が必要
であり、取付け部の構造に対して規定された範囲
内にランプの光学的中心を位置付けするために、
ランプが取付け部またはベースに対して移動する
ことができ、かつ取付け部に溶接またはその他の
方法で固定できるようにする。このランプおよび
取付け部組立体は、ランプの光学的中心が反射器
の焦点または光学的中心に一致するように正確に
反射器に取り付けられる。このような複雑なラン
プ取付け構造およいその反射器に対する使用法に
ついての例が例えば米国特許第4774645号、第
4795388号および第4795936号に開示されている。

タングステン−ハロゲン・ランプに比して、メ
タルハライド・アーク放電ランプのようなアーク
放電ランプは通常10000ないし20000ボルトの範囲
の極めて高い起動電圧を必要とする。このような
高電圧のために、石英またはガラスのランプ・エ
ンベロープから出る高圧側のリード線を電気的に
隔離する必要がある。更に、これらのランプの設
計においては、アークを発生させるために50kHz
台の非常に高い起動周波数を必要とし、これらの
高い周波数において高圧側のリード線の近くの金
属部分が装置の静電容量を増大する傾向がある。
このように静電容量が増大すると、アークを発生
させるためにランプに供給される電圧レベルが低
減する。更に、コロナ放電が高圧側のリード線と
ランプまたはリード線に近い金属部分との間で発
生する時がある。従つて、絶対的に必要なもの以
外の全ての金属要素をランプの周りから取り除く
ことによつて装置の静電容量を制限することが望
ましい。アーク管シールの周り、またはアークま
たは高電圧リード線に近い部分に金属性のストラ
ツプを使用すると、ランプが起動する能力を低減
し、また静電容量による損失を補償するためにラ
ンプ起電用の高電圧および高価な電子装置が必要
になる。

金属アーク放電ランプを支持する方式を複雑化
する更に別の現象はアーク室からのナトリウム損
失に関する。多くのアーク管は効率を増大するた
めにナトリウムおよび１つ以上のハロゲンの化合
物を必要とする。このよぬな状態において、ナト
リウム・イオンは石英（または高温ガラス）のア
ーク室の壁を通つて移動し、対応的にランプ内の
ナトリウムが少なくなり、この結果起動しにくく
なつたり、または起動に失敗したり、或いはラン
プのエンべロープが黒化する。また、アーク室か
らのナトリウムの移動はアーク室の近くに存在す
る金属よつて増大するように見られる。これはラ
ンプ業界においては知られている現象であり、よ
り大きなメタルハライド・ランプはアーム室近く
に金属が存在することを避けたり、または最小限
にするように設計されている。

発明の要約 本発明は、ランプの細長の管状部を非導電性ベ
ースまたはランプ取付け部内に直接自己装着する
高精度管状化処理に関する。本発明によつて使用
されるランプは内部にフイラメントまたは電極を
封入したガラス質エンベロープを有し、該エンベ
ロープの一端はランプの光学的中心に対して正確
な所定の長さを有する細長の管状部に終端する。
ここで高精度管状化処理とは、フイラメントまた
はアーク電極が管状部の軸に治つて正確に揃うよ
うにランプが形成され、かつランプの管状部がラ
ンプの光学的中心に対して正確な所定の長さであ
ることを意味する。管状部は、反射器または取付
け部内におけるランプの位置を調整する手段を有
することなく、反射器のベースまたはランプ取付
け部の所定の長さの孔内に直接挿入されて固定さ
れる。ランプの細長の管状部はランプが形成され
るガラス質の管の一端である。ランプまたはラン
プおよび取付部組立体が反射器に挿入または取り
付けられた後で、反射器の焦点に対してランプの
位置を調整することを必要とせずに、ランプの光
学的中心が所要の範囲内で所定位置に保持される
ように、細長の管状部がはめ込まれる反射器ベー
スまたはランプ取付け部の孔は正確にモールド成
形または加工される。

これを達成するために、ランプの細長の管状部
およびこの管状部が挿入される孔の両方の長さ
の、ランプの光学的中心に対する許容差は、フイ
ラメントの長さまたはアークの長さの約10％（±
10％）以内でなければならない。このアークの長
さはアークの電極間の距離として定める。本発明
で有益な小型アーク・ランプの場合には、典型的
なアークの長さは約２−３mmであり、孔の長さお
よびランプの細長の管状部の長さの許容差は10分
の数ミリメートル以内にすべきである。

一態様においては、本発明はランプおよび反射
器の組立体に関し、ランプは内部に電極またはフ
イラメントを収容したガラス質エンベロープを有
し、該エンベロープは一端がランプの光学中心に
対して正確な所定の長さを有する細長の管状部に
終端し、該管状部のなくとも一部は反射器のベー
スまたは孔に直接挿入されて一体化され、前記孔
および前記細長の管状部は組み合わせた場合の許
容差がアークまたはフイラメントの長さの±10％
以内であるような寸法に形成されて、ランプが前
記孔内に固定されたとき、ランプの光学点中心が
反射器のほぼ光学的中心にあるようになつてい
る。ランプの管状部が挿入される反射器のベース
の部分は反射器の一体部分として非導電性材料、
好ましくはプラスチツク材料で形成される。別の
態様では、反射器内に固定されるランプ取付け部
の孔内にランプが固定される。ランプの管状部が
挿入される取り付け部の孔およびランプの管状部
の、ランプの光学的中心に対する長さは、アーク
またはフイラメントの長さの約10％（±10％）内
に入る正確な所定の長さを有する寸法に形成され
る。ランプの細長の管状部はプレスばめによつ
て、あるいはガスケツト、止めねじ、接着剤、コ
レツト、チヤツク、またはこれらの組合せによつ
て、またあるいはランプ管を介してアークまたは
フイラメントから伝達される熱に耐えることがで
きる適当な他の手段によつて孔内に固定される。

本発明の実施に有益なタングステン−ハロゲ
ン・ランプのようなフイラメント含有白熱灯およ
びアーク・ランプ、特に比較的小さなランプを製
造する方法は例えば米国特許第4810932号に開示
されている。この特許においては、単片のランプ
管材料から形成され、少なくとも１つの細長の管
状端部を有するダブルエンド型タングステン−ハ
ロゲン白熱ランプおよびアーク・ランプを製造す
る方法が開示されている。この方法で作られ、ア
ーク電極を中心に設けるための以下に説明する中
心合わせ用コイルを有するアーク・ランプは、電
極がランプの縦軸およびランプ管の10分の３ミリ
メートル、10分の２ミリメートル、更には10分の
１ミリメートル以内に軸方向に揃うように形成さ
れた。同様に、白熱フイラメント・ランプは10ミ
リメートルの長さのフイラメントがランプの縦軸
の10分の７ミリメートル以内に、更には10分の５
ミリメートル（すなわち、±0.5mm）以内に軸方向
に揃うように形成された。ランプ管の縦軸に対し
てアーク電極またはフイラメントを正確に軸方向
に整列させたこれらのランプを作る場合、米国特
許第4810932号に開示されているように、ランプ
の製造過程の間においてランプのガラス・エンベ
ロープを封止するとき、圧縮シールでなく、収縮
シールを使用することが特に好ましい。

詳細な説明 第１図を参照すると、アーク・ランプ１０が示
されている。このアーク・ランプ１０はガラス質
シリカ（石英）からなるアーク放電管１２を有し
ている。このアーク放電管１２は、一部分が破断
して示されているプラスチツクの放物状反射器３
０のベース３４の一部に軸方向に延在している孔
３２内にプレスばめによつて支持された細長の管
状部１４を有している。ランプ１０の管状部１４
および反射器３０のベース３４内の孔３２の両方
の長さは、電極１８−１８′間の距離によつて定
められるアークの中点から、両者の組み合わせら
れた正確さが長さ１８−１８′の±10％以内であ
るように予め決められており、この結果ランプの
管状部１４が孔３２の壁部分３６に当接したと
き、アーク１８−１８′の中心が反射器３０の反
斜面３８の焦点にほぼ位置するようになつてい
る。また、ランプ１０は比較的高い温度の接着
剤、止めねじ等のような適当で便宜な手段によつ
てベース３４の孔３２内に保持することができ
る。接着剤を使用した場合、高圧側のリード線２
６を通すベース３４中の孔４０は余分な接着剤の
出口を構成するように充分大きくするか、または
孔３２内の孔または溝のような他の手段を使用し
てもよい。孔３２の底部は断面が縮小した領域３
６になつており、この断面の縮小した領域３６に
は孔３２の中心からプラスチツクのベース３４の
底部４２まで軸方向に延在する孔４０が設けられ
ており、これにより起動変圧器（図示せず）の高
電圧端に接続するために孔４０はランプ１０の高
電圧リード線２６用の通路を形成している。ラン
プ１０のアース・リード線２４は上端部を通つて
導体２８に接続され、導体２８はランプ１０から
はなれて延在して、アースに接続するために反射
器３０の反射部３８の孔４４を通つている。

第２図は本発明の他の実施例の構成を示す。第
２図において、ランプ１０は同様に反射器４０の
ベース部分３４に取り付けられているが、アース
導体２８はガラス質の管４６内を通つて、ベース
３４から出て、アースに接続されている。ガラス
質の管４６はベース３４の孔４８内に挿入されて
いる。ガラス質の管４６は導体２８がアーク管１
０および高圧側リード線２６に接近するので絶縁
シールドとして導体２８用に使用されている。管
４６はガラス、石英またはセラミツク材のような
適当なガラス質材料で形成される。ガラスは紫外
線を吸収し、導体２８における光子の発生を最小
にするので好ましい。光子の発生は、ランプに接
近しているため、アーク室１６内に存在するナト
リウムをアーク室１６から徐々に失なわせて、ラ
ンプの寿命を短くするおそれがある。

第３図は本発明の実施に都合よく使用される小
型のメタルハライド・アーク放電ランプの構成を
示す。図示のように細長の管状部を有するランプ
を製造する手段は本技術分野に専門知識を有する
者に知られており、米国特許第4810932号に示さ
れている。第３図を参照すると、ランプ１０は細
長の管状部１４を有する石英からなるガラス質エ
ンベロープ１２を有して示されている。このラン
プは電極１８および１８′を収容するアーク室１
６を有しており、電極１８および１８′はこれら
が溶接されるモリブデンの箔部材２２および２
２′の周りの収縮シールによりアーク室１６内に
密封されている。収縮シールは本技術分野に専門
知識を有する者に知られており、この収縮シール
を形成する方法の例は例えば米国特許第4389201
号および第4810932号に示されている。タングス
テンのような適当な高温材料から中心合わせ用コ
イル２０および２０′がアーク室内における電極
の正確な軸方向の整列を確実にしている。上側に
突出しているリード線２４はモリブデンの箔部材
２２に接続され、高電圧リード線である下側に突
出しているリード線２６はランプ１０の細長の管
状部１４を通つて突出している。

第４図は本発明の更に他の実施例の構成を示
す。この図においてランプ１０および１０′の細
長の管状部１４および１４′は第１図および第２
図の一体化された反射器取付け部について説明し
たものと同じように反射器３０および３０′の一
体的にモールド成形されたプラスチツクのベース
部分３４および３４′の孔３２および３２′内に直
接挿入されている。高電圧ランプ・リード線２６
および２６′が一部分破断して示されている高電
圧変圧器９０および９０′に接続されている。こ
の変圧器９０および９０′ははハウジング８０内
に設けられ、ハウジング８０は全ランプ組立対１
００の一体化された部分を形成している。レンズ
部分９２は組立体１００に封着されている。ラン
プ１０および１０′のアース・リード線２８およ
び２８′は反射器の壁３８および３８′を通つてハ
ウジング８０の中へ伸び出ており、ここでこれら
のリード線は適当なアース（図示せず）に接続さ
れている。

次に、第５図を参照すると、ランプ１１はガラ
ス質石英または高温アルミノケイ酸塩ガラスのエ
ンべロープ１３を有している。このエンべロープ
１３はタングステン・フイラメント１７を取り囲
んだフイラメント室１５を有し、タンズステン・
フイラメント１７は両端部がモリブテンの内部リ
ード線１９および１９′に接続されている。また、
ランプ１１は細長の管状部２１を有している。ラ
ンプ１１はプラスチツクの取付け部４１の正確に
モールド成形された孔４３内に支持されている。
孔４３の底部は断面の縮小した部分４５、で終端
しており、この断面の縮小した部分４５は高圧側
リード線２３通常のように電源（図示せず）に接
続するために、部分４５の中心からベース４１の
中に延在している他の孔（図示せず）を有してい
る。ランプ１１のアース・リード線２５その上端
部を通つて出て、そこで導体２７に接続されてい
る。導体２７は取付け部４１の孔５１を通り抜け
る。モリブデン箔２９および２９′はエンベロー
プ１３内に収縮シールされて、気密シールを構成
するとともに、内部リード線２３からアースリー
ド線２５までの電気的通路を形成している。取付
け部４１はベースの一体部分としてモールド成形
された取付け用タブ（図において４７および４
７′の２つが示されている）によつて反射器３１
のベースに取り付けられている。４９および４
９′で示すベース３５内の固定用タブは本技術分
野で専門知識を有する者に周知であるように取付
け部をベースに固定する役目を果たしている。

ガラス質シリカ（石英）のエンベロープを有す
るアーク・ランプは一般に約750−900℃のエンベ
ロープ内壁温度で動作するのに対して、高温ガラ
スのエンベロープを有するタングステン−ハロゲ
ン・ランプは約300−700℃で動作する。従つて、
ランプの細長の管状部が挿入されるプラスチツク
は、モールド成形または加工することができ、か
つアークによつて放射される熱およびアーク管１
４を介してランプのアーク室から電動される熱に
よつて歪んだり融解することのない、充分な熱抵
抗を有する非導電性プラスチツク材料で形成され
る。適当な高温耐性プラスチツクはセラニーズ
（Celanese）社によるベクトラA130（Vectra
A130）のような液晶ポリマ、ポリスルホン、テ
フロン、GE社によるウルテム（Ultem）のよう
なポリエーテルイミド、およびGE社によるサペ
ツク（Supec）およびフイリツプ社によるライト
ン（Ryton）のような硫化ポリフエニレンのよう
な材料がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はアーク放電灯の細長の管状部がプラス
チツクの反射器のベースの穴内に直接プレスばめ
された本発明の一実施例の構成を示す部分断面側
面図である。第２図はランプのアース・リード線
が放物状反射部を通る代わりに反射器のベースを
通つている第１図に類似した本発明の他の実施例
を示す部分断面側面図である。第３図は本発明を
使用するのに適した細長の管状部および電極中心
合わせ用コイルを有するアーク・ランプの構成を
示す側面図である。第４図はランプを起動し動作
させる電子装置を有している一体化されたハウジ
ング部分に関連する２つの組み合わせられたプラ
スチツク反射器のノーズまたはベース部分内に２
つのアーク管がプレスばめされている自動車照明
用に有益な本発明の他の実施例の構成を示す部分
断面側面図である。第５図はタングステン−ハロ
ゲン・ランプの管状部が反射器上に取り付けられ
ているプラスチツクのランプ取付け部にプレスば
めによつて挿入されている本発明の他の実施例の
構成を示す部分断面側面図である。 １２……アーク放電管、１４……管状部、３０
……反射器、３２……穴、３４……ベース、３８
……反射面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光学的中心を有し、かつ該光学的中心に対し
   て正確な所定の長さを有する細長の管状部を含
   み、該管状部の少なくとも一部が反射器の後部の
   所定の長さの孔部内に直接挿入されて固定され
   て、前記光学的中心が調整する必要もなく前記反
   射器の焦点に位置しているランプ。 ２ 内部に間隔をあけて設けられた電極またはフ
   イラメントを収容し、前記電極間の距離の中点ま
   たは前記フイラメントの中点に光学的中心がある
   ガラス質エンベロープを有し、該エンベロープの
   一端は前記光学的中心に対して正確な所定の長さ
   の細長の管状部に終端し、該管状部の少なくとも
   一部が反射器のベースの孔内に直接挿入されて保
   持されて一体化され、前記孔および前記細長の管
   状部が組合せた許容差が前記電極間の距離の長さ
   または前記フイラメントの長さの±10％以内であ
   るような寸法に形成されて、前記孔内に固定した
   ときに前記光学的中心が調整する必要もなくほぼ
   前記反射器の光学的中心に位置しているランプ。 ３ ランプの気密シールが収縮シールである請求
   項２記載のランプ。 ４ 前記ランプが単片のランプ用管材料から形成
   されている請求項３記載のランプ。 ５ 前記反射器のベースが非導電性である請求項
   ４記載のランプ。