JPH11512230A - 電 灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、プラスティックスカート領域（１７）と、プラスティックスカート領域（１７）内で成形された１つの端部領域（４３）及びランプ容器（１）に固着された第２端部領域（４１）を有する金属スカート領域（４０）とを含むスカート（１７、４０）を含む電灯に関するものである。金属スカート領域（４０）により、構造上の完成度が向上し、プラスティックスカート領域（４０）用の熱抵抗の低いプラスティックを使用できるランプ容器からの断熱が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】 電灯 本発明は、加圧されたガラス反射体を含むランプ容器と、前記ランプ容器内に あり光を放出する為に付勢可能な光源と、前記光源に電気的に接続されたランプ 接点（この内の１つがねじ溝付きのシェルを含む）を有するランプ基部と、前記 ランプ容器に固着され且つ前記ランプ基部を支持するスカートとを具える電灯に 関するものである。 このようなランプは、ＰＡＲランプの形態で米国特許明細書第４６５８１７８ 号から知られている。スカートは、プラスティック製であり、スカートを容器に 機械的に固着する反射体中の窪みと掛合するランプのような広がりを有する第１ 端部を有する。このスカートは、プラスティックスカートの柄の領域に固着され た外方のねじ溝付きのシェルの形態のスクリュ型のランプ基部と中央接点とを支 持する第２端部を有する。光源からのリードワイヤは、各接点に溶接される。ス カート用の種々のプラスティックは、ランプ容器の種々の温度を調節するように 開示されている。 全体がプラスティック製のスカートにより、ランプ中のワット数が約１００Ｗ であって、時間の経過によりある程度プラスティックの特性が変化するＰＡＲラ ンプ容器の後方の温度が相対的に高いということが判明した。例えば、General Electric Companyから市販されているＵＬＴＥＭ１０００^TMの全体がプラスティ ック製のスカートによって、プラスティックのクラッキング及びクラリフィ（cl arification）が約２１０乃至３００℃のスカート／容器界面で容器温度により 生じ、スカートの完成度が低下する。 この実施例においてランプの設計者は、より高い温度抵抗を有する他のプラス ティックを選択するようにすることができた。しかしながら、このような材料の 他の特性、即ちより高いイニシャルコスト、形成工程中の束縛、脆さ、より低い 弾性等はより不所望なものである。プラスティックスカートは、タブにより或い はランプ容器の基底端部に各窪み内に掛合するナブのような機械的な手段により セメントの使用を避け従って硬化時間を回避するようにランプ容器に典型的には 固着される。高温度のプラスティックは、通常はガラスファイバ固容体をより多 く有するので、プラスティックはより弾性がなくて通常はより脆くなる。更には 、加圧されたガラス反射体は、例えばＰＡＲ３８ランプ用の０．５ｍｍのオーダ であるモールドウェアにより生産駆動のコースに亘って通常は寸法に大きな変化 を有する。高温度のプラスティックのスカートにより、これらの交差によりラン プ容器への的確な固定を得るのは困難であるが、この理由は、これらの公差が拡 張され、且つ小型の場合には製造中のスクラップ率が容認できないランプ容器に スナップされるのには十分な柔軟性を有しないからである。又より高い温度では プラスティックがより脆くなるという性質によって、ランプの使用中にプラステ ィックと反射体の間の熱膨張率の差異によりクラックが生じる。 本発明の目的は、半だ付けや溶接をしない、改良されたスカート付きの基底構 造を有する電灯を提供することにある。 本発明によれば、明細書前文に記載のタイプのランプは、スカートがランプ容 器に機械的に固着された金属スカート領域と、金属スカート領域に機械的に固着 され且つねじ溝付きのシェルを支持するプラスティックスカート領域とを含む。 本発明による金属スカート領域は十分に延性を有するので、ピーニング(peeni ng)のような既知の技術によってランプ容器に簡単に組み立てることができる。 更に、金属スカート領域では、その長さに亘り５乃至７．５％のオーダのプラス ティック領域により得られた温度を低下させる有利な温度降下が得られることが 判明した。これは驚くべきことであったが、その理由は金属は通常は高い熱伝導 性を有し、プラスティック領域により得られた温度を十分に低下させることは期 待できないからである。この温度降下により、熱抵抗の低いプラスティックを使 用することができ、これにより通常はコストが低下し、通常はより熱抵抗のある プラスティックよりも著しい弾性のようなランプ基部の設置部材のより所望な機 械的特徴が得られる。 好適な実施例により、金属スカート領域はプラスティックスカート領域内に一 体型に形成された部分を含む。これにより、スカートのプラスティック領域の形 成工程中に自動的に得られる２個のスカート領域を共に固着する低コスト方法が 提供される。好適には、プラスティックスカート領域内で形成される金属スカー ト領域の部分は外周にフランジの付いたリムを含む。このフランジ付きのリムに より、ジョイントのエリアでスリーブに硬度な構造が得られる一方、又プラステ ィックと接触するための更なる表面領域が得られ、これによりハイブリッドなス カート全体の完成度が向上する。 米国特許明細書第２２６２６２９号には絶縁体上に亘りねじ溝付きのシェルを 有する基部を支持する金属スカートを有するＰＡＲランプが開示されていること に注意されたい。５０年近く産業界で使用された絶縁体は、プラスティックでは なくガラスである。このような絶縁体は、スカートとして有用ではない。 本発明の他の実施例によれば、ランプ基部は光源からの導電リードに電気的に 接続されるランプ基部接点を含む。このランプ基部接点は、（ｉ）ソケット内の 各接点と接する為の接点領域と（ii）接点領域から延在する硬い柄とを有する。 プラスティックスカート領域は柄を支持するクランピング開口を規定する開口壁 を有し、この開口は寸法制御され、弾性を有するクランピング開口を取り巻くプ ラスティック領域は、（ｉ）柄が絶縁領域に対して固定された接点領域を有する クランピング開口に挿入される場合には、導電リードが柄と開口壁との間にしっ かりとクランプされ、（ii）ランプ接点が柄と開口壁との間の摩擦だけによりク ランピング開口内に固着され、柄及び開口壁がいかなるスナップ型掛合でもない ように選択される。 上述の態様により、簡単且つたやすく構成可能なランプ基部構造が得られ、こ の構造内では、クランピング開口に接点柄を簡単に挿入することにより、（ｉ） ランプキャップ内のランプ接点を隔日の固着し、（ii）リードを接点に信頼可能 に電気的に接続することができ、リードをランプキャップに機械的に連結するこ とができる。この接点自体は簡単なものであり、湾曲可能なリーフ、タブ、リッ プ、フラップ或いはフィンガはない。従って、例えば米国特許明細書第２６６４ ５５１号、米国特許明細書第２７３６８７３号及び米国特許明細書第２７３２５ ３２号により知られているような先行技術のランプキャップとしてはこれらの部 材の密閉は必要ない。更に、この接点の溶接、半だ付け、ピーニング、ピニング 、スウェッジング或いは他の金属形成法はどれも必要ない。この接点の簡単な形 状 及び接点を開口に簡単に軸線上に挿入することにより、商業的に成功したランプ 生産に必要な非常なる高速製造に極めて重要である更に簡単な機械化が暗示され る。 好適な実施例によれば、リードは柄をクランピング開口に挿入する方向に延在 する自由端を有するクランピング開口にまで延在する。これにより、柄がクラン ピング開口に挿入される場合には、ランプ容器に向かって戻る開口からリードが 押され得ることを回避する。又これは、リードの自由端が容器の方向の開口まで 延在することにより、リードがランプキャップの外側までは延在しないという十 分な利点を有する。従ってリードのトリミングは必要なく、更には生産の簡素化 も必要ない。 リードの上述の方向付けは、クランピング開口付近に軸線上に延在するプラス ティックスカート領域内の案内開口による１個の実施例において成される。リー ドは、ランプ容器から柄の挿入方向と反対の方向の案内開口を介して更に簡単な ねじ溝付きの路を有するクランピング開口まで延在する。好適には、案内開口は 、リードを案内する為のランプ容器からスカートが位置する案内開口を介してリ ードを支持するランプ容器まで、離間する方向に狭まる先細りの案内壁を含む。 従って、高速度で生産している間はリードを信頼性を持って貫通させる容器にス カートを整列させるに際してクリティカリティ(criticality)は必要ない。 こぎれいで先細り防止の外観を提供する為には、案内開口と案内開口からクラ ンピング開口まで延在するリードとがランプキャップ接点の接点領域完全に覆わ れるように、案内開口がクランピング開口付近で終端することが望ましい。更に 外観と耐先細りを改良させる為には、他の実施例において、絶縁領域に接点領域 に型が申し分無さを有し且つ接点領域が窪んでいるカウンタ開口を含ませる。こ のように接点の外周縁部を窪ませることにより、ユーザーが工具無しで接点を除 去する事は非常に困難である。 リードを外部に案内するためのクランピング開口付近に軸線状に延在する案内 開口の代わりに、案内開口は、クランピング開口と直接に疎通し、例えば軸線に 対して直角にリードをクランピング開口に直接案内することができる。これは、 クランピング開口自身がリードの露出を制限する為の停止器として動作し、これ により開口内でクランプするリードの長さを自動的に測定するという利点を有す る。 絶縁シースにより覆われる導電コアを有するリードを使用するランプに好適な 他の実施例においては、案内開口自身に、クランピング開口に挿入されたコアで はなくシースと掛合する停止器を含ませる。又この態様により、柄の挿入に際し てリードの実現性を更に開口に引き出すことを防止する。 又上述の案内態様は、ねじ溝付きのシェルによりクランプされた他のリードに 適用可能である。 本発明のこれらの及び他の態様は、下記の図面により及び発明の詳細な説明に より説明し、これらは発明の態様を示したものであり限定されるものではない。 図１は、本発明によるハイブリッドなスカート状のランプ基部の第１の実施例 を示したＰＡＲランプの図式的な断面図を示したものであり、 図２は、図１で示したＰＡＲランプからの中央リードワイヤの貫通路のバリエ ーションを有する第２実施例を示したスカートのプラスティック領域の図式的な 断面図を示したものであり、 図３は、中央リードワイヤの他の貫通路を示した第３の実施例を図式的な断面 図で示したものである。 図１は、本発明による幾つかの態様を実施化したランプキャップを含む放物線 状にアルミナイズされた反射体（ＰＡＲ）ランプの反射体の端部を示したもので ある。 このランプは、複数の窪み３を有する加圧された硬質のガラスランプ容器１を 含む。導電性の中央リードワイヤ５及び対応するサイドワイヤ７をランプ容器１ から離間した軸線方向で各はばきがね９、１１から延在させる。このはばきがね ９、１１は、ランプ容器１をらせん状にシールし、良く知られる方法で図に示す ように白熱フィラメント８の形態の光源へ機械的に支持し及び電気的に接続する 。或いは又、光源は、ハロゲンバーナ或いは金属ハロゲンアーク管のような、高 圧ガス放電アーク管とすることができる。 ランプ基部１５は、容器１に固着され、合成樹脂材料のプラスティック領域１ ７と金属領域４０とを有するスカート１７、４０を含む。プラスティック領域１ ７は、中央接点１９及びねじ溝付きのシェルを含むランプ基部１５を支持する。 この接点１９は、（ｉ）連れ添うソケット内で各接点と接するための接点部分２ １と（ii）接点領域２１から延在する硬い柄２３とを有する。このプラスティッ ク領域１７は、柄２３を受け入れるクランピング開口２６を規定する開口壁２７ を有する再進入領域２５を具える。開口壁２７は、柄２３の直径に対して選択さ れ、領域１７の合成樹脂材料は、柄が再進入領域２５の端面２９に対して配置さ れた接点領域２１の下側２２を有するクランピング開口２６に挿入する場合には 、中央リード５が、柄２３と開口壁２７の間でしっかりとクランプされるように 選択されるような弾性率を有する。ランプ接点１９とリードワイヤ５は、開口壁 の合成樹脂材料の弾性により、柄２３と開口２７との間でだけで加圧されること によりクランピング開口２６内に固着される。 図１のランプキャップにおいては、柄２３及び開口壁２７は、両者共に円筒状 の形状である。この柄２３は、クランピング開口に挿入する際には、開口壁２７ （参照符号２８で）が柄を案内するように丸い／面取りされた縁部２４を有する 。或いは又、柄／開口は、例えばランプ容器に対して１°乃至２°だけ僅かなテ ーパを有することができる。図示した柄２３は密実なものであるが、管状とする こともできる。これらの形状の簡素化により、米国特許明細書第２３３６５２９ 号に記載されている接点のスプリングフィンガにより或いは米国特許明細書第２ ６６４５５１号の四分割フラップにより、これらの素子を先行技術のより複雑な 幾つかの素子よりも安価に製造することができる。更に、本発明のクランピング 開口に接点を挿入することによって組み立てが完成されるが、接点が各絶縁性の 本体にまず固着された後に、上述した特許となったフラップの管状リベット、タ ブ、リップ或いは金箔並びに他の既知の特許物は、ワイヤをクランプさせる為の 更なる機械的な歪みを必要とする。従って本発明により開示された構成は簡素で エレガントであるが、本発明のランプ技術の等業者によっては認識されない以前 からある有効な解決法であることが簡単に理解される。 ねじ溝付きの金属接点３０は、サイドリードワイヤ７を有する電気接点内にあ り、ねじ溝付きの接点３０の（図示した矢印Ａ）挿入方向で、はばきがね９から 開口３１を介して次に容器１に向かって戻るように延在する。ねじ溝付きのシェ ル３０により、周囲がスエージ加工されるか或いは参照符号３３で示される軸線 状に配置されているプラスティックスカート領域１７をハンマで打って強くし、 機械的に確固たるものとし、サイドワイヤ７を有する電気接点を提供する。スエ ージ加工、ハンマ加工或いはねじ溝付きのシェルをサイドリードワイヤを有する プラスティックハウジング上で変形させる他の加工によりランプキャップのねじ 溝付きの金属シェルとプラスティックハウジングとの間にサイドリードワイヤを 固定することが市販の小型の蛍光ランプから知られていることに注意されたい。 金属スカート領域４０は、ランプ容器の基部２を収容する為の第１周囲端部領 域４１を含む。第２周囲端部領域４３は、プラスティックスカート領域１７の第 １端部領域内で一体にモールド形成される。金属スカート４０の第２端部領域４ ３は、ランプ軸線に対して通常は横方向に延在するフランジ付きのリム４５を含 む。このフランジ付きのリム４５は、金属スカート領域４０の全周囲に亘って延 在する。又このリム４５は、スロット或いはスカート領域１７のプラスティック 材料が延在する周囲に亘って配置される開口を含む。これにより、スカート領域 １７は、スカート領域４０に回転式に確実にロックされる。第２端部領域４１は 、窪み３にピーニング(peening)されることにより基部２に固着される。セメン トは使用しない。 種々のサンプルについては、本発明によるハイブリッドランプ基部の可能性が 試験した。第１の実験においては、図１によるハイブリッドスカートを有するラ ンプ基部は、全てがプラステッィックであるスカートと比較されてきた。両方の 場合とも、プラスティックは、ＵＬＴＥＭ１０００^TMであった。図１によるラン プキャップに関しては、金属スカートの壁が０．４乃至０．５ｍｍの厚さを有す る黄銅で形成された。両サンプルを、ＩＥＣ基準によるハイハットフィックスチ ャ(hight-hat fixture)用の最大フィックスチャ温度である２５０℃のオーブン 中に配置した。４８時間後には、全てがプラスティックであるスカート状の基部 は完全に溶かされ、最終的にはプラスティックのパドルとなる一方、本発明によ るハイブリッドなスカート状の基部は、損傷を受けず且つ使用可能である。これ は非常に驚くべきことであるが、その理由は４８時間後にはオーブン中の全プラ スティック及びハイブリッドのスカート状の基部によって、ハイブリッド基部の 金属スカート領域と全体がプラスティックである基部の各プラスティック領域と の間の熱容量及びコンダクタンスが同温度であっても異なるということが実験に より判明したからである。金属スカート領域の存在によって構造的な完成度が増 し、プラスティックが変形したり流れたりすることを防止することが考えられる 。 更なる試験においては、６個の基部が製造され、再び９０時間２５０℃でオー ブン内に配置された。この６個の基部は、表１の各プラスティックでできた３個 のハイブリッド基部及び３個の全プラスティック基部を含む。 表IIに示すように、９０時間後には、全プラスティックであるスカートの各々 は歪み特性及び歪み形状を含む相当目に見える損傷を示した。対比させると、レ イトン(Ryton)及びアモデル(Amodel)のハイブリッドスカートには目に見える損 傷は無かった。Wellamidのハイブリッド基部は、シェルの内側に小さな歪みを示 した。 更に他の試験においては、１２０Ｗ、１２０Ｖの２個の完成したＰＡＲランプ は、ハイハットフィックスチャ内で定格電圧の１００％、１１０％及び１２０％ の各電圧で２時間固定して点灯してベースアップした。あるランプはWellamidの ナイロン６６の全プラスティックの基部を有し、あるランプはプラスティック領 域がAmodelのプラスティックであるハイブリッド基部を有する。温度測定は、反 射ヒールを有するスカートの界面で（「温度１」）と、（ハイブリッド基部の場 合には）金属スカート領域とプラスティックスカート領域との間のジョイントで 、全プラスティック基部の場合にはこれに対応する位置で（「温度２」）成され た。これらの温度を表IIIに示す。 表IIIに示すように、全部がプスティックであるスカートでは、ガラス反射体 と境界を成すプラスティックの境界面で実験をした最高温度は２０２℃であった 。ハイブリッドスカートでは最高温度は、反射体との境界面では同じであったが 、この温度は、金属スカート領域により実験した。このプラスティックにより実 験した最高温度は、全部がプラスティックであるスカートの場合よりも約７．５ ％低い１８７℃であった。定格電圧では、プラスティックの最高温度は全部がプ ラスティックであるスカートの場合よりも約５％だけ低かった。２個のサンプル 間のプラスティックの差異が温度測定に影響を与えないと考えられていることに 留意されたい。 図２は、絶縁された導電リードを有するランプにより使用する為のプラスティ ック領域の変形例を示したものである。図１の部分と同一な部分には、同一の参 照符号を付した。この実施例中のリード５、７は、各々導電性のシングル−スト ランドコア５ｂ、７ｂの回りに、絶縁シース５ａ、７ａを有する。スカート領域 ３７は、案内開口５０を介してリード５ａを案内する為のテーパ案内壁４９を有 する。又、案内壁４９は、絶縁シースの端部と掛合することにより案内開口５０ から延在する手入れされた（絶縁シースがはぎ取られた）端部領域５ｃの長さを 制限する為のストップとして作用する。しかしながら、自由端部領域５ｃがクラ ンピング開口に柄を挿入する方向と同じ方向に延在するので、自由端部領域は、 柄２３を挿入する間は開口から押し出されることはあり得ない。リードワイヤ５ の移動は、テイパ案内壁を有するシース５ａの端部の相互作用によって更に制限 される。 又、スカート領域３７は、接点１９の外周囲縁部２２ｂに相補的な形状を有す る窪み５３を有する。この縁部に窪みを設けることにより、ユーザが接点１９を ひねくり回しても外れることはない。又、案内開口５０及びリード５を、接点１ ９の接点領域２１により覆い、その結果さっぱりした綺麗な外観を有することと なる。 図３は、図２の構造と同様な構造を示したものであるが、この構造中では案内 開口６１は、（図１の）柄２３を挿入する方向に対して通常は横方向に延在する クランピング開口６６と直接的に連通する。接点１９は、案内開口６１を介して 貫通した後に端部領域５ｃの位置を示す方が良いので、図示していない。 上述した実施例において、中央接点１９、ねじ溝付きのシェル３０及びスカー ト領域４０に好適な材料には、黄銅及びアルミニウムが含まれる。溶融ガラスが アルミニウムを破壊するので、ガラス絶縁体を使用する先行技術の基部において は、アルミニウムがねじ溝付きのシェルに使用されなかったことに留意されたい 。従って、スカート領域中にプラスティックを設定する際の温度がより低下する ことにより、ランプの設計者に入手可能な金属の選択の幅が広がる。図２、３の 実施例用のリードワイヤは、ＰＶＣ／ナイロン絶縁シースを有する錫銅ストラン ドの一つ（１）を有した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．加圧されたガラス反射体を含むランプ容器（１）と、前記ランプ容器（１） 内にあって光を放出する為に付勢可能な光源（８）と、前記光源（８）に電気的 に接続された複数のランプ接点でこの内の１つがねじ溝付きのシェル（３）を含 むランプ接点を有するランプ基部（１５）と、前記ランプ容器１に固着されて前 記ランプ基部（１５）を支持するスカート（１７、４０）とを具える電灯におい て、前記スカート（１７、４０）が前記ランプ容器（１）に機械的に固着された 金属スカート領域（４０）と、前記金属スカート領域（４０）に固着されたプラ スティックスカート領域（１７）とを含み、前記プラスティック領域（１７）は 前記ねじ溝付きのシェル（３０）を支持する領域を含むことを特徴とする電灯。 ２．前記金属スカート領域（４０）が前記プラスティックスカート領域（１７） 内で一体型にモールド形成される部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の 電灯。 ３．前記金属スカート領域（４０）が周囲にフランジが付いたリム（４５）を含 み、前記外周にフランジの付いたリム（４５）が前記プラスティックスカート領 域（１７）内で一体型にモールド形成されたことを特徴とする請求項２に記載の 電灯。 ４．前記ランプ接点に、（ｉ）ソケット内で対応する接点と接触する為の接点領 域（２１）と（ii）前記接点領域（２１）から延在する硬質の柄（２３）とを含 む中央接点（１９）と；前記光源（８）に接続された導電リードとを具え、前記 プラスティックスカート領域（１７）は前記柄（２３）を受け入れる為のクラン ピング開口（２６）を規定する開口壁（２７）を有し、前記開口（２６）は寸法 規定され、弾性を有する前記クランピング開口（２６）を取り囲む前記プラステ ィック領域（１７）が、 （ｉ）前記柄（２３）が前記絶縁領域（１７）に対して固定された前記接点領 域（２１）を有する前記クランピング開口（２６）に挿入される場合には、前記 第１導電リード（５）が前記柄と前記開口壁（２７）との間に確実にクラン プされ、（ii）前記ランプ接点が前記柄（２３）と前記開口壁（２７）との間の 摩擦だけにより前記クランピング開口（２６）内に固着され、前記柄（２３）及 び開口（２６）がいかなるスナップ型でもないように 選択されることを特徴とする請求項１或いは２に記載の電灯。 ５．前記導電リード（５）が、前記クランピング開口（２６）に前記柄（２３） を挿入する方向に延在する前記リード（５）の端部により前記クランピング開口 （２６）にまで延在することを特徴とする請求項４に記載の電灯。 ６．前記絶縁領域（３７）に前記クランピング開口（２６）の付近に延在する案 内開口（５０）を設け、前記リード（５）が前記ランプ容器（１）から前記柄（ ２３）の挿入方向と反対方向の前記案内開口（５０）を介して更に前記柄（３） を受けとる前記クランピング開口（２６）まで延在することを特徴とする請求項 ５に記載の電灯。 ７．前記案内開口（５０）が前記リードを案内する為の前記ランプ容器（１）か ら前記案内開口（５０）まで離間した方向で狭まったテーパ案内壁（４９）を含 むことを特徴とする請求項６に記載の電灯。 ８．前記案内開口（５０）及びこの開口から前記クランピング開口まで延在する 前記リード（５）が前記ランプ接点（１９）の前記接点領域（２１）により完全 に覆われるように、前記案内開口（５０）が前記クランピング開口（２６）付近 で終端することを特徴とする請求項６或いは７に記載の電灯。 ９．前記プラスティックスカート領域（３７）が前記接点領域（２１）に対して 相補的な形状を有するカウンタ開口（５３）を含み、この開口中では前記接点領 域（２１）を挿入することを特徴とする請求項４或いは８に記載の電灯。 １０．他の導電リード（７）が前記光源（８）から延在し、前記リード（７）の 領域が前記絶縁領域（１７）と前記ねじ溝付きのシェル（３０）との間でクラン プすることを特徴とする請求項４に記載の電灯。