KR20040108596A - 외부 전구 및 이에 결합된 지지 바디를 가지는 전기 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공 압축 방식으로 차단되어 외부 전구(12)내에 배치되는 방전관(2)과 외부 전구(12)내의 지지 바디에 고정되는 게터 물질을 포함하는 램프에 관한 것이다. 지지 바디는 게터 물질이 적용된 지지 스트립(31)이며, 지지 스트립은 임의의 보조 수단들의 필요 없이 외부 전구(12)내에 자동 고정되도록 구부러진다.

Description

외부 전구 및 이에 결합된 지지 바디를 가지는 전기 램프{ELECTRIC LAMP WITH OUTER BULB AND ASSOCIATED SUPPORT BODY}

본 발명은 동시에 제출된 출원서 2003P08148DE를 참조하며, 게터 스트립(getter strip)을 가지는 램프를 제작하기 위한 프로세스들의 더 상세한 설명을 제공한다.

본 발명은 청구항 제 1항의 전문에 따른 외부 전구와 이에 결합된 지지 바디를 갖는 전기 램프에 관한 것이다. 본 발명은 특히 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp)들과 같은 방전 램프들 뿐만 아니라 백열 할로겐 램프(incandescent halogen lamp)들도 취급한다.

DE-A 195 21 972는 방전 램프용 캡 스트립(cap strip)을 제작하기 위한 프로세스를 개시하며, 상기 캡 스트립은 램프에 코팅으로 삽입될 물질, 특히 수은 및/또는 게터 물질을 포함하는 지지 스트립이다. 상기 문서에서 상기 형태의 캡 스트립들을 위해 애플리케이션 영역이 저기압 수은 램프의 방전관으로서 관찰된다. 상기 경우에, 캡 스트립은 US 6 043 603과 비교하여 종종 전극 부근에 고정된다. 게터를 가지는 지지 스트립은 게터 스트립이라 참조된다.

외부 전구에 게터를 가지는 백열 할로겐 램프의 일례는 CA-A 1 310 058에서 발견된다.

게터들은 보통 불순물들을 흡수하기 위해 고압 방전 램프들의 외부 전구들내의 디스크상에서 베이스로 사용된다. 예를 들면, US 5 327 042는 프레임에 단단하게 용접된 철제 시트 베이스상에 ZR 게터를 사용한다. 두 측면들이 차단된 외부 전구내의 두개의 측면들이 차단된 방전관들의 경우에, 게터들은 Technisch wissenschaftliche Abhandlungen der OSRAM-Gesellschaft, vol. 12, Springer-Verlag, Berlin 1986, pp. 11 to 14와 비교하여 보통 전선의 일부분을 사용하여 외부 전구의 핀치에 고정되거나 외부 인가 전도체 또는 방전관의 핀치 주위에 조개형으로 배치된 시트-메탈에 고정된다.

본 발명의 목적은 외부 전구 내에 게터를 간단하고, 저렴하며, 공간 절약형으로 고정하는 청구항 제 1항의 전문에 따른 외부 전구를 가지는 전기 램프를 제공하는 것이다. 본 발명의 추가 목적은 특히 본 발명의 목적에 매우 적합한 지지 바디를 제공하는 것이다.

도 1은 메탈 할라이드 램프의 측단면도를 도시한다.

도 2는 도 1에 도시된 램프에 대한 도면 형태의 제작 프로세스를 도시한다.

도 3은 지지 스트립을 가지는 메탈 할라이드 램프의 횡단면도를 도시한다.

도 4 내지 9는 지지 스트립을 가지는 램프들에 대한 추가의 예시적인 실시예들의 횡단면도를 도시한다.

도 10은 관통된 지지 스트립의 예시적인 실시예의 평면도를 도시한다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

12: 외부 전구 21: 핀치

31: 지지 스트립 32: 내부 표면

33: 라운딩된 코너 34: 개방 베이스

상기 목적은 청구항 제 1 항의 특징들에 의해 달성된다. 특히 유리한 구성들은 종속 청구항들에서 발견된다.

본 발명에 따른 전기 램프는 외부 전구 및 그 내부에 배치되고 진공-압축 방식으로 차단된 내부관, 일반적으로 방전관을 갖는다. 상기 방전관은 보통 프레임에 의해 외부 전구내에 고정된다. 그러나, 램프는 외부 전구를 가지는 백열 할로겐 램프가 될 수 있다. 게터 물질은 외부 전구내의 지지 바디 상에 포함되며, 상기 지지 바디는 DE-A 195 21 972로부터 원래 공지된 바와 같이 게터 물질이 하나의 층으로 적용되는 지지 스트립이다. 그러나, 본 발명에 따라, 지지 스트립은 직접 구부러지는 지지 스트립을 사용하여 임의의 보조 수단들을 필요로 하지 않고 외부 전구에 자동으로 고정되는 고정 메카니즘으로 사용된다.

본 발명은 다양한 방법들로 구현될 수 있다: 일 실시예에서, 지지 스트립은 유연한 재료로 구성된다. 상기 경우에, 간단한 고정 메카니즘은 적어도 하나의 핀치 및 핀치의 최소한의 부분에 의해 감싸지는 지지 스트립을 가지는 방전관에 의해제작될 수 있다. 만약, 일반적으로 방전관인 내부관이 적어도 하나의 용융된 밀봉부(fused seal)를 가지면, 지지 스트립은 용융된 밀봉부의 최소한의 부분에 감싸진다.

제 2 실시예에서, 지지 스트립은 탄성이 있고 탄력적인 재료, 특히 스프링 강철제로 구성된다. 상기 조건에서, 지지 스트립은 단지 반동력(spring force)에 의해 외부 전구의 내부 표면에 고정될 수 있다.

만약 지지 스트립이 외부 전구의 내부 표면에 노치(notch)들내로 클램핑(clamping)된다면, 신뢰할만한 고정이 이루어진다.

한가지 대안은 지지 스트립이 외부 전구의 내부 표면에 대해 최소한 3개의 베어링 포인트들을 가지도록 구부러지는 것이다.

추가 실시예는 지지 스트립이 관통된 위치들에서 구부러지는 클램핑 방식으로 방전관으로 관통되어 고정되는 것을 요구한다. 상기 경우에, 물론 지지 스트립은 탄력적이거나 적어도 유연할 수 있다.

특히 외부 전구내의 지지 스트립의 단단한 고정은 지지 스트립의 단단한 고정을 돕는 돌출부를 가지는 외부 전구에 의해 달성된다.

신규한 개념의 장점들이 특히 명확히 나타나는 바람직한 실시예는 방전관이 대향 단부들에서 밀봉 부분들에 의해 차단되고 부분적으로 방전관을 둘러싸고 마지막에 밀봉 부분들의 영역에서 끝나는 외부 전구를 가지는 장치이다.

일반적인 애플리케이션은 메탈 할라이드 램프들 및 백열 할로겐 램프들이다.

도 1은 두개의 측면들에 끼워지는 메탈 할라이드 램프(1)의 측면도를 도시한다. 석영 유리로 만들어진 원통형 바디로 설계된 방전관(2)은 메탈 할라이드 충전제 뿐만 아니라 두개의 전극들(3)을 둘러싼다. 전구 단부들은 박막들(5)이 끼워지는 핀치들(4)에 의해 밀봉된다. 박막들은 외부 인가 전도체들(6)에 연결된다. 외부 인가 전도체(6)는 튜브형의 슬리브(7)내로 유도되어 필수 캡 부분(9)의 부쉬(bush:8)에서 끝난다. 캡은 단일 부분으로서 강철로 제작되고 접촉 엘리먼트로서 원형 디스크(10)와 중심 및 고정 수단들로서 바브(barb:11)를 포함한다. 부풀려진 방전관의 부분은 핀치(4)와 슬리브(7)사이의 전이 영역에서 둥굴려지는(13)외부 전구(12)에 의해 둘러싸인다. 외부 전구(12)는 철, 특히 니켈도금, 또는 강철로 만들어진 탄력적인 지지스트립(15)이 측면으로 미끄러 질 수 없도록 하고 외부 전구의 내부 표면에 대하여 퍼지도록 하기 위해 둘러싸는 오목부(14)를 포함한다. 지지 스트립은 산소, 수소 등등과 같은 다양한 물질들을 흡수하기 위해 사용되는 Zr, Fe, V, Co와 같은 게터 물질들을 포함한다. 외부 전구는 질소 또는 또다른 불활성 가스로 채워지거나 진공이 될 수 있다.

한가지 가능한 제작 형태가 예를 들면 DE-A 101 57 868, DE-A 101 59 379 또는 EP-A 481 702에 개시된다. 전체 외부 전구의 변형은 예를 들면, EP-A 465 083에 개시된다. 본 발명의 개념은 상기 모든 설계들을 위해 사용될 수 있다.

추가 제작 방법은 도 2를 참조로하여 하기에서 설명된다: 우선 첫째로, 방전관(2)은 롤 형태의 원통형 튜브 및 적용가능하다면 조임 입구들(pinching jaws)로 형성되며, 상기 조임 입구는 각 경우에 예를 들어 조임에 의해 여전히 개방되어있는 튜브로 삽입되는 전극 시스템을 양쪽 단부들에서 밀봉부(핀치(4) 또는 용융 밀봉부)를 가지는 부분까지 고정시킨다. 동시에, 완전히 부착된 슬리브형의 연장 부분들(7)은 밀봉부들에서 적절히 유지된다. 제 1 연장부(7a)는 초기에는 여전히 개방되어 있고 삽입된 캡 부분(17) 위로 떨어지는 연장부의 단부(16a)에 의해 차단되지만, 제 2 연장부(7b)에서 펌핑구멍(18)은 여전히 개방되어 있다. 또한, 개방 단부(16b)는 초기에는 취급되지 않는다. 동시에, 원통형 외부 전구(12)는 둘러싸는 오목부(14)가 오목부와 인접하여 고정된 지지 스트립을 외부 전구(12) 내에 측면으로 고정시킬 때까지 미리 처리된다. 외부 전구의 단부들은 프레임들(화살표 P1)에 의해 특히 제 2 연장부(7b)의 단부(16b)에서 여전히 개방된 펌핑구멍(18) 바깥쪽으로 고정하도록 사전 가열에 의해 양측면들의 연장부(7)상에서 둥글게 말린다. 펌핑구멍(18)의 높이에서, 외부 전구(12)는 본래 직경의 몇분의 1 이하로 둥글게 말려지지만, 연장부(7b: 화살표 P2)에 대해 지지할 수 있는 정도까지는 말려지지 않는다. 제 2 연장부(7b)의 여전히 개방되어 있는 단부(16b)에서, 상기 장치는 급전선(38)을 통해 특히 연장부의 단부에 고정된 펌핑 고무부분(40)에 의해 펌핑 및 충전 시스템(39)으로 연결된다. 외부 전구내의 공기는 그후에 비워진다. 펌핑 경로는 화살표 P3로 표시된다. 그후에 외부 전구(12)는 실질적으로 상기 펌핑 경로를 통해 내부 공기가 공급될 수 있거나 진공상태가 유지될 수 있다. 다음 단계에서, 펌핑구멍(18)은 롤링에 의해 차단되거나, 레이저에 의해 녹아서 차단되거나, 감소된 압력을 적용하여 가열한 이후에 자동적으로 떨어진 물질에 의해 차단된다. 그후에 제 2 연장 부분의 단부(16b)는 "수축"된다. 게터 스트립(15)은 만약 게터가 필수적으로 사용되면, 레이저에 의해 외부 전구(12)를 통해 활성화 수 있다.

측면 경계로서 내부에 면한 벌지(bulge)와 같은 오목부(15) 대신에 도 2B를 참조하여 지지 스트립이 두 부분의 측면 경계를 고려하여 유도되는 외부로 면하는 벌지(52)를 사용하는 것 또한 가능하다.

도 3은 지지 스트립을 고정하는 추가 방식의 원리를 도시한다. 상기 경우에, 지지 스트립(20)은 두개의 접촉 섹션들(22)이 클램핑 방식으로 핀치(21)의 두개의 넓은 측면들(23)과 접촉하도록 구부러짐으로써 H형의 핀치(21)에 직접 고정되며(횡단면도 도시), 상기 접촉 섹션들 사이에 위치된 지지 스트립의 중앙 섹션(24)은 거리를 두고 제 1 좁은면(25)을 둘러쌓는다. 지지 스트립의 자유 단부들(26)은 핀치에서 제 2 좁은면(27)을 향해 뻗어나간다.

용융된 밀봉부(28)를 가지는 램프를 위해 유사한 개념이 사용될 수 있다. 도 4는 원통형의 용융된 밀봉부(28)의 단면을 도시한다. 게터를 가지는 지지 스트립(29)은 용융된 밀봉부(28)를 실질적으로 최소 3개의 포인트들에서 지지하면서 완전히 둘러싸며, 특히 원주의 적어도 3개 지점들을 둘러싼다. 지지 스트립의 자유 단부(30)는 약 330°까지 반대로 구부러지고 맞은편의 단부에서 약 90°정도까지 각지게 되며, 상기 자유 단부 부분들은 적당한 보조장치로서 동작한다.

또다른 개념이 도 5에 도시된다. 상기 경우에, 지지 스트립(31)은 핀치(21)(또는 용융된 밀봉부)에 고정되는 것이 아니라 외부 전구의 내부 표면(32)에 고정되며, 이는 지지 스트립이 라운딩된 코너들(33)과 개방형 베이스(34)를 가지는 거의 이등변 삼각형과 같은 스프링 강철 또는 니켈 도금된 철로 형성되기 때문이다. 라운딩된 코너들은 외부 전구에 대하여 3개의 접촉 포인트들을 형성한다.라운딩된 코너들이 단단히 고정되기 위해서는 3개의 접촉 포인트들이 외부 전구의 원주의 1/2 이상, 특히 약 55내지 75%정도에 걸치는 것이 유리하다. 지지 스트립이 노출되는 온도는 지지 스트립이 방전관에 인접하기 때문에 비교적 높으며, 따라서, 상기 구성은 효율성을 위해 더 높은 온도를 필요로 하는 게터 물질들에 매우 적합하다. 상기 개념은 또한 용융된 밀봉부들에도 매우 적합하며, 이는 용융된 밀봉부들이 핀치들보다 적은 공간을 차지하기 때문이다.

도 6에 도시된 제 2 변형은 최적의 효율성을 제공하기 위해 상대적으로 낮은 온도를 필요로 하는 게터들을 위해 설계된다. 상기 경우에, 지지 스트립(35)은 외부 전구의 내부 표면(32)에 상당히 인접하여 위치된다. 상기 목적을 위해, 지지 스트립(35)은 방전관의 핀치(21)로부터 추가의 거리를 획득하기 위해 거의 C형으로 구부러진다.

도 7은 추가 실시예를 도시한다. 상기 경우에, 지지 스트립(36)은 지붕형으로 구부러지도록 하기 위해 외부 전구의 내부 표면(32)의 두개의 슬롯들(37)사이에 고정된다. 두개의 슬롯들(37)은 슬롯들간의 연결 직선 V와 이상적으로 평행하는 직경 D에 대하여 거의 편심으로 배치되며, 상기 슬롯들은 평행하는 직경 D에 대하여 가의 H형의 핀치(21)의 좁은면들의 단부들의 높이에 위치하는 정도 까지는 오프셋된다. 스프링 강도는 바람직하게 지지 스트립(36)이 슬롯들(37)사이에 연결되는 직선들 V의 길이의 약 120 내지 160%인 길이를 갖도록 선택된다.

추가 실시예는 지지 스트립의 굴곡들이 H형의 핀치(21)의 모양과 더 잘 매치될 수 있도록 방전관(42)에 고정시키기 위해 관통되는 지지 스트립(41)을 사용한다. 도 8은 도 3에서와 유사한 방식으로 좁은면(45)을 둘러쌓는 중앙 섹션(44)을 가지며 핀치의 두개의 넓은 면들(43)에 단단히 클램핑되는 지지 스트립(41)을 도시한다. 그러나, 도 3에서와는 다르게, 지지 스트립의 적절한 관통은 지지 스트립의 중앙 섹션(44)이 좁은면(45)과 평행하도록 하며 넓은 면들쪽으로 직각으로 구부러지도록 한다. 각 경우에 V형의 형태인 단부 섹션(46)에 의해 넓은면들과 접촉된다. 상기 방식에서, 지지 스트립이 차지하는 공간은 상당히 감소된다. 상기 실시예는 특히 높은 동작 온도를 가지는 게터들과 외부 전구와 방전관 사이의 거리가 짧은 램프들에 적합하다.

도 9는 용융된 밀봉부(28)에 고정되며 관통된 지지 스트립(47)의 예시적인 실시예를 도시한다. 도 4와 비교할 때, 관통은 더 짧은 지지 스트립(47)이 사용되도록 한다. 지지 스트립은 가파른 단부(48)가 지지 스트립내에 구성되도록 하는 5개의 선들을 사용하여 횡단면이 원통형인 용융된 밀봉부 주위로 원주의 약 70 내지 90%이상 감싸진다. 이는 고정이 더 용이하고 단단하도록 한다. 도 5에서와 같이 적절한 보조장치로서의 연장부는 필요없다.

도 10은 관통된 지지 스트립(47)을 도시한다. 구부러지지 않은 상태에서, 지지 스트립은 직각으로 잘리고 예를 들면, 중앙에서 동작하는 리본과 같이 게터 물질(49)이 인가된 금속 시트이다. 도시된 예시적인 실시예(좌측 1/2)에서, 예를 들어 5개의 슬롯들(50)은 관통선들과 같이 지지 스트립들로 관통된다. 물론, 관통은 서로 다르게 구성될 수 있으며, 예를 들면, 도 10의 우측 1/2에 도시된 것과 같이 하나의 선을 따라 관통된 구멍들(51)의 열들에 의해 형성될 수 있다. 관통선들의 갯수는 원하는 굴곡들의 횟수에 따라 결정된다. 관통된 구멍들은 금속 시트의 폭에 있어서 슬롯들보다 더 큰 부분으로 형성될 수 있는 장점을 갖는다. 다시 말해서, 게터가 포함된 리본(49)의 폭보다 큰 길이의 슬롯들은 예를 들면, 지르코늄 산화물과 같은 임의의 게터 물질이 메탈 시트가 구부러질때 조각으로 벗겨지거나 부스러지

지 않도록 하는 장점을 갖는다.

물론, 상기 기술은 한쪽면이 차단된, 특히 한쪽면이 조여진 방전관들을 위해 사용될 수 있다. 이는 한쪽면이 차단된 외부 전구에서 사용될 수 있다. 따라서, 상기 기술은 한쪽면이 차단된 외부 전구내의 두 측면들이 차단된 방전관들을 위해 사용될 수 있다.

본 발명에 따라, 임의의 보조 수단 없이 직접 구부러지는 지지 스트립을 사용하여 외부 전구내에 자동으로 고정되는 지지 스트립이 제공된다.

Claims (13)

1. 외부 전구(12) 및 그 내부에 배치된 내부관, 특히 방전관(2) 및 상기 외부 전구(12)내부의 지지 바디상에 고정되는 게터(getter) 물질을 가지는 전기 램프로서,

   상기 지지 바디는 상기 게터 물질(49)이 적용된 지지 스트립(15)이고, 상기 지지 스트립(15)은 임의의 보조 수단들을 필요로하지 않고 상기 외부 전구(12)에 자동으로 고정되도록 구부러지는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 지지 스트립(15)은 유동적인 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
3. 제 2항에 있어서, 상기 내부관은 적어도 하나의 핀치(4;21:pinch)와 상기 핀치의 최소한의 부분을 둘러싸는 지지 스트립을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
4. 제 2항에 있어서, 상기 내부관은 적어도 하나의 용융된 밀봉부(28:fused seal)와 상기 용융된 밀봉부의 최소한의 부분을 둘러싸는 지지 스트립을 가지는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
5. 제 1항에 있어서, 상기 지지 스트립은 탄성이 있고 탄력적인 물질, 특히 스프링 강철로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
6. 제 5항에 있어서, 상기 지지 스트립(31;35)은 오직 반동력(spring force)들에 의해서만 상기 외부 전구의 상기 내부 표면에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
7. 제 5항에 있어서, 상기 지지 스트립(36)은 상기 외부 전구의 상기 내부 표면의 노치들(37:notches)내에 클램핑되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
8. 제 5항에 있어서, 상기 지지 스트립은 상기 외부 전구의 상기 내부 표면상에 적어도 3개의 베어링(bearing) 포인트들을 갖도록 구부러지는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
9. 제 1항에 있어서, 상기 지지 스트립(47)은 관통되고(50;51) 상기 관통된 위치들에서 구부러지는 클램핑 방식으로 상기 방전관에 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
10. 제 6항에 있어서, 상기 외부 전구(12)는 상기 지지 스트립의 단단한 고정을 돕는 벌지(14;52:bulge)를 가지는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
11. 제 1항에 있어서, 상기 내부관은 두개의 대향 단부에서 차단되고, 상기 외부 전구(12)는 상기 내부관(2)에 직접 고정되는 것을 특징으로 하는 전기 램프.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 기재된 것과 같은 램프에서 사용하기 위한 지지 스트립으로서,

    상기 지지 스트립(47)은 관통부들, 특히 상기 지지 스트립의 구부러짐을 용이하게 하는 슬롯들(50) 또는 스탬핑된(stamped) 구멍들(51)을 가지는 것을 특징으로 하는 지지 스트립.
13. 제 12항에 있어서, 게터 물질(49)이 중심 리본(ribbon)으로 적용되는 것을 특징으로 하는 지지 스트립.