(57)【要約】【課題】発光管や発光フィラメントを収容した内管を外管に対して同心状に支持するために内管の先端部に取り付けるスペーサが内管から放射される光を遮って、照度ムラや影が生じたり有効光の利用効率が低下することを防止・抑制すると同時に、そのスペーサが内管の先端部から外れ落ちたり、外れ落ちる方向へ移動することを防止する。【解決手段】スペーサＳ１が、内管２の先端部に突出した排気管５を穴８に挿し通して排気管５に枢支される中心板部７と、外管３内径よりわずかに小さい外径寸法を有する円環状の外周部９とを有し、中心板部７に、これを排気管５に固定する３本以上の爪片１０が形成され、外周部９の１部が外管内面に当接することにより、内管２の先端部付近で内管２を外管３に対して同心状に支持する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管あるいは発光フィラメントなどを収容する内管と、
その内管を収容する外管とが、
口金に対して同心状に取り付けられると共に、
内管の先端部に、その内管を外管に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサが設けられたランプにおいて、
前記スペーサが、
内管の先端部中央に突出した排気管を穴に挿し通して該排気管に枢支される中心板部と、円環状の外周部とを具有し、
前記排気管に枢支される前記中心板部の穴の周囲に沿って、該中心板部を前記排気管に固定する複数本の爪片が形成されて内管の先端部付近に保持されていると共に、
前記外周部の外径は、外管のうち当該外周部が対峙している部分の外管内径よりわずかに小さく、さらに当該外周部の一部が外管内面に当接していることを特徴とするランプ。
【請求項２】
前記排気管の先端部が、その先端方向への前記爪片の移動を阻止するストッパ形状を成している請求項１記載のランプ。
【請求項３】
前記排気管が先太に形成されることにより、その先端部が前記ストッパ形状を成している請求項２記載のランプ。
【請求項４】
前記中心板部と前記外周部との間に複数の開口部が設けられている請求項１から３のいずれかに記載のランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光管あるいは発光フィラメントなどを収容する内管と、その内管を収容する外管とが、口金に対して同心状に取り付けられたランプに係り、特に、内管の先端部に、その内管を外管に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサが取り付けられたランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光管と、その発光管を収容する内管と、その内管を収容する外管とから成る三重管型のメタルハライドランプや、発光フィラメントを収容する内管と、その内管を収容する外管とから成る二重管型のハロゲンランプは、その製造過程において、口金とその口金に対して同心状に取り付ける内管および外管の基端部との間に、例えば１００〜３００℃程度の低温で硬化させることができ、１０００〜２０００℃の高温に耐えることができるスミセラム（朝日化学工業株式会社の商品名）等の低温硬化型のペースト状耐熱性接着剤を塗布充填し、その接着剤を硬化温度に加熱して内管と外管を口金に固定する加工を施すこととしているが、外管に収容された内管は、これを外部から口金と同心状に支持することができないため、その内管に外管をかぶせて、両管の基端部と口金との間に塗布充填されたペースト状の接着剤を低温加熱して硬化させる際に、内管が定位置からずれたり傾いたりして、ランプの配光性が損なわれる製品不良を生ずることがある。
【０００３】
そしてその位置ずれや傾きの度合いが一定以上大きくなると、ランプの配光性が損なわれるのみならず、ランプ点灯時に高熱を発する発光管や発光フィラメントを収容した内管と外管との間の間隔が局所的に狭まって、外管に過熱による変形や破損が生ずるおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば図５および図６に示すように、内管５２の先端部５２ａにその内管５２を外管５３に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサＳＸを取り付けたランプが提案されている（特許文献１参照）。そのランプは、透光性セラミックで成る発光管５１と、その発光管を収容する内管５２と、その内管を収容する外管５３とが、口金５４に対して同心状に取り付けられた三重管型のメタルハライドランプであって、この種のランプは、一般に、内管５２が石英ガラスで形成され、外管５３が硬質ガラスもしくは石英ガラスで形成され、口金５４は内管５２と外管５３を取り付ける部分がセラミック等の磁器体で形成されている。
【０００５】
内管５２と外管５３は、夫々その先端部５２ａ、５３ａが球面状に形成された円筒管で成り、内管５２は、その先端部５２ａの中央に、ランプの製造過程で内管５２の内部を排気してその内部に不活性ガス等を封入するために使用された排気管（チップ管）５５が突出しており、低温硬化型のペースト状耐熱性接着剤を用いて口金５４に固定する基端部５２ｂが、ピンチシールによって圧し潰された扁平形状を成している。
【０００６】
また、内管５２と外管５３を取り付ける口金５４は、その外周に沿って、外管５３の基端部５３ｂを内側に嵌め付ける円筒状の周壁５６が形成されると共に、その中央に、内管５２の基端部５２ｂを一対の柱状部５８、５８間に差し込んで内管５２を直立状態に取り付ける支柱５７が形成されている。
【０００７】
そして、スペーサＳＸは、内管５２の球面状をなす先端部５２ａの中央に突出した排気管５５に接触しないような大きさの中央穴が設けられた円形リング状の中心板部５９と、その中心板部５９から等間隔で放射状に分岐して内管５２の先端部５２ａ側から基端部５２ｂ側に向かって長く延びるように形成された３本の帯板部６１、６１…とを具有し、これら帯板部６１の先端部分に、その先端を内側に向かって円弧状に突出するように湾曲させて内管５２の外面に当接する円弧部６２が形成されると共に、その先端に近い部分を外側に向かって半球状に膨出させて外管５３の内面に当接する球面部６３が形成された構成となっている。
【０００８】
そして、図５のように、スペーサＳＸが取り付けられた内管５２に外管５３をかぶせると、スペーサＳＸの帯板部６１の先端部分が、図６のごとく内管５２の円筒状外周部と外管５３の円筒状内周部との間に挟まって変形し、その間に一定の間隔が確保されることにより、内管５２が外管５３に対して同心状に支持される。また変形した帯板部が元の形状に戻ろうとする時のバネ力によってスペーサＳＸと内管５２および外管５３との接触点に摩擦力を生じランプ軸方向へのスペーサＳＸのずれを防いでいる。
【０００９】
これにより、ランプの製造過程で、内管５２に外管５３をかぶせて、内管５２の基端部５２ｂと外管５３の基端部５３ｂをペースト状の耐熱性接着剤で口金５４に固定する加工を行う際に、内管５２が位置ずれや傾きを生ずることが防止される。
【００１０】
しかしながら、スペーサＳＸは、図示のように、３本の帯板部６１、６１…が内管５２の先端部５２ａから基端部５２ｂ側へ向かって長く延びた構成となっているため、それら帯板部６１，６１…が、内管５３に収容された発光管５１から放射される光を遮って、照度ムラや影を生じさせると同時に有効光の利用効率を著しく低下させるという欠点がある。
【００１１】
なお、この欠点を解消せんとして、帯板部６１の長さを短縮させ、内管５２の外周部と外管５３の内周部との間に挟まってその間に一定の間隔を確保する帯板部６１の先端部分を内管５２の先端部５２ａ付近まで後退させた構成にすると、内管５２の先端部５２ａが球面状を成している場合には、その先端部５２ａ付近は、内管５２の外周部と外管５３の内周部との間の間隔が内管５２の先端に向かって拡大するので、その間に挟まった帯板部６１の先端部分が抜け出し易いため、その帯板部６１の先端部分が、ランプの輸送運搬の際に生ずる振動や衝撃などによって、内管５２の外周部と外管５３の内周部との間から抜け出て、内管５２を外管５３に支持することができなくなると同時に、ランプの外観・体裁が著しく損なわれて重大な品質クレームを生ずるおそれがある。
【００１２】
また、帯板部６１の抜け出しを防止しようとして、その先端部分に形成された円弧部６２と球面部６３を夫々内管５２の外面と外管５３の内面に対して強く圧接させるような構成にすると、内管５２に外管５３をかぶせる際に、その外管５３の内面と、内管２に取り付けられたスペーサＳＸの帯板部６１との間に強い摩擦力が生ずるため、外管５３をかぶせる作業を円滑に行うことができないほか、外管５３の内面に品質クレーム要因となる擦り傷等が生じるおそれがある。
【特許文献１】意匠登録第１３１８６３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、内管の先端部に取り付けられて内管を外管に対して同心状に支持するスペーサの帯板部が内管から放射される光を遮って照度ムラや影が生じたり有効光の利用効率が低下したりすることを防止・抑制すると同時に、スペーサが、内管の先端部から外れ落ちるなどして、内管を外管に対して同心状に支持することができなくなる不具合の発生を防止することを技術的課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、発光管あるいは発光フィラメントなどを収容する内管と、その内管を収容する外管とが、口金に対して同心状に取り付けられると共に、内管の先端部に、その内管を外管に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサが取り付けられたランプにおいて、前記スペーサが、内管の先端部中央に突出した排気管を穴に挿し通して該排気管に枢支される中心板部と、円環状の外周部とを具有し、前記排気管に枢支される前記中心板部の穴の周囲に沿って、該中心板部を前記排気管に固定する複数本の爪片が形成されて内管の先端部付近に保持されていると共に、前記外周部の外径は、外管のうち当該外周部が対峙している部分の外管内径よりわずかに小さく、さらに当該外周部の一部が外管内面に当接していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内管の先端部に取り付けられたスペーサの円環状外周部が、内管の先端部付近で、外管の内周部に当接して内管を外管に対して同心状に支持するので、その帯板部が内管から放射される光を遮って照度ムラや影が生じたり、有効光の利用効率が低下することが防止・抑制される。
【００１６】
また、スペーサは、内管の先端部に突出した排気管に枢支される中央板部が、排気管を挿し通す穴の周囲に沿って形成された複数本の爪片で排気管に固定されることにより、内管の先端部から脱落することが防止され、脱落する方向への移動が阻止されるので、帯板部は、内管の先端部付近で内管を外管に対して確実に支持することができるまた、帯板部を外管の内周部や内管の外周部に対して強く圧接させてスペーサの脱落を防止するという構造をとっていないので、スペーサの外周部と外管内面との間に、内管と外管の同心性を損なわない程度のクリアランスを設けることができ、スペーサが取り付けられた内管に外管をかぶせる作業を円滑に行えるようにすることができると同時に、内管に外管をかぶせる際に外管の内面がスペーサの帯板部と擦れ合って外管に品質クレーム要因となる擦り傷が生ずることも防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係るランプの最良の実施形態は、発光管や発光フィラメントを収容する内管と、該内管を収容する外管とが、口金に対して同心状に取り付けられると共に、内管を外管に対して同心状に支持する金属薄板製のスペーサが、内管の先端部に取り付けられており、該スペーサは、内管の先端部中央に突出した排気管を円形穴に挿し通して該排気管に枢支される円形リング状の中心板部と、円環状の外周部とを具有している。
【００１８】
スペーサの中心板部には、該中心板部を排気管に固定する爪片が、内管の先端部に突出した排気管を挿し通す円形穴の周囲に沿って等間隔で３本乃至４本形成されている。また、スペーサの外周部は、内管から放射される光をあまり遮らない内管の先端部付近で、その一部が外管円筒部の内面に当接することで、内管を外管に対して同心状に支持する形状に成形されている。
【００１９】
また、スペーサは、その素材となるステンレス薄板等の金属薄板を上記中心板部と円環状外周部とを具有する形状に打ち抜く打抜き成形によって作製されている。
【００２０】
また、内管の先端部に突出する排気管は、ランプの製造過程において、余長部分をガスバーナ等で焼き切ってチップオフした際に、加熱軟化状態となっている先端部を排気管の軸方向に押圧して先太に形成することにより、その先端部が、排気管先端方向への爪片の移動を阻止するストッパ形状を成している。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明に係るランプの一例を一部断面で示す全体図、図２（ａ）はそのランプの要部を拡大して示す断面図、図２（ｂ）はそのランプに用いるスペーサの平面図である。
本例のランプは、透光性セラミックで成る発光管１と、発光管１を収容する内管２と、内管２を収容する外管３とが、口金４に対して同心状に取り付けられた三重管型のメタルハライドランプであって、内管２は、先端部２ａが球面状に形成された石英ガラス製の円筒管で成り、外管３は、先端部３ａが平面状に形成された硬質ガラス製の円筒管で成り、口金４は、内管２の基端部２ｂと外管３の基端部３ｂを取り付ける部分がセラミックで形成されている。
【００２２】
また、内管２は、その先端部２ａの中央に排気管５が突出し、その排気管５の内部に発光管１から突出しているリード線の先端を収めて発光管１と内管２とを同軸上に位置合わせしている。口金４の中央に形成された支柱６に低温硬化型のペースト状耐熱性接着剤で固定される内管２の基端部２ｂはピンチシールにより圧潰されて扁平形状を成している。そして、内管２の排気管５を通すように、その内管２を外管３に対して同心状に支持する板厚０．２ｍｍの金属薄板製スペーサＳ１が設けられている。
【００２３】
スペーサＳ１は、内管２の先端部２ａの中央に突出した排気管５を円形の穴８に挿し通して排気管５に枢支される円形リング状の中心板部７と、円環状の外周部９とを具有しており、中心板部７と外周部には、中心板部７には該中心板部７を排気管５に固定する３本の爪片１０が、排気管５を挿し通す円形穴８の周囲に沿って１２０°間隔で形成されている。
【００２４】
スペーサＳ１の外周部９は、外管をスムーズにかぶせることができて且つ内管２の径方向移動を効果的に抑制できるように、外周部９と外管３内面との間隔を内管２と外管３との隙間より十分小さくしている。例えば外周部９の外径寸法は、外管内径の最小設計寸法より０．１〜０．５ｍｍ小さく設定するのがよい。
【００２５】
スペーサＳ１の中心板部７と円環状の外周部９との間には３箇所の開口部９ｘが設けられ、発光管１からランプ先端方向へ向かう光の透過率を上げている。
【００２６】
また、スペーサＳ１は、ステンレス薄板等の金属薄板を、穴８の周囲に沿って３本の爪片１０が形成される中心板部７と、円環状の外周部９と、両者の間にあって発光管１からの放射光を通す開口部とを具有する形状に打ち抜く打抜き成形によって作製されている。
【００２７】
そして、スペーサＳ１の中心板部７に穿設された穴８に、内管２の先端部２ａ中央に突出した排気管５を挿し通して、スペーサＳ１を内管２の先端部２ａに接触するまで押し込むと、中心板部７の円形穴８の周囲に沿って形成された爪片１０が排気管５の外周部に圧接して、中心板部７が排気管５に固定される。この時、図２（ａ）に示すとおり、爪片１０の先端部が排気管５に接触すると同時に爪片１０の折り曲げ部が内管２の先端部２ａに接触しているためスペーサＳ１は安定的に内管２の先端部２ａに固定され、スペーサＳ１が傾くことはない。これによりスペーサＳ１が内管２の先端部２ａから外れ落ちることが防止されると共に、スペーサＳ１の外周部９が内管２の先端部２ａ付近に配された状態となる。この状態で内管２に外管３をかぶせると、図１および図２（ａ）のごとく、スペーサＳ１の外周部９が外管３の円筒部３ｂ内面と１点が接触し、残りの部分は外管内面とわずかな隙間を持つことになり、内管２および外管３の間に一定の間隔が確保され、内管２が外管３に対して同心状に支持されるので、内管２が傾きを生ずることが防止される。
【００２８】
なおスペーサＳ１の材質を焼入れ鋼とすると、ガラスと焼入れ鋼との動摩擦係数は約０．７であり、静止摩擦係数は当然それより大きい。本実施例に示すスペーサＳ１の重量は約０．６グラムであるから、例えばスペーサＳ１の外管３内面に対する圧接力が９ｇｆ以上になるように設計すれば落下衝撃などで１０Ｇの加速度がランプに加わってもスペーサＳ１がセットされた位置から動くことは無い。スペーサＳ１の材質が硬度１／２Ｈ（「ハンカタ」）のＳＵＳ３０４板であってもほぼ同じ設計方法でよい。
【００２９】
また、スペーサＳ１は、外周部９と外管３の内周部との間に内管２と外管３の同心性を損なわない程度のクリアランスを設けているため、スペーサＳ１が取り付けられた内管２に外管３をかぶせる作業を円滑に行えるようにすることができると同時に、内管２に外管３をかぶせる際に外管３の内面がスペーサＳ１の外周部９と擦れ合って外管３に品質クレーム要因となる擦り傷が生ずることも防止できる。また、スペーサＳ１は、ステンレス薄板等の金属薄板を、穴８の周囲に沿って３本の爪片１０が形成される中心板部７と、円環状の外周部９と、両者の間にあって発光管１からの放射光を通す開口部とを具有する形状に打ち抜く打抜き成形と爪片１０を排気管５が挿入できる間隔になるまで起こすためのプレス加工によって、簡易に量産することができるので、その製造コストが嵩むこともない。
【００３０】
なお、図３に示すスペーサＳ2に例示するとおり、中心板部７の穴８周囲に爪片１０を４個設けてもよいし、開口部９ｘを多数の小さな穴としてもよい。
【実施例２】
【００３１】
図４は本発明に係るランプの他の例を示す部分拡大断面図であって、本例のランプは、外管３の先端部３ａが半球面状である点と、スペーサＳ３の中心板部が外管３の先端部３ａに位置し、外周部９の最外縁が外管３の円筒部３ｂに位置している点と、内管２の先端部２ａの中央に突出した排気管５の先端部が、その先端方向への爪片１０の移動を阻止するストッパ形状を成す点で、図１および図２に示す実施例１のランプと相違し、その他の構成は、実施例１のランプと共通している。
【００３２】
図４に示す外管３において、一点鎖線Ｌ−Ｌより上の部分が球面状をなす先端部３ａであり、Ｌ−Ｌより下の部分が円筒部３ｂである。本例に示すスペーサＳ３は、中心板部が外管３の先端部３ａに位置しており、スペーサＳ３全体がスペーサＳ１〜Ｓ２のように平板であると、外周部９の外縁も外管３先端部３ａの半球面に接することとなり、スペーサＳ３が軸方向にわずかに移動するとそれに伴いスペーサＳ３の外周部９と外管３内面との隙間寸法が変化してしまう。そのため外周部９の外縁が外管３円筒部３ｂ内面に接するように断面が図４に示すような形状にしている。なお、スペーサＳ3の曲げ形状は、図示の如き山折り形状に限らず、円弧形状等であっても良い。
【００３３】
本例のスペーサは、ステンレス薄板等の金属薄板を、穴８の周囲に沿って３本の爪片１０が形成される中心板部７と、円環状の外周部９と、両者の間にあって発光管１からの放射光を通す開口部とを具有する形状に打ち抜く打抜き成形と同時かまたは打抜き後に外周部を所定の形状にする絞りプレス加工と、爪片１０を排気管５が挿入できる間隔になるまで起こすためのプレス加工によって、簡易に量産することができるので、その製造コストが嵩むこともない。
【００３４】
また、図４に示す排気管５は、ランプの製造過程において、余長部分をガスバーナ等で切除した際に、加熱軟化した状態となっている先端部を排気管５の軸方向に押圧して先太に形成することにより、排気管先端方向への爪片１０の移動を阻止するストッパ形状に形成されている。
【００３５】
これにより、内管２の先端部２ａにスペーサＳ3を取り付ける際に、そのスペーサＳ3の中心板部７の穴８に沿って形成された爪片１０が、中心板部７の穴８に挿し通す排気管５の先太な先端部で押圧されて、一時的に起立するように弾性変形し、その爪片１０の先端が排気管５の先太な先端部を通過すると復元力が作用して、図４のごとく爪片１０が排気管５の外周部に圧接し、スペーサＳ3の中心板部７が排気管５に固定される。
【００３６】
また、スペーサＳ3の中心板部７は、排気管５の先太な先端部を通過した爪片１０の先端が排気管５の先太な先端部に係止されることによって、排気管５の先端方向への移動が確実に阻止されるので、その中心板部７が排気管５から抜け出してスペーサＳ3が内管２の先端部２ａから外れ落ちるおそれが全くない。
【００３７】
以上のように、本発明によれば、外管が破損しない限り中心板部７の円形穴８が排気管５から抜け出ることを確実に防止することができる。また帯板部９、９…の先端部分９ｙの外管３の内面に対する押し付け力を弱めに設定することができるため、外管内面に擦り傷を生じさせることも無い。また排気管５を基準として外管３と内管２とを同軸合わせしているため、発光管リードを排気管内部に挿入して発光管の位置決めを行なっているランプであれば、同時に外管３と発光管１とを同軸に合わせていることになる。
【００３８】
なお、実施例のスペーサＳ１〜Ｓ３は、外周部９を円環状としているが、これは図７に示すような３本足を有する外周部形状とすると内管が傾く方向によって芯ずれの量が変わってしまうのを防止するためである。すなわち、図７に示すスペーサＳｙでは、中心板部から３本の足６９が膨出しておりそれぞれの足部６９は巾２ｍｍで先端は半径１ｍｍの円弧状となっている。このスペーサＳｙの外周と外管内周面６８とは外管の半径方向でＤａの最小隙間がある。この条件で、スペーサＳｙを足６９が膨出している方向へずらすとＤａ移動したところで外管内周面６８に接触してそれ以上ずれなくなる。しかし２本の足６９の角度を２分する角度（図７において真下）の方向へずらすとＤｂだけずれたところで外管内周面６８に接触する。図７の条件ではＤｂ／Ｄａ＝１．８となる。もちろん中央板部から膨出する足６９の数が４本、６本、…と多くなれば前記Ｄｂ／Ｄａの値は１に近づくので許容されるずれ量に応じて足の本数を適宜選定すれば良いが、外周部を円環状とすればどの方向へのずれも最小（隙間Ｄａと同値）になる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、発光管とその発光管を収容する内管とその内管を収容する外管とから成る三重管型のメタルハライドランプや、発光フィラメントを収容する内管とその内管を収容する外管とから成る二重管型のハロゲンランプ等の品質・信頼性の向上に資するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るランプの一例を示す全体図
【図２】図１のランプの部分拡大断面図とそのランプに用いるスペーサの平面図
【図３】本発明に係るスペーサの他の例を示す平面図
【図４】本発明に係るランプの他の例を示す部分拡大断面図
【図５】従来のランプを示す斜視図
【図６】図５のランプの部分拡大断面図
【図７】外周部が円環状でない場合の芯ずれ量説明図
【符号の説明】
【００４１】
１…発光管
２…内管
３…外管
４…口金
５…排気管
Ｓ１〜Ｓ３…スペーサ
７…中心板部
８…穴
９…外周部
９ｘ…開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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