(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部が封止されている外囲器と、外囲器の内部にて封止部から導出され、端部が略Ｕ字状に曲成されている内部リード棒を有する一対の通電部材と、外囲器内に配設され且つ前記一対の通電部材の略Ｕ字状に曲成された部分が埋入された連結部材と、内部リード棒の連結部材から突出している端部に形成されたフィラメント保持部に取着されたフィラメントとで構成されている事を特徴とするハロゲンランプ。
【請求項２】
連結部材から突設されたサポートを備え、フィラメント保持部とサポートとにフィラメントが取着されている事を特徴とする、請求項１に記載のハロゲンランプ。
【請求項３】
端部が略Ｕ字状に曲成されている内部リード棒を有する一対の通電部材と、前記一対の通電部材の略Ｕ字状に曲成された部分が埋入された連結部材と、内部リード棒の連結部材から突出している端部に形成されたフィラメント保持部に取着されたフィラメントとで構成されているフィラメント組込部材を用意し、前記フィラメント組込部材を両端が開放している外囲器に挿入し、然る後外囲器の端部側を封止する事を特徴とするハロゲンランプの製造方法。
【請求項４】
フィラメント組込部材は、連結部材から突設され且つフィラメントが取着されたサポートを有する事を特徴とする、請求項３に記載のハロゲンランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば商用電源（１００〜２５０Ｖ）を使用し、低消費電力（１０〜１００Ｗ、特に１０〜４０Ｗ）タイプのようにフィラメントの素線径が極めて細く且つフィラメント長が長くなり、フィラメントの取り扱いが非常に困難であるハロゲンランプとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のハロゲンランプ（Ｂ’）は図９に示すように、外囲器（１’）の封止部（１３’）内に埋設した封止用箔（１０’）の一端にフィラメント（６’）のリード部（２１’）を、封止用箔（１０’）の他端に外部リード棒（１１’）を溶接し、外部リード棒（１１’）を封止部（１３’）から外方に突出させ、フィラメント（６’）のサグを防止するためにフィラメント（６’）に所定間隔でリングサポート（３’）を巻着した形状のものであった。
【０００３】
フィラメント（６’）の素線径が、例えば１２０Ｖ、５００Ｗのようにある程度太ければ、リングサポート（３’）を巻着しても巻着作業時や外囲器（１’）への挿入時その他フィラメント（６’）の取り扱い時にフィラメント（６’）が曲がったり折れたりすることがないので取り扱いが比較的容易である。
処が、例えば商用電源（１００〜２５０Ｖ）を使用し、低消費電力（１０〜１００Ｗ、特に１０〜４０Ｗ）タイプのようにフィラメントの素線径が極めて細く且つフィラメント長が長くなると、リングサポート（３’）を巻着しようとすると太い素線径のリングサポート（３’）に負けて折れたり曲がったり或いは切断したりし、又、外囲器（１’）への挿入時その他フィラメント（６’）の取り扱い時にもフィラメント（６’）が曲がったり折れたりしやすく、その取り扱いが困難となるだけでなしに点灯時の振動による断線もし易くなりこの場合にも問題があった。
【０００４】
また、非常にフィラメント長が短く、サポート（３’）の必要でないような場合でもフィラメント（６’）の素線径が前述のよう極く細い時にはフィラメント（６’）の両端にリード部（２１’）、封止用箔（１０’）及び外部リード棒（１１’）で構成される導電部材（２’）を取り付けると、その重みが直接フィラメント（６’）に加わるだけでなく、取り扱い時に外力がフィラメント（６’）に直接加わり、フィラメント（６’）が曲がったり折れたりするというような問題もあった。
従って、フィラメント（６’）の素線径が極めて細いこの種のハロゲンランプにあっては組み立てや取り扱いに非常に手間がかかる事になり、コスト削減のための自動化などは到底なし得ないものと考えられていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前述のような素線径が極めて細いフィラメントであってもフィラメントにダメージを与える事なく取り扱いや封止が出来、ひいては自動化に対応出来るハロゲンランプとその製造方法の開発をその解決課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
『請求項１』はサポート(3)を使用しない場合のハロゲンランプ(A)で《図１(ホ)(ホ')、図２(ホ)(ホ')参照》「両端部が封止されている外囲器(1)と、外囲器(1)の内部にて封止部(13)から導出され、端部が略Ｕ字状に曲成されている内部リード棒(2a)を有する一対の通電部材(2)と、外囲器(1)内に配設され且つ前記一対の通電部材(2)の略Ｕ字状に曲成された部分が埋入された連結部材(5)と、内部リード棒(2a)の連結部材(5)から突出している端部に形成されたフィラメント保持部(4)に取着されたフィラメント(6)とで構成されている」事を特徴とする。
【０００７】
『請求項２』は『請求項１』に従属するサポート(3)を使用する場合のハロゲンランプ(A)で《図３、５参照》「連結部材(5)から突設されたサポート(3)を備え、フィラメント保持部(4)とサポート(3)とにフィラメント(6)が取着されている」事を特徴とする。
【０００８】
これによれば、連結部材（５）から突出しているフィラメント保持部（４）にフィラメント（６）が保持されているので、又はフィラメント保持部（４）とサポート（３）にフィラメント（６）が保持されているので、通電部材（２）の取着部分を介して、フィラメント保持部（４）とは反対側の部分（４ａ）「以下、この部分を封止側部分（４ａ）という」とフィラメント保持部（４）とが縁が切れているので、封止時のように通電部材（２）の封止側部分（４ａ）に外部からの力が加わったとしても、従来の構造ではフィラメント（６）に直接掛かっていたものが、フィラメント（６）に直接掛かる代わりに連結部材（５）に掛かるようになり、封止時におけるフィラメント（６）の変形がなくなる。また、フィラメント（６）の素線径がたとえ細くても組み立て時におけるフィラメント（６）の断線や変形がなくなり、簡単且つ安定的に作業が出来る。
なお、この方式であれば、フィラメント（６）を引っ張って必要な張力を付与した状態でフィラメント保持部（４）間に固定出来る。
また、サポート（３）を取り付ける場合において、サポート（３）は従来のようにフィラメント（６）に取り付けられるのでなく、サポート（３）から突設されるので、フィラメント（６）の素線径に関係なくサポート（３）の素線径を必要に応じて選択出来る。
【０００９】
『請求項３』は請求項１のハロゲンランプ(A)の製造方法で「端部が略Ｕ字状に曲成されている内部リード棒(2a)を有する一対の通電部材(2)と、前記一対の通電部材(2)の略Ｕ字状に曲成された部分が埋入された連結部材(5)と、内部リード棒(2a)の連結部材(5)から突出している端部に形成されたフィラメント保持部(4)に取着されたフィラメント(6)とで構成されているフィラメント組込部材(F)を用意し、前記フィラメント組込部材(F)を両端が開放している外囲器(1)に挿入し、然る後外囲器(1)の端部側を封止する」事を特徴とする。
【００１０】
『請求項４』は『請求項３』に従属するハロゲンランプ(A)の製造方法で「フィラメント組込部材(F)は、連結部材(5)から突設され且つフィラメント(6)が取着されたサポート(3)を有する」事を特徴とする。
【００１１】
これによれば、フィラメント（６）は封止側部分（４ａ）と縁を切った形でフィラメント組込部材（Ｆ）に組み込まれているので、フィラメント（６）の外囲器（１）への挿入や封止時において外力がフィラメント（６）に掛かるというような事が全くなく、いかにフィラメント（６）の素線径が細くなろうともその組み立て時においてフィラメント（６）が破断したり変形したりするようなことがない。その他前述のように、▲１▼サポート（３）を使用する場合、サポート（３）の素線径や数を任意に選べ、▲２▼フィラメント（６）の配設時に必要ならば適宜の張力をフィラメント（６）に与えて固定する事が出来る。
また、フィラメント（６）は形状が一定で且つしっかりしたフィラメント組込部材（Ｆ）に組み込まれて取り扱われるため、自動機にも適用しやすく製造コストの削減を可能にした。換言すれば、従来例では封止時に、フィラメント（６’）の一端を固定しておき、他端を引張してフィラメント（６’）に所定の張力を付与し、その状態でランプ製造装置の固定台（図示せず）にセットして、フィラメント（６’）を外囲器（１’）の内部にセットし、この状態で外囲器（１’）の端部を加熱して圧着封止用箔していた。この時、封止時に大きな外力が封止部（１３’）に加わるため、フィラメント（６’）が変形したり寸法が変化したりすることがあったが、本発明方法ではフィラメント組込部材（Ｆ）に予めフィラメント（６）が組み込まれているため、フィラメント（６）の変形や寸法変化が生じない。
【００１２】
【実施例】
以下、図面に示す実施例に従って本発明を詳細に説明する。本発明は例えば商用電源（１００〜２５０Ｖ）を使用し、低消費電力（１０〜１００Ｗ、特に１０〜４０Ｗ）タイプのようにフィラメントの素線径が極めて細く、フィラメントの取り扱いが非常に困難であるハロゲンランプ（Ａ）の製造に適するものであり、特にフィラメント長が長いものに最適である。
本方法で製造されるハロゲンランプ（Ａ）はダブルエンドタイプのもので、石英ガラス製の外囲器（１）の両端に封止部（１３）が形成され、外囲器本体（１Ｈ）内にはフィラメント（６）が張設されている。フィラメント（６）はダブルコイル或いはシングルコイルのタングステン製である。
【００１３】
外囲器（１）の代表的形状は、円筒状のガラスを所定寸法に切断したもので、その材質は石英ガラス或いはハードガラスなどその目的に応じたものが使用される。従って、外囲器（１）の形状は、円筒状のものに限られず、図示していないが外囲器本体（１Ｈ）「＝フィラメント（６）が収納される部分」が膨れているものなど各種のものが使用される事は言うまでもない。
【００１４】
次に外囲器（１）に組み込まれるフィラメント組込部材（Ｆ）に付いて説明する。フィラメント組込部材（Ｆ）の第１実施例は、図１（イ）や図２（イ）に示すように、連結部材（５）と、前記連結部材（５）の両端部に取着されており、連結部材（５）から突出している先端部分にフィラメント保持部（４）が形成されており、その反対部分が封止側部分（４ａ）となっている一対の通電部材（２）と、フィラメント保持部（４）間に張設されているフィラメント（６）とで構成されている。
【００１５】
フィラメント（６）は１００〜２５０Ｖの商用電源が印加され、消費電力が１０〜１００Ｗ（更に言えば１０〜４０Ｗ）程度のものに適用されるダブルコイル或いはシングルコイルのタングステンワイヤで構成されている。素線径は例えば直径０．０１〜０．１ｍｍである。フィラメント長は、使用条件に合わせて短いものから長いものまで各種あり、図１、２の場合は短く、図３、５の場合は長い。サポート（３）は、フィラメント（６）の長短に拘わらず、その用途に合わせて適宜使用される。
【００１６】
連結部材（５）はガラス或いはセラミックスなどの絶縁部材が使用される。ガラスには外囲器（１）と同質のものでもよいが、外囲器（１）よりも融点の低い硬質ガラスでもよく、その場合は外囲器（１）の内周面に融着する事も可能である。
これに対して図５、６の場合は後述するが金属製の連結部材本体（５ａ）と絶縁体（５ｂ）とで連結部材（５）を形成した場合である。
連結部材（５）は１本の部材に通電部材（２）やサポート（３）の一部を埋設するようにしてもよいし、２本の棒材を合わせ、その間に通電部材（２）やサポート（３）の一部を埋設するようにしてもよい。連結部材（５）を構成する棒材は、中実体又は管材である。
【００１７】
通電部材（２）は、内部リード棒（２ａ）、封止用箔（１０）及び外部リード棒（２ｂ）とで構成されており、封止用箔（１０）を間にしてその両端に内部リード棒（２ａ）と外部リード棒（２ｂ）の一端が溶接されている。そして、内部リード棒（２ａ）の他端部分が略Ｕ字状に曲成され、その曲成部分が連結部材（５）に埋入されている。内部リード棒（２ａ）の連結部材（５）から突出しているその先端がリング状或いは図のようにＵ字状に曲げられてフィラメント保持部（４）が形成され、フィラメント（６）の端部がフィラメント保持部（４）に挿通或いは載置され、カシメ、溶接その他の固定方法で固定される。従って、フィラメント（６）の端部はフィラメント保持部（４）のみに支持され、連結部材（５）から突出した封止側部分（４ａ）とは縁が切られた状態になっている。その結果、後述するように前記封止側部分（４ａ）に外力が加わったとしても連結部材（５）で遮断され、フィラメント保持部（４）側に力が伝達される事がない。
【００１８】
フィラメント組込部材（Ｆ）の組み立て方法は、まず、  通電部材（２）（サポート（３）を使用する場合は、サポート（３）も）必要形状に形成し、２本の棒材の間に通電部材（２）（サポート（３）を使用する場合は、サポート（３）の先端）の必要部分を挟み、加熱して固着する。次に、リング状或いは図のようにＵ字状に曲げられてフィラメント保持部（４）にフィラメント（６）の端部を挿通或いは載置し、カシメ、溶接その他の固定方法で固定する。（サポート（３）を使用する場合は、サポート（３）のフィラメント支持部にも支持される事になる。）この時、フィラメント（６）に張力を付与しつつ固定してもよい。
【００１９】
フィラメント組込部材（Ｆ）の第２実施例は、図３に示すように図２の場合に加えてサポート（３）を１乃至複数個連結部材（５）に所定間隔で取り付けたものである。この場合はフィラメント長が長い場合に好適である。サポート（３）の一端は連結部材（５）に植設され、その突出端がフック或いはリング状に形成され、フィラメント（６）の中間部分が支持される。前記突出端がリング状の場合はフィラメント（６）が挿通される事になるし、Ｕ字状の場合はフィラメント（６）の載置後、略リング字状に丸められ、フィラメント（６）が脱落しないように形成される。
【００２０】
フィラメント組込部材（Ｆ）の第３実施例は、図５に示すように図３の場合のガラス或いはセラミックス製の連結部材（５）に代えて、金属棒で構成された連結部材本体（５ａ）と絶縁体（５ｂ）とで連結部材（５）を形成した場合である。本図では１乃至複数の絶縁体（５ｃ）を連結部材本体（５ａ）に取り付け、サポート（３）の一端を絶縁体（５ｃ）に固着した例が示してあるが、図示していないが図１から類推できるようにサポート（３）のないものもある。
【００２１】
この場合、連結部材本体（５ａ）はニッケルやタンタルなどゲッタとなる金属をその全体に使用したり或いはその一部に使用したりする事が出来る。
また、サポート（３）と連結部材本体（５ａ）とが絶縁体（５ｃ）にて絶縁され、互いに接触していない場合は図５に示すように絶縁体（５ｃ）を外囲器（１）に融着した後、必ずしも切断しなければならないというものではないが、互いに接触している場合は融着した後、切断する必要がある。切断方法はレーザにより外囲器（１）の外から行うことが一般的である。切断時期は、融着後であれば、どの時点でもよい。
【００２２】
フィラメント組込部材（Ｆ）の第４実施例は、図７に示すように、通電部材（２）が１本のリード棒で形成されている場合で、外囲器（１）がハードガラスの場合に適用される。
【００２３】
フィラメント組込部材（Ｆ）の第５実施例は、図８に示すように、サポート（３）が長短あり、交互に配設されている場合である。この場合フィラメント保持部（４）間に張設されているフィラメント（６）はジグザグ状になるので、長いフィラメント（６）の収納に好適である。
【００２４】
次に本発明方法によるハロゲンランプ（Ａ）の製造手順の代表例を図１（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）に従って説明する。その変形例は前記手順と相違する点についてのみ主として説明する。この場合はチップ管（７）を使用しない場合である。
まず、両端が開口している外囲器（１）と、フィラメント組込部材（Ｆ）とを用意し、前述のようにして組み立てられたフィラメント組込部材（Ｆ）を開口から内部に挿入する。［図１（イ）］
【００２５】
フィラメント組込部材（Ｆ）の外囲器（１）に対する軸方向の位置が最適となった位置で両者（Ｆ）（１）を適当な手段で保持する。この状態で外囲器（１）の一端をガス供給管（２０）に接続し、外囲器（１）内に非酸化性ガス（窒素ガスやアルゴンなどの不活性ガスや水素のような還元性ガス又はこれらの混合がス）を吹き込み、他端から噴出させて外囲器（１）内を非酸化性状態に保ちつつ、連結部材（５）に一致する外囲器（１）の部分を加熱する。これによって連結部材（５）は軟化し、外囲器（１）の内周面に融着する。融着箇所は、連結部材（５）の全長にわたってもよいし部分的でもよい。［図１（ロ）］
【００２６】
次に、フィラメント組込部材（Ｆ）の他端（ガス供給管非接続端）の封止用箔（１０）に一致した開口端部の部分を加熱して軟化させる。
加熱・軟化によりその表面張力及びバーナ（１９）の火力で加熱軟化部分が次第に収縮し、収縮した処で軽く又は強くピンチして下側の開口端部の封止を完了する。この部分を封止部（１３）とする。［図１（ハ）］
【００２７】
他端の開口端部の封止が完了すると、非酸化性ガスで外囲器（１）内をウォッシング等必要な処理をした後に、外囲器（１）内に未封止のガス供給側端部から必要ガス（Ｇ）を充填し、場合によっては先に封止した封止部（１３）を含む外囲器（１）の大部分を液体窒素（Ｌ）で冷却しつつガス供給側端部の封止用箔（１０）に一致する部分を加熱してその加熱部分を軟化させて前述同様にして封止部（１３）を形成する。［図１（ニ）］
両端の封止が完了すれば、必要があれば開口端部の不要部分を切除し図１（ハ）のハロゲンランプ（Ａ）とする。
なお、前記組み立て方法は代表例を示したものであり、当然これ以外の場合も本発明方法の技術的思想に合致する場合は含まれるものである。
【００２８】
図１（イ）（ハ’）（ニ’）（ホ’）は、前記の場合において連結部材（５）を外囲器（１）の内周面に溶着させない場合で、フィラメント組込部材（Ｆ）の一方の通電部材（２）をマウント保持台（１４）にて保持し、この状態でいずれか一方を封止する事になる。図１（ハ’）の場合はマウント保持台（１４）側を封止している状態を示す。他の手順は前記の場合と同じである。出来上がったハロゲンランプ（Ａ）は、連結部材（５）が外囲器（１）の内周面から浮き上がった状態か或いは接触した状態となる。図１（ホ’）
【００２９】
図２（イ）（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）はチップ管（７）を有する外囲器（１）を使用し且つ連結部材（５）を外囲器（１）の内周面に融着する場合である。チップ管（７）にガス供給管（２０）を接続し、外囲器（１）内に不活性ガスを供給しつつ前述同様の手順で連結部材（５）を外囲器（１）の内周面に融着する。［図２（ロ）］
続いて外囲器（１）の一端に蓋（１５）を取り付け、チップ管（７）にガス供給管（２０）を接続し、非酸化性ガスを供給する［図２（ハ）］。以下、図１（ハ）〜（ホ）と同様の手順で封止し、最後にチップ管（７）を封切する。
【００３０】
図２（イ）（ハ’）（ニ’）（ホ’）はチップ管（７）を有する外囲器（１）を使用し、前記とは逆に連結部材（５）を外囲器（１）の内周面に融着しない場合であり、それ以外の製造手順は前述同様と同じである。
なお、前記組み立て方法は代表例を示したものであり、当然これ以外の場合も本発明方法の技術的思想に合致する場合は含まれるものである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、フィラメント保持部と封止側部分とが互いに縁が切れているので、封止時のように通電部材の封止用箔側部分に外部からの力が加わったとしても、その力は連結部材に加わってフィラメントに加わることがなく、フィラメントの素線径がたとえ細くなったとしても組立て時、封止時や取扱い時におけるフィラメンの断線や変形がなくなる。
また、フィラメントはフィラメント組込部材に組み込まれているので、▲１▼フィラメントの外囲器への挿入や封止時において外力がフィラメントに掛かるというような事が全くなく、いかにフィラメントの素線径が細くなろうともその組み立て時や封止時においてフィラメントが破断したり変形したりするようなことがないし、▲２▼このようにフィラメントは形状が一定で且つしっかりしたフィラメント組込部材に組み込まれて取り扱われるため、自動機にも適用しやすく製造コストの削減を可能にした。▲３▼また、フィラメントを独立してフィラメント保持部に取着する事が出来るため、フィラメントに予め所定の張力を付与する事が出来る。▲４▼また、サポートを使用した場合、サポートの取付が簡単になるし、▲５▼サポートの素線径が太かったとしてもフィラメントを損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）〜（ホ）…チップ管不使用で、連結部材を外囲器の内周面に融着する場合の本発明のハロゲンランプの製造手順を示す図面
（イ）（ハ’）〜（ホ’）…チップ管不使用で、連結部材を外囲器の内周面に融着しない場合の本発明のハロゲンランプの製造手順を示す図面
【図２】（イ）〜（ホ）…チップ管使用で、連結部材を外囲器の内周面に融着する場合の本発明のハロゲンランプの製造手順を示す図面
（イ）（ハ’）〜（ホ’）…チップ管使用で、連結部材を外囲器の内周面に融着しない場合の本発明のハロゲンランプの製造手順を示す図面
【図３】本発明にかかるハロゲンランプの第２実施例で、サポートを使用するタイプの断面図
【図４】図３に使用するフィラメント組込部材のフィラメント組み込み前の正面図
【図５】本発明にかかるハロゲンランプで、サポートを使用するタイプの断面図
【図６】図５に使用するフィラメント組込部材のフィラメント組み込み前の正面図
【図７】本発明おいて、通電部材が１本のリード棒で構成されている場合の部分正断面図
【図８】本発明において、長短のあるサポートを交互に用いた場合の部分正断面図
【図９】従来例の正断面図
【符号の説明】
（Ａ）…ハロゲンランプ  （Ｂ’）…従来のハロゲンランプ
（Ｆ）…フィラメント組込部材
（Ｌ）…液体窒素
（１）…外囲器
（２）…通電部材  （２ａ）…内部リード棒  （２ｂ）…外部リード棒
（３）…サポート  （３’）…サポートリング
（４）…フィラメント保持部  （４ａ）…封止側部分
（５）…連結部材  （５ａ）…連結部材本体  （５ｂ）（５ｃ）…絶縁体
（６）…フィラメント
（７）…チップ管
（１０）…封止用箔
（１１）…リード棒
（１３）…封止部
（１４）…マウント支持台
（１５）…蓋
【図１】
0003560772.tif 000002
【図２】
0003560772.tif 000003
【図３】
0003560772.tif 000004
【図４】
0003560772.tif 000005
【図５】
0003560772.tif 000006
【図６】
0003560772.tif 000007
【図７】
0003560772.tif 000008
【図８】
0003560772.tif 000009
【図９】
0003560772.tif 000010