(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端にその内寸が小さく形成されている幅狭部を有するハードガラス製の封体と、前記幅狭部を通過可能なフィラメントの端部にリード棒を接続し、一方のリード棒に前記幅狭部より幅の広い係止部材を設けたマウントを用意し、前記マウントのフィラメントを封体に挿入して前記係止部材を幅狭部に係止し、然る後封体の両端部をリード棒のフィラメント接続側の端部のみが埋設されるように封着する事を特徴とするダブルエンド型ハロゲン電球の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、一般家庭用を含めあらゆる用途に使用する事の出来る安全且つ安価なハロゲン電球の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
白熱電球、例えばＧＬＳと呼ばれるナス型の一般照明用白熱電球、アルミニウムを蒸着したリフレクタ型白熱電球、シールドビーム型白熱電球、シャンデリアに使用される白熱電球、ガラス球の内部にシリコンをコーティングしたシリカ球など各種の白熱電球が、エジソンの発明以来、世界中で広汎に利用されてきた。処が、将来のエネルギ事情を睨み、米国ではいち早く省エネルギ法案を可決成立させ、これに基づいて照明分野でも一般照明用白熱電球（現状ではシールドビーム型とリフレクタ型に関してのみ）の明るさを２５％向上させる事が法定された。そしてこの流れは早晩世界的な潮流となってくる事は疑いがない所である。
【０００３】
このような要請に応え得るものとしてハロゲン電球がクローズ・アップされて来ている。即ち、ハロゲン電球は、その発光効率が高く、前述のＧＬＳと呼ばれるナス型の一般照明用白熱電球に比べて同一消費電力で明るさは３０から４０％増加し且つその寿命は約２倍以上である。
しかしながら、ハロゲン電球はハロゲンサイクルを管球内部で起こさせる必要があり、そのために管球内壁温度が臭化物の場合には少なくとも１８０℃以上、塩素化合物の場合でも１５０℃以上でなければならない。
また、ハロゲン電球の寿命を延ばすためにはタングステンで構成されるフィラメントの蒸発を抑制する必要があり、一般的に管球内を加圧（通常は３〜７気圧）する方法が取られる。
【０００４】
ハロゲン電球は前述のように封体(8)内の封入圧力が高いため、封体(8)に歪みが残留していると破裂事故を生じる事がある。特に、排気時に使用されるチップ管を封切すると封体(8)に突起(30)として残留し、その部分及びその周囲に歪みが残留し、更にこれに材料配分の不均一による歪みが加わり、点灯・消灯を繰り返している内にクラックが入り、往々にしてフィラメント(6)の断線時のアーク放電（シングルエンドタイプのハロゲン電球に比較してその可能性は少ないが）、により急激に封体(8)内の圧力が増大し、その部分から瞬時に破裂する事があった。故に、寿命を延ばすために十分なる加圧が出来なかった。一方、より小型のダブルエンドタイプのハロゲン電球の場合、液体窒素中で封体(8)内の圧力を十分高くしたままでは、封止する事が出来なかった。何故ならば、小型なるが故にバーナーの火力で封体(8)内のガスが十分冷やされないからである。
また、このように突起(30)が存在する場合、前記突起(30)の周囲で温度のバラツキも発生し、封体(8)に発生する歪みを増大させ、封体(8)の破裂原因となるという欠点もあった。
なお、チップ管封切によッて発生する突起(30)は、点灯時の光の配光にも影響し、光学系に使用する場合、散乱が発生するという欠点があった。
【０００５】
その他の問題点としては、封体(8)全体が同じ太さで構成されていたため、封体(8)内にマウント(M)を挿入した場合、封体(8)とマウント(M)との軸方向の位置決めやセンタ合わせが困難であり、自動化もしにくく且つシール時の封止位置の不良やフィラメント(6)の封体(8)に対するセンタ不良を生ずる事があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の解決課題の第１は、チップ管をなくする事により破裂事故を防止し、同時にハロゲン電球の特性をいかんなく発揮させる事にあり、第２はマウントと封体との位置合わせやセンタ合わせを自動的に簡単且つ正確に行えるようにすることにある。
このようにする事によりあらゆる従来の白熱電球を簡便且つ安全にそのままの形状で耐圧性を有するダブルエンド型ハロゲン電球とする事が出来、これをリフレクタ型やシールドビーム型又はナス型その他の形のアウタバルブにコンパクト且つ簡単に収納することにより高発光効率の２重管型バルブとする事が出来るようにする事ができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
『請求項１』のダブルエンド型ハロゲン電球(1)の製造方法は『一端にその内寸が小さく形成されている幅狭部(12)を有するハードガラス製の封体(8)と、前記幅狭部(12)を通過可能なフィラメント(6)の端部にリード棒(11c)(11d)を接続し、一方のリード棒(11d)に前記幅狭部(12)より幅の広い係止部材(3)を設けたマウント(M2)を用意し、前記マウント(M2)のフィラメント(6)を封体(8)に挿入して前記係止部材(3)を幅狭部(12)に係止し、然る後封体(8)の両端部をリード棒(11d)のフィラメント(6)接続側の端部のみが埋設されるように封着する』事を特徴とする。この場合は、封体(8)にハードガラスを使用する場合で、この場合も前記同様、チップ管(30)が不要となって破裂抑制効果を得る事が出来る他、封止の自動化も可能となる。また、長寿命且つコンパクトなハロゲン電球(1)とする事ができる。
【００１４】
【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。本発明のハロゲン電球(1)は、ダブルエンドタイプのもので封体(8)の両端に封止部(9a)(9b)が形成されている。封体(8)は石英ガラスやハードガラスなどが使用されるが、材質により後述するように構造が若干異なる。
いずれの場合も封体(8)の内部にはフィラメント(6)が張設されている。フィラメント(6)はダブルコイルのタングステン製である。
【００１５】
封体(8)が石英ガラスの場合、封止部(9a)(9b)内にモリブデン製の封止用金属箔(10a)(10b)が埋設されており、この封止用箔(10a)(10b)の内側端部にはフィラメント(6)の端部が直接又は内部リード棒(21)を介して接続され、外側端部には外部リード棒(11a)(11b)が接続されている。図の実施例では内部リード棒(21)を使用した場合が示されている。（図１５、１６）
【００１６】
封体(8)の第１実施例(81)は、図１に示すように太径のガラス管(8a)の一部を絞って係止用幅狭部(12)を形成したもので、係止用幅狭部(12)はガラス管(8a)の全周或いはその側壁に内側に（一般的には対称に）押し込んで形成してある。
【００１７】
封体(8)の第２実施例(82)は、図４、９に示すように係止用幅狭部(12)を細径の管状に形成したものである。細径管状幅狭部(8b)は、太径のガラス管(8a)を加熱して引き伸ばして細径としてもよいし、細径のガラス管(8b)を太径のガラス管(8a)に接続して形成してもよい。
【００１８】
封体(8)の第３実施例(83)は、図２、７、８、１１に示すように太径のガラス管(8a)の一端に細径のガラス管(8b)が一体的に突出し且つ細径のガラス管(8b)の基部近傍が内側に膨出して係止用幅狭部(12)となっているもので、係止用幅狭部(12)はガラス管(8b)の全周或いはその側壁に（一般的には対称に）形成されている。製造上通常はガラス管(8b)の全周に形成される事になる。
幅狭部(12)の成形方法の一例を示せば、例えば非酸化性雰囲気中でタングステン棒を管の幅狭部(12)形成部位内に挿入し、当該部位を加熱して軟化させ、両側から当該加熱部位を挟むことにより、前記タングステン棒が基準となって一定幅の幅狭部(12)が形成される事になる。
【００１９】
封体(8)の第４実施例(84)は、図５、６、１０に示すように係止用幅狭部(12)を細径のガラス管(8b)の途中に形成したものである。この場合も係止用幅狭部(12)はガラス管の全周或いはその側壁に（一般的には対称に）形成されている。
【００２０】
封体(8)の第５実施例(85)は、図３に示すように封体(8)の他端に細く絞らた位置決め細径部(7a)が設けられている場合である。図３の場合は、細径ガラス管(8b)の基部に係止用幅狭部(12)が設けられている例であるが、勿論これに限られず、封体(8)の係止側端部の形状は図１のように太径ガラス管(8a)となっていてもよいし、図４のように太径ガラス管(8a)の間に細径ガラス管(8b)が設けられていてもよいし、図５のように太径ガラス管(8a)から細径ガラス管(8b)が突出し、その途中に係止用幅狭部(12)が設けられていてもよい。また、比較的肉厚の厚い細径ガラス管(8b)の中央部分を加熱し、この加熱部分を膨らませて図３のような形状としてもよい。
以上の場合で、封体(8)の太径ガラス管(8a)、細径ガラス管(8b)に拘わらず、給排気管(19)に接続される部分は接続管部(7)となる。
【００２１】
石英ガラス用のマウント(M1)の第１実施例(M1a)は、図１、２に示すようにフィラメント(6)の両端に封止用箔(10a)(10b)が溶接されており、更にその反対側に外部リード棒(11a)(11b)が溶接された形状（或いは、外部リード棒(11a)(11b)の代わりに封止用箔(10a)(10b)を長く延ばし、封止部(9a)(9b)から封止用箔(10a)(10b)を外側に導出するようにしてもよい。）で、一方の封止用箔(10a)とフィラメント(6)とが前記係止用幅狭部(12)を通過するような細幅に形成されており、他の封止用箔(10b)が係止用幅狭部(12)を通過出来ないような幅広に形成されている。ここで、幅広封止用箔(10b)のフィラメント(6)側の肩部が係合部材(3)としての働きをなす。
【００２２】
石英ガラス用のマウント(M1)の第２実施例(M1b)は、図４、５に示すように封止用箔(10a)(10b)とフィラメント(6)とが係止用幅狭部(12)を通過するような細幅に形成されており、外部リード棒(11b)に直角に係止部材(3)が溶接されている場合である。
【００２３】
石英ガラス用のマウント(M1)の第３実施例(M1c)は、図５と係止部材(3)の溶接位置が相違する場合で、図６に示すように封止用箔(10b)に直角に係止部材(3)が溶接されている。尚、封止用箔(10b)の端部に設けておくほうが好ましい。
【００２４】
石英ガラス用のマウント(M1)の第４実施例(M1d)は、図５と係止部材(3)の溶接位置が相違する場合で、図７に示すように内部リード棒(21)『或いは、図示していないがフィラメント(6)』に直角に係止部材(3)が溶接されている。
【００２５】
石英ガラス用のマウント(M1)の第４実施例(M1e)は、図７の係止部材(3)が棒材であるのに対してリングである場合で図示していないがリング状係止部材(3)の取付位置は外部リード棒(11b)或いは内部リード棒(21)又はフィラメントリード(6a)に取り付ける事が出来る。
【００２６】
ハードガラス用のマウント(M2)の実施例は図９〜１１に示すようにフィラメント(6)の両端にリード棒(11c)(11d)が直接溶接されており、更に一方のリード棒(11d)或いはフィラメントリード(6a)に直角に係止部材(3)が溶接されている。
【００２７】
次に本発明にかかるダブルエンド型ハロゲン電球(1)の製造方法について説明する。石英ガラス型の場合、▲１▼−(イ)  一端に接続管部(7)が設けられている封体(8)と、一方の封止用箔(10b)の幅が他方の封止用箔(10a)の幅及びフィラメント(6)の外径より大であり且つ封止用箔(10a)とフィラメント(6)とが幅狭部(12)を通過可能なマウント(M1)、▲１▼−(ロ)  或いは封止用箔(10a)(10b)及びフィラメント(6)の外径が幅狭部(12)を通過可能で且つ係止部材(3)が設けられているマウント(M1)、▲１▼−(ハ)  又は一方の封止用箔(10a)及びフィラメント(6)の外径が幅狭部(12)を通過可能で他方の封止用箔(10b)の幅が係止部材(3)より幅広で且つ係止部材(3)が設けられているあるマウント(M1)とを用意し、その封体(8)内にマウント(M1)を挿入して、係止用箔(10b)の肩(3)或いは係止部材(3)を幅狭部(12)に係合してマウント(M1)を封体(8)中に吊り下げる。
▲２▼次に接続管部(7)に保護ガス管(19)を接続し、図１２のように保護ガス管(19)から封体(8)側に不活性ガスを供給しつつ封体(8)の端部を加熱し、十分に軟化した処で封着処理を行い、前記加熱端部を封止して図１３に示す形状とする。この封止部分を(9a)で示す。
▲３▼次に、真空源に接続された給排気管(19a)に接続管部(7)を繋ぎかえ、封体(8)内のガスを排除した後、封体(8)及び封止部(9a)を冷却しつつハロゲンガスが含まれた必要ガスを封入し、接続管部(7)の封止用箔(10b)に一致する部分を加熱し、十分軟化した処で封着処理を行うと同時に不要部分を切除して図１５の形状とする。
【００２８】
前記方法で形成された石英ガラス型のハロゲン電球(1)の形状は、チップ管(30)がなく、封体(8)の一方に形成された封止部(9b)の幅が、封体(8)の外径より小であり、他方の封止部(9a)の幅が封体(8)の外径より大である。
【００２９】
ハードガラス型ハロゲン電球(1)の製造方法は、▲１▼一端に接続管部(7)が設けられている封体(8)を用意し、その封体(8)にマウント(M2)を挿入し、幅狭部(12)に係止部材(3)を係止する。
▲２▼次に接続管部(7)に保護ガス管(19)を接続し、図１２のように給排気管(19)から封体(8)側に不活性ガスを供給しつつ封体(8)の端部を加熱し、十分に加熱端部を収縮させて融着するかピンチ封止して端部を封着する。この融着収縮部分又はピンチ封着部分を図１７において(9a)で示す。
▲３▼次に、給排気管(19)を介して接続管部(7)を真空源（図示せず）に接続し、封体(8)内のガスを排除した後、封体(8)及び封止部(9a)を冷却しつつハロゲンガスを含む必要ガスを封入し、続いて接続管部(7)の基部を加熱し、加熱部分を収縮させて融着又はピンチ封止して端部を封着すると同時に不要部分を切除して図１７の形状とする。
【００３０】
前記方法で形成されたハードガラス型のハロゲン電球(1)の形状は、チップ管(30)がなく、封体(8)の一方に形成された封止部(9b)の幅が、封体(8)の外径より小であり、他方の封止部(9a)の幅が封体(8)の外径より大である。図１７参照
【００３１】
また、図３のように封体(8)の一端が、その内寸が小さく形成されている幅狭部(12)を有し、他端が細く絞らた位置決め細径部(7a)を有する場合、マウント(M1)又は(M2)を封体(8)に挿入した場合、マウント(M1)又は(M2)の封止用箔(10a)側である非係止側挿入端(H)が前記位置決め用細径部(7a)内に挿入されて保持されて両端支持となり、封止を行った時でもフィラメント(6)の位置が封体(8)の中心から外れる事がない。
その場合の姿は、石英ガラス型のハロゲン電球(1)の場合には図１６に示す通りであり、ハードガラス型のハロゲン電球(1)の場合は図１８に示す通りであり、封体(8)の両端に形成された封止部(9a)(9b)の幅が封体(8)の外径より小である。
【００３２】
本発明のダブルエンド型ハロゲン電球(1)は、いずれのタイプでもサポート（図示せず）を使用する事が出来ないので、従来のもの（短いものでも封止部間の寸法が４５ｍｍ程度である。）に比べてその寸法が小さい事が特徴的である。
封止部(9a)(9b)の基部(L)間の寸法は各消費電力に対応して以下の領域の寸法となるように形成されている。即ち、横軸に消費電力(Ｗ)を取り、縦軸に封体(8)の封止部(9a)(9b)間の寸法(L)を取ったＸ−Ｙ座標系とした場合、３０Ｗの場合に下限寸法(L)が７ｍｍであり、上限寸法(L)が２４ｍｍであり、１００Ｗの場合に下限寸法(L)が８ｍｍであって、上限寸法(L)が２５ｍｍである４点で区画された矩形範囲内に前記封体(8)の封止部(9a)(9b)間の寸法(L)が位置するようになっている。
【００３３】
また、前記封体(8)に使用される太径ガラス管(8a)の内径は一般に４〜１０ｍｍであり、その肉厚が０.８〜１.５ｍｍである。
封体(8)の内部には、仕様や用途に合わせて適当な成分ガスや成分材料が封入されている。
また、前記ハロゲン電球(1)は、点灯時に封体(8)の温度が２５０〜８００℃の範囲にあるように設定される。また、本発明のハロゲン電球(1)はその寸法が従来のものに比べて非常に短いので、封体(8)の最高温度点と最冷点との差は、２００℃以下である。これにより、立てて使用しても上下で温度差がほとんど発生せず黒化することがなく、またこれが故に短寿命になるというような事もほとんどない。
【００３４】
次に前記ハロゲン電球(1)をアウタバルブ(2)に装着して使用する場合について説明する。図１９のアウタバルブ(2)はナス型のもので、その基部には首部(18)が突設されており、前記アウターバルブ(2)の首部(18)には従来のナス型一般白熱電球と同じサイズの口金(5)が装着されており、接着剤(12)にて固定されている。
(4)はステムで、首部(18)の開口部にステム(4)が一体化されており、ステム(4)にはステム側のリード棒(14)が埋設されていて、ステム(4)の先端からステム側のリード棒(14)の一端が突出している。また、ステム(4)の根元近辺に内外に貫通していた排気管(15)が形成されており、その端部が封止されている。
【００３５】
本発明にかかるハロゲン電球(1)は、首部(18)に取着されたステム(4)から導出されたリード棒(14)(14)に前記ハロゲン電球(1)の外部リード棒(11a)(11b)《又はハードガラス型の場合はリード棒(11c)(11d)》が一体的に取り付けられている。本実施例では、一方の外部リード棒(11b)とステム側のリード棒(14)とは中継リード棒(13)を介して接続されている。リード棒同士の接続は一般的に溶接によって行われる。勿論、一方の外部リード棒(11)を長く伸ばし、これを折曲して直接一方のステム側のリード棒(14)に接続してもよい。
【００３６】
首部(18)の端部外周には、口金(5)が接着されており、その中央に絶縁物(16)を介して配設された中央接点(17)と一方のステム側リード棒(14)が、前記口金(5)に他方のステム側リード棒(14)が、ステム(4)を構成するガラス材料と気密状態を保持できるリード棒（一般的にはジュメット線）を介して接続されている。
これにより従来のナス型一般白熱電球用ソケットにそのまま装着する事ができる。
【００３７】
尚、アウタバルブ(2)内は、排気管(15)を利用して減圧状態（０.５気圧以下）にしておく事が好ましく、その場合にはインナバルブである小型ハロゲン電球(1)が破裂した場合の破裂音と衝撃の吸収とがなされ、アウタバルブ(2)の損傷が緩和される。
【００３８】
また、ナス型のアウタバルブ(2)の代わりにシールドビーム型のアウタバルブや凹面反射鏡型のアウタバルブ又はその他の形状のアウタバルブ（図示せず）を使用して２重管型のバルブとすることも可能であり、リフレクタ部分には一般的には金属蒸着層や多層膜コーティング層が形成されており、多層膜コーティングの場合には可視光が反射され赤外線は背方に放出されるようになっている。
【００３９】
これらによれば、ハロゲン電球(1)を光源として使用すことができるので、従来のナス型一般照明用白熱電球（ＧＬＳ）に比べて同一消費電力でその明るさを３０から４０％増しとすると共にその寿命を約２倍以上にする事が出来るし、また、光源としてダブルエンド型ハロゲン電球を使用するので、シングルエンドタイプのハロゲン電球と違って耐圧構造が取りやすく一般照明用に好適である。
【００４０】
《実施態様例》
内径６ｍｍ×外径８ｍｍ、内寸長さ約１２ｍｍ×外寸長さ約１４ｍｍの太径ガラス管の一端に、内径３ｍｍ×外径５ｍｍ、内寸長さ約５０ｍｍの細径ガラス管を接続し、その接続基部に幅２ｍｍ幅狭部が形成されており、太径ガラス管の他端に内径４ｍｍ×外径２ｍｍ、長さ約９ｍｍの細径ガラス管が接続された『封体』と、係止側の封止用箔の幅が２.５ｍｍ、長さ５ｍｍ、挿通側の封止用箔の幅が１.５ｍｍ、長さが５ｍｍ、フィラメントの外径が０.９ｍｍ、発光部の長さが８ｍｍ、外部リード棒、フィラメントと封止用箔、外部リード棒と封止用箔との溶接長さが１ｍｍの『マウント』を用意し、前述のように封止を行い、封止部に封止用箔を埋設するして図１７、１８のハロゲン電球とする。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、チップ管をなくする事ができるので、局部加熱並びに材料配分の不均一による封体の歪みをより小さくする事が出来、破裂事故を著しく減じる事ができる。また、チップ管がないため、光の散乱が防止でき、光の配光もよく、一般照明に限らず例えば顕微鏡用光源やスポットライト用光源など精密な光学系にも使用できる。加えて、封体内の温度のバラツキも少なく、タングステンの蒸発量のバラツキも少なくなり寿命も延びる。
また、封止用箔或いは係止部材により封体の幅狭部に係止してマウントを封体に吊り下げる事が出来るので、マウントと封体とを軸方向において位置決めする事が出来、石英ガラス型における封着止処理やハードガラス型における封着の自動化を簡単に行える。また、アウターバルブ内に装着する場合には、それに適した軽量且つコンパクトで安価なインナーバルブとしてのハロゲン電球を実現できる。
また、封体の他端に位置決め用細径部を設ける事により、マウントの両端が位置決めされることになり、マウントと封体との位置合わせやセンタ合わせを簡単且つ正確に行えるという利点がある。特に、封体表面に多層膜コーティングをする事により、効率を上げるタイプには最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第１実施例の正断面図
【図２】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第２実施例の正断面図
【図３】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第３実施例の正断面図
【図４】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第４実施例の部分正断面図
【図５】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第５実施例の部分正断面図
【図６】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第６実施例の部分正断面図
【図７】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第７実施例の部分正断面図
【図８】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第８実施例の部分正断面図
【図９】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第９実施例の部分正断面図
【図１０】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第１０実施例の部分正断面図
【図１１】本発明の封体にマウントを挿入・係止した状態の第１１実施例の部分正断面図
【図１２】本発明のマウントを挿入・係止した封体の下端部分を加熱している状態の正断面図
【図１３】本発明のマウントを挿入・係止した封体の下端部分をピンチ封止した状態の正断面図
【図１４】本発明のマウントを挿入・係止した封体の上端部分を加熱している状態の正断面図
【図１５】本発明にかかる石英ガラス型ハロゲン電球の１実施例の正断面図
【図１６】本発明にかかる石英ガラス型ハロゲン電球の他の実施例の正断面図
【図１７】本発明にかかるハードガラス型ハロゲン電球の１実施例の正断面図
【図１８】本発明にかかるハードガラス型ハロゲン電球の他の実施例の正断面図
【図１９】本発明にかかるナス型２重バルブの一部切欠斜視図
【図２０】従来の石英ガラス型ハロゲン電球の正断面図
【符号の説明】
(A)…２重バルブ
(1)…ハロゲン電球
(2)…アウタバルブ
(3)…係止部材
(4)…ステム
(5)…口金
(6)…フィラメント
(7)…接続管部
(7a)…位置決め用細径部
(8)…封体
(8a)…太径ガラス管
(8b)…細径ガラス管
(9a)(9b)…封止部
(10a)(10b)…封止用箔
(S)…封体の封止部間の寸法
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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