白熱ランプ
【課題】 封止部に埋設された金属箔と外部リード棒が溶接によって確実に接合され、しかも、金属箔が封止部に密着して確実に封着された白熱ランプを提供することにある。
【解決手段】 本発明の白熱ランプは、発光管１０の端部に封止部１１が形成され、この封止部１１に金属箔２が封着され、この金属箔２に発光管１０内に伸びる内部リード４と外部に突出する外部リード棒４が接合された白熱ランプにおいて、外部リード棒４の金属箔２と対向する部分は、基底部４１と基底部４１から突出するように形成された凸部４２を有し、外部リード棒４の金属箔側の先端は、基底部４１と凸部４２が存在し、凸部４２は、外部リード棒４の金属箔側の先端から外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されており、凸部４２と金属箔２が溶接して接合されていることを特徴とする。
【解決手段】 本発明の白熱ランプは、発光管１０の端部に封止部１１が形成され、この封止部１１に金属箔２が封着され、この金属箔２に発光管１０内に伸びる内部リード４と外部に突出する外部リード棒４が接合された白熱ランプにおいて、外部リード棒４の金属箔２と対向する部分は、基底部４１と基底部４１から突出するように形成された凸部４２を有し、外部リード棒４の金属箔側の先端は、基底部４１と凸部４２が存在し、凸部４２は、外部リード棒４の金属箔側の先端から外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されており、凸部４２と金属箔２が溶接して接合されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部リード棒が接合された金属箔が封止部に封着された白熱ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光管の端部に金属箔が封着された封止部が形成され、この金属箔の一端側に発光部であるフィラメントの端部を引き伸ばした内部リードが溶接され、この金属箔の他端側に発光管から外部に突出する外部リード棒が溶接された白熱ランプが知られている。
【０００３】
このような白熱ランプは、内部リードと外部リード棒が溶接された金属箔を封止部で封着することにより、フィラメントの電気的接続と発光管内の気密構造を同時に達成するものである。
【０００４】
このような白熱ランプは、発光管の両端に封止部が形成された両端封止形の白熱ランプと、発光管の一端のみに封止部が形成された一端封止形の白熱ランプが存在する。
両端封止形の白熱ランプは、主に熱源として利用されることが多く、例えば、複写機の加熱ローラ内のヒータとして利用されている。
一端封止形の白熱ランプは、主に光源として利用されることが多く、例えば、商業施設で利用されるミラーと組み合わせた照明器具の光源として利用されている。
【０００５】
図１を用いて両端封止形の白熱ランプの構造を説明する。
白熱ランプは、石英ガラスからなる管形の発光管１０の両端に封止部１１が形成され、この封止部１１にモリブデンからなる金属箔２が封着されている。
この金属箔２の一端側にはフィラメントＦに繋がる内部リード３と、他端側には発光管１０から外部に突出する外部リード４が溶接されて接合されている。
【０００６】
このような白熱ランプは、予め金属箔２に内部リード３と外部リード棒４を溶接してフィラメント組立体を製造し、このフィラメント組立体を発光管１０となる両端が開口された石英ガラスからなる円筒体に挿入配置し、その円筒体の両端を金属箔２が封着されるように圧潰して封止部１１を形成することにより、白熱ランプが製造されるものである。
【０００７】
図１０を用いてフィラメント組立体の金属箔と内部リードと外部リード棒の接合関係を説明する。
外部リード棒４は、直径０．５〜１．５ｍｍ、長さ１５〜２５ｍｍの棒状体であって、金属箔２側の先端がプレス加工されている。
プレス加工によって、基底部４１と、この基底部４１から突出するように形成された凸部４２が形成されている。
【０００８】
凸部４２は、金属箔２と対向する部分が平面状の接触面４２ａになっており、この凸部４２を金属箔４に当接した状態で、凸部４２の上部と金属箔２の下部を金属製の溶接棒で挟んで電流を流し、抵抗溶接によって、凸部４２と金属箔４を溶接することにより、外部リード棒４と金属箔２を接合するものである。
【０００９】
図１１は、凸部４２の製造方法を説明する図であり、棒状体の外部リード棒４を凹部９０が形成された型板９１の上に載置し、その状態で上からプレス板９２によって外部リード棒４の先端をプレスすることにより、型板９１の凹部９０に外部リード棒４の一部が入り込み凸部４２が形成され、凹部９０以外の部分の型板９１とプレス板９２の間でプレスされた部分が外部リード棒４の基底部４１となるものである。
また、凸部４２の形状を一定にするために、外部リード棒４の先端４ａと凹部９０の先端側内壁面９０ａの位置を一致させて、外部リード棒４をプレスすることにより、凸部４２の形状を一定にしていた。
このようなプレス加工によって外部リード棒４を加工すると、全ての外部リード棒４の凸部４２は、図１１中、Ｌで示す長さが常に一定になるものである。なお、図面では示されていないが、凸部４２は紙面に対して垂直方向の長さも一定になるものである。
【００１０】
このように外部リード棒４に一定形状の凸部４２を設けることにより、金属箔２と接触する部分である凸部４２の接触面４２ａの面積を一定にすることができ、抵抗溶接時の金属箔２と凸部４２の抵抗値を一定にでき、どのような外部リード棒４を用いても金属箔２と外部リード棒４の溶接状態を一定でき、確実に溶接できるものであった。
【００１１】
しかしながら、図１２、図１３で示すように、外部リード棒４の先端４ａと凹部９０の先端側内壁面９０ａの位置合わせが難しく、外部リード棒４の先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに届かない場合や飛び出す場合があった。
【００１２】
図１２は、外部リード棒４の先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに届かない状態で凸部４２が製造される方法の説明図である。
外部リード棒４は、先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに一致しておらず、凹部９０と対向する位置に先端４ａが配置されており、この状態で、プレス加工すると、凸部４２の長さＬ１は、規定の長さＬより短くなる。
【００１３】
つまり、外部リード棒４の凸部４２の接触面４２ａの面積が規定の面積より小さくなる。
この状態で、凸部４２と金属箔２を抵抗溶接すると、抵抗値が高くなり、凸部４２と金属箔２の接触部分が過大に発熱して金属箔２が溶け、外部リード４と金属箔２が接合されないことがあった。
【００１４】
さらに、図１３は、外部リード棒４の先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａから飛び出した状態で凸部４２が製造される方法の説明図である。
外部リード棒４は、先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに一致しておらず、凹部９０と対向しない位置に先端４ａが配置されているが、この状態で、プレス加工すると、凸部４２の長さＬは、規定の長さＬと等しくなり、凸部４２の接触面４２ａの面積も規定の面積になる。
【００１５】
しかしながら、図１３に示すように、凸部４２は外部リード棒４の先端に設けられておらず、外部リード棒４の先端には、基底部４１が形成された構造になる。
このような構造の外部リード棒４を金属箔２に抵抗溶接すると、抵抗溶接時の金属箔２と凸部４２の抵抗値は規定値となり、金属箔２と外部リード棒４を確実に溶接できるものであるが、図１４に示すように、外部リード棒４の先端４ａが金属箔２から離れる方向に反り返り、封止部１１を構成する石英ガラスが金属箔２と密着する部分が小さくなり、封止部１１の気密封止構造が不完全になる問題があった。
【特許文献１】特開昭５５−１０９３５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明の発熱ランプは、封止部に埋設された金属箔と外部リード棒が溶接によって確実に接合され、しかも、金属箔が封止部に密着して確実に封着された白熱ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の白熱ランプは、発光管の端部に封止部が形成され、この封止部に金属箔が封着され、この金属箔に前記発光管内に伸びる内部リードと前記発光管から外部に突出する外部リード棒が接合された白熱ランプにおいて、前記外部リード棒の前記金属箔と対向する部分は、基底部と当該基底部から突出するように形成された凸部を有し、前記外部リード棒の前記金属箔側の先端は、前記基底部と前記凸部が存在し、前記凸部は、前記外部リード棒の前記金属箔側の先端から当該外部リード棒の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、前記外部リード棒の長手方向に伸びる中心軸に対して交差するように傾斜して形成されており、前記凸部と前記金属箔が溶接して接合されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の白熱ランプは、請求項１に記載の白熱ランプであって、特に、前記外部リード棒の基底部と凸部は、プレス加工によって形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の白熱ランプは、外部リード棒の金属箔と対向する部分は、基底部と当該基底部から突出するように形成された凸部を有し、外部リード棒の金属箔側の先端は、基底部と凸部が存在し、この凸部は、外部リード棒の金属箔側の先端から外部リード棒の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、外部リード棒の長手方向に伸びる中心軸に対して交差するように傾斜して形成されているので、凸部と金属箔が確実に溶接でき、外部リード棒が金属箔に確実に接合されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本願発明の白熱ランプを図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の白熱ランプの構成を示す説明図である。
白熱ランプは、石英ガラスからなる管形の発光管１０の両端に封止部１１が形成され、この封止部１１にモリブデンからなる金属箔２が封着されている。
この金属箔２の一端側にはフィラメントＦに繋がり発光管１０内に伸びる内部リード３と、他端側には発光管１０から外部に突出するモリブデンの棒状体よりなる外部リード４が溶接されて接合されている。
【００２１】
このような白熱ランプは、予め金属箔２に内部リード３と外部リード棒４を溶接してフィラメント組立体を製造し、このフィラメント組立体を発光管１０となる両端が開口された石英ガラスからなる円筒体に挿入配置し、その円筒体の両端を金属箔２が封着されるように圧潰して封止部１１を形成することにより、白熱ランプが製造されるものである。
【００２２】
図２は、外部リード棒４の斜視図であり、図３は、外部リード棒４を凸部方向から見た平面図である。
外部リード棒４の金属箔と対向する部分は、基底部４１と、この基底部４１から突出するように形成された凸部４２とを有している。
外部リード棒４の金属箔側の先端４ａは、基底部４１と凸部４２が存在し、凸部４２は、外部リード棒４の金属箔側の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒３の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されている。
凸部４２と中心軸Ｘとの交差する鋭角となる角度αは、５°〜２０°の範囲であり、この実施例では１０°である。
【００２３】
図４は、凸部４２の製造方法を説明する図であり、型板９１には、型板９１の中心軸Ｚと交差するように凹部９０が形成されており、外部リード棒４の先端４ａが型板９１の先端９１ａから突出するように型板９１の上に載置し、その状態で上からプレス板９２によって外部リード棒４の先端をプレスする。
この結果、型板９１の凹部９０に外部リード棒４の一部が入り込み凸部４２が形成され、凹部９０以外の部分の型板９１とプレス板９２の間でプレスされた部分が外部リード棒４の基底部４１となるものである。
【００２４】
このようにして加工された外部リード棒４を図５に示す。図５は、凸部４２の方向からみた平面図である。
図５では、外部リード棒４の金属箔側の先端４ａは、基底部４１だけが存在し凸部４２は存在しない状態になっている。
この形状では、外部リード棒４と金属箔２を抵抗溶接する際に、外部リード棒４の先端が金属箔とは反対側に反り返るので、図５中、Ｃの部分で、外部リード棒４の先端を切断して、図３に示す本願発明の白熱ランプの外部リード棒に加工するものである。
【００２５】
そして、図３に示す凸部４２の金属箔と対向する部分が平面状の接触面４２ａとなっており、この接触面４２ａを金属箔４に当接した状態にして、外部リード棒４と金属箔２を一対の金属製の溶接棒で挟んで電流を流し、抵抗溶接によって、凸部４２と金属箔２を溶接することにより、外部リード棒４と金属箔２を接合するものである。
【００２６】
本願発明の白熱ランプの外部リード棒４の製造方法は、図４に示すように、外部リード棒４の先端４ａと型板９１の凹部９０の位置関係を正確に出す必要はなく、プレス加工された後の外部リード棒４の先端側を適宜の長さで切断して、外部リード棒４の先端４ａに基底部４１と凸部４２が存在するように切断加工するものである。
【００２７】
外部リード棒４の先端４ａを切断加工する際に、その切断位置は、図６に示すように、必ず、凸部４２の先端と一致するＣ１の位置か、或いは、凸部４２と交差するＣの位置である。このような位置で外部リード棒４の先端４ａを切断加工することにより、外部リード棒４の先端４ａに基底部４１と凸部４２の両方が存在する構造となる。
なお、切断加工位置Ｃは、切断加工位置Ｃ１の近傍であって意図的に切断加工位置Ｃ１から遠く離すものではなく、切断加工位置Ｃと切断加工位置Ｃ１の離間距離（ズレ量）は、０．１〜０．３ｍｍの範囲である。この範囲は、切断加工位置を制御できる範囲である。
【００２８】
さらに、図６を用いて説明すると、プレス加工された後の外部リード棒４の先端側を切断加工する際に、Ｃ１の位置で切断加工してできた凸部４２の接触面４２ａの面積と、Ｃの位置で切断加工してできた凸部４２の接触面４２ａの面積との差は、微小な差である。
これは、凸部４２は、外部リード棒３の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されているので、Ｃの位置で切断加工されて、図６中、点ｅ、ｆ、ｇで囲まれた部分の凸部がなくなっても、Ｃ１の位置で切断加工されてできる凸部４２の接触面４２ａの面積に比べ、減少割合が極めて小さいので、抵抗溶接時の金属箔２と凸部４２の抵抗値のバラツキを極めて小さくでき、どのような外部リード棒４を用いても金属箔２と外部リード棒４の溶接状態が安定し、確実に溶接できるものである。
【００２９】
次に、凸部を形成するためにプレス加工後の外部リード棒の先端を切断する位置の違いによって凸部の接触面積の変化を調べる実験を行った。
この実験に用いた凸部の形状は、図７に示すように、３つのパターンで行った。
パターン１は、本願発明の白熱ランプに用いる外部リード棒であって、凸部４２は、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが７０°で交差するように傾斜して形成されている。
パターン２は、本願発明の白熱ランプに用いる外部リード棒であって、凸部４２は、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが８５°で交差するように傾斜して形成されている。
パターン３は、比較用の白熱ランプに用いる外部リード棒であって、凸部４２は、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘと平行となるように形成されている。
【００３０】
そして、パターン１〜３に示すプレス加工後の外部リード棒４の先端を、パターン１、２に示す凸部４２の先端を基準位置０ｍｍとし、この基準位置０ｍｍから外部リード棒４の後端側に向けて０．１ｍｍ刻みで切断位置を変えた場合の接触面４２ａの面積値と、基準位置０ｍｍの時の接触面積に対する面積損失比を調べた。
結果を図８に示す。
【００３１】
図８に示すように、比較用の白熱ランプに用いるパターン３の外部リード棒４では、凸部４２が外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘと平行となるように形成されているので、切断位置が基準位置より０．１ｍｍ外部リード棒４の後端側に変わるだけで、凸部４２の接触面４２ａの基準となる接触面積に対して２５％も減少することになり、凸部と金属箔の抵抗溶接時に、抵抗値が高くなり過ぎ、凸部と金属箔の接触部分が過大に発熱し金属箔が溶け、外部リード棒と金属箔を接合できないものである。
【００３２】
一方、本発明の白熱ランプに用いるパターン１の外部リード棒４では、凸部４２が外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが７０°で交差するように傾斜して形成されているので、切断位置が基準位置より０．２ｍｍ外部リード棒４の後端側に変わっても、凸部４２の接触面４２ａの基準となる接触面積に対して１６．１％しか減少しないことになり、凸部と金属箔の抵抗溶接時に、抵抗値の変化が少なく、凸部と金属箔の接触部分の発熱が抑制され、外部リード棒と金属箔を確実に溶接によって接合できるものである。
【００３３】
さらに、本発明の白熱ランプに用いるパターン２の外部リード棒４では、凸部４２が外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが８５°で交差するように傾斜して形成されているので、切断位置が基準位置より０．１ｍｍ外部リード棒４の後端側に変わっても、凸部４２の接触面４２ａの基準となる接触面積に対して１６．２％しか減少しないことになり、凸部と金属箔の抵抗溶接時に、抵抗値の変化が少なく、凸部と金属箔の接触部分の発熱が抑制され、外部リード棒と金属箔を確実に溶接によって接合できるものである。
【００３４】
また、本発明の白熱ランプに用いる外部リード棒は、図３に示すように、凸部４２は、外部リード棒４の金属箔側の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成されるので、外部リード棒と金属箔を抵抗溶接する際に、外部リード棒の先端が金属箔とは反対側に反り返ることがなく、金属箔が封止部に密着して封着される構造となり、封止部の密着性を向上させることができる。
【００３５】
図９は、本発明の白熱ランプに用いる外部リード棒の凸部の変形例である。
これらの変形例の凸部４２は、全て、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されている。
【００３６】
なお、両端封止型の白熱ランプで全て説明はしたが、外部リード棒の構造に特徴があり、一端封止型の白熱ランプでも、本願発明は同様の作用・効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】白熱ランプの構成を示す説明図である。
【図２】本願発明の白熱ランプに用いられる外部リード棒の斜視図である。
【図３】図２示す外部リード棒を凸部方向から見た平面図である。
【図４】本願発明の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図５】図４に示す製造方法で作成された外部リード棒の平面図である。
【図６】図４に示す製造方法で作成された外部リード棒の切断加工位置を示す説明図である。
【図７】実験に用いた外部リード棒の先端部の形状説明図である。
【図８】実験結果を示すデータ説明図である。
【図９】本願発明の白熱ランプに用いられる外部リード棒の他の平面図である。
【図１０】従来の白熱ランプに用いられる金属箔と内部リードと外部リード棒の接合関係を説明する説明図である。
【図１１】従来の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図１２】従来の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図１３】従来の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図１４】従来の白熱ランプに用いられる金属箔と内部リードと外部リード棒の接合関係を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 発光管
１１ 封止部
２ 金属箔
３ 内部リード
４ 外部リード
４１ 基底部
４２ 凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部リード棒が接合された金属箔が封止部に封着された白熱ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光管の端部に金属箔が封着された封止部が形成され、この金属箔の一端側に発光部であるフィラメントの端部を引き伸ばした内部リードが溶接され、この金属箔の他端側に発光管から外部に突出する外部リード棒が溶接された白熱ランプが知られている。
【０００３】
このような白熱ランプは、内部リードと外部リード棒が溶接された金属箔を封止部で封着することにより、フィラメントの電気的接続と発光管内の気密構造を同時に達成するものである。
【０００４】
このような白熱ランプは、発光管の両端に封止部が形成された両端封止形の白熱ランプと、発光管の一端のみに封止部が形成された一端封止形の白熱ランプが存在する。
両端封止形の白熱ランプは、主に熱源として利用されることが多く、例えば、複写機の加熱ローラ内のヒータとして利用されている。
一端封止形の白熱ランプは、主に光源として利用されることが多く、例えば、商業施設で利用されるミラーと組み合わせた照明器具の光源として利用されている。
【０００５】
図１を用いて両端封止形の白熱ランプの構造を説明する。
白熱ランプは、石英ガラスからなる管形の発光管１０の両端に封止部１１が形成され、この封止部１１にモリブデンからなる金属箔２が封着されている。
この金属箔２の一端側にはフィラメントＦに繋がる内部リード３と、他端側には発光管１０から外部に突出する外部リード４が溶接されて接合されている。
【０００６】
このような白熱ランプは、予め金属箔２に内部リード３と外部リード棒４を溶接してフィラメント組立体を製造し、このフィラメント組立体を発光管１０となる両端が開口された石英ガラスからなる円筒体に挿入配置し、その円筒体の両端を金属箔２が封着されるように圧潰して封止部１１を形成することにより、白熱ランプが製造されるものである。
【０００７】
図１０を用いてフィラメント組立体の金属箔と内部リードと外部リード棒の接合関係を説明する。
外部リード棒４は、直径０．５〜１．５ｍｍ、長さ１５〜２５ｍｍの棒状体であって、金属箔２側の先端がプレス加工されている。
プレス加工によって、基底部４１と、この基底部４１から突出するように形成された凸部４２が形成されている。
【０００８】
凸部４２は、金属箔２と対向する部分が平面状の接触面４２ａになっており、この凸部４２を金属箔４に当接した状態で、凸部４２の上部と金属箔２の下部を金属製の溶接棒で挟んで電流を流し、抵抗溶接によって、凸部４２と金属箔４を溶接することにより、外部リード棒４と金属箔２を接合するものである。
【０００９】
図１１は、凸部４２の製造方法を説明する図であり、棒状体の外部リード棒４を凹部９０が形成された型板９１の上に載置し、その状態で上からプレス板９２によって外部リード棒４の先端をプレスすることにより、型板９１の凹部９０に外部リード棒４の一部が入り込み凸部４２が形成され、凹部９０以外の部分の型板９１とプレス板９２の間でプレスされた部分が外部リード棒４の基底部４１となるものである。
また、凸部４２の形状を一定にするために、外部リード棒４の先端４ａと凹部９０の先端側内壁面９０ａの位置を一致させて、外部リード棒４をプレスすることにより、凸部４２の形状を一定にしていた。
このようなプレス加工によって外部リード棒４を加工すると、全ての外部リード棒４の凸部４２は、図１１中、Ｌで示す長さが常に一定になるものである。なお、図面では示されていないが、凸部４２は紙面に対して垂直方向の長さも一定になるものである。
【００１０】
このように外部リード棒４に一定形状の凸部４２を設けることにより、金属箔２と接触する部分である凸部４２の接触面４２ａの面積を一定にすることができ、抵抗溶接時の金属箔２と凸部４２の抵抗値を一定にでき、どのような外部リード棒４を用いても金属箔２と外部リード棒４の溶接状態を一定でき、確実に溶接できるものであった。
【００１１】
しかしながら、図１２、図１３で示すように、外部リード棒４の先端４ａと凹部９０の先端側内壁面９０ａの位置合わせが難しく、外部リード棒４の先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに届かない場合や飛び出す場合があった。
【００１２】
図１２は、外部リード棒４の先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに届かない状態で凸部４２が製造される方法の説明図である。
外部リード棒４は、先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに一致しておらず、凹部９０と対向する位置に先端４ａが配置されており、この状態で、プレス加工すると、凸部４２の長さＬ１は、規定の長さＬより短くなる。
【００１３】
つまり、外部リード棒４の凸部４２の接触面４２ａの面積が規定の面積より小さくなる。
この状態で、凸部４２と金属箔２を抵抗溶接すると、抵抗値が高くなり、凸部４２と金属箔２の接触部分が過大に発熱して金属箔２が溶け、外部リード４と金属箔２が接合されないことがあった。
【００１４】
さらに、図１３は、外部リード棒４の先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａから飛び出した状態で凸部４２が製造される方法の説明図である。
外部リード棒４は、先端４ａが凹部９０の先端側内壁面９０ａに一致しておらず、凹部９０と対向しない位置に先端４ａが配置されているが、この状態で、プレス加工すると、凸部４２の長さＬは、規定の長さＬと等しくなり、凸部４２の接触面４２ａの面積も規定の面積になる。
【００１５】
しかしながら、図１３に示すように、凸部４２は外部リード棒４の先端に設けられておらず、外部リード棒４の先端には、基底部４１が形成された構造になる。
このような構造の外部リード棒４を金属箔２に抵抗溶接すると、抵抗溶接時の金属箔２と凸部４２の抵抗値は規定値となり、金属箔２と外部リード棒４を確実に溶接できるものであるが、図１４に示すように、外部リード棒４の先端４ａが金属箔２から離れる方向に反り返り、封止部１１を構成する石英ガラスが金属箔２と密着する部分が小さくなり、封止部１１の気密封止構造が不完全になる問題があった。
【特許文献１】特開昭５５−１０９３５７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明の発熱ランプは、封止部に埋設された金属箔と外部リード棒が溶接によって確実に接合され、しかも、金属箔が封止部に密着して確実に封着された白熱ランプを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の白熱ランプは、発光管の端部に封止部が形成され、この封止部に金属箔が封着され、この金属箔に前記発光管内に伸びる内部リードと前記発光管から外部に突出する外部リード棒が接合された白熱ランプにおいて、前記外部リード棒の前記金属箔と対向する部分は、基底部と当該基底部から突出するように形成された凸部を有し、前記外部リード棒の前記金属箔側の先端は、前記基底部と前記凸部が存在し、前記凸部は、前記外部リード棒の前記金属箔側の先端から当該外部リード棒の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、前記外部リード棒の長手方向に伸びる中心軸に対して交差するように傾斜して形成されており、前記凸部と前記金属箔が溶接して接合されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の白熱ランプは、請求項１に記載の白熱ランプであって、特に、前記外部リード棒の基底部と凸部は、プレス加工によって形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の白熱ランプは、外部リード棒の金属箔と対向する部分は、基底部と当該基底部から突出するように形成された凸部を有し、外部リード棒の金属箔側の先端は、基底部と凸部が存在し、この凸部は、外部リード棒の金属箔側の先端から外部リード棒の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、外部リード棒の長手方向に伸びる中心軸に対して交差するように傾斜して形成されているので、凸部と金属箔が確実に溶接でき、外部リード棒が金属箔に確実に接合されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本願発明の白熱ランプを図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の白熱ランプの構成を示す説明図である。
白熱ランプは、石英ガラスからなる管形の発光管１０の両端に封止部１１が形成され、この封止部１１にモリブデンからなる金属箔２が封着されている。
この金属箔２の一端側にはフィラメントＦに繋がり発光管１０内に伸びる内部リード３と、他端側には発光管１０から外部に突出するモリブデンの棒状体よりなる外部リード４が溶接されて接合されている。
【００２１】
このような白熱ランプは、予め金属箔２に内部リード３と外部リード棒４を溶接してフィラメント組立体を製造し、このフィラメント組立体を発光管１０となる両端が開口された石英ガラスからなる円筒体に挿入配置し、その円筒体の両端を金属箔２が封着されるように圧潰して封止部１１を形成することにより、白熱ランプが製造されるものである。
【００２２】
図２は、外部リード棒４の斜視図であり、図３は、外部リード棒４を凸部方向から見た平面図である。
外部リード棒４の金属箔と対向する部分は、基底部４１と、この基底部４１から突出するように形成された凸部４２とを有している。
外部リード棒４の金属箔側の先端４ａは、基底部４１と凸部４２が存在し、凸部４２は、外部リード棒４の金属箔側の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒３の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されている。
凸部４２と中心軸Ｘとの交差する鋭角となる角度αは、５°〜２０°の範囲であり、この実施例では１０°である。
【００２３】
図４は、凸部４２の製造方法を説明する図であり、型板９１には、型板９１の中心軸Ｚと交差するように凹部９０が形成されており、外部リード棒４の先端４ａが型板９１の先端９１ａから突出するように型板９１の上に載置し、その状態で上からプレス板９２によって外部リード棒４の先端をプレスする。
この結果、型板９１の凹部９０に外部リード棒４の一部が入り込み凸部４２が形成され、凹部９０以外の部分の型板９１とプレス板９２の間でプレスされた部分が外部リード棒４の基底部４１となるものである。
【００２４】
このようにして加工された外部リード棒４を図５に示す。図５は、凸部４２の方向からみた平面図である。
図５では、外部リード棒４の金属箔側の先端４ａは、基底部４１だけが存在し凸部４２は存在しない状態になっている。
この形状では、外部リード棒４と金属箔２を抵抗溶接する際に、外部リード棒４の先端が金属箔とは反対側に反り返るので、図５中、Ｃの部分で、外部リード棒４の先端を切断して、図３に示す本願発明の白熱ランプの外部リード棒に加工するものである。
【００２５】
そして、図３に示す凸部４２の金属箔と対向する部分が平面状の接触面４２ａとなっており、この接触面４２ａを金属箔４に当接した状態にして、外部リード棒４と金属箔２を一対の金属製の溶接棒で挟んで電流を流し、抵抗溶接によって、凸部４２と金属箔２を溶接することにより、外部リード棒４と金属箔２を接合するものである。
【００２６】
本願発明の白熱ランプの外部リード棒４の製造方法は、図４に示すように、外部リード棒４の先端４ａと型板９１の凹部９０の位置関係を正確に出す必要はなく、プレス加工された後の外部リード棒４の先端側を適宜の長さで切断して、外部リード棒４の先端４ａに基底部４１と凸部４２が存在するように切断加工するものである。
【００２７】
外部リード棒４の先端４ａを切断加工する際に、その切断位置は、図６に示すように、必ず、凸部４２の先端と一致するＣ１の位置か、或いは、凸部４２と交差するＣの位置である。このような位置で外部リード棒４の先端４ａを切断加工することにより、外部リード棒４の先端４ａに基底部４１と凸部４２の両方が存在する構造となる。
なお、切断加工位置Ｃは、切断加工位置Ｃ１の近傍であって意図的に切断加工位置Ｃ１から遠く離すものではなく、切断加工位置Ｃと切断加工位置Ｃ１の離間距離（ズレ量）は、０．１〜０．３ｍｍの範囲である。この範囲は、切断加工位置を制御できる範囲である。
【００２８】
さらに、図６を用いて説明すると、プレス加工された後の外部リード棒４の先端側を切断加工する際に、Ｃ１の位置で切断加工してできた凸部４２の接触面４２ａの面積と、Ｃの位置で切断加工してできた凸部４２の接触面４２ａの面積との差は、微小な差である。
これは、凸部４２は、外部リード棒３の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されているので、Ｃの位置で切断加工されて、図６中、点ｅ、ｆ、ｇで囲まれた部分の凸部がなくなっても、Ｃ１の位置で切断加工されてできる凸部４２の接触面４２ａの面積に比べ、減少割合が極めて小さいので、抵抗溶接時の金属箔２と凸部４２の抵抗値のバラツキを極めて小さくでき、どのような外部リード棒４を用いても金属箔２と外部リード棒４の溶接状態が安定し、確実に溶接できるものである。
【００２９】
次に、凸部を形成するためにプレス加工後の外部リード棒の先端を切断する位置の違いによって凸部の接触面積の変化を調べる実験を行った。
この実験に用いた凸部の形状は、図７に示すように、３つのパターンで行った。
パターン１は、本願発明の白熱ランプに用いる外部リード棒であって、凸部４２は、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが７０°で交差するように傾斜して形成されている。
パターン２は、本願発明の白熱ランプに用いる外部リード棒であって、凸部４２は、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが８５°で交差するように傾斜して形成されている。
パターン３は、比較用の白熱ランプに用いる外部リード棒であって、凸部４２は、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘと平行となるように形成されている。
【００３０】
そして、パターン１〜３に示すプレス加工後の外部リード棒４の先端を、パターン１、２に示す凸部４２の先端を基準位置０ｍｍとし、この基準位置０ｍｍから外部リード棒４の後端側に向けて０．１ｍｍ刻みで切断位置を変えた場合の接触面４２ａの面積値と、基準位置０ｍｍの時の接触面積に対する面積損失比を調べた。
結果を図８に示す。
【００３１】
図８に示すように、比較用の白熱ランプに用いるパターン３の外部リード棒４では、凸部４２が外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘと平行となるように形成されているので、切断位置が基準位置より０．１ｍｍ外部リード棒４の後端側に変わるだけで、凸部４２の接触面４２ａの基準となる接触面積に対して２５％も減少することになり、凸部と金属箔の抵抗溶接時に、抵抗値が高くなり過ぎ、凸部と金属箔の接触部分が過大に発熱し金属箔が溶け、外部リード棒と金属箔を接合できないものである。
【００３２】
一方、本発明の白熱ランプに用いるパターン１の外部リード棒４では、凸部４２が外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが７０°で交差するように傾斜して形成されているので、切断位置が基準位置より０．２ｍｍ外部リード棒４の後端側に変わっても、凸部４２の接触面４２ａの基準となる接触面積に対して１６．１％しか減少しないことになり、凸部と金属箔の抵抗溶接時に、抵抗値の変化が少なく、凸部と金属箔の接触部分の発熱が抑制され、外部リード棒と金属箔を確実に溶接によって接合できるものである。
【００３３】
さらに、本発明の白熱ランプに用いるパターン２の外部リード棒４では、凸部４２が外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して角度αが８５°で交差するように傾斜して形成されているので、切断位置が基準位置より０．１ｍｍ外部リード棒４の後端側に変わっても、凸部４２の接触面４２ａの基準となる接触面積に対して１６．２％しか減少しないことになり、凸部と金属箔の抵抗溶接時に、抵抗値の変化が少なく、凸部と金属箔の接触部分の発熱が抑制され、外部リード棒と金属箔を確実に溶接によって接合できるものである。
【００３４】
また、本発明の白熱ランプに用いる外部リード棒は、図３に示すように、凸部４２は、外部リード棒４の金属箔側の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成されるので、外部リード棒と金属箔を抵抗溶接する際に、外部リード棒の先端が金属箔とは反対側に反り返ることがなく、金属箔が封止部に密着して封着される構造となり、封止部の密着性を向上させることができる。
【００３５】
図９は、本発明の白熱ランプに用いる外部リード棒の凸部の変形例である。
これらの変形例の凸部４２は、全て、外部リード棒４の先端４ａから外部リード棒４の後端側に向かって連続して形成され、さらに、この凸部４２は、外部リード棒４の長手方向に伸びる中心軸Ｘに対して交差するように傾斜して形成されている。
【００３６】
なお、両端封止型の白熱ランプで全て説明はしたが、外部リード棒の構造に特徴があり、一端封止型の白熱ランプでも、本願発明は同様の作用・効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】白熱ランプの構成を示す説明図である。
【図２】本願発明の白熱ランプに用いられる外部リード棒の斜視図である。
【図３】図２示す外部リード棒を凸部方向から見た平面図である。
【図４】本願発明の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図５】図４に示す製造方法で作成された外部リード棒の平面図である。
【図６】図４に示す製造方法で作成された外部リード棒の切断加工位置を示す説明図である。
【図７】実験に用いた外部リード棒の先端部の形状説明図である。
【図８】実験結果を示すデータ説明図である。
【図９】本願発明の白熱ランプに用いられる外部リード棒の他の平面図である。
【図１０】従来の白熱ランプに用いられる金属箔と内部リードと外部リード棒の接合関係を説明する説明図である。
【図１１】従来の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図１２】従来の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図１３】従来の白熱ランプに用いられる外部リード棒の製造方法説明図である。
【図１４】従来の白熱ランプに用いられる金属箔と内部リードと外部リード棒の接合関係を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０ 発光管
１１ 封止部
２ 金属箔
３ 内部リード
４ 外部リード
４１ 基底部
４２ 凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光管の端部に封止部が形成され、この封止部に金属箔が封着され、この金属箔に前記発光管内に伸びる内部リードと前記発光管から外部に突出する外部リード棒が接合された白熱ランプにおいて、
前記外部リード棒の前記金属箔と対向する部分は、基底部と当該基底部から突出するように形成された凸部を有し、
前記外部リード棒の前記金属箔側の先端は、前記基底部と前記凸部が存在し、
前記凸部は、前記外部リード棒の前記金属箔側の先端から当該外部リード棒の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、前記外部リード棒の長手方向に伸びる中心軸に対して交差するように傾斜して形成されており、
前記凸部と前記金属箔が溶接して接合されていることを特徴とする白熱ランプ。
【請求項２】
前記外部リード棒の基底部と凸部は、プレス加工によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の白熱ランプ。
【請求項１】
発光管の端部に封止部が形成され、この封止部に金属箔が封着され、この金属箔に前記発光管内に伸びる内部リードと前記発光管から外部に突出する外部リード棒が接合された白熱ランプにおいて、
前記外部リード棒の前記金属箔と対向する部分は、基底部と当該基底部から突出するように形成された凸部を有し、
前記外部リード棒の前記金属箔側の先端は、前記基底部と前記凸部が存在し、
前記凸部は、前記外部リード棒の前記金属箔側の先端から当該外部リード棒の後端側に向かって連続して形成され、なおかつ、前記外部リード棒の長手方向に伸びる中心軸に対して交差するように傾斜して形成されており、
前記凸部と前記金属箔が溶接して接合されていることを特徴とする白熱ランプ。
【請求項２】
前記外部リード棒の基底部と凸部は、プレス加工によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の白熱ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−２８９５１２（Ｐ２００９−２８９５１２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３９０４６（Ｐ２００８−１３９０４６）
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２８日（２００８．５．２８）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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