JPH01206558A

JPH01206558A - ハロゲン電球

Info

Publication number: JPH01206558A
Application number: JP3204088A
Authority: JP
Inventors: Makoto Bessho; 誠別所; Tsutomu Watanabe; 力渡辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-02-15
Filing date: 1988-02-15
Publication date: 1989-08-18
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: JPH07109757B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、バルブに赤外線反射膜を設けた７１０ゲン電
球に関する。

（従来の技術）ハロゲン電球は白熱電球の中でも効率に優れているため
、投光器や車両前照灯などの光源に多用されている。こ
の種のハロゲン電球においては、タングステンからなる
２重コイルフィラメントが用いられ、このフィラメント
は白熱温度以上では可視波長エネルギーと赤外線領域の
エネルギーを放出する。赤外線エネルギーは熱としてラ
ンプの外部に放出され、したがってハロゲン電球と言え
どもこの熱として無駄に放出されるエネルギーは損失と
なり、この分の効率低下が発生する。

このような効率の低下を改善するため、バルブの内面ま
たは外面に赤外線反射膜を設ける手段が提案されている
。バルブの内面または外面に赤外線反射膜を設けると、
フィラメントから放射される赤外線エネルギーが上記赤
外線反射膜にて反射されてフィラメントに戻され、した
がってフィラメントは作動温度が上昇され、フィラメン
トを所定の作動温度に上昇させるために外部から供給す
るエネルギーを減少させることができ、この結果、同じ
量の光出力を発生するのにランプにて消費される総電力
を低減することができるから、エネルギーの節約、すな
わち効率の向上が可能になる。

このため、このような赤外線反射膜を備えたハロゲン電
球のフィラメントは、赤外線反射膜を有しないランプの
フィラメントに比べて、反射された赤外線を吸収し易い
形状であることが望まれる。

反射された赤外線を効率よく吸収するには、反射された
赤外線を受ける面積の大きいことが望ましい。フィラメ
ントに対して全ての方向から赤外線が入射するものと仮
定すれば、吸収性能は１次コイルの形状に依存する。す
なわち、コイルを密着巻きすれば、巻線間を通過する赤
外線がなくなり、全ての赤外線を捕獲することができる
。

このような観点から、特開昭５６−８２５６４号公報で
は、反射赤外線を受ける面積を大きくするという思想に
もとづき、フィラメントコイルのわずかな隙間を隣接す
る巻線の中心間の距離Ｄ（ピッチ）と、コイル素線の径
ｄとの関数で規制し、すなわち隙間率Ｓをｓ＝１−ｄ／
Ｄとし、このｓ＝１−ｄ／Ｄの範囲を０．３未満に規制
したものである。

隣接する巻線間の隙間が小さくなれば、つまりコイルピ
ッチが小さくなれば、隙間を通り抜けてしまう赤外線が
少なくなり、フィラメントに戻される赤外線の吸収能率
は高くなるものである。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記のようにｓ＝１−ｄ／Ｄの範囲を０
．３未満に規制したものは、コイルピッチＤがきわめて
小さく、このようなフィラメントを実際に成形すること
は困難であり、たとえ成形できたとしても隣接する巻線
間が接触する不具合が多発し、当社製品の６５Ｗ、８５
Ｗ、１３０Ｗおよび５００Ｗ級のハロゲン電球には実施
できないことがわかった。

本発明においては、赤外線反射膜にて反射された赤外線
の吸収性に優れ、かつ実用に適したフィラメントをもつ
ハロゲン電球を提供しようとするものである。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、バルブの外面または内面に赤外線反射膜を設
け、このバルブに収容した２重コイルよりなるフィラメ
ントから放射される赤外線エネルギーを上記赤外線反射
膜にて反射して上記フィラメントに戻すようにしたハロ
ゲン電球において、上記フィラメントの素線の直径をｄ
、１次コイルのピッチをＤとしたとき、ｓ＝１−ｄ／Ｄの値を０．３ないし０．７の範囲に設定
したことを特徴とする。

（作用）本発明の数値的規制は、本発明者等の研究、実験にもと
づき得られたもので、５＝１−ｄ／Ｄの値が０゜３未満
であると、フィラメントの成形が困難であり、たとえ成
形できたとしても隣接する巻線間が接触する心配がある
とともに、封入するハロゲンの封入量の余裕度がなくな
る。また、Ｓ−１−ｄ／Ｄの値が０．７を越えると、隣
接する巻線間の間隔が大きくなって赤外線の捕獲性能が
低下し、投入エネルギーの節約効果がなくなる。

したがって、ｓ＝１−ｄ／Ｄの値は０．３ないし０．７
の範囲に規制される。

（実施例）以下本発明について、図示の一実施例にもとづき説明す
る。

図においてｌは石英または硬質ガラスよりなるバルブで
あり、略円筒形をなしている。バルブ１の一端は封止切
りされているとともに、他端は圧潰封止２されている。

このバルブｌ内にはＣＣ−８形のような２重フィルより
なるフィラメント３が収容されている。

フィラメント３はコイル軸をバルブ中心軸に一致させた
状態でバルブｌ内に配置されており、このフィラメント
３の両端はリード線兼用のサポートワイヤ４ａ、　４ｂ
に接続されている。これらサポートワイヤ４ａ、　４ｂ
はビードガラス５を貫通してバルブｌの圧潰封止部２に
導かれ、この圧潰封止部２に封着されたモリブデン等の
金属箔導体８ａ、　Ｂｂに接続されている。これら金属
箔導体６ａ、　６ｂは図示しない外部リード線を介して
口金７に接続されている。

バルブｌ内のビードガラス５にはアンカー線８が植設さ
れており、このアンカー線８はフィラメント３の途中部
分、すなわち略中間部分を保持している。

なお、バルブ１内には希ガスとハロゲンが封入されてい
る。

上記バルブ１の内面または外面には赤外線反射膜９が形
成されている。赤外線反射膜９は公知のように、可視光
線を透過し、赤外線の大部分を反射する選択性をもった
膜である。

しかして、上記フィラメント３は、第２図に示すように
、１次コイルのコイル素線の径をｄ１隣接する巻線の中
心間の距離（ピッチ）をＤとしたとき、隙間率Ｓをｓ＝
１−ｄ／Ｄとしてあり、このｓ＝１−ｄ／Ｄの範囲は０
．３ないし０．７の範囲に設定されている。

このような構成による作用を説明する。

ランプの点灯中、フィラメント３が発光して可視波長光
線と赤外線を放出する。バルブ１の外面には赤外線反射
膜９を設けであるから、上記可視光は赤外線反射膜９を
透過するとともに、赤外線は上記赤外線反射膜９にて反
射されてフィラメント３に戻される。

フィラメント３は上記戻された赤外線を受けて加熱され
、作動温度が上昇する。このためフィラメント３を所定
の作動′温度に上昇させるために外部から供給する電力
をを節減することができる。

すなわち、同じ量の光出力を発生するのにランプにて消
費される総電力を低減することができ、エネルギーの節
約、すなわち効率の向上が可能になる。

ところで、本発明においては１次コイルの巻線間の隙間
率ｓ＝１−ｄ／Ｄを、０，３ないし０．　７の範囲に設
定してあり、以下これについて説明する。

既に述べたように、反射された赤外線を効率よく吸収す
るには、反射された赤外線を受せる面積の大きいことが
望ましく、その吸収性能は１次コイルの形状に依存する
。

そして、第２図に示すように、コイル素線の径をｄ１隣
接する巻線の中心間の距離（ピッチ）をＤとすれば、隣
接する巻線の隙間の距離Ｓ゛はＳ″−Ｄ−ｄとなる。

コイルを密着巻きすれば、隣接する巻線の隙間の距離Ｓ
′は０になり、巻線間を通過する赤外線はなくなるので
、全ての赤外線を捕獲することができることになる。

このような観点から、隣接する巻線間の距離Ｓ′をコイ
ルピッチで割った値を隙間率Ｓとし、この隙間率Ｓすな
わちｓ＝１−ｄ／Ｄについて検討してみる。

第３図に示す実験特性図からも分る通り、５Ｗ１−ｄ／
Ｄの値が０に近づくに応じて電流減少率が高くなる。こ
の理由は上述したように、隣接する巻線間の隙間Ｓ゛が
小さくなれば、つまりコイルピッチＤが小さくなれば、
隙間を通り抜けてしまう赤外線が少なくなるため、フィ
ラメント３に戻される赤外線の吸収能率が高くなるもの
であり、この結果、フィラメント３においては外部から
供給する電流が少なくてすみ、電流減少率が高くなるも
のである。

しかしながら、Ｓ−１−ｄ／Ｄの値を小さくしてゆくと
、コイルピッチＤが小さくなるので成形が困難であり、
たとえ成形できたとしても隣接する巻線間が接触する不
具合が多発する。

また、一般にハロゲン電球は、バルブ内に封入されたハ
ロゲンガスと、フィラメントを構成するタングステンＷ
とのハロゲンサイクルを利用したランプであるから、封
入ハロゲンガスの量は適正に管理されなければならない
。

封入ハロゲンの量が少ない、またはバルブ内に異物が進
入する場合はハロゲンとタングステンとの化学的平衡が
崩れ、バルブの黒化が進行し、また封入ハロゲンの量が
多過ぎる場合はフィラメントのエツチングを生じ、早期
にコイル素線の細りが発生して寿命低下を招く。

このような封入ハロゲンの適正封入量はランプ仕様によ
って適正値があり、同時にこの適正値はある程度のばら
つきを許容する余裕度をもっている。したがって、適正
値または許容余裕度の範囲に封入量が管理されていれば
、所定の寿命を達成することができる。

しかしながら、封入ハロゲンの許容余裕度は、ｓ＝１−
ｄ／Ｄの値が小さくなる程狭くなる傾向を有しており、
このため封入量の管理が厳しくなり、封入ばらつきが直
接寿命ばらつきに大きく影響を及ぼすことになる。

本発明者等の実験では、ｓ＝１−ｄ／Ｄの値が０．３を
下回ると、封入ハロゲンの適正封入量の管理が困難とな
り、寿命ばらつきがｓ−０，７の場合の２倍にもなるこ
とが確認された。

しルがって、このような観点からｓ＝１−ｄ／Ｄの値は
０．３以上であることが必要である。

一方、ｓ＝１−ｄ／Ｄの値は、０．７を越えると初期の
目的が達成できないことが分った。

すなわち、上記したようにｓ＝１−ｄ／Ｄの値は小さけ
れば小さい程赤外線の回収率が高いものであり、ｓ＝１
−ｄ／Ｄの値が高くなれば電流減少率は低下する。

そして、ｓ＝１−ｄ／Ｄの値が０．７を越えると、従来
のフィラメントと同程度の赤外線捕獲性能しか期待でき
ず、本発明の目的が達成できなくなる。

したがって、ｓ＝１−ｄ／Ｄの値は、０．３〜０．７に
範囲に規制されるものである。

なお、本発明におけるフィラメントは２重コイルに限ら
ず、３重コイルであってもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明によると、赤外線反射膜にて
反射された赤外線の吸収性に優れて省電力点灯が可能に
なり、しかもコイル成形が可能であって、隣接する巻線
間が接触する不具合を発生することはなく、また封入ハ
ロゲンの管理が容易となって実用に適したハロゲン電球
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はハロゲン電球
の構成を示す側面図、第２図はフィラメントの１次コイ
ルを説明する図、第３図は特性図である。 ■・・・バルブ、３・・・フィラメント、４ａ、　４ｂ
・・・サポートワイヤ、７・・・口金、９・・・赤外線
反射膜。

Claims

【特許請求の範囲】バルブの外面または内面に赤外線反射膜を設け、このバ
ルブに収容した２重コイルよりなるフィラメントから放
射される赤外線エネルギーを上記赤外線反射膜にて反射
して上記フィラメントに戻すようにしたハロゲン電球に
おいて、上記フィラメントの素線の直径をｄ、１次コイルのピッ
チをＤとしたとき、ｓ＝１−ｄ／Ｄの値を０．３ないし０．７の範囲に設定
したことを特徴とするハロゲン電球。