JPH08227699A - 白熱電球および照明装置 - Google Patents
白熱電球および照明装置Info
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- JPH08227699A JPH08227699A JP7250760A JP25076095A JPH08227699A JP H08227699 A JPH08227699 A JP H08227699A JP 7250760 A JP7250760 A JP 7250760A JP 25076095 A JP25076095 A JP 25076095A JP H08227699 A JPH08227699 A JP H08227699A
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Abstract
置させることができ、赤外線反射膜で反射された赤外線
が確実にフィラメントに戻されるようにした片封止形の
白熱電球およびこれを用いた照明装置を提供すること。 【解決手段】白熱電球は、中心軸を有し、一端に封止部
3、他端の中心軸上に細管6が設けられた気密容器2を
有している。気密容器2内に多重コイルフィラメント8
が収容されている。フィラメント8は最終次のコイル軸
および両端の一次コイルの軸とがほぼ気密容器の中心軸
に沿って配置されている。気密容器2の表面には、赤外
線反射膜7が形成されている。第1の内部リード線10
は、一端が封止部に封着されるとともに他端がフィラメ
ント8の細管6側端部の一次コイル内に挿入接続され、
途中が曲成されて細管6に挿入され、細管6内面に係止
する。
Description
れを用いた照明装置に関する。
は、フィラメントの白熱による発光を利用する光源であ
るため、熱として外に放出されるエネルギーが多く、放
電灯に比べてランプ効率が低い傾向にある。このような
白熱電球の放熱を低減し、ランプ効率を向上させるた
め、最近、透光性気密容器の外面または内面に、赤外線
を反射し可視光を透過する膜、すなわち赤外線反射膜を
形成したランプが開発され、既に市販されている。
と、この赤外線反射膜がフィラメントから放出される赤
外線を反射し、この反射された赤外線はフィラメントに
戻されフィラメントを再加熱する。この結果、フィラメ
ントに戻されるエネルギーの分だけ、外部から供給する
電気エネルギーを節減することができ、発光効率が向上
する。また、無駄に捨てられていた熱の放出が少なくな
るので、器具等に対する熱影響を少なくすることができ
る等の利点もある。
用するには、フィラメントが気密容器の中心位置にある
ことが望まれる。すなわち、気密容器は球形、楕円球
形、円筒形などの形状をなしているから、この気密容器
表面に赤外線反射膜を形成した場合は赤外線反射膜で反
射された赤外線は気密容器の中心軸上に戻される。この
ため、フィラメントはそのコイル軸を気密容器の中心軸
上に配置すれば、赤外線は確実にフィラメントに戻され
る。この場合、赤外線の帰還率が高いという。
に封止部をもつ片封止形のランプの場合、この封止部に
封着された一対の内部リード線は封止部の反対側となる
気密容器の先端部近傍で固定されないと、マウントは片
持ち支持となり、フィラメントのコイル中心軸が気密容
器の中心軸上から位置ずれすることがある。この場合、
赤外線がフィラメントに戻される帰還率が低くなる。
ル中心軸を気密容器の中心軸上に精度良く位置決めする
ため、内部リード線の封止部と反対側となる気密容器先
端部近傍をどのような構造で気密容器に係止又は固定さ
せるかが重要である。
ィラメントのリード線の途中をU字状に屈曲させて、こ
の屈曲部を細管に挿入固定する構造が開示されている。
このようなフィラメント支持構造を赤外線反射膜付電球
に適用することは可能である。
来技術はそもそもフィラメントを支持する目的で開発さ
れた構造であって、フィラメントを中心軸に精度良く位
置させる目的で開発された構造ではない。このため、以
下のような欠点がある。
しようとするとき、U字状屈曲部が、細管の接合部近傍
(細管の入口)で引っかかりやすく、そのため内部リー
ド線がわずかに変形し、フィラメントの位置出し精度が
低下してしまう。従来のように赤外線反射膜付電球でな
ければ、細管への挿入の際の内部リード線の変形は、フ
ィラメント支持という目的にあっては何等問題を生じて
いなかった。しかしながら、赤外線反射膜付電球にあっ
ては、同じわずかな変形が、赤外線帰還率の差に表れ
て、効率低下をもたらすことが分かった。
ランプにおいてフィラメントを気密容器の中心軸上に正
しく位置させることができ、赤外線反射膜で反射された
赤外線が確実にフィラメントに戻されるようにした白熱
電球およびこれを用いた照明装置を提供しようとするも
のである。
軸を有し、一端に封止部が形成されるとともに他端の中
心軸上に細管が設けられ、細管の接合部近傍において中
心軸に対して90°未満の角度で傾斜する内壁面を有す
る透光性気密容器と;この気密容器内にほぼ気密容器の
中心軸に沿って配置されたフィラメントと;気密容器の
表面に形成され、フィラメントから放出された赤外線を
気密容器内に向けて反射する赤外線反射膜と;一端が封
止部に封着されるとともに他端がフィラメントの細管側
端部に接続され、中間部に細管内に挿入されたU字状の
湾曲部を有する第1の内部リード線と;一端が封止部に
封着され、他端がフィラメントの封止部側端部に接続さ
れた第2の内部リード線と;を具備したことを特徴とす
る白熱電球である。
おける気密容器内壁面は中心軸に対して90°未満の角
度で傾斜し、かつU字状の曲成部がなめらかに曲成され
ているので、この曲成部を細管内に挿入する際、細管の
接合部近傍で引っかかりにくく、そのため内部リード線
の形状が変形せず、フィラメントを中心軸上に精度良く
配置できる。この結果、赤外線の帰還率を高く維持でき
る。
るのは、傾斜することで、U字状の湾曲部が細管内に挿
入されやすくするためである。従って90°未満とある
が、実用上は90°ぎりぎりでは、効果は小さく、好ま
しくは70°以下である。傾斜は直線的ではなく、円弧
を描くようにして細管の接合部近傍近傍が全体として傾
斜していてもよい。また、なめらかなU字状とは、従来
技術のようにU字状の曲成部が実質的に矩形に近似した
形状となるものを排除することを意味する。なめらかな
U字状にすることにより、細管の接合部近傍で曲成部が
引っかかるのを抑制できる。
球状、回転楕円体形状、これらの複合形状を含み、これ
らに限定されない。
コイルフィラメント、ダブルコイルフィラメント、トリ
プルコイルフィラメントを含む。
合を含む。赤外線反射膜は、例えば、高屈折率層と低屈
折率層とが交互に積層された多層干渉膜から構成され
る。
も太い(径の大きい)部分があり、その部分に対して細
い(小さい径)管であることを意味する。また、管とい
うのは、U字状の湾曲部が挿入できるだけの長さが必要
であるが、挿入できれば短くてもよい。従って、排気管
を封止切りした跡を利用して形成してもよい。
一部材である必要はない。ただし、単一部材の方が好ま
しい。
球、クリプトン電球などを含み、これに限定されない。
軸方向の中間部に一対の焦点を有する回転楕円体表面の
一部を構成する膨出部を有し、一対の焦点は、フィラメ
ントの端部近傍に位置していることを特徴とする請求項
1記載の白熱電球である。
点近傍から放射された赤外線は、他方の焦点近傍に戻っ
てくる。この分、円筒気密容器を有する白熱電球よりも
赤外線帰還率は高くなる。一方、このようなランプで
は、フィラメントが気密容器の軸から外れた場合の、帰
還率の低下は、円筒形の気密容器を用いた場合よりも大
きい。このため、本発明は、気密容器の軸方向の中間部
に、一対の焦点を有する回転楕円体表面の一部を構成す
る膨出部を有する気密容器を用いた白熱電球に適する。
る傾斜面に連設されていることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の白熱電球である。
の接合部近傍の気密容器内壁面を容易に傾斜面とするこ
とができる。
は、単一の線材で構成されていることを特徴とする請求
項1ないし3のいずれか一記載の白熱電球である。
簡単になる。単一の線材としてはタングステン、モリブ
デン等が使用できる。
イルフィラメントであり、最終次のコイル軸および両端
の一次コイルの軸とがほぼ気密容器中心軸に沿って配置
されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれ
か一記載の白熱電球である。
ルコイルフィラメント、トリプルコイルフィラメントを
含む。最終次のコイル軸とは、ダブルコイルフィラメン
トであれば、ダブルコイルのコイル軸であり、トリプル
コイルフィラメントであれば、トリプルコイルのコイル
軸である。請求項1ないし4の発明と同様の作用を有す
る。
フィラメントの端部の一次コイル部分に嵌挿することを
特徴としている。この接続構造は簡単であり、フィラメ
ントの端部の一次コイル部分と第1の内部リード線が同
軸的に接続されているので、この接続部が、フィラメン
トの位置ずれを起こすことがない。
他端は、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に
挿入接続されていることを特徴とする請求項1ないし6
のいずれか一記載の白熱電球である。
近いので位置ずれを生じにくい構造になっているが、第
2の内部リード線の他端を、フィラメントの封止部側端
部の一次コイル内に挿入接続することで、フィラメント
の位置決めは、より一層確実になる。請求項8の発明
は、細管の内径を1.0mm以上、3.0mm以下とし、第
1の内部リード線の素線径を0.2mm以上、0.55mm
以下にしたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれ
か一記載の白熱電球である。
管を太くしすぎず、その結果、細管以外に形成する赤外
線反射面を大きく確保することができる。また、細管を
太くしすぎないので中心位置が決め易い。また、細管を
1.0mm以上としたので排気工程の排気能率を阻害し
ない。すなわち、細管の内径が1.0mm未満の場合は、
排気管としての開口面積が小さくて排気を阻害し、排気
能率が低下する。また、紬管の内径が3.0mmを越え
ると、気密容器の赤外線反射に有効な面積が小さくな
り、またここに挿入されるU字状の湾曲部ががたつくの
でフィラメント中心軸のセンター出しがばらつく。よっ
て、細管の内径は1.0mm以上、3.0mm以下がよい。
上、0.55mm以下にしたから、細管を塞ぐことなく、
かつ内部リード線としての本来の機能を果たすことがで
きる。すなわち、内部リード線はフィラメントを機械的
に支持するサポートの働きをしており、かつ電流を流す
経路にもなっている。よって、内部リード線の素線径が
0.2mm未満であると、機械的強度が弱くなり過ぎてサ
ポートの機能を奏せず、また所定の電流を流す場合に支
障となる。しかし、この内部リード線の素線径が0.5
5mmを越えると、これに一体に形成されて細管に挿入さ
れるU字状の湾曲部の細管内に占める割合が大きくな
り、排気通路を塞ぐから、排気効率が低下する。また、
内部リード線の素線径が0.55mmを越えると、曲成加
工が難しくなって加工精度が低下し、フィラメントの中
心軸を気密容器の中心軸に一致させることが困難にな
る。よって内部リード線の素線径は0.2mm以上、0.
55mm以下が好ましい。
側端部と封止部との間にビードガラスが設けられ、第
1、第2の内部リード線は、ともにビードガラスを貫通
していることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか
一記載の白熱電球である。
ードガラスが設けられていることで、第2の内部リード
線の位置決めがより確実なものとなる。この結果、フィ
ラメントの位置決め精度が向上する。請求項10の発明
は、フィラメントの中間部に、ビードガラスに植設され
たアンカーワイヤーが接続されていることを特徴とする
請求項1ないし9のいずれか一記載の白熱電球である。
アンカーワイヤーを使用する白熱電球にも本発明は適用
できる。アンカーワイヤーを接続しているので耐振性が
向上する。
のいずれか一記載の白熱電球と;この白熱電球が組み込
まれ、白熱電球からの光を制御する制光体と;を備えた
ことを特徴とする照明装置である。
他、車両用前照灯などのような投光形照明装置を含む。
制光体とは、反射鏡、光拡散レンズ、光拡散カバー等を
含む。
に記載の白熱電球の利点を生かした照明装置を提供する
ことができる。
熱電球の第1の実施の形態を表し、図1は口金部省略し
た正面図、図2は図1に口金部を付加した斜視図であ
る。
らなる気密容器2を有している。気密容器2は、一端に
圧潰封止部3が形成され、この封止部3に連続して円筒
部4が形成され、さらに回転楕円体面を有する膨出部5
が形成されている。膨出部5は封止部3およびその反対
側方向に長軸を有し、この長軸方向が気密容器の中心軸
O1−O1となっている。気密容器2の他端には気密容器
の中心軸O1−O1上に細管6が突設されている。この細
管6は、実質的に排気管を封止切りして残った突出部を
利用している。細管6は図2に示すように、内径Dが
1.0mm以上、3.0mm以下、具体的には2.0mmに
設定されている。細管6の接合部近傍の気密容器2の内
壁面の傾斜、すなわち中心軸O1−O1と細管6の接合部
近傍の気密容器2の内壁面の作る角度θは、約60°で
ある。
光透過赤外線反射膜7が形成されている。赤外線反射膜
7は、図示しないが、例えば酸化チタン(TiO2 )、
酸化タン夕ル(Ta2O5)、酸化ジルコニウム(ZrO
2 )、硫化亜鉛(ZnS)などからなる高屈折率層と、
酸化ケイ素(シリ力=SiO2 )、ふっ化マグネシウム
(NgF2 )などからなる低屈折率属とを交互に、例え
ば合計6〜80層の多層膜として構成したものであり、
このような赤外線反射膜7は多層干渉作用により赤外線
を反射し、しかしながら可視光を透過する作用を奏す
る。
るフィラメント8が収容されている。フィラメント8
は、2重コイルからなり、その2次コイルのコイル軸O
2−O2が気密容器の中心軸O1−O1と一致するように配
置されている。また、フィラメント8は、気密容器2の
回転楕円面の形成する第1の焦点F1および第2の焦点
F2に概略跨る長さを有し、端部はこれら焦点F1および
F2の近傍に配置されている。フィラメント8の両端
は、一次コイル部が気密容器の軸O1−O1と一致するよ
うに配置されている。
ド線10、11の間に架設されている。これら内部リー
ド線10および11は、それぞれ素線径d2 が0.2mm
以上、0.55mm以下、具体的には0.35mmとなっ
ている。これら内部リード線10、11の基端部は、圧
潰封止部3に封着されたモリブデンMoなどからなる金
属箔導体12,13に接続されており、先端部は気密容
器2の円筒部4を通って膨出部5に導かれている。これ
ら一対の内部リード線10、11は、途中が円筒部4内
においてビードガラス9により連結されており、相互の
間隔が保たれている。
位置される箇所に張り出し部10aを有している。ま
た、第1の内部リード線10は、この張り出し部10a
から伸びて細管6に差し込まれるU字状の湾曲部10b
を有している。U字状の湾曲部10bの曲がり方はなめ
らかであり、円弧状に曲成されている。さらに第1の内
部リード線10は、U字状の湾曲部10bから圧潰封止
部3の方向に向かって気密容器の中心軸O1−O1に沿っ
て伸びるストレートなフィラメント継線部10cを有し
ている。細管6に挿入されたU字状の湾曲部10bは細
管6の内面に接触または微小な間隙を介して接近してお
り、内部リード線10が傾こうとすると細管6の内面に
当接してその傾斜を阻止する。
に向かって気密容器の中心軸O1−O1に沿って伸びるス
トし−トなフィラメント継線部11aを有している。
脚部8a、8bを有している。これら脚部8a、8bが
内部リード線10、11のストレートなフィラメント継
線部10cおよび11aに差し込まれ、フィラメント8
全体が内部リード線10、11に架設されている。
ィラメント継線部10dおよび11aは、それぞれ気密
容器の中心軸O1−O1に沿って伸びているから、これら
に連結されたフィラメント8は、そのコイル軸O2−O2
が気密容器の中心軸O1−O1と一致するように配置され
ている。
れている。また、圧潰封止部3に封着されたモリブデン
Moなどからなる金属箔導体12、13には、外部リー
ド線14、15が接続されている。そして、気密容器2
の圧潰封止部3は、図2に示すセラミック製の絶縁ベー
ス16に対して接着剤17により接合されている。絶縁
ベース16は、ねじ込み形口金18およひ外部端子19
を有し、外部リード線14、15はこれらねじ込み形口
金18および外部端子19に接続されている。
び2の白熱電球に使用されるマウントの製造手順を示す
説明図である。リード線となるタングステンワイヤを図
3の(A)に示すように成形して、一対の内部リード線
の半製品を作る。この成形品は、1本のワイヤが連続し
て一筆書きのような半製品となっており、張り出し部1
0a、U字状の湾曲部10b、ストレートなフィラメン
ト継線部10cを有し、かつ他のストレ−トなフィラメ
ント継線部11aを有している。
ように、それぞれの端部をビードガラス9により連結す
る。その後、図3の(C)に示すように、フィラメント
取付け部を切断し、これにより一対の内部リード線1
0、11が得られる。したがって、図3の(D)に示す
ように、フィラメント継線部10d、11a間にフィラ
メント8を接続すれば、マウントが出来上がる。
み合わせた照明装置の一部断面を有する正面図である。
ハロゲン電球1は、反射体20に収容されている。反射
体20は、反射面21を形成したリフレクタ22を有
し、このリフレクタ22にはセラミックなどからなる口
金23を接合している。この口金23には捩じ込み形口
金24および外部端子25が設けられており、これら捩
じ込み形ロ金24および外部端子25を介して電源に接
続される。
ン電球1が点灯されると、気密容器2および赤外線反射
膜7を透過した可視光が反射面21で反射され、リフレ
クタ22の前面開口部から前方を照射する。この場合、
赤外線は赤外線反射膜7により気密容器2内に戻される
からリフレクタ22に達しなく、リフレクタ22の温度
上昇が防止され、かつ赤外線はリフレクタ22の前方に
も照射されず、温度上昇を嫌う可視光照射に有効であ
る。
ゲン電球1の効率が向上するから、その利点を活用する
ことができ、効率の高い照明装置となる。
ないが可視光反射赤外線透過膜をコーティングしたダイ
クロイックミラーの場合は、照射面の温度上昇をさらに
抑止することができる。
形態を表す正面図である。第2の実施の形態では、フィ
ラメント8の中間部に、ビードガラス9に植設されたア
ンカーワイヤー26が接続されている。アンカーワイヤ
ー26により、フィラメントの耐振性を向上させてい
る。
継線部の変形態様を拡大して示す部分拡大図である。こ
の変形態様では、第1、第2のリード線10および11
に、それぞれフィラメント継線部10c、11aと連続
して波形部10dを形成した(一方にリード線10の波
形部10dのみを図示する)ものであり、この波形部1
0dにフィラメント8の脚部8aが差し込まれている。
このようにすると、フィラメント8の脚部8aの移動が
波形部10dにより防止されるようになり、よって、フ
ィラメント8の移動が阻止され、フィラメント8の支持
が確実になる。
中心軸上に精度良く配置でき、赤外線の帰還率を高く維
持できる。
発明の効果を顕著に得られる。
管を接続しているので、請求項1または2の白熱電球を
容易に構成できる。
が、単一の線材で構成されているので、構造が極めて簡
単になる。
明と同様の効果を有する。
フィラメントの端部の一次コイル部分に嵌挿しているだ
けの簡単な接続構造であり、フィラメントの位置ずれが
一層抑制できる。
他端が、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に
挿入接続されているので、フィラメントの位置決めは、
より一層確実になる。請求項8の発明は、細管の内径を
1.0mm以上、3.0mm以下とし、第1の内部リード線
の素線径を0.2mm以上、0.55mm以下にしたので、
フィラメントの中心位置出し、排気能率、リード線の機
械的強度、加工の容易性等の観点から、極めて実用的で
ある。
側端部と封止部との間にビードガラスが設けられている
のでフィラメントの位置決め精度が向上する。
部に、ビードガラスに植設されたアンカーワイヤーが接
続されているので、フィラメントの耐振性が向上する。
に記載の白熱電球の利点を生かした照明装置を提供する
ことができる。
金部省略した正面図である。
示す説明図である。
明装置の断面図である。
面図である。
態様を拡大して示す部分拡大図である。
Claims (11)
- 【請求項1】中心軸を有し、一端に封止部が形成される
とともに他端の中心軸上に細管が設けられ、細管の接合
部近傍において中心軸に対して90°未満の角度で傾斜
する内壁面を有する透光性気密容器と;この気密容器内
にほぼ気密容器中心軸に沿って配置されたフィラメント
と;気密容器の表面に形成され、フィラメントから放出
された赤外線を気密容器内に向けて反射する赤外線反射
膜と;一端が封止部に封着されるとともに他端がフィラ
メントの細管側端部に接続され、中間部に細管内に挿入
されたなめらかなU字状の湾曲部を有する第1の内部リ
ード線と;一端が封止部に封着され、他端がフィラメン
トの封止部側端部に接続された第2の内部リード線と;
を具備したことを特徴とする白熱電球。 - 【請求項2】気密容器の軸方向の中間部に、一対の焦点
を有する回転楕円体表面の一部を構成する膨出部を有
し、一対の焦点は、フィラメントの端部近傍に位置して
いることを特徴とする請求項1記載の白熱電球。 - 【請求項3】細管は、膨出部の形成する傾斜面に連設さ
れていることを特徴とする請求項1または2記載の白熱
電球。 - 【請求項4】第1の内部リード線は、単一の線材で構成
されていることを特徴とする請求項1または3記載の白
熱電球。 - 【請求項5】フィラメントは多重コイルフィラメントで
あり、最終次のコイル軸および両端の一次コイルの軸と
がほぼ気密容器中心軸に沿って配置されていることを特
徴とする請求項1ないし4のいずれか一記載の白熱電
球。 - 【請求項6】第1の内部リード線は、フィラメントの一
次コイル内に挿入接続されていることを特徴とする請求
項1ないし5のいずれか一記載の白熱電球。 - 【請求項7】第2の内部リード線の他端は、フィラメン
トの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続されている
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一記載の
白熱電球。 - 【請求項8】細管の内径を1.0mm以上、3.0mm以下
とし、第1の内部リード線の素線径を0.2mm以上、
0.55mm以下にしたことを特徴とする請求項1ないし
7のいずれか一記載の白熱電球。 - 【請求項9】フィラメントの封止部側端部と封止部との
間にビードガラスが設けられ、第1、第2の内部リード
線は、ともにビードガラスを貫通していることを特徴と
する請求項1ないし8のいずれか一記載の白熱電球。 - 【請求項10】フィラメントの中間部に、ビードガラス
に植設されたアンカーワイヤーが接続されていることを
特徴とする請求項1ないし8のいずれか一記載の白熱電
球。 - 【請求項11】請求項1ないし10のいずれか一記載の
白熱電球と;この白熱電球が組み込まれ、白熱電球から
の光を制御する制光体と;を備えたことを特徴とする照
明装置。
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