JPH11250867A

JPH11250867A - 電球および照明装置

Info

Publication number: JPH11250867A
Application number: JP4503398A
Authority: JP
Inventors: Keiji Shinno; 啓示新野; Maki Yokoyama; 真樹横山
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1998-02-26
Filing date: 1998-02-26
Publication date: 1999-09-17

Abstract

(57)【要約】【課題】アンカが巻き付けられるコイル状フィラメン
ト中間の飛び部の構成を変えることによって、フィラメ
ントにピッチの乱れ等の発生のない電球およびこの電球
を装着した照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】ガラスバルブ１と、このバルブ１の端部
に封着したステム３と、このステム３に植設した一対の
リード線４Ａ，４Ａと、タングステン線をコイル状に巻
回した中間に、このコイル状部５Ｃの中心軸に沿って形
成した直状の飛び部５Ｔを有するとともに両端部から延
在したレグ部５Ｌ，５Ｌを上記リード線４Ａ，４Ａの先
端部に継線してなるコイル状フィラメント５と、上記ス
テム３に一端が植設され、他端が上記コイル状フィラメ
ント５中間の直状の飛び部５Ｔを係止してなるアンカ６
とを備えている電球１０およびこの電球１０を装着した
照明装置８である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はコイル状フィラメン
トを発光源としている電球およびこの電球を装着した照
明器具などの照明装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電球は、発光源として高融点金属である
タングステン線を単または二重のコイル状に巻回したフ
ィラメントが用いられている。そして、このコイル状に
巻回したフィラメントは、バルブ内のステムに植設され
た内部リード線の先端部に継線されて電気的な接続と機
械的な支持がなされている。

【０００３】また、電球は点灯電圧や用途等に応じ種々
の消費電力のものがあり、この電圧、消費電力および寿
命等に応じてタングステン線の線径、長さ、コイリング
寸法等が設計され、コイル状フィラメントが製作され
る。

【０００４】そして、このコイル状フィラメントは、所
定の電気特性を得るため細いタングステン線により形成
され、高い発光効率を得るためコイル状に巻回している
がそのコイル部の寸法は長くなる。特に単コイルの場合
や高電圧用の場合には、コイル状フィラメントの全長が
長くなる。

【０００５】そこで、フィラメントが長くなると、自重
により垂下したり電球に振動や衝撃が加わったとき細径
なタングステン線が断線したり伸びたりすることがあ
る。また、ガラスバルブの細径なネック部にフィラメン
トを継線したマウントが通過できないということがあ
る。そこで、コイル状フィラメントは両端の内部リード
線のほかモリブデン線等をステムに植設して形成したア
ンカによってフィラメントの中間部を係止支持してフィ
ラメントに張りを付与した、通常Ｃ−９形（単コイルの
場合）およびＣＣ−９形（二重コイルの場合）と称され
る継線構造とした電球がある。

【０００６】そして、これら継線構造のマウント、たと
えばＣＣ−９形（二重コイル）に用いられるフィラメン
トＦは図７に拡大して示すように、タングステン線を密
ピッチで巻回したコイルをさらに巻回した二重コイル状
をなし、二重コイル状部Ｃの両端に単コイル状のレグ部
Ｌ，Ｌを有する。また、二重コイル状部Ｃの中間には二
重コイル状部Ｃの約１〜２ターン分の長さを緩やかに
（大きいピッチで）巻回した通常飛び部Ｔと呼ばれてい
る部分が形成してある。この飛び部ＴはフィラメントＦ
の長さに応じて１ないし複数箇所ここでは２か所に形成
されている。また、この飛び部Ｔ，Ｔで分割された二重
コイル状部が発光部Ｈ，Ｈ，…をなしている。また、上
記レグ部Ｌ，Ｌおよび飛び部Ｔは、コイリングの関係か
ら二重コイル状部Ｃの外径位置と同位置上を捩じる方向
に延在している。

【０００７】そして、このフィラメントＦは、単コイル
状のレグ部Ｌ，Ｌが内部リード線に挟圧や溶接などの手
段で継線されているとともに単線状の飛び部Ｔ，Ｔには
先端部をループ状にしたり鉤状にしたアンカ（図示しな
い。）で係止している。なお、このアンカ（図示しな
い。）で係止するフィラメントの部分は、二重コイル状
部とすることもできるが二重コイル状部とすると巻き付
けられたアンカにより発光部となるコイル状部の一部が
短絡されターンショートを生じる虞がある。このターン
ショートが生じると、光束は上がるが消費電力が高く短
寿命となるので、このアンカとの係止部分は発光にはあ
まり寄与しないよう、二重コイルの場合は単コイルと
し、単コイルの場合は単線とすることによって、発光面
からの損失はあるが完全不良となる短絡不良の発生を防
いでいる。

【０００８】また、このアンカはコイル状のフィラメン
トＦが弛まないよう適度の太さの線材からなりフィラメ
ントに張り（テンション）を与える状態でコイル状部Ｃ
を支えている。このアンカを、単に大径にすると支持は
確実であるが熱容量が大きく点灯時にコイル状部Ｃの熱
をアンカを通じ伝熱や放熱して発光効率を低下したり、
また、細径なタングステン線を切断したりする。また、
逆にこれが細過ぎるとフィラメントＦの重量やコイル状
部の弾性に負けてアンカが過度に曲がって所定の支持が
できなくなる。したがって、通常このアンカはフィラメ
ントの形態に応じ、フィラメントの弾性に負けない程度
のできるだけ細い線径や本数等が選ばれる。特に全長の
長いコイルの場合や高電圧用の場合には、複数本のアン
カたとえば２本使ってコイル状フィラメントを略台形状
（平面から見て）としたり３本使って略五角形状（平面
から見て）としたりしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、フィラメント
の形態に応じ適切なアンカが選ばれたとしても、希に短
寿命の電球が発生することがあった。

【００１０】そこで、本発明者等はこの短寿命の原因に
ついて究明した結果、コイル状フィラメントとこのフィ
ラメントの飛び部を支持するアンカとの関係において問
題があることが分かった。

【００１１】すなわち、これは継線後のマウントの状態
におけるアンカの位置は、コイル状フィラメントのコイ
ル状部の中間に形成した飛び部のほぼ中央にあるのが望
ましいが、このアンカ位置にばらつきのあることが分か
った。

【００１２】これは、通常アンカはマウンティングマシ
ン（自動継線機）などの自動アンカリング装置によりス
テムのガラス部分に基端側が挿入植設されるとともに所
定の距離を隔てた先端部側に形成したループがフィラメ
ントの飛び部に巻き付けられる。そして、このように自
動装置により各ステムには、ほぼ同一寸法のアンカが設
けられる。これに対して、コイル状フィラメント中間の
飛び部はコイル状部と同外径に沿って捩れながら延在し
て隣接するコイル状部に連続している。

【００１３】このためほぼ同一寸法のアンカに対して、
アンカが係止されるコイル状フィラメントの飛び部が存
在する位置はほぼ同じであっても延在する線体の位置は
各ステム毎にコイル状部と同外径内において変化し、コ
イル状フィラメントがたとえば略台形状に継線されてい
る場合、アンカの巻き付いている位置が、あるものは内
側で、あるものは外側で、あるものは中央でとばらつい
た状態となる。

【００１４】また、このアンカが巻き付いている位置の
変化は、フィラメントの両端のレグ部にも起因し、レグ
部が直状であってもコイル状部の同一軸線上から延出し
ていることが少ないためレグ部とリード線との継線位置
がずれてしまって、両リード線を結ぶ線上にフィラメン
トが平行することは少なくフィラメント位置の不安定を
助長している一因でもある。なお、この左右両端のレグ
部の延出方向の差が大きいと、内部リード線の所定位置
にレグ部が配置されず継線できないこともあった。

【００１５】そして、このような場合、飛び部に応力が
加わるような無理な状態でアンカが巻き付いていると、
左右のコイル状部のピッチが一方は引き延ばされ、他方
は圧縮される等の状態となる。また、飛び部に無理な状
態で巻き付いているアンカが、捩れながら延在している
飛び部に沿って応力が小さい方へと移動して、このとき
上記と同様に左右のコイル状部間にピッチの乱れを生じ
ることがあった。

【００１６】このコイル状部のピッチの乱れは、ピッチ
が引き延ばされると光束が下がり発光効率の低下を招
き、逆にピッチが詰まると光束および消費電力は高くな
るが短寿命となり、隣接するピッチが短絡した場合はそ
の現象が著しい。

【００１７】本発明は上記問題に鑑みなされたもので、
アンカが巻き付けられるコイル状フィラメント中間の飛
び部の構成を変えることによって、フィラメントにピッ
チの乱れ等の発生のない電球およびこの電球を装着した
照明装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の電球は、ガラスバルブと、このバルブの端部に封着し
たステムと、このステムに植設した一対の内部リード線
と、タングステン線をコイル状に巻回した中間に、この
コイル状部の中心軸に沿って形成した直状の飛び部を有
するとともに両端部から延在したレグ部を上記内部リー
ド線の先端部に継線してなるコイル状フィラメントと、
上記ステムに一端が植設され、他端が上記コイル状フィ
ラメント中間の直状の飛び部を係止してなるアンカとを
具備していることを特徴とする。

【００１９】このような構成の電球は、コイル状フィラ
メントの飛び部に係止したアンカのループ部が直状の飛
び部を外方向に付勢してフィラメントに張り（テンショ
ン）を与えているのでアンカのループ部との当接部が飛
び部の屈曲した最奥部に在る。また、この飛び部はコイ
ル状部の中心軸に沿って延伸しているので、飛び部に沿
って一定長さのアンカのループ部が滑って移動するよう
なことがない。

【００２０】したがって、アンカの移動によって飛び部
に隣接するコイル状部（発光部）に、コイルピッチの伸
縮等の乱れが生じることを抑制することができる。

【００２１】また、この発明は、二重コイル状フィラメ
ントを用いる電球はもちろん全長の長い単コイル状フィ
ラメントに適し、１本のアンカを用いる電球でもあるい
は高電圧用や耐震用等の特にアンカ本数の多い電球に好
適する。

【００２２】本発明の請求項２に記載の電球は、ガラス
バルブと、このバルブの端部に封着したステムと、この
ステムに植設した一対の内部リード線と、タングステン
線をコイル状に巻回した中間にこのコイル状部の中心軸
に沿って形成した直状の飛び部および両端部から延在し
て形成した直状のレグ部を有し、このレグ部を上記内部
リード線の先端部に継線してなるコイル状フィラメント
と、上記ステムに一端が植設され、他端が上記コイル状
フィラメント中間の直状部を係止してなるアンカとを具
備していることを特徴とする。

【００２３】上記請求項１に記載と同様な作用を奏する
ほか、コイル状部およびフィラメント両端のレグ部をも
コイル状部の中心軸に沿って延伸させることによって、
両内部リード線を結ぶ線上にフィラメントを平行して継
線することができる。そして、飛び部と協同して内部リ
ード線とアンカによるフィラメントの係止支持を所定の
位置に確保できる。

【００２４】また、コイル状フィラメントの寸法精度が
高まることによって、継線作業時に位置ずれにより内部
リード線にフィラメントのレグ部が接続できなかった
り、飛び部にアンカのループ部が巻き付けできないよう
な不具合がなくなる。

【００２５】本発明の請求項３に記載の電球は、コイル
状フィラメントが、単コイルまたは二重コイルであり中
間の直状部が単線または単コイルであることを特徴とす
る。比較的全長の長い単コイル状フィラメントはもちろ
ん、二重コイル状フィラメントにも適用できる。そし
て、アンカ線が導体であるフィラメントの２点間と接触
するとこの間は短絡区間となつて電気抵抗が低下し電流
が増加する。この電流増加によって光束および消費電力
は高くなるが短寿命となる。そこで、このアンカとの係
止部分である飛び部は発光にはもともと寄与しないよう
単コイルの場合は単線とし、二重コイルの場合は単コイ
ルとすることによって、発光面からの損失は少々あるが
完全不良となる短絡不良の発生を防いでいる。

【００２６】本発明の請求項４に記載の電球は、コイル
状フィラメントの中間に１以上の直状の飛び部が形成し
てあることを特徴とする。

【００２７】フィラメントの中間に形成する直状の飛び
部の数は、アンカによる熱損失を小さくするためにはで
きる限り少ない方が好ましいが、フィラメントの全長、
重量、バルブのネック径等を勘案して決めればよい。ま
た、もちろんこの飛び部数によってアンカ本数も決ま
る。

【００２８】そして、上記飛び部およびアンカの数が３
か所（本）の場合は継線されたフィラメント形状は略五
角形状に、５本の場合は略七角形状とすることができ
る。

【００２９】本発明の請求項５に記載の照明装置は、本
体と、この本体に設けられたソケットと、このソケット
に装着された請求項１ないし４のいずれか一に記載の電
球とを具備していることを特徴とする。

【００３０】上記請求項１ないし請求項４に記載の作用
を奏する電球を装着しているので、発光特性および寿命
特性が優れ、電球交換の手間を低減できる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明電球の実施の形態を
図１ないし図４を参照して説明する。図１は一般照明用
電球の一部を切欠して示す一部切欠正面図、図２（ａ）
は図１の電球のバルブ内に配設されるコイル状フィラメ
ントを示す一部省略正面図、同（ｂ）は同（ａ）の側面
図、図３は図１の電球のバルブ内におけるマウントの要
部を示す上面図、図４は図３中のフィラメントの飛び部
とアンカとの関係を示す部分拡大図である。

【００３２】図中１はＰＳ型のガラスバルブ、２はこの
バルブ１の開口端部に封着されたフレヤステム３を有す
るマウントである。このステム３は、ステム管３Ｔの一
端側に一対のリード線４，４、ケーングラス３Ｃおよび
排気管（図示しない。）を気密に植設した圧潰封止部３
Ｓを形成したものからなる。

【００３３】また、５は２３０Ｖ５０Ｗ用の二重コイル
状フィラメントで、図２に拡大して示すようにタングス
テン線を密ピッチで巻回した単コイルをさらに巻いた二
重コイル状部５Ｃを有し、この二重コイル状部５Ｃの中
間には二重コイル状部５Ｃの約１〜２ターン分の長さを
このコイル状部５Ｃの中心軸に沿って延伸した単コイル
直状の飛び部５Ｔ，５Ｔを２か所に形成してある。ま
た、コイル状部５Ｃの両端には単コイル状のレグ部５
Ｌ，５Ｌを有する。また、６，６はケーングラス３Ｃの
潰された頂部３Ｂに一端が植設されたモリブデン線やタ
ングステン線等の高融点金属線からなる２本のアンカで
ある。

【００３４】そして、このコイル状フィラメント５は、
端部のレグ部５Ｌ，５Ｌが上記リード線４，４の先端部
分に挟圧や溶接等の手段で継線されるとともに二重コイ
ル状部５Ｃの発光部５Ｈ，５Ｈ間に設けた単線直状の飛
び部５Ｔ，５Ｔに上記アンカ６，６の先端に形成したル
ープ部６Ｒを巻き付けたＣＣ−９型の継線構造をなし、
上記ステム３、フィラメント５およびアンカ６，６でも
ってマウント２を構成している。

【００３５】また、このマウント２を上方から示すのが
図３であって、二重コイル状フィラメント５の発光部５
Ｈ，５Ｈ間に在る２か所の飛び部５Ｔはアンカ６のルー
プ部６Ｒにより引張られている関係で約１３０度位屈曲
した状態で、継線されたフィラメント５は略台形をなす
形状で係止支持されている。これは、アンカ６が係止す
る飛び部５Ｔが３か所であれば、アンカ６も３本を要し
そのときのフィラメント５形状は略五角形状をなす。

【００３６】また、図中７はバルブ１の端部の封着部に
接着剤等を介し接合された口金で、上記リード線４，４
と連接した外部リード線と接続している。また、上記バ
ルブ１内にはアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ等の不活性
ガスと窒素Ｎとの混合ガスが所定圧力封入されている。
さらに、ガラスバルブ１の表面には必要に応じ光拡散膜
９や反射膜、着色膜等が形成してあってもよい。

【００３７】そして、上記構成の電球１０は、図示しな
いソケット等に装着して点灯される。この電球１０は、
二重コイル状フィラメント５の飛び部５Ｔに係止したア
ンカ６のループ部６Ｒが図４に示すように、単コイル直
状の飛び部５Ｔを矢印Ａの外方向に付勢してフィラメン
ト５に張り（テンション）を与えているのでアンカ６の
ループ部６Ｒとの当接部５６が飛び部５Ｔの屈曲した最
奥部に在る。また、この飛び部５Ｔはコイル状部５Ｃの
中心軸に沿って延伸しているので、飛び部５Ｔに沿って
一定長さのアンカ６のループ部６Ｒが滑って移動するよ
うなことがない。

【００３８】したがって、アンカ６の移動によって飛び
部５Ｔに隣接するコイル状部５Ｃ（発光部５Ｈ）のピッ
チの乱れを生じることが抑制され、発光特性の低下や短
寿命の発生を防ぐことができる。

【００３９】なお、上記において、図２に示すように、
コイル状フィラメント５の両端部のレグ部５Ｌ，５Ｌを
コイル状部５Ｃの中心軸に沿って直状に延伸させること
によって、両内部リード線４Ａ，４Ａを結ぶ線上にフィ
ラメント５を平行して継線することができる。そして、
上述した直状の飛び部５Ｔと協同して、内部リード線４
Ａ，４Ａとアンカ６によるフィラメント５の係止支持を
所定の位置に、しかも、コイル状部５Ｃにピッチの乱れ
が発生することを防ぐことができる。

【００４０】また、従来から自動アンカリング装置によ
って、ケーングラス３Ｃに一端を挿入して所定長さおよ
び所定径のループ部６Ｒが形成されるアンカ６と相俟っ
て、コイル状フィラメント５の寸法精度が高まることに
よって、継線作業時に内部リード線４Ａ，４Ａにフィラ
メント５のレグ部５Ｌ，５Ｌが接続できなかったり、飛
び部５Ｔにアンカ６のループ部６Ｒが巻き付けできない
ような不具合がなくなり、これら作業の自動化精度を高
め歩留りの向上をはかることができる。

【００４１】また、上記の実施の形態では、発光部Ｈが
二重コイル状で飛び部５Ｔおよびレグ部５Ｌが単コイル
の二重コイル状フィラメント５について述べたが、本発
明は二重コイル状のフィラメント５に限らず、発光部が
単コイルで飛び部およびレグ部が単線状の単コイル状フ
ィラメントであっても適用が可能である。

【００４２】そして、上記のマウント２を用いて製作し
た電球１０は、たとえば図６に示す照明装置（照明器
具）８に組込みまれて使用される。図６において８１は
筐体を形成する基体、８２は基体８１に設けられたソケ
ット、８３は基体８１に取付けられた反射体、８４はソ
ケット８２に接続した給電線で、上記ソケット８２に上
記電球１０の口金７が装着されている。

【００４３】このような構成の照明装置（照明器具）８
は、給電線８４を介し通電すると、ソケット８２に装着
した電球１０が点灯する。そして、この電球１０は、上
述したようにコイル状フィラメント５に、コイルピッチ
の乱れによる短絡や伸び等の発生がなく、長期に亘り良
好な発光特性および寿命を得ることができる。

【００４４】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ない。たとえば、ガラスバルブの形状はＰＳ型に限ら
ず、Ａ型、Ｇ型、Ｒ型やＴ型等であってもよい。また、
マウントはフレヤステムを用いたものに限らず、アンカ
が設けられるボタンステムやビードステムを用いたもの
であってもよい。

【００４５】また、本発明は各種継線構造の電球に適用
が可能であるが、特にＣＣ−９型やＣ−９型などの継線
構造の電球に適用して好まし結果が得られる。

【００４６】さらに、本発明の照明装置は、上記実施の
形態に限らず諸種の器具や装置に適用できるものであ
る。

【００４７】

【発明の効果】請求項１および２に記載の発明によれ
ば、コイル状フィラメントの飛び部とアンカとの間の動
きを防ぐことができるので、フィラメントのコイル状部
（発光部）にコイルピッチの伸縮等、ピッチ乱れの発生
がない発光特性および寿命特性の向上および電球製造を
自動化して、製造容易な歩留りの高い電球を提供するこ
とができる。

【００４８】また、請求項３および４に記載の発明によ
れば、二重コイル状および単コイル状のフィラメントを
用いた電球において、上記請求項１および２に記載した
と同様な効果を奏する電球を提供することができる。

【００４９】さらに、請求項５に記載の発明によれば、
上記請求項１ないし４に記載の効果を奏する電球を装着
しているので、発光特性および寿命特性に優れ、電球交
換等の補修作業を低減した照明装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電球の実施の形態を示す一部切欠正面
図である。

【図２】（ａ）図は図１の電球のバルブ内に配設される
二重コイル状フィラメントを拡大して示す一部省略正面
図、（ｂ）図は（ａ）図の側面図である。

【図３】図１の電球のバルブ内におけるマウントの要部
を示す上面図である。

【図４】図３中のフィラメントの飛び部とアンカとの関
係を示す部分拡大図である。

【図５】本発明に係る照明装置（照明器具）の斜視図で
ある。

【図６】従来の二重コイル状フィラメントを拡大して示
し、（ａ）図は一部省略正面図、（ｂ）図は（ａ）図の
側面図である。

【符号の説明】

１０：電球１：ガラスバルブ２：マウント３：ステム４：リード線４Ａ：内部リード線５：二重コイル状フィラメント（コイル状フィラメン
ト）５Ｃ：コイル状部５Ｈ：発光部５Ｔ：飛び部５Ｌ：レグ部６：アンカ６Ｒ：ループ状部８：照明装置（照明器具）８１：基体８２：ソケット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスバルブと；このバルブの端部に封
着したステムと；このステムに植設した一対の内部リー
ド線と；タングステン線をコイル状に巻回した中間に、
このコイル状部の中心軸に沿って形成した直状の飛び部
を有するとともに両端部から延在したレグ部を上記内部
リード線の先端部に継線してなるコイル状フィラメント
と；上記ステムに一端が植設され、他端が上記コイル状
フィラメント中間の直状の飛び部を係止してなるアンカ
と；を具備していることを特徴とする電球。
【請求項２】ガラスバルブと；このバルブの端部に封
着したステムと；このステムに植設した一対の内部リー
ド線と；タングステン線をコイル状に巻回した中間にこ
のコイル状部の中心軸に沿って形成した直状の飛び部お
よび両端部から延在して形成した直状のレグ部を有し、
このレグ部を上記内部リード線の先端部に継線してなる
コイル状フィラメントと；上記ステムに一端が植設さ
れ、他端が上記コイル状フィラメント中間の直状部を係
止してなるアンカと；を具備していることを特徴とする
電球。
【請求項３】コイル状フィラメントが、単コイルまた
は二重コイルであり中間の直状部が単線または単コイル
であることを特徴とする請求項１または２に記載の電
球。
【請求項４】コイル状フィラメントの中間に１以上の
直状部が形成してあることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれか一に記載の電球。
【請求項５】本体と；この本体に設けられたソケット
と；このソケットに装着された請求項１ないし４のいず
れか一に記載の電球と；を具備していることを特徴とす
る照明装置。