JPS6054158A

JPS6054158A - 信号灯器用電球

Info

Publication number: JPS6054158A
Application number: JP16202583A
Authority: JP
Inventors: 永井　雅雄; 山崎　克征; 弓削　洋二
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-09-05
Filing date: 1983-09-05
Publication date: 1985-03-28

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】〔発明の技術分野〕本発明は信号灯器用光源としてその性能を向上できるよ
うにした電球に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

信号灯器は投光形反射鏡内に電球を装着し、かつ反射鏡
の開口をレンズで閉塞したもので、所定角度範囲内の前
方からレンズを見た場合、レンズ面が一様な明るさで見
えることが要求されている。

このため、従来の信号灯器用電球はガラスバルブ内に軸
を周回するフィラメント（Ｃ−９タイプ）を封装すると
ともに、バルブをフロスト加工して適度の散光性を付与
していた。このような従来の電球を使用した場合、電球
からレンズ周辺部に直射した光は上述した所定角度外の
前方に放射され、それだけむだになる。

この改良として、たとえば特公昭５７−１５４７１号公
報に見られるように、バルブ頂部にバンド状の反射鏡を
設けてレンズ周辺部に光が直射しないようにするととも
に反射した光をフィラメント近傍に帰還させて有効利用
する′ものが提案された。しかし、この電球を用いると
レンズ上の輝度分布が不連続になる欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は信号灯器に組込んで不所望方向の光放射が少な
く、しかもレンズ上の輝度分布が一様で連続した視認効
果を与える信号灯器用電球を提供することを目的とする
。

〔発明の概要〕

ガラスバルブ内に軸方向に鋸歯形をなしかつ上記軸を周
回するフィラメントを封装し、さらにバルブの内外両面
のうち少なくとも一方に散光膜を形成しかつこの散光膜
の頂部側部分を他の部分より反射率が高いようにしたこ
とにより、側方への放射量−を多くして効率を高め、か
つレンズに直射する光を少なくしてレンズ上の輝度分布
を均一でかつ連続的にしたことである。

〔発明の実施例〕

本発明の詳細を下記の実施例によって説明する。

（１）はＡ形、ＰＳ形など頂部側が球面をなすガラスバ
ルブ、（２）はこのバルブ内面に形成された散光膜、（
３）はバルブ（１）の基端を封止したステム、（４）は
このステム（３）から突設したケインガラス、（５Ｌ（
５）はステム（３）からバルブ（１）内に導入された１
対の内導線、（′６）はこれら内導線（５）、（５）間
に装架されたフィラメント、（７）、（７）・・・はケ
インガラス（４）から突設され春フィラメント（６）の
中間部を支持するアンカ、（８）はバルブ（↓）の端部
に装着された口金である。そして、バルブ（１）内には
アルゴンなどの不活性ガスが封入されている。

上記散光膜（２）はたとえば粒径数ｍμないし数百ｍμ
のシリカ微粉末と粒径数十ｍμないし数百ｍμのアルミ
ナ微粉末とを９＝１の割合いで混合したものを静電塗装
したもので、バルブ（１）の頂部側において他の部分よ
り厚く形成しである。たとえば、図示のように頂部を最
も厚くし、基部方向はど順次薄くなるようにしてもよく
、あるいは頂部を一様に厚くして、その他の部分を一様
に薄くしてもよい。

上記フィラメント（６）はＣ−７形と称さ九るもので、
単コイルフィラメントをバルブ軸方向に鋸歯形に折曲さ
れかつバルブ軸を周回させである。

そして、フィラメント（６）の両端を内導線（５）、（
５）ニ継着シ、かつ折曲点をアンカ（７）、（７）　−
ｃ−支持シている。

そうして、面内導線（５）　、　（５）に継線した２点
を結ぶ線と平行な方向を縦方向と称し、フィラメント（
６）の縦方向の最大径をＬｍｍとし、この縦方向に直交
する方向を横方向と称し、フィラメント（６）の横方向
の最大径をｗＩＩｌｒｒｌとし、さらに、バルブ軸方向
投影長を高さと称し、Ｈｍｍとする。

そうして、本実施例においては、Ｌ：Ｗ：Ｈ＝（２〜５）：（２〜５）：１なる関係が好
ましい。

つぎに、本実施例電球を使用した信号灯器の一例を第４
図に示す。図中、（１１）は本実施例電球、（１２）は
この電球（１１）を支持するソケット、（１３）はこの
ソケット（１２）に装着されて電球（１１）を包囲する
回転放物面反射鏡、（１４）はこの反射鏡（１３）の開
口を閉塞するレンズである。そうして、電球（１１）の
光中心は反射鏡（１３）の焦点近傍に近臣している。

本信号灯器において、電球（Ｉｌ、）を点灯すれば、電
球（１１）から側方に放射した光（Ｒｈ　’）、’（Ｒ
２）は反射鏡（１３）で反射されてレンズ（１４）を透
過して前方に放射される。また、頂部から前方に放射さ
れた光（Ｒ３）は直接レンズ（１４）に入射して前方に
放射され、さらに、頂部から斜前方に放射された光（Ｒ
４）は直接レンズ（１４）周辺部に入射して斜前方に放
射され、信号には役立たない。

しかして、本実施例電球においては、フィラメント（６
）がＣ−７形であるため、放射光の大部分が側方に放射
されて反射し、レンズ（１４）にほぼ均一に入射し前方
に放射する。そして、レンズ（１４）の中心部の入射は
若干少ない。また、電球（１１）頂部内面には散光膜（
２）が特に厚く形成されているので、光の反射率が大き
く、したがって、この反射光はフィラメント（６）近傍
に帰還して再度放射する。また、頂部から前方に向う光
は比較的少ないがレンズ（１４）に入射し、この配光分
布は中央部が最も明るく、周辺部はど暗くなる。したが
って、レンズ（１４）の中央部は直射光と反射光の両方
が入射し、しかも両光の和が適当に調整されているので
、この中央部が特に明るすぎることもない、さらに、レ
ンズ（１４）の周辺部に直射する光は散光膜（２）によ
って減光されているので光度が小さく、したがって光の
むだも少ない。さらに、バルブ（１）内面全体に散光膜
（２）が形成されて放射光が適度に散乱されているので
レンズ（工４）上の輝度分布に不連続がない。特に、レ
ンズ（１４）中央部の輝度分布が連続的であるので、視
認性が良い。

しかして、上述の説明で明らかなとおり、フィラメント
（６）の形状は本電球の効果に重大な関係がある。そこ
で＼フィラメント（６）の縦Ｌ、横Ｗおよび高さＨの比
率を種々に変えてその効果を調査した。電球バルブはＡ
７０を用いフィラメント定格は１００ｖ、６０Ｗとした
。この結果を次表に示す。

この結果から前述のとおり、Ｌ：Ｗ：Ｈ＝（２〜５）：　（２〜５）：１が配光が良
く、耐振性にも優れていることが判明した。

なお、試験のため上述の構造を有する６０Ｗ定格の電球
において、Ｈを３．５〜６．５　ｍｍの範囲に種種変化
させるとともに、ＬおよびＷをそれぞれＨＸ（２〜５）
の範囲に変化させた多数の試作品を作製して配光性およ
び耐振性を調査したところ、いずれも結果が良好であっ
た。

つぎに、散光膜（２）の反射率分布とレンズ上の輝度分
布との相関を調査した。まず、散光膜（２）の膜厚分布
の異なるＡ−Ｅの５種類の試作電球を製作した。これら
はいずれも定格１００Ｖ６０Ｗのフィラメントを用い、
そのＬ　：　Ｗ　：　Ｈの比を３＝３＝１とした。５種
類の電球の散光膜（２）の反射率分布を第５図に示す。

図は横軸にバルブの軸方向の沿面位置をとり、縦軸に反
射率を％の単位でとったもので、曲線Ａ、、Ｂ□、Ｃ，
，Ｄ、、Ｅ、は各試作電球の散光膜の反射率分布を示す
。

つぎに、これら５種類の試作電球を第４図示の信号灯器
に組込んで、正面方向から見た信号灯器の配光分布を調
査した。この結果を第６図に示す。

図は横軸に投光方向を中心軸を０とする角度（度）でと
り、縦軸に光度を（ｃｄ）の単位でとったもので、曲線
Ａ２　、Ｂ２　、Ｃ２−Ｄ２　、Ｅ２は上記Ａ〜Ｅの試
作電球の結果をそれぞれ示す。この第６図から、電球Ａ
の場合は光度むらは解消できたが有効な中心光度が得ら
れない。また、電球Ｅは有効な中心光度が得られるが周
辺部の光度が低下し、光度むらが生じる。そして、電球
Ｂ〜Ｄが良好である。そこで本実施例では最大部分の反
射率を１０％以下とし、最小部分の反射率を１％以上と
した。

なお、散光膜（２）として特にシリカ微粉末の静電塗装
膜が優れている点は粒径の極めて小さい微粉末が得易く
、他の微粉末に比較して帯電量が１桁低いことから、静
電塗装すると粒子が樹枝状に被着し、粒子相互は適度の
結合力を有し、綿状に重り合って成層するため光学的に
充分な拡散性を有し、さらに、膜厚分布換言すれば反射
率分布を任意に調整できるためである。

しかして、このような電球の好ましい散光性を輝度比す
なわち同−視野内における最大輝度（ＬＡ）とこの点か
ら２０１１Ｉｌｌ隔てた点の輝度（Ｌ１２）との比ＬＡ
÷Ｌｎで調査したところ側方から見て１０００以下で、
かつ頂部方向から見て５０以下が好ましいことが判明し
た。

また、好ましい配光特性を得るには電球の光出力を最大
限活用するため、透明なガラス球を用いるのが有効な方
法である。これとは別に゛視認性を良好にするには、レ
ンズ表面上での輝度ムラを少なくする必要がある。レン
ズ素子の目的は光源からの光を屈折させて広い配光分布
を得る様な配慮がされている。これを実現するにはレン
ズの屈折を大きくとる必要があり、レンズでの光損失を
生じ好ましい光度が得られない欠点となる。好ましい視
認性を得るにはこうした欠点を考慮し電球に拡散性を持
たせレンズに入射する光を均一化しムラのない様にする
。この為、拡散性の高い塗装膜を必要とするが所望の配
光特性を犠牲にしない採鉱散性は極めて薄くし光損失を
低減する必要がある。これらの点を満足するにはこの拡
散性被膜が形成された特徴として電球の最大輝度点（Ｌ
Ａ）に対しバルブ頂部へ２０ｍｍ位置した点の輝度（Ｌ
　１１）との比（ＬＡ／ＬＢ）をめたところ１．０００
以下であることが望ましく最も好ましい範囲は２００〜
５００の範囲であることが判明した。又、バルブ頂部側
からみた時の輝度（Ｌｃ）と上述の（ＬＡ）との比（Ｌ
Ａ／ＬＣ）は５０以下が好ましい範囲であることも判明
した。

これは先に述べたごとくバルブの頂部側に比らべ基端部
側を順次薄くなる様塗装したために得られる光学的特徴
でもある。

なお、散光膜は他の材質からなる微粉末を使用してもよ
く、塗布方法は前述の例に限らない。また、バルブの内
外両面のうち少なくとも一方に設ければよい。

なお、前述の実施例において、散光膜は頂部側はど連続
的に順次反射率を大きくしたが本発明はこれに限らず、
たとえば、頂部側を一様に反射率を大きくし、その他の
部分を一様、に反射率を小さくしてもよく、あるいは反
射率を段階的に変化させてもよく、さらに、順次である
ことも必要なく、多少の波状の変化があってもよく、ま
た頂点を他の頂部より若干反射率を小さくしてもよく、
要はレンズ周辺に直射する光を適度に抑制でき、かつレ
ンズに低入射角で入射゛する光の照゛度分布を制御すれ
ばよい。

また、フィラメントはダブルコイル形でもよい。

さらに、バルブはＡ形、Ｐｓ形、Ｇ形、など多くの形式
のものが利用できるが、特に頂部が球面をなすものが配
光上好都合である。

〔発明の効果〕

本発明の信号灯器用電球はガラスバルブ内に軸方向に鋸
歯形をなして軸を周回するフィラメントを封装し、さら
にバルブの内外両面のうち少なくとも一方に頂部側が他
の部分より反射率の大きい散光膜を設けたので、頂部方
向の放射を抑制して側方への放射を増加させることがで
き、この電球を信号灯器に組込んだ場合、レンズ」二の
輝度分布が均一でしかも連続し、しかも不所望方向への
放射を減少して効力を向上できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の信号灯器用電球の一実施例の断面図、
第２図は同じくフィラメントの側面図、第３図は同じく
フィラメントの平面図、第４図は上記実施例電球を組込
んだ信号灯器の断面図、第５図は上記電球の各種散光膜
の反射率分布図、第６図は上記信号灯器による配光分布
図である。（１）・・・バルブ　（２）・・・散光膜（６）・・・
散光膜　（１１）・・・電球（１１）・・・反射鏡　（
１４）・・レンズ代理人　弁理士　井　上　−男第１図第　４　図ｊ１５　図遵」　バ′２Ｌブ°のイＩｎ−Ａ　頂Ｊル第　６　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ガラスバルブと、このバルブ内に封装され、上記
バルブの軸方向に鋸歯形をなしかつ上記軸を周回するフ
ィラメントと、上記バルブの内外両面のうち少なくとも
一方に形成され、上記バルブの頂部側が他の部分より反
射率の大きい散光膜とを具備したことを特徴とする信号
灯器用電球。
（２）バルブは頂部側が球面をなすことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の信号灯器用電球。
（３）フィラメントの面内導線に継線した２点を結ぶ線
と平行な方向（縦）の最大径をＬ＋ｎｍとし、この縦方
向に直交する方向（横）の最大径をＷｍｍとし、さらに
軸方向の高低差（高さ）をＨｎｌＩｌｌとしたとき、Ｌ：Ｗ：Ｈ＝（２〜５）：（２〜５）：１としたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の信号灯器用電球
。
（４）散光膜の反射率はその最大部分において１０％以
下でかつ最小部分において１％以上であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の信号灯器用電球。
（５）頂部方向の輝度比が５０以下でかつ側方からの輝
度比が１０００以下であることを特徴とする特許請求の
範囲第４項記載の信号灯器用電球。