JP2000306551A - 一端封止型白熱電球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガラスバルブの全周方向において均質性の高
い強度分布で光を放射することができる一端封止型白熱
電球を提供すること。 【解決手段】 一端にピンチシール部が形成されたバル
ブを具え、前記ピンチシール部からバルブ内に伸びる一
対の内部リード棒によって発光フィラメントが保持され
た一端封止型白熱電球において、前記発光フィラメント
は、バルブの管軸に対して直交する方向に伸びるコイル
軸を有するコイル状の第１フィラメントと、当該第１フ
ィラメントの両端に各々の一端が接続された一対の第２
フィラメントとよりなり、当該第２フィラメントの各々
は、第１フィラメントのコイル軸方向の位置において当
該第１フィラメントのコイル軸と直角またはそれに近い
角度で交わる平面内において伸び、かつその他端が前記
内部リード棒に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一端封止型白熱電
球に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、スタジオ照明、舞台照明、一般照
明などの分野においては、一端封止型白熱電球が広く光
源として用いられており、これより放射された光を所望
の方向へ投射するために凹面反射鏡と組み合わせて用い
られている。

【０００３】図７は、従来の一端封止型白熱電球の一例
を示す説明図であり、図８は、図７の構成における発光
フィラメント部分を示す部分拡大図である。この一端封
止型白熱電球は、一端にピンチシール部１１、他端に排
気管残部１２が形成されたガラスバルブ１０と、当該ガ
ラスバルブ１０内において、当該ガラスバルブ１０の図
で上下方向に伸びる管軸に対して直交する方向（図で左
右方向）に伸びるコイル軸を有するフィラメントコイル
１４と、前記ピンチシール部１１内に基端部が埋設され
てガラスバルブ１０内に伸び、各先端部にフィラメント
コイル１４の両端が接続された一対の内部リード棒１５
とを有する。１６は内部リード棒１５に固着されたガラ
ス片、１７はガラス片１６に保持されたアンカー、１８
はピンチシール部１１に装着されたセラミックベース、
１９はセラミックベース１８から突出するリードピンで
ある。フィラメントコイル１４は、高い発光強度が得ら
れることから、通常、フィラメント用素線をコイル状に
巻回したシングルコイル状の１次コイルを更にコイル状
に巻回してなるダブルコイル状の２次コイルである。

【０００４】しかしながら、このような構成の一端封止
型白熱電球においては、これより放射される光の強度分
布につい次のような問題点があることが判明した。図９
は、図７に示した一端封止型白熱電球を矢印Ａの方向か
ら見た説明図であるが、ダブルコイル状のフィラメント
コイル１４の２次コイルのコイル軸に対して直角方向で
ある０°および１８０°の方向に放射される光の強度は
十分であっても、当該フィラメントコイル１４の２次コ
イルのコイル軸の方向である９０°および２７０°の方
向に放射される光の強度が低く、フィラメントコイル１
４の２次コイルのコイル軸を含む平面内の全周方向にお
ける光の強度分布に大きな不均衡が生じてしまう。

【０００５】実際、図８に示された構成のダブルコイル
状の発光フィラメントを具えてなる、定格電圧１００
Ｖ、定格電力２ＫＷの一端封止型白熱電球について、下
記の測定条件で照度の測定を行ったところ、図１０に示
す照度分布図が得られた。

【０００６】この測定は、上記の一端封止型白熱電球を
点灯させ、ダブルコイル状の発光フィラメントの２次コ
イルのコイル軸を含むガラスバルブの管軸に対して直角
な平面内において、一端封止型白熱電球からの離間距離
が１ｍの位置における照度の測定を一端封止型白熱電球
の全周について実施した。照度計としては、照度計「デ
ジタル照度計Ｔ−１Ｍ」（ミノルタ社製）を用いた。上
記測定によって得られた照度分布図においては、図９に
示したように、一端封止型白熱電球の正面方向が０°、
発光フィラメントの２次コイルのコイル軸の方向が９０
°と２７０°である。また、得られた測定値の最高値を
１００％として、他の測定値を相対的に表した。

【０００７】図１０から明らかなように、この一端封止
型白熱電球によれば、ダブルコイル状の発光フィランメ
ントの２次コイルのコイル軸の方向である９０°および
２７０°の方向における照度が約４５％と極端に低くな
っており、最大の照度（３０°および２１０°付近）と
最小の照度との差が大きく、そのために照度の均質性が
非常に低いことが明らかである。然るに、スタジオ照
明、舞台照明などの照明装置においては、照明光に高い
均質性が要求されており、従って、上記のような構成の
一端封止型白熱電球では、そのような要求を十分に満た
すことができない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
ガラスバルブの全周方向において均質性の高い強度分布
で光を放射することができる一端封止型白熱電球を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の一端封止型白熱
電球は、一端にピンチシール部が形成されたバルブを具
え、前記ピンチシール部からバルブ内に伸びる一対の内
部リード棒によって発光フィラメントが保持された一端
封止型白熱電球において、前記発光フィラメントは、バ
ルブの管軸に対して直交する方向に伸びるコイル軸を有
するコイル状の第１フィラメントと、当該第１フィラメ
ントの両端に各々の一端が接続された一対の第２フィラ
メントとよりなり、当該第２フィラメントの各々は、第
１フィラメントのコイル軸方向の位置において当該第１
フィラメントのコイル軸と直角またはそれに近い角度で
交わる平面内において伸び、かつ当該第２フィラメント
の他端が前記内部リード棒に接続されていることを特徴
とする。

【００１０】また、前記発光フィラメントは、フィラメ
ント用素線をコイル状に巻回した１次コイルであるシン
グルコイル状の第２フィラメントと、１次コイルを更に
コイル状に巻回した２次コイルであるダブルコイル状の
第１フィラメントより構成されていることが好ましい。

【００１１】

【作用】上記のような構成の一端封止型白熱電球によれ
ば、発光フィラメントが、コイル状の第１フィラメント
のコイル軸方向の位置において、当該第１フィラメント
のコイル軸と直角またはそれに近い角度で交わる平面内
において伸びる一対の第２フィラメントが側方発光部と
して寄与し、第１フィラメントのコイル軸方向に光が放
射されるため、バルブの管軸に対して直角な平面内の全
周方向において強度分布の均質性の高い照明を達成する
ことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明の一端封止型白熱電球におい
ては、例えば図７に示したものと同様に、一端にピンチ
シール部、他端に排気管残部が形成さたガラスバルブを
具え、このガラスバルブ内に、下記の特定の構成による
発光フィラメントが配置されて一端封止型白熱電球が構
成される。

【００１３】図１は、本発明の一端封止型白熱電球にお
ける発光フィラメントの一例の構成を示す説明用正面図
であり、図２は、図１の構成における発光フィラメント
部分を示す部分側面図である。この例においては、ガラ
スバルブの管軸に対して直交する方向（図で左右方向）
に伸びるコイル軸を有するコイル状の第１フィラメント
２０と、当該第１フィラメント２０の両端に、各々その
一端が接続された２つの第２フィラメント２１とにより
発光フィラメントが構成されている。第２フィラメント
２１の各々は、第１フィラメント２０の２次コイルの中
心軸、すなわちコイル軸の延長上において、当該コイル
軸と直角に交わるよう、すなわち第１フィラメントの２
次コイルのコイル軸と直角に交わる平面内において直線
状に、ガラスバルブの管軸と平行な状態に配設され、そ
の全長は第１フィラメント２０の２次コイルの外径と同
等とされている。

【００１４】上記の発光フィラメントは、例えばタング
ステンよりなるフィラメント用素線を巻回して得られる
シングルコイル状の１次コイルを、更にコイル状に巻回
してダブルコイル状の２次コイルとして第１フィラメン
ト２０を形成し、この第１フィラメント２０のに連続す
る部分として、ダブルコイル状に巻回していないシング
ルコイル状の１次コイルをそのまま用いて、特定の長さ
の第２フィラメント２１を形成することにより、構成す
ることができる。

【００１５】そして、第２フィラメント２１の各他端に
は、素線部２３を介して連結用コイル２２が形成されて
おり、この連結用コイル２２が内部リード棒２４と接続
されている。

【００１６】具体的には、連結用コイル２２は上記の１
次コイルがそのままの形態で用いられたシングルコイル
状であり、その内部に内部リード棒２４の一端部が挿入
され、必要に応じて溶接されて接続されている。従っ
て、内部リード棒２４の外径は、連結用コイル２２の内
径と適合するものとされる。

【００１７】内部リード棒２４は、例えばタングステン
線により形成され、その基端部は、ピンチシール部に埋
設された金属箔に接続されている。この内部リード棒２
４にはガラス片２７が固着され、このガラス片２７に保
持されたアンカー２５によって第１フィラメント２０の
途中部が支持され、またアンカー２６によって、第１フ
ィラメント２０と第２フィラメント２１との接続部が支
持されている。

【００１８】以上のような構成の発光フィラメントを具
えてなる一端封止型白熱電球によれば、これを点灯させ
ると、第１フィラメント２０および一対の第２フィラメ
ント２１が発光し、各々のコイル（第１フィラメント２
０ではダブルコイル）のコイル軸から遠ざかる全ての方
向（以下、「コイル軸の全周方向」という。）に大きな
強度で光が放射される。然るに、ダブルコイル状の第１
フィラメント２０のコイル軸方向（第１フィラメント２
０の延長上の位置）には、第１フィラメント２０の２次
コイルの径方向に伸びる一対のシングルコイル状の第２
フィラメント２１が配置され、当該第２フィラメント２
１からはそのコイル軸の全周方向に放射される光が第１
フィラメント２０のコイル軸の方向に向かうため、当該
方向における光の強度が増大する。このように、第１フ
ィラメント２０の光強度が小さい方向である第１フィラ
メントコイル２０のコイル軸の方向（第１フィラメント
２０の延長上の位置）に第２フィラメント２１よりの光
が放射されるため、ガラスバルブの全周方向において均
質性の高い強度分布で光を放射することができる。

【００１９】以上、本発明を具体的な例に基づいて説明
したが、本発明においては、種々の変形を加えることが
できる。例えば、第２フィラメント２１のコイル形状
（コイル内径、コイルピッチなど）は、第１フィラメン
ト２０の１次コイルのコイル形状と異なっていてもよ
く、第１フィラメント２０の２次コイルの内径の大きさ
などに応じて形成することができる。同様に、連結用コ
イル２２のコイル形状も、第１フィラメント２０の１次
コイルのコイル形状と同一である必要はなく、内部リー
ド棒２４の外径に応じた形状のコイルとすることができ
るが、第１フィラメント２０、第２フィラメント２１お
よび連結用コイル２２は、その全体が一体のフィラメン
ト用素線から形成されることが好ましい。

【００２０】また、第２フィラメント２１は、ガラスバ
ルブの管軸と平行に配設されることが必須のことではな
く、第１フィラメント２０のコイル軸と直角に近い角度
で交わる平面内において、すなわち、ガラスバルブの管
軸に対して傾斜した状態で配設されていてもよい。ここ
で、第２フィラメント２１が良好な側方発光部として寄
与するためには、当該第２フィラメント２１は、第１フ
ィラメント２０のコイル軸と９０°± ３０°の範囲内
の角度で交わる平面内に配設されることが好ましい。

【００２１】さらに、第２フィラメント２１は、第１フ
ィラメント２０のコイル軸の方向（第１フィラメント２
０の延長上の位置）の光の強度を増大できるものであれ
ば、その形状が制限されるものではなく、例えば図３に
示されるように「く」字形状であっても、図４に示され
るように「Ｎ」字形状であってもよく、図５に示される
ように第１フィラメント２０の２次コイルの外径より短
いものであってもよい。また、図２〜５に示したよう
に、第２フィラメント２１が必ずしも一体である必要は
なく、同一または異なる形状の２個以上のシングルコイ
ルから第２フィラメント２１が構成されてもよい。

【００２２】以上のような本発明の一端封止型白熱電球
は、例えば凹面反射鏡と組み合わせられてスポットライ
トなどの照明装置が構成される。この照明装置によれ
ば、光源である一端封止型白熱電球より放射された光が
所望の方向へ投射されると共に、当該一端封止型白熱電
球からは、そのガラスバルブの全周方向において均質性
の高い強度分布の光が放射されるので、当該照明装置よ
り投射される光による被照射領域の照度が均一化され、
均質性の高い照明を達成することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明がこれによって、制限されるものではない。 ＜実施例＞図１に示された構成の発光フィラメントを具
える本発明の一端封止型白熱電球を作製した。この一端
封止型白熱電球における仕様は、定格電圧１００Ｖ、定
格電力２ＫＷであり、発光フィラメントは、素線径０．
４ｍｍのタングステン線を巻回して得られる内径が１．
５ｍｍのコイル材を用いて作製され、第１フィラメント
２０の２次コイル外径が９．０ｍｍ、長さが１６ｍｍ、
第２フィラメント２１の長さは１１ｍｍである。内部リ
ード棒２４としては、外径が１．５ｍｍのタングステン
線を用いた。

【００２４】このような一端封止型白熱電球を点灯さ
せ、ダブルコイル状の第１フィラメントの２次コイルの
コイル軸を含むガラスバルブの管軸に対して直角な平面
内において、一端封止型白熱電球からの離間距離が１ｍ
の位置における照度の測定を一端封止型白熱電球の全周
について実施した。照度計としては、照度計「デジタル
照度計Ｔ−１Ｍ」（ミノルタ社製）を用いた。得られた
照度分布図を図６に示す。この図では、一端封止型白熱
電球の正面方向が０°、第１フィラメントの２次コイル
のコイル軸の方向が９０°と２７０°である。また、得
られた測定値の最高値を１００％として、他の測定値を
相対的に表した。

【００２５】本発明の一端封止型白熱電球によれば、図
６から明らかなように、ダブルコイル状の第１フィラメ
ントの２次コイルの軸方向である９０°と２７０°の方
向の照度が大きく増加しており、ガラスバルブの全周方
向における光の均質性が高いものとなっていることが理
解される。

【００２６】図１１に示すように、上記の実施例に係る
一端封止型白熱電球を、スライド投影用のスポット照明
装置「エフェクトスポットライト」（アールディエス
（株）社製）における楕円形状のリフレクタ３１に組み
込んだ。図は、このスポット照明装置により形成される
照明領域の照度の測定についての説明用平面図であり、
一端封止型白熱電球の発光フィラメント３０は、そのダ
ブルコイル状の第１フィラメントの２次コイルの軸が水
平方向に伸びる状態で配設されている。そして、当該一
端封止型白熱電球を点灯させ、スライドフィルムを固定
する枠であるスライドマスク３２の長方形のマスクアパ
ーチュア３２Ａを透過した光を、投影レンズ３３を介し
て、当該投影レンズ３３からの離間距離が４ｍの位置に
設置されたスクリーンＳの表面上に投射し、このスクリ
ーンＳの表面における照明領域３５（縦２２００ｍｍ、
横３０００ｍｍ）における照度を、照度計「デジタル照
度計Ｔ−１Ｍ」（ミノルタ社製）を用いて測定した。こ
こで、スライドマスク３２のマスクアパーチュア３２Ａ
は、ダブルコイル状の第１フィラメント３０の２次コイ
ルの軸方向に沿った横方向の幅が１０８ｍｍ、当該２次
コイルの軸に直交する縦方向の幅が８１ｍｍである長方
形であり、光軸Ｌが長方形のマスクアパーチュア３２Ａ
の中点を通過する状態に設けられ、照明領域３５は、光
軸ＬとスクリーンＳの表面とが交わる中心点Ｃを中心と
する領域に形成された。また、第２フィラメント２１が
除去されたこと以外は全く同様の構成を有する対照用の
一端封止型白熱電球を用いた場合についても、同様の測
定を行った。

【００２７】図１２は、照明領域３５における２次コイ
ルの軸方向（横方向）における照度分布図であり、図１
３は、照明領域３５における２次コイルの軸に直交する
方向（縦方向）における照度分布図である。これらの図
では、本発明の一端封止型白熱電球の場合の測定結果が
直線で、対照用の一端封止型白熱電球の場合の測定結果
が一点鎖線で表されている。各々の図において、距離を
示す横軸上の基準位置は、中心点Ｃの位置である。

【００２８】図１２および１３から明らかなように、本
発明の一端封止型白熱電球を具えた照明装置によれば、
照明領域３５上の中心点Ｃから離れることに伴う照度の
減少の程度が小さく、照明領域３５における照度の均一
化が高いことが理解される。一方、対照用の一端封止型
白熱電球を具えた照明装置によれば、照明領域３５の中
心点Ｃから離れるに従って照度が大きく低下し、投影面
３５における照度が非常に不均一であることが明らかで
ある。

【００２９】

【発明の効果】以上のように、本発明の一端封止型白熱
電球によれば、発光フィラメントが、コイル状の第１フ
ィラメントのコイル軸方向の位置において、当該第１フ
ィラメントのコイル軸と直角またはこれに近い角度で交
わる平面内に伸びる一対の第２フィラメントが側方発光
部として寄与し、第１フィラメントのコイル軸方向に光
が放射されるため、バルブの管軸に対して直角な平面内
の全周方向において強度分布の均質性の高い照明を達成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる発光
フィラメントの一例の構成を示す説明用正面図である。

【図２】図１の構成における発光フィラメント部分を示
す部分側面図である。

【図３】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる他の
発光フィラメントの部分側面図である。

【図４】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる他の
発光フィラメントの部分側面図である。

【図５】本発明の一端封止型白熱電球に用いられる他の
発光フィラメントの部分側面図である。

【図６】図１の構成を有する発光フィラメントを具える
一端封止型白熱電球の照度分布図である。

【図７】従来の一端封止型白熱電球の一例を示す説明図
である。

【図８】図７の構成における発光フィラメント部分を示
す部分拡大図である。

【図９】図７の一端封止型白熱電球を矢印Ａの方向から
見た説明図である。

【図１０】図８の構成を有する発行フィラメントを具え
る投影面における一端封止型白熱電球の照度分布図であ
る。

【図１１】スポット照明装置により形成される照明領域
の照度の測定についての説明用平面図である。

【図１２】照明領域の横方向の照度分布図である。

【図１３】照明領域の縦方向の照度分布図である。

【符号の説明】

１０ ガラスバルブ １１ ピンチシール部 １２ 排気管残部 １４ フィラメントコイル １５ 内部リード棒 １６ ガラス片 １７ アンカー １８ セラミックベース １９ リードピン ２０ 第１フィラメント ２１ 第２フィラメント ２２ 連結用コイル ２３ 素線部 ２４ 内部リード棒 ２５ アンカー ２６ アンカー ２７ ガラス片 ３０ 発光フィラメント ３１ リフレクタ ３２ スライドマスク ３２Ａ マスクアパーチュア ３３ 投影レンズ ３５ 照明領域 Ｌ 光軸 Ｃ 中心点 Ｓ スクリーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島本 定昭 兵庫県神崎郡福崎町西治860−22 ウシオ ライティング株式会社内 (72)発明者 徳原 直人 埼玉県入間郡大井町武蔵野1285 アールデ ィエス株式会社埼玉工場内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端にピンチシール部が形成されたバル
   ブを具え、前記ピンチシール部からバルブ内に伸びる一
   対の内部リード棒によって発光フィラメントが保持され
   た一端封止型白熱電球において、 前記発光フィラメントは、バルブの管軸に対して直交す
   る方向に伸びるコイル軸を有するコイル状の第１フィラ
   メントと、当該第１フィラメントの両端に各々の一端が
   接続された一対の第２フィラメントとよりなり、 当該第２フィラメントの各々は、第１フィラメントのコ
   イル軸方向の位置において当該第１フィラメントのコイ
   ル軸と直角またはそれに近い角度で交わる平面内におい
   て伸び、かつ当該第２フィラメントの他端が前記内部リ
   ード棒に接続されていることを特徴とする一端封止型白
   熱電球。
2. 【請求項２】 発光フィラメントは、フィラメント用素
   線をコイル状に巻回した１次コイルであるシングルコイ
   ル状の第２フィラメントと、１次コイルを更にコイル状
   に巻回した２次コイルであるダブルコイル状の第１フィ
   ラメントより構成されていることを特徴とする請求項１
   に記載の一端封止型白熱電球。