JP2001283789A - 電球、この電球を用いた反射体付き電球、及びこの電球を用いた照明装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィラメントの中心軸とバルブの中心軸を容
易に一致させることができ、ランプの発光効率低下を防
止できる電球を提供する。 【解決手段】 順次連結された閉塞部８ａ、筒部８ｂ、
及び封止部８ｃを有するバルブ８内に、一対の導入線
４、５が封止部で封着されてバルブ内に配置され、導入
線の端部には各々継線部４ａ、５ａが形成され、フィラ
メント１はその両端に互いに反対方向に延びた一対の脚
部１ａ、１ｂを有し、脚部が継線部に各々支持されるこ
とにより、フィラメントがバルブの筒部内に配置されて
いる。フィラメントの一対の脚部は、フィラメントの中
心線Ｂ上に位置し、導入線の継線部はフィラメントの中
心線に平行な直線上において対向して位置し、フィラメ
ントの中心線と、継線部の中心線は同一線上にないよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電球やハロゲン電
球の発光部およびその支持材料の構造に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電球やハロゲン電球の発光部お
よびその支持材料の構造については、フィラメントの中
心線がバルブの中心線上に位置することが求められてい
る。これは、バルブ外表面上に赤外線反射膜を形成した
高効率形の電球やハロゲン電球が主流となりつつあるた
めである。すなわち、バルブ外表面上に形成された赤外
線反射膜は、フィラメントから放射される赤外線を反射
させてフィラメントに戻すことで、フィラメント温度を
上昇させ、発光効率の上昇に寄与させることを意図して
設けられており、従って、フィラメントの中心線がバル
ブの中心線に対してズレを生じると、フィラメントから
放射される赤外線がフィラメントに戻る割合が減少し、
ランプ特性に大きく影響するからである。

【０００３】さらに、より簡素な工程でフィラメントの
中心線とバルブの中心線を一致させ、工程において発生
する不良率を低減できる構造が求められている。

【０００４】そこで従来では、実用新案登録第２５９１
７８５号公報において、図１０に示す様な構造が提案さ
れている。フィラメント１は、その両端からその中心線
上に互いに反対方向に延びた一対の脚部１ａ、１ｂを有
する。脚部１ａ、１ｂは、一対の導入線４、５の端部に
形成された、同一直線上に位置する継線部４ａ、５ａ
に、サブコイル２、３を用いて固定されている。導入線
４、５は、ステムガラス６により離間して支持されてい
る。７はアンカー線を示す。バルブ８は、閉塞部８ａ、
筒部８ｂ、及び封止部８ｃが順次連結された構造であ
り、筒部８ｂの外表面に赤外線反射膜１３が形成されて
いる。導入線４、５の端部は、封止部８ｃ内において気
密に封着された金属箔９、１０の一端部に接続されてい
る。金属箔１０、１１の他端部には外部導入線１１、１
２の一端部が接続されており、外部導入線１１、１２の
他端部は封止部８ｃから外部に導出され、外部導入線１
１、１２を通じて電流が供給される。フィラメント１
は、筒部８ｂの中心線上に配置され、フィラメント１か
ら放射される赤外線は赤外線反射膜１３で反射されて、
フィラメント１に戻る。

【０００５】この構造においては、図１１に示す様に、
フィラメントの両脚部１ａ、１ｂは、フィラメント１の
中心線Ｂが、導入線４、５の継線部４ａ、５ａの中心線
と一致するように、フィラメント１の半径方向の位置で
立ち上げて形成されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構造では、フィラメント１の脚部１ａ、１ｂの中心線
がフィラメント１の中心線と一致しない。そのため、導
入線４、５の継線部４ａ、５ａに対して固定用サブコイ
ル２、３によって固定する際、フィラメント１が所定の
一方向を向いていないと、フィラメント１の中心線がバ
ルブの中心線とズレを生じる。そのようなズレがランプ
の発光効率低下に繋がり、問題となっていた。本発明
は、上記問題を解決するため、フィラメントの中心線と
バルブの中心線を容易に一致させることができ、ランプ
の発光効率低下を防止することが可能な電球提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の電球は、順次連
結された閉塞部、筒部、及び封止部を有するバルブ内
に、一対の導入線が配置され、導入線の一端部には継線
部が形成され、フィラメントはその両端に互いに反対方
向に延びた一対の脚部を有し、脚部が継線部に各々支持
されることにより、フィラメントはその中心線とバルブ
の中心線とが一致するよう、バルブの筒部内に支持され
た構成を前提とする。上記の課題を解決するために、フ
ィラメントの一対の脚部は、フィラメントの中心線上に
位置し、導入線の継線部はフィラメントの中心線に平行
な直線上において対向して位置し、フィラメントの中心
線と、継線部の中心線は同一線上にないように構成す
る。

【０００８】この構成によれば、フィラメントの脚部の
中心線がフィラメントの中心線上に位置するため、導入
線に固定する際、どの方向から固定しても、フィラメン
トの中心線とバルブの中心線のずれを容易に軽減でき、
ランプの発光効率低下を防止することができる。

【０００９】上記構成において、一対の脚部を、各々一
対の導入線の継線部に固定用のサブコイルによって固定
することができる。

【００１０】また、上記構成において、フィラメントの
発光部の中心線と導入線の継線部のフィラメントの脚部
に最も近い外周線との間の距離Lと、フィラメントの脚
部の一次巻部の外径ｄ１が、０．３≦L／ｄ１≦０．７
の関係を満たす範囲内にあるように構成することが望ま
しい。それにより、フィラメントの中心線とバルブの中
心線のずれをさらに軽減できるため、より高い発光効率
を維持することができる。

【００１１】更に、上記の構成において、一対の導入線
のうち、いずれか一方の導入線の中心線を、フィラメン
トの中心線上に位置させ、フィラメントの脚部の一次巻
部内に、導入線の継線部を挿入することにより、脚部を
継線部に支持させた構成とすることができる。この構成
にとれば、フィラメントの脚部の中心線がフィラメント
の中心線上に位置するため、導入線に固定する際、どの
方向から固定しても、フィラメントの中心線とバルブの
中心線のずれが軽減でき、ランプの発光効率低下を防止
することができ、かつ一方の固定用のサブコイルを削減
できるため、部品点数が削減でき、材料費が削減され
る。

【００１２】本発明の反射体付き電球は、反射体と、そ
の反射体に光学的に対向して配設された上記のいずれか
の構成の電球とを具備する。それにより、フィラメント
の中心線とバルブの中心線のずれを軽減できるため、よ
り高い発光効率を維持することができるとともに、反射
体の光学中心位置とのずれも軽減できるため、より高い
集光性を維持できる反射体付き電球を得ることができ
る。

【００１３】本発明の照明装置は、器具本体と、器具本
体に配設された反射体と、反射体に光学的に対向して配
設された上記のいずれかの構成の電球とを具備する。そ
れにより、フィラメントの中心線とバルブの中心線のず
れを軽減できるため、より高い発光効率を維持すること
ができるとともに、反射体の光学中心位置とのずれも軽
減できるため、より高い集光性を維持できる照明装置を
得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。なお、基本的な構造は、図
１０に示した従来例と同様であり、図１０と同一の部材
については同一の番号を付して、説明を簡略にする。

【００１５】本発明の第一の実施の形態における１３０
Ｗのハロゲン電球を、図１に示す。このハロゲン電球
は、閉塞部８ａ、筒部８ｂ、封止部８ｃが順次連結され
た石英から成るバルブ８を有しており、バルブ８の筒部
８ｂの外表面に、Ｔａ₂Ｏ₅とＳｉＯ₂よりなる多層の赤
外線反射膜１３が形成されている。バルブ８内には不活
性ガスおよび微量のハロゲン有機化合物の混合ガスが、
０．２ＭＰａ封入されている。バルブ８の筒部８ｂ付近
の中心線上にタングステンからなるフィラメント１が配
置され、フィラメント１から放射される赤外線を赤外線
反射膜１３で反射させ、フィラメント１に戻すことで、
２０％の省電力を実現している。

【００１６】図２にフィラメント１の正面図を示す。フ
ィラメント１の発光部はダブルコイルとなっており、そ
の発光長は１０ｍｍである。そしてフィラメント１の両
端から、その中心線Ｂ上に互いに反対方向に延びた一対
の脚部１ａ、１ｂを有し、その外径は２．２ｍｍであ
る。図３に導入線４、５をステムガラス６で支持した構
造の正面図を示す。導入線４、５はタングステンであ
り、線径は０．２８ｍｍである。図４に固定用サブコイ
ル２の正面図を示す。これは線径０．１８ｍｍのタング
ステンワイヤーをコイル状に巻いたもので、高さは４．
０ｍｍである。また図５に固定用サブコイル２を上方か
ら見た図を示す。固定用サブコイル２の内径は、２．６
ｍｍとなっている。また、固定用サブコイル３も同様の
形状である。

【００１７】ここで、フィラメント１の脚部１ａ、１ｂ
は、フィラメント１の中心線に平行な直線上に対向した
一対の導入線４、５の継線部４ａ、５ａに、サブコイル
２，３によって固定されている。導入線４、５はステム
ガラス６により離間して支持され、導入線４、５の他端
部は封止部８ｃ内において気密に封着されたモリブデン
からなる金属箔９、１０の一端部に接続されている。ま
た、導入線４、５のバルブ８内での位置決めは、ステム
ガラス６とバルブ８との位置関係を調整することにより
行われる。金属箔１０、１１の他端部には外部導入線１
１、１２の一端部が接続されており、外部導入線１１、
１２の他端部は封止部８ｃから外部に導出されており、
外部導入線１１、１２を通じて電流が供給されると、フ
ィラメント１が発光する。

【００１８】このような構造のハロゲン電球において、
図６に示すように、フィラメント１の中心線Ｂから導入
線５の継線部５ａのフィラメント１の脚部１ａに最も近
い外周線までの距離をＬ、フィラメント１の一次巻部の
外径をｄ１とするとき、Ｌ／ｄ１＝０．５を満たすよう
に構成する。導入線４の継線部４ａについても同様であ
る。

【００１９】本実施形態のハロゲン電球（以下、本発明
品という）は、フィラメント１の脚部１ａ、１ｂの中心
線がフィラメント１の中心線上に位置するため、上記よ
うな構成により、導入線４、５に固定する際、どの方向
から固定しても、フィラメント１の中心線とバルブ８の
中心線を容易に一致させることができ、ランプの発光効
率低下を防止することができる。

【００２０】以上のような、フィラメント１の脚部１
ａ、１ｂの中心線がフィラメント１の中心線上にある構
造の電球について、発光効率の上昇率の平均値、すなわ
ち赤外線反射膜の形成前と形成後での発光効率の変化率
の平均値を測定した結果を、（表１）に本発明品として
示す。比較のため、図８に示した実用新案登録第２５９
１７８５号公報に記載の、フィラメント１の脚部１ａ、
１ｂの中心線がフィラメント１の中心線上にない構造を
有する電球について、発光効率の上昇率の平均値を（表
１）に従来品として示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】（表１）から明らかなように、本発明品は
発光効率の上昇率が従来品に比べて高く、従って省電力
効果が高まる。これは発明品は従来品に比べて、フィラ
メント１の中心線とバルブ８の中心線とのズレが小さい
ので、フィラメント１から放射される赤外線が、より効
率的にフィラメント１上に戻ってくるからである。

【００２３】ここで、Ｌ／ｄ１を変化させた時の発光効
率の上昇率の変化を見てみると、図７のようになった。
これによりＬ／ｄ１＜０．３または０．７＜Ｌ／ｄ１の
範囲では、発光効率の上昇率が、従来品より低下してし
まうことが解る。従って、Ｌ／ｄ１の値は、０．３≦L
／ｄ１≦０．７の範囲にあることが必要である。

【００２４】L／ｄ１の意義は次のように説明できる。
すなわち、製造工程上、フィラメント１の発光部の中心
線と、脚部１ａ、１ｂの中心線は、厳密に同一直線上に
位置させることができるとは限らない。Ｌ／ｄ１は、フ
ィラメント１の発光部の中心線と、脚部１ａ、１ｂの中
心線のずれに相当する。従って、発光効率の上昇率に基
づいて求めたＬ／ｄ１の適切な範囲は、フィラメント１
の発光部の中心線と、脚部１ａ、１ｂの中心線のずれの
許容範囲を規定するものである。Ｌ／ｄ１＝０．５と
は、両者の中心線が厳密に同一直線上にあることを示
す。一方Ｌ／ｄ１＝０．３、あるいはＬ／ｄ１＝０．５
とは、両者の中心線が僅かにずれていることを示す。な
お、従来例の場合は、Ｌ／ｄ１＞２．０である。

【００２５】Ｌ／ｄ１の値のより好ましい範囲は、０．
４５≦L／ｄ１≦０．５５である。この時、発光効率の
上昇率は２４％以上となり、さらに高い省電効果を実現
することができる。

【００２６】また、さらに好ましくはＬ／ｄ１＝０．５
である。この時、発光効率の上昇率は２６．３％と最大
値になり、最も高い省電効果を実現できる。

【００２７】次に、本発明の第二の実施の形態であるハ
ロゲン電球を、図８に示す。このハロゲン電球において
は、導入線４の中心線を、フィラメント１の中心線上に
位置させ、導入線４の継線部の一部に屈曲部４ｂを設け
る。フィラメント１の脚部１ｂの一次巻部内に、導入線
４の継線部を挿入し、屈曲部４ｂでフィラメント１の脚
部１ｂを支持させる。この屈曲部４ｂを設けた点を除い
て、第一の実施の形態におけるハロゲン電球と同様の構
造である。

【００２８】この構造によれば、フィラメント１の脚部
１ａ、１ｂの中心線がフィラメント１の中心線上に位置
するため、導入線４、５に固定する際、どの方向から固
定しても、フィラメント１の中心線とバルブ８の中心線
を容易に一致させることができる。従って、ランプの発
光効率低下を防止することができる。また、第一の実施
の形態と異なりサブコイル３用いることなく、屈曲部４
ｂによりフィラメント１の脚部１ｂを固定するため、部
品点数を削減でき、材料費が削減される。

【００２９】次に、本発明の第三の実施の形態における
反射体付きハロゲン電球を、図９に示す。この反射体付
きハロゲン電球は、第一の実施の形態におけるハロゲン
電球を、反射体１４と光学的に対向させて配設したもの
である。

【００３０】上記の構成によれば、フィラメント１の脚
部１ａ、１ｂの中心線がフィラメント１の中心線上に位
置するため、導入線４、５に固定する際、どの方向から
固定しても、フィラメント１の中心線とバルブ８の中心
線を容易に一致させることができる。従って、ランプの
発光効率低下を防止することができるとともに、反射体
１４の光学中心位置とフィラメント１の中心線の位置と
のずれが軽減できるので、より高い集光性を維持できる
反射体付き電球を得ることができる。

【００３１】なお、上記第二の実施の形態では、フィラ
メント１の脚部１ｂの支持方法として、導入線４の継線
部に屈曲部４ｂを設けて、そこで支持する構成とした
が、導入線４とフィラメント１の脚部１ｂをかしめるか
溶接することによっても、上記と同様の効果を得ること
が出来る。

【００３２】なお、上記各実施の形態では、バルブ８の
筒部８ｂが円筒状である場合について説明したが、これ
に限らず筒部８ｂに相当する部分の形状が回転楕円体や
略球体であっても上記と同様の効果を得ることができ
る。

【００３３】また、上記各実施の形態では、バルブ８の
外表面上に赤外線反射膜１３が形成されているが、これ
に限らず、赤外線反射膜１３が形成されていないもので
も、フィラメント１の中心線とバルブ８の中心線を容易
に一致させることができ、バルブ内の温度を均一に保て
ることから寿命特性の向上にも効果がある。

【００３４】また、上記各実施の形態のハロゲン電球
を、器具本体に配設された反射体に光学的に対向して配
設させ、照明装置を構成した場合も、上記と同様の効果
を得ることができる。

【００３５】さらに、上記各実施の形態では、ハロゲン
電球の場合について説明したが、本発明をクリプトン電
球や白熱電球に適用しても、上記と同様の効果を得るこ
とができる。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、フィラメントの脚部の
中心線がフィラメントの中心線上に位置するため、導入
線に固定する際、どの方向から固定しても、容易にフィ
ラメントの中心線とバルブの中心線を容易に一致させる
ことができ、ランプの発光効率低下を防止することが可
能な電球を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態におけるハロゲン電
球の正面図

【図２】図１のハロゲン電球におけるフィラメントの正
面図

【図３】図１のハロゲン電球における導入線およびステ
ムガラス取り付け部品の正面図

【図４】図１のハロゲン電球における固定用のサブコイ
ルの正面図

【図５】図１のハロゲン電球におけるＡ−Ａ線断面図

【図６】図１のハロゲン電球におけるフィラメントの脚
部取り付け部の拡大正面図

【図７】Ｌ／ｄ１と発光効率上昇率との関係を示すグラ
フ

【図８】本発明の第二の実施の形態におけるハロゲン電
球の正面図

【図９】本発明の第三の実施の形態における反射体付き
ハロゲン電球の断面図

【図１０】従来例のハロゲン電球の正面図

【図１１】図８のハロゲン電球におけるフィラメントの
正面図

【符号の説明】

１ フィラメント １ａ，１ｂ フィラメント脚部 ２，３ 固定用サブコイル ４，５ 導入線 ４ａ，４ｂ 導入線の継線部 ４ｂ 導入線継線部の屈曲部 ６ ステムガラス ７ アンカー線 ８ バルブ ８ａ バルブ閉塞部 ８ｂ バルブ円筒部 ８ｃ 封止部 ９，１０ モリブデン箔 １１、１２ 外部導入線 １３ 赤外線反射膜 １４ 反射体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次連結された閉塞部、筒部、及び封止
   部を有するバルブ内に、一対の導入線が配置され、前記
   導入線の一端部には継線部が形成され、フィラメントは
   その両端に互いに反対方向に延びた一対の脚部を有し、
   前記脚部が前記継線部に各々支持されることにより、前
   記フィラメントはその中心線と前記バルブの中心線とが
   一致するよう、前記バルブの筒部内に支持された電球に
   おいて、 前記フィラメントの一対の脚部は、前記フィラメントの
   中心線上に位置し、前記導入線の継線部は前記フィラメ
   ンの中心線に平行な直線上において対向して位置し、前
   記フィラメントの中心線と、前記継線部の中心線は同一
   線上にないことを特徴とする電球。
2. 【請求項２】 前記一対の脚部が、各々前記一対の導入
   線の継線部に固定用のサブコイルによって固定されてい
   る請求項１に記載の電球。
3. 【請求項３】 前記フィラメントの発光部の中心線と前
   記導入線の継線部の前記フィラメントの脚部に最も近い
   外周線との間の距離Lと、前記フィラメントの脚部の一
   次巻部の外径ｄ１が、０．３≦L／ｄ１≦０．７の関係
   を満たす範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載
   の電球。
4. 【請求項４】 前記一対の導入線のうち、いずれか一方
   の導入線の中心線を、前記フィラメントの中心線上に位
   置させ、前記フィラメントの脚部の一次巻部内に、前記
   導入線の継線部を挿入することにより、前記脚部を前記
   継線部に支持させたことを特徴とする請求項１または３
   に記載の電球。
5. 【請求項５】 反射体と、その反射体に光学的に対向し
   て配設された請求項１から４のいずれか１項に記載の電
   球とを具備したことを特徴とする反射体付き電球。
6. 【請求項６】 器具本体と、前記器具本体に配設された
   反射体と、前記反射体に光学的に対向して配設された請
   求項１から４のいずれか１項に記載の電球とを具備した
   ことを特徴とする照明装置。