JP2002056818A - 白熱ランプのフィラメント配列 - Google Patents

白熱ランプのフィラメント配列

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JP2002056818A
JP2002056818A JP2001173365A JP2001173365A JP2002056818A JP 2002056818 A JP2002056818 A JP 2002056818A JP 2001173365 A JP2001173365 A JP 2001173365A JP 2001173365 A JP2001173365 A JP 2001173365A JP 2002056818 A JP2002056818 A JP 2002056818A
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JP2001173365A
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Andrew Davies
アンドリュー・デービス
Roger Alan Hume
ロジャー・アラン・ヒューム
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General Electric Co
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General Electric Co
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01KELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00Details
    • H01K1/02Incandescent bodies
    • H01K1/14Incandescent bodies characterised by the shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01KELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
    • H01K1/00Details
    • H01K1/18Mountings or supports for the incandescent body

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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凹面反射器と組合わせて使うのに適した白熱
ランプのフィラメント配列を提供する。 【解決手段】 少なくとも5つのフィラメント部分が、
縦軸線を互いに平行で、ランプの軸線の周りの多角形の
形に略対称的に配置される。フィラメント部分は1本の
ワイヤで巻装されて、フィラメント部分の対応する端の
間を伸びる前記ワイヤのリンク部分(18、19、2
0)によって、電気的に直列に接続される。配列の2つ
の端にあるリンク部分は、夫々の枠部材(34、35)
から伸びる1組の支持部材(30、31)によって支持
される。配列の電気的な入力及び出力(14、15)は
配列の両側又は略両側にある末端ワイヤ部分を通る。リ
ンク部分は、配列の各々の端にある1組の支持部材(3
0、31)が略一直線上にあるように構成されていて、
夫々の枠部材(34、35)は夫々1本の真っ直ぐな部
材で構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は全般的に白熱照明装
置、特に、凹面反射器と組合わせて使われる白熱ランプ
のフィラメント配列に関する。
【0002】
【発明の背景】この種の白熱ランプは典型的には、劇
場、映画、テレビ、建築並びに高強度の光ビームを発生
するこの他の汎用照明器具に典型的に使われている。こ
ういう器具では、白熱ランプから放出される光の出来る
だけ多くを集め、その光を高強度ビームとして前方に投
射することが望ましい。
【0003】商業的に「ソース・フォア」システムと呼
ばれているこの種の商業的な1例の装置が、米国特許第
5268613号に記載されている。この装置では、ラ
ンプの縦軸線の周りに略対称的なパターンで配置された
多数の螺旋巻きコイルを持つフィラメントを使って、高
強度ビームが発生される。この構成には主に商業的な2
つの構成があり、その必然的な違いは、ランプに対する
電圧源の要求の為に生じている。115V又は120V
電源で動作するように設計されたランプは、典型的には
4つのコイルを持ち、これらのコイルは平面図で見る
と、ランプの縦軸線の周りに略四角のパターンに配置さ
れており、これに対して220V及び240Vの間の電
圧で動作するように設計されたランプは、典型的には6
つのコイルを持ち、これらのコイルは平面図で見ると、
ランプの縦軸線の周りに略六角形のパターンで配置され
ている。
【0004】反射器によって収集されて、前方にビーム
として投射される光の割合は、フィラメント構造が占め
る全体的な空間を最小にすることが出来れば、大幅に増
加することが出来ることが当業者にはよく知られてお
り、ソース・フォア・システムが最初に商業化されて以
来、更に明らかになっている。これが、115V及び1
20Vで動作するように設計されたランプの場合は、製
造の際の制御手順をよりよくすると共に、ランプのカプ
セル内にアーク防止用の充填ガスを使うことによって達
成されている。しかし、典型的には220V−240V
の更に高い電圧で使われる6フィラメント構造は、現存
の形で一層こじんまりと作ったとき、電流を通すワイヤ
の間の電圧勾配がアーク発生の惧れを大きくする為に、
それ程信頼性がなくなる。フィラメント部分を直列に結
合する順序を変えることによって、これを克服する試み
が為されている。しかし、それには、一貫性を持って製
造するのが困難な(そしてコストがかかる場合が多い)
複雑な支持構造を使うことが必要になる。更に、こうい
う構造は、所望のフィラメント形状を達成する為に、3
次元空間内にフィラメント支持フックを精密に配置する
ことを必要とする。この精密な配置条件からずれると、
2つの有害な影響がある。第1に、その器具内にあるラ
ンプの出力の品質に悪影響があり、第2に、フィラメン
ト及びその支持構造の部分が、同じ構造の他の部分に偶
発的に近づき過ぎる惧れがある。こういう場合、ランプ
は、使用中に振動の影響を受けると、アークによって断
線する。従って、早期に故障する惧れがかなり高くなる
ことがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、アーク発生を
なくすような形で、フィラメント部分を一緒に結合する
と同時に、フィラメント支持フックに対する支持構造を
簡単にすることが望ましい。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、その縦軸線
が互いに平行であって、平面図で見たとき、ランプの軸
線の周りに多角形の形で略対称的に配置された少なくと
も5つのフィラメント部分を持ち、フィラメント部分は
1本のワイヤで巻装されていて、フィラメント部分の対
応する端の間を伸びる前記ワイヤのリンク部分によっ
て、一緒に直列に電気的に接続されて、交互のリンク部
分がフィラメント部分の両端に配置されていて、配列の
2つの端にあるリンク部分が、夫々の枠部材から伸びる
1組の支持部材によって支持され、配列の電気的な入力
及び出力が配列の両側又は略両側にある末端ワイヤ部分
を通じて為されるような白熱ランプのフィラメント配列
で、リンク部分が、配列の各々の端にある1組の支持部
材が略一直線上にあるように構成され、前記枠部材が夫
々1本の真っ直ぐな部材で構成されていることを特長と
するフィラメント配列を提供する。
【0007】本発明は、高強度光ビームを発生する為に
凹面反射鏡と共に使われるようにした白熱ランプに用い
るのに適している。白熱ランプが、平面図で見たとき、
その縦軸線が互いに略平行で、ランプの縦軸線の周りに
多角形の形で略対称的なパターンに配置されている複数
個の線形の螺旋巻きフィラメント部分を有する。フィラ
メント部分が電気的に直列に結合されている。各部分
が、この業界ではループと呼ばれるリンク部分により、
隣接する部分に結合される。フィラメント構造は3種類
又は更に多くの異なる長さを持つループで構成すること
が出来る。
【0008】本発明のフィラメント構造は、現在利用し
得るよりも一層こじんまりしたフィラメントで構成さ
れ、3次元空間に於けるフックの複雑な位置ぎめの必要
を伴わずに、簡単な形でその支持枠内に取付けることが
出来、こうしてホット・ショック並びに寿命の早期のア
ーク発生の惧れをなくす。
【0009】
【発明の実施の形態】次に例として、図面について本発
明の実施例を説明する。
【0010】図1乃至3について最初に述べると、4つ
のフィラメント部分で構成されるフィラメント配列を持
つ白熱ランプを用いた高効率照明装置の典型的な配置が
示されている。この配置は白熱ランプ1、凹面(楕円
面)反射器3、開口5及びレンズ7を有する。これによ
って、ランプ及び反射器の軸線に沿った方向に集中した
光ビーム9が放出される。
【0011】この装置に使われる典型的な白熱ランプが
図2及び3に示されているが、コネクタ23を持つ口金
21と硝子又は石英の管球25とを有する。管球の内側
には4つのフィラメント部分27が配置されているが、
これらは2つのフィラメント部分から成るずれた2列に
配置されている。
【0012】図4は、米国特許第5268613号によ
ってカバーされる種類の広く利用し得るランプに於ける
フィラメント部分を一緒に結合する、普通に使われてい
る方法の平面図である。フィラメント部分10(2重同
心円で示す)の配置は、それらが、平面図で見たとき、
略六角形のパターンになるようになっていて、大体同じ
寸法の5つの接続ループ11(図式的に直線で示してあ
る)によって結合されている。ループがフックによって
支持される点が十字及びドット12、13によって示さ
れている。十字12は、フックがフィラメント部分の上
方から支持されることを示しており、ドット13はそれ
が下から支持されていることを示している。(勿論、そ
れを入れ替えて、同等であるが逆さにした配置にしても
よい。)フィラメントが接続端子14、15を持ち、そ
の間に全電源電圧が印加される。こういう端子の間の距
離が、その間にアークを発生する惧れがある為に、配列
を縮めることが出来る程度を制限していることが、当業
者には、そしてこういう種類のランプを知っている人た
ちには理解されよう。
【0013】図5は、最近市場に登場した商業的なラン
プに使われている、フィラメント部分を結合する方法を
示す。この場合も、ループがフックによって支持される
点を示す為に十字及びドットが使われている。図4の場
合は1種類の長さであるが、それと対照的に、2種類の
異なる長さのループ16、17があることが認められよ
う。この配置は、2つの接続端子14、15の間の距離
をかなり長くすることが出来る点で、図4に示す配置よ
りも好ましい。つまり、図4に示す配列に比べると、端
子の間にアークが発生する惧れがかなり小さくなる。こ
の為、配列が占める全体的な断面積を減らすことが出
来、その結果、照明効率が改善するという利点が得られ
る。しかし、フィラメント部分を一緒に結合するこの方
法は、実際には制御するのが困難である。更に、フィラ
メントを枠に取付けるとき、支持フックを一貫性を持っ
て正確に配置することも極めて困難である。こういう製
造上の難点により、ホット・ショックの惧れがある為
に、フィラメントの寸法を縮めることが出来る程度が制
限される。
【0014】図6及び7は、平面図で見ると六角形を形
成する6つのフィラメント部分を本発明に従って一緒に
結合する方法を示す。フィラメント部分、ループ、支持
フックの位置及び端子を示す符号は、図4及び5に用い
たのと同じである。3種類の異なる長さ、18、19及
び20のループを使って、各部分をジグザグ・パターン
で結合していることが認められよう。この配置にする
と、図5に示した、接続端子14、15の間の距離を最
大にするという利点が保たれる。交互のフック30、3
1は夫々破線及び点線32、33で示す2本の直線上に
位置ぎめされる。これらの2本の線は、互いにある角度
を為すように傾斜している。フックは、フィラメント部
分の大体中間でループ18、19、20を支持してい
る。フック30、31が固定される上側及び下側の枠3
4、35は、絶縁材料、典型的には石英の1本の真っ直
ぐな棒である。硝子、又は絶縁体として適していて、ラ
ンプの動作状態で適当な不活性を持つセラミック材料の
ようなこの他の材料を使ってもよい。2つの枠は、フィ
ラメント配列の上下でランプの外被内に周知の形で固定
されており、図7に示す実施例では、互いにある角度で
傾斜している。この場合、フック30、31から夫々の
枠34、35まで伸びるワイヤ36、37は、フィラメ
ント配列の縦軸線と略平行である。この代わりに、枠3
4、35は、フック30、31を2本の直線上に配置し
たときのその間の角度とは同じではない角度を為すよう
に位置ぎめしてもよい。こういう場合、ワイヤ36、3
7の組の一方又は両方は、フィラメントの軸線に対して
平行でなくてもよい。例えば、上側の枠34又は下側の
枠35は、図7に示した位置に比べて回転させて、他方
の枠と平行になるようにしてもよい。別の便利な配置と
して、両方の枠34、35はそれらが互いに平行になっ
て、前述の角度の2等分線に沿った位置に来るまで、回
転させてもよい。こういう別の配置により、2つの枠3
4、35を互いに平行にすることが出来るが、最後に述
べた配置はランプの軸線に対するワイヤ36、37の最
小の傾斜を必要とする。支持フックのこのような一直線
上の配置は、標準的な工場設備で一貫性を持って製造す
るのが簡単であり、手作業による、又は特別の自動化シ
ステムを用いたこの後の正確な位置ぎめを必要としな
い。これと併せて、接続端子の間の距離が比較的大きい
ことにより、前に述べた2つの場合に存在していたフィ
ラメントの寸法を縮める程度を制限する因子が、この場
合は存在しない。従って、この配置は、従来達成するこ
とが出来たよりも一層こじんまりした配列の寸法を容易
にし、更に効率のよい照明装置を可能にする。
【0015】本発明の好ましい実施例は、上に述べた六
角形の6つの部分から成るフィラメントである。しか
し、本発明は、5つのフィラメント部分又は6つより多
くのフィラメント部分を使い、平面図で見たとき、フィ
ラメント部分が正多角形を形成するような実施例にも同
じように適用することが出来る。更に具体的に言うと、
6、8又は10のような偶数個のフィラメント部分を使
う配置では、(フィラメント部分を一緒に接続する奇数
のループに対応する)奇数個のフックがある。こういう
場合、等しくない数のフックがその中に入るフックの2
つの直線上の配列がある。例えば、6つのフィラメント
部分の場合、フィラメント配列の両端に夫々2個及び3
個のフックがある。同様に、8つのフィラメント部分を
使う場合、フィラメント配列の両端に夫々3個及び4個
のフックがある。5、7又は9のような奇数個のフィラ
メント部分を持つ配置では、偶数個のフック(即ち、4
個、6個又は8個のフック)が必要であり、配列の各々
の端に同じ数のフックがある。
【0016】フィラメントの部分は、それらの間の間隔
が、あまりアーク発生の惧れを招かずに、出来るだけ小
さくなるように配置すべきである。これは、GEが所有
するUS−A−4743802に記載されているよう
に、フィラメントを取囲む硝子又は石英の管球内のガス
に水素を添加することによって、容易にすることが出来
る。
【0017】本発明で説明した種類のフィラメント配列
の好ましい使い方は、ランプの縦軸線が反射器の縦軸線
と一致するような凹面反射器を持つランプに使うもので
ある。反射器が集める光量を最大にする為、フィラメン
トの軸方向の長さが出来るだけ小さく、フィラメント配
列の中心が反射器の焦点にあることが好ましい。反射器
が、ランプをはめ込む別個の器具の一部分であることが
好ましいが、反射器がランプの一体の一部分であるよう
なランプに使われる本発明の実施例を考えることも可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】米国特許第5268613号に開示されている
種類の公知のランプ装置の略図。
【図2】図1の装置に使うのに適した4つのフィラメン
ト部分を持つ公知のランプの簡略側面図。
【図3】図2の公知のランプの平面図。
【図4】6つのフィラメント部分を持つ公知のフィラメ
ント配列の簡略平面図。
【図5】6つのフィラメント部分を持つ公知のフィラメ
ント配列の簡略平面図。
【図6】本発明による6つのフィラメント部分を持つフ
ィラメント配列の簡略平面図。
【図7】図6に示したフィラメント配列の一部分を分解
して示す斜視図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロジャー・アラン・ヒューム イギリス、エルイー13・0ジェイエヌ、レ スター、メルトン・モウブレイ、ドーセッ ト・ドライブ、2番

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 その縦軸線が互いに平行で、平面図で見
    たとき、白熱ランプの軸線の周りに多角形の形で略対称
    的に配置されている少なくとも5つのフィラメント部分
    を有し、該フィラメント部分は1本のワイヤから巻装さ
    れると共に、フィラメント部分の対応する端の間を伸び
    る前記ワイヤのリンク部分によって電気的に一緒に直列
    に接続されており、交互のリンク部分はフィラメント部
    分の両端に位置ぎめされ、配列の2つの端にあるリンク
    部分が夫々の枠部材から伸びる1組の支持部材によって
    支持されており、配列の電気的な入力及び出力が配列の
    両側又は略両側にある末端ワイヤ部分を通じて為される
    白熱ランプのフィラメント配列に於て、 前記リンク部分は、配列の各々の端にある前記1組の支
    持部材が略一直線上にあるように構成され、前記枠部材
    が夫々1本の真っ直ぐな部材で構成されている、白熱ラ
    ンプのフィラメント配列。
  2. 【請求項2】 前記支持部材が大体前記フィラメント部
    分の中間で前記リンク部材を支持しており、フィラメン
    ト配列の両端にある支持部材の直線が互いにある角度で
    傾斜している請求項1記載の白熱ランプのフィラメント
    配列。
  3. 【請求項3】 前記枠部材が夫々の支持部材と平行に整
    合していて、支持部材の直線の間の角度と同じ角度で互
    いに傾斜している請求項2記載の白熱ランプのフィラメ
    ント配列。
  4. 【請求項4】 前記枠部材が互いに平行に整合してお
    り、少なくとも一方の枠部材は支持部材の対応する直線
    と平行に整合していない請求項2記載の白熱ランプのフ
    ィラメント配列。
  5. 【請求項5】 前記支持部材がワイヤ・フックであり、
    前記枠部材が絶縁材料の棒である請求項1乃至4記載の
    白熱ランプのフィラメント配列。
  6. 【請求項6】 前記フィラメント部分は、その間の間隔
    が、フィラメント部分の間にあまりアーク発生の惧れを
    生ずることなく、出来る限り小さくなるように配置され
    ている請求項1乃至5記載の白熱ランプのフィラメント
    配列。
  7. 【請求項7】 フィラメント部分の総数が5である請求
    項1乃至6記載のフィラメント配列。
  8. 【請求項8】 フィラメント部分の総数が6である請求
    項1乃至6記載の白熱ランプのフィラメント配列。
  9. 【請求項9】 フィラメント部分の総数が6より大きい
    請求項1乃至6記載の白熱ランプのフィラメント配列。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9記載のフィラメント配
    列を含む白熱ランプ。
JP2001173365A 2000-06-09 2001-06-08 白熱ランプのフィラメント配列 Withdrawn JP2002056818A (ja)

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EP (1) EP1162649A1 (ja)
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