JP2003059459A - 自動車用電球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自動車走行における振動に十分に耐えうるもの
新規な構造を有する自動車用電球を提供することであ
る。 【解決手段】石英を主成分とするガラスからなる一端封
止型の発光管（１１）と、この発光管（１１）の中に伸
びる2本以上の給電用リード線（１５ａ、１５ｂ）と、
発光部（１１）を形成するとともに一端が一方のリード
線（１５ａ）と接続して他端が他方のリード線（１５
ｂ）と接続しているタングステンを主成分とする一つも
しくは複数のフィラメントコイル（１４）とよりなり、
前記フィラメントコイル（１４）は、バネ定数が２５ｇ
／ｍｍ以上であり、かつ、重さが１００ｍｇ以下である
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は自動車用電球に関
し、特に、自動車の走行中における振動に十分耐えるだ
けの性能を有する自動車用電球に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車には走行中の照明のために電球が
具備されているが、この電球は当然のことながら自動車
走行における振動に十分に耐えうるものでなければなら
ない。国際規格であるＩＥＣ８１０では、約１０００Ｈ
ｚまでの振動に耐えることが要求されている。このよう
な振動対策として、従来は、サポータを設けるなどの方
法や構成が実施されていた。しかし、このような方法
は、生産工程が増えるため、製造上作りにくいという問
題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、自動車走行における振動に十分に耐えう
るもの新規な構造を有する自動車用電球を提供すること
である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の自動車用電球は、石英を主成分とするガ
ラスからなる一端封止型の発光管と、この発光管の中に
伸びる2本の給電用リード線と、発光部を形成するとと
もに一端が一方のリード線と接続して他端が他方のリー
ド線と接続しているタングステンを主成分とする一つも
しくは複数のフィラメントコイルとよりなり、前記フィ
ラメントコイルは、バネ定数が２５ｇ／ｍｍ以上であ
り、かつ、重さが１００ｍｇ以下であることを特徴とす
る。また、前記内部リードはモリブデンを主成分とする
もので、直径が０．４８ｍｍ以上であることを特徴とす
る。

【０００５】

【発明の実施の形態】図１は本発明の自動車用電球の説
明用断面図であり、（ａ）図はフィラメントコイルが概
略発光管の管軸に沿って伸びる構造を示し、（ｂ）図は
フィラメントコイルが発光管の管軸と概略水平に配置さ
れている構造を示す。この自動車用電球１０は、全体が
石英を主成分とするガラス製の発光管１１よりなり、一
端に封止部１２が形成されるとともに、他に排気管残部
１３が形成される。発光管１１内では発光部を構成する
一つもしくは複数のフィラメントコイル１４が当該発光
管の管軸に沿って伸びるように、または水平に配置され
ている。このフィラメント１４はサポータ１５ａ、１５
ｂによって支持されている、（ａ）のようにフィラメン
トコイル１４が管軸に伸びる場合は２つのサポータ１５
の長さが異なっており、フィラメントコイル１４が管軸
を水平の配置される場合は２つのサポータ１５の長さは
等しくなる。また、発光管１１内には、例えば、不活性
ガスとハロゲン化合物が封入されている。自動車ランプ
の一般的な大きさとして数値を例示すれば、フィラメン
トコイル１４は、線状タングステンを巻回させることで
コイル状の構造を構成する、一例をあげれば、素線径φ
０．１〜０．２５ｍｍのタングステン線が１０〜２５回
程度巻きつけられ、これにより、長さ３〜８ｍｍ、外径
φ０．７〜１．４ｍｍのコイルを形成している。サポー
タの長さが異なる場合は、長い方が７〜１８ｍｍ、外径
φ０．３〜０．７ｍｍ、短い方が３〜１０ｍｍ、外径φ
０．３〜０．７ｍｍである。

【０００６】ここで、このコイルの材料自身が脆弱であ
れば、当然のことながらランプの振動に耐えることはで
きない。本発明者は、このような耐振構造を提供する要
素として、種々の検討を積み重ねた結果、コイルの重さ
とバネ定数を規定することが有効であることを見出し
た。そして、前記国際規格により、１０００Ｈｚまでの
振動に耐えることが必要であるから、１０００Ｈｚまで
耐えられるか否かという観点から、自動車用フィラメン
トコイルのバネ定数と振動数の関係を測定した。

【０００７】実験は、上記構造のフィラメントコイルを
有する白熱電球を振動試験器に取り付け、振動数を１０
Ｈｚ〜１０００Ｈｚまで２０分かけて漸次変化させ、１
０００Ｈｚになったら１０Ｈｚに戻し、この繰り返しを
２時間連続して行った。また、この２時間はランプを１
３．２Ｖで点灯させ続けた。そして、実験の２時間にお
いて、一度も断線することなく点灯を維持できたものを
「耐振性あり」、２時間の間に一度でも断線したものを
「耐振性なし」として記録した。また、ランプは、バネ
定数が８ｇ／ｍｍ，１２ｇ／ｍｍ，２５ｇ／ｍｍ，３７
ｇ／ｍｍ，６７ｇ／ｍｍと異なり、その他の条件は上記
範囲内で概ね近いランプを５つ用意した。

【０００８】

【表１】

【０００９】この表１の結果から少なくとも、通常使用
される数値範囲内の自動車用ランプのフィラメントコイ
ルの構造であれば、バネ定数が２５〜６７（ｇ／ｍｍ）
であれば少なくとも良好な耐振特性を有することが示さ
れる。ここで、「バネ定数」とは、バネ１ｍｍを伸ばす
のに必要な重さをいい、バネ定数が大きいということは
フィラメントコイルはあまり伸びず、また、小さいとい
うことはフィラメントコイルが非常によく伸びることを
意味している。本発明は、発光部であるフィラメントコ
イルがバネの形態をなしているため、伸び縮みの定数で
あるバネ定数というファクターに着目して、自動車の振
動に耐えられるという観点からその数値範囲規定したも
のである。

【００１０】次に、フィラメントコイルの重量について
説明する。これは、フィラメントコイルのバネ定数が大
きくても、当該フィラメントコイルの重量そのものが重
すぎると１０００Ｈｚまでの振動に耐えられなくなり、
フィラメントコイルは断線してしまうことがある。そこ
で、本発明者は、フィラメントコイルのバネ定数以外
に、フィラメントコイルの重量も重要なファクターにな
るものと着目して、その重量と耐振特性の関係を測定し
てみた。

【００１１】実験は、前記バネ定数の場合と同様に振動
試験機を使って行った。すなわち、バネ定数はほぼ同じ
（約４０ｇ／ｍｍ）でフィラメントコイルの重量が、１
４ｇ、４５ｍｇ、８６ｍｇ、１０７ｍｇと異なる白熱ラ
ンプを４つ使い、前記と同様に、振動試験器に白熱電球
を取り付け、振動数を１０Ｈｚ〜１０００Ｈｚまで２０
分かけて漸次変化をさせ、１０００Ｈｚになったら１０
Ｈｚに戻し、この繰り返しを２時間連続して行った。ま
た、この２時間はランプを１３．２Ｖで点灯させ続け
た。そして、実験の２時間において、一度も断線するこ
となく点灯を維持できたものを「耐振性あり」、２時間
に一度でも断線したものを「耐振性なし」として記録し
た。

【００１２】

【表２】

【００１３】表２の実験結果から、フィラメントコイル
の重量が１００ｍｇ以下であれば、重量面からの耐振性
を確保されていることがわかる。なお、このような耐振
特性は、フィラメントコイルの形状、大きさが異なれ
ば、当然に耐振特性との関係で適用できる最低重量も異
なる数値になるものではあるが、本発明に係る自動車用
白熱電球の一般的な形状、大きさであれば、バネ定数が
２５ｍｇ／ｍｍ以上であり、かつ、その重量が１００ｍ
ｇ以下であれば、国際規格が規定する１０００Ｈｚまで
の振動数において十分に振動に耐えられることになる。

【００１４】次に、本発明者はフィラメントコイルを支
持するリード線に着目した。すなわち、前記フィラメン
トコイルのバネ定数と重量の規定は、当然のことなが
ら、リード線等が悪影響を及ぼすほどに振動しないとい
う前提で規定するものである。このことは、リード線自
身が激しく振動すれば、たとえ、フィラメントコイルの
バネ定数と重量を上記のように規定したとしても、自動
車走行中に断線を生じることを意味する。

【００１５】このような問題に対して、リード線が国際
規格で定められる最大１０００Ｈｚまでの振動において
共振することがないように、リード線の固有振動数に着
目して検討した。すなわち、リード線の固有振動数を１
０００Ｈｚ以上に設定することができれば、１０００Ｈ
ｚ未満の周波数においては自動車の走行において生ずる
振動と共振することないので、リード線が原因してフィ
ラメントコイルの断線を生じることはなくなる。そし
て、本発明者は、鋭意検討を積み重ねた結果、モリブデ
ンを主成分をするリード線においては、その直径値の設
定こそが固有振動数にもっとも影響を及ぼしやすいこと
に着目した。

【００１６】さらには、図１に示すような構造のうち、
すなわち、長さの異なる２本のリード線がそれぞれ封止
部から伸びており、フィラメントコイルもリード線と概
略同じ方向に伸びる構造においては、２本のリード線の
うち長いほうのリード線が耐振性に影響を及ぼしてい
る。そして、自動車用電球では、封止部からフィラメン
トコイルとの接合部までのリード線の長さが、長いもの
で１５ｍｍであることから、１５ｍｍのリード線の素線
径をφ０．１〜０．７ｍｍと変化させて、各々の固有振
動数を変化させて実験をしてみたところ、φ０．４８ｍ
ｍ以上のときに固有振動数が１０００Ｈｚ以上であるこ
とが分かった。したがって、リード線の直径値をφ０．
４８ｍｍ以上に設計したときには、国際規格で定められ
る振動数１０００Ｈｚまでの範囲では内部リードは自動
車走行の振動とは共振を発生させないことが示される。

【００１７】以上、説明したように本発明の自動車用電
球においては、第一に、フィラメントコイルのバネ定数
と重量を規定することで、国際規格で定める振動数の範
囲内において当該フィラメントコイルは自動車の走行の
よる振動に耐えることができ、第二に、フィラメントコ
イルを支持するリード線の直径値を規定することでリー
ド線の固有振動数を上記国際規格で定める振動数以上の
ものとすることができ、これにより当該振動数以下にお
ける共振の発生を良好に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動車用電球の説明用断面図を示す。

【符号の説明】

１０ 自動車用電球 １１ 発光管 １２ 封止部 １３ 排気管残部 １４ フィラメントコイル １５ 内部リード １６ 金属箔 １７ 外部リード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２１Ｗ 101:14 Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｙ 101:00 Ｆ２１Ｍ 3/02 Ｇ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石英ガラスからなる一端封止型の発光管
   と、この発光管の中に伸びる2本以上の給電用リード線
   と、発光部を形成するとともに一端が一方のリード線と
   接続して他端が他方のリード線と接続しているタングス
   テンを主成分とする一つもしくは複数のフィラメントコ
   イルとよりなる自動車用電球であって、 前記フィラメントコイルは、バネ定数が２５ｇ／ｍｍ以
   上であり、かつ、一つの重さが１００ｍｇ以下であるこ
   とを特徴とする自動車用電球。
2. 【請求項２】前記内部リードはモリブデンを主成分とす
   るもので、直径が０．４８ｍｍ以上であることを特徴と
   する請求項１の自動車用電球。