JP2003059459A - 自動車用電球 - Google Patents

自動車用電球

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    • H01KELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
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    • H01K1/02Incandescent bodies
    • H01K1/04Incandescent bodies characterised by the material thereof
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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。
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