JP2005251418A - 電球 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィラメントの断線による照明トラブルを抑制することのできる電球を提供すること。
【解決手段】 透光性バルブ、一対の内部端子と外部端子とを備えた基部、そして内部端子間に張られた線状発光体からなる電球であって、前記線状発光体が並列に接続された複数本のフィラメントから構成され、かつ少なくとも一のフィラメントと他のフィラメントとは、透光性遮蔽板により互いに遮蔽されて対向配置されていることを特徴とする電球。
【選択図】 図２

Description

本発明は、舞台あるいは放送局のスタジオの照明器具に特に有利に用いることができる電球に関する。

演劇やコンサートが行なわれる舞台、あるいは放送局のスタジオには、各種の照明器具が備えられている。これらの照明器具には、例えば、ハロゲン電球が用いられている。ハロゲン電球は、ガラスバルブ、一対の内部端子と外部端子とを備えた基部、そして内部端子間に張られたフィラメント（線状発光体）などから構成されている。ハロゲン電球のバルブの内部には、長時間ランプを点灯した場合のガラスバルブやフィラメントの黒化を防止するために、ハロゲンあるいはハロゲン化合物が封入されている。

演劇、コンサート、あるいはスタジオ放送（特に生放送）の最中に、照明器具に用いられる電球のフィラメントがその寿命により断線すると、照明が無くなるか、あるいは照明効果が著しく減退する。これを防止するため、照明器具の担当者は、スタジオ放送等の直前あるいは合間に電球のフィラメントの状態を確認したり、あるいは使用時間の長い電球をフィラメントが断線する前に交換するなどの対策を施している。しかしながら、電球のフィラメントの寿命を正確に把握することは困難であるため、スタジオ放送等の最中に電球のフィラメントが断線する事故を防止することは容易ではない。このため、舞台や放送局のスタジオには、予備の照明器具が用意される場合が多い。

特許文献１には、バルブ内部に一対のフィラメントを備えた電球が開示されている。特許文献１においては、先ず電球の一方のフィラメントを点灯させ、このフィラメントが断線した場合に他方のフィラメントを点灯させることにより、電球の寿命を約二倍にすることができるとされている。
特開２００３−１３２８５３号公報

上記のように、フィラメントが断線した場合に予備の照明器具を用いる方法は、点灯中の照明器具の電球のフィラメントが断線してから、予備の照明器具が点灯されるまでの間に、僅かながらに照明が無い時間、あるいは良好な照明効果を得られない時間があるために、十分に満足できるものではなかった。また、全ての照明器具に対応する予備の照明器具を用意することは、照明器具の維持管理、照明器具の設置スペース、あるいは費用の面で好ましくない。また、特許文献１のバルブ内部に一対のフィラメントを備えた電球は、一方のフィラメントが断線してから、他方のフィラメントを点灯させるまでの間に、いずれのフィラメントも点灯していない時間があるために、上記フィラメントの断線に対処するためには十分に満足できるものではない。

本発明の目的は、フィラメントの断線による照明トラブルを抑制することのできる電球を提供することにある。

本発明は、透光性バルブ、一対の内部端子と外部端子とを備えた基部、そして内部端子間に張られた線状発光体からなる電球であって、前記の線状発光体が並列に接続された複数本のフィラメントから構成され、かつ少なくとも一のフィラメントと他のフィラメントとは、透光性遮蔽板により互いに遮蔽されて対向配置されていることを特徴とする電球にある。

本発明の電球の好ましい態様は、下記の通りである。
（１）透光性遮蔽板が、対向配置されたフィラメント間を結ぶ仮想線を遮るように配置されている。
（２）線状発光体が二本のフィラメントからなる。
（３）二本のフィラメントの電気容量が等しい。
（４）一方のフィラメントの電気容量が他方のフィラメントの電気容量よりも小さい。さらに好ましくは、電気容量の小さいフィラメントの電気容量が、電気容量の大きいフィラメントの３０％以上の値にある。
（５）二本のフィラメントの色温度が等しい。
（６）一方のフィラメントの色温度が、他方のフィラメントの色温度よりも高い値を示す。さらに好ましくは、一方のフィラメントの色温度と、他方のフィラメントの色温度との差が１００Ｋ以下に設定されている。
（７）バルブ内にハロゲンもしくはハロゲン化合物が封入されている。

なお、本明細書において「透光性」とは、可視光の透過率が５０％以上であることを意味する。

本発明の電球は、例えば、そのバルブ内部に二本のフィラメントを備えた構成とされ、その二本のフィラメントを共に点灯させる。本発明の電球は、共に点灯している二本のフィラメントのうちの一方のフィラメントが断線した場合であっても、他方のフィラメントが点灯を続けることができるため、フィラメントの断線による照明トラブルを抑制することができる。

本発明の電球を、添付の図面を用いて説明する。図１は、本発明の電球の構成例を示す一部切り欠き正面図であり、図２は、図１の電球の一部切り欠き右側面図であり、そして図３は、図１の電球の一部切り欠き背面図である。

図１から図３に示す電球１０は、透光性バルブ１１、一対の内部端子１２ａ、１２ｂと外部端子１３ａ、１３ｂとを備えた基部１４、そして内部端子１２ａ、１２ｂの間に張られた線状発光体から構成されている。電球１０の線状発光体は、並列に接続された二本のフィラメント１５ａ、１５ｂから構成され、かつフィラメント１５ａとフィラメント１５ｂとは、透光性遮蔽板１６により互いに遮蔽されて対向配置されている。

図４は、図１の電球１０のフィラメント１５ａ、１５ｂと、内部端子１２ａ、１２ｂとの接続を示す斜視図である。図４には、電球のフィラメント１５ａ、１５ｂと、内部端子１２ａ、１２ｂのみを記載した。

図４に示すように、内部端子１２ａは、棒状電極１７ａ、そして棒状電極１７ａにワイヤ１９ａにより固定された補助棒状電極１８ａから構成されている。同様に、内部端子１２ｂは、棒状電極１７ｂ、そして棒状電極１７ｂにワイヤ１９ｂにより固定された補助棒状電極１８ｂから構成されている。

フィラメント１５ａは、棒状電極１７ａ、１７ｂの間に張られ、そしてフィラメント１５ｂは、補助棒状電極１８ａ、１８ｂの間に張られている。すなわち、電球１０の線状発光体は、内部端子１２ａ、１２ｂの間に張られ、そして並列に接続された二本のフィラメント１５ａ、１５ｂから構成されている。

フィラメント１５ａ、１５ｂ、棒状電極１７ａ、１７ｂ、補助棒状電極１８ａ、１８ｂ、そしてワイヤ１９ａ、１９ｂは、例えば、タングステンから形成される。

図１に示すように、フィラメント１５ａの上部と下部はそれぞれ、三本のワイヤ２０ａと二本のワイヤ２１ａにより支持されている。図３に示すように、フィラメント１５ｂの上部と下部はそれぞれ、三本のワイヤ２０ｂと二本のワイヤ２１ｂにより支持されている。そして図２に示すように、フィラメント１５ａ、１５ｂの間に配置される透光性遮蔽板１６の上部と下部はそれぞれ、二本のワイヤ２２ａと二本のワイヤ２２ｂにより支持されている。

ワイヤ２０ａ、ワイヤ２０ｂ、そしてワイヤ２２ａの上部は、それぞれ互いに電気的に絶縁された状態で上側サポートガラス２４ａに固定されている。ワイヤ２１ａ、ワイヤ２１ｂ、そしてワイヤ２２ｂの下部は、それぞれ互いに電気的に絶縁された状態で下側サポートガラス２４ｂに固定されている。そして内部端子１２ａ、１２ｂは、各々の棒状電極と補助棒状電極との接続部にて下側サポートガラス２４ｂに固定されている。

上側サポートガラス２４ａと下側サポートガラス２４ｂには、バルブ１１の長さ方向に伸びる棒状支持具２３が固定されている。棒状支持具２３は、サポートガラス２４ａ、２４ｂを支持するとともに、その上部がガラスバルブ１１の凹部に収容され、電球に加わる外部振動による棒状電極１７ａ、１７ｂの変形を防止する。

棒状電極１７ｂには、基部１４の側の部分を覆うようにして、スリーブガラス２５が付設されている。スリーブガラス２５は、フィラメントが断線してその一部分が基部１４の側に落下した場合に、落下したフィラメントにより棒状電極１７ａ、１７ｂが互いに電気的に接続されて短絡することを防止する。

図１から図３に示す電球１０の内部端子１２ａと外部端子１３ａとは、基部１４の内部にて互いに接続され、同様に内部端子１２ｂと外部端子１３ｂとは、基部１４の内部にて互いに接続されている。そして電球１０の外部端子１３ａ、１３ｂに電気エネルギーを付与すると、内部端子１２ａ、１２ｂの間に張られた二本のフィラメント１５ａ、１５ｂは共に点灯する。このように二本のフィラメントを共に点灯させることにより、その一方のフィラメントが断線した場合にも他方のフィラメントが点灯を続けるため、フィラメントの断線による照明トラブルを抑制することができる。

次に、電球１０のフィラメント１５ａ、１５ｂの間に配置されている透光性遮蔽板１６について説明する。遮蔽板１６を備えた電球１０においては、上記のように二本のフィラメント１５ａ、１５ｂを共に点灯させた後に、その一方のフィラメントが断線した場合であっても、他方のフィラメントが点灯を続ける。これらの二本のフィラメント１５ａ、１５ｂの間に遮蔽板１６が配置されていないと、共に点灯する二本のフィラメントのうちの一方のフィラメントが断線した際に、他方のフィラメントも断線する。この原因は、一方のフィラメントが断線した場合に、断線により発生するフィラメント材料（例、タングステン）の蒸気が、点灯を続ける他方のフィラメントに接触して放電を生じさせ、この放電によりフィラメントの温度が上昇して断線するものと理解される。遮蔽板１６は、共に点灯する二本のフィラメントのうちの一方のフィラメントが断線した場合に発生するフィラメント材料の蒸気が、点灯を続ける他方のフィラメントに接触することを防止する。

透光性遮蔽板１６は、対向配置されたフィラメント１５ａ、１５ｂ間を結ぶ仮想線を遮るように配置されていることが好ましい。すなわち、一方のフィラメントの任意の部位と、他方のフィラメントの任意の部位とを結ぶ線（仮想線）を遮るように、透光性遮蔽板１６が配置されていることが好ましい。このような配置により、一方のフィラメントの断線により発生するフィラメント材料の蒸気が、他方のフィラメントに接触することを効果的に抑制することができる。なお、フィラメント１５ａ、１５ｂのそれぞれから延長され、棒状電極あるいは補助棒状電極に巻き付けられた部分（以下、固定部と記載する）２６は、各々のフィラメントを棒状電極あるいは補助棒状電極に固定するためのものであり、本明細書でいう「フィラメント」には含まれない。

図１から図３に示す電球１０の透光性遮蔽板１６の長さ（バルブ１１の長手方向に沿う長さ）は２６ｍｍに、幅は２０ｍｍに、そして厚みは１．５ｍｍに設定されている。透光性遮蔽板１６の厚みに特に制限はないが、実用的には、０．１乃至５ｍｍの範囲に設定される。

透光性遮蔽板１６の材料の代表例としては、ガラス、および透光性アルミナが挙げられる。ガラスとしては、例えば、石英ガラス、硬質ガラス、あるいはバイコールガラスが用いられる。図１から図３に示す電球１０の透光性遮蔽板１６は、石英ガラスから形成されている。

透光性遮蔽板１６は、フィラメント材料の蒸気の透過が防止されれば微細な透孔を有していてもよい。

透光性遮蔽板１６は、その表面あるいは内部に含まれる水分等の揮発分を除去するために、真空加熱処理した後にバルブ１１の内部に封入されることが好ましい。

本発明の電球の内部端子間に張られた線状発光体は、並列に接続された三本以上のフィラメントから構成されていてもよい。この場合、少なくとも一のフィラメントと他のフィラメントとは、透光性遮蔽板により互いに遮蔽されて対向配置させる。フィラメントの数が三本以上である場合には、遮蔽板は隣接するフィラメントの間のそれぞれに配置することが好ましい。

フィラメントの数は、実用的には図１から図３に示す電球１０のように二本であることが好ましい。フィラメントの電気容量は、電球の用途に応じて調節される。図１から図３に示す電球１０は、例えば、放送局のスタジオの照明器具に好ましく用いることができ、そのフィラメント１５ａ、１５ｂの電気容量は、それぞれ１０００Ｗに設定されている。

フィラメントの数が二本である場合、一方のフィラメントの電気容量は、他方のフィラメントの電気容量よりも小さいことが好ましい。二本のフィラメントの電気容量に差をつけることにより、電気容量の小さいフィラメントが電気容量の大きいフィラメントよりも早期に断線するため、二本のフィラメントが寿命によって同時に、あるいは続けて断線することが防止される。フィラメントの電気容量は、フィラメントの線径、コイリング長さ、あるいはコイルの巻きのピッチなどにより調節することができる。図１から図３に示す電球１０の二本のフィラメントの電気容量を調節する場合、例えば、一方のフィラメントの電気容量は１２００Ｗに、そして他方のフィラメントの電気容量は８００Ｗに設定される。

また、電気容量の小さいフィラメントの電気容量が、電気容量の大きいフィラメントの電気容量と較べて極端に小さいと、電気容量の小さいフィラメントが点灯から短時間で断線する。このため、電気容量の小さいフィラメントの電気容量は、電気容量の大きいフィラメントの電気容量の３０％以上の値にあることが好ましい。

上記と同様に二本のフィラメントが寿命によって同時に、あるいは続けて断線することを防止するために、一方のフィラメントの色温度は、他方のフィラメントの色温度よりも高い値を示すことが好ましい。フィラメントの色温度は、フィラメントの線径、コイリング長さ、あるいはコイルの巻きのピッチなどにより調節することができる。図１から図３に示す電球１０の二本のフィラメントの色温度を調節する場合、例えば、一方のフィラメントの色温度は３１５０Ｋに、そして他方のフィラメントの色温度は３２５０Ｋに設定される。

また、一方のフィラメントの色温度が他方のフィラメントの色温度と比較して極端に高い値を示すと、高い色温度を示すフィラメントが点灯から短時間で断線するため、一方のフィラメントの色温度と、他方のフィラメントの色温度との差は１００Ｋ以下に設定されていることが好ましい。

また、電球のバルブ内部には、ハロゲンもしくはハロゲン化合物が封入されていることが好ましい。ハロゲンもしくはハロゲン化合物がバルブ内に封入された電球は、一般に、ハロゲン電球と呼ばれている。ハロゲンもしくはハロゲン化合物を封入することにより、バルブやフィラメントの黒化が防止される。バルブ内部には、ハロゲンもしくはハロゲン化合物の他にも、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスなどを封入してもよい。図１から図３に示す電球１０のバルブ１１の内部には、例えば、ハロゲン化合物（ＣＨ₃ Ｂｒ及びＣＨ₂ Ｃｌ₂ ）のガスに加え、酸素ガス及び窒素ガスが封入される。

なお、本発明の電球には、一対の内部端子と外部端子とを備えた基部（一般に、口金と呼ばれている。）が備えられている。本発明の電球の口金としては、図１から図３に示すように棒状の外部端子１３ａ、１３ｂを備えたバイポスト型の口金に限らず、例えば、一対の外部端子を備えたねじ込み型の口金などを用いることもできる。

本発明の電球の構成例を示す一部切り欠き正面図である。 図１の電球の一部切り欠き右側面図である。 図１の電球の一部切り欠き背面図である。 図１の電球のフィラメントと内部電極との接続を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 電球
１１ 透光性バルブ
１２ａ、１２ｂ 内部端子
１３ａ、１３ｂ 外部端子
１４ 基部
１５ａ、１５ｂ フィラメント
１６ 透光性遮蔽板
１７ａ、１７ｂ 棒状電極
１８ａ、１８ｂ 補助棒状電極
１９ａ、１９ｂ ワイヤ
２０ａ、２０ｂ ワイヤ
２１ａ、２１ｂ ワイヤ
２２ａ、２２ｂ ワイヤ
２３ 棒状支持具
２４ａ 上側サポートガラス
２４ｂ 下側サポートガラス
２５ スリーブガラス
２６ 固定部

Claims (10)

1. 透光性バルブ、一対の内部端子と外部端子とを備えた基部、そして内部端子間に張られた線状発光体からなる電球であって、該線状発光体が並列に接続された複数本のフィラメントから構成され、かつ少なくとも一のフィラメントと他のフィラメントとは、透光性遮蔽板により互いに遮蔽されて対向配置されていることを特徴とする電球。
2. 透光性遮蔽板が、対向配置されたフィラメント間を結ぶ仮想線を遮るように配置されている請求項１に記載の電球。
3. 線状発光体が二本のフィラメントからなる請求項１に記載の電球。
4. 二本のフィラメントの電気容量が等しい請求項３に記載の電球。
5. 一方のフィラメントの電気容量が、他方のフィラメントの電気容量よりも小さい請求項３に記載の電球。
6. 電気容量の小さいフィラメントの電気容量が、電気容量の大きいフィラメントの電気容量の３０％以上の値にある請求項５に記載の電球。
7. 二本のフィラメントの色温度が等しい請求項３に記載の電球。
8. 一方のフィラメントの色温度が、他方のフィラメントの色温度よりも高い値を示す請求項３に記載の電球。
9. 一方のフィラメントの色温度と、他方のフィラメントの色温度との差が１００Ｋ以下に設定されている請求項８に記載の電球。
10. バルブ内にハロゲンもしくはハロゲン化合物が封入されている請求項１乃至９のうちのいずれかの項に記載の電球。
    

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