JP2007294394A - 管球、反射鏡付き管球、および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光部が反射鏡の光軸から外れにくい管球を提供することを目的とする。
【解決手段】凹面状の反射面を有する反射鏡内に組み込まれて使用される管球であって、気密封止されたバルブと当該バルブ内に設けられたフィラメント体６０とを備え、フィラメント体６０は、短軸ＳＸと長軸ＬＸとを有する扁平な横断面の筒状に巻回されてなる一重のコイル状をした発光部６４Ａであって、前記反射鏡の光軸Ｒを含む位置に配されるべき主発光部６４Ａを有し、主発光部６４Ａを、短軸ＳＸおよび長軸ＬＸの両軸と略直交する中心軸ＣＸが前記光軸に対し、少なくとも短軸ＳＸ方向に傾いた姿勢で設けた。
【選択図】図７

Description

本発明は、管球、反射鏡付き管球、および照明装置に関し、特に、管球におけるフィラメント体の改良技術に関する。

反射鏡付き管球の一種である反射鏡付きハロゲン電球は、凹面状をした反射面を有する反射鏡とハロゲン電球とを組み合わせてなるものであり、例えば、店舗などのスポット照明用として使用されている。
ハロゲン電球は、気密封止されたバルブ内にフィラメント体が収納されてなる構成を有している。ハロゲン電球を反射鏡と組み合わせて使用する場合には、フィラメント体をできるだけコンパクトにして、その発光領域を可能な限り反射鏡の焦点位置に集中させることによって、集光効率を向上させることができる。この場合に、発光領域を特に反射鏡の光軸方向に縮小することが、集光効率を向上させるためには効果的であることが知られている。

しかしながら、一般的に、ハロゲン電球の定格電圧［Ｖ］、定格電力[Ｗ]、および定格寿命（例えば、３０００時間）が決まると、これに応じて、フィラメント体を構成するタングステン線の線径や長さが実質的に定まってしまう。したがって、例えば、単純にタングステン線の長さを短縮することによってフィラメント体のコンパクト化を図ることは困難である。

そこで、定格電圧１００[Ｖ]以上のハロゲン電球において、実用化されているものは、一般的に、フィラメント体のコンパクト化を図るため二重巻きコイルが用いられている。また、特許文献１には、さらなるコンパクト化のため、フィラメント体として、三重巻きコイルを用いたハロゲン電球が開示されている。これによれば、タングステン線の長さが同じであれば、反射鏡の光軸方向におけるコイル全体の長さを短縮でき、もって集光効率が向上することとなるからである。

しかしながら、コイルの重ね巻数を増やせば増やすほど、ハロゲン電球に外力（衝撃力）が加えられた際に生じるコイルの振動の振幅が大きくなり、これが原因で断線し易くなるといった問題が生じる。
この問題を解決しつつ、フィラメント体のコンパクト化（光軸方向の短縮化）を図れるハロゲン電球として、特許文献２には、複数個の一重コイルが全体的に反射鏡の光軸に対して対称となるように各々の一重コイルを反射鏡の光軸と平行に配したものが開示されている。これにより、当該複数個の一重コイルに相当するものを１個の一重コイルで作製した場合と比較して、光軸方向の長さが短縮されるので、集光効率が向上することとなる。また、各々のコイルは一重なので、上記振動に因る問題も軽減される。

さらに、これを改善したものとして、特許文献３には、上記複数個の一重コイルの内の１個を、反射鏡の光軸に平行にかつ光軸を含む位置に配する構成としたハロゲン電球が開示されている。光軸位置にコイル（すなわち、発光部）が存するのと、存しないのとでは、得られる照度に大きな差が生じるからである。
ところで、近年の店舗照明における演出手法の多様化から、反射鏡付きハロゲン電球が多用される傾向にあり、そのため、省エネルギ等の観点からも一層の集光効率の向上が求められている。
そこで、本願の発明者は、複数個の一重コイルの内の１個を反射鏡の光軸に配し、残りの一重コイルを前記光軸と交差する方向に間隔を置いて配すると共に、各一重コイルを前記光軸と略平行に配し、かつ、各々の一重コイルを、素線を扁平な筒状に巻回してなるものとしたフィラメント体を創作した。

これによれば、素線を円筒状に巻回してなる従来の一重コイルと比較して、（扁平な筒の短軸長さと円筒の直径とが等しいとした場合）１ターン当たりの素線長を長くすることができる関係上、タングステン線の素線長が同じであれば、コイル長を短くでき、もって、フィラメント体の光軸方向における一層の短縮化ができて集光効率をより向上することができるものと期待された。なお、コイルを扁平にすることにより、反射鏡の光軸と交差する方向の長さは、円筒状に巻回されたコイルよりも長くなるものの、集光効率の向上には、光軸と交差する方向よりも光軸方向に短縮する方の効果が大きいので問題はない。
特開２００１−３４５０７７号公報 特表平６−５１０８８１号公報 特開２００２−６３８６９号公報

ところが、フィラメント体を、複数個の一重コイルで構成した場合、各々の一重コイルは実用化されている前記二重巻コイルとした場合よりも、当然のことながらそのコイル径は小さくなる。その結果、反射鏡の光軸に配するはずの一重コイルが、製造上の理由から、光軸と交差する方向に僅かにずれただけでも光軸からはずれてしまう虞がある。本願の発明者らが創作した前記フィラメント体では、コイルを扁平にすることによって、長軸方向のずれの許容度（許容変位量）は大きくなるものの、特に短軸方向には、僅かにずれた場合であっても、コイル（発光部）が光軸からはずれてしまい、その結果、得られる照度が極端に低下してしまう。

そこで、本発明は、発光部が反射鏡の光軸から外れにくい管球を提供することを目的とする。また、本発明は、そのような管球を有する反射鏡付き管球、および照明装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る管球は、凹面状の反射面を有する反射鏡内に組み込まれて使用される管球であって、気密封止されたバルブと当該バルブ内に設けられたフィラメント体とを備え、前記フィラメント体は、短軸と長軸とを有する扁平な横断面の筒状に巻回されてなる一重のコイル状をした発光部であって、前記反射鏡の光軸を含む位置に配されるべき主発光部を有し、当該主発光部は、前記短軸および長軸の両軸と略直交する中心軸が前記光軸に対し、少なくとも前記短軸方向に傾いた姿勢で設けられていることを特徴とする。ここで、「少なくとも短軸方向に傾いた」とは、主発部の中心軸が、短軸方向のみに傾いている場合だけではなく、短軸方向に加えて長軸方向にも傾いている場合をも含む趣旨である。

また、前記フィラメント体は、前記主発光部と形態が略同一な第１副発光部および第２副発光部を有し、第１副発光部と第２副発光部は、前記主発光部の短軸方向両側に分かれて、その中心軸が前記光軸と略平行となるように配され、かつ、第１副発光部、主発光部、第２副発光部の順で電気的に直列接続されていて、前記主発光部は、第１副発光部または第２副発光部と接続されていない側の端部の、対応する両副発光部の端部との間の間隔が広くなる向きに傾いていることを特徴とする。

さらに、前記主発光部は、前記光軸方向から平面的に見て、短軸方向の端部間の距離が長軸方向の端部間の距離と略等しくなる程度に傾いていることを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る反射鏡付き管球は、反射鏡と、前記反射鏡内に組み込まれている、上記した管球とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、反射鏡を有する照明器具と、前記反射鏡内に組み込まれている、上記した管球とを有することを特徴とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、照明器具と、前記照明器具に取り付けられている、上記した反射鏡付き管球とを有することを特徴とする。
なお、本発明において「短軸と長軸とを有する扁平な横断面」とは、以下に記すような形状のものを含む。当該形状について図９を参照しながら説明する。なお、図９では、短軸に符号「ＳＸ」を、長軸に符号「ＬＸ」を、また、短軸および長軸の両軸と略直交する中心軸（すなわち、コイル軸心）に符号「ＣＸ」をそれぞれ付している。
（i）同図（ａ）に示すように、コイル軸心ＣＸ方向から見て、トラック形状のもの、つまり二つの平行な線分とそれらの各々の両端を略半円で結んだもの
（ii）同図（ｂ）に示すように、コイル軸心ＣＸ方向から見て、円形を押し潰した形状のもの
（iii）同図（ｃ）に示すように、コイル軸心ＣＸ方向から見て、略楕円形状のもの
（iv）同図（ｄ）に示すように、コイル軸心ＣＸ方向から見て、略長方形のもの。但し、四隅は、加工上、丸みを帯びる。

（v）その他、コイル軸心ＣＸ方向から見て、上記（i）〜（iv）に類似した形状のもの。例えば上記（i）において、同図（ｅ）に示すように、二つの平行な線分が内方向に湾曲していても上記（i）に類似した形状として含む。また、ここでは、加工ばらつきによる上記（i）〜（iv）の変形形状も含む。

本発明に係る管球によれば、短軸と長軸とを有する扁平な横断面の筒状に巻回されてなる一重のコイル状をした発光部であって、前記反射鏡の光軸を含む位置に配されるべき主発光部を、前記短軸および長軸の両軸と略直交する中心軸を前記光軸に対し、少なくとも前記短軸方向に傾いた姿勢で設けているので、主発光部の短軸方向における許容変位量が増大することとなって、主発光部が光軸から外れにくくなる。その結果、照度が極端に低下することなく、必要な照度を得ることが可能となる。

また、本発明に係る反射鏡付き管球および照明装置によれば、上記した管球を有するので、上記したのと同様の効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る照明装置１０の概略構成を示す一部切欠き図である。なお、図１を含む全ての図面において、各部材間の縮尺は統一していない。
照明装置１０は、例えば、住宅、店舗、あるいはスタジオ等におけるスポットライトとして用いられる。照明装置１０は、照明器具１２と管球の一例として示すハロゲン電球１４とを有する。

照明器具１２は、有底円筒状をした器具本体１６と器具本体１６に収納された反射鏡１８とを有する。
器具本体１６の底部には、ハロゲン電球１４の口金３０（図２参照）を取り付けるための受け具（図示せず）が設けられている。なお、器具本体１６は、円筒状に限らず、種々の公知形状とすることができる。

反射鏡１８は、ハロゲン電球１４を取替え可能とするため、器具本体１６に対し、着脱可能である。
反射鏡１８は、漏斗状をした硬質ガラス製基体２０を有する。基体２０において回転楕円面または回転放物面等に形成された凹面部分２０Ａには、反射面を構成する多層干渉膜２２が形成されている。多層干渉膜２２は、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等で形成することができる。反射鏡１８の開口径（ミラー径）は１００ｍｍである。なお、反射面には必要に応じてファセットを形成してもよい。

反射鏡１８は、基体２０の開口部に設けられた前面ガラス２４を有する。本例では、前面ガラス２４は基体２０に固着されており、ハロゲン電球１４の取替えのため、基体２０部分が器具本体１６と着脱自在な構成となっているが、これに限らず、基体を器具本体に固定し、前面ガラスを基体に対し着脱自在な構成としても構わない。
ハロゲン電球１４は、前記受け具（不図示）に取り付けられ、反射鏡１８内に組み込まれて使用される。組み込まれた（取り付けられた）状態で、ハロゲン電球１４の後述するバルブ２６の中心軸Ｂが反射鏡１８の光軸Ｒとが略同軸上に位置することとなる。ハロゲン電球１４は、定格電圧が１００[Ｖ]以上１５０[Ｖ]以下で、かつ定格電力が１００[Ｗ]以下に設定された電球である。

図２に、ハロゲン電球１４の一部切欠き正面図を示す。
ハロゲン電球１４は、気密封止されたバルブ２６と、バルブ２６の後述する封止部３８側に接着剤２８によって固着された、例えばＥ型の口金３０とを有している。
バルブ２６は、封止切りの残痕であるチップオフ部３２、後述するフィラメント体６０等を収納するフィラメント体収納部３４、略円筒状をした筒部３６、および公知のピンチシール法によって形成された封止部３８がこの順に連なった構造をしている。

フィラメント体収納部３４は、図２に示すように、略回転楕円体形状をしている。ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形を含むことはもちろんのこと、ガラスの加工上ばらつく程度分、完全な回転楕円体形からずれた形状を含むことを意味している。なお、フィラメント体収納部は、上記した形状に限らず、例えば、略円筒形状や略球形状、あるいは略複合楕円体形状としても構わない。

また、バルブの構造も上記したものに限らず、例えば、チップオフ部（場合によっては無い場合もある）、フィラメント体収納部、封止部がこの順に連なったものとすることができる。
なお、フィラメント体収納部３４の外面には赤外線反射膜が形成されている。もっとも、この赤外線反射膜は必ずしも必要なものではなく、適宜形成されるものである。

バルブ２６内には、ハロゲン物質と希ガスとが所定量封入されている。これに加えて、窒素ガスを封入することとしても構わない。
ハロゲン物質は、点灯中、ハロゲンサイクルによって、フィラメント体６０から蒸発したその構成物質であるタングステンを再びフィラメント体６０に戻し、バルブ２６の黒化を防止するためのものである。ハロゲン物質の濃度は１０［ｐｐｍ］〜３００［ｐｐｍ］の範囲内にあることが好ましい。また、ハロゲンサイクルを活性化させるためには、バルブ２６内面における最冷点温度が２００［℃］以上であることが好ましい。さらに、ハロゲンサイクルを適切に機能させるためには、バルブ２６内の酸素濃度を１００［ｐｐｍ］以下にすることが好ましい。

希ガスには、クリプトンガスを用いることが好ましい。クリプトンガスを用いることにより、集光効率を高める目的でフィラメント体６０をコンパクト化するため、後述するように発光部同士を近接配置しているにもかかわらず、隣接する発光部間の任意の場所で点灯時にアーク放電が発生して、断線するのを抑制するといった効果が得られる。
特に、封入ガスは、クリプトンを主成分とした、窒素ガスおよびハロゲン物質を含むものとし、バルブ２６内での常温時におけるガス圧を２［ａｔｍ］〜１０［ａｔｍ］の範囲内に設定することが好ましい。当該ガス圧が１０[ａｔｍ]を超えると、万一バルブ２６が破損した場合に、飛散する破片で照明器具１２が破損するおそれがあり、一方、２[ａｔｍ]未満であると、フィラメント体６０の構成物質であるタングステンが蒸発し易く、ランプ寿命が短くなるからである。換言すると、ガス圧の上記範囲は、当該ガス圧が適度に抑制されているため、万一バルブ２６が破損したとしても、照明器具１２が破損するほどの勢いで破片が飛散せず、かつ、当該ガス圧が適度に高いため、フィラメント体６０の構成物質であるタングステンが蒸発しにくく、長寿命化を実現でき、さらには、点灯時に隣接する発光部間の任意の場所で点灯時にアーク放電が発生して、断線するのを抑制することができる範囲である。

また、封入ガスに窒素ガスを含ませる場合、窒素ガスの組成比率は８［％］〜４０［％］の範囲内に設定することが好ましい。窒素ガスの組成比率が４０[％]を超えると、点灯中にフィラメント体６０で発生する熱が窒素ガスを介して過度に放出され、効率が低下するおそれがあり、一方、８[％]未満であると、点灯時に隣接する発光部間でアーク放電が起きやすく、断線が発生し易いからである。換言すると、窒素ガスの上記組成比率範囲は、窒素ガスの組成比率が適度に抑制されているため、点灯中にフィラメント体６０で発生する熱が窒素ガスを介して過度に放出されることにより効率が低下するのを防止することができると共に、窒素ガスが適度に含まれているため、点灯時に隣接する発光部間でアーク放電が発生し、断線するのを抑制することができる範囲である。

封止部３８内には、一対の金属箔４０，４２が封着されている。金属箔４０，４２はモリブデン製である。なお、封止部３８に封着されている金属箔４０，４２の過熱による酸化が原因で、バルブ２６の気密性が損なわれるのを防止するため、封止部３８の表面を凹凸にして、当該表面積を増やし、封止部３８での放熱性を向上させることが好ましい。
金属箔４０の一端部には外部リード線４４の一端部が、金属箔４２の一端部には外部リード線４６の一端部が、それぞれ接合されて電気的に接続されている。外部リード線４４，４６は、タングステン製である。外部リード線４４，４６の他端部は、バルブ２６の外部に導出されていて、それぞれ、口金３０の端子部４８，５０に電気的に接続されている。

ここで、２本の外部リード線４４，４６の内、少なくとも一方の外部リード線と口金１１６の対応する端子部（４８または５０）との間に、ヒューズ（図示せず）を設けておくことが好ましい。当該ヒューズを設けることにより、万一、発光部で断線が生じ、その断線箇所でアーク放電が発生したとしても、即座にヒューズが溶断されてアーク放電の継続を絶ち、もってアーク放電の衝撃でバルブ２６が破損等するのを防止できる。特に、複数の発光部を近接して配置する場合には、両方の外部リード線４４，４６と口金３０の対応する端子部４８，５０とのそれぞれの間にヒューズを設けることが好ましい。この場合には、発光部での断線に起因するアーク放電が発生しなくても、隣接する発光部間でアーク放電が発生するおそれがあるからである。

金属箔４０の他端部には内部リード線５２の一端部が、金属箔４２の他端部には内部リード線５４の一端部が、それぞれ接合されて電気的に接続されている。内部リード線５２，５４は、タングステン製である。内部リード線５２，５４の一端部は、バルブ２６の封止部３８で支持されている。内部リード線５２，５４は、フィラメント体６０に口金３０を介して供給される外部電力を給電すると共に、フィラメント体６０の一部を直接に支持する支持部材としての役割を果たす。

図３に、フィラメント体６０を支持する支持構造体を示す斜視図を、図４に、当該支持構造体にフィラメント体６０が支持された状態を示す斜視図をそれぞれ示す。
図３に示すように、フィラメント体６０の一部を直接に支持する支持部材としては他に、サポート線５６，５８がある。サポート線５６，５８は、タングステン製である。
内部リード線５２，５４、サポート線５６，５８は、一対の円柱状ステムガラス５７，５９で挟持されている。これによって、サポート線５６，５８が支持されると共に、内部リード線５２，５４、サポート線５６，５８相互間の相対的な位置が保持されることとなる。

図４に示すように、フィラメント体６０は、複数個の（本例では、３個の）フィラメントコイル６２，６４，６６からなる。フィラメントコイル６２，６４，６６は、タングステン線を、後述するように巻回したものである。
内部リード線５２，５４、サポート線５６，５８の各々は、フィラメントコイル６２，６４，６６のいずれかの端部部分に挿入されて、いずれかのフィラメントコイル６２，６４，６６を支持するための「コ」字状に屈曲した部分（以下、この部分を「コイル支持部」と称する。）を１箇所または２箇所有する。

ここで、フィラメントコイル６２は、内部リード線５２のコイル支持部５２Ａとサポート線５６のコイル支持部５６Ａとで支持されている。
フィラメントコイル６４は、サポート線５６のコイル支持部５６Ｂとサポート線５８のコイル支持部５８Ａとで支持されている。
フィラメントコイル６６は、サポート線５８のコイル支持部５８Ｂとリード線５４のコイル支持部５４Ａとで支持されている。

また、サポート線５６，５８は、共に、１本のタングステン線を屈曲加工したものなので、サポート線５６におけるコイル支持部５６Ａ，５６Ｂ同士はつながっており、サポート線５８におけるコイル支持部５８Ａ，５８Ｂ同士はつながっている。したがって、フィラメントコイル６２，６４，６６は、内部リード線５２，５４、サポート線５６，５８に取り付けられた状態で、電気的に直列に接続されることとなる。

図４に示す状態で、内部リード線５２，５４から給電すると、フィラメントコイル６２，６４，６６は、コイル支持部が挿入されている部分では発光せずに（非発光部）、コイル支持部間で発光する。ここで、各フィラメントコイル６２，６４，６６におけるコイル支持部間の部分（すなわち、発光する部分）を、それぞれ発光部６２Ａ，６４Ａ，６６Ａと規定することとする。すなわち、フィラメント体６０は、一重のコイル状をした複数の（本例では、３個の）発光部６２Ａ，６４Ａ，６６Ａを有している。

また、発光部６２Ａ，６４Ａ，６６Ａを一体的に見立てた一つの柱体、すなわち、本例では、各発光部６２Ａ，６４Ａ，６６Ａの４隅を結んでできる柱体（本例では、角柱体）領域を、フィラメント体６０における発光領域ＬＡとする。図４に記入すると煩雑になるので、発光領域ＬＡに相当する領域を図３に一点鎖線で示す。
ハロゲン電球１４を照明器具１２に取り付けた状態（図１）で、発光領域ＬＡの中心点（発光部６４Ａの中心点）が反射鏡１８の焦点と略一致するようにすべく関係各部材の形状や寸法が定められている（設計されている）。以下、フィラメントコイル６４を主フィラメントコイル６４と称し、その短軸方向両側に配されたフィラメントコイル６２，６６を副フィラメントコイル６２，６６と称することがある。また、主フィラメントコイル６４の発光部６４Ａを主発光部６４Ａ、副フィラメントコイル６２，６６の発光部６２Ａ，６６Ａを副発光部６２Ａ，６６Ａと称することがある。

ここで、発光領域をできるだけ縮小して反射鏡の焦点位置に集中させることが、集光効率を向上させる上で重要であることは既述した通りである。しかしながら、ハロゲン電球の定格電圧［Ｖ］、定格電力[Ｗ]、および定格寿命（例えば、３０００時間）が決まると、これに応じて、フィラメントコイルを構成するタングステン線の線径や長さが実質的に定まってしまい、例えば、単純にタングステン線の長さを短縮することによって発光領域の縮小化を図ることは困難であることも先に述べた通りである。

すなわち、定格電圧および定格電力を規定するということは、タングステン線の素線径および有効長を規定することに他ならない。ここで、有効長とは、発光部６２Ａ，６４Ａ，６６Ａを構成するタングステン線部分の素線長の総計を言う。例えば、定格電圧１１０［Ｖ］、定格電力６５［Ｗ］の場合における、タングステン線の素線径は０．０４［ｍｍ］〜０．０６［ｍｍ］、有効長は４００［ｍｍ］〜５００［ｍｍ］の範囲に定まる。定格電圧１１０［Ｖ］、定格電力４０［Ｗ］の場合における、タングステン線の素線径は０．０３［ｍｍ］〜０．０５［ｍｍ］、有効長は３８０［ｍｍ］〜４８０［ｍｍ］の範囲に定まる。また、定格電圧１２０［Ｖ］、定格電力６５［Ｗ］の場合における、タングステン線の素線径は０．０３５［ｍｍ］〜０．０５５［ｍｍ］、有効長は４５０［ｍｍ］〜５５０［ｍｍ］の範囲に定まる。定格電圧１２０［Ｖ］、定格電力４０［Ｗ］の場合における、タングステン線の素線径は０．０２５［ｍｍ］〜０．０４５［ｍｍ］、有効長は４３０［ｍｍ］〜５３０［ｍｍ］の範囲に定まる。

このように、タングステン線の有効長は必然的に定まってしまうため、本願発明者らは、フィラメントコイル６２，６４，６６（発光部６２Ａ，６４Ａ，６６Ａ）を、図４に示すように、扁平な筒状に巻回されてなる一重コイル（以下、「扁平コイル」と略称する。）としたのである。このようにすることにより、円筒状に巻回されてなる従来の一重コイル（以下、「円筒コイル」と略称する。）と比較して、（扁平な筒の短軸長と円筒の直径が等しいとした場合）１ターン当たりの素線長を長くすることができる関係上、タングステン線の素線長が同じであれば、コイル長を短縮でき、もって、反射鏡の光軸方向における発光領域の縮小化が図れることとなる。なお、コイルを扁平にすることにより、反射鏡の光軸と交差する方向の長さは、円筒状に巻回されたコイルよりも長くなるものの、集光効率の向上には、光軸と交差する方向よりも光軸方向に短縮する方の効果が大きいので問題はない。

扁平コイルであるフィラメントコイル６２，６４，６６は、以下のようにして作製される。
すなわち、図５に示すように、円柱状をした芯線（マンドレル）６８を複数本（図示例では２本）、平行かつ一列に密着させて並べたものの外周に、タングステン線７０を巻回した後、芯線６８を抜いて作製する。あるいは、芯線６８は、溶解して除去することとしても構わない。

図６の上部に示すのは、フィラメントコイル６２をそのコイル軸心ＣＸ方向から視た平面図を模式的に表したものであり、図６の下部に示すのは、同正面図を模式的に表したものである。
フィラメントコイル６２，６４，６６はいずれも略同一形態なので、フィラメントコイル６２を代表にして説明する。

図６の上部に示すように、フィラメントコイル６２は、そのコイル軸心ＣＸ方向から見て、平行に配された２本の線分の対応する端同士を半円で結んでなる、いわゆる（陸上競技の）トラック形状をしている。この形状は、上記した作製方法に由来するものであり、芯線６８の本数が多いほど、より扁平したトラック形状となる。すなわち、芯線６８の本数で、扁平の度合い（扁平率）を調整することができる。

ここで、扁平率は、フィラメントコイル６２内周における長軸ＬＸの長さを短軸ＳＸの長さで除して得られる値と規定する。本例では、上記した製作法を採る関係上、扁平率は整数の値となる。
また、上述したとおり、図６の下部に示すように、フィラメントコイル６２は、コイル支持部５２Ａとコイル支持部５６Ａ（図４）で支持された両端部部分の非発光部６２Ｂと両コイル支持部５２Ａ，５６Ａ間部分の発光部６２Ａとを有している。

なお、フィラメントコイルの扁平形状は、上記したトラック形状に限らず、例えば、楕円形状であっても構わない。要は、互いに直交する長軸と短軸を有し、この２軸に対称な形状であれば構わない。この意味では、例えば、長方形状でも良い。また、扁平率も整数に限らず、任意の小数をとり得る。
図７の上部に示すのは、内部リード線５２，５４、サポート線５６，５８に取り付けられた状態のフィラメントコイル６２，６４，６６を、反射鏡の光軸方向から見た平面図を模式的に表したものであり、図７の下部に示すのは、同正面図を模式的に表したものである。なお、図７は、フィラメントコイル６２，６４，６６間の配置位置の関係等を説明する目的で用いるため、本図において、内部リード線５２，５４の図示は省略し、サポート線５６，５８は、フィラメントコイル間の電気的な接続関係を示す目的で、単に線で表した。また、下部の正面図では、フィラメントコイル６２，６４，６６の発光部６２Ａ，６４Ａ，６６Ａを実線で、非発光部６２Ｂ，６４Ｂ，６６Ｂを二点鎖線でそれぞれ表した。

図７に示すように、副フィラメントコイル６２，６６（副発光部６２Ａ，６６Ａ）は、主フィラメントコイル６４を中心とし、主フィラメントコイル６４の短軸ＳＸ方向、両側に分かれて配されている。また、副フィラメントコイル６２，６６（副発光部６２Ａ，６６Ａ）は、その短軸ＳＸが主フィラメントコイル６４の短軸ＳＸと同軸上に位置するようにすべく、配されている。

また、副フィラメントコイル６２，６６（副発光部６２Ａ，６６Ａ）は、そのコイル軸心ＣＸが反射鏡の光軸Ｒと平行となるようにすべく、配されている。
一方、主フィラメントコイル６４（主発光部６４Ａ）は、そのコイル軸心ＳＸが反射鏡の光軸Ｒに対し、少なくとも短軸ＳＸ方向に傾いた姿勢で配されている。このように、主フィラメントコイル（主発光部６４Ａ）を、短軸ＳＸ方向に傾けた理由は以下の通りである。

設計上、主発光部６４Ａ内を反射鏡の光軸が通過するように各関係部材の寸法を決定するのであるが、製造上の理由から、完成したハロゲン電球１４を照明器具１２に取り付けた状態で、主発光部６４が理想の位置からずれてしまう場合がある。例えば、内部リード線５２，５４、サポート線５６，５８にフィラメントコイル６２，６４，６６を取り付けた後、円柱状ステムガラス５７，５９で挟持する際に、各部材間の相対的な位置関係がずれたり、あるいは、封止部３８を形成するピンチシールの際に、内部リード線５２，５４がバルブ２６に対して、理想の位置（設計上の位置）からずれたりする。

この場合、従来の一般的なフィラメント体である二重巻きコイルであるとそのコイル径は１.４〜２[ｍｍ]程度あるのであるが、本実施の形態における一重扁平コイルでは、その短軸長さが０.１〜０.７[ｍｍ]と短いため、コイル軸心が光軸と平行になるようにしたのでは、短軸方向に僅かにずれただけでも主発光部が光軸からはずれてしまう。主発光部が光軸から完全に外れていると、主発光部が光軸に僅かでもかかっている場合と比べて、照度が極端に低くなる。

そこで、本実施の形態では、主発光部６４Ａのコイル軸心ＣＸを短軸ＳＸ方向に傾けることによって、主発光部６４Ａが理想の位置（設計上の位置）から光軸と直交する方向にずれた場合であっても、反射鏡の光軸から完全に外れるといった事態を可能な限り低減することとしたのである。すなわち、反射鏡の光軸方向から主発光部６４Ａを平面的に視たときの、主発光部６４Ａの短軸ＳＸ方向への許容変位量を増大させることとしたのである。ここで、主発光部６４Ａのコイル軸心ＣＸは、短軸ＳＸ方向のみに傾いているのが好ましいが、短軸ＳＸ方向に加えて長軸ＬＸ方向にも傾いていても構わない。すなわち、主発光部６４Ａのコイル軸心ＣＸが少なくとも短軸ＳＸ方向に傾いていれば、上記所定の効果が得られるため、構わないのである。

また、主発光部６４Ａは、以下に記す向きに傾けることが好ましい。図７の下部に示すように、隣接する副発光部６２Ａ，６６Ａと電気的に接続されている端部が、副発光部６２Ａ，６６Ａの接続側端部と接近するような向き（当該対応する端部間の間隔が狭くなる向き）である。すなわち、主発光部６４Ａの端部６４Ｃ１と、これとサポート線５８を介して電気的に接続されている副発光部６６Ａの端部６６Ｃとが接近し、かつ、主発光部６４Ａの端部６４Ｃ２と、これとサポート線５６を介して電気的に接続されている副発光部６２Ａの端部６２Ｃとが接近する向きに傾けるのである。

換言すると、主発光部６４Ａの隣接する副発光部６２Ａ，６６Ａと電気的に接続されていない端部を、副発光部６２Ａ，６６Ａの対応する端部から遠ざける向きに（当該対応する端部間の間隔が広くなる向きに）傾ける。すなわち、端部６４Ｃ１と端部６２Ｄとが遠ざかり、かつ、端部６２Ｃ２と端部６６Ｄとが遠ざかる向きに傾けるのである。
端部６４Ｃ１と端部６２Ｄとの間、および、端部６４Ｃ２と端部６６Ｄとの間には、点灯時に相当の電位差が生じるので、当該端部同士を近づける向きに傾けると、この間でアーク放電が起きて断線が生じやすくなる一方、端部６４Ｃ１と端部６６Ｃの間、および、端部６４Ｃ２と端部６２Ｃの間は略同電位なので、これらの端部間を近づけても、そのような問題は生じないからである。すなわち、主発光部６４Ａを上述した向きに傾けることにより、発光部（フィラメントコイル）間でのアーク放電が抑制でき、もって、フィラメント線の断線を防止することができるのである。

また、主発光部６４Ａは、以下に記す程度に傾けることが好ましい。図７の上部に示すように、反射鏡の光軸Ｒ方向からフィラメント体６０を平面的に視て、短軸ＳＸ方向の端部Ｐ１と端部Ｐ２との間の距離Ｄ_ＣＸが、長軸ＬＸ方向の端部間の距離Ｄ_ＬＸと略等しくなる程度である。このようにすることにより、短軸ＳＸ方向における許容変位量を長軸方向ＬＸにおける許容変位量と略同等なものとすることができるからである。
（実施の形態２）
図８は、実施の形態２に係る反射鏡付きハロゲン電球１００の概略構成を示す縦断面図である。

反射鏡付きハロゲン電球１００は、反射鏡一体型のハロゲン電球であるが、これに用いているハロゲン電球１０２は、主として口金が異なる以外は、実施の形態１に係るハロゲン電球１４（図２）と基本的に同じ構成なので、共通部分には、同じ符号を付して、その説明については省略する。
反射鏡１０４は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、漏斗状をした基体１０６を有する。基体１０６において回転楕円面または回転放物面等に形成された凹面部分１０６Ａには、反射面を構成する多層干渉膜１０８が形成されている。多層干渉膜１０８は、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等で形成することができる。反射鏡１０４の開口径（ミラー径）は１００ｍｍである。なお、反射面には必要に応じてファセットを形成してもよい。

反射鏡１０４は、基体１０６の開口部に設けられた前面ガラス１１０を有する。前面ガラス１１０は、基体１０６に公知の止め金具１１２によって係止されている。なお、止め金具１１２に代えて、接着剤で固着してもよい。あるいは、両方を併用しても構わない。もっとも、前面ガラスは、反射鏡付きハロゲン電球の必須の構成部材ではなく、無くても構わない。

基体１０６のネック部１０６Ｂは、ハロゲン電球１０２の口金１１４の端子部１１６，１１８とは反対側に設けられた基体受け部１２２と嵌合された上、接着剤１２４で固着されている。
なお、基体１０６の口金１１４への取り付けに先立って、バルブ２６が、口金１１４に取り付けられている。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
（１）上記実施の形態１では、反射鏡を備える照明器具とハロゲン電球とで照明装置を構成したが、これに限らず、反射鏡を有しない照明器具と反射鏡付きハロゲン電球とで照明装置を構成することとしても構わない。具体的には、例えば、図１に示す照明装置における反射鏡１８とハロゲン電球１４の代わりに、図８に示す反射鏡付きハロゲン電球１００を取り付けて、照明装置を構成することとしても構わない。
（２）上記実施の形態では、管球の一例としてハロゲン電球を示したが、本発明は、ハロゲン電球以外の管球にも適用可能である。要は、フィラメント体に電流を流して白熱発光させる光源であれば構わないのである。

本発明に係る管球は、例えば、反射鏡に組み込まれて使用され、集光性と耐衝撃性が要求される管球として好適に利用可能である。

実施の形態１に係る照明装置の概略構成を示す一部切欠き図である。 上記照明装置を構成するハロゲン電球を示す図である。 上記ハロゲン電球におけるフィラメント体の支持構造を示す斜視図である。 上記支持構造にフィラメント体が支持された状態を示す斜視図である。 上記フィラメント体を構成するフィラメントコイルの製作方法を説明するための図である。 フィラメントコイルの平面図（上部）と正面図（下部）を表す模式図である。 上記フィラメント体の平面図（上部）と正面図（下部）を表す模式図である。 実施の形態２に係る反射鏡付きハロゲン電球の概略構成を示す図である。 扁平な筒（状）の横断面の形状を例示した図である。

符号の説明

１０ 照明装置
１２ 照明器具
１４，１０２ ハロゲン電球
１８，１０４ 反射鏡
１６ バルブ
６０ フィラメント体
６２，６４，６６ フィラメントコイル
６２Ａ，６４Ａ，６６Ａ 発光部
１００ 反射鏡付きハロゲン電球

Claims (6)

1. 凹面状の反射面を有する反射鏡内に組み込まれて使用される管球であって、
   気密封止されたバルブと当該バルブ内に設けられたフィラメント体とを備え、
   前記フィラメント体は、短軸と長軸とを有する扁平な横断面の筒状に巻回されてなる一重のコイル状をした発光部であって、前記反射鏡の光軸を含む位置に配されるべき主発光部を有し、
   当該主発光部は、前記短軸および長軸の両軸と略直交する中心軸が前記光軸に対し、少なくとも前記短軸方向に傾いた姿勢で設けられていることを特徴とする管球。
2. 前記フィラメント体は、前記主発光部と形態が略同一な第１副発光部および第２副発光部を有し、
   第１副発光部と第２副発光部は、前記主発光部の短軸方向両側に分かれて、その中心軸が前記光軸と略平行となるように配され、かつ、第１副発光部、主発光部、第２副発光部の順で電気的に直列接続されていて、
   前記主発光部は、第１副発光部または第２副発光部と接続されていない側の端部の、対応する両副発光部の端部との間の間隔が広くなる向きに傾いていることを特徴とする請求項１記載の管球。
3. 前記主発光部は、前記光軸方向から平面的に見て、短軸方向の端部間の距離が長軸方向の端部間の距離と略等しくなる程度に傾いていることを特徴とする請求項１または２記載の管球。
4. 反射鏡と、
   前記反射鏡内に組み込まれている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管球と、
   を有することを特徴とする反射鏡付き管球。
5. 反射鏡を有する照明器具と、
   前記反射鏡内に組み込まれている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の管球と、
   を有することを特徴とする照明装置。
6. 照明器具と、
   前記照明器具に取り付けられている、請求項４記載の反射鏡付き管球と、
   を有することを特徴とする照明装置。

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