JP2008140582A - 反射鏡付き管球、および照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一重コイル状をした複数個の発光部が反射鏡の光軸と交差する方向に配列されてなるフィラメント体を有する管球を備えた反射鏡付き管球において、反射鏡を構成するガラス基体の熱割れの発生を防止すること。
【解決手段】反射鏡２２のガラス基体２８を形成するガラス材料として、発光部２個でフィラメント体を構成する場合は熱膨張係数が５.０×１０^−６[１／Ｋ]以下のものを、発光部３個でフィラメント体を構成する場合は熱膨張係数が４.０×１０^−６[１／Ｋ]以下のものを用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、反射鏡付き管球、および照明装置に関し、特に、反射鏡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。
反射鏡は、漏斗状をしたガラス製基体を有し、当該基体内面に多層干渉膜等がコーティングされて反射面が形成されている。

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、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と、一般的に考えられているからである。
特開２００１−３４５０７７号公報 特表平６−５１０８８１号公報 特開２００２−６３８６９号公報

しかしながら、特許文献２や特許文献３のハロゲン電球と上記した反射鏡とを組み合わせて、反射鏡付きハロゲン電球を構成した場合、点灯後まもなく、反射鏡のガラス基体に割れ（亀裂）が入るものが出現している。
そこで、本発明は、集光効率の改善された上記のような管球等を用いたとしても、反射鏡に割れの発生しにくい反射鏡付き管球を提供することを目的とする。また、そのような反射鏡付き管球を備える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、本発明に係る反射鏡付き管球は、ガラス基体の凹面部に反射面が形成されてなる反射鏡と、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有し、前記反射鏡内に組み込まれた管球と、を備え、前記フィラメント体は、一重のコイル状をした２個の発光部からなり、各発光部のコイル軸心が前記反射鏡の光軸と略平行となる姿勢で、かつ、両発光部が前記光軸と交差する方向に間隔を置いて配列されてなるものであり、前記基体を形成するガラス材料の熱膨張係数が５.０×１０^−６[１／Ｋ]以下であ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、ガラス基体の凹面部に反射面が形成されてなる反射鏡と、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有し、前記反射鏡内に組み込まれた管球と、を備え、前記フィラメント体は、一重のコイル状をした３個の発光部からなり、各発光部のコイル軸心が前記反射鏡の光軸と略平行となる姿勢で、かつ、発光部の各々が前記光軸と交差する方向に互いに間隔を置いて配列されてなるものであり、前記基体を形成するガラス材料の熱膨張係数が４.０×１０^−６[１／Ｋ]以下であることを特徴とする。

また、前記発光部の前記配列の方向を確認できる目印が、外観上目視できるところに設けられ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、上記の反射鏡付き管球と、を有することを特徴とする。

本発明に係る反射鏡付き管球によれば、フィラメント体が上記の構成をとるが故に、熱源となる発光部の少なくとも一部が反射鏡の光軸から外れ、ガラス基体に近接し、ガラス基体が局所的に加熱されることとなるものにおいて、ガラス基体を形成するガラス材料の熱膨張係数の上限が上記のように規定されているので、当該局所的に加熱される部分において発生する熱割れを防止することができる。

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。
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照明として用いられる。照明装置１０は、照明器具１２と反射鏡付き管球（反射鏡一体型の管球）の一例として示す反射鏡付きハロゲン電球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を壁面等に取り付けるための固定具１８とを有する。
器具本体１６の底部には、反射鏡付きハロゲン電球１４の口金２６（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。

図２に、反射鏡付きハロゲン電球１４の概略構成を表した断面図を示す。
反射鏡付きハロゲン電球１４は、ハロゲン電球２０、反射鏡２２、前面ガラス２４、および口金２６等で構成される。
ハロゲン電球２０の詳細については後述する。
反射鏡２２は、ホウ珪酸ガラスからなり、漏斗状をしたガラス基体２８を有する。ガラス基体２８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２８Ａには、反射面を構成する多層干渉膜３０が形成されている。多層干渉膜３０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_２）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）等で形成することができ、これにより、ダイクロイックミラーが構成される。実施の形態におけるダイクロイックミラーは、可視光は反射し、赤外線を８０％透過する特性を有している。反射鏡２２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。

前面ガラス２４は、ガラス基体２８の大きい方の開口部に設けられている。前面ガラス２４は、ガラス基体２８に公知の止め金具３４によって係止されている。なお、止め金具３４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。
ガラス基体２８のネック部２８Ｂは、口金２６の端子部３６，３８とは反対側に設けられた基体受け部４０と嵌合された上、接着剤４２で固着されている。

なお、ガラス基体２８の口金２６への取り付けに先立って、ハロゲン電球２０が、口金２６に取り付けられている。また、口金２６にハロゲン電球２０とガラス基体２８（反射鏡２２）とが取り付けられた状態で（すなわち、反射鏡２２内にハロゲン電球２０が組み込まれた状態で）、ハロゲン電球２０の後述するバルブ４４の中心軸と反射鏡２２の光軸とが略同軸上に位置する（前記中心軸と前記光軸とが略一致する）こととなる。

図３に、ハロゲン電球２０の一部切欠き正面図を示す。なお、ハロゲン電球２０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。
ハロゲン電球２０は、気密封止されたバルブ４４を有している。
バルブ４４は、封止切りの残痕であるチップオフ部４６、後述するフィラメント体７２等を収納するフィラメント体収納部４８、略円筒状をした筒部５０、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５２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４８は、図３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４８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４４内には、ハロゲン物質と希ガスとがそれぞれ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。
封止部５２内には、一対の金属箔５４，５６が封着されている。金属箔５４，５６はモリブデン製である。
金属箔５４の一端部には外部リード線５８の一端部が、金属箔５６の一端部には外部リード線６０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５８，６０は、タングステン製である。外部リード線５８，６０の他端部は、バルブ４４の外部に導出されていて、それぞれ、口金２６（図２）の端子部３６，３８（図２）に電気的に接続されている。

金属箔５４の他端部には内部リード線６２の一端部が、金属箔５６の他端部には内部リード線６４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６２，６４は、タングステン製である。内部リード線６２，６４の一端部は、バルブ４４の封止部５２で支持されている。内部リード線６２，６４は、口金２６（図２）を介して供給される外部電力をフィラメント体７２に給電すると共に、フィラメント体７２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４に、フィラメント体７２を支持する支持構造体を示す斜視図を、図５に、当該支持構造体にフィラメント体７２が支持された状態を示す斜視図をそれぞれ示す。
図４に示すように、フィラメント体７２の一部を直接に支持する支持部材としては他に、タングステンからなるサポート線６６がある。
内部リード線６２，６４、サポート線６６は、一対の円柱状ステムガラス６８，７０で挟持されている。これによって、サポート線６６が支持されると共に、内部リード線６２，６４、サポート線６６相互間の相対的な位置が保持されることとなる。

図５に示すように、フィラメント体７２は、第１フィラメントコイル７４および第２フィラメントコイル７６の２個のフィラメントコイルからなる。第１および第２フィラメントコイル７４，７６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６２，６４、サポート線６６は、フィラメントコイル７４，７６の端部部分に挿入されて、フィラメントコイル７４，７６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、第１フィラメントコイル７４は、内部リード線６２のコイル支持部６２Ａ（図４参照）とサポート線６６のコイル支持部６６Ａ（図４参照）とで支持されている。
第２フィラメントコイル７６は、サポート線６６のコイル支持部６６Ｂ（図４参照）と内部リード線６４のコイル支持部６４Ａ（図４参照）とで支持されている。
また、図５から明らかなように、第１フィラメントコイル７４と第２フィラメントコイル７６の一端部同士は、サポート線６６で電気的に接続されている。すなわち、第１フィラメントコイル７４と第２フィラメントコイル７６は、サポート線６６によって電気的に直列に接続されている。

図５に示す状態で、内部リード線６２，６４から給電すると、第１および第２フィラメントコイル７４，７６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７４，７６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、それぞれ第１発光部７４Ａ、第２発光部７６Ａと規定することとする。すなわち、フィラメント体７２は、一重のコイル状をした２個の発光部７４Ａ，７６Ａを有している。

また、図４に示すように、第１、第２フィラメントコイル７４，７６（第１、第２発光部７４Ａ，７６Ａ）は、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。）状をしている。このような形状にしたのは、以下の理由による。すなわち、特許文献２や特許文献３に記載されているような、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（バルブの中心軸方向）におけるフィラメントコイル（発光部）の縮小化が図れることとなるからである。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７４，７６は、以下のようにして作製される。
すなわち、図６に示すように、円柱状をした芯線（マンドレル）７８を複数本（図示例では４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８０を巻回した後、芯線７８を溶解して作製する。
図７の上部に示すのは、第１フィラメントコイル７４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。

第１、２フィラメントコイル７４，７６は略同一形態なので、第１フィラメントコイル７４を代表にして説明する。
図７の上部に示すように、第１フィラメントコイル７４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７８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７８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、第１フィラメントコイル７４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７の下部に示すように、第１フィラメントコイル７４は、コイル支持部６２Ａとコイル支持部６６Ａ（図４、図５）で支持された両端部部分の非発光部７４Ｂと両コイル支持部６２Ａ，６６Ａ間部分の発光部７４Ａとを有している。

図８の上部に示すのは、内部リード線６２，６４、サポート線６６に取り付けられた状態の第１、第２フィラメントコイル７４，７６を、バルブ４４の中心軸Ｂ（図２、図３）方向から見た平面図を模式的に表したものであり、図８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、ハロゲン電球２０を反射鏡２２に組み込んだ状態においては、図８は、反射鏡２２の光軸Ｒ(図２)方向から、第１、第２フィラメントコイル７４，７６を見た図とも言える。ここで、図８は、第１、第２フィラメントコイル７４，７６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６２，６４の図示は省略し、サポート線６６は、第１、第２フィラメントコイル７４，７６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、第１、第２フィラメントコイル７４，７６の第１、第２発光部７４Ａ，７６Ａを実線で、非発光部７４Ｂ，７６Ｂを二点鎖線でそれぞれ表した。

図８に示すように、第１フィラメントコイル７４（第１発光部７４Ａ）と第２フィラメントコイル７６（第２発光部７６Ａ）とが、各々のコイル軸心ＣＸが中心軸Ｂに略平行となり、かつ、両コイルの長軸ＬＸ同士が略平行となる姿勢で配されてフィラメント体７２が構成されている。また、第１フィラメントコイル７４（第１発光部７４Ａ）と第２フィラメントコイル７６（第２発光部７６Ａ）とは、所定のコイル間隔（発光部間隔）Ｄ１を空けて配されている。さらに、中心軸Ｂに関する対称性を考慮して、第１フィラメントコイル７４（第１発光部７４Ａ）と第２フィラメントコイル７６（第２発光部７６Ａ）とは、中心軸Ｂから略等距離の位置に配されている。

上記コイル間隔Ｄ１は、以下の観点から決定される。集光効率を考慮した場合、コイル間隔Ｄ１はできるだけ短いほうが好ましい。しかし、コイル間隔Ｄ１を短くして、第１フィラメントコイル７４（発光部７４Ａ）と第２フィラメントコイル７６（発光部７６Ａ）を接近させすぎると、当該コイル（発光部）間でアーク放電が生じ、コイル線が断線してしまうといった事態が生じる。そこで、コイル間隔Ｄ１は、少なくとも上記アーク放電が生じない程度の長さに設定される。

上記のようにフィラメント体を、複数個（上記例では２個）の一重コイル（発光部）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ことにより、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
しかしながら、このようにフィラメント体を構成した場合には、点灯後まもなくに、反射鏡を構成するガラス基体の割れるものが発生した。本願発明者がその原因を追究したところ、ガラス基体が局所的に加熱されることによる熱割れであることが判明した。

フィラメント体が二重巻コイルからなる従来のハロゲン電球の場合、反射鏡に組み込まれた際、二重巻コイルは反射鏡の光軸を含む位置に配される。これに対し、上記実施の形態では、複数個の一重コイル（発光部）が光軸と直交する方向に配されるので、少なくとも一つの一重コイル（発光部）は、反射鏡の光軸から外れ、その分、反射鏡に近接することとなる。その結果、当該近接した一重コイル（発光部）で局所的に加熱される部分でガラス基体が割れるのである。

ここで、ガラスにおける熱割れの原理について、ガラス基体を例に次のように考えた。ハロゲン電球の点灯直後、ガラス基体はその内面から急加熱され、熱せられた内面は熱膨張により伸びようとするが、ガラスの熱伝導率は小さいため、外面はほとんど伸びない。このため、内面部分には圧縮応力が、外面部分には引っ張り応力が発生する。そして、引っ張り応力が破断応力を超えると、ガラス基体は、その外面から割れるのである。

本願発明者らは、この対策として内外面の伸びの差による応力を小さくするため、ガラス材料の熱膨張率に注目し、検討、実験を行った。
実験は、熱膨張係数の異なるガラス材料で基体を構成し、点灯させた際のガラス基体の割れ（亀裂）発生の有無を調査することによって行った。熱膨張係数は、３.６×１０^−６[１／Ｋ]、４.０×１０^−６[１／Ｋ]、４.５×１０^−６[１／Ｋ]、５.０×１０^−６[１／Ｋ]、および５.６×１０^−６[１／Ｋ]の５通りとした。なお、熱膨張係数は、ホウ珪酸ガラスを組成する成分中のホウ素（酸化ホウ素）とナトリウムやカリウムなどのアルカリ金属との成分比によって調整できる。

なお、参考例として、従来の二重コイルのフィラメント体を有するハロゲン電球を用いた場合についても実験を行った。参考例として用いたのは、実用化されている反射鏡付きハロゲン電球（松下電器産業株式会社製、品番ＪＤＲ１１０Ｖ６５ＷＫＭ／５Ｅ１１）を構成するハロゲン電球である。
ここで、上記参考例として準備した反射鏡付きハロゲン電球を「参考電球」、フィラメント体７２を有するハロゲン電球を備えた反射鏡付きハロゲン電球を「第１供試電球」と称することとする。

実験は、反射鏡の光軸が水平となる姿勢で反射鏡付きハロゲン電球を点灯させて行った。
また、第１供試電球は、第１フィラメントコイル７４（第１発光部７４Ａ）と第２フィラメントコイル７６（第２発光部７６Ａ）が鉛直方向（縦方向）に並ぶ姿勢で点灯させた。後述するように、この姿勢が、ガラス基体の割れ（亀裂）が発生しやすい姿勢だからである。

実験結果を図９に示す。
参考電球においては、いずれの熱膨張係数の場合でもガラス基体の割れ（亀裂）は発生しなかった。
一方、第１供試電球の場合、熱膨張係数が５.６×１０^−６[１／Ｋ]の場合に亀裂が発生し、５.０×１０^−６[１／Ｋ]以下の場合では割れ・亀裂は派生しなかった。

したがって、第１供試電球の場合には、ガラス基体を形成するガラス材料の熱膨張係数を５.０×１０^−６[１／Ｋ]以下にすることで、点灯後間もなく生じるガラス基体の割れ（亀裂）を防ぐことが可能となる。
上記実施の形態では、２個のフィラメントコイル（発光部）でフィラメント体を構成したが、これに限らず、３個のフィラメントコイル（発光部）でフィラメント体を構成しても構わない。

そのように構成したフィラメント体８２について図１０，図１１を参照しながら説明する。なお、フィラメント体８２を構成する各フィラメントコイル（発光部）の構成やその支持構造体は、その大きさ等を除き、フィラメント体７２の場合と基本的に同様なので、その詳細についての説明は省略する。
図１０は、支持構造体に支持されたフィラメント体８２を表した斜視図であり、図５に対応するものである。図１１は、フィラメント体８２を模式的に表したものであり、図８に対応する図である。

図１０、図１１に示すように、フィラメント体８２は、第１フィラメントコイル８４、第２フィラメントコイル８６、および第３フィラメントコイル８８を有する。
第１フィラメントコイル８４は、内部リード線９０のコイル支持部９０Ａとサポート線９２のコイル支持部９２Ａとで支持されている。第２フィラメントコイル８６は、サポート線９２のコイル支持部９２Ｂとサポート線９４のコイル支持部９４Ａとで支持されている。第３フィラメントコイル８８は、サポート線９４のコイル支持部９４Ｂと内部リード線９６のコイル支持部９６Ａとで支持されている。

内部リード線９０，９６、サポート線９２，９４は、一対の円柱状ステムガラス９８，１００で挟持されている。これによって、サポート線９２，９４が支持されると共に、内部リード線９０，９６、サポート線９２，９４相互間の相対的な位置が保持されることとなる。本例では、第２フィラメントコイル８４内をバルブ４４の中心軸Ｂ（反射鏡２２の光軸Ｒ）が通過するように、理想的には、第２フィラメントコイル８４のコイル軸心がバルブ４４の中心軸Ｂ（反射鏡２２の光軸Ｒ）と重なるように、第２フィラメントコイル８４の位置決めがなされている。

第１〜第３フィラメントコイル８４，８６，８８は、第１、第２フィラメントコイル７４，７６（図５、図８）と同様、それぞれ、コイル支持部が挿入されていて発光しない非発光部８４Ｂ，８６Ｂ，８８Ｂとコイル支持部間にあって発光する第１発光部８４Ａ、第２発光部８６Ａ、第３発光部８８Ａを有する。
フィラメント体８２において、図１１に示すコイル間隔ｄ１も、フィラメント体７２のコイル間隔Ｄ１の場合と同様の観点から定められる。

フィラメント体８２の場合は、フィラメント体７２（図８）よりも反射鏡の光軸Ｒと直交する方向に大きくなる。すなわち、フィラメント体８２の場合は、フィラメント体７２の場合よりも、反射鏡２２（ガラス基体２８）に近接するフィラメントコイル（発光部）が存することとなる。その結果、ガラス基体２８の局所的に加熱される部分の温度がさらに上昇する。そこで、フィラメント体８２の場合に、ガラス基体２８の熱割れが防止できる熱膨張係数の上限を調査すべく、上記と同様の実験を行った。なお、フィラメント体８２を有するハロゲン電球を備え、当該実験に供した反射鏡付きハロゲン電球を「第２供試電球」と称することとする。また、第１供試電球の場合と同様、第１フィラメントコイル８４（第１発光部８４Ａ）と第２フィラメントコイル８６（第２発光部８６Ａ）と第３フィラメントコイル８８（第３発光部８８Ａ）とが鉛直方向（縦方向）に並ぶ姿勢で点灯させた。

実験の結果を図９に示す。図９に示すように、第２供試電球の場合、熱膨張係数が４.５×１０^−６[１／Ｋ]以上の場合に亀裂が発生し、４.０×１０^−６[１／Ｋ]以下の場合では割れ・亀裂は派生しなかった。
したがって、第２供試電球の場合には、ガラス基体を形成するガラス材料の熱膨張係数を４.０×１０^−６[１／Ｋ]以下にすることで、点灯後間もなく生じるガラス基体の割れ（亀裂）を防ぐことが可能となる。

上述したように、上記実験は、複数個のフィラメントコイルが鉛直方向（縦方向）に並ぶ姿勢で反射鏡付きハロゲン電球を保持して行った。これは、以下の理由による。ハロゲン電球の点灯中、反射鏡２２内には、フィラメントコイル（発光部）で発生した熱の対流が生じる。この対流による加熱の程度は、当然のことながらガラス基体内側の上部で最も高くなる。そして、当該上部に対する加熱の程度は、反射鏡の光軸を水平方向に向けて点灯した際には、上記の姿勢をとった場合に最も高くなり、熱割れが最も発生しやすくなる。したがって、熱膨張係数の上記範囲を画定するに際し、熱割れに対して最も悪条件となる上記姿勢で実験を行ったのである。

このように、最も悪い条件の下で熱膨張係数の範囲を画定しているので、当該範囲の熱膨張係数を有するガラス材料でガラス基体を形成すれば、どのような姿勢で反射鏡付きハロゲン電球を用いても基本的に問題はない。しかしながら、対流による熱の悪影響をできるだけ排除するためには、複数個のフィラメントコイルが水平方向（横方向）に並ぶ姿勢で反射鏡付きハロゲン電球を使用することが好ましい。ところが、ハロゲン電球は反射鏡に組み込まれており、さらに前面ガラスを有する場合には、フィラメントコイルの並び方向を確認するのは困難である。このため、反射鏡付きハロゲン電球の外観からフィラメントコイルの並び方向を確認できるようにするための目印を付けることとしても構わない。

図１２に、そのような目印を有する反射鏡付きハロゲン電球を示す。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すのは、いずれも、フィラメント体８２（図１０、図１１）を有するハロゲン電球を備えた反射鏡付きハロゲン電球である。
図１２（ａ）に、一例として示す反射鏡付きハロゲン電球１０２の正面図を、図１２（ｂ）に同平面図を示す。反射鏡付きハロゲン電球１０２では、反射鏡１０４のガラス基体１０６に上記目印として突起１０８を設けた。突起１０８の設けるのは、反射鏡１０４の光軸Ｒが水平方向となり、かつ、３個のフィラメントコイル８４，８６，８８が水平方向に並ぶような姿勢をとった際に、ガラス基体１０６の外表面上、光軸Ｒ周りに最上部となる位置を含む部分である。

図１２（ｃ）に示す反射鏡付きハロゲン電球１１０は、突起１０８に代え、目印として凹部１１２を設けた例である。当該目印を設ける位置や、その他の構成は、ハロゲン電球１０２と同様なので、その説明については省略する。
図１２（ｄ）に示す反射鏡付きハロゲン電球１１４は、目印となる突起１１６を前面ガラス１１８に設けた例である。突起１１６の設けるのは、反射鏡１２０の光軸Ｒが水平方向となり、かつ、３個のフィラメントコイル８４，８６，８８が水平方向に並ぶような姿勢をとった際に、前面ガラス１１８の外表面上、光軸Ｒ周りに最上部となる位置を含む部分である。なお、突起１１６に代えて凹部を設けることとしてもよい。

また、突起や凹部に限らず、例えば、閉じた領域に形成した凹凸による模様でも構わない。
照明器具によっては、取り付けられた反射鏡付きハロゲン電球の姿勢をある程度変更できるものがある。このような照明器具の場合、上記目印を見ながら、反射鏡付きハロゲン電球を上記した好ましい姿勢に調整することが可能となる。

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、以下のような形態とすることも可能である。
（１）上記実施の形態では、フィラメント体を複数個のフィラメントコイルで構成したが、これに限らず、フィラメントコイル１個で構成することとしても構わない。
図１３は、そのように構成したフィラメント体１２２を表した図である。フィラメント体１２２は、フィラメントコイル７４，７６（図５）、フィラメントコイル８４，８６，８８（図１０）と同様にして作成された（図６）１個のフィラメントコイル１２４を湾曲状態で保持したものである。

フィラメントコイル１２４の一端部部分は内部リード線１２６のコイル支持部１２６Ａで支持され、他端部部分は内部リード線１２８のコイル支持部１２８Ａで支持されている。そして、山型に湾曲した形状とするため、フィラメントコイル１２４の長手方向中央位置がサポート線１３０で支持されている。フィラメントコイル１２４は、コイル支持部１２６Ａ，１２８Ａで支持されている部分では発光せず（非発光部）、コイル支持部間で発光する（発光部）。なお、符号１３２，１３４で示すのはステムガラスである。

図１４（ａ）は、図１３において矢印Ａの向きにフィラメントコイル１２４の発光部を見た場合の発光部の形状を模式的に表した図である。
図１３に示した例では、図１４（ａ）に示すように、発光部を山型の形状としたがこれに限らず、例えば、図１４（ｂ）に示すように「Ｕ」字状としても、図１４（ｃ）に示すように「Ｖ」字状としても構わない。

そのような形状は、サポート線を増設する等して、フィラメントコイルの中間支持位置を適宜選択することにより実現可能である。
（２）フィラメントコイルは、上記したトラック形状に限らず、他の扁平形状でも構わない。要は、互いに直交する長軸と短軸を有する扁平な横断面をした筒状に巻回されていれば構わない。また、扁平率も整数に限らず、任意の小数をとり得る。

ここで、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１５を参照しながら説明する。なお、図１５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、上記した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。
（３）また、本発明は、フィラメント体の発光部を扁平な筒状に巻回された一重のコイル状をしたものとしたが、これに限らず、円筒状に巻回された一重のコイル状をしたものとしても構わない。
（４）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。
（５）上記実施の形態では、反射鏡のガラス材料として、ホウ珪酸ガラスを例に説明したが、本発明は、他の硬質ガラス、例えば、石英ガラスを用いた場合にも適用可能である。あるいは、反射鏡のガラス材料として、ソーダガラス等の軟質ガラスを用いた場合にも適用することができる。

本発明に係る反射鏡付き管球は、例えば、店舗などのスポット照明として好適に利用可能である。

実施の形態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反射鏡付きハロゲン電球を示す図である。 上記反射鏡付きハロゲン電球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。 熱割れに関する実験結果を示す図である。 別のフィラメント体を示す斜視図である。 上記別の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。 （ａ），（ｂ）は反射鏡のガラス基体に目印となる突起が設けられた反射鏡付きハロゲン電球を示す図であり、（ｃ）は反射鏡のガラス基体に目印となる凹部が設けられた反射鏡付きハロゲン電球を示す図であり、（ｄ）は前面ガラスに目印となる突起が設けられた反射鏡付きハロゲン電球を示す図である。 変形例に係るフィラメント体を示す斜視図である。 （ａ）は上記変形例に係るフィラメント体の発光部形状を示す模式図であり、（ｂ）、（ｃ）は、他の変形例に係るフィラメント体の発光部形状を示す模式図である。 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
１４，１０２，１１０，１１４ 反射鏡付きハロゲン電球
２２，１０４，１２０ 反射鏡
２８，１０６ ガラス基体
３０ 多層干渉膜
４４ バルブ
７２，８２，１２２ フィラメント体
１０８，１１８ 突起
１１２ 凹部

Claims (4)

1. ガラス基体の凹面部に反射面が形成されてなる反射鏡と、
   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有し、前記反射鏡内に組み込まれた管球と、
   を備え、
   前記フィラメント体は、一重のコイル状をした２個の発光部からなり、各発光部のコイル軸心が前記反射鏡の光軸と略平行となる姿勢で、かつ、両発光部が前記光軸と交差する方向に間隔を置いて配列されてなるものであり、
   前記基体を形成するガラス材料の熱膨張係数が５.０×１０^−６[１／Ｋ]以下であることを特徴とする反射鏡付き管球。
2. ガラス基体の凹面部に反射面が形成されてなる反射鏡と、
   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有し、前記反射鏡内に組み込まれた管球と、
   を備え、
   前記フィラメント体は、一重のコイル状をした３個の発光部からなり、各発光部のコイル軸心が前記反射鏡の光軸と略平行となる姿勢で、かつ、発光部の各々が前記光軸と交差する方向に互いに間隔を置いて配列されてなるものであり、
   前記基体を形成するガラス材料の熱膨張係数が４.０×１０^−６[１／Ｋ]以下であることを特徴とする反射鏡付き管球。
3. 前記発光部の前記配列の方向を確認できる目印が、外観上目視できるところに設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の反射鏡付き管球。
4. 照明器具と、
   前記照明器具に取り付けられている、請求項１〜３のいずれか１項に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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