JP2009026684A - 管球および反射鏡付き管球 - Google Patents
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Abstract
【課題】外力に起因する振動に強く、高い集光効率を実現でき、かつ、配光曲線における双峰性を解消して、中心部が暗くならないスポットライトの得られる管球を提供すること。
【解決手段】気密封止されたバルブ内にフィラメント体56が収納された構成を有する管球であって、前記フィラメント体56は、前記バルブの中心軸Bを含む位置に配され、扁平に巻かれた単フィラメントコイル60からなる。
【選択図】図3
【解決手段】気密封止されたバルブ内にフィラメント体56が収納された構成を有する管球であって、前記フィラメント体56は、前記バルブの中心軸Bを含む位置に配され、扁平に巻かれた単フィラメントコイル60からなる。
【選択図】図3
Description
本発明は、管球および反射鏡付き管球に関し、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、すなわち、ハロゲン電球を反射鏡に組み込んだ際に前記光軸と略重なることとなる前記バルブの中心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。
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、すなわち、ハロゲン電球を反射鏡に組み込んだ際に前記光軸と略重なることとなる前記バルブの中心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(バルブの中心軸方向)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。
ところが、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全体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、3個または4個の一重円筒コイルが反射鏡の光軸に対して全体的に対称となるように、各々の一重円筒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、3個または4個の一重円筒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。
特開2001−345077号公報
特表平6−510881号公報
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、3個または4個の一重円筒コイルが反射鏡の光軸に対して全体的に対称となるように、各々の一重円筒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、3個または4個の一重円筒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、光軸を中心として軸対称に複数個の一重コイルを配してなる上記フィラメント体を備えたハロゲン電球を反射鏡に組み込んでスポットライト照明として用いた場合、照射面におけるスポットライトの中心部が暗くなり、その周囲が明るくなるといったいわゆるドーナッツ状のスポット形状になることが判明した。
この現象は、二重巻きコイルや三重巻きコイル一つでフィラメント体を構成した場合には見られなかったものであり、このようなスポット形状は、対象物を文字通りスポット的に浮かび上がらせるためのスポット照明として、好ましくないことは言うまでもない。
この現象は、二重巻きコイルや三重巻きコイル一つでフィラメント体を構成した場合には見られなかったものであり、このようなスポット形状は、対象物を文字通りスポット的に浮かび上がらせるためのスポット照明として、好ましくないことは言うまでもない。
本発明は、上記した課題に鑑み、外力に起因する振動に強く、高い集光効率を実現でき、かつ、配光曲線における双峰性を解消して、中心部が暗くならないスポットライトの得られる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、気密封止されたバルブ内にフィラメント体が収納された構成を有する管球であって、前記フィラメント体は、前記バルブの中心軸を含む位置に配され、扁平に巻かれた単フィラメントコイルからなることを特徴とする。
また、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、当該反射鏡の光軸と前記中心軸とが略重なる状態で組み込まれている上記管球と、を有することを特徴とする。
また、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、当該反射鏡の光軸と前記中心軸とが略重なる状態で組み込まれている上記管球と、を有することを特徴とする。
上記構成からなる管球によれば、(1)フィラメント体が単フィラメントコイルからなるので、外力に起因する衝撃に強く、(2)単一の発光領域となることから反射鏡と組み合わせて使用した場合でも、双峰性の解消したスポットライトが得られ、また、(3)バルブの中心軸を含む位置に配された単フィラメントコイルが扁平に巻かれたものであるので、バルブの中心軸方向に短縮することが可能となる関係上、高い集光効率を実現できる。
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。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る管球の一例として示すハロゲン電球14を備える照明装置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。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係る管球の一例として示すハロゲン電球14を備える照明装置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。
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、二酸化ケイ素(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、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。また、多層干渉膜22に代えてアルミニウムやクロム等からなる金属膜で反射面を構成することもできる。反射鏡18の開口径(ミラー径)は35[mm]〜50[mm]の範囲で選択でき、ビームの開き(ビーム角)が、狭角(約10°)のものである。なお、狭角に限らず、中角(約20°)、広角(約35°)でも構わず、狭角、中角、広角共に、その許容されるビームの開きの範囲はIEC規格で規定されている通り、±25[%]である。また、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、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、二酸化ケイ素(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、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。また、多層干渉膜22に代えてアルミニウムやクロム等からなる金属膜で反射面を構成することもできる。反射鏡18の開口径(ミラー径)は35[mm]〜50[mm]の範囲で選択でき、ビームの開き(ビーム角)が、狭角(約10°)のものである。なお、狭角に限らず、中角(約20°)、広角(約35°)でも構わず、狭角、中角、広角共に、その許容されるビームの開きの範囲はIEC規格で規定されている通り、±25[%]である。また、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(光照射開口部)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における後述するバルブ26の中心軸Bと反射鏡18の光軸Rとが略同軸上に位置することとなる(中心軸Bと光軸Rとが略重なることとなる)。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20[W]〜35[W]以下に設定された電球である。
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における後述するバルブ26の中心軸Bと反射鏡18の光軸Rとが略同軸上に位置することとなる(中心軸Bと光軸Rとが略重なることとなる)。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20[W]〜35[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56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。
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56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。
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。
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56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56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。
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56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56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。
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56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56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る範囲である。
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56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56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。
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。
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30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(後述)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。
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、金属線の一例として示すタングステン線からなり、その径は、例えば、0.5[mm]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で支持されていて、当該封止部38からバルブ26内空間に延出されている。内部リード線52,54は、口金30を介して供給される外部電力をフィラメント体56に給電すると共に、フィラメント体56の一部を直接に支持する導電性支持部材としての役割を果たす。
図3(a)に、フィラメント体56が支持されてなるマウント58の斜視図を示す。
フィラメント体56を支持する内部リード線52,54は、その一部がステムガラス63で挟着されている。ステムガラス63は、円柱形をした一対のガラス部材57,59を平行に溶着させたものである。これによって、両内部リード線52,54相互間の相対的な位置が保持されることとなる。
フィラメント体56を支持する内部リード線52,54は、その一部がステムガラス63で挟着されている。ステムガラス63は、円柱形をした一対のガラス部材57,59を平行に溶着させたものである。これによって、両内部リード線52,54相互間の相対的な位置が保持されることとなる。
フィラメント体56は、単フィラメントコイル60一個で構成されている。単フィラメントコイル60は、タングステンからなるフィラメント線が、短軸と長軸とを有する扁平な横断面をした筒状に巻かれてなるものであり、そのコイル軸芯CXが曲げられることなく略真直ぐな状態で用いられる。フィラメント体56として単コイルを採用したのは、ハロゲン電球に外力(衝撃力)が加わった場合であっても、コイルの振動に起因する断線を生じにくくするためである。
また、単フィラメントコイル60として、扁平な筒状に巻かれたコイル(以下、「扁平コイル」と言う。)を採用したのは、以下の理由による。すなわち、円筒状に巻回されてなる単コイル(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(バルブ中心軸)におけるコイルフィラメント(発光部)の縮小化が図れることとなるからである。
扁平コイルである単フィラメントコイル60は、以下のようにして作製される。
すなわち、図4に示すように、円柱状をした芯線(マンドレル)62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、タングステンからなるフィラメント線64を、後述する拡開部を除き全体的に所定の等ピッチ(一様ピッチ)で巻回した後、芯線62を化学的に溶解除去して作製する。なお、フィラメント線の径は、例えば、0.05mmで、前記所定の等ピッチは、例えば、0.079mmに設定される。
すなわち、図4に示すように、円柱状をした芯線(マンドレル)62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、タングステンからなるフィラメント線64を、後述する拡開部を除き全体的に所定の等ピッチ(一様ピッチ)で巻回した後、芯線62を化学的に溶解除去して作製する。なお、フィラメント線の径は、例えば、0.05mmで、前記所定の等ピッチは、例えば、0.079mmに設定される。
図5の上部に示すのは、単フィラメントコイル60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5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。
図5の上部に示すように、単フィラメントコイル60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62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62の本数で、扁平の度合い(扁平率)を調整することができる。
図5の上部に示すように、単フィラメントコイル60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62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62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、単フィラメントコイル60内周における長軸LXの長さ(長径)を短軸SXの長さ(短径)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り、一例として、扁平率を「4」としている。
また、単フィラメントコイル60は、全体的には、略一様なピッチで巻かれているのであるが、その中間部の両側に、上記略一様なピッチよりも拡げられた拡開部60E1,60E2を有する。拡開部60E1,60E2は、1〜2巻(ターン)の範囲で形成される。拡開部60E1,60E2は、前述した単フィラメントコイル60の作製工程において、芯線62にフィラメント線64を巻く際に形成される。なお、「拡開部」は、コイルにおいてピッチがとんでいる(ピッチが大きくなっている)部分であることから「とばし部」と称することもある。
また、単フィラメントコイル60は、全体的には、略一様なピッチで巻かれているのであるが、その中間部の両側に、上記略一様なピッチよりも拡げられた拡開部60E1,60E2を有する。拡開部60E1,60E2は、1〜2巻(ターン)の範囲で形成される。拡開部60E1,60E2は、前述した単フィラメントコイル60の作製工程において、芯線62にフィラメント線64を巻く際に形成される。なお、「拡開部」は、コイルにおいてピッチがとんでいる(ピッチが大きくなっている)部分であることから「とばし部」と称することもある。
単フィラメントコイル60において、拡開部60E1,60E2よりも端部側の部分が、それぞれ、内部リード線52,54に接続される(内部リード線52,54で支持される)継線部60B1,60B2となる。
拡開部60E1,60E2を設ける目的は、フィラメント体61において、発光領域(発光するフィラメント線部分の長さ)を安定させるためである。内部リード線52,54と接触するフィラメント線部分は、通電状態において発光しない。拡開部60E1,60E2を設けない場合(すなわち、継線部となるべき部分と発光部となるべき部分とが、拡開部を介することなく、連続している場合)、両継線部60B1,60B2間が発光すべきなのであるが、発光部と継線部60B1,60B2との境界が不明確となり、継線部となるべき部分が不用意に発光したり、その逆に、発光すべき部分が発光しなかったりする事態が生じる。そこで、拡開部60E1,60E2を設け、継線部60B1,60B2と発光部との間に存するフィラメント線部分(すなわち、拡開部60E1,60E2に存するフィラメント線部分)は、積極的に発光させないこととすることにより、発光部の基端(フィラメント線の発光端)を明確にすることとしているのである。これにより、発光するフィラメント線部分の長さが安定する関係上、消費電力が安定することとなる。
拡開部60E1,60E2を設ける目的は、フィラメント体61において、発光領域(発光するフィラメント線部分の長さ)を安定させるためである。内部リード線52,54と接触するフィラメント線部分は、通電状態において発光しない。拡開部60E1,60E2を設けない場合(すなわち、継線部となるべき部分と発光部となるべき部分とが、拡開部を介することなく、連続している場合)、両継線部60B1,60B2間が発光すべきなのであるが、発光部と継線部60B1,60B2との境界が不明確となり、継線部となるべき部分が不用意に発光したり、その逆に、発光すべき部分が発光しなかったりする事態が生じる。そこで、拡開部60E1,60E2を設け、継線部60B1,60B2と発光部との間に存するフィラメント線部分(すなわち、拡開部60E1,60E2に存するフィラメント線部分)は、積極的に発光させないこととすることにより、発光部の基端(フィラメント線の発光端)を明確にすることとしているのである。これにより、発光するフィラメント線部分の長さが安定する関係上、消費電力が安定することとなる。
ここで、上記の目的を確実に達成するためには、継線部60B1,60B2における、単フィラメントコイル60の中央側(拡開部60E1,60E2側)の最終ターン(巻き線部分)を、内部リード線52,54に確実に接触させる必要がある。
図3に戻り、単フィラメントコイル60の端部から導入された内部リード線52は、拡開部60E2から導出されていて、導出部52Aが、単フィラメントコイル60の対応する端部側に折り曲げられている。
図3に戻り、単フィラメントコイル60の端部から導入された内部リード線52は、拡開部60E2から導出されていて、導出部52Aが、単フィラメントコイル60の対応する端部側に折り曲げられている。
内部リード線52の単フィラメントコイル60内における形態について、図6を参照しながら説明する。図6は、図3に示す矢印Aの向きに継線部60B2を見た図であり、継線部60B2を断面で表し、その内部における内部リード線52部分の形態を分かり易くした図である。なお、継線部60B2は、両端以外の同一形状部分を一部省略したものであり、当該同一形状部分については、コイルの内径と外径を一点鎖線で表したものである。また、継線部60B2等の手前に見える内部リード線54(図3)の図示は省略した。
内部リード線52は、扁平な横断面を有する筒状に巻かれた単フィラメントコイル60内において、前記横断面の長軸方向に「く」字状に屈曲された屈曲部52Bを有する。屈曲部52Bを設けない場合、単フィラメントコイル60が内部リード線を中心として回転してしまうのであるが、当該屈曲部52Bを設けることにより、当該回転を防止できる。回転を防止するのは、回転してしまうと、継線部60B2(図3)が内部リード線54に異常に接近したり、場合によっては接触したりして、内部リード線54との間で放電や、短絡が生じる恐れがあり、好ましくないからである。屈曲部52Bの高さHは、前記長軸の長さと略等しいことが好ましい。
なお、屈曲部52Bにおいて「く」字状の屈曲角度βは特に限定されるものではなく、図示した角度より小さくても大きくても構わない。
また、屈曲の形態も「く」字状に限定されるものではなく、上述した目的が達成できる(効果が得られる)形態であれば構わない。上記の例では、内部リード線52を3箇所で折曲して「く」字状にしたが、例えば、4箇所で折曲して「コ」字状としても構わない。あるいは、円弧状や蛇行状等としても構わない。
また、屈曲の形態も「く」字状に限定されるものではなく、上述した目的が達成できる(効果が得られる)形態であれば構わない。上記の例では、内部リード線52を3箇所で折曲して「く」字状にしたが、例えば、4箇所で折曲して「コ」字状としても構わない。あるいは、円弧状や蛇行状等としても構わない。
屈曲部52B両側にストレート部52C,52Dが、継線部60B2の前記長軸方向一端部側内周に沿い、継線部60B2(単フィラメントコイル60)の軸心方向に延びている。ストレート部52Dに続く部分は、拡開部60E2から単フィラメントコイル60外へ導出されていて、当該導出部52Aが、前述したように、単フィラメントコイル60の端部側に折り曲げられている。当該折り曲げは、内部リード線52の、継線部60B2における拡開部60E2側の最終巻き線(最終ターン)60T1と接触する位置を基点としてなされている。折り曲げ角度αは、45度以下が好ましい。
このように、導出部52Aを折り曲げることにより、内部リード線52を最終巻き線60T1と確実に接触させることができ、もって、継線部60B2が不用意に発光することを防止できる。
また、導出部52Aを折り曲げることで、継線部60B2が内部リード線52から脱落するのを防止できる。図6において、二点鎖線で示す折り曲げない状態のままであると、ハロゲン電球14に外力が加わって、例えば、フィラメント体56が扁平の長軸方向に振動した場合に導出部52Aから継線部60B2が抜け出してしまう事態が生じるのであるが、上記のように折り曲げることで、フィラメント線が内部リード線52の端部を越えて振動することが無いので、上記のような事態を防止できるのである。
また、導出部52Aを折り曲げることで、継線部60B2が内部リード線52から脱落するのを防止できる。図6において、二点鎖線で示す折り曲げない状態のままであると、ハロゲン電球14に外力が加わって、例えば、フィラメント体56が扁平の長軸方向に振動した場合に導出部52Aから継線部60B2が抜け出してしまう事態が生じるのであるが、上記のように折り曲げることで、フィラメント線が内部リード線52の端部を越えて振動することが無いので、上記のような事態を防止できるのである。
図3に戻り、封止部38(図2)から延出されたもう一方の内部リード線54は、その延出端部部分に、「コ」字状に屈曲したコイル支持部54Aを有する。
単フィラメントコイル94の継線部60B1は、内部リード線54のコイル支持部54Aで支持されている。
上記の構成からなるマウント58において、内部リード線52,54を介して給電すると、単フィラメントコイル60の中間部60A(拡開部60E1から拡開部60E2に至る部分)の全体が発光することとなる。以下、この中間部60Aを発光部60Aとも称することとする。ここで、発光部60Aの長さ(コイル軸芯CX方向の長さ)は、3[mm]〜8[mm]の範囲で、例えば、5[mm]である。
単フィラメントコイル94の継線部60B1は、内部リード線54のコイル支持部54Aで支持されている。
上記の構成からなるマウント58において、内部リード線52,54を介して給電すると、単フィラメントコイル60の中間部60A(拡開部60E1から拡開部60E2に至る部分)の全体が発光することとなる。以下、この中間部60Aを発光部60Aとも称することとする。ここで、発光部60Aの長さ(コイル軸芯CX方向の長さ)は、3[mm]〜8[mm]の範囲で、例えば、5[mm]である。
このように、ハロゲン電球14(図2)では、フィラメント体が単一の発光部60Aで構成されているので、反射鏡18と組み合わせて使用した場合でも、双峰性の解消したスポットライトが得られる。
また、単フィラメントコイル60を、反射鏡18の光軸R(バルブ26の中心軸B)を貫く位置(本例では、単フィラメントコイル60のコイル軸芯CXがバルブ26の中心軸Bと略重なる位置)に配しているので、高い集光効率が実現できる。
また、単フィラメントコイル60を、反射鏡18の光軸R(バルブ26の中心軸B)を貫く位置(本例では、単フィラメントコイル60のコイル軸芯CXがバルブ26の中心軸Bと略重なる位置)に配しているので、高い集光効率が実現できる。
さらに、単フィラメントコイル60は、扁平コイルなので、円筒コイルと比較して、反射鏡18の光軸R(バルブ26の中心軸B)に短縮できるため、これによっても高い集光効率を実現できる。
<実施の形態2>
図7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。
<実施の形態2>
図7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、二酸化ケイ素(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、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。また、多層干渉膜108に代えてアルミニウムやクロム等からなる金属膜で反射面を構成することもできる。反射鏡104の開口径(ミラー径)は35[mm]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、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、二酸化ケイ素(SiO2)、二酸化チタン(TiO2)、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。また、多層干渉膜108に代えてアルミニウムやクロム等からなる金属膜で反射面を構成することもできる。反射鏡104の開口径(ミラー径)は35[mm]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(光照射開口部)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。言うまでも無く、口金114にバルブ26と基体106(反射鏡104)とが取り付けられた状態で(すなわち、反射鏡104内にハロゲン電球102が組み込まれた状態で)、バルブ26の中心軸と反射鏡104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重なる)こととなる。
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、以下の形態とすることもできる。
(1)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。
(1)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8を参照しながら説明する。なお、図8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。
(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。
(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)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、コイルフィラメント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。
(3)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、コイルフィラメント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、スポット照明用の光源として好適に利用可能である。
14,102 ハロゲン電球
26 バルブ
60 単フィラメントコイル
56 フィラメント体
100 反射鏡付きハロゲン電球
104 反射鏡
26 バルブ
60 単フィラメントコイル
56 フィラメント体
100 反射鏡付きハロゲン電球
104 反射鏡
Claims (2)
- 気密封止されたバルブ内にフィラメント体が収納された構成を有する管球であって、
前記フィラメント体は、前記バルブの中心軸を含む位置に配され、扁平に巻かれた単フィラメントコイルからなることを特徴とする管球。 - 反射鏡と、
前記反射鏡内に、当該反射鏡の光軸と前記中心軸とが略重なる状態で組み込まれている請求項1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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007190691A JP2009026684A (ja) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | 管球および反射鏡付き管球 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007190691A JP2009026684A (ja) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | 管球および反射鏡付き管球 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009026684A true JP2009026684A (ja) | 2009-02-05 |
Family
ID=40398305
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007190691A Pending JP2009026684A (ja) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | 管球および反射鏡付き管球 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009026684A (ja) |
-
2007
- 2007-07-23 JP JP2007190691A patent/JP2009026684A/ja active Pending
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