JP3674217B2 - ハロゲン電球および照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はハロゲン電球およびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハロゲン電球の気密容器の表面に可視光透過・赤外線反射膜を形成してフィラメントから放射された赤外線を再びフィラメントに帰還することにより、発光効率を向上させるとともに、可視光と一緒に放射される熱線を大幅に減少して、被照射体の温度上昇を防止することができるようにしたハロゲン電球は既に販売されている。
【０００３】
さらに、直線状のフィラメントに対して気密容器の形状を回転楕円形状にすることにより、所定の長さを有するフィラメントの長手方向に対しても赤外線の帰還率が向上するために、さらに発光効率が向上することは、たとえば特開昭５４−１５２３６９号公報に記載されて既に知られている。
【発明が解決しようとする課題】
ところが、気密容器を回転楕円形状にすると、ハロゲン電球の働程中に早期断線が発生しやすいことが分かった。調査の結果、早期断線はフィラメントの中央部の温度が局部的に過昇になった場合に発生した。すなわち、フィラメントの長手方向の温度分布は、赤外線の帰還を考慮しない場合であっても、両端部はサポート線に熱が伝導するから、中央部が最も高くて両端が低い。
【０００４】
さらに、フィラメントから放射された赤外線が回転楕円形状の可視光透過・赤外線反射膜で反射して、フィラメントに帰還するのは、赤外線の放射位置ではなく、主として楕円の焦点間である。このため、フィラメントの中央部が帰還した赤外線によってさらに温度上昇することになる。その結果、フィラメントの中央部が温度過昇になって早期断線しやすいことが分かった。
【０００５】
一方、従来、回転楕円形状の気密容器を備え、かつ２重コイルフィラメントの中央部にアンカー線を配設したハロゲン電球もあったが、そのアンカー線は２重コイルフィラメント全体を緩く包囲するものであった。このような構造では、アンカー線は通常はフィラメントに接触しないか、わずかに接触するにすぎない。
【０００６】
したがって、このハロゲン電球においては、２重コイルフィラメントの中央部の温度は早期断線を防止できるほど低下しないものであった。
【０００７】
本発明は、フィラメントの支持を確実にしたハロゲン電球を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、加えてフィラメントの２重コイルフィラメント部における中央部の熱を伝導にて移動させることにより、フィラメントの長手方向の温度分布をなるべく平坦化させて早期断線を防止したハロゲン電球を提供することを他の目的とする。
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【０００９】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１０】
気密容器は、石英、硬質ガラスなどの透光性にして耐火性の材料から形成する。主要部とは、フィラメントの周囲に位置してフィラメントを包囲している部分であり、したがってフィラメントの放射のうち主として照明に寄与する放射が透過する。気密容器の主要部以外の部分には、たとえば主要部の先端に配設することがあるチップオフ部、主要部の基端側に連接される円筒部および封止部などがある。封止部は、封止の方式によってその構成が異なる。石英ガラスで気密容器を形成する場合は、ピンチシールが採用されるのが一般的である。硬質ガラス製の気密容器の場合は、フレアシール、ビードシールなどを採用することができる。
【００１１】
回転楕円形状部分は、その長軸が気密容器の軸になるように配置されるのが一般的であるが、本発明はこれに限定されるものではない。しかし、フィラメントは、その後述する２重コイルフィラメント部が回転楕円の長軸上に配置されるものとする。
【００１２】
フィラメントは、２重コイルフィラメント部および一対のレグ部を備えており、タングステン線を用いてこれを形成するのが一般的である。２重コイルフィラメント部は、文字どり２重コイルフィラメントにより構成されている。なお、２重コイルフィラメント部の中央部は、これを気密容器のほぼ軸上において楕円焦点間のほぼ中央に位置するように配置することができる。２重コイルフィラメント部の中央を回転楕円の焦点間のほぼ中央に位置させることで、フィラメントから放射された赤外線が可視光透過・赤外線反射膜によって反射されて帰還する際の分布がバランスよくなる。これによりフィラメントの温度分布をなるべく均一化するようにすることができる。
【００１３】
一対のレグ部は、２重コイルフィラメント部の両端に形成されている。フィラメントへの給電は、サポート線などを介して行われる。
【００１４】
一対のサポート線は、フィラメントをサポートすなわち支持し、その一方がチップオフ部内に挿入され、折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する。
【００１５】
また、一対のサポート線は、気密容器の一端側において気密に封止することができる。これにより、片口金のハロゲン電球を提供するができ、従来の有底円筒状すなわちＴ形の気密容器を有するハロゲン電球と互換性を持たせることができる。
【００１６】
可視光透過・赤外線反射膜は、気密容器の表面に形成されるが、外面および内面のいずれか一方または両方に形成することができる。この反射膜は既知の多層干渉膜によって構成することができる。多層干渉膜は、高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とを交互に複数層形成してなるものである。高屈折率の薄膜としては、たとえば酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などを用いることができる。また、低屈折率の薄膜としては、酸化珪素（ＳｉＯ2）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）などを用いることができる。製膜の方法としては、ディッピング法、蒸着法、化学的膜形成法（ＣＶＤ）などを採用することができる。そして、上記反射膜は、少なくとも気密容器の主要部の大部分に形成されていればよい。
【００１７】
ハロゲンは、ヨウ素、臭素、塩素およびフッ素のいずれか１種または複数種を微量に封入するもので、上記のハロゲンを炭化水素との化合物の形で封入することによって、製造時の取扱いを容易にすることができる。そして、ハロゲンサイクルによってタングステンの蒸発を抑制するとともに、気密容器の黒化を防止する。
【００１８】
不活性ガスとしては、窒素またはアルゴンなどの希ガスが封入される。
【００１９】
そうして、本発明においては、フィラメントの気密容器の先端側を保持する一方のサポート線に折り返し部を形成し、その折り返し部をチップオフ部内に挿入するとともに、フィラメントのレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入したので、フィラメントとサポート線との接続が確実になるとともに、折り返し部のレグ部がクッションの作用をするために、チップオフ部との係合が良好になり、したがってフィラメントの支持が確実になる。
【００２０】
請求項２の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えてチップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入し、他方はもう一方のレグ部をサポート線に挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【００２１】
本発明は、請求項１の構成に加えて一対のサポート線が上記のようにいずれもフィラメントの一対のレグ部をその内部に挿入することによって保持する構成を規定している。
【００２２】
なお、フィラメントをサポート線に懸架する際の固定を確実にするために、サポート線にレグ部を挿入後レグ部をかしめることができる。そして、サポート線およびアンカー線を絶縁ビーズによって絶縁的に支持することができる。そうすれば、気密容器に封装する部品を予め一体に組み立てておくことができ、このため製造時の取扱いが容易となる。
【００２３】
また、フィラメントのレグ部においてサポート線が挿入されている部分に再結晶部が形成されているように構成することができる。なお、再結晶部はサポート線の先端部に位置しているレグ部であることが許容されるが、再結晶部が存在すると、ハロゲン電球の製造過程においてまたは電球使用中に不所望な振動が加わった際のフィラメントの位置ずれが発生しにくくなる。上記構成においては、外部から加わる振動に対して発光部の寸法ずれが極めて少なくなる。
【００２４】
さらに、フィラメントは、サポート線が挿入されている部分のレグ部における１重コイルのピッチがこれに隣接するレグ部の１重コイルのピッチより小さいように構成することができる。この構成は、サポート線が挿入されているレグ部をサポート線の長さ方向に圧 縮してそのピッチを小さくするか、反対にサポート線が挿入されていないレグ部を引っ張ってピッチを大きくすることで実現することができる。
【００２５】
請求項３の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【００２６】
本発明は、請求項１の発明の構成に加えて上記構成のアンカー線が付加された構成を規定している。
【００２７】
アンカー線は、フィラメントの２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において１重コイル部分を抱持するもので、モリブデン、タングステンなどの耐火性金属からなる線を用いる。アンカー線の基端は適当な絶縁部材たとえばガラスビーズなどに固定することができる。この場合、サポート線を一緒に固定することもできる。
【００２８】
なお、アンカー線の抱持部は、その内径が１重コイルの外径より大きく、外径が１重コイルの外径および２重コイルのピッチ間隔の２倍の寸法より小さいリング状であるように構成することができる。このようにアンカー線の抱持部の寸法を規制することにより、抱持部と接触する２重コイルフィラメント部の部分からの熱の伝導量を最適にしてフィラメント温度を平坦化することができる。
【００２９】
また、抱持部を予め円環形状に整形しておき、フィラメントの端部から抱持部を挿通させ中央部まで移動させることができる。このようにすると、フィラメントの変形を避けることができ、点灯中の早期断線を防止することができる。しかし、本発明は抱持部を予め整形したものに限定されるものではなく、たとえば線の先端をＵ字状に屈曲してフィラメントの所定部分に通してから、Ｕ字状部を変形させることにより、抱持部を形成してもよい。
【００３０】
そうして、本発明においては、一対のサポート線が請求項１の発明におけるのと同様な構成であるのに加えて、アンカー線を具備していることにより、以下の作用を奏する。すなわち、フィラメントが通電によって白熱して、主として可視光と赤外線とが放射されるが、気密容器の回転楕円形状部分に形成された可視光透過・赤外線反射膜により、赤外線は反射されてフィラメントの２重コイルフィラメント部に帰還する。可視光は、上記反射膜を透過して照明に貢献する。
【００３１】
通電下のフィラメントの温度分布は、赤外線の反射を考慮しない場合、中央がかなり高くて両端が低い山状になる。可視光透過・赤外線反射膜による赤外線の反射が、回転楕円の焦点の位置するフィラメントの２重コイルフィラメント部の両端部近傍に多く反射されるように設計されるのが一般的であるが、それでも実際にはまだフィラメントの温度分布は中央部を中心とする山なりになる。
【００３２】
しかし、本発明においては、フィラメントの２重コイルフィラメント部の中央部にアンカー線が配設されているので、中央部の熱はアンカー線に伝導して低くなり、このため、フィラメント上の温度分布は中央部が凹むか、ないしはなだらかとなって全体としてかな り平坦になる。
【００３３】
したがって、本発明においては、フィラメントの中央部の温度過昇による早期断線を防止することができる。
【００３４】
請求項４の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えてチップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入し、他方はもう一方のレグ部をサポート線に挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【００３５】
本発明は、請求項２の発明の構成に加えてアンカー線が付加された構成を規定している。
【００３６】
そうして、本発明においては、一対のサポート線が請求項２の発明におけるのと同様な作用を奏するのに加えて、アンカー線を具備していることにより、請求項３の発明におけるのと同様な作用を奏する。
【００３７】
請求項５の発明のハロゲン電球は、請求項１ないし４いずれか一記載のハロゲン電球において、サポート線は、その少なくとも先端部に細線が巻回されており；コイルフィラメントは、細線の上からサポート線に挿入されている；ことを特徴としている。
【００３８】
本発明においては、サポート線の先端部に細線を巻回して、その上からフィラメントのレグ部をサポート線の先端に挿入する構成なので、レグ部とサポート線との摩擦を良好にして、両者の接続を確実にすることができる。このことは、サポート線の挿入長さを短縮できることを意味し、ひいてはハロゲン電球の小形化を可能とする。なお、先端部とは、フィラメントの端部に挿入されている部分をいい、先端部の一部に細線が巻回されていれば、本発明にいう、先端部に細線が巻回されているものとする。
【００３９】
請求項６の発明のハロゲン電球は、請求項１ないし５いずれか一記載のハロゲン電球において、サポート線は、その先端が球状に形成されていることを特徴としている。
【００４０】
サポート線の先端の球状部にフィラメントのレグ部を接続するには、フィラメントの端部を圧入すればよいし、また球状部のサイズをフィラメントの端部を圧入可能な程度にするものとする。
【００４１】
本発明においては、サポート線の先端に球状部を形成したので、レグ部の抜け止めとなり、フィラメントとサポート線との接続を確実にすることができる。
【００４２】
請求項７の発明のハロゲン電球は、請求項１ないし６いずれか一記載のハロゲン電球において、レグ部とこれに挿入されているサポート線とが溶接されていることを特徴としている。
【００４３】
レグ部のいずれか一方または両方を溶接の対象にすることができる。溶接は、抵抗スポット溶接が好ましい。要すれば、請求項５のようにサポート線に細線を巻回して、レグ部に挿入したうえに、溶接することが許容される。
【００４４】
そうして、本発明によれば、溶接によってレグ部とサポート線とを確実に接続して、レグ部の抜け止めをなくすことができる。
【００４５】
請求項８の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし７のいずれか一記載のハロゲン電球と；を具備していることを特徴としている。
【００４６】
照明装置は、各種照明器具、標識灯、信号灯など何らかの目的でハロゲン電球の発光を利用する全ての装置に適応するものである。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４７】
図１ないし図４は、本発明のハロゲン電球における第１の実施形態を示し、図１は気密容器とフィラメントの位置関係を説明する正面図、図２はフィラメント組立の正面図、図３はアンカー線が２重コイルフィラメント部を抱持する状態を拡大して示す説明図、図４は第１の実施形態および従来のハロゲン電球におけるフィラメントの温度分布を示すグラフである。
【００４８】
各図において、１は気密容器、２はフィラメント、３ａ、３ｂは一対のサポート線、４はアンカー線、５は絶縁ビーズ、６は可視光透過・赤外線反射膜、７、７は導入箔である。
【００４９】
気密容器１は、石英ガラスからなり、主要部１ａが回転楕円形状をなしている。主要部１ａの基端には円筒部１ｂが一体に形成されている。また、主要部１ａの先端にはチップオフ部１ｃが形成されている。円筒部１ｂの基部にはピンチシール部１ｄが形成されて気密容器１は気密にシールされている。
【００５０】
フィラメント２は、図２に示すように、２重コイルフィラメント部２ｃおよび一対のレグ部２ａ、２ｂからなり、タングステン線を２重にコイリングして形成されている。２重コイルフィラメント部２ｃは、文字どおり２重コイルフィラメントに形成されている。そして、２重コイルフィラメント２は、気密容器１のほぼ軸上であって、かつ大部分が楕円の焦点間に配置される。レグ部２ａ、２ｂは、２重コイルフィラメント部２ｃの両端に１重コイルにより形成されている。そして、一方のレグ部２ａは、他方のレグ部２ｂより長く形成されている。
【００５１】
サポート線３ａ、３ｂは、フィラメント２に電流を供給するとともに、フィラメント２を機械的に支持する。一方のサポート線３ａは、途中に円環形状に整形された円環形状の折り返し部３ａ１を有し、フィラメント２の一方のレグ部２ａを円環形状の折り返し部３ａ１まで挿入している。他方のサポート線３ｂは、２重コイルフィラメント２の他方のレグ部２ｂに挿入され、かつ外側からかしめられて同様に接続されている。フィラメント２の接続および折り返し部３ａ１のチップオフ部１ｃへの固定の確実性が向上する。
【００５２】
可視光透過・赤外線反射膜を用いて赤外線をフィラメント２に帰還させる場合、フィラメント２がなるべく気密容器１の中心軸に沿って位置していることが肝要である。フィラメント２が軸に対して偏心していると、赤外線の帰還率が著しく減少してしまい効率向上が望めなくなる。フィラメント２を気密容器１の中心軸に合致させるには、フィラメント２を精度よく固定しなくてはならない。
【００５３】
本実施形態においては、サポート線３ａに折り返し部３ａ１を形成するとともに、フィラメント２の一方のレグ部２ａを延長して折り返し部３ａ１まで挿入したので、気密容器１のチップオフ部１ｃ内に折り返し部３ａ１を挿入する際にレグ部２ａが緩衝作用を発揮して、フィラメント２を所定の位置に固定しやすい。また、同時にレグ部２ａがチップオフ部１ｃに接触しているので、フィラメント２が振動などによってサポート線３ａから脱落するのを効果的に防止する。
【００５４】
アンカー線４は、タングステンの線で、図３に示すように、その先端に予め整形された抱持部４ａを形成していて、抱持部４ａはフィラメント２の中央部の１重コイル部分を抱持する。なお、図中、フィラメント２は、アンカー線４によって抱持されている部分の近傍以外は模式的に示している。アンカー線４の抱持部４ａは、予めアンカー線４の先端にフィラメント２の１重コイル２ｃの外径より内径が大きくて、かつ外径が１重コイル２ｃの外径＋２重コイルのピッチ間隔ｐの２倍より小さい円環形状部によって形成されている。そして、フィラメント２の一方のレグ部から抱持部４ａを挿入し、順次２重コイルに沿って移動させて中央部にセットした。
【００５５】
再び図１に戻り、絶縁ビーズ５は、ガラス製であって、一対のサポート線３ａ、３ｂとアンカー線４とを互いに離間した状態で固定する。
【００５６】
可視光透過・赤外線反射膜６は、酸化チタンを主体とする高屈折率の薄膜と酸化珪素を主体とする低屈折率の薄膜とをディッピング法により交互に形成してなる多層干渉膜からなり、気密容器１の主要部１ａの外面に形成されている。
【００５７】
導入箔７は、モリブデン製で、ピンチシール部１ｄ内に埋設されている。導入箔７の内端にはサポート線３ａ、３ｂがそれぞれ接続され、また外端には外部リード線８がそれぞれ接続されている。
【００５８】
次に、図４を参照して第１の実施形態および従来のハロゲン電球におけるフィラメント２の温度分布について説明する。なお、図において、横軸はフィラメント上の位置で、数値０はフィラメントの一端、数値１０は他端を示す。図中、実線は本実施形態の場合の温度分布、点線は従来のハロゲン電球の温度分布をそれぞれ示す。また、従来のハロゲン電球は、アンカー線がフィラメント全体を緩く抱持する以外は本実施形態と同一構造である。
【００５９】
そうして、図４から理解できるように、本実施形態においては、フィラメント２の中央部の１重コイル２ｃがアンカー線４の抱持部４ａによって抱持されているので、当該部分の熱がアンカー線４に伝導によって移動し、このため中央部一帯の温度が低下して２重コイルフィラメント２全体の温度分布がフラットになる。
【００６０】
これに対して、従来のハロゲン電球の場合（点線）は、フィラメントの中央部が高い山形の温度分布を示している。
【００６１】
以下、図５ないし図１５を参照して本発明のその他の実施形態について説明する。なお、各図において、図１ないし図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００６２】
図５は、本発明のハロゲン電球における第２の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００６３】
本実施形態においては、サポート線３ａの折り返し部３ａ１を４角形状に整形したものである。本実施形態も図４に示す第１の実施形態とほぼ同様の作用、効果を奏する。
【００６４】
図６は、本発明のハロゲン電球における第３の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００６５】
本実施形態においては、サポート線３ａの折り返し部３ａ１を半円環形状に整形したものである。本実施形態も図４に示す第１の実施形態とほぼ同様の作用、効果を奏する。
【００６６】
図７は、本発明のハロゲン電球における第４の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００６７】
なお、図７ないし図１２において、フィラメント２は模式的に示している。
【００６８】
本実施形態においては、サポート線３ａの折り返し部３ａ１を第１の実施形態と同様円環形状にするとともに、レグ部２ａを折り返し部３ａ１まで挿入し、さらにサポート線３ｂに細線８を巻回してレグ部２ｂを挿入して接続している。
【００６９】
図８は、本発明のハロゲン電球における第５の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００７０】
本実施形態においては、図７に示す第４の実施形態に比べてサポート線３ｂの先端部にのみ細線８を巻回している点が相違している。
【００７１】
図９は、本発明のハロゲン電球における第６の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００７２】
本実施形態においては、図７に示す第４の実施形態に比べてレグ部２ｂの外側に線９を巻回して、その外側からかしめるように構成している点が相違している。より確実な接続を行うことができる。
【００７３】
図１０および図１１は、本発明のハロゲン電球における第７の実施形態を示し、図１０はフィラメント組立の正面図、図１１は要部拡大断面図である。
【００７４】
本実施形態においては、図７に示す第４の実施形態に比べてサポート線３ｂの先端部に球状部３ｂ１を形成している点が相違している。球状部３ｂ１が抜け止めになるので、不所望なフィラメントの脱落がない。
【００７５】
図１２および図１３は、本発明のハロゲン電球における第８の実施形態を示し、図１２はフィラメント組立の正面図、図１３は要部拡大正面図である。
【００７６】
本実施形態においては、図４に示す第１の実施形態に比べてレグ部２ｂとこれに挿入されたサポート線３ｂとをスポット溶接して溶接部２ｂ１を形成している点が相違している。溶接部２ｂ１がレグ部の抜け止めを行うので、不所望なフィラメントのレグ部の脱落がない。
【００７７】
図１４は、本発明のハロゲン電球における第９の実施形態を示す斜視図である。
【００７８】
本実施形態は、口金１０を付設したものである。この口金１０は、Ｅ１７形であって、口金シェル１０ａ、センターコンタクト１０ｂおよびセラミックス筒部１０ｃからなる。そして、気密容器１のピンチシール部１ｃがセラミックス筒部１０ｃに挿入され、ベースセメント１１によって口金１０は気密容器に装着されている。
【００７９】
図１５は、本発明のハロゲン電球における第１０の実施形態を示す一部断面正面図である。なお、図１４と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００８０】
本実施形態は、ミラー付のハロゲン電球である。セラミックス筒部１０ｃに気密容器１およびミラー１１が挿入されベースセメントによって固定されている。ミラー１１の内面はダイクロイックミラーまたはアルミニウムの蒸着膜による反射膜が形成される。ミラー１１の前面開口部には前面カバー１２が装着されて万一気密容器１が破損した場合の安全と紫外線遮断とを行う。
【００８１】
図１６は、本発明の照明装置の一実施形態を示す一部断面側面図である。
【００８２】
本実施形態はスポットライトであり、１３は照明装置本体、１４はハロゲン電球を示す。
【００８３】
照明装置本体１３は、被取り付け部１５たとえば天井に取り付ける基台１３ａ、基台１３ａから起立する可傾支柱１３ｂ、可傾支柱１３ｂの先端に配設されたソケット１３ｃ、ソケット１３ｃの前面に配設された反射板収納部１３ｄ、反射板収納部１３ｄに収納された反射板１３ｅおよび反射板収納部の前面に配設された前面カバー１３ｆから構成されている。ハロゲン電球１４は、その口金１４ａがソケット１３ｃに装着され、発光部が反射板１３ｅの焦点近傍に位置する。
【発明の効果】
請求項１ないし７の各発明によれば、一対のサポート線の一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持することにより、フィラメントとサポート線との接続が確実になるとともに、折り返し部のレグ部がクッションの作用をするために、チップオフ部との係合が良好になり、したがってフィラメントの支持が確実になるハロゲン電球を提供することができる。
【００８４】
請求項２の発明によれば、加えて一対のサポート線が上記のようにいずれもフィラメントの一対のレグ部をその内部に挿入することによって保持するハロゲン電球を提供することができる。
【００８５】
請求項３の発明によれば、請求項１の構成に加えて２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線を具備していることにより、加えてフィラメントの温度分布を一層平坦化するとともに、フィラメントの中央部の温度過昇による早期断線を防止する電球を提供することができる。
【００８６】
請求項４の発明によれば、請求項２の構成に加えて２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線を具備していることにより、加えてフィラメントの温度分布を一層平坦化するとともに、フィラメントの中央部の温度過昇による早期断線を防止するハロゲン電球を提供することができる。
【００８７】
請求項５の発明によれば、加えてサポート線は、その少なくとも先端部に細線が巻回されていて、コイルフィラメントは、細線の上からサポート線に挿入されていることにより、フィラメントとサポート線との摩擦を良好にして、両者の接続を確実にし、ハロゲン電球の小形化を可能とするハロゲン電球を提供することができる。
【００８８】
請求項６の発明によれば、加えてサポート線の先端が球状に形成されていることにより、レグ部の抜け止めとなり、２重コイルフィラメントの接続を確実にしたハロゲン電球を提供することができる。
【００８９】
請求項７の発明によれば、加えてレグ部とこれに挿入されているサポート線とが溶接されていることにより、レグ部とサポート線とを確実に接続して、レグ部の抜け止めをなくしたハロゲン電球を提供することができる。
【００９０】
請求項８の発明によれば、請求項１ないし７の発明の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハロゲン電球における第１の実施形態の気密容器とフィラメントの位置関係を説明する正面図
【図２】同じくフィラメント組立の正面図
【図３】同じくはアンカー線が２重コイルフィラメント部を抱持する状態を拡大して示す説明図
【図４】同じく第１の実施形態および従来のハロゲン電球におけるフィラメントの温度分布を示すグラフ
【図５】本発明のハロゲン電球における第２の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図６】本発明のハロゲン電球における第３の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図７】本発明のハロゲン電球における第４の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図８】本発明のハロゲン電球における第５の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図９】本発明のハロゲン電球における第５の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図１０】本発明のハロゲン電球における第７の実施形態を示し、図１０はフィラメント組立の正面図
【図１１】同じく要部拡大断面図
【図１２】本発明のハロゲン電球における第８の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図１３】同じく要部拡大正面図
【図１４】本発明のハロゲン電球における第９の実施形態を示す斜視図
【図１５】本発明のハロゲン電球における第１０の実施形態を示す一部断面正面図
【図１６】本発明の照明装置の一実施形態を示す一部断面側面図
【符号の説明】
１…気密容器
１ａ…主要部
１ｂ…円筒部
２…フィラメント
２ａ、２ｂ…レグ部
２ｃ…２重コイルフィラメント部
３ａ…サポート線
３ｂ…サポート線
４…アンカー線
【発明の属する技術分野】
本発明はハロゲン電球およびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハロゲン電球の気密容器の表面に可視光透過・赤外線反射膜を形成してフィラメントから放射された赤外線を再びフィラメントに帰還することにより、発光効率を向上させるとともに、可視光と一緒に放射される熱線を大幅に減少して、被照射体の温度上昇を防止することができるようにしたハロゲン電球は既に販売されている。
【０００３】
さらに、直線状のフィラメントに対して気密容器の形状を回転楕円形状にすることにより、所定の長さを有するフィラメントの長手方向に対しても赤外線の帰還率が向上するために、さらに発光効率が向上することは、たとえば特開昭５４−１５２３６９号公報に記載されて既に知られている。
【発明が解決しようとする課題】
ところが、気密容器を回転楕円形状にすると、ハロゲン電球の働程中に早期断線が発生しやすいことが分かった。調査の結果、早期断線はフィラメントの中央部の温度が局部的に過昇になった場合に発生した。すなわち、フィラメントの長手方向の温度分布は、赤外線の帰還を考慮しない場合であっても、両端部はサポート線に熱が伝導するから、中央部が最も高くて両端が低い。
【０００４】
さらに、フィラメントから放射された赤外線が回転楕円形状の可視光透過・赤外線反射膜で反射して、フィラメントに帰還するのは、赤外線の放射位置ではなく、主として楕円の焦点間である。このため、フィラメントの中央部が帰還した赤外線によってさらに温度上昇することになる。その結果、フィラメントの中央部が温度過昇になって早期断線しやすいことが分かった。
【０００５】
一方、従来、回転楕円形状の気密容器を備え、かつ２重コイルフィラメントの中央部にアンカー線を配設したハロゲン電球もあったが、そのアンカー線は２重コイルフィラメント全体を緩く包囲するものであった。このような構造では、アンカー線は通常はフィラメントに接触しないか、わずかに接触するにすぎない。
【０００６】
したがって、このハロゲン電球においては、２重コイルフィラメントの中央部の温度は早期断線を防止できるほど低下しないものであった。
【０００７】
本発明は、フィラメントの支持を確実にしたハロゲン電球を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、加えてフィラメントの２重コイルフィラメント部における中央部の熱を伝導にて移動させることにより、フィラメントの長手方向の温度分布をなるべく平坦化させて早期断線を防止したハロゲン電球を提供することを他の目的とする。
【課題を達成するための手段】
請求項１の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【０００９】
本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【００１０】
気密容器は、石英、硬質ガラスなどの透光性にして耐火性の材料から形成する。主要部とは、フィラメントの周囲に位置してフィラメントを包囲している部分であり、したがってフィラメントの放射のうち主として照明に寄与する放射が透過する。気密容器の主要部以外の部分には、たとえば主要部の先端に配設することがあるチップオフ部、主要部の基端側に連接される円筒部および封止部などがある。封止部は、封止の方式によってその構成が異なる。石英ガラスで気密容器を形成する場合は、ピンチシールが採用されるのが一般的である。硬質ガラス製の気密容器の場合は、フレアシール、ビードシールなどを採用することができる。
【００１１】
回転楕円形状部分は、その長軸が気密容器の軸になるように配置されるのが一般的であるが、本発明はこれに限定されるものではない。しかし、フィラメントは、その後述する２重コイルフィラメント部が回転楕円の長軸上に配置されるものとする。
【００１２】
フィラメントは、２重コイルフィラメント部および一対のレグ部を備えており、タングステン線を用いてこれを形成するのが一般的である。２重コイルフィラメント部は、文字どり２重コイルフィラメントにより構成されている。なお、２重コイルフィラメント部の中央部は、これを気密容器のほぼ軸上において楕円焦点間のほぼ中央に位置するように配置することができる。２重コイルフィラメント部の中央を回転楕円の焦点間のほぼ中央に位置させることで、フィラメントから放射された赤外線が可視光透過・赤外線反射膜によって反射されて帰還する際の分布がバランスよくなる。これによりフィラメントの温度分布をなるべく均一化するようにすることができる。
【００１３】
一対のレグ部は、２重コイルフィラメント部の両端に形成されている。フィラメントへの給電は、サポート線などを介して行われる。
【００１４】
一対のサポート線は、フィラメントをサポートすなわち支持し、その一方がチップオフ部内に挿入され、折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する。
【００１５】
また、一対のサポート線は、気密容器の一端側において気密に封止することができる。これにより、片口金のハロゲン電球を提供するができ、従来の有底円筒状すなわちＴ形の気密容器を有するハロゲン電球と互換性を持たせることができる。
【００１６】
可視光透過・赤外線反射膜は、気密容器の表面に形成されるが、外面および内面のいずれか一方または両方に形成することができる。この反射膜は既知の多層干渉膜によって構成することができる。多層干渉膜は、高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜とを交互に複数層形成してなるものである。高屈折率の薄膜としては、たとえば酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などを用いることができる。また、低屈折率の薄膜としては、酸化珪素（ＳｉＯ2）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2）などを用いることができる。製膜の方法としては、ディッピング法、蒸着法、化学的膜形成法（ＣＶＤ）などを採用することができる。そして、上記反射膜は、少なくとも気密容器の主要部の大部分に形成されていればよい。
【００１７】
ハロゲンは、ヨウ素、臭素、塩素およびフッ素のいずれか１種または複数種を微量に封入するもので、上記のハロゲンを炭化水素との化合物の形で封入することによって、製造時の取扱いを容易にすることができる。そして、ハロゲンサイクルによってタングステンの蒸発を抑制するとともに、気密容器の黒化を防止する。
【００１８】
不活性ガスとしては、窒素またはアルゴンなどの希ガスが封入される。
【００１９】
そうして、本発明においては、フィラメントの気密容器の先端側を保持する一方のサポート線に折り返し部を形成し、その折り返し部をチップオフ部内に挿入するとともに、フィラメントのレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入したので、フィラメントとサポート線との接続が確実になるとともに、折り返し部のレグ部がクッションの作用をするために、チップオフ部との係合が良好になり、したがってフィラメントの支持が確実になる。
【００２０】
請求項２の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えてチップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入し、他方はもう一方のレグ部をサポート線に挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【００２１】
本発明は、請求項１の構成に加えて一対のサポート線が上記のようにいずれもフィラメントの一対のレグ部をその内部に挿入することによって保持する構成を規定している。
【００２２】
なお、フィラメントをサポート線に懸架する際の固定を確実にするために、サポート線にレグ部を挿入後レグ部をかしめることができる。そして、サポート線およびアンカー線を絶縁ビーズによって絶縁的に支持することができる。そうすれば、気密容器に封装する部品を予め一体に組み立てておくことができ、このため製造時の取扱いが容易となる。
【００２３】
また、フィラメントのレグ部においてサポート線が挿入されている部分に再結晶部が形成されているように構成することができる。なお、再結晶部はサポート線の先端部に位置しているレグ部であることが許容されるが、再結晶部が存在すると、ハロゲン電球の製造過程においてまたは電球使用中に不所望な振動が加わった際のフィラメントの位置ずれが発生しにくくなる。上記構成においては、外部から加わる振動に対して発光部の寸法ずれが極めて少なくなる。
【００２４】
さらに、フィラメントは、サポート線が挿入されている部分のレグ部における１重コイルのピッチがこれに隣接するレグ部の１重コイルのピッチより小さいように構成することができる。この構成は、サポート線が挿入されているレグ部をサポート線の長さ方向に圧 縮してそのピッチを小さくするか、反対にサポート線が挿入されていないレグ部を引っ張ってピッチを大きくすることで実現することができる。
【００２５】
請求項３の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【００２６】
本発明は、請求項１の発明の構成に加えて上記構成のアンカー線が付加された構成を規定している。
【００２７】
アンカー線は、フィラメントの２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において１重コイル部分を抱持するもので、モリブデン、タングステンなどの耐火性金属からなる線を用いる。アンカー線の基端は適当な絶縁部材たとえばガラスビーズなどに固定することができる。この場合、サポート線を一緒に固定することもできる。
【００２８】
なお、アンカー線の抱持部は、その内径が１重コイルの外径より大きく、外径が１重コイルの外径および２重コイルのピッチ間隔の２倍の寸法より小さいリング状であるように構成することができる。このようにアンカー線の抱持部の寸法を規制することにより、抱持部と接触する２重コイルフィラメント部の部分からの熱の伝導量を最適にしてフィラメント温度を平坦化することができる。
【００２９】
また、抱持部を予め円環形状に整形しておき、フィラメントの端部から抱持部を挿通させ中央部まで移動させることができる。このようにすると、フィラメントの変形を避けることができ、点灯中の早期断線を防止することができる。しかし、本発明は抱持部を予め整形したものに限定されるものではなく、たとえば線の先端をＵ字状に屈曲してフィラメントの所定部分に通してから、Ｕ字状部を変形させることにより、抱持部を形成してもよい。
【００３０】
そうして、本発明においては、一対のサポート線が請求項１の発明におけるのと同様な構成であるのに加えて、アンカー線を具備していることにより、以下の作用を奏する。すなわち、フィラメントが通電によって白熱して、主として可視光と赤外線とが放射されるが、気密容器の回転楕円形状部分に形成された可視光透過・赤外線反射膜により、赤外線は反射されてフィラメントの２重コイルフィラメント部に帰還する。可視光は、上記反射膜を透過して照明に貢献する。
【００３１】
通電下のフィラメントの温度分布は、赤外線の反射を考慮しない場合、中央がかなり高くて両端が低い山状になる。可視光透過・赤外線反射膜による赤外線の反射が、回転楕円の焦点の位置するフィラメントの２重コイルフィラメント部の両端部近傍に多く反射されるように設計されるのが一般的であるが、それでも実際にはまだフィラメントの温度分布は中央部を中心とする山なりになる。
【００３２】
しかし、本発明においては、フィラメントの２重コイルフィラメント部の中央部にアンカー線が配設されているので、中央部の熱はアンカー線に伝導して低くなり、このため、フィラメント上の温度分布は中央部が凹むか、ないしはなだらかとなって全体としてかな り平坦になる。
【００３３】
したがって、本発明においては、フィラメントの中央部の温度過昇による早期断線を防止することができる。
【００３４】
請求項４の発明のハロゲン電球は、主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えてチップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入し、他方はもう一方のレグ部をサポート線に挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線と；気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；を具備していることを特徴としている。
【００３５】
本発明は、請求項２の発明の構成に加えてアンカー線が付加された構成を規定している。
【００３６】
そうして、本発明においては、一対のサポート線が請求項２の発明におけるのと同様な作用を奏するのに加えて、アンカー線を具備していることにより、請求項３の発明におけるのと同様な作用を奏する。
【００３７】
請求項５の発明のハロゲン電球は、請求項１ないし４いずれか一記載のハロゲン電球において、サポート線は、その少なくとも先端部に細線が巻回されており；コイルフィラメントは、細線の上からサポート線に挿入されている；ことを特徴としている。
【００３８】
本発明においては、サポート線の先端部に細線を巻回して、その上からフィラメントのレグ部をサポート線の先端に挿入する構成なので、レグ部とサポート線との摩擦を良好にして、両者の接続を確実にすることができる。このことは、サポート線の挿入長さを短縮できることを意味し、ひいてはハロゲン電球の小形化を可能とする。なお、先端部とは、フィラメントの端部に挿入されている部分をいい、先端部の一部に細線が巻回されていれば、本発明にいう、先端部に細線が巻回されているものとする。
【００３９】
請求項６の発明のハロゲン電球は、請求項１ないし５いずれか一記載のハロゲン電球において、サポート線は、その先端が球状に形成されていることを特徴としている。
【００４０】
サポート線の先端の球状部にフィラメントのレグ部を接続するには、フィラメントの端部を圧入すればよいし、また球状部のサイズをフィラメントの端部を圧入可能な程度にするものとする。
【００４１】
本発明においては、サポート線の先端に球状部を形成したので、レグ部の抜け止めとなり、フィラメントとサポート線との接続を確実にすることができる。
【００４２】
請求項７の発明のハロゲン電球は、請求項１ないし６いずれか一記載のハロゲン電球において、レグ部とこれに挿入されているサポート線とが溶接されていることを特徴としている。
【００４３】
レグ部のいずれか一方または両方を溶接の対象にすることができる。溶接は、抵抗スポット溶接が好ましい。要すれば、請求項５のようにサポート線に細線を巻回して、レグ部に挿入したうえに、溶接することが許容される。
【００４４】
そうして、本発明によれば、溶接によってレグ部とサポート線とを確実に接続して、レグ部の抜け止めをなくすことができる。
【００４５】
請求項８の発明の照明装置は、照明装置本体と；照明装置本体に支持された請求項１ないし７のいずれか一記載のハロゲン電球と；を具備していることを特徴としている。
【００４６】
照明装置は、各種照明器具、標識灯、信号灯など何らかの目的でハロゲン電球の発光を利用する全ての装置に適応するものである。
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４７】
図１ないし図４は、本発明のハロゲン電球における第１の実施形態を示し、図１は気密容器とフィラメントの位置関係を説明する正面図、図２はフィラメント組立の正面図、図３はアンカー線が２重コイルフィラメント部を抱持する状態を拡大して示す説明図、図４は第１の実施形態および従来のハロゲン電球におけるフィラメントの温度分布を示すグラフである。
【００４８】
各図において、１は気密容器、２はフィラメント、３ａ、３ｂは一対のサポート線、４はアンカー線、５は絶縁ビーズ、６は可視光透過・赤外線反射膜、７、７は導入箔である。
【００４９】
気密容器１は、石英ガラスからなり、主要部１ａが回転楕円形状をなしている。主要部１ａの基端には円筒部１ｂが一体に形成されている。また、主要部１ａの先端にはチップオフ部１ｃが形成されている。円筒部１ｂの基部にはピンチシール部１ｄが形成されて気密容器１は気密にシールされている。
【００５０】
フィラメント２は、図２に示すように、２重コイルフィラメント部２ｃおよび一対のレグ部２ａ、２ｂからなり、タングステン線を２重にコイリングして形成されている。２重コイルフィラメント部２ｃは、文字どおり２重コイルフィラメントに形成されている。そして、２重コイルフィラメント２は、気密容器１のほぼ軸上であって、かつ大部分が楕円の焦点間に配置される。レグ部２ａ、２ｂは、２重コイルフィラメント部２ｃの両端に１重コイルにより形成されている。そして、一方のレグ部２ａは、他方のレグ部２ｂより長く形成されている。
【００５１】
サポート線３ａ、３ｂは、フィラメント２に電流を供給するとともに、フィラメント２を機械的に支持する。一方のサポート線３ａは、途中に円環形状に整形された円環形状の折り返し部３ａ１を有し、フィラメント２の一方のレグ部２ａを円環形状の折り返し部３ａ１まで挿入している。他方のサポート線３ｂは、２重コイルフィラメント２の他方のレグ部２ｂに挿入され、かつ外側からかしめられて同様に接続されている。フィラメント２の接続および折り返し部３ａ１のチップオフ部１ｃへの固定の確実性が向上する。
【００５２】
可視光透過・赤外線反射膜を用いて赤外線をフィラメント２に帰還させる場合、フィラメント２がなるべく気密容器１の中心軸に沿って位置していることが肝要である。フィラメント２が軸に対して偏心していると、赤外線の帰還率が著しく減少してしまい効率向上が望めなくなる。フィラメント２を気密容器１の中心軸に合致させるには、フィラメント２を精度よく固定しなくてはならない。
【００５３】
本実施形態においては、サポート線３ａに折り返し部３ａ１を形成するとともに、フィラメント２の一方のレグ部２ａを延長して折り返し部３ａ１まで挿入したので、気密容器１のチップオフ部１ｃ内に折り返し部３ａ１を挿入する際にレグ部２ａが緩衝作用を発揮して、フィラメント２を所定の位置に固定しやすい。また、同時にレグ部２ａがチップオフ部１ｃに接触しているので、フィラメント２が振動などによってサポート線３ａから脱落するのを効果的に防止する。
【００５４】
アンカー線４は、タングステンの線で、図３に示すように、その先端に予め整形された抱持部４ａを形成していて、抱持部４ａはフィラメント２の中央部の１重コイル部分を抱持する。なお、図中、フィラメント２は、アンカー線４によって抱持されている部分の近傍以外は模式的に示している。アンカー線４の抱持部４ａは、予めアンカー線４の先端にフィラメント２の１重コイル２ｃの外径より内径が大きくて、かつ外径が１重コイル２ｃの外径＋２重コイルのピッチ間隔ｐの２倍より小さい円環形状部によって形成されている。そして、フィラメント２の一方のレグ部から抱持部４ａを挿入し、順次２重コイルに沿って移動させて中央部にセットした。
【００５５】
再び図１に戻り、絶縁ビーズ５は、ガラス製であって、一対のサポート線３ａ、３ｂとアンカー線４とを互いに離間した状態で固定する。
【００５６】
可視光透過・赤外線反射膜６は、酸化チタンを主体とする高屈折率の薄膜と酸化珪素を主体とする低屈折率の薄膜とをディッピング法により交互に形成してなる多層干渉膜からなり、気密容器１の主要部１ａの外面に形成されている。
【００５７】
導入箔７は、モリブデン製で、ピンチシール部１ｄ内に埋設されている。導入箔７の内端にはサポート線３ａ、３ｂがそれぞれ接続され、また外端には外部リード線８がそれぞれ接続されている。
【００５８】
次に、図４を参照して第１の実施形態および従来のハロゲン電球におけるフィラメント２の温度分布について説明する。なお、図において、横軸はフィラメント上の位置で、数値０はフィラメントの一端、数値１０は他端を示す。図中、実線は本実施形態の場合の温度分布、点線は従来のハロゲン電球の温度分布をそれぞれ示す。また、従来のハロゲン電球は、アンカー線がフィラメント全体を緩く抱持する以外は本実施形態と同一構造である。
【００５９】
そうして、図４から理解できるように、本実施形態においては、フィラメント２の中央部の１重コイル２ｃがアンカー線４の抱持部４ａによって抱持されているので、当該部分の熱がアンカー線４に伝導によって移動し、このため中央部一帯の温度が低下して２重コイルフィラメント２全体の温度分布がフラットになる。
【００６０】
これに対して、従来のハロゲン電球の場合（点線）は、フィラメントの中央部が高い山形の温度分布を示している。
【００６１】
以下、図５ないし図１５を参照して本発明のその他の実施形態について説明する。なお、各図において、図１ないし図３と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００６２】
図５は、本発明のハロゲン電球における第２の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００６３】
本実施形態においては、サポート線３ａの折り返し部３ａ１を４角形状に整形したものである。本実施形態も図４に示す第１の実施形態とほぼ同様の作用、効果を奏する。
【００６４】
図６は、本発明のハロゲン電球における第３の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００６５】
本実施形態においては、サポート線３ａの折り返し部３ａ１を半円環形状に整形したものである。本実施形態も図４に示す第１の実施形態とほぼ同様の作用、効果を奏する。
【００６６】
図７は、本発明のハロゲン電球における第４の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００６７】
なお、図７ないし図１２において、フィラメント２は模式的に示している。
【００６８】
本実施形態においては、サポート線３ａの折り返し部３ａ１を第１の実施形態と同様円環形状にするとともに、レグ部２ａを折り返し部３ａ１まで挿入し、さらにサポート線３ｂに細線８を巻回してレグ部２ｂを挿入して接続している。
【００６９】
図８は、本発明のハロゲン電球における第５の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００７０】
本実施形態においては、図７に示す第４の実施形態に比べてサポート線３ｂの先端部にのみ細線８を巻回している点が相違している。
【００７１】
図９は、本発明のハロゲン電球における第６の実施形態を示すフィラメント組立の正面図である。
【００７２】
本実施形態においては、図７に示す第４の実施形態に比べてレグ部２ｂの外側に線９を巻回して、その外側からかしめるように構成している点が相違している。より確実な接続を行うことができる。
【００７３】
図１０および図１１は、本発明のハロゲン電球における第７の実施形態を示し、図１０はフィラメント組立の正面図、図１１は要部拡大断面図である。
【００７４】
本実施形態においては、図７に示す第４の実施形態に比べてサポート線３ｂの先端部に球状部３ｂ１を形成している点が相違している。球状部３ｂ１が抜け止めになるので、不所望なフィラメントの脱落がない。
【００７５】
図１２および図１３は、本発明のハロゲン電球における第８の実施形態を示し、図１２はフィラメント組立の正面図、図１３は要部拡大正面図である。
【００７６】
本実施形態においては、図４に示す第１の実施形態に比べてレグ部２ｂとこれに挿入されたサポート線３ｂとをスポット溶接して溶接部２ｂ１を形成している点が相違している。溶接部２ｂ１がレグ部の抜け止めを行うので、不所望なフィラメントのレグ部の脱落がない。
【００７７】
図１４は、本発明のハロゲン電球における第９の実施形態を示す斜視図である。
【００７８】
本実施形態は、口金１０を付設したものである。この口金１０は、Ｅ１７形であって、口金シェル１０ａ、センターコンタクト１０ｂおよびセラミックス筒部１０ｃからなる。そして、気密容器１のピンチシール部１ｃがセラミックス筒部１０ｃに挿入され、ベースセメント１１によって口金１０は気密容器に装着されている。
【００７９】
図１５は、本発明のハロゲン電球における第１０の実施形態を示す一部断面正面図である。なお、図１４と同一部分には同一符号を付して説明は省略する。
【００８０】
本実施形態は、ミラー付のハロゲン電球である。セラミックス筒部１０ｃに気密容器１およびミラー１１が挿入されベースセメントによって固定されている。ミラー１１の内面はダイクロイックミラーまたはアルミニウムの蒸着膜による反射膜が形成される。ミラー１１の前面開口部には前面カバー１２が装着されて万一気密容器１が破損した場合の安全と紫外線遮断とを行う。
【００８１】
図１６は、本発明の照明装置の一実施形態を示す一部断面側面図である。
【００８２】
本実施形態はスポットライトであり、１３は照明装置本体、１４はハロゲン電球を示す。
【００８３】
照明装置本体１３は、被取り付け部１５たとえば天井に取り付ける基台１３ａ、基台１３ａから起立する可傾支柱１３ｂ、可傾支柱１３ｂの先端に配設されたソケット１３ｃ、ソケット１３ｃの前面に配設された反射板収納部１３ｄ、反射板収納部１３ｄに収納された反射板１３ｅおよび反射板収納部の前面に配設された前面カバー１３ｆから構成されている。ハロゲン電球１４は、その口金１４ａがソケット１３ｃに装着され、発光部が反射板１３ｅの焦点近傍に位置する。
【発明の効果】
請求項１ないし７の各発明によれば、一対のサポート線の一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持することにより、フィラメントとサポート線との接続が確実になるとともに、折り返し部のレグ部がクッションの作用をするために、チップオフ部との係合が良好になり、したがってフィラメントの支持が確実になるハロゲン電球を提供することができる。
【００８４】
請求項２の発明によれば、加えて一対のサポート線が上記のようにいずれもフィラメントの一対のレグ部をその内部に挿入することによって保持するハロゲン電球を提供することができる。
【００８５】
請求項３の発明によれば、請求項１の構成に加えて２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線を具備していることにより、加えてフィラメントの温度分布を一層平坦化するとともに、フィラメントの中央部の温度過昇による早期断線を防止する電球を提供することができる。
【００８６】
請求項４の発明によれば、請求項２の構成に加えて２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線を具備していることにより、加えてフィラメントの温度分布を一層平坦化するとともに、フィラメントの中央部の温度過昇による早期断線を防止するハロゲン電球を提供することができる。
【００８７】
請求項５の発明によれば、加えてサポート線は、その少なくとも先端部に細線が巻回されていて、コイルフィラメントは、細線の上からサポート線に挿入されていることにより、フィラメントとサポート線との摩擦を良好にして、両者の接続を確実にし、ハロゲン電球の小形化を可能とするハロゲン電球を提供することができる。
【００８８】
請求項６の発明によれば、加えてサポート線の先端が球状に形成されていることにより、レグ部の抜け止めとなり、２重コイルフィラメントの接続を確実にしたハロゲン電球を提供することができる。
【００８９】
請求項７の発明によれば、加えてレグ部とこれに挿入されているサポート線とが溶接されていることにより、レグ部とサポート線とを確実に接続して、レグ部の抜け止めをなくしたハロゲン電球を提供することができる。
【００９０】
請求項８の発明によれば、請求項１ないし７の発明の効果を有する照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のハロゲン電球における第１の実施形態の気密容器とフィラメントの位置関係を説明する正面図
【図２】同じくフィラメント組立の正面図
【図３】同じくはアンカー線が２重コイルフィラメント部を抱持する状態を拡大して示す説明図
【図４】同じく第１の実施形態および従来のハロゲン電球におけるフィラメントの温度分布を示すグラフ
【図５】本発明のハロゲン電球における第２の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図６】本発明のハロゲン電球における第３の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図７】本発明のハロゲン電球における第４の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図８】本発明のハロゲン電球における第５の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図９】本発明のハロゲン電球における第５の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図１０】本発明のハロゲン電球における第７の実施形態を示し、図１０はフィラメント組立の正面図
【図１１】同じく要部拡大断面図
【図１２】本発明のハロゲン電球における第８の実施形態を示すフィラメント組立の正面図
【図１３】同じく要部拡大正面図
【図１４】本発明のハロゲン電球における第９の実施形態を示す斜視図
【図１５】本発明のハロゲン電球における第１０の実施形態を示す一部断面正面図
【図１６】本発明の照明装置の一実施形態を示す一部断面側面図
【符号の説明】
１…気密容器
１ａ…主要部
１ｂ…円筒部
２…フィラメント
２ａ、２ｂ…レグ部
２ｃ…２重コイルフィラメント部
３ａ…サポート線
３ｂ…サポート線
４…アンカー線
Claims (8)
- 主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；
気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；
一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；
気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；
気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；
を具備していることを特徴とするハロゲン電球。 - 主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；
気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；
一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えてチップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入し、他方はもう一方のレグ部をサポート線に挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；
気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；
気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；
を具備していることを特徴とするハロゲン電球。 - 主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；
気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；
一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えており、チップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；
気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；
２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線と；
気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；
を具備していることを特徴とするハロゲン電球。 - 主要部が回転楕円形状をなし、先端部にチップオフ部を備えている透光性の気密容器と；
気密容器のほぼ軸上かつ回転楕円のほぼ中央部に位置している２重コイルフィラメント部および２重コイルフィラメント部の両端に形成されている１重コイルのレグ部を備えたフィラメントと；
一方がチップオフ部内に挿入され、先端が膨らむように形成される折り返し部を備えてチップオフ側のレグ部をサポート線の折り返し部まで挿入し、他方はもう一方のレグ部をサポート線に挿入してフィラメントを保持する一対のサポート線と；
気密容器の表面に形成された可視光透過・赤外線反射膜と；
２重コイルフィラメント部のほぼ中央部において抱持部が１重コイル部分を抱持しているアンカー線と；
気密容器内に封入されたハロゲンおよび不活性ガスと；
を具備していることを特徴とするハロゲン電球。 - サポート線は、その少なくとも先端部に細線が巻回されており；
コイルフィラメントは、細線の上からサポート線に挿入されている；
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載のハロゲン電球。 - サポート線は、その先端が球状に形成されていることを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載のハロゲン電球。
- レグ部とこれに挿入されているサポート線とが溶接されていることを特徴とする請求項１ないし６いずれか一記載のハロゲン電球。
- 照明装置本体と；
照明装置本体に支持された請求項１ないし７のいずれか一記載のハロゲン電球と；
を具備していることを特徴とする照明装置。
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| JP543997 | 1997-01-16 | ||
| JP04249797A JP3674217B2 (ja) | 1997-01-16 | 1997-02-26 | ハロゲン電球および照明装置 |
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