JP4597674B2 - 電気白熱ランプ - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念による電気白熱ランプに関する。

Ｉ．従来の技術
国際特許条約によって提出された公開番号ＷＯ９５／３４９１０の特許出願で、ハロゲン白熱ランプ、とりわけ低電圧ハロゲン白熱ランプが開示されている。このハロゲン白熱ランプは、回転対称性のランプ容器と、該ランプ容器内に軸方向に配置されたフィラメントとを有する。ハロゲン白熱ランプの効率を上昇させるため、ランプ容器は干渉フィルタを支持している。この干渉フィルタは、フィラメントから放出された赤外線を反射して該フィラメントへ戻す。

特許公報ＵＳ６２２５７３１には、軸対称性のランプ容器を有するハロゲン白熱ランプが開示されている。このランプ容器内には、フィラメントが軸方向に配置されている。フィラメントは、ランプ容器内部に配置された透光性の楕円形カバーによって包囲されており、この楕円形カバーは、赤外線を反射する干渉フィルタを支持しており、楕円形カバーの両端部は開放されている。

電源網交流電圧で直接作動する高電圧ハロゲン白熱ランプでは、フィラメントのフィラメント発光部分は、該フィラメント発光部分の寸法が比較的大きいため、しばしばランプ容器の対称軸から外れて配置される。たとえば欧州特許出願公報ＥＰ０４４６４６０Ａ２には、Ｖ字形またはＵ字形に形成されたフィラメントを有する高電圧ハロゲン白熱ランプが開示されている。このフィラメントは、ランプ容器軸外に配置された複数のフィラメント発光部分を有する。ランプ容器上に取り付けられたＷＯ９５３４９１０の干渉フィルタによって、またはＵＳ６２２５７３１に記載された楕円形カバーによって、この種の高電圧ハロゲン白熱ランプでは、発光効率を有意に上昇させることができない。

II．本発明の開示
本発明の課題は、ランプ容器の対称軸から外れて配置されたフィラメント発光部分を有するフィラメントを備えた電気白熱ランプとりわけ高電圧ハロゲン白熱ランプにおいて、発光効率を向上させることである。

前記課題は本発明によれば、請求項１の構成によって解決される。本発明の特に有利な構成が、従属請求項に記載されている。

本発明による電気白熱ランプは、実質的に軸対称性のランプ容器と、該ランプ容器内に配置されたフィラメントと、少なくとも１つのフィラメントのための給電線とを有する。前記フィラメントは、該ランプ容器軸外に配置された少なくとも１つのフィラメント部分を有する。本発明では前記少なくとも１つのフィラメント部分は、透光性の筒形のカバー内に軸方向に配置されており、このカバーに、赤外線反射性の干渉フィルタが設けられている。

透光性の筒形カバーに取り付けられた干渉フィルタによって、包囲されたフィラメント部分から放出された赤外線が反射されて該フィラメント部分へ戻され、該フィラメント部分の加熱に利用される。この赤外線によって引き起こされた加熱に相応して、フィラメントのための電気エネルギーは低減され、ひいては発光効率が向上される。本発明によってこのようにして、ランプ容器の形状に依存せず、かつ該ランプ容器内部のフィラメントの方向付けに依存せずに、発光効率を向上させることができる。

透光性の筒形カバーは製造技術上の理由から、有利には円筒形の管として形成される。この管には、取り付け前に干渉フィルタが設けられ、たとえば給電線とフィラメントとの溶接後に、この管は前記少なくとも１つのフィラメント発光部分に通される。カバーの形状が円筒形であることは、干渉フィルタによって反射された赤外線を、筒軸に配置されたフィラメント部分にて集束するのにも有利となる。円筒形の管を使用する場合、干渉フィルタは有利には、該管の外周面または内周面上のコーティングとして取り付けられる。このカバーはフィラメントの近傍に設けられており、高温にさらされるので、有利には硬質ガラスまたは水晶ガラスから形成される。

カバーは非常に良好に、ランプ容器またはフィラメントに固定することができる。ランプ容器へのカバーの固定は、特に有利には該ランプ容器との溶接接合によって行われる。ここで有利には、カバーの端部をランプ容器の密閉された端部に溶融するか、またはランプ容器の壁に設けられている内側に向けられた節とカバーとを溶接する。フィラメントへのカバーの固定は特に有利には、カバーの少なくとも１つのピンチ封止部によって行われる。このピンチ封止部は、フィラメントの非発光部分上に設けられているか、またはこのフィラメントの非発光部分と結合されている。

特に有利には本発明は、軸対称性のランプ容器と、該ランプ容器内に配置されたＵ字形またはＶ字形のフィラメントとを有する次のようなハロゲン白熱ランプにおいて適用される。すなわち、フィラメントのＵ脚部ないしはＶ脚部がそれぞれ、フィラメント発光部分を少なくとも１つずつ有するハロゲン白熱ランプにおいて適用される。フィラメントの各Ｕ脚部ないしはＶ脚部に対して、赤外線反射性の干渉フィルタが設けられた透光性の筒形カバーが設けられており、このカバー内には、各Ｕ脚部ないしはＶ脚部のフィラメント発光部分が軸方向に配置されている。前記の透光性の筒形カバーは、フィラメント発光部分によって生成された赤外線を反射して各フィラメント部分へ戻すことにより、上記で説明したように、ランプの発光効率の向上に寄与する。

III．有利な実施例の説明
以下で本発明を、複数の有利な実施例に基づいて詳細に説明する。

図面
図１ 本発明の第１の実施例による概略的な側面図である。

図２ 図１に示された本発明の実施例を、図１に対して９０°回転させた概略的な側面図である。

図３ 本発明の第２の実施例による概略的な側面図である。

図４ 図３に示された本発明の実施例を、図３に対して９０°回転させた概略的な側面図である。

本発明の実施例はすべて、電源網交流電圧における動作のために直接構成された高電圧ハロゲン白熱ランプ、すなわち電圧変換器を前置接続せずに接続された高電圧ハロゲン白熱ランプである。図１および２には、第１の実施例が概略的に示されている。このランプは、水晶ガラスまたは硬質ガラスから成るランプ容器１を有しており、このランプ容器１は、長手軸Ａ‐Ａで軸対称的に形成されている。ランプ容器１は、一方の端部においてピンチ封止１０によって封止されている。ランプ容器１の反対側の端部には、密封された排気チップ１１が設けられている。ランプ容器１内部には、Ｕ字形のフィラメント２が配置されている。フィラメント２の両端部２０，２１は、それぞれモリブデンフィルム３，４に接続されている。これらのモリブデンフィルム３，４は、ピンチ封止部１０で溶融されて気密に封入されている。このピンチ封止部１０から２つの給電線５，６が突出しており、これらの給電線５，６はモリブデンフィルム３，４に導電接続されている。

フィラメント２の両Ｕ字脚部はそれぞれ、ランプ動作時に発光するフィラメント部分２２，２３を有している。これら２つのフィラメント発光部分２２，２３は、フィラメント２の湾曲された非発光部分２４によって相互に結合されている。ランプ容器１内部には、２つの円筒形の水晶ガラス管７，８が配置されており、これらの水晶ガラス管７，８は外周面で、赤外線反射性の干渉フィルタ７１，８１を支持しており、フィラメント２のＵ字脚部のフィラメント発光部分２２，２３をそれぞれ接触せずに包囲している。フィラメント部分２２，２３は、水晶ガラス管７，８内に軸方向に配置されており、ランプ容器軸Ａ‐Ａに対して近似的に平行に延在する。水晶ガラス管７，８の内径は、ハロゲン循環プロセスが該水晶ガラス管７，８によって妨害されないように十分に大きく選択される。水晶ガラス管７，８の外径は、ランプ容器１の回転対称性の部分の内側半径より小さい。水晶ガラス管７ないしは８の端部はそれぞれ、圧潰部７２，７３ないしは８２，８３によってフィラメント２の非発光部分２０，２１，２４に固定される。前記の圧潰部は、ランプ容器の内室とのガス交換を可能にし、ハロゲン循環プロセスを妨害しないようにするため、気密に形成されない。さらに機械的に安定させるために、水晶ガラス管７，８はそれぞれ端部７２，８２によって、ランプ容器１のピンチ封止部１０にて溶融される。フィラメント２は、ランプ容器の壁に直径上に配置された２つの漏斗状の凹部１４，１５によって保持される。これら２つの漏斗状の凹部１４，１５は、該ランプ容器１の材料から形成されている。こうするためには、フィラメントの非発光部分２４が両凹部１４，１５間に配置され、この領域でランプ容器１の壁に、溶接接合によって固定される。フィラメント保持のこの技術は、たとえばＥＰ０４４６４６０Ａ２に記載されている。

図３および４に概略的に示された第２の実施例と上記で詳細に説明された第１の実施例との相違点は、水晶ガラス管７'，８' のみである。この水晶ガラス管７'，８' は、第１の実施例による水晶ガラス管７，８と異なる手法でランプ容器１に固定される。他のすべてのディテールでは、両実施例は一致するので、両実施例の図面において同一の部分には同一の参照符号を使用した。

本発明の第２の実施例によれば、干渉フィルタ７１'，８１' が設けられた水晶ガラス管７'，８' はランプ容器１の内壁に取り付けられ、端部７２'，８２' によって該ランプ容器１のピンチ封止部１０にそれぞれ溶融される。付加的に両水晶ガラス管７'，８' は、ランプ容器１の壁に直径上に配置され該ランプ容器１の内室に延在する２つの漏斗状の凹部１２，１３によって、該ランプ容器１に固定される。気密に封止されたランプ容器１の壁に設けられたこれらの漏斗状の凹部１２，１３は、くさびのように両水晶ガラス管７' と８' との間のスペースに入り込んでいる。ランプ容器１の材料から形成された漏斗状の凹部１２，１３によって、水晶ガラス管７'，８' はピンチ封止部１０の形成前に、ランプ容器１に固定される。水晶ガラス管７'，８' は凹部１２，１３の領域において、ランプ容器１の壁とともに溶接接合部を形成する。

本発明は、上記で詳述された実施例に制限されない。たとえば、フィラメントの非発光部分において圧潰される水晶ガラス管の端部を気密に封止し、水晶ガラス管の内室にハロゲン充填ガスを設けることができるし、ランプ容器の内室に充填ガスを設けないか、またはハロゲン添加物を含まない充填ガスのみを設けることもできる。こうすることによって干渉フィルタ７１，８１は、ハロゲン添加物の化学的な悪影響から保護される。しかし本発明は、ハロゲン添加物を含まない通常の白熱ランプに適用することもできる。

さらに、フィラメントの各Ｕ脚部ないしはＶ脚部に複数のフィラメント発光部分を設けることができる。これらのフィラメント発光部分は、フィラメント２の非発光部分によって相互に結合されており、ここでも水晶ガラス管内にて軸方向に方向付けられる。フィラメントの非発光部分には、水晶ガラス管内でフィラメント発光部分をセンタリングするためにスペーサを設けることもできる。スペーサとして適しているのは、たとえばタングステンから成る螺旋形のコイルである。このコイルの直径は、水晶ガラス管の内径に適合されており、このコイルはフィラメントの非発光部分に固定されているか、または水晶ガラス管の壁に設けられた内側に向けられた節に固定されている。しかし、水晶ガラス管をフレーム状の金属枠によってランプ容器内に固定することもできる。

本発明はさらに、ランプ容器の対称軸ないしは長手軸に対して横方向に方向付けられたフィラメントを有する白熱ランプにも適用することができる。この場合フィラメントは、たとえば水晶ガラス管によって被覆されており、この水晶ガラス管は外周面で、赤外線反射性の干渉フィルタを支持している。この水晶ガラス管の端部は、たとえばフィラメントの給電線に固定されるか、または別個の金属枠に固定される。水晶ガラス管の別の固定手段は、フィラメントに固定された螺旋形のスペーサによって、水晶ガラス管を該フィラメントに固定する手段である。この螺旋形のスペーサの直径は、水晶ガラスの内径に適合されている。さらに、水晶ガラス管の代わりに、たとえばホウケイ酸ガラス管等の硬質ガラス管を使用することもできる。

本発明の第１の実施例による概略的な側面図である。 図１に示された本発明の実施例を、図１に対して９０°回転させた概略的な側面図である。 本発明の第２の実施例による概略的な側面図である。 図３に示された本発明の実施例を、図３に対して９０°回転させた概略的な側面図である。

Claims (8)

1. 電気白熱ランプであって、
   実質的に軸対称性のランプ容器（１）と、該ランプ容器（１）内に配置された少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）と、該少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）のための給電線（３，４，５，６）と、赤外線反射性の干渉フィルタ（７１，８１；７１'，８１'）とが設けられており、
   該少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）はランプ容器軸（Ａ‐Ａ）外に配置されている形式のものにおいて、
   該少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）は、透光性の筒形のカバー（７，８；７'，８'）内に軸方向に配置されており、
   前記透光性の筒形のカバー（７，８；７'，８'）に前記干渉フィルタ（７１，８１；７１'，８１'）が設けられており、
   前記カバー（７，８；７'，８'）の端部（７２，８２；７２'，８２'）が、該ランプ容器（１）の密閉された端部（１０）に溶融されていることを特徴とする電気白熱ランプ。
2. 電気白熱ランプであって、
   実質的に軸対称性のランプ容器（１）と、該ランプ容器（１）内に配置された少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）と、該少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）のための給電線（３，４，５，６）と、赤外線反射性の干渉フィルタ（７１，８１；７１'，８１'）とが設けられており、
   該少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）はランプ容器軸（Ａ‐Ａ）外に配置されており、前記給電線（３，４，５，６）に接続されたリード線（２０，２１）を備えている形式のものにおいて、
   該少なくとも１つのフィラメント（２２，２３）は、透光性の筒形のカバー（７，８；７'，８'）内に軸方向に配置されており、
   前記透光性の筒形のカバー（７，８；７'，８'）に前記干渉フィルタ（７１，８１；７１'，８１'）が設けられており、
   前記カバー（７，８）は、前記リード線（２０，２１）に固定されていることを特徴とする、電気白熱ランプ。
3. 前記カバーは、円筒形の管（７，８；７'，８'）として形成されている、請求項１または２記載の電気白熱ランプ。
4. 前記干渉フィルタは、前記カバー（７，８；７'，８'）上に赤外線反射性のコーティング（７１，８１）として形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気白熱ランプ。
5. 前記カバー（７，８；７'，８'）は、水晶ガラスから形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の電気白熱ランプ。
6. 前記カバー（７'，８'）は、該ランプ容器の壁に配置され内側に方向付けられた節（１２，１３）によって、該ランプ容器（１）と溶接されている、請求項１記載の電気白熱ランプ。
7. 前記カバー（７，８）は少なくとも１つの圧潰部（７２，７３，８２，８３）によって、前記リード線（２０，２１，２４）に固定されている、請求項２記載の電気白熱ランプ。
8. 該フィラメント（２２，２３）は２つ設けられており、それぞれ前記ランプ容器軸（Ａ‐Ａ）の方向に方向づけされており、
   前記給電線（３，４，５，６）と反対側の両フィラメント（２２，２３）の端部は相互に、非発光部分（２４）によって結合されており、
   前記カバー（７，８；７’，８’）は、前記非発光部分（２４）にも固定されており、
   前記カバー（７，８；７'，８'）には、赤外線反射性の干渉フィルタ（７１，８１；７１'，８１'）が設けられている、請求項１または２記載の電気白熱ランプ。

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