JPS63174263A - コイル構造を改良した白熱ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、球状中央部を有する管状の光透過性エンベロ
ープ用の発光源として作用するのに特に適したパラメー
タを有する二重コイル・フィラメントに関する。

好ましくは外面に赤外線コーティングを設けた、自動車
用及び一般の照明用の管状光源の幾つかの利点について
は１９８６年１０月１４日に出願された米国特許出願第
９１８，４０８号及び１９８５年１１月１５日に出願さ
れた米国特許出願第７９８．６４６号に開示されている
。このような管状光源に用いられるタングステン・フィ
ラメントは光源自身の光学的、機械的および製造上の要
件を満足するようになっていることが好ましい。このよ
うな１つの光学的要件は、光源を関連する照明装置内に
取り付けたときに、フィラメントから放出された光が照
明装置によって所望の光ビーム出力として予め決められ
た通りに有利に方向決めされるように、管状光源の中央
領域にフィラメントの発光部分を配置することである。

更に、機械的要件としては、光源を収容している照明装
置が機械的衝撃を受けた場合でもフィラメントの発光部
分が管状光源の中央領域に維持されるようにすることで
ある。また更に、管状光源自身の製造上の要件としては
、管状光源用に種々の定格動作ワット数が得られるよう
にフィラメントの発光部分の長さを正確かつ容易に調節
できることである。

従って、本発明の目的は、発光部分を管状光源の中央部
分に位置決めして維持する手段を設けた二重コイル・フ
ィラメントを提供することにある。

他の目的は、管状光源用の種々の定格動作ワット数が正
確に得られるように発光部分の長さを調節する手段を有
する二重コイル・フィラメントを提供することにある。

発明の概要 本発明は、球状中央部を有する管状の光透過性エンベロ
ープ用の発光源として作用するのに特に適したパラメー
タを有する二重コイル・フィラメントに関する。

光源は内部にハロゲン化合物を封入した、球状部分を有
する管状の光透過性エンベロープ、および二重コイル・
タングステン・フィラメントを含む。このフィラメント
は、（１）通電状態において二重コイル・フィラメント
の非発光部分として作用する第１セグメント、（２）通
電状態において二重コイル・フィラメントの発光部分と
して作用する第２セグメント、および（３）第２セグメ
ントの初めと終わりを定める開放ターン・セグメントか
ら成る複数の部分を有する連続したワイヤから作られる
。第１セグメントは更に少なくとも第１および第２の部
分を有し、これらの部分の各々は球状部分の対向する両
端部にそれぞれ埋め込まれた少なくとも１本の心棒の周
りに巻付けられている。第２セグメントは管状エンベロ
ープの球状中央部の中央に配置されている。

好適実施例の説明 第１図は、白熱ランプ１０を示し、この白熱ランプ１０
は金属の口金１４に密封された半透明のエンベロープ１
２を有する。２本の電気リード兼支持用ワイヤ１６およ
び１８がステム２０によってエンベロープ１２内に堅固
に配置されている。

ワイヤ１６および１８の内部にある端部は管状光源２２
に電気的に接続されるとともに、管状光源２２を支持す
る。ワイヤ１６および１８の反対側の端部はステム２０
を通って伸びて、従来知られているように金属の口金１
４の適当な部分に電気的に接続される（図示せず）。

本発明の管状光源２２はまた、第２図に示されているよ
うに、反射器２６を有する放物面アルミめっき反射器（
ＰＡＲ）ランプ２４内に用いることができる。ランプ２
４は金属の口金２８およびレンズ部分３０を有する。光
源２２は前述したワイヤ１６および１８に類似した２本
の電気リード兼支持用ワイヤ３２および３４によって反
射器２６内に配置される。

管状光源２２は第３図に更に詳細に示されている。管状
光源２２のエンベロープは中央部分に球状部２２Ａを有
する。光源２２のエンベロープは石英材料で構成するの
が好ましい。必要な場合には、光１ｇ、２２はその外面
を多層赤外線反射フィルムでｍｓしてもよい。光源２０
を支持するワイヤ１６および１８（第２図）すなわち導
入線がそれぞれモリブデン箔部材３６および３８に接続
される。この箔部材３６および３８は光源２２の両端部
内に設けられ密封されている。

光［２２は内部に二重コイル・タングステン・フィルム
４０を有する。この二重コイル・フィラメント４０は第
１セグメント４０Ａおよび４０Ｂを含む複数の部分を有
する連続したワイヤであり、この第１セグメント４０Ａ
および４０Ｂは通電状態で二重コイル・フィラメントの
非発光部分として作用し、予め定められたワイヤ直径の
ような選択されたパラメータを有する。第１セグメント
４０Ａおよび４０Ｂは後で説明するように心棒の周りに
巻き付けられている。第１セグメント４０Ａおよび４０
Ｂは関連する芯線とともに球状部２２Ａの対向する両端
部にそれぞれ埋め込まれて密封される。第３図に示す実
施例では、第１セグメント４０Ａおよび４０Ｂの各々の
端部はそれぞれ箔部材３６および３８に接続される。他
の実施例においては、第１セグメントのそれぞれの心棒
が箔部祠３６及び３８に接続される。

二重コイル・フィラメント４０を形成する連続ワイヤは
更に第２セグメント４０ｃを有する。この第２セグメン
ト４０Ｃは通電状態においてフィラメントの発光部分と
して作用し、第１セグメント４０Ａおよび４０Ｂと同じ
直径としたワイヤ直径を含めて選択されたパラメータを
有する。第２セグメント４０ｃは管状光源２２の球状部
２２Ａの中央領域に配置される。更に、フィラメント４
０を形成する連続ワイヤは開放ターン・セグメント４０
Ｄおよび４０Ｅをも有し、このセグメントは後述するよ
うに第２セグメント分４０Ｃの長さを決定し、第２セグ
メント４０Ｃの初めと終わりを定める。

第１セグメント（すなわち非発光部分）および第２セグ
メント（すなわち発光部分）は、各々同じ所定のワイヤ
直径を有し、フィラメント４０の関連するパラメータを
明確にするために第４図に拡大して示すように心棒４２
の周りに巻き付けられる。非発光部分すなわち第１セグ
メント４０Ａおよび４０Ｂは直径ｄ１を有する耐火金属
のワイヤで形成され、直径Ｍ１を有する第１の心棒４２
の周りに巻き付けられる。好適実施例において第１セグ
メント４０Ａおよび４０Ｂを形成するワイヤは直径が約
２．０ミル乃至約６．０ミルの範囲にある単一ストラン
ド繊維状タングステン・ワイヤである。好適実施例にお
いては、心棒４２は直径Ｍ１が約４ミル乃至約１０．０
ミルの範囲のモリブデン材料から成る。巻き付けられた
第１セグメント４０Ａおよび４０Ｂの各々は次式によっ
て表わされる直径Ｄ１を有する。

Ｄｌ−２ｄ＋　＋Ｍ＋　　　　　　　（１）また発光部
分すなわち第２セグメント４０ｃは第１の心棒４２の周
りに巻き付けられ、第１セグメント４０＾および４０Ｂ
と同じワイヤで形成される。巻き付けられた第２セグメ
ント４０ｃは第１セグメント４０Ａおよび４０Ｂについ
て説明した同じ直径Ｄ１を有する。

開放ターン・セグメント４００および４０Ｅは、第４図
に示されていないが、後で第７図について詳しく説明す
るように、フィラメントの最初のコイル形成作業の際に
形成され、好ましくは約１２０ミル乃至約４００ミルの
範囲の長さを有するＳ字状の形にする。

第１セグメント４０Ａおよび４０Ｂで形成したコイルの
隣り合うターンは離間距＃ＩＳ１を有し、第２セグメン
ト４０ｃで形成したコイルの隣り合うターンは離間距離
Ｓ２を有する。これらの離間距離Ｓ１およびＳ２の各々
はフィラメント４０に沿って測定した隣り合うターンの
中心間の距離を表わす。離間距離Ｓ１は約２ミル乃至約
１８ミルの範囲の値である。離間距離Ｓ２は１インチ当
たりのターン数（ＴＰＩ）を選択することによって設定
され、典型的には約２．５ミル乃至約１２゜０ミルの範
囲の値である。

各々心棒４２に巻き付けられた第２セグメント４０ｃな
らびに第１セグメント４０Ａおよび４０Ｂは、次いで第
５図に示すように第２の心棒４４の周りに巻き付けられ
る。好適実施例においては、第２の心棒はモリブデン材
料から成り、その直径Ｍ２は約１５ミル乃至約２５ミル
の範囲である。

第５図に示すように巻き付けた第１セグメント４０Ａお
よび４０Ｂと第２セグメント４０ｃの隣り合うターンは
フィラメント４０のこの２回目のコイル形成作業におい
て離間距離Ｓ３だけ互いに隔たるように配置される。離
間距離Ｓ３の値は約１０ミル乃至約４５ミルの範囲であ
る。このように巻かれた二重コイルの第１セグメント４
〇八および４０ｓならびに第２セグメント４０ｃは次式
によって与えられる直径Ｄ２を有する。

Ｄ２−２Ｄ＋　＋Ｍ＝　　　　　　　（２）第６図に示
す二重コイル・フィラメント４０を形成するように巻い
た後、フィラメント４０は更に第１および第２の心棒４
２および４４を発光部分すなわち第２セグメント４０Ｃ
から選択的に取り除くように処理される。しかし、非発
光部分すなわち第１セグメント４０Ａおよび４０Ｂ内の
第１および第２の心棒４２および４４は残されて、後で
管状光源２２の球状部２２Ａの両端部に配置し密封して
堅固な接続部を形成するために用いられる。心棒４２お
よび４４の選択的な除去および保持を行なうためには、
先ず硝酸および硫酸の混合液のようなエッチ液に耐え得
るコールタール樹脂またはワックスのような材料で第１
セグメント４０Ａおよび４０Ｂを被覆する。第２セグメ
ント４０Ｃは被覆しない。次いで、フィラメント４０を
エッチ液内に浸して、第２セグメント４０ｃの領域内に
ある心棒４２および４４の部分を選択的に取り除く。第
１セグメント４０Ａおよび４０Ｂの領域内に残っている
心棒４２および４４はこれらのセグメントを非発光状態
に維持する。この第１セグメント４０Ａおよび４０ｃの
堅固な接続部はまた第２セグメント４０ｃに対して適切
な湾曲しない固定した電気的接続部も提供する。

完成した二重コイル・フィラメント４０が第７図に示さ
れている。第１セグメント４〇八および一４０Ｂは第１
のコイル内に心棒４２を有し、かつ第２のコイル内に心
棒４４を有する二重コイル・フィラメント部分を構成す
る。二重コイル・タングステン・フィラメントの第２セ
グメンｌ−４０Ｃすなわち発光部分には心棒４２および
４４のいずれも存在しない。完成した二重コイル・フィ
ラメント４０は図示のように開放ターン◆セグメント４
００および４０Ｅを含む。これらの開放ターン・セグメ
ント４０ｏおよび４０Ｅは第２セグメント４０ｃの初め
と終わりを定め、光源の定格ワット数の要求に従って選
択される種々の長さを有するフィラメントを備えた管状
光源を形成するように第２セグメント４０ｃすなわち発
光部分の長さを正確かつ容易に調節する手段を提供する
。発光部分の長さは二重コイル・フィラメントの定格ワ
ット数を調節するために使用することかでき、ワット数
に応じて選択することができる。開放ターン・セグメン
ト４０ｏおよび４０Ｆは、種々の光源の製造工程中に容
易に観察され製造される発光部分を定めるようにフィラ
メントの長さに沿って配置することができる。フィラメ
ント４ｏは、発光部分４０ｃが管状光源２２の球状部２
２Ａの内部の中央領域に位置するように管状光源内に配
置される。このための調節を行なうには、先ず導入線１
６および１８ならびに箔部材３６および３８を接続した
二重コイル・フィラメント４ｏを未だ密封されていない
管状光源２２の一端がら挿入する。次いで、フィラメン
ト４０を発光部分すなわち第２セグメント４０Ｃが球状
部２２Ａの中央領域に位置するように配置する。フィラ
メント４゜に僅かな張力を与えることが好ましい場合に
は、フィラメント４０の両端を適当な手段によって保持
して、フィラメント４０の両端を互いに離れる向きに僅
かに引っ張る。（必要な場合は、フィラメントに張力を
与えながら）発光部分を所望の位置に定めたとき、箔部
材３６および３８を管状光源２２の両側のくび部におい
て密封し、また非発光部分すなわち第１セグメント４０
Ａおよび４゜８を球状部２２Ａの対向する両端部にそれ
ぞれ密封して、本発明の管状光源２２を完全に形成する
。

本発明を実施することにより、球状中央部を有する管状
光源に使用するのに特に適した二重コイル・フィラメン
ト４０が提供されることが理解されよう。非発光部分す
なわち第１セグメント４０＾および４０Ｂは管状光源の
球状部の両端部に埋め込まれて、フィラメント４０の堅
固で適切な電気的接続部を形成する。非発光部分ならび
に発光部分は形状が直線状であり、光源２２の管状エン
ベロープの形状に適合する。非発光部分すなわち第１セ
グメント４０Ａおよび４０Ｂのワイヤの直径ならびに心
棒４２および４４の直径はフィラメントが光源２２のく
び部の内径にほぼ整合するように選択するのが有利であ
る。この整合により管状エンベロープ内に第１セグメン
ト４０Ａおよび４０Ｂをすベリばめし、第２セグメント
４０Ｃを管状光源２２の中心線に容易に整列させること
ができる。更に、フィラメント４ｏはその直線状の接続
された部材と共に光源２２内で僅かに引き伸ばして、発
光部分に張力をを与えることができる。

前記の二重コイル・フィラメントは単一の発光部分を有
するものとして説明したが、複数の発光部分を有するよ
うな他の構成も本発明の実施により形成することができ
る。同様に、２つの心棒を用いた非発光部分はその領域
内に単一の心棒のみをｑするように構成してもよい。こ
の様な単一の心棒を有する構成の場合、非発光部分を発
光部分とともに前述したようなエッチ液内に入れて、非
発光部分および発光部分の両方の心棒の全てを除去し、
次いで心棒４４と同じ寸法のプラグを非発光部分の各々
の相捕的な開口内に挿入する。

更に、タングステン二重コイル・フィラメントは球状部
を育する管状光源に使用するのに特に適しているものと
して説明したが、本発明は管状ハウジングの様なエンベ
ロープを必要とすることなく二重コイルを利用する白熱
ランプにも同様に適用できるものであることを理解され
たい。

【図面の簡単な説明】

第１図は白熱ランプ内に配置した管状光源を示す側面図
である。 第２図は放物面のアルミめっき反射器（ＰＡＲ）ランプ
内に配置した本発明の管状光源を示す側面図である。 第３図は内部本発明の二重コイル・フィラメントを配置
した管状光源の側面図である。 第４図はコイル・フィラメントを形成する−ように第１
の心棒の周りに巻き付けた二重コイル・フィラメントの
非発光部分および発光部分のフィラメント・ワイヤを示
す側面図である。 第５図は本発明の二重コイル・フィラメントを形成する
ように第２の心棒の周りに巻いた第４図のコイル・フィ
ラメントを示す側面図である。 第６図は二重コイル・フィラメントの発光部分に関連す
る心棒を選択的に取り除いて、二重コイル・フィラメン
トの非発光部分に関連する心棒をそのまま残した状態を
示す側面図である。 第７図は本発明の完成した二重コイル・フィラメントを
示す側面図である。 ［主な符号の説明コ ２２・・・管状光源、２２＾・・・球状部、４０・・・
二重コイル・フィラメント、４０Ａ、４０ｓ・・・第１
セグメント（非発光部分）、４０ｃ・・・第２セグメン
ト（発光部分）、４０Ｄ、４０Ｅ・・・開放ターン・セ
グメント、４２．４４・・・心棒。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハロゲン化合物を封入した、球状中央部を有する光
   透過性の管状エンベロープと、 連続したワイヤから成る二重コイル・タングステン・フ
   ィラメントであって、（イ）通電状態において二重コイ
   ル・フィラメントの非発光部分として作用する第１セグ
   メント、（ロ）通電状態において二重コイル・フィラメ
   ントの発光部分として作用する第２セグメント、および
   （ハ）前記第２セグメントの初めと終りを定める開放タ
   ーン・セグメントから成る複数の部分を有し、前記第１
   セグメントが、それぞれ少なくとも１本の心棒の周りに
   巻き付けられ、かつ前記球状部の対向する両端部におい
   て密封されている少なくとも第１および第２の部分を有
   し、前記第２セグメントが前記球状部の中央領域に位置
   している当該二重コイル・タングステン・フィラメント
   と、 を含む光源。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光源において、前記ワ
   イヤの直径が約２．０ミル乃至約６．０ミルの範囲にあ
   る光源。 ３、白熱ランプ用の光源として用いられる二重コイル・
   タングステン・フィラメントであって、（イ）通電状態
   において二重コイル・フィラメントの非発光部分として
   作用し、各々が少なくとも１本の心棒の周りに巻き付け
   られている少なくとも第１および第２の部分を有する第
   １セグメント、（ロ）通電状態において二重コイル・フ
   ィラメントの発光部分として作用する第２セグメント、
   および（ハ）前記第２セグメントの初めと終りを定める
   開放ターン・セグメントから成る複数の部分を有する連
   続したワイヤで構成された二重コイル・タングステン・
   フィラメント。 ４、特許請求の範囲第２項記載の二重コイル・タングス
   テン・フィラメントにおいて、前記ワイヤの直径が約２
   ．０ミル乃至約６．０ミルの範囲にある二重コイル・タ
   ングステン・フィラメント。 ５、外側エンベロープと、 ハロゲン化合物を封入した、球状中央部を有する管状の
   光透過性内側エンベロープと、 前記外側エンベロープの中に前記内側エンベロープを構
   造的および電気的に取り付ける手段と、連続したワイヤ
   から成る二重コイル・タングステン・フィラメントであ
   って、（イ）通電状態において二重コイル・フィラメン
   トの非発光部分として作用する第１セグメント、（ロ）
   通電状態において二重コイル・フィラメントの発光部分
   として作用する第２セグメント、および（ハ）前記第２
   セグメントの初めと終りを定める開放ターン・セグメン
   トから成る複数の部分を有し、前記第１セグメントが、
   それぞれ少なくとも１本の心棒の周りに巻き付けられ、
   かつ前記球状部の対向する両端部に密封されている少な
   くとも第１及び第２の部分を有し、前記第２セグメント
   が前記球状部の中央領域に位置している当該二重コイル
   ・タングステン・フィルムと、 を含む白熱ランプ。