JPWO2006054563A1 - Tube, tube with reflector and lighting device - Google Patents
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Abstract
この発明は、反射鏡内に組み込まれるハロゲン電球に関する。この発明の目的は、フィラメントの小型化及び集光効率の向上である。この発明のハロゲン電球は、バルブと、複数のフィラメント要素(131−134)とを有する。各フィラメント要素は、一重巻きコイルで構成され、その軸は、前記反射鏡の光軸と平行である。前記複数のフィラメント要素のうちの一つ(中央フィラメント要素、131)は、前記反射鏡の光軸上に配置され、その他のもの(周辺フィラメント要素、132−134)は、その周囲に配置される。各フィラメント要素をその軸方向から見たときの輪郭は、長円形である。さらに、前記中央フィラメント要素の長手方向の長さをLc、前記周辺フィラメント要素の長手方向の長さをLsとしたとき、0.2≦Ls/Lc≦0.9とすると、中心照度及び配光特性が向上する。さらに、前記バブルの最大内径をR、前記フィラメント体の最大外径をrとしたとき、0.25≦r/R≦0.75とすると、寿命が向上する。The present invention relates to a halogen light bulb incorporated in a reflecting mirror. An object of the present invention is to reduce the size of the filament and improve the light collection efficiency. The halogen light bulb of the present invention has a bulb and a plurality of filament elements (131-134). Each filament element is composed of a single coil, and its axis is parallel to the optical axis of the reflecting mirror. One of the plurality of filament elements (center filament element, 131) is disposed on the optical axis of the reflector, and the other (peripheral filament elements, 132-134) is disposed around the periphery. . When each filament element is viewed from its axial direction, the outline is oval. Further, assuming that Lc is the length in the longitudinal direction of the central filament element and Ls is the length in the longitudinal direction of the peripheral filament element, if 0.2 ≦ Ls / Lc ≦ 0.9, then the central illuminance and light distribution Improved characteristics. Furthermore, when the maximum inner diameter of the bubble is R and the maximum outer diameter of the filament body is r, the life is improved when 0.25 ≦ r / R ≦ 0.75.
Description
本発明は管球、反射鏡付き管球および照明装置に関し、特にフィラメント配線構造に関する。 The present invention relates to a tube, a tube with a reflector, and an illumination device, and more particularly to a filament wiring structure.
反射鏡付き管球、例えば反射鏡付きハロゲン電球は、凹面状の反射鏡内にハロゲン電球が組み込まれた構成を有し、例えばスタジオ照明用として、また商業施設におけるスポットライト等の一般照明用として使用されている。
当該ハロゲン電球に対して、更なる集光効率の向上が求められている。ここでいう「集光効率」とは、電力当たりの照度[lx/W]を示している。A tube with a reflector, such as a halogen bulb with a reflector, has a configuration in which a halogen bulb is incorporated in a concave reflector, for example, for studio lighting, or for general lighting such as a spotlight in a commercial facility. in use.
There is a demand for further improvement in light collection efficiency for the halogen bulb. Here, “light collection efficiency” indicates illuminance [lx / W] per electric power.
ハロゲン電球は、バルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを備えている。このフィラメント体をコンパクトにするにしたがって点光源に近づけることができ、反射鏡との組み合わせにおいて集光効率を向上できることが知られている。しかし、一般的に定格電圧[V]および定格電力[W]、さらには定格寿命時間(例えば3000時間)が決定されると、フィラメント体を構成しているタングステン線の素線長や素線径が実質的に定まってしまうので、例えば単純に素線長を短くしてフィラメント体をコンパクト化することはできない。 The halogen light bulb includes a bulb and a filament body provided in the bulb. It is known that the filament body can be made closer to a point light source as it is made compact, and the light collection efficiency can be improved in combination with a reflecting mirror. However, in general, when the rated voltage [V], the rated power [W], and the rated life time (for example, 3000 hours) are determined, the strand length and strand diameter of the tungsten wire constituting the filament body Therefore, the filament body cannot be made compact by simply shortening the wire length, for example.
定格電圧と定格電力とが決定されると、フィラメント体の抵抗値Rが決定されることが要因となる。例えば、素線長を短くすると、抵抗値Rを維持するために素線径を細くする必要が生じる。ところが、素線径を細くすると点灯中、タングステンの蒸発によってタングステン線が細って断線しやすくなり、寿命時間は短くなる傾向にある。一方、寿命時間を確保するために素線径を太くした場合、抵抗値Rを維持するために素線長を長くする必要が生じる。ところが、素線長が長くなりすぎると、バルブの大きさ等に応じてフィラメント体の寸法を一定の範囲内に収める必要があるので、ピッチを狭くしたり、バルブ内に設けられた状態におけるフィラメント体にかかるテンションを小さくしなくてはならなくなり、フィラメント体の機械的強度が弱くなって断線してしまうおそれがある。したがって、所定の定格電圧、定格電力、および定格寿命時間を満足するためには、実質的に素線長および素線径がほぼ一義的に決定され、フィラメント体をコンパクトにすることは困難である。 When the rated voltage and the rated power are determined, the resistance value R of the filament body is determined. For example, when the wire length is shortened, it is necessary to reduce the wire diameter in order to maintain the resistance value R. However, if the wire diameter is reduced, the tungsten wire becomes thinner due to evaporation of tungsten during lighting and the wire tends to be broken, and the life time tends to be shortened. On the other hand, when the wire diameter is increased in order to ensure the lifetime, it is necessary to increase the wire length in order to maintain the resistance value R. However, if the wire length becomes too long, it is necessary to keep the dimensions of the filament body within a certain range according to the size of the bulb, etc., so the filament in a state where the pitch is reduced or provided in the bulb The tension applied to the body must be reduced, and the mechanical strength of the filament body may be weakened and may be broken. Therefore, in order to satisfy the predetermined rated voltage, rated power, and rated life time, the wire length and the wire diameter are substantially uniquely determined, and it is difficult to make the filament body compact. .
また、市販されているスポットライト等の一般照明用として使用されている反射鏡付きハロゲン電球では、例えばビーム角が10度、反射鏡のミラー径φが50[mm]のものにおいて、現在、定格電力が65[W](定格電圧110[V])であるという制約の下で、中心照度が6500[lx](中心光度換算で6500[cd])に達しているが、よりいっそうの中心照度の向上が望まれている。 In addition, a commercially available halogen light bulb with a reflector used for general illumination such as a spotlight has a beam angle of 10 degrees and the mirror diameter φ of the reflector is 50 [mm]. Under the constraint that the power is 65 [W] (rated voltage 110 [V]), the central illuminance has reached 6500 [lx] (6500 [cd] in terms of central luminosity). Improvement is desired.
なお、ここで言う「中心照度」とは、照射面において反射鏡の光軸と照射面とが交わる領域の照度を示している。
さらに、管球に対して寿命の延長が望まれている。
上記の制約の下で集光効率ならびに中心照度の向上を図るべく、以下の発明がなされている。The “central illuminance” here refers to the illuminance of the area where the optical axis of the reflecting mirror and the irradiation surface intersect on the irradiation surface.
Furthermore, it is desired to extend the life of the tube.
In order to improve the light collection efficiency and the central illuminance under the above restrictions, the following inventions have been made.
すなわち、スタジオ照明用として使用されている反射鏡付きハロゲン電球において、集光効率を高めて中心照度を増大させるために、直線的に、かつ螺旋状に巻かれた複数のフィラメント要素を備え、これらフィラメント要素が反射鏡の光軸に対してそれぞれ平行に、かつ上記光軸の周りにほぼ対称的に正三角形や正方形をなすように配置されたフィラメント体を用いたものが知られている(例えば特許文献1参照)。 That is, in a halogen lamp with a reflector used for studio lighting, a plurality of filament elements wound linearly and spirally are provided in order to increase the light collection efficiency and increase the central illuminance. There is known one using a filament body in which filament elements are arranged in parallel to the optical axis of a reflecting mirror and arranged almost symmetrically around the optical axis so as to form a regular triangle or square (for example, Patent Document 1).
また、特に発光効率を向上させるためにガラスバルブの外面に赤外線反射膜が形成されているハロゲン電球を用いた反射鏡付きハロゲン電球において、フィラメント要素から放射され、この赤外線反射膜によって反射された赤外線を効率よくフィラメント要素に帰還させるために、上記従来の反射鏡付きハロゲン電球で用いられているフィラメント体に対してさらに上記光軸上にも直線的に、かつ螺旋状に巻かれたフィラメント要素を配置し、すなわち上記光軸上に配置されたフィラメント(以下、「中央フィラメント要素」という)と、その周囲にほぼ対称に配列された少なくとも3つの他のフィラメント(以下、「周辺フィラメント要素」という)からなるフィラメント体を用いたものが提案されている(例えば特許文献2参照)。 In particular, in a halogen bulb with a reflector using a halogen bulb in which an infrared reflecting film is formed on the outer surface of the glass bulb in order to improve luminous efficiency, the infrared ray radiated from the filament element and reflected by this infrared reflecting film In order to efficiently return the filament element to the filament element, a filament element wound linearly and spirally on the optical axis with respect to the filament body used in the conventional halogen lamp with a reflector is also provided. A filament arranged on the optical axis (hereinafter referred to as “central filament element”) and at least three other filaments arranged substantially symmetrically around the filament (hereinafter referred to as “peripheral filament element”) The thing using the filament body which consists of is proposed (for example, refer patent document 2).
なお、ここで言う「発光効率」とは、電力当たりの光束[lm/W]を示している。
さらに、一般的に定格電圧100[V]以上のハロゲン電球においては、フィラメント体をコンパクトにして点光源に近づけるための他の手段として二重巻きコイルをフィラメント体として用いることが多く、さらに一層のコンパクト化を図るために、三重巻きコイルをフィラメント体として用いたものが提案されている(例えば特許文献3参照)。
Furthermore, generally in a halogen bulb with a rated voltage of 100 [V] or more, a double-wound coil is often used as a filament body as another means for making the filament body compact and approaching a point light source. In order to achieve compactness, a device using a triple coil as a filament body has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、上記従来の技術をスポットライト等の一般照明用の反射鏡付きハロゲン電球に適用して、特にビーム角が狭角タイプのものを実現することは非常に困難であると考えられる。定格電力が65[W]に設定され、10度のビーム角を有する従来の一般照明用反射鏡付きハロゲン電球において、特許文献1に記載されたフィラメント体を用いたものと、特許文献2に記載のフィラメント体を用いたものとの配光曲線を調べたところ、図34に示すとおりの結果となった。なお、図34中、上記従来の一般照明用反射鏡付きハロゲン電球に、特許文献1に記載されたフィラメント体を用いたものの特性を破線(i)で、上記従来の一般照明用反射鏡付きハロゲン電球に、特許文献2に記載されたフィラメント体を用いたものの特性を実線(ii)で示している。図34から明らかなように、前者の場合では、光軸の周りに配置されたフィラメント要素によって、照射面において、光軸相当部分の周辺領域の照度が高くなる一方、中心照度(角度0度)がその周辺の照度に比して著しく小さくなってしまい、また、後者の場合では、周辺フィラメント要素によって、照射面において、光軸相当部分のみならずその周辺領域での照度が増大して照射光が全体的に広がり、得られたビーム角が13度以上となった。 However, it is considered that it is very difficult to apply the conventional technique to a halogen light bulb with a reflector for general illumination such as a spotlight and to realize a particularly narrow beam angle type. In a conventional halogen light bulb with a reflector for general illumination having a rated power of 65 [W] and a beam angle of 10 degrees, the one using the filament body described in
現在市販されている一般照明用の反射鏡付きハロゲン電球の中で狭角タイプと呼ばれているものの主流のビーム角は10度である。IEC規格60357によれば、そのビーム角(10度)の誤差の許容範囲は±25%までとされ、つまりビーム角の規格を10度とした場合、その誤差の許容範囲は7.5度から12.5度までとなる。したがって、上記したような従来のフィラメント体がスポットライト等の一般照明用として使用されている反射鏡付きハロゲン電球に適用されても、上述した誤差の許容範囲を超え、所望のビーム角(例えば10度)を得ることができない。 Among the halogen lamps with reflectors for general illumination currently on the market, the mainstream beam angle is 10 degrees although it is called the narrow-angle type. According to IEC standard 60357, the allowable range of error of the beam angle (10 degrees) is ± 25%, that is, when the standard of the beam angle is 10 degrees, the allowable range of error is from 7.5 degrees. It will be up to 12.5 degrees. Therefore, even when the conventional filament body as described above is applied to a halogen lamp with a reflector used for general illumination such as a spotlight, the above-described error tolerance is exceeded and a desired beam angle (for example, 10 Degree).
このような問題はスタジオ照明用として使用されている場合においては特に顕著に現れていない。これは主に反射鏡のミラー径φの相違に起因しているものと考えられる。つまり、一般照明用の反射鏡付きハロゲン電球に用いられている反射鏡のミラー径φは主に35[mm]〜100[mm]であるのに対して、スタジオ照明用の反射鏡付きハロゲン電球に用いられている反射鏡のミラー径φは主として200[mm]〜400[mm]もある。反射鏡において中心照度に寄与する領域(以下、単に「中心照度寄与領域」という)は、反射鏡の焦点を含むその近傍領域にある。そして、この中心照度寄与領域は反射鏡のミラー径φが小さいほど小さく、ミラー径φが大きいほど大きい。したがって、スタジオ照明用の反射鏡付きハロゲン電球では、その中心照度寄与領域が大きく、その結果、光軸の周りに配置された発光部から放射される光も中心照度へ大きく寄与しているためであると考えられる。 Such a problem is not particularly noticeable when it is used for studio lighting. This is considered to be mainly due to the difference in the mirror diameter φ of the reflecting mirror. That is, the mirror diameter φ of the reflector used in the halogen bulb with a reflector for general illumination is mainly 35 [mm] to 100 [mm], whereas the halogen bulb with a reflector for studio illumination. The mirror diameter [phi] of the reflector used in is mainly 200 [mm] to 400 [mm]. The region contributing to the central illuminance in the reflecting mirror (hereinafter simply referred to as “central illuminance contributing region”) is in the vicinity thereof including the focal point of the reflecting mirror. The central illuminance contribution region is smaller as the mirror diameter φ of the reflecting mirror is smaller and larger as the mirror diameter φ is larger. Therefore, the halogen light bulb with a reflector for studio lighting has a large central illuminance contribution region, and as a result, the light emitted from the light emitting unit arranged around the optical axis also greatly contributes to the central illuminance. It is believed that there is.
また、この種の反射鏡付きハロゲン電球において、スタジオ照明用として使用する場合、その定格寿命は主に200時間〜500時間、場合によっては2000時間であり、スポットライト等の一般照明用として使用する場合はその定格寿命として2000時間〜3000時間、場合によっては3000時間を越えるものが要求されるところ、上記した従来の反射鏡付きハロゲン電球は、長寿命が特別に要求されないスタジオ照明用として市販されているものであり、寿命に関しては十分な検討がなされておらず、そのため特にスポットライト等の一般照明用として使用するに当たっては寿命に関して改善の余地が残されている。 Further, when this kind of halogen lamp with a reflector is used for studio lighting, its rated life is mainly 200 hours to 500 hours, and in some
さらに、反射鏡付きハロゲン電球に備えられたフィラメント体として採用予定のコイルを二重、三重にすると、耐振動性が低下傾向を示すことから、特に三重巻きコイルをフィラメント体としてバルブ内に設ける場合、耐振動性を向上させるために三重巻きコイルをその長手方向に引っ張った状態で、つまりテンションをかけた状態で内部リード線等に電気的に、かつ機械的に接続する必要がある。しかしながら、そうしたときには三重巻きコイルにおける三次コイルのピッチが大きくなり、三重巻きコイル全体としてその長手方向に長くなってフィラメント体のコンパクト化が妨げられ、集光効率の向上が図れなくなるという問題が起こることから、三重巻きコイルに替わる手段が要求されている。 Furthermore, if the coil to be used as a filament body provided in a halogen bulb with a reflector is doubled or tripled, vibration resistance tends to decrease. Especially when a triple-wound coil is provided in the bulb as a filament body. In order to improve vibration resistance, it is necessary to electrically and mechanically connect the triple-wound coil to the internal lead wire or the like in a state where the coil is pulled in the longitudinal direction, that is, in a state where tension is applied. However, in such a case, the pitch of the tertiary coil in the triple-winding coil becomes large, and the entire triple-winding coil becomes longer in the longitudinal direction, which prevents the compactness of the filament body, resulting in a problem that the light collection efficiency cannot be improved. Therefore, a means to replace the triple winding coil is required.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、第1の目的として集光効率を向上させ、第2の目的として中心照度を増大させ、第3の目的として特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができ、第4の目的として長寿命化を図ることができる管球、反射鏡付き管球および照明装置を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances. The first object is to improve the light collection efficiency, the second object is to increase the central illuminance, and the third object is to narrow the beam angle. Provided are a tube, a tube with a reflecting mirror, and an illumination device that can achieve good light distribution characteristics with a square type and can achieve a long life as a fourth object.
上記集光効率の向上の問題を解決するため、本発明にかかる管球では、照明装置の凹面状の反射鏡内に組み込まれ、定格電圧が100[V]以上250[V]以下に設定された管球であって、バルブと当該バルブ内に設けられたフィラメント体とが備えられ、上記フィラメント体は、複数のフィラメント要素を有し、かつ上記管球が上記反射鏡内に組み込まれた状態において、上記反射鏡の焦点を内包する位置に配され、上記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルで、上記反射鏡の光軸上に1本が配され、上記中央フィラメント要素の軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配され、
上記複数のフィラメント要素の各々は、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されてなる構成とした。In order to solve the problem of improving the light collection efficiency, the tube according to the present invention is incorporated in the concave reflecting mirror of the lighting device, and the rated voltage is set to 100 [V] or more and 250 [V] or less. A tube having a bulb and a filament body provided in the bulb, wherein the filament body has a plurality of filament elements and the bulb is incorporated in the reflector The plurality of filament elements are coils each wound in a single layer, one on the optical axis of the reflector, and the central filament element of the central filament element. One or more of the remaining coils are arranged on an axis parallel to the axis,
Each of the filament elements has a configuration in which the contour when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape.
また、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、当該反射鏡内に配置され、かつ定格電圧が100[V]以上250[V]以下に設定された管球とを備え、上記管球は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、上記フィラメント体は、上記反射鏡の焦点を内包するように配され、かつ複数のフィラメント要素を有し、上記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルで、上記反射鏡の光軸上に1本が配され、上記光軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配され、上記フィラメント要素の各々は、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されている構成とした。 Moreover, in the tube with a reflector according to the present invention, a concave reflector and a tube arranged in the reflector and having a rated voltage set to 100 [V] or more and 250 [V] or less. The tube has a bulb and a filament body provided in the bulb, the filament body is arranged to contain the focal point of the reflector, and has a plurality of filament elements, Each of the plurality of filament elements is a single wound coil, one is arranged on the optical axis of the reflecting mirror, and one or more of the remaining coils are arranged on an axis parallel to the optical axis. Each filament element has a configuration in which the contour when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape.
上記中心照度の向上ならびに配光特性の問題を解決するため、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記中央フィラメント要素の長手方向の長さLCと、上記周辺フィラメント要素の長手方向の長さLSとが、LS/LCが0.2以上0.9以下となるように、調整されている構成とした。In order to solve the above problems of improvement in central illuminance and light distribution characteristics, a tube with a reflector according to the present invention is provided with a concave reflector, a bulb, and a bulb and the bulb. A tube having a filament body, the filament body having a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflector, and the center Around the filament element, there is at least three peripheral filament elements arranged such that the longitudinal central axis is substantially parallel to the longitudinal central axis of the central filament element, the peripheral filament element being When the intersection points where the central axis in the longitudinal direction of each of the peripheral filament elements intersects the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element are The intersection of the longitudinal central axis and the plane of the central filament element centroids are arranged to form a substantially regular polygon to (centroid), and the length L C of the longitudinal direction of the central filament element The length L S in the longitudinal direction of the peripheral filament element is adjusted so that L S / L C is 0.2 or more and 0.9 or less.
また、本発明にかかる管球では、照明装置の反射鏡部内に組み込まれる管球であって、上記管球はバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が上記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記中央フィラメント要素の長手方向の長さLCと、上記周辺フィラメント要素の長手方向の長さLSとが、LS/LCが0.2以上0.9以下となるように、調整されている構成とした。Moreover, in the tube according to the present invention, the tube is incorporated in the reflecting mirror portion of the lighting device, and the tube includes a bulb and a filament body provided in the bulb, and the filament body Is a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror portion when the tube is incorporated in the reflecting mirror portion, and around the central filament element, At least three peripheral filament elements arranged such that a longitudinal central axis is substantially parallel to a longitudinal central axis of the central filament element, wherein the peripheral filament elements are each of the peripheral filaments When the intersection of the central axis in the longitudinal direction of the element and the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element is connected, the central filament element is required. Longitudinal central axis and the center of gravity of the point of intersection between the plane (centroid) and are arranged to form a substantially regular polygon, the longitudinal length L C of the central filament element, the periphery of the The length L S in the longitudinal direction of the filament element is adjusted so that L S / L C is 0.2 or more and 0.9 or less.
上記寿命の問題を解決するため、本発明にかかる管球では、バルブと、このバルブの内部に配置され、かつ少なくとも3つの直線状のフィラメント要素を有するフィラメント体とを備え、上記フィラメント要素は、その長手方向の中心軸が上記バルブの長手方向の中心軸と略平行であり、かつ上記バルブの長手方向の中心軸を囲むように林立した状態であって、各々の上記フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記バルブの長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記バルブの長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、上記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されている構成とした。 In order to solve the problem of the lifetime, the tube according to the present invention includes a bulb and a filament body that is disposed inside the bulb and has at least three linear filament elements, and the filament element includes: The central axis in the longitudinal direction is substantially parallel to the central axis in the longitudinal direction of the bulb, and is forested so as to surround the central axis in the longitudinal direction of the bulb. An abbreviation having a center of gravity (centroid) as the intersection of the central axis in the longitudinal direction of the valve and the plane when the intersection of the central axis and the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the bulb is connected. It is arranged so as to form a regular polygon, and the maximum inner diameter R of the portion of the bulb where the filament body is located and the maximum outer diameter r of the filament body are r R has a structure which is adjusted to be 0.25 to 0.75.
また、本発明にかかる管球では、照明装置の反射鏡部内に組み込まれる管球であって、上記管球はバルブとこのバルブの内部に配置されたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が上記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、上記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されている構成とした。 Moreover, in the tube according to the present invention, the tube is incorporated in a reflecting mirror portion of the lighting device, and the tube includes a bulb and a filament body arranged inside the bulb, and the filament The body has a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror portion when the tube is incorporated in the reflecting mirror portion, and around the central filament element. , At least three peripheral filament elements arranged such that a longitudinal central axis is substantially parallel to a longitudinal central axis of the central filament element, wherein the peripheral filament element is When the intersection of the longitudinal center axis of the filament element and the plane perpendicular to the longitudinal center axis of the central filament element is connected, the central filament Arranged so as to form a substantially regular polygon whose center of gravity (centroid) is the intersection of the central axis in the longitudinal direction of the element and the plane, and the portion of the bulb where the filament body is located The maximum inner diameter R and the maximum outer diameter r of the filament body are adjusted so that r / R is 0.25 or more and 0.75 or less.
さらに、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、上記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されている構成とした。 Furthermore, in the tube with a reflector according to the present invention, a tube having a concave reflector, a bulb disposed in the reflector and having a bulb and a filament body provided in the bulb. The filament body has a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror, and a longitudinal central axis around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal central axis of the filament element, the peripheral filament element having a longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements; When the intersections where the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element intersects are respectively connected, the central axis in the longitudinal direction of the central filament element and the plane Are arranged so as to form a substantially regular polygon whose center of gravity (centroid) is the intersection of the filament and the maximum inner diameter R of the portion of the bulb where the filament body is located, and the maximum of the filament body The outer diameter r is adjusted so that r / R is 0.25 or more and 0.75 or less.
上記のように、本発明にかかる管球では、照明装置の反射鏡内に組み込まれる定格電圧100[V]以上250[V]以下の管球であって、上記管球はバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡内に組み込まれた状態において、上記反射鏡の焦点を内包するように配され、かつ複数のフィラメント要素を有し、上記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルであるため、多重巻きされたコイルに比べて、耐振動性を向上させることができる。 As described above, the tube according to the present invention is a tube having a rated voltage of 100 [V] or more and 250 [V] or less that is incorporated in the reflecting mirror of the illumination device, and the tube includes the valve and the valve. The filament body is arranged so as to contain the focal point of the reflector in a state where the tube is incorporated in the reflector, and a plurality of filaments Since each of the plurality of filament elements has a single-wound coil, vibration resistance can be improved as compared with a multi-winding coil.
また、当該管球では、フィラメント体を構成する複数のフィラメント要素のそれぞれが一重巻きされたコイルであるため、多重巻きされたコイルに比べてコイルのピッチを小さくすることができ、そのうえ、上記複数のフィラメント要素が、上記反射鏡の光軸上に1本配され、上記光軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配されているので、反射鏡の光軸上にフィラメント要素が配されていない場合に比べて、中心照度ならびに集光効率を向上させることができる。 Further, in the tube, since each of the plurality of filament elements constituting the filament body is a single wound coil, the pitch of the coil can be made smaller than that of the multiple wound coil, One filament element is arranged on the optical axis of the reflecting mirror, and one or more of the remaining coils are arranged on an axis parallel to the optical axis, so that the filament element is arranged on the optical axis of the reflecting mirror. Compared with the case where no is arranged, the central illuminance and the light collection efficiency can be improved.
さらに、当該管球では、上記フィラメント要素の各々が、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されているので、巻き軸方向から見たときのフィラメント要素の輪郭が略円形すなわち、真円あるいは加工精度の高低によって歪んだ真円に近い円となっている場合に比べて、フィラメント体の光軸方向の長さを短縮することができる。したがって、当該管球では、従来の管球に比べて反射鏡内における上記中心照度寄与領域内に存在するフィラメント体の割合を増加させることができ、中心照度の増大ならびに集光効率を向上させることができる。 Further, in the tube, each of the filament elements is formed so that the outline when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape, so that the outline of the filament element when viewed from the winding axis direction is The length of the filament body in the optical axis direction can be shortened as compared with a case of a substantially circular shape, that is, a perfect circle or a circle close to a true circle distorted by high or low processing accuracy. Therefore, the tube can increase the ratio of the filament body existing in the central illumination contribution area in the reflecting mirror as compared with the conventional tube, thereby increasing the center illumination and improving the light collection efficiency. Can do.
上記輪郭が扁平であれば、製造が容易となって好ましい。
上記輪郭が長方形、略トラック形あるいは長円形であれば、さらに製造容易となって、好ましく、特に、略トラック形あるいは長円形は、従来からフィラメント要素を作製するのに用いられる芯線を用いて作製することができ、よりいっそう製造容易となって、好ましい。It is preferable that the contour is flat because the manufacturing is easy.
If the outline is a rectangle, a substantially track shape or an oval, it will be easier to manufacture, and it is preferable that the outline or the oval is produced using a core wire that has been conventionally used for producing filament elements. This is preferable because it is easier to manufacture.
上記複数のフィラメント要素の数が3つであれば、上記周辺フィラメント要素の数を減らすことができ、上記中央フィラメント要素から発せられた光が周辺フィラメント要素に遮られることを抑制することができるので、中心照度の増大ならびに集光効率の向上を図ることができ、さらに、フィラメント体におけるフィラメント要素の数が減ったので、フィラメント要素どうしの間隙を広げることができ、耐衝撃性、耐振動性および寿命を向上させることができる。 If the number of the plurality of filament elements is three, the number of the peripheral filament elements can be reduced, and the light emitted from the central filament element can be prevented from being blocked by the peripheral filament elements. The central illuminance can be increased and the light collection efficiency can be improved. Further, since the number of filament elements in the filament body is reduced, the gap between the filament elements can be widened, and the impact resistance, vibration resistance and Lifespan can be improved.
3つのフィラメント要素が、それぞれの巻き軸が同一平面上に配されるように上記バルブ内に設けられていれば、照射面における配光の均一性を図ることができ、好ましい。
上記反射鏡が、その反射面が回転楕円体外周面状あるいは回転放物面状であり、開口内径が30[mm]以上100[mm]以下であれば、ビーム角を7.5度以上12.5度以下、所謂、狭角に調整することが容易となり、好ましい。If the three filament elements are provided in the bulb so that their winding axes are arranged on the same plane, it is possible to achieve a uniform light distribution on the irradiation surface.
If the reflecting surface of the reflecting mirror is a spheroid outer peripheral surface or a parabolic surface, and the aperture inner diameter is 30 [mm] or more and 100 [mm] or less, the beam angle is 7.5 degrees or more and 12 degrees. Less than 5 degrees, so-called narrow angle can be easily adjusted, which is preferable.
上記管球に凹面状の反射鏡を備えさせても、上記効果が得られる。
上記管球を、反射鏡を備えた照明器具に組み込んでも、上記効果が同様に得られる。
上記のように、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記中央フィラメント要素のコイル長LC[mm]と、上記周辺フィラメント要素のコイル長LS[mm]との比をLs/Lcとするとき、LS/LCが0.2以上0.9以下となるように中央フィラメント要素のコイル長さLcおよび周辺フィラメント要素のコイル長さLsが定められていることから、周辺フィラメント要素のコイル長さLsを中央フィラメント要素のコイル長さLcに比べて相対的に短くすることができ、あるいは、中央フィラメント要素のコイル長さLcを周辺フィラメント要素のコイル長さLsに比べて相対的に長くすることができるので、従来の反射鏡付き管球に比べて、中心照度を向上させ、中心照度を最大照度にすることができるとともに、ビーム角を狭くすることができる。したがって、当該反射鏡付き管球では、従来の反射鏡付き管球に比べて中心照度を増大させることができると共に、特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができる。The above effect can be obtained even if the tube has a concave reflecting mirror.
Even if the above-mentioned tube is incorporated in a lighting fixture provided with a reflecting mirror, the above-mentioned effect can be obtained in the same manner.
As described above, in the tube with a reflector according to the present invention, a tube having a concave reflector, a bulb disposed in the reflector, and a filament body provided in the bulb. The filament body includes a linear central filament element whose longitudinal central axis is substantially located on the optical axis of the reflector, and a longitudinal central axis around the central filament element. Having at least three peripheral filament elements arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal central axis of the central filament element, the peripheral filament element being in the longitudinal direction of each peripheral filament element On the central axis in the longitudinal direction of the central filament element when connecting the intersections where the central axis and a plane perpendicular to the longitudinal central axis of the central filament element intersect Are arranged to form a substantially regular polygon to the center of gravity (centroid) of the point, the coil length L C [mm] of the center filament element, coil length L S of the peripheral filaments element [mm] and When the ratio of Ls / Lc is Ls / Lc, the coil length Lc of the central filament element and the coil length Ls of the peripheral filament element are determined so that L S / L C is 0.2 or more and 0.9 or less. Therefore, the coil length Ls of the peripheral filament element can be made relatively shorter than the coil length Lc of the central filament element, or the coil length Lc of the central filament element can be made shorter than the coil length of the peripheral filament element. Since it can be made relatively longer than Ls, the central illuminance can be improved and the central illuminance can be maximized as compared with a conventional tube with a reflector. Together, it is possible to narrow the beam angle. Therefore, the tube with the reflector can increase the central illuminance as compared with the conventional tube with the reflector, and can realize a good light distribution characteristic particularly with a narrow-angle beam angle. it can.
上記中央フィラメント要素と各々の上記周辺フィラメント要素との間の距離D1がそれぞれ0.1[mm]以上2.2[mm]以下に設定された場合、上記中心照度寄与領域における上記フィラメント体の密度を高くすることができるとともに、上記フィラメント体を構成する中央フィラメント要素と各周辺フィラメント要素との間でアーク放電が発生することを抑制できるので、従来の反射鏡付き管球に比べて中心照度を向上させることができるとともに、各フィラメント要素が断線することを抑制することができる。If the distance D 1 of the between the central filament element and each of the peripheral filaments element is set to 0.1 [mm] or more 2.2 [mm] or less, of the filament assemblies in the central illuminance contribution region Since the density can be increased and arc discharge can be prevented from occurring between the central filament element and each peripheral filament element constituting the filament body, the central illuminance compared to a conventional tube with a reflector Can be improved, and disconnection of each filament element can be suppressed.
上記効果は、反射鏡が、管球に備わっている場合に限らず、管球を装着予定の照明装置側に備わっている場合でも、同様に得られる。但し、照明装置に備えられた反射鏡の光軸と管球の長手方向の中心軸とが略一致していることが前提である。
上記の効果は、反射鏡付き管球に限らず、当該反射鏡付き管球から反射鏡を廃して、反射鏡なし管球となったものが、反射鏡部を備える照明装置に組み込まれても、同様に得られる。但し、反射鏡部の光軸と当該反射鏡なし管球の長手方向の中心軸とが略一致していることが前提である。The above effect is not limited to the case where the reflecting mirror is provided on the tube, but can be obtained similarly when the tube is provided on the side of the lighting device to be mounted. However, it is a premise that the optical axis of the reflecting mirror provided in the illumination device and the central axis in the longitudinal direction of the tube are substantially coincident.
The above-mentioned effect is not limited to a tube with a reflector. Even if a tube without a reflector is abolished from the tube with a reflector and incorporated into an illumination device having a reflector, Obtained in the same way. However, it is premised on that the optical axis of the reflecting mirror portion and the central axis in the longitudinal direction of the tube without the reflecting mirror substantially coincide.
当該反射鏡付き管球を照明装置に取り付けた場合、同様に、上記効果を奏することができる。
上記のように本発明にかかる管球では、バルブと、このバルブの内部に配置され、かつ少なくとも3つの直線状のフィラメント要素を有するフィラメント体とを備え、上記フィラメント要素は、その長手方向の中心軸が上記バルブの長手方向の中心軸と略平行であり、かつ上記バルブの長手方向の中心軸を囲むように林立した状態であって、各々の上記フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記バルブの長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記バルブの長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径R[mm]と、上記フィラメント体の最大外径r[mm]との比をr/Rとするとき、r/Rが0.25以上0.75以下となるように最大外径rおよび最大内径Rが定められていることから、従来の管球に比べて、当該管球を点灯させた際にバルブとフィラメント体との間で発生する対流層を薄くすることができ、フィラメント体構成材料の蒸発量を抑制することができるとともに、バルブおよびフィラメント体の温度上昇を抑制することができるので、フィラメント体が断線することを抑制でき、蒸発したフィラメント体構成材料がバルブに付着することで生じるバルブ内面の黒化を抑制できるとともに、バルブの破損を抑制できる。したがって、当該管球では、従来の管球に比べて寿命を延ばすことができる。When the tube with a reflector is attached to a lighting device, the above effect can be obtained.
As described above, the tube according to the present invention includes a bulb and a filament body that is disposed inside the bulb and has at least three linear filament elements, and the filament element has a longitudinal center. The shaft is substantially parallel to the central axis in the longitudinal direction of the bulb and is forested so as to surround the central axis in the longitudinal direction of the bulb, and the longitudinal central axis of each filament element and the bulb When a cross point intersecting with a plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction is connected, a substantially regular polygon having a center of gravity (centroid) at a point on the central axis in the longitudinal direction of the bulb is formed. The ratio of the maximum inner diameter R [mm] of the portion of the bulb where the filament body is located to the maximum outer diameter r [mm] of the filament body is r / R. Since the maximum outer diameter r and the maximum inner diameter R are determined so that r / R is not less than 0.25 and not more than 0.75, when the tube is turned on compared to the conventional tube The convection layer generated between the bulb and the filament body can be made thin, the amount of evaporation of the filament body constituent material can be suppressed, and the temperature rise of the bulb and the filament body can be suppressed. It is possible to prevent the body from being disconnected, to suppress blackening of the valve inner surface caused by the evaporated filament body constituent material adhering to the valve, and to prevent damage to the valve. Therefore, the life of the tube can be extended as compared with the conventional tube.
上記効果は、当該管球に反射鏡を設け、当該管球のバルブの長手方向の中心軸と当該反射鏡の光軸とが略同一軸上に位置させた場合にも、同様に得られる。
また、照明装置の反射鏡部内に組み込まれる管球であって、上記管球はバルブとこのバルブの内部に配置されたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が上記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径をR[mm]、上記フィラメント体の最大外径をr[mm]とした場合、0.25≦r/R≦0.75なる関係式を満たす構成とした場合にも、上記効果は、同様に、得られる。The above effect can be similarly obtained when a reflecting mirror is provided on the tube, and the central axis in the longitudinal direction of the bulb of the tube and the optical axis of the reflecting mirror are positioned on substantially the same axis.
Further, it is a tube that is incorporated in the reflecting mirror part of the illumination device, the tube having a bulb and a filament body disposed inside the bulb, and the filament body is formed by the tube bulb having the above-described configuration. When incorporated in the reflector portion, the central axis in the longitudinal direction is positioned substantially on the optical axis of the reflector portion, and the central axis in the longitudinal direction is around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal central axis of the central filament element, wherein the peripheral filament element is a longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements And the central axis in the longitudinal direction of the central filament element when connecting the intersections where the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element intersects each other Are arranged so as to form a substantially regular polygon with the center of gravity (centroid) as the center of gravity, and the maximum inner diameter of the portion of the bulb where the filament body is located is R [mm], and the filament body When the maximum outer diameter is r [mm], the above effect can be obtained in the same manner even when the configuration satisfies the relational expression of 0.25 ≦ r / R ≦ 0.75.
さらに、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径をR[mm]、上記フィラメント体の最大外径をr[mm]とした場合、0.25≦r/R≦0.75なる関係式を満たす構成とした場合にも、上記効果は、同様に得られる。 And a tube having a concave reflecting mirror and a bulb disposed in the reflecting mirror and having a bulb and a filament body provided in the bulb, the filament body having a longitudinal center. A linear central filament element whose axis is substantially located on the optical axis of the reflector, and a central axis in the longitudinal direction is substantially parallel to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged such that the peripheral filament elements are in a longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements and a longitudinal central axis of the central filament element. When connecting intersections that intersect with a perpendicular plane, a substantially regular polygon is formed with the center of gravity (centroid) at the point on the central axis in the longitudinal direction of the central filament element. When the maximum inner diameter of the portion of the bulb where the filament body is located is R [mm] and the maximum outer diameter of the filament body is r [mm], 0.25 The above effect can be obtained in the same manner even when the relational expression ≦ r / R ≦ 0.75 is satisfied.
上記中央フィラメント要素のコイル長LC[mm]と、上記周辺フィラメント要素のコイル長LS[mm]との比をLs/Lcとするとき、LS/LCが0.2以上0.9以下となるようにLcおよびLsが定められた場合、周辺フィラメント要素のコイル長さLsを中央フィラメント要素のコイル長さLcに比べて相対的に短くすることができ、あるいは、中央フィラメント要素のコイル長さLcを周辺フィラメント要素のコイル長さLsに比べて相対的に長くすることができるので、従来の反射鏡付き管球に比べて、中心照度を向上させ、中心照度を最大照度にすることができるとともに、ビーム角を狭くすることができ、中心照度を増大させることができるとともに、特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができる。When the ratio between the coil length L C [mm] of the central filament element and the coil length L S [mm] of the peripheral filament element is Ls / Lc, L S / L C is 0.2 or more and 0.9. When Lc and Ls are determined to be as follows, the coil length Ls of the peripheral filament element can be made relatively shorter than the coil length Lc of the central filament element, or the coil of the central filament element Since the length Lc can be made relatively longer than the coil length Ls of the peripheral filament element, the central illuminance is improved and the central illuminance is set to the maximum illuminance as compared with a conventional tube with a reflector. Can reduce the beam angle, increase the central illuminance, and achieve good light distribution characteristics, especially with the narrow-angle beam angle type. be able to.
上記中央フィラメント要素と各々の上記周辺フィラメント要素との間の距離D1がそれぞれ0.1[mm]以上2.2[mm]以下に設定された場合、上記中心照度寄与領域における上記フィラメント体の密度を高くすることができるとともに、上記フィラメント体を構成する中央フィラメント要素と各周辺フィラメント要素との間でアーク放電が発生することを抑制できるので、中心照度を向上させることができるとともに、各フィラメント要素が断線することを抑制することができて、長寿命化に寄与するので好ましい。If the distance D 1 of the between the central filament element and each of the peripheral filaments element is set to 0.1 [mm] or more 2.2 [mm] or less, of the filament assemblies in the central illuminance contribution region The density can be increased, and since arc discharge can be suppressed between the central filament element and the peripheral filament elements constituting the filament body, the central illuminance can be improved and each filament can be improved. It is preferable because the element can be prevented from being disconnected and contribute to a long life.
上記いずれの管球が備えられた照明装置においても、上記効果と同様の効果が得られる。
上記いずれの反射鏡付き管球を照明装置に組み込んでも、上記いずれの効果が同様に得られる。An effect similar to the above effect can be obtained also in the illumination device provided with any of the above-mentioned tube bulbs.
Any of the above effects can be obtained in the same manner even if any of the above-mentioned reflector-equipped tubes is incorporated in a lighting device.
1,79,88 反射鏡付きハロゲン電球
2,80,89,112,138 反射鏡
3,31,53,90,114,139 ハロゲン電球
4,34,81,91,116,140 口金
4a,4b,35a,35b,92a,92b,117a,117b,141a,141b 端子部分
5,57,59,82,93,111,143 開口部
6,83,94,144 ネック部
7,61,84,95,119,145 反射面
8,60,85,96,118,146 前面ガラス
9,33,87,97,121,147 接着剤
10,36,62,98,122,149 チップオフ部
11,37,63,99,123,150 発光部
12,40,66,100,120,148 封止部
13,32,56,101,115,142 バルブ
14,42,52,68,78,102 フィラメント体
15,43,69,103 内部リード線
16,44,104,129 金属箔
17,45,105,128 内部リード線
18 組立体
19,70,74,106 中央フィラメント要素
20,21,22,71,72,73,75,76,77,107,108,109 周辺フィラメント要素
38,64,124 縮径部
39,65,125 筒部
41,67,126 可視光透過赤外線反射膜
46,47,48,49,50,51 フィラメント要素
54,110,137 照明装置
55 反射鏡部
58,113 照明器具
86 止め金具
127,135,136 フィラメント体
130 外部リード線
131,132,133,134 コイル(フィラメント要素)
228 サポート線
328 ステムガラス1,79,88 Halogen bulb with reflector 2,80,89,112,138 Reflector 3,31,53,90,114,139 Halogen bulb 4,34,81,91,116,140 Base 4a, 4b, 35a, 35b, 92a, 92b, 117a, 117b, 141a, 141b Terminal portion 5, 57, 59, 82, 93, 111, 143 Opening portion 6, 83, 94, 144 Neck portion 7, 61, 84, 95, 119 , 145 Reflective surface 8, 60, 85, 96, 118, 146 Front glass 9, 33, 87, 97, 121, 147 Adhesive 10, 36, 62, 98, 122, 149 Chip-off part 11, 37, 63, 99,123,150 Light-emitting part 12,40,66,100,120,148 Sealing part 13,32,56,101,115,142 Bulb 14 , 42, 52, 68, 78, 102 Filament body 15, 43, 69, 103 Internal lead wire 16, 44, 104, 129 Metal foil 17, 45, 105, 128 Internal lead wire 18 Assembly 19, 70, 74, 106 Central filament element 20, 21, 22, 71, 72, 73, 75, 76, 77, 107, 108, 109 Peripheral filament element 38, 64, 124 Reduced diameter portion 39, 65, 125 Tube portion 41, 67, 126 Visible light transmitting infrared reflecting film 46, 47, 48, 49, 50, 51 Filament element 54, 110, 137 Illuminating device 55 Reflecting mirror part 58, 113 Lighting fixture 86 Fastener 127, 135, 136 Filament body 130 External lead wire 131 , 132, 133, 134 Coils (filament elements)
228
(実施の形態1)
以下、本発明の最良な実施の形態について、それぞれ図面を用いて説明する。
図1は、実施の形態1において、ハロゲン電球が反射鏡を備えた照明器具に組み込まれてなる照明装置の一部を切り欠いた概略構成図である。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態である照明装置110は、一例として主にスポットライト等の一般照明用であって、開口部111から光が出射され、かつ内部に反射鏡112が収納されている円筒状の照明器具113と、反射鏡112内に組み込まれた定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球114とを備えている。(Embodiment 1)
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram in which a part of a lighting device in which a halogen light bulb is incorporated in a lighting fixture including a reflecting mirror in the first embodiment is cut away.
As shown in FIG. 1, the
ハロゲン電球114の定格電圧は、上記電圧に限らず、100[V]以上250[V]以下の範囲内で設定されていれば良い。
ハロゲン電球114のバルブ115の長手方向の中心軸X6と反射鏡112の光軸Y6とは、略同一軸上に位置している。
照明器具113の底部には、ハロゲン電球114の口金116(図2参照)が取り付けられる受け具(図示せず)が設けられている。The rated voltage of the
The central axis X 6 in the longitudinal direction of the
A receiving tool (not shown) to which a base 116 (see FIG. 2) of the
反射鏡112には、前面ガラス118が取り付けられ、かつ内面に回転楕円体外周面または回転放物面等からなる回転体の反射面119が形成されている。この反射面119には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。また、この反射面には必要に応じてファセットを形成してもよい。A
なお、照明装置110では、ハロゲン電球114を取り替えるために、反射鏡112が照明器具113と脱着可能になっており、そのほか、反射鏡112自体は照明器具113に固定され、前面ガラス118が反射鏡112と脱着可能になっていても良い。
また、照明器具113自体は円筒状に限らず、公知の種々の形状のものを使用することができる。In the
Moreover, the
反射鏡112を含む照明器具113自体は公知のものであるので、その他の詳細については省略し、本発明の主たる特徴部分であるハロゲン電球114についてその詳細を説明する。したがって、照明器具としては、図1に示す照明器具113以外にも公知の種々のタイプの照明器具(スタジオ用を含む)を用いることができる。
図2は、実施の形態1において、照明装置に組み込み予定のハロゲン電球の一部を切り欠いた概略構成図である。Since the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram in which a part of a halogen bulb scheduled to be incorporated in the lighting device is cut out in the first embodiment.
ハロゲン電球114は、図2に示すように、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ115と、このバルブ115の封止部120側に接着剤121によって固着された例えばE形の口金116とを備えている。
バルブ115には、封止切りの残痕であるチップオフ部122、略回転楕円体形状の発光部123、縮径部124、略円筒状の筒部125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120がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブ115の外面のうち、チップオフ部122、発光部123および縮径部124の外面には、可視光透過赤外線反射膜126が形成されている。As shown in FIG. 2, the
The
なお、ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な回転楕円体形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
なお、バルブ115の形状としてはチップオフ部122、略回転楕円体形状の発光部123、縮径部124、筒部125および封止部120がそれぞれ順次連なって形成されたものに限らず、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。The "substantially spheroid shape" as used herein includes not only the complete spheroid shape but also the case where it deviates from the complete spheroid shape due to variations in glass processing. I mean.
The shape of the
発光部123内には、フィラメント体127が設けられているとともに、ハロゲン物質と希ガス、またはハロゲン物質と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。
フィラメント体127には、例えばタングステン製の内部リード線128の一端部がそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。内部リード線128の他端部は、封止部120に封止されているモリブデン製の金属箔129を介して外部リード線130の一端部に接続されている。外部リード線130の他端部は、バルブ115の外部に導出されており、口金116の端子部分117a,117bにそれぞれ電気的に接続されている。そのほか、フィラメント体127を構成するフィラメント要素について、以下に説明する配置を実現するためのサポート線228が、その一端がステムガラス328に支持されて伸びている。A
One end of an
図3は、実施の形態1におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体を支持し、これに通電するリード線およびサポート線を示した概略斜視図であり、図4は、実施の形態1においてハロゲン電球のバルブ内に設けられているフィラメント体およびそれを支持し、通電するリード線ならびにサポート線を示した概略斜視図であり、図5は、実施の形態1におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体をバルブ軸X6方向と垂直な方向に切断した概略断面図である。FIG. 3 is a schematic perspective view showing a lead wire and a support wire that support the filament body provided in the halogen light bulb in the first embodiment and energize the filament body, and FIG. 4 shows the halogen light bulb in the first embodiment. FIG. 5 is a schematic perspective view showing a filament body provided in the bulb of FIG. 1, a lead wire that supports and energizes the filament body, and a support wire, and FIG. 5 shows the filament body provided in the halogen bulb in
フィラメント体127は、図3ないし図5に示すように、複数の、例えば4つのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を有している。これら4つのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、電気的に直列接続されている。また、このフィラメント体127は、反射鏡112に対するその位置が反射鏡112の焦点F6を含む位置にある。つまり、フィラメント体127を、4つのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を一体的に見立てた一つの柱体(図5の破線で示す部分)としたとき、焦点F6がその柱体の内部または表面上に位置している。したがって、実際のフィラメント体127で見た場合、その焦点F6はフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の内部もしくは表面上、または各コイル(131,132)、(131,133)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)同士の間に位置している。本実施の形態では、フィラメント体127の中心点が反射鏡112の焦点F6上にほぼ位置している。もっとも、図5に示すようにフィラメント体の表面上の点F0が焦点F6上に位置していてもよい。As shown in FIGS. 3 to 5, the
なお、図1では、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134を一体化し、フィラメント体127を一つの柱体と捉えて模式的に示している。また、図5では、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の輪郭のみを模式的に示している。
各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、いずれもタングステン製であり、かつ略直線状に真っ直ぐ伸びた一重巻きコイルであって、その長手方向から見たときの輪郭が略円形形状とは異なる形状、好ましくは扁平形状、例えば長方形状、あるいは曲線部が外側に向くように互いに対向する2つの半円部とそれらをつなぐ平行な2つの直線部とからなる略トラック形状(長円形状)を有している。In FIG. 1, filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are integrated, and the
Each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is a single-wound coil that is made of tungsten and extends straight in a substantially straight line, and has a substantially circular outline when viewed from the longitudinal direction thereof. Shape, preferably a flat shape, for example, a rectangular shape, or a substantially track shape (oval shape) composed of two semicircular portions facing each other so that the curved portion faces outward and two parallel straight portions connecting them. Shape).
各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見たときの輪郭が略トラック形状(長円形状)となるように成形すると、従来のコイルの長手方向のコイル長さに比べて、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の長手方向のコイル長さLs4(図4参照)が短縮される。
ただし、ここで言う「略円形形状」とは、真円を含むのはもちろんのこと、製造上のばらつきや加工の精度等によって真円からは多少その形状がくずれてしまった真円に近い円も含むことを意味している。つまり、「略円形形状とは異なる形状」とは、真円あるいは上記真円に近い円とは異なるようにしている形状を意味している。また、「略直線状に真っ直ぐ伸びた」とは、芯線に巻き付けた後のコイルを積極的に曲げてはいないという意味であって、製造上の加工ばらつきや加工の精度等によって曲がってしまった場合も含むものとする。もっとも、ここで言う略直線状に真っ直ぐ伸びた一重巻きコイルとは、単に略直線状に真っ直ぐに巻いた一重巻きコイルを含むことはもちろんのこと、例えばその一重巻きコイルを、そのコイルの長手方向の中心軸を回転軸としてねじったもの等も含むものとする。When the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are formed so that the contour when viewed from the longitudinal direction has a substantially track shape (oval shape), the coil length in the longitudinal direction of the conventional coil is obtained. In comparison, the coil length Ls 4 (see FIG. 4) in the longitudinal direction of each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is shortened.
However, the “substantially circular shape” mentioned here includes a perfect circle, as well as a circle close to a perfect circle whose shape is slightly different from the perfect circle due to manufacturing variations, processing accuracy, etc. Is also included. That is, “a shape different from a substantially circular shape” means a shape that is different from a perfect circle or a circle close to the true circle. In addition, “straightly straightened” means that the coil after being wound around the core wire is not actively bent, and has been bent due to manufacturing variations in manufacturing, accuracy of processing, etc. Including cases. However, the single-winding coil extending straightly in a straight line referred to here includes, of course, a single-winding coil wound straight in a straight line, for example, the single-winding coil in the longitudinal direction of the coil. And the like that are twisted with the central axis as the rotation axis.
また、これらフィラメント要素(コイル)131,132,133,134において、その長手方向から見たときの輪郭が略円形形状とは異なる輪郭として、上記した略トラック形状以外に、略楕円形状、略扁平楕円形状、略多角形形状等であってもよく、特にその輪郭(略円形形状を除く)に限定されるものではない。これらの輪郭は、フィラメント要素(コイル)の作製プロセスにおいて、素線を巻き付ける芯線数、芯線の形状、それら芯線の配置等を適宜変更することによって実現することができる。 Further, in these filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134, the contour when viewed from the longitudinal direction is different from the substantially circular shape, in addition to the substantially track shape described above, a substantially elliptical shape and a substantially flat shape. An elliptical shape, a substantially polygonal shape, or the like may be used, and it is not particularly limited to its outline (except for a substantially circular shape). These contours can be realized by appropriately changing the number of core wires around which the strands are wound, the shape of the core wires, the arrangement of the core wires, and the like in the filament element (coil) manufacturing process.
また、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見たときの輪郭が略トラック形状(長円形状)となるように成形する場合、これらのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、線径(素線径)が0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.040[mm]のタングステン線を、直径0.4[mm]の芯線を2本平行に隣接して並べたものにピッチ0.05[mm]〜0.07[mm]で巻き付けて作製されている。したがって、上記半円部の半径は0.24[mm]、上記直線部の長さは0.4[mm]となる。また、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、そのコイル長Ls4(図4参照)が4[mm]、最大幅Wmax(図5参照)が0.88[mm]、最小幅Wmin(図5参照)が0.48[mm]である。Further, when the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are formed so that the contour when viewed from the longitudinal direction has a substantially track shape (oval shape), these filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are tungsten wires having a wire diameter (element wire diameter) of 0.015 [mm] to 0.100 [mm], for example, 0.040 [mm], and a core wire having a diameter of 0.4 [mm]. Are wound around a parallel arrangement of two pieces at a pitch of 0.05 [mm] to 0.07 [mm]. Accordingly, the radius of the semicircular portion is 0.24 [mm], and the length of the straight portion is 0.4 [mm]. Each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 has a coil length L s4 (see FIG. 4) of 4 [mm], a maximum width W max (see FIG. 5) of 0.88 [mm], The minimum width W min (see FIG. 5) is 0.48 [mm].
なお、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、上記芯線が3本平行に隣接して並べられたものに上記タングステン線を上記ピッチで巻き付けて作製されていても良い。かかる場合、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134のコイル長さLs4(図4参照)がさらに短くなって、反射鏡112内における中心照度に寄与する領域(以下、「中心照度寄与領域」という。)におけるフィラメント体127の割合をさらに向上させることができて好ましい。The filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 may be manufactured by winding the tungsten wires around the core wires arranged in parallel and adjacently at the pitch. In such a case, the coil length Ls 4 (see FIG. 4) of each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is further shortened, and a region contributing to the central illuminance in the reflecting mirror 112 (hereinafter referred to as “central illuminance”). The ratio of the
このように、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見た輪郭におけるフィラメント要素(コイル)の最大幅Wmaxを長くするにしたがって、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134のコイル長さLs4を短縮することができるが、同時にフィラメント要素(コイル)同士の間隙が狭くなり、耐振動性、耐衝撃性および寿命が低下するので、当該耐振動性、耐衝撃性および寿命を損ねない限度において、上記最大幅Wmaxを決定するのがより好ましい。Thus, as the maximum width Wmax of the filament element (coil) in the outline of the filament element (coil) 131, 132, 133, 134 viewed from the longitudinal direction is increased, each filament element (coil) 131, 132, The coil length Ls 4 of 133 and 134 can be shortened, but at the same time, the gap between the filament elements (coils) is narrowed and the vibration resistance, impact resistance and life are reduced. It is more preferable to determine the maximum width Wmax as long as the impact and life are not impaired.
ここで、フィラメント体127を構成する複数のフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を一つのコイルすなわちフィラメント体(図4、図5中、破線で囲まれたもの)として見立て、反射鏡112との組み合わせにおいてその一つのコイル(フィラメント体)が反射鏡112内における中心照度に大きく寄与する領域(以下、単に「中心照度寄与領域」という)内に収まるように、フィラメント体127の寸法や形状、すなわち各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の形状(略円形形状を除く)、寸法、配置(コイル(フィラメント要素)同士の間隔を含む)が適宜決定される。したがって、フィラメント体127が上記中心照度寄与領域内に収まれば、フィラメント体127の寸法や形状、すなわち各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の形状(略円形形状を除く)、寸法、配置は、上記のそれに限定されるものではない。もっとも、上述したとおり、一般的にフィラメント体127を構成するタングステン線の素線長や素線径はハロゲン電球114の定格電圧、定格電力および定格寿命時間(例えば3000時間)に応じてほぼ決定されるので、その素線長や素線径の範囲内で各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の形状(略円形形状を除く)や寸法が適宜決定される。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の素線長は例えば420[mm]〜480[mm]、素線径は例えば0.05[mm]〜0.06[mm]、定格電力20[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の素線長は例えば250[mm]〜300[mm]、素線径は0.02[mm]〜0.03[mm]、定格電力100[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の素線長は例えば540[mm]〜620[mm]、素線径は0.07[mm]〜0.08[mm]である。 Here, a plurality of filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 constituting the
次に、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の位置関係は、図4および図5に示すとおりである。
すなわち、図4に示すとおり各々のフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の一端面は略同一平面上にある。また、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134のコイル長Ls4が全て同じであるために、各々のフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の他端面も略同一平面上にある。特に、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の端面のうち、封止部120とは反対側の端面は、それぞれ略同一平面上に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。Next, the positional relationship between the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 is as shown in FIGS.
That is, as shown in FIG. 4, one end face of each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is on substantially the same plane. Further, since the coil lengths L s4 of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are all the same, the other end surfaces of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are also substantially on the same plane. is there. In particular, among the end surfaces of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134, it is preferable that the end surfaces opposite to the sealing
また、図5に示すとおり、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見た場合において、フィラメント要素(コイル)131はその長手方向の中心軸a41がバルブ115の長手方向の中心軸X6上に位置しており、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の長手方向の中心軸a41,a42,a43,a44がバルブ115の長手方向の中心軸X6と平行である。フィラメント要素(コイル)132は、コイル軸方向に垂直な平面において、その最大幅部を跨いでその図心を通る中心線b42がフィラメント要素(コイル)131の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41と平行であって、かつその長手方向の中心軸a42とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r4が0.88[mm]となる位置に配置されている。Further, as shown in FIG. 5, when each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is viewed from the longitudinal direction, the filament element (coil) 131 has a central axis a 41 in the longitudinal direction of the
フィラメント要素(コイル)133は、コイル軸方向に垂直な平面において、その最大幅部を跨いでその図心を通る中心線b43とフィラメント要素(コイル)131の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41とが30[°]に交わるように、なおかつその長手方向の中心軸a43とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r4が0.88[mm]となる位置に配置されている。フィラメント要素(コイル)134は、コイル軸方向に垂直な平面において、その最大幅部を跨いでその図心を通る中心線b44とフイラメント要素(コイル)131の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41とが30[°]に交わるように、なおかつその長手方向の中心軸a44とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r4が0.88[mm]となる位置に配置されている。フィラメント要素(コイル)133の中心軸a43とフィラメント要素(コイル)134の中心軸a44との間の距離r5は1.52[mm]である。The filament element (coil) 133 crosses the maximum width portion of the filament element (coil) 131 and the center line b 43 passing through the centroid across the maximum width portion in a plane perpendicular to the coil axis direction. as the center line b 41 crosses the 30 [°] through, yet the distance r 4 is 0 between the longitudinal central axis a 41 in the longitudinal direction of the central axis a 43 and the filament element (coil) 131. It is arranged at a position of 88 [mm]. The filament element (coil) 134 extends across the maximum width portion of the filament element (coil) 131 and the center line b 44 passing through the centroid across the maximum width portion in a plane perpendicular to the coil axis direction. as the center line b 41 crosses the 30 [°] through, yet the distance r 4 is 0 between the longitudinal central axis a 41 in the longitudinal direction of the central axis a 44 and the filament element (coil) 131. It is arranged at a position of 88 [mm]. A distance r 5 between the central axis a 43 of the filament element (coil) 133 and the central axis a 44 of the filament element (coil) 134 is 1.52 [mm].
ここで、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)は、コンパクトなフィラメント体127を得るために可能な限り接近していることが好ましい。しかし、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接近しすぎていると、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった際、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)がその振動によって接触して短絡するおそれがある。また、フィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が最も隣接している部分は、その他の部分よりもフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の温度が高くなるために、タングステン線のタングステンの蒸発が激しく、短寿命になるおそれがある。そこで、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった場合でも、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接触して短絡するのを防止するとともに、短寿命化を防止するために、上記距離r4は、0.88[mm]以上にすることが好ましい。
《実施の形態1におけるハロゲン電球が装着された照明装置の効果》
以上のとおり本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置110の構成によれば、第一に一重巻きコイルを用いているので、多重巻きコイルに比べて耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重巻きコイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重巻きコイルを分割して複数化し、しかもコイル(フィラメント要素)131,132,133,134を長手方向から見た輪郭が略円形形状とは異なる輪郭、好ましくは扁平形状、例えば長方形状、略トラック形状(長円形状)となるようにしているので、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の軸方向長さLs4すなわちフィラメント体127の長手方向の長さを短縮化することができる。その結果、反射鏡112内における中心照度寄与領域内に存在するフィラメント体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。Here, adjacent filament elements (coils) (131, 132), (131, 134), (132, 133), (132, 134), (133, 134) are used to obtain a
<< Effect of Lighting Device with Halogen Bulb Mounted in
As described above, according to the configuration of the illuminating
そのうえ、バルブ115において、反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の軸X6)上にその長手方向の中心軸a41が位置するようにフィラメント要素(コイル)131が配されていることから、反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の軸X6)上にフィラメント要素(コイル)が配されていない場合に比べて、中心照度を向上させ、集光効率を向上させることができる。Moreover, in the
なお、上記した第1の実施の形態では、図1の示すとおりの照明器具113(反射鏡112を含む)を用いた場合について説明したが、この照明器具113に代えて公知の種々の照明器具(反射鏡を含む)を用いた場合であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。つまり、本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置110に用いられているハロゲン電球114の構成によれば、上述したとおり第一に一重コイルを用いているので、多重コイルとは異なり耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重コイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重コイルを分割して複数化し、しかもフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を長手方向から見た外形形状が略円形形状とは異なる形状となるようにしているので、フィラメント体127として光軸Y6方向に対して十分に短縮化することができ、その結果、公知の適当な照明器具の反射鏡に組み込まれた状態において、反射鏡内における中心照度寄与領域内に存在するフィラメント体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。
<評価試験>
次に、本発明の第1の実施の形態である照明装置110の作用効果を確認するための評価試験を行った。ただし、試験を簡素化するために、照明装置そのものではなく、ハロゲン電球114(以下、単に「本発明品A」という)単体を公知の反射鏡付きハロゲン電球(松下電器産業株式会社製、品番:JDR110V65WKN/5E11)の反射鏡(前面ガラス含む)(狭角タイプ)、また別の公知の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)の反射鏡(前面ガラス含む)(中角タイプ)、さらに別の公知の反射鏡付きハロゲン電球(松下電器産業株式会社製、品番:JDR110V65WKW/5E11)の反射鏡(前面ガラス含む)(広角タイプ)にそれぞれ組み込んだものを用いて評価試験を行った。In the first embodiment described above, the case where the lighting fixture 113 (including the reflecting mirror 112) as shown in FIG. 1 is used has been described. However, various known lighting fixtures can be used instead of the
<Evaluation test>
Next, the evaluation test for confirming the effect of the illuminating
そして、各々のミラー角の反射鏡付きハロゲン電球を5本ずつ作製し、作製した各々の反射鏡付きハロゲン電球を定格電力、定格電圧で点灯させ、反射鏡付きハロゲン電球から距離1[m]離れた照射面における中心照度[lx]を測定した。もちろん、本実験における中心照度の値は、照明装置としての値ではないものの、照明装置としての値と同等である。 Then, five halogen bulbs with reflectors of each mirror angle are produced, and each of the produced halogen bulbs with reflectors is lit at rated power and rated voltage, and the distance from the halogen bulb with reflectors is 1 [m] away. The central illuminance [lx] on the irradiated surface was measured. Of course, the value of the central illuminance in this experiment is not the value as the lighting device, but is equivalent to the value as the lighting device.
また、比較のため、フィラメント体として三重巻きコイルを用いている点を除いて本発明の第1の実施の形態である照明装置110に用いられている定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球114と同じ構成を有している定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球(以下、「比較品A」という)を15本作製し、これら作製した比較品Aを5本ずつ、本発明品Aと同じ公知の反射鏡(前面ガラス含む)にそれぞれ組み込み、中心照度[lx]を測定した。 For comparison, the rated power of 65 [W] (rated voltage of 110 [rated voltage] used in the
なお、用いた三重巻きコイルは、素線であるタングステン線の素線長が460[mm]、素線径が0.052[mm]であり、一次コイルのマンドレル径が0.12[mm]、一次コイルのピッチが0.14[mm]、二次コイルのマンドレル径が0.28[mm]、二次コイルのピッチが0.55[mm]、三次コイルのマンドレル径が1.2[mm]、三次コイルのピッチが1.5[mm]である。 The triple-winding coil used had a strand length of 460 [mm], a strand diameter of 0.052 [mm], and a primary mandrel diameter of 0.12 [mm]. The primary coil pitch is 0.14 [mm], the secondary coil mandrel diameter is 0.28 [mm], the secondary coil pitch is 0.55 [mm], and the tertiary coil mandrel diameter is 1.2 [mm]. mm], and the pitch of the tertiary coil is 1.5 [mm].
また、後述する中心照度[lx]の値は、5本のサンプルの平均値を示す。さらに、ここでは「集光効率」を電力当たりの照度[lx/W]と定義しているので、本発明品Aの中心照度と比較品Aの中心照度との対比が実質的に本発明品Aの集光効率と比較品Aの集光効率との対比となる。
実験の結果、本発明品Aでは中心照度が狭角タイプで9390[lx]、中角タイプで5092[lx]、広角タイプで2072[lx]であったのに対して、比較品Aでは中心照度が狭角タイプで5587[lx]、中角タイプで3005[lx]、広角タイプで1421[lx]であった。Further, the value of the central illuminance [lx] described later indicates an average value of five samples. Furthermore, since “light collection efficiency” is defined as illuminance per power [lx / W] here, the contrast between the central illuminance of the product A of the present invention and the central illuminance of the comparative product A is substantially the product of the present invention. It becomes contrast with the condensing efficiency of A and the condensing efficiency of the comparative product A.
As a result of the experiment, the center illuminance of the product A of the present invention was 9390 [lx] for the narrow angle type, 5092 [lx] for the medium angle type, and 2072 [lx] for the wide angle type. The illuminance was 5587 [lx] for the narrow angle type, 3005 [lx] for the medium angle type, and 1421 [lx] for the wide angle type.
このように本発明品Aでは、その中心照度が比較品Aに比して狭角タイプで1.68倍、中角タイプで1.69倍、広角タイプで1.45倍向上していることがわかる。
なお、本発明品Aのビーム角は、それぞれのビーム角のタイプにおいて比較品Aとほぼ同じであった。
ここで、本比較においては、本発明品Aと比較品Aのハロゲン電球を同一の電力(65[W])で点灯させたので、上記照度の向上率は、集光効率[lx/W]の向上率と一致する。すなわち、本発明品Aが比較品Aに対して集光効率の向上を実現したことが確認された。
(実施の形態2)
実施の形態2の照明装置では、フィラメント体の構成が実施の形態1と異なるのみであるので、その他の説明は省略する。Thus, in the product A of the present invention, the central illuminance is 1.68 times that of the narrow angle type, 1.69 times that of the medium angle type, and 1.45 times that of the wide angle type, as compared with the comparative product A. I understand.
The beam angle of the product A of the present invention was almost the same as that of the comparative product A in each beam angle type.
Here, in this comparison, the halogen bulbs of the product A of the present invention and the product A of the comparison product A were lit with the same power (65 [W]), so the improvement rate of the illuminance is the light collection efficiency [lx / W]. This is consistent with the improvement rate. In other words, it was confirmed that the product A of the present invention improved the light collection efficiency over the comparative product A.
(Embodiment 2)
In the illumination device of the second embodiment, the configuration of the filament body is only different from that of the first embodiment, and thus other explanations are omitted.
図6は、実施の形態2におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体を支持し、これに通電するリード線およびサポート線を示した概略斜視図であり、図7は、実施の形態2におけるハロゲン電球のバルブ内に設けられているフィラメント体およびそれを支持し、それに通電するリード線ならびにサポート線を示した概略斜視図であり、図8は、実施の形態2におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体をバルブ軸X6方向と垂直な方向に切断した概略断面図である。FIG. 6 is a schematic perspective view showing a lead wire and a support wire that support the filament body provided in the halogen light bulb in the second embodiment and energize the filament body, and FIG. 7 shows the halogen light bulb in the second embodiment. FIG. 8 is a schematic perspective view showing a filament body provided in the bulb, a lead wire that supports the filament body and energizes the filament body, and FIG. 8 is a filament body provided in the halogen light bulb according to the second embodiment. which is a schematic cross-sectional view taken along the valve axis X 6 direction perpendicular to the direction.
実施の形態2において、フィラメント体136は、図7,8に示すとおり実施の形態1で用いられた3つのフィラメント要素(コイル)131,132,133を有し、それら3つのコイル131,132,133の配置が実施の形態1で示したそれと異なる。その配置は、次のとおりである。すなわち、図7に示すとおり各フィラメント要素(コイル)131,132,133の長手方向の中心軸a41,a42,a43がバルブ115の長手方向の中心軸X6と平行であって、各フィラメント要素(コイル)131,132,133を長手方向から見た場合において、フィラメント要素(コイル)131は、その長手方向の中心軸a41がバルブ115の長手方向の中心軸X6と重なるように配されており、フィラメント要素(コイル)132は、その最小幅部を跨いでその図心を通る中心線c42とフィラメント要素(コイル)131の最小幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線c41とが略同一軸上になるように配され、なおかつその長手方向の中心軸a42とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r6が0.88[mm]となる位置に配置されており、フィラメント要素(コイル)133は、その最小幅部を跨いでその図心を通る中心線c43がフィラメント要素(コイル)131の最小幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線c41と略同一軸上になるように配され、なおかつその長手方向の中心軸a43とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r7が0.88[mm]となる位置に配置されている。In the second embodiment, the
なお、上記中心線c41,c42,c43は、フィラメント要素(コイル)131,132,133の長手方向の中心軸a41,a42,a43を通り、かつ、当該軸a41,a42,a43に垂直な平面において、フィラメント要素(コイル)131,132,133の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41,b42,b43と垂直に交わる直線である。The center lines c 41 , c 42 , c 43 pass through the longitudinal central axes a 41 , a 42 , a 43 of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and the axes a 41 , a 43 In the plane perpendicular to 42 , a 43 , the straight line intersects the center lines b 41 , b 42 , b 43 perpendicular to the center lines b 41 , b 42 , b 43 across the maximum width portions of the filament elements (coils) 131, 132, 133.
図示はしないが、芯線の径0.4[mm]を100[%]としたとき、径を例えば110[%]〜200[%]の範囲内で増やした芯線を用いてフィラメント要素(コイル)を作製しても良い。かかる場合、フィラメント要素(コイル)131,132,133の長手方向のコイル長さLs4がさらに短くなって、中心照度寄与領域内に占めるフィラメント要素(コイル)131,132,133の割合が増加し、好ましい。この場合、フィラメント要素(コイル)131,132,133同士の間隙が狭くなり、耐衝撃性、耐震性および寿命の低下する恐れがあるが、適宜、フィラメント要素(コイル)131,132,133どうしの間隙が広がるように調整されれば、さらに好ましい。
《実施の形態2におけるハロゲン電球を装着した照明装置の効果》
実施の形態2にかかる照明装置では、実施の形態1に比べると、フィラメント体136において反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の中心軸X6)上のフィラメント要素(コイル)131とその軸同士が平行なフィラメント要素(コイル)の数が減っているので、反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の中心軸X6)上のフィラメント要素(コイル)131から出射された光を、フィラメント要素(コイル)131の周囲に配されたフィラメント要素(コイル)によって当該光が遮られることなく、中心照度の向上に寄与させることができ、集光効率を向上させることができる。Although not shown, when the core wire diameter 0.4 [mm] is 100 [%], a filament element (coil) is formed using a core wire whose diameter is increased within a range of 110 [%] to 200 [%], for example. May be produced. In such a case, the coil length Ls 4 in the longitudinal direction of the filament elements (coils) 131, 132, 133 is further shortened, and the ratio of the filament elements (coils) 131, 132, 133 occupying in the central illuminance contribution region is increased. ,preferable. In this case, the gap between the filament elements (coils) 131, 132, 133 is narrowed, and there is a risk that the impact resistance, earthquake resistance, and life may be reduced. More preferably, the gap is adjusted so as to widen.
<< Effect of Lighting Device with Halogen Bulb in
In the illuminating device according to the second embodiment, compared to the first embodiment, in the
さらに、実施の形態2にかかる照明装置では、実施の形態1に比べると、フィラメント体におけるフィラメント要素(コイル)の数が減ったので、フィラメント要素(コイル)同士の間隙を広げることができ、耐衝撃性、耐振動性および寿命を向上させることができる。
そのうえ、実施の形態2における照明装置では、各フィラメント要素(コイル)131,132,133の軸が同一平面上に配されるように、バルブ115内に設けられているので、照射面における配光の均一化を図ることができる。Furthermore, in the illumination device according to the second embodiment, the number of filament elements (coils) in the filament body is reduced as compared with the first embodiment, so that the gap between the filament elements (coils) can be increased. Impact resistance, vibration resistance and life can be improved.
In addition, in the illumination device according to the second embodiment, the filament elements (coils) 131, 132, 133 are provided in the
<評価試験>
{中心照度(集光効率)比較試験}
本発明の第2の実施の形態であるフィラメント体136を備えた照明装置110の中心照度が、実施の形態1のフィラメント体126を備えた照明装置110のそれに比べて、向上していることを確認するために比較試験を行った。
(フィラメント要素(コイル)の寸法)
コイル素線径:0.053[mm]
コイル素線長:463[mm]
コイル全長:5.5[mm]
コイルピッチ(コイル素線中心軸間距離):0.074[mm]
コイル断面輪郭:略トラック状(長円状)
コイル最大幅(Wmax):1.0[mm]
コイル最小幅(Wmin):0.5[mm]
(実施例1)実施例1のフィラメント体は、上記フィラメント要素(コイル)を3本備えており、各フィラメント要素(コイル)は、実施の形態2で示したように配され、かつ長さが5.5[mm]になっている。<Evaluation test>
{Central illuminance (light collection efficiency) comparison test}
The central illuminance of the
(Filament element (coil) dimensions)
Coil wire diameter: 0.053 [mm]
Coil wire length: 463 [mm]
Total coil length: 5.5 [mm]
Coil pitch (coil wire center axis distance): 0.074 [mm]
Coil cross section outline: Track shape (oval shape)
Maximum coil width (Wmax): 1.0 [mm]
Coil minimum width (Wmin): 0.5 [mm]
(Example 1) The filament body of Example 1 includes three filament elements (coils), and each filament element (coil) is arranged as shown in the second embodiment and has a length. It is 5.5 [mm].
(比較例1)比較例1のフィラメント体は、上記フィラメント要素(コイル)を4本備えており、各フィラメント要素(コイル)は、実施の形態1で示したように配され、かつ長さが4.0[mm]になっている。
(試験内容)
実施例1のフィラメント体および比較例1のフィラメント体のそれぞれに対し、以下の条件下で反射鏡の光軸に配されたフィラメント要素(以下、「中央フィラメント要素」という。)を固定し、中央フィラメント要素を囲うように林立するフィラメント要素(以下、「周辺フィラメント要素」という。)と中央フィラメント要素との軸間距離を変動させ、それに伴って中心照度がどのように変化するかシミュレーション試験を行った。
(その他の試験条件)
定格電力:65[w]
定格電圧:110[V]
ランプ光束:1100[lm]
反射鏡外径:50[mm](反射鏡開口径:41[mm])
反射鏡のタイプ:狭角タイプ(ビーム角:10[°]、誤差許容範囲:±2.5[°])
(試験結果)
シミュレーション試験の結果を図9に示す。図9に示すように、実施例1および比較例1のそれぞれにおいて、従来のフィラメント体が用いられたハロゲン電球に比べて中心照度の大きい上記軸間距離が存在することが確認でき、なおかつ、実施例1と比較例1とを比べると実施例1の中心照度が比較例1のそれより大きいことが確認できた。(Comparative Example 1) The filament body of Comparative Example 1 includes four filament elements (coils), and each filament element (coil) is arranged as shown in
(contents of the test)
For each of the filament body of Example 1 and the filament body of Comparative Example 1, a filament element (hereinafter referred to as “central filament element”) disposed on the optical axis of the reflecting mirror is fixed under the following conditions, and the center A simulation test was conducted to determine how the central illuminance changes with the variation in the inter-axis distance between the filament element (hereinafter referred to as the “peripheral filament element”) and the central filament element that surrounds the filament element. It was.
(Other test conditions)
Rated power: 65 [w]
Rated voltage: 110 [V]
Lamp luminous flux: 1100 [lm]
Reflector outer diameter: 50 [mm] (Reflector opening diameter: 41 [mm])
Reflector type: narrow angle type (beam angle: 10 [°], error tolerance: ± 2.5 [°])
(Test results)
The result of the simulation test is shown in FIG. As shown in FIG. 9, in each of Example 1 and Comparative Example 1, it can be confirmed that there is the above-mentioned inter-axis distance having a large central illuminance as compared with a halogen bulb using a conventional filament body. When Example 1 was compared with Comparative Example 1, it was confirmed that the central illuminance of Example 1 was larger than that of Comparative Example 1.
(考察)
上記試験結果から、中央フィラメント要素から発せられる光束が周辺フィラメント要素に遮蔽されたために、周辺フィラメント要素の数が実施例1より多い比較例1において、中心照度が実施例1のそれに比べて低くなったと考えられる。
したがって、フィラメント体において、反射鏡の光軸に中央フィラメント要素が配され、その周囲に周辺フィラメント要素が配された構成を採用するとき、周辺フィラメント要素の数を増加させるに伴い、中心照度が低下傾向を示すと考えられる。(Discussion)
From the above test results, since the luminous flux emitted from the central filament element is shielded by the peripheral filament element, in Comparative Example 1 where the number of peripheral filament elements is larger than that in Example 1, the central illuminance is lower than that in Example 1. It is thought.
Therefore, in the filament body, when the central filament element is arranged on the optical axis of the reflecting mirror and the peripheral filament element is arranged around it, the central illuminance decreases as the number of the peripheral filament elements is increased. It is thought that it shows a tendency.
{最適間隙評価試験}
実施の形態2のフィラメント体136において、中心照度を最も高くすることが可能な、中央フィラメント要素と周辺フィラメント要素との間隙を確認するために、シミュレーション試験および実測試験の両方の評価試験を行った。
フィラメント要素の寸法やその他の試験条件は、上記評価試験と同じであるので、説明を省略する。{Optimum clearance evaluation test}
In the
Since the dimensions of the filament element and other test conditions are the same as those in the evaluation test, the description thereof is omitted.
(シミュレーション試験の内容)
上記評価試験において用いられた実施例1のフィラメント体を備えたハロゲン電球において、中央フィラメント要素と周辺フィラメント要素との間隙を変動させ、それに伴って変化する中心照度を測定し、最も高い中心照度の得られる最適間隙を探るべくシミュレーション試験を行った。(Contents of simulation test)
In the halogen light bulb having the filament body of Example 1 used in the evaluation test, the gap between the central filament element and the peripheral filament element was varied, and the central illuminance changing along with it was measured. A simulation test was conducted to find the optimum gap.
(シミュレーション試験の結果)
シミュレーション試験の結果を図10に示す。図10に示すように、フィラメント要素どうしの間隙が0.015[mm]では、従来のフィラメント体を備えたハロゲン電球と比べて低いが、当該間隙が0.02[mm]から0.1[mm]までの間において、従来のものに比べて中心照度が増大し、かつ間隙の増大に伴って中心照度が上昇し、フィラメント要素同士の間隙が0.1[mm]から0.2[mm]の間において、中心照度が最大となり、フィラメント要素どうしの間隙が0.2[mm]以上では、当該間隙が大きくなるにしたがって、中心照度が低下し、したがって、フィラメント要素どうしの間隙が0.02[mm]以上1.3[mm]以下で従来のフィラメント体を備えたハロゲン電球に比べて中心照度が大きくなることが確認できた。(Results of simulation test)
The result of the simulation test is shown in FIG. As shown in FIG. 10, when the gap between the filament elements is 0.015 [mm], the gap is lower than that of the halogen lamp provided with the conventional filament body, but the gap is 0.02 [mm] to 0.1 [mm]. mm], the central illuminance increases as compared to the conventional one, and the central illuminance increases as the gap increases, so that the gap between the filament elements is 0.1 [mm] to 0.2 [mm]. ], The central illuminance becomes maximum, and when the gap between the filament elements is 0.2 [mm] or more, the central illuminance decreases as the gap becomes larger. It was confirmed that the central illuminance was larger at 02 [mm] or more and 1.3 [mm] or less as compared with the halogen bulb provided with the conventional filament body.
(シミュレーション試験の結果についての考察)
フィラメント要素どうしの間隙がかぎりなく0[mm]に近いと、各コイルから発せられた光が各コイルに遮られてしまうために、中心照度が従来のものに比べて低下したと考えられる。そして、フィラメント要素どうしの間隙が0.1[mm]以上0.2[mm]以下で中心照度が最大となるのは、当該間隙の場合に上記中心照度寄与領域にフィラメント体の存在する割合が最も高くなると考えられ、当該間隙が0.2[mm]を超えると、当該中心照度寄与領域にフィラメント体の存在する割合が徐々に減り、その結果、当該間隙が1.3[mm]を越えた時点で、従来のものに比べて中心照度が低くなったと考えられる。(Consideration of simulation test results)
When the gap between the filament elements is as close as possible to 0 [mm], the light emitted from each coil is blocked by each coil, so the central illuminance is considered to be lower than the conventional one. The central illuminance is maximized when the gap between the filament elements is 0.1 [mm] or more and 0.2 [mm] or less. In the case of the gap, the ratio of the filament body existing in the central illuminance contribution region is as follows. When the gap exceeds 0.2 [mm], the proportion of filament bodies existing in the central illuminance contribution region gradually decreases, and as a result, the gap exceeds 1.3 [mm]. At that time, the central illuminance is considered to be lower than the conventional one.
したがって、定格電圧等の制約下では、理論上、フィラメント要素どうしの間隙が0.02[mm]以上1.3[mm]以下であれば、従来のものに比べて中心照度の増大、集光効率の向上を図ることができると考えられる。
(実測試験の内容)
上記評価試験において用いられた実施例1のフィラメント体を備えたハロゲン電球において、中央フィラメント要素と周辺フィラメント要素との間隙を変動させ、それに伴って変化する中心照度を測定し、最も高い中心照度の得られる最適間隙を探るべく実測試験を行った。同時に、所望のビーム角が得られる最適間隙を探るべく、上記間隙を変動させながら、それに伴って変化するビーム角を実際に測定した。
但し、試験を簡素化するために、照明装置そのものではなく、公知のハロゲン電球(松下電器産業株式会社製、品番:JDR110V65WKN/5E11、ミラー最外径:50[mm]、ミラー開口径:41[mm])のうち、フィラメント体を、当該比較試験にかかるフィラメント体に置換したものを用いて比較試験を行った。Therefore, under the restriction of the rated voltage and the like, theoretically, if the gap between the filament elements is 0.02 [mm] or more and 1.3 [mm] or less, the central illuminance is increased and the light is condensed as compared with the conventional one. It is thought that efficiency can be improved.
(Contents of actual test)
In the halogen light bulb having the filament body of Example 1 used in the evaluation test, the gap between the central filament element and the peripheral filament element was changed, and the central illuminance changing along with it was measured. An actual measurement test was conducted to find the optimum gap to be obtained. At the same time, in order to find the optimum gap at which a desired beam angle can be obtained, the beam angle that varies with the gap was actually measured while the gap was varied.
However, in order to simplify the test, not a lighting device itself but a known halogen bulb (Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., product number: JDR110V65WKN / 5E11, mirror outermost diameter: 50 [mm], mirror opening diameter: 41 [ mm]), the filament body was replaced with the filament body according to the comparative test, and a comparative test was performed.
比較試験では、サンプルのフィラメント体はいずれも、素線径が0.053[mm]、素線長さが463[mm]、そのピッチが0.074[mm]に設定され、タングステンを巻いてなるフィラメント要素を備えており、当該フィラメント要素では、その軸に垂直な平面において、輪郭は略トラック形状(長円形状)であり、上述した最大幅Wmaxが1[mm]、最小幅Wminが0.5[mm]に設定されている。 In the comparative test, the filament bodies of the samples were all set with a wire diameter of 0.053 [mm], a wire length of 463 [mm], and a pitch of 0.074 [mm], and wound with tungsten. The filament element has a substantially track shape (oval shape) in a plane perpendicular to the axis, and the maximum width Wmax is 1 [mm] and the minimum width Wmin is 0. .5 [mm] is set.
(実測試験の結果)
フィラメント要素同士の間隙と中心照度との関係を示した実測試験の結果を図11に、フィラメント要素同士の間隙とビーム角との関係を示した実測試験の結果を図12に示す。
図11から分かるように、当該間隙が0.3[mm]未満では、フィラメント要素どうしにおいて、アーク放電が発生し、また、短絡が発生したため、中心照度を測定することができず、当該間隙が0.3[mm]以上1.25[mm]未満では、中心照度が従来のものに比べて増大し、当該間隙が1.25[mm]以上では、中心照度が従来のものに比べて低くなった。(Result of measurement test)
FIG. 11 shows the result of the actual measurement test showing the relationship between the gap between the filament elements and the central illuminance, and FIG. 12 shows the result of the actual measurement test showing the relationship between the gap between the filament elements and the beam angle.
As can be seen from FIG. 11, when the gap is less than 0.3 [mm], arc discharge occurs between the filament elements, and a short circuit occurs, so that the central illuminance cannot be measured. When the gap is 0.3 [mm] or more and less than 1.25 [mm], the central illuminance increases compared to the conventional one, and when the gap is 1.25 [mm] or more, the central illuminance is lower than the conventional one. became.
また、図12から分かるように、当該間隙が0.3[mm]未満では、上記の理由からビーム角を測定することができず、当該間隙が0.3[mm]以上0.75[mm]以下では、測定したビーム角が設定したビーム角の規格内(7.5度以上12.5度以下)に収まり、当該間隙が0.75[mm]より大きく1.1[mm]以下では、測定したビーム角が一般的に中角タイプと呼ばれるビーム角の下限(15度)を下回り、当該間隙が1.1[mm]より大きい場合では、測定したビーム角が一般的に中角タイプと呼ばれるビーム角の範囲に収まった。 As can be seen from FIG. 12, when the gap is less than 0.3 [mm], the beam angle cannot be measured for the above reason, and the gap is 0.3 [mm] or more and 0.75 [mm]. In the following, the measured beam angle is within the set beam angle standard (7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less), and when the gap is larger than 0.75 [mm] and 1.1 [mm] or less. When the measured beam angle is less than the lower limit (15 degrees) of the beam angle generally called the medium angle type and the gap is larger than 1.1 [mm], the measured beam angle is generally the medium angle type. It was within the range of the beam angle called.
(実測試験の結果についての考察)
上記試験結果から、定格電圧等の制約下では、設定したビーム角の規格(7.5度以上12.5度以下)を満たし、中心照度の増大、集光効率の向上を図るために、上記間隙は0.3[mm]以上0.75[mm]以下に設定されることが望ましい。なお、上記設定した規格(7.5度以上12.5度以下)を超えて、一般に中角タイプと呼ばれるビーム角の下限以下でも良いとするなら、上記間隙を0.3[mm]以上1.1[mm]以下に設定しても良い。(Consideration on the result of actual measurement test)
From the above test results, in order to satisfy the set beam angle standard (7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less) under the constraints of the rated voltage, etc., and to increase the central illuminance and improve the light collection efficiency, The gap is preferably set to 0.3 [mm] or more and 0.75 [mm] or less. In addition, if it exceeds the set standard (7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less) and may be less than the lower limit of the beam angle generally called a medium angle type, the gap is set to 0.3 [mm] or more and 1 .1 [mm] or less may be set.
{中心照度および配光特性評価試験}
実施の形態2におけるフィラメント体136の構成によって、中心照度の増大および配光の均一化を図ることができることを確認するための評価試験を行った。
コイルの素線径、コイルの素線長、その他の条件は、中心照度(集光効率)比較試験で示したとおりであるので、ここでは説明を省略する。{Center illuminance and light distribution characteristics evaluation test}
An evaluation test was performed to confirm that the configuration of the
Since the coil wire diameter, coil wire length, and other conditions are as shown in the central illuminance (light collection efficiency) comparison test, description thereof is omitted here.
当該評価試験にて用意したサンプルは以下のとおりである。
図13は、当該評価試験で用いられた各サンプルについて、コイル軸に垂直な平面におけるコイル配置を模式的に示した概略構成図である。
(比較例1)図13(a)は、比較例1のフィラメント体を、二次コイルの軸に垂直な平面において切断した概略断面図である。図13(a)に示すように、比較例1のフィラメント体は、所謂2重巻きコイルであり、詳細には、フィラメント体を螺旋状に巻いてなる1次コイルがさらに巻かれて2次コイルを形成している。Samples prepared in the evaluation test are as follows.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram schematically showing a coil arrangement in a plane perpendicular to the coil axis for each sample used in the evaluation test.
Comparative Example 1 FIG. 13A is a schematic cross-sectional view of the filament body of Comparative Example 1 cut along a plane perpendicular to the axis of the secondary coil. As shown in FIG. 13 (a), the filament body of Comparative Example 1 is a so-called double-winding coil, and more specifically, a primary coil obtained by winding the filament body in a spiral shape is further wound to form a secondary coil. Is forming.
(比較例2)図13(b)は、比較例2のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(b)に示すように、比較例2のフィラメント体では、4つのフィラメント要素(コイル)が設けられ、コイル巻き軸に垂直な平面において、略トラック(長円)状のコイル(フィラメント要素)が四方に配され、2つのフィラメント要素(コイル)の最大幅部をX軸が跨り、そして、残り2つのフィラメント要素(コイル)の最大幅部をY軸が跨って、かつX軸とY軸との直交点と反射鏡の光軸とが重なるように4つのフィラメント要素が配されている。 Comparative Example 2 FIG. 13B is a sectional view of the filament body of Comparative Example 2 cut along a plane perpendicular to the central axis. As shown in FIG. 13 (b), in the filament body of Comparative Example 2, four filament elements (coils) are provided, and a substantially track (oval) coil (filament element) in a plane perpendicular to the coil winding axis. ) Are arranged in four directions, the X axis spans the maximum width of the two filament elements (coils), and the Y axis straddles the maximum width of the remaining two filament elements (coils). Four filament elements are arranged so that a point perpendicular to the axis and the optical axis of the reflecting mirror overlap.
(比較例3)図13(c)は、比較例3のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(c)に示すように、比較例3のフィラメント体は、コイル巻き軸に垂直な平面において、比較例2のフィラメント体を、X軸とY軸との直交点を軸にして45[°]回転させ、上記直交点を通りかつ最大幅部を跨ぐ中心線が45[°]の角度をもって配された隣り合うコイル(フィラメント要素)の最小間隙に反射鏡の光軸が配されるように、すなわちフィラメント体の中心軸が当該光軸からずれるように配されている。 Comparative Example 3 FIG. 13C is a cross-sectional view of the filament body of Comparative Example 3 cut along a plane perpendicular to its central axis. As shown in FIG. 13 (c), the filament body of Comparative Example 3 is 45 [about the axis perpendicular to the X and Y axes on the plane perpendicular to the coil winding axis. °] so that the optical axis of the reflecting mirror is arranged in the minimum gap between adjacent coils (filament elements) in which the center line passing through the orthogonal point and straddling the maximum width portion is arranged at an angle of 45 °. In other words, the central axis of the filament body is arranged so as to deviate from the optical axis.
(比較例4)図13(d)は、比較例4のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した概略断面図である。図13(d)に示すように、比較例4のフィラメント体では、3つのフィラメント要素(コイル)が設けられ、コイル巻き軸に垂直な平面において、略トラック(長円)状のコイル(フィラメント要素)が、フィラメント要素(コイル)の中心軸を結ぶと直角二等辺三角形状となるように配され、かつ当該二等辺の交点が反射鏡の光軸と重なるように配されている。 (Comparative Example 4) FIG. 13D is a schematic cross-sectional view of the filament body of Comparative Example 4 cut along a plane perpendicular to its central axis. As shown in FIG. 13 (d), in the filament body of Comparative Example 4, three filament elements (coils) are provided, and a substantially track (oval) coil (filament element) in a plane perpendicular to the coil winding axis. ) Are arranged so as to form a right-angled isosceles triangle when connecting the central axes of the filament elements (coils), and the intersection of the isosceles overlaps the optical axis of the reflecting mirror.
(実施例1)図13(e)は、実施例1のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(e)に示すように、実施例1のフィラメント体は、実施の形態1で示したフィラメント体と同じであり、当該フィラメント体では、コイル巻き軸に垂直な平面において、2つのフィラメント要素(コイル)131,132の最短幅を跨ぐ中心線がY軸と重なるように配され、Y軸とX軸とが直交し、当該直交点と反射鏡の光軸とが重なるように配されている。 (Embodiment 1) FIG. 13E is a cross-sectional view of the filament body of
(実施例2)図13(f)は、実施例2のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(f)に示すように、実施例2のフィラメント体は、実施の形態2で示したフィラメント体と同じであり、当該フィラメント体では、コイル巻き軸に垂直な平面において、3つのフィラメント要素(コイル)131,132,133それぞれの最小幅部を跨ぐ中心線がX軸上に配され、フィラメント要素131の最大幅部を跨ぐ中心線がY軸上に配され、当該X軸と当該Y軸とが直交し、当該直交点と反射鏡の光軸とが重なるように配されている。 (Embodiment 2) FIG. 13 (f) is a cross-sectional view of the filament body of
(実施例3)図13(g)は、実施例3のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(g)に示すように、実施例3のフィラメント体は、コイル巻き軸に垂直な平面において、フィラメント要素(コイル)の最大幅と最小幅との比が実施例2のフィラメント体と異なるのみであるので、その他の説明は省略する。当該フィラメント体を構成する各フィラメント要素は、コイル巻き軸に垂直な平面において、最大幅と最小幅との比が3:1となるように形成されている。 Example 3 FIG. 13G is a cross-sectional view of the filament body of Example 3 cut along a plane perpendicular to its central axis. As shown in FIG. 13 (g), the filament body of Example 3 is different from the filament body of Example 2 in the ratio between the maximum width and the minimum width of the filament element (coil) in a plane perpendicular to the coil winding axis. Therefore, other description is omitted. Each filament element constituting the filament body is formed so that the ratio of the maximum width to the minimum width is 3: 1 in a plane perpendicular to the coil winding axis.
(評価試験の内容)
上記各サンプルを既述の条件で点灯させ、光源から1[m]離れた照射面における中心照度を測定し、比較例1の中心照度を基準とした各サンプルの照度比を求め、そして、図13で示したX軸、Y軸に対応した照射面でのそれらにおけるビーム角を測定し、その測定結果から照射面における配光の均一化を評価した。なお、評価基準は以下のとおりである。すなわち、X軸,Y軸におけるビーム角が7.5度以上12.5度以下であり、なおかつX軸およびY軸のうちいずれか一方におけるビーム角を基準にして他方のビーム角との差を算出したとき、当該差が、狭いほうのビーム角の10%以下である場合に照射面における配光の均一性が良いと判定した。(Contents of evaluation test)
Each of the above samples is turned on under the above-described conditions, the central illuminance at the irradiation surface 1 [m] away from the light source is measured, the illuminance ratio of each sample is obtained with reference to the central illuminance of Comparative Example 1, and FIG. The beam angles at the irradiation surfaces corresponding to the X-axis and Y-axis indicated by 13 were measured, and the uniformity of light distribution on the irradiation surface was evaluated from the measurement results. The evaluation criteria are as follows. That is, the beam angle in the X axis and the Y axis is 7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less, and the difference from the other beam angle with respect to the beam angle in one of the X axis and the Y axis is determined. When calculated, when the difference was 10% or less of the narrower beam angle, it was determined that the uniformity of light distribution on the irradiated surface was good.
(評価試験の結果) (Results of evaluation test)
評価試験の結果を表1に示す。表1に示すように、比較例1のサンプルの中心照度ならびにビーム角を基準にして、その他のサンプルを評価すると、比較例2のサンプルでは、X軸のビーム角とY軸のそれとの間に大差はないが、いずれのビーム角も所望のビーム角である7.5度以上12.5度以下の範囲を大幅に上回り、なおかつ、中心照度が比較例1のそれに比べて低く(照度比にして12%減)、照射面において、同心円に近い配光が得られるが、中心部が暗く、配光の均一化を図れていない。 The results of the evaluation test are shown in Table 1. As shown in Table 1, when the other samples were evaluated based on the central illuminance and beam angle of the sample of Comparative Example 1, the sample of Comparative Example 2 was between the X-axis beam angle and that of the Y-axis. Although there is no big difference, all the beam angles are significantly higher than the desired beam angle range of 7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less, and the central illuminance is lower than that of Comparative Example 1 (the illuminance ratio is reduced). However, the light distribution near the concentric circle is obtained on the irradiated surface, but the central portion is dark and the light distribution cannot be made uniform.
また、比較例3のサンプルでは、比較例1のサンプルに比べて中心照度が増大しているが(照度比にして17%増)、Y軸のビーム角が、12.5度を超えており、そのうえX軸のそれに比べて大きく、照射面において、配光がいびつで、同心円には程遠く、配光の均一化を図れていない。
そして、比較例4のサンプルでは、比較例1のサンプルに比べて中心照度が増大しているが(照度比にして40%増)、X軸のビーム角が7.5度を下回り、Y軸のそれに比べて小さく、照射面において、配光がいびつで、同心円には程遠く、配光の均一化を図れていない。In the sample of Comparative Example 3, the central illuminance is increased as compared with the sample of Comparative Example 1 (increased by 17% in terms of the illuminance ratio), but the Y-axis beam angle exceeds 12.5 degrees. In addition, it is larger than that of the X axis, and the light distribution is irregular on the irradiated surface, far from the concentric circles, and the light distribution cannot be made uniform.
In the sample of Comparative Example 4, the central illuminance is increased compared to the sample of Comparative Example 1 (increased by 40% in terms of illuminance ratio), but the X-axis beam angle is less than 7.5 degrees, and the Y-axis The light distribution is irregular on the irradiated surface, far from the concentric circles, and the light distribution cannot be made uniform.
これらに対して、実施例1のサンプルでは、中心照度が比較例1のそれと比べて増大し(照度比にして28%増)、なおかつ、X軸のビーム角とY軸のそれとが大差なく、かついずれのビーム角も7.5度以上12.5度以下の範囲に収まり、所望の狭いビーム角が得られると共に配光の均一化を図ることができる。
また、実施例2のサンプルでは、X軸のビーム角とY軸のそれとが大差なく、かついずれのビーム角も7.5度以上12.5度以下の範囲に収まり、所望の狭いビーム角が得られるとともに中心照度が実施例1に比べて大きく、配光の均一化をよりいっそう図ることができる。On the other hand, in the sample of Example 1, the central illuminance increases compared to that of Comparative Example 1 (increased by 28% as the illuminance ratio), and the X-axis beam angle and the Y-axis do not differ greatly. Each beam angle falls within the range of 7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less, so that a desired narrow beam angle can be obtained and the light distribution can be made uniform.
Further, in the sample of Example 2, the X-axis beam angle and that of the Y-axis do not differ greatly, and both of the beam angles are within the range of 7.5 degrees to 12.5 degrees, and a desired narrow beam angle is obtained. As a result, the central illuminance is larger than that of the first embodiment, and the light distribution can be made more uniform.
そして、実施例3のサンプルでは、X軸のビーム角とY軸のそれとが大差なく、かついずれのビーム角も7.5度以上12.5度以下の範囲に収まり、所望の狭いビーム角が得られるとともに中心照度が実施例2に比べて大きく、配光の均一化をよりいっそう図ることができる。
(考察)
上記結果および考察から、実施例2のサンプルでは、実施例1のサンプルに比べて周辺フィラメント要素(コイル)の数を減らしたことによって、中心フィラメント要素から発せられた光が周辺フィラメント要素に遮られることを抑制することができ、その結果、中心照度を増大させることができたと考えられる。In the sample of Example 3, the X-axis beam angle and that of the Y-axis are not significantly different, and both beam angles are within the range of 7.5 degrees to 12.5 degrees, and a desired narrow beam angle is obtained. As a result, the central illuminance is larger than that of the second embodiment, and the light distribution can be made even more uniform.
(Discussion)
From the above results and discussion, in the sample of Example 2, the light emitted from the central filament element is blocked by the peripheral filament element by reducing the number of peripheral filament elements (coils) compared to the sample of Example 1. This can be suppressed, and as a result, the central illuminance can be increased.
そのうえ、比較例4のサンプルおよび実施例2のサンプルにおける上記結果、考察から、フィラメント要素の巻き軸が同一平面上に配されるように、フィラメント要素をバルブ内に設けることによって、配光の均一化を図ることができたと考えられる。
さらに、上記結果および考察から、実施例3のサンプルのように、フィラメント要素の巻き軸に垂直な平面での各フィラメント要素の略トラック(長円)状の輪郭において、最大幅を最小幅に比べて大きくするにしたがって、各フィラメント要素の巻き軸方向の長さを短縮することができ、それによって上記中心照度寄与領域にフィラメント体が存在する割合を増大させることができ、したがって、よりいっそう中心照度を増大させることができると考えられる。ただし、最大幅を最小幅に比べて大きくするにしたがって、耐衝撃性、耐振動性および寿命が低下傾向を示すと考えられるので、当該弊害を抑制できる限度において、最大幅を最小幅に比べて大きくすることがより好ましいと考えられる。
(実施の形態3)
図14は、実施の形態3における反射鏡付きハロゲン電球の概略断面図である。In addition, from the above results and considerations in the sample of Comparative Example 4 and the sample of Example 2, it is possible to obtain a uniform light distribution by providing the filament element in the bulb so that the winding axis of the filament element is arranged on the same plane. It is thought that we were able to plan.
Further, from the above results and discussion, the maximum width is compared with the minimum width in the substantially track (oval) -shaped contour of each filament element in a plane perpendicular to the winding axis of the filament element as in the sample of Example 3. The length in the winding axis direction of each filament element can be shortened as the size increases, thereby increasing the proportion of filament bodies present in the central illuminance contribution region, and thus the central illuminance is further increased. Can be increased. However, as the maximum width is increased compared to the minimum width, the impact resistance, vibration resistance, and life expectancy will tend to decrease. It is considered that it is more preferable to enlarge it.
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a halogen light bulb with a reflector in the third embodiment.
図14に示すように、本発明の第3の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球137は、ミラー径φ5が35[mm]〜100[mm]、例えば最外径50[mm]の凹面状の反射鏡138と、この反射鏡138の内部に配置されたハロゲン電球139と、反射鏡138の端部に取り付けられた例えばE形の口金140とを備えている。As shown in FIG. 14, the third rated
ハロゲン電球139のバルブ142の長手方向の中心軸X8は、反射鏡138の光軸Y7と略一致している。
反射鏡138は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部143を、他端部に筒状のネック部144をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面145が形成されている。開口部143には、前面ガラス146が設けられ、かつ公知の止め金具(図示せず)によって固定されている。前面ガラス146の固定方法としては、止め金具に代えて公知の接着剤(図示せず)を用いたり、止め金具と接着剤とを併用したりすることもできる。もっとも、前面ガラス146は必ずしも設ける必要はない。A central axis X 8 in the longitudinal direction of the
The reflecting
ネック部144の外側には、口金140がこのネック部144のほぼ全体を覆うように設けられ、接着剤147を介して固着されている。一方、ネック部144内には、ハロゲン電球139の封止部148が挿入され、同じく接着剤147を介して固着されている。
反射面145には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。反射面145には必要に応じてファセットを形成してもよい。A
In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS), or the like is formed on the
ハロゲン電球139は、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ142と、上記した本発明の第13の実施の形態である照明装置110におけるハロゲン電球114で用いられている発光体127とを備えている。つまり、ハロゲン電球139は、バルブ142の形状が異なる点を除いてハロゲン電球114と同じ構成を有している。したがって、ハロゲン電球139の構成の詳細については、主にハロゲン電球114の構成と異なる点について説明する。 The
発光体127の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線128の一端部がそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。内部リード線128の他端部は、封止部148に封止されているモリブデン製の金属箔129を介して外部リード線130の一端部に接続されている。外部リード線130の他端部は、バルブ142の外部に導出しており、口金140の端子部分141a,141bにそれぞれ電気的に接続されている。 For example, one end of an
バルブ142には、封止切りの残痕であるチップオフ部149、一端部(チップオフ部148側の端部)がテーパ状になった略円筒形状の発光部150、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148がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブ142の外面には可視光透過赤外線反射膜が形成されていないが、必要に応じて発光部150等の外面に可視光透過赤外線反射膜を形成してもよい。 The
なお、バルブ142の形状としてはチップオフ部149、一端部がテーパ状になった略円筒形状の発光部150、および封止部148がそれぞれ順次連なって形成されたものに限らず、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、テーパ部分のない略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部、筒部および封止部がそれぞれ順次連なって形成されたバルブ、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いることができる。もちろん、発光部の形状として略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。 The shape of the
発光体127は、図4および図5に示すように、並置された複数の、例えば4つのコイル131,132,133,134を有している。これら4つのコイル131,132,133,134は、電気的に直列接続されている。また、この発光体127は、反射鏡138に対するその位置が反射鏡138の焦点F7を含む位置にある。つまり、発光体127を、4つのコイル131,132,133,134を一体的に見立てて一つの柱体(図4および図5の破線で示す部分)としたとき、焦点F7がその柱体の内部または表面上に位置している。したがって、実際の発光体127で見た場合、その焦点F7はコイル131,132,133,134の内部もしくは表面上、または各コイル(131,132)、(131,133)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)同士の間に位置している。図14に示す例では、発光体127の中心点が反射鏡138の焦点F7上にほぼ位置している。もっとも、図5に示すように発光体の表面上の点F0が焦点F7上に位置していてもよい。As shown in FIGS. 4 and 5, the
なお、図14では、コイル131,132,133,134を一体化し、発光体127を一つの柱体と捉えて模式的に示している。
次に、各コイル131,132,133,134の位置関係は、図4および図5に示すとおりである。
すなわち、図4に示すとおり各々のコイル131,132,133,134の一端面は略同一平面上にある。また、コイル131,132,133,134のコイル長Ls4が全て同じであるために、各々のコイル131,132,133,134の他端面も略同一平面上にある。特に、コイル131,132,133,134の端面のうち、封止部120とは反対側の端面は、それぞれ略同一平面上に位置していることが好ましい。これにより、各コイル131,132,133,134によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。In FIG. 14, the
Next, the positional relationship between the
That is, as shown in FIG. 4, the one end surfaces of the
また、図5に示すとおり各コイル131,132,133,134をその長手方向から見た場合において、コイル131とコイル133とは、バルブ142の長手方向の中心軸X7を挟んで1.2[mm]の間隔をあけて対向し、かつ各コイル131,133の長軸方向b41(b43)が略一致しつつ、その中心軸X7に対して垂直に交わるように配置されている。一方、コイル132とコイル134とは、バルブ142の長手方向の中心軸X7を挟んで0.4[mm]の間隔をあけて対向し、かつ各コイル132,134の長軸方向b42(b44)が略一致しつつ、その中心軸X7に対して垂直に交わるように配置されている。そして、長軸方向b41(b43)と長軸方向b42(b44)とは垂直に交わっており、その交点は中心軸X7上にある。In addition, as shown in FIG. 5, when each
ここで、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)は、コンパクトな発光体127を得るために可能な限り接近していることが好ましい。しかし、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接近しすぎていると、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった際、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)がその振動によって接触して短絡するおそれがある。また、コイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が最も隣接している部分は、その他の部分よりもコイル131,132,133,134の温度が高くなるために、タングステン線のタングステンの蒸発が激しく、短寿命になるおそれがある。そこで、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった場合でも、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接触して短絡するのを防止するとともに、短寿命化を防止するために、0.2[mm]以上にすることが好ましい。 Here, adjacent coils (131, 132), (131, 134), (132, 133), (132, 134), (133, 134) are as long as possible in order to obtain a compact
以上のとおり本発明の第3の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球137の構成によれば、第一に一重巻きコイルを用いているので、多重巻きコイルとは異なり耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重巻きコイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重巻きコイルを分割して複数化し、しかもコイル131,132,133,134(図4、図5参照)を長手方向から見た外形形状が略円形形状とは異なる形状となるようにしているので、発光体127として光軸Y7方向に対して十分に短縮化することができる。その結果、反射鏡138内における中心照度に寄与する領域に存在する発光体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。As described above, according to the configuration of the reflector-equipped halogen
また、このように中心照度を向上させることができるために、従来の反射鏡付きハロゲン電球のように可視光透過赤外線反射膜を形成して中心照度を向上させる必要がなくなり、つまり従来の二重巻きコイルを用いた反射鏡付きハロゲン電球であって、バルブの外面に可視光透過赤外線反射膜が形成されているものの中心照度とほぼ同じ中心照度を得ることができる。その結果、可視光透過赤外線反射膜自体のコストやそのプロセスにかかるコストを削減することができ、また膜形成のためのプロセスを省くことができるので、生産効率を大幅に向上させることができる。 In addition, since the central illuminance can be improved in this way, it is not necessary to improve the central illuminance by forming a visible light transmitting infrared reflecting film like a conventional halogen lamp with a reflector. A halogen light bulb with a reflector using a wound coil, in which a visible light transmitting infrared reflective film is formed on the outer surface of the bulb, can obtain a central illuminance substantially the same as the central illuminance. As a result, the cost of the visible light transmitting infrared reflecting film itself and the cost for the process can be reduced, and the process for forming the film can be omitted, so that the production efficiency can be greatly improved.
なお、上記した本発明の第3の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球137においても、図4および図5に示すフィラメント体127に代えて、実施の形態2のフィラメント体136を用いた場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態4)
次に、本発明の第4の実施の形態である照明装置は、本発明の第3の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球137が図1に示す本発明の第1の実施の形態である照明装置110の照明器具113(反射鏡112を除く)に取り付けられている点を除いて本発明の第1の実施の形態である照明装置110と同じ構成を有している。In the
(Embodiment 4)
Next, in the lighting device according to the fourth embodiment of the present invention, the
以上のとおり本発明の第4の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、第一に一重巻きコイルを用いているので、多重巻きコイルとは異なり耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重巻きコイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重巻きコイルを分割して複数化し、しかもコイル131,132,133,134(図4,5参照)を長手方向から見た外形形状が略円形形状とは異なる形状となるようにしているので、発光体127(図1等参照)として光軸Y6方向に対して十分に短縮化することができる。その結果、反射鏡138(図14参照)内における中心照度に寄与する領域に存在する発光体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。As described above, according to the configuration of the lighting device according to the fourth embodiment of the present invention, since the single-winding coil is used first, unlike the multiple-winding coil, the vibration resistance can be increased. The pitch can be made sufficiently smaller than the pitch of the multi-winding coil, and secondly, the single-winding coil is divided into a plurality of coils, and the
なお、上記した本発明の第4の実施の形態にかかる照明装置においても、図4および図5に示すフィラメント体127に代えて、実施の形態2で用いられたフィラメント体136を用いた場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態5)
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面を用いて説明する。In the lighting device according to the fourth embodiment of the present invention described above, the
(Embodiment 5)
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図15に示すように、本発明の第1の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球1は、凹面状の反射鏡2と、この反射鏡2の内部に配置されたハロゲン電球3と、反射鏡2の端部に取り付けられた例えばE形の口金4とを備えている。
本実施の形態において、反射鏡2のミラー径φ1は、35[mm]以上100[mm]以下であれば良く、本実施の形態では、50[mm]に設定している。As shown in FIG. 15, the
In this embodiment, the mirror diameter phi 1 of the reflecting
ハロゲン電球3の長手方向の中心軸X1は、反射鏡2の光軸Y1と略一致している。
反射鏡2は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部5を、他端部に筒状のネック部6をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる反射面7が形成されている。反射面7には必要に応じてファセットを形成してもよい。A central axis X 1 in the longitudinal direction of the
The reflecting
開口部5には、前面ガラス8が設けられ、かつ公知の止め金具(図示せず)、公知の接着剤(図示せず)またはそれらの併用によって固定されている。もっとも、前面ガラス8は必ずしも設ける必要はない。
ネック部6の外側には、口金4がこのネック部6のほぼ半分を覆うように設けられ、接着剤9を介して固着されている。一方、ネック部6内には、後述するハロゲン電球3の封止部12が挿入され、同じく接着剤9を介して固着されている。A
On the outside of the
反射面7には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。
ハロゲン電球3は、封止切りの残痕であるチップオフ部10、略円筒状の発光部11、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12がそれぞれ順次連なって形成された石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ13と、発光体であるフィラメント体14、内部リード線15、金属箔16および外部リード線17がそれぞれ順次接続された組立体18とを有している。In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS), or the like is formed on the
The
バルブ13の外面には、必要に応じて可視光透過赤外線反射膜を形成してもよい。
発光部11内には、既述のフィラメント体14が配置されているとともに、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。フィラメント体14の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線15の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線15の他端部は、封止部12に封止されているモリブデン製の金属箔16を介して外部リード線17の一端部に接続されている。外部リード線17の他端部は、バルブ13の外部に導出しており、口金4の端子部分4a,4bにそれぞれ電気的に接続されている。A visible light transmitting infrared reflecting film may be formed on the outer surface of the
In the
フィラメント体14は、図16および図17に示すように直線状に伸びた複数の1重巻きコイルからなり、各々が、例えばタングステン製であって、かつ各々が電気的に直列接続されている1つの中央フィラメント要素19と3つの周辺フィラメント要素20,21,22とから構成されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。 As shown in FIGS. 16 and 17, the
なお、図16および図17では、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22をそれぞれ模式的に円柱体として描いている。
中央フィラメント要素19は、その長手方向の中心軸a1が反射鏡2の光軸Y1上に略位置している。周辺フィラメント要素20,21,22は、中央フィラメント要素19の周りに、その長手方向の中心軸b1,c1,d1が中央フィラメント要素19の長手方向の中心軸a1と略平行になるように配置されている。また、これら3つの周辺フィラメント要素20,21,22は、図17に示すように、各々の長手方向の中心軸b1,c1,d1と中央フィラメント要素19の長手方向の中心軸a1に対して垂直な任意の平面P1とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、中央フィラメント要素19の長手方向の中心軸a1上の点を重心(「図心」)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、中央フィラメント要素19と各々の周辺フィラメント要素20,21,22との間の距離D1は全て略等しく、かつある一つの周辺フィラメント要素20(21または22)とこれと隣り合う二つの周辺フィラメント要素21,22(20,22または20,21)との間の距離D2はそれぞれ略等しいことを意味している。16 and 17, the
The
なお、ここで言う「略位置している」とは、理想的には中心軸a1が反射鏡2の光軸Y1上に完全に位置していることが好ましいが、製造工程における位置合わせ精度のばらつきによって実用上、中心軸a1が反射鏡2の光軸Y1からずれる場合があり、その場合も含むことを意味している。また、「略平行」および「略正三角形」についても、フィラメント体14の組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行および完全な正三角形からずれた位置関係およびずれた形状になる場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D1および距離D2が「略等しい」もこれと同様である。Here, the "are substantially position", it is preferable that the ideal center axis a1 is positioned completely on the optical axis Y 1 of the reflecting
また、中央フィラメント要素19は、図16に示すように反射面7を形成している回転体の焦点F1の位置を含み、かつ中央フィラメント要素19の中心軸a1上にある中心点A1が上記焦点F1の位置よりも開口部5とは反対側に位置するように配置されている。また、周辺フィラメント要素20,21,22もこれに準じており、各周辺フィラメント要素20,21,22は、それぞれ後述する反射鏡2内の点Fb1,Fc1,Fd1(図16では、点Fb1,Fc1のみを図示する)の位置を含み、かつ各周辺フィラメント要素20,21,22の中心軸b1,c1,d1上にある中心点B1,C1,D1(図16では、点B1,C1のみを図示する)が上記の点Fb1,Fc1,Fd1の位置よりも開口部5とは反対側に位置するように配置されている。ただし、点Fb1,Fc1,Fd1は、反射面7を形成している回転体の焦点F1の位置を含むとともに反射鏡2の光軸Y1に対して垂直に交わる平面Q1と、中心軸b1,c1,d1との交点をそれぞれ示す。一例として、焦点F1と中心点A1との間の距離は2.35[mm]であり、点Fb1,Fc1,Fd1と中心点B1,C1,D1との間の距離はそれぞれ1.21[mm]である。Further, the
ここで、周辺フィラメント要素20,21,22の開口部5側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各周辺フィラメント要素20,21,22によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
このようなフィラメント体14は、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22が一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。Here, it is preferable that the ends on the
In such a
中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長は、中央フィラメント要素19のコイル長をLC1[mm]、周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長をLS1[mm]とした場合、後述する理由により、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たすように設定されている。ただし、各周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1はそれぞれ略等しい。もちろん、「略等しい」とは、上記と同様にコイルの製造工程上におけるばらつきによって、各々のコイル長LS1がばらつく場合も含むことを意味している。The coil lengths of the
一般的に、フィラメント体14のコイルを構成するタングステン線の長さはハロゲン電球3の定格電力に応じて決定される。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球3に用いられるもののタングステン線の長さは例えば420[mm]〜480[mm]、定格電力20[W]のハロゲン電球3に用いられるもののタングステン線の長さは例えば250[mm]〜300[mm]、定格電力100[W]のハロゲン電球3に用いられるもののタングステン線の長さは例えば540[mm]〜620[mm]である。したがって、各コイル長LC1,LS1は、コイルのピッチ(隣り合うコイル部分同士の間隔)pやコイルの最大外径R1を適宜変更することによって調整することができる。その一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球3に用いられるものの場合、その一重巻きのコイルのピッチpは、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22のいずれにおいても0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。また、その一重巻きのコイルの最大外径R1は、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22のいずれにおいても0.5[mm]〜1.2[mm]の範囲に設定されている。Generally, the length of the tungsten wire constituting the coil of the
また、中央フィラメント要素19と各々の周辺フィラメント要素20,21,22との間の距離D1は、それぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。これにより、上記従来のハロゲン電球に比べて、上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体14の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができ、また点灯中、中央フィラメント要素19と周辺フィラメント要素20,21,22との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素19や周辺フィラメント要素20,21,22が断線するのを防止することができる。一方、距離D1が0.1[mm]未満の場合、点灯中、中央フィラメント要素19と周辺フィラメント要素20,21,22との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素19や周辺フィラメント要素20,21,22が断線するおそれがある。また、距離D1が2.2[mm]を超える場合、上記従来のハロゲン電球に比べて、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体14の密度が小さくなり、中心照度を極めて十分に高くすることができなくなったり、周辺フィラメント要素20,21,22によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大したりするおそれがある。The distance D 1 of the between the
ここで、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができるが、中心照度をより大きくするという観点からは、二重巻きコイルや三重巻きコイルに比してピッチpを小さくすることができ、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体14の密度をより大きくすることができる一重巻きコイルを用いることが好ましい。 Here, as the coils constituting the
次に、中央フィラメント要素19のコイル長をLC1[mm]、周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長をLS1[mm]とした場合、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。
まず、上記した定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球1について、中央フィラメント要素19のコイル長LC1、および周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1を表2に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ5本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、そのビーム角(度)および中心照度[lx]を調べたところ、表2および図18(LS1/LC1とビーム角との関係)に示すとおりの結果が得られた。また、代表的な配光曲線としてLS1/LC1=0.9の場合のものを図19に、LS1/LC1=0.6の場合のものを図20にそれぞれ示した。Next, assuming that the coil length of the
First, with respect to the
なお、作製した各サンプルにおいて、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22はいずれも一重巻きコイルからなり、そのピッチpが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径R1が0.65[mm]のものを用いた。また、距離D1は1.5[mm]である。
また、表2中、「ビーム角」は5本のサンプルの平均値を示す。ビーム角は現在市販されているものの主流である10度(許容範囲:7.5度〜12.5度)を評価基準とした。In each sample prepared, the
In Table 2, “beam angle” indicates an average value of five samples. The beam angle of 10 degrees (allowable range: 7.5 degrees to 12.5 degrees), which is the mainstream of those currently on the market, was used as an evaluation standard.
さらに、「中心照度」は5本のサンプルの平均値を示す。現在、市販されているビーム角10度の定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球(以下、「従来品」という)では、その中心照度が例えば6500[cd]である。そこで、評価基準としては、市場からの要望等を考慮し、従来品の中心照度(6500[lx]、中心光度換算で6500[cd])に対して約10%増し、つまり7200[lx](中心光度換算で7200[cd])以上を評価基準とした。 Further, “center illuminance” indicates an average value of five samples. Currently, a commercially available halogen bulb with a reflector (hereinafter referred to as “conventional product”) with a rated power of 65 [W] (rated voltage 110 [V]) with a beam angle of 10 degrees has a central illuminance of, for example, 6500 [cd]. ]. Therefore, as an evaluation standard, considering the demand from the market, etc., it is increased by about 10% with respect to the central illuminance of the conventional product (6500 [lx], 6500 [cd] in terms of central luminous intensity), that is, 7200 [lx] The evaluation standard was 7200 [cd]) or more in terms of central luminous intensity.
表2から明らかなように、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS1/LC1=(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx]、中心光度換算で6500[cd])を越える8500[lx](中心光度換算で8500[cd])以上であり、しかもそのビーム角は7.5度〜12.5度の範囲にあり、いずれも上記した評価基準を満たすことがわかった。このことは図19および図20に示す配光曲線からも明らかであり、照射面における中心部分の照度は高く、照射光がその中心部分の周辺領域へ広がっていない。一方、LS1/LC1>0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS1/LC1=(1.0)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx]、中心光度換算で6500[cd])を越えており上記した評価基準を満足するものの、そのビーム角は13.0度であって上記した評価基準を満たさないことがわかった。また、LS1/LC1<0.2なる関係式を満たす場合、例えばLS/LC=(0,0.1)の場合、そのビーム角は7.5度であって上記した評価基準を満足するものの、その中心照度は上記した評価基準を満たさないことがわかった。このような結果となった理由については次のように考えられる。LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たし、中央フィラメント要素19のコイル長LC1を周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1に対して適度な範囲で相対的に長くすることにより、照射面における中心部分の周辺領域の照度の増減に大きく寄与する周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1を適度に短くすることができる一方、その分、照射面における中心部分の照度(中心照度)の増減に大きく寄与する中央フィラメント要素19のコイル長LC1をできるだけ長くすることができる。その結果、第一に、周辺フィラメント要素20,21,22による照射面の中心部分に対する照度の増大への寄与を残しつつ、照射面における中心部分の周辺領域の照度を可能な限り低減することができる。第二に、中央フィラメント要素19のコイル長LC1の増大によって照射面の中心部分への照度を一層増大させることができる。そして、これらの結果が重なり合って図19および図20に示すような良好な配光曲線が得られたと考えられる。しかしながら、LS1/LC1<0.2なる関係式を満たしてしまうと、中央フィラメント要素19のコイル長LC1は長くなるものの、反射鏡2内における中心照度寄与領域から外れる部分も多くなる上、中央フィラメント要素19のコイル長LC1に対する周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1の相対的な長さがあまりにも小さくなりすぎ、周辺フィラメント要素20,21,22を設置した効果が著しく減ってしまったと考えられる。一方、LS1/LC1>0.9なる関係式を満たす場合では、中央フィラメント要素19のコイル長LCが周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1に対して相対的に十分長くないので、周辺フィラメント要素20,21,22によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大してしまい、所望のビーム角が得られなかったと考えられる。As apparent from Table 2, when the relational expression of 0.2 ≦ L S1 / L C1 ≦ 0.9 is satisfied, for example, L S1 / L C1 = (0.2, 0.3, 0.4, 0. 5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9), the central illuminance is 8500 [lx, which exceeds the central illuminance (6500 [lx] of the conventional product, 6500 [cd] in terms of central luminous intensity). ] (8500 [cd] in terms of central luminous intensity) or more, and the beam angle is in the range of 7.5 degrees to 12.5 degrees, and it was found that all satisfy the above-described evaluation criteria. This is apparent from the light distribution curves shown in FIGS. 19 and 20, and the illuminance at the central portion on the irradiation surface is high, and the irradiation light does not spread to the peripheral region of the central portion. On the other hand, when the relational expression L S1 / L C1 > 0.9 is satisfied, for example, when L S1 / L C1 = (1.0), the central illuminance is the central illuminance (6500 [lx], the central luminous intensity of the conventional product). Although it exceeded 6500 [cd]) in terms of conversion and satisfied the above-mentioned evaluation criteria, it was found that the beam angle was 13.0 degrees and did not satisfy the above-mentioned evaluation criteria. When the relational expression L S1 / L C1 <0.2 is satisfied, for example, when L S / L C = (0, 0.1), the beam angle is 7.5 degrees, and the above-described evaluation criteria However, it was found that the central illuminance does not satisfy the above evaluation criteria. The reason for this result is considered as follows. The relational expression L S1 / L C1 ≦ 0.9 is satisfied, and the coil length L C1 of the
したがって、中央フィラメント要素19のコイル長をLC1[mm]、周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長をLS1[mm]とした場合、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22の両者の寄与によって中心照度を増大させつつ、所望のビーム角(狭角)を得て良好な配光特性を実現するために、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たすように、すなわち、(LS1/LC1)の値が0.2以上0.9以下となるようにすべきことがわかった。Therefore, when the coil length of the
以上のとおり本発明の第5の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球1の構成によれば、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素20,21,22による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。
(実施の形態6)
次に、本発明の第6の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第5の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球1が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。As described above, according to the configuration of the
(Embodiment 6)
Next, the illumination device according to the sixth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, and has a rated power of 65 according to the above-described fifth embodiment of the present invention. The
このような本発明の第6の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、中心照度が高く、狭いビーム角で良好な配光特性を実現することができる照明装置を提供することができる。
(実施の形態7)
次に、本発明の第7の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第5の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球1に用いられているハロゲン電球3と、このハロゲン電球3の封止部12側の端部に取り付け可能な公知の種々の口金、例えばE形の口金(図示せず)とを備えた構成を有するハロゲン電球が、当該照明装置内に備えられた反射鏡部に取り付けられてなる。According to the configuration of the illumination device according to the sixth embodiment of the present invention, it is possible to provide an illumination device that has high central illuminance and can realize good light distribution characteristics with a narrow beam angle. .
(Embodiment 7)
Next, the illumination device according to the seventh embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the above-described fifth embodiment of the present invention. [W] The
なお、反射鏡部は、その反射面が回転楕円面または回転放物面等からなり、照明器具に固定されて取り替え不可能なものであってもよく、使用用途等に合わせて取り替え可能なものであってもよい。
このような本発明の第7の実施の形態にかかるハロゲン電球の構成によれば、上記した本発明の第5の実施の形態である反射鏡付きハロゲン電球1と同様に、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素20,21,22による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。In addition, the reflecting mirror part may be a non-replaceable one that has a reflecting surface composed of a spheroid or a paraboloid, is fixed to a lighting fixture, and can be replaced according to the intended use. It may be.
According to the configuration of the halogen bulb according to the seventh embodiment of the present invention, the
そして、上記した本発明の第3の実施の形態である照明装置と同様に、中心照度が高く、狭いビーム角で良好な配光特性を実現することができる照明装置を提供することができる。
なお、上記各実施の形態では、3つの周辺フィラメント要素20,21,22を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つの周辺フィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つの周辺フィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つの周辺フィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。And the illumination device which can implement | achieve a favorable light distribution characteristic with a high center illumination intensity and a narrow beam angle similarly to the illumination device which is the above-mentioned 3rd Embodiment of this invention can be provided.
In each of the above embodiments, the case where the three
また、上記各実施の形態では、定格電力65[W]のハロゲン電球3を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば定格電力20[W]〜150[W]のハロゲン電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
また、上記各実施の形態では、ハロゲン電球3におけるガラスバルブ13の形状としてチップオフ部10、略円筒状の発光部11および封止部12がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略球状または略回転楕円体状の発光部および封止部が順次連なって形成されたガラスバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略球状または略回転楕円体状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたガラスバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略球状または略回転楕円体状の発光部、縮径部、円筒部および封止部が順次連なって形成されたガラスバルブ等の公知の種々の形状のガラスバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。In each of the above embodiments, the case where the
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施の形態では、ハロゲン電球3を用いた場合について説明したが、この種のハロゲン電球3に代えて公知の種々の白熱電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができるものである。
以下、本発明の最良な実施の形態について、それぞれ図面を用いて説明する。
(実施の形態8)
図21に示すように、本発明の第8の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球31は、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ32と、後述するバルブ32の封止部40側に公知の接着剤33によって固着された例えばE形の口金34とを備えている。In each of the above embodiments, the case where the
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 8)
As shown in FIG. 21, a
バルブ32には、封止切りの残痕であるチップオフ部36、略回転楕円体形状の発光部37、縮径部38、略円筒状の筒部39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40がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブの外面のうち、チップオフ部3、発光部37および縮径部38の外面には、可視光透過赤外線反射膜41が形成されている。 The
なお、ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な回転楕円体形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
発光部37内には、フィラメント体42が配置されているとともに、ハロゲン物質と希ガス、またはハロゲン物質と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。The "substantially spheroid shape" as used herein includes not only the complete spheroid shape but also the case where it deviates from the complete spheroid shape due to variations in glass processing. I mean.
A
フィラメント体42の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線43の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線43の他端部は、封止部40に封止されているモリブデン製の金属箔44を介して外部リード線45の一端部に接続されている。外部リード線45の他端部は、バルブ32の外部に導出しており、口金34の端子部分35a,35bにそれぞれ電気的に接続されている。 For example, one end of an
フィラメント体42は、図22および図23に示すように、3つのフィラメント要素46,47,48を有している。これらのフィラメント要素46,47,48は、いずれもタングステン製であって、直線状に伸びた円筒状の一重巻きコイルからなり、各々が電気的に直列に接続されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。 The
なお、図22および図23では、フィラメント要素46,47,48をそれぞれ模式的に円柱体として描いている。
また、これら3つのフィラメント要素46,47,48は、図23に示すように、その長手方向の中心軸b2,c2,d2がバルブ32の長手方向の中心軸X2と略平行であり、かつバルブ32の長手方向の中心軸X2を囲むように林立した状態であって、各々の長手方向の中心軸b2,c2,d2とバルブ32の長手方向の中心軸X2に対して垂直な任意の平面P2とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、バルブ32の長手方向の中心軸X2上の点を重心(図心)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、ある一つのフィラメント要素46(47または48)とこれと隣り合う二つのフィラメント要素47,48(46,48または46,47)との間の距離D3はそれぞれ略等しく、かつ各フィラメント要素46,47,48とバルブ32の長手方向の中心軸X2との間の距離D4もそれぞれ略等しいことを意味している。In FIG. 22 and FIG. 23, the
These three
なお、ここで言う「略平行」および「略正三角形」とは、フィラメント体42の組立工程やバルブ32とフィラメント体42との組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行からずれた位置関係、および完全な正三角形からずれた形状となり得る場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D3および距離D4が「略等しい」もこれと同様である。The “substantially parallel” and “substantially equilateral triangle” referred to here are completely equilateral triangles due to variations in assembly accuracy in the assembly process of the
このようなフィラメント体42は、各フィラメント要素が外径(最大外径)r1[mm]を有する一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に各フィラメント要素46,47,48を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。そうした場合において、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径をR2(図21参照)[mm]、1つのフィラメントとみなしたフィラメント体42の最大外径をr1[mm]としたとき、後述する理由により、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たすように設定されている。Such a
その際、個々のフィラメント要素46,47,48の最大外径r0およびコイル長LS2は、各フィラメント要素46,47,48から照射面へ照射される照度が一様になるようにするために、最大外径r0およびコイル長LS2のうちの少なくとも一方の寸法を同じ大きさにすることが好ましく、いずれの寸法も同じ大きさにすることがさらに好ましい。もっとも、その最大外径r0およびコイル長LS2は、フィラメント要素の製造工程における加工ばらつきによって、個々のフィラメント要素46,47,48間でばらつく場合がある。At that time, the maximum outer diameter r 0 and the coil length L S2 of the
また、各フィラメント要素46,47,48の端のうち、封止部40とは反対側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素46,47,48によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
ここで、最大外径r1は、各フィラメント要素46,47,48の最大外径r0と隣り合う二つのフィラメント要素の間の距離D3(または上記距離D4)を適宜変更することによって調整することができる。また、一般的に、フィラメント体42のコイルを構成するタングステン線の長さはハロゲン電球の定格電力に応じて決定される。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の長さは例えば420[mm]〜480[mm]、定格電力20[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の長さは例えば250[mm]〜300[mm]、定格電力100[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の長さは例えば540[mm]〜620[mm]である。したがって、各フィラメント要素46,47,48の最大外径r0は、各フィラメント要素46,47,48のコイル長LS2や、コイルのピッチ(隣り合うコイル部分同士の間隔)を適宜変更することによって調整することができる。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球に用いられるものの場合、図8および図9に示すように、フィラメント体42が同寸法の一重巻きコイルからなる3つのフィラメント要素46,47,48から構成されているとして、コイル長LS2は4.0[mm]〜6.7[mm]の範囲に設定されている。また、コイルのピッチは、0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。Moreover, it is preferable that the edge on the opposite side to the sealing
Here, the maximum outer diameter r 1 is obtained by appropriately changing the distance D 3 (or the distance D 4 ) between two adjacent filament elements and the maximum outer diameter r 0 of each
ここで、フィラメント要素46,47,48を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができる。
次に、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径をR2[mm]、フィラメント体42の最大外径をr1[mm]とした場合、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。Here, as the coil constituting the
Next, when the maximum inner diameter of the portion of the
まず、上記した定格電力65[W]のハロゲン電球31において、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径R2を12mmと一定にし、フィラメント体42の最大外径r1[mm]を、隣り合う二つのフィラメント要素の間の距離D3を適宜変えることによって表3に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ10本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、3500時間点灯経過時までと4000時間点灯経過時までとにフィラメント体42が断線したものの本数、およびフィラメント体42が断線しなかったもののうち、4000時間点灯経過時においてバルブ32の内面に黒化が発生したものの本数についてそれぞれ調べたところ、同じく表3に示すとおりの結果が得られた。First, in the
なお、表3中、「断線の有無」欄において、分母が全サンプル数を、分子が全サンプル数のうちフィラメント体42が断線したものの本数をそれぞれ示している。また、「黒化の有無」欄についても、分母が全サンプル数のうち断線しなかったものの数を、分子が断線しなかったサンプル数のうちバルブ32の内面に黒化が発生したものの本数をそれぞれ示している。ただし、黒化の判定は、目視においてバルブ32の内面に黒い着色物が付着していることを確認できた場合を「黒化有り」と判定している。この黒い着色物は、フィラメント体42の構成材料であるタングステンが点灯中に蒸発し、付着したものである。 In Table 3, in the "Presence / absence of disconnection" column, the denominator indicates the total number of samples, and the numerator indicates the number of the disconnected
また、点灯方法としては、5.5時間点灯、0.5時間消灯を1サイクルとしてこれを繰り返した。「点灯経過時間」とはその点灯時間の累積時間である。
また、作製した各サンプルにおいて、フィラメント要素46,47,48はいずれも同じ形状、同じ寸法の一重巻きコイルからなり、そのピッチpが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径r0が0.65[mm]、コイル長LS2が5.4[mm]である。Moreover, as a lighting method, this was repeated for one cycle of lighting for 5.5 hours and turning off for 0.5 hours. The “lighting elapsed time” is an accumulated time of the lighting time.
Further, in each sample prepared, the
表3から明らかなように、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.25,0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても3500時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線したものはなく、また4000時間点灯経過時までにバルブ32の内面に黒化が発生したものもなかった。特に、0.35≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても4000時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線したものはなかった。As apparent from Table 3, when satisfying the relational expression of 0.25 ≦ r 1 / R 2 ≦ 0.75, for example, r 1 / R 2 = (0.25, 0.35, 0.50, 0. In the case of No. 75), none of the samples had the
一方、0.25>r1/R2なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.20)の場合、10本中8本のサンプルは4000時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線してしまったが、断線せずに残った2本のサンプルはいずれもバルブ32の内面に黒化が発生していなかった。また、r1/R2>0.75なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.80)の場合、10本中全サンプルにおいて4000時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線したものはなかったものの、10本中全てのものにおいてバルブ32の内面に黒化が発生していた。On the other hand, when satisfying the relational expression of 0.25> r 1 / R 2 , for example, when r 1 / R 2 = (0.20), 8 samples out of 10 are filament bodies before the lapse of lighting for 4000 hours. 42 was disconnected, but no blackening occurred on the inner surface of the
なお、断線した場所は、いずれのサンプルもフィラメント要素46,47,48の中央付近であった。
このような結果となった理由については次のように考えられる。
つまり、0.25>r1/R2なる関係式を満たす場合、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が大きくなり、点灯中、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層が厚くなる。その結果、点灯中に蒸発したフィラメント体42の構成材料であるタングステンの移動速度が速くなり、それに応じてタングステンの蒸発量が増加する。したがって、フィラメント体42を構成するコイルのタングステン線(以下、単に「タングステン線」という)がこのタングステンの蒸発によって細り、断線に至ったと考えられる。一方、r1/R2>0.75なる関係式を満たす場合、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間は小さくなるものの、バルブ32がフィラメント体42に近接しすぎて、点灯中、バルブの温度がかなり高温になる。そして、逆に高温となったバルブ32からの輻射熱によってフィラメント体42の温度が異常に上昇し、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの蒸発が促進されてしまい、蒸発したタングステンがバルブの内面に付着してしまったと考えられる。もっとも、後者の場合でもタングステンの蒸発によってタングステン線が細るという現象は見られたものの、断線にまでは至っていない。これは、後者の場合、前者の場合に比して対流層が薄く、タングステンの蒸発速度が遅いためであると考えられる。なお、今回の実験では、バルブ32の破損は見られなかったものの、このようにバルブ32の内面が黒化すると熱を吸収しやすくなるので、バルブ32の温度がさらに高温になり、バルブ32が破損してしまうおそれがある。Note that the location where the wire was disconnected was near the center of the
The reason for this result is considered as follows.
That is, when the relational expression of 0.25> r 1 / R 2 is satisfied, a gap between the
これらに対して、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たす場合、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が適度に小さいので、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層が極めて薄くなり、その結果、点灯中に蒸発したタングステンの移動速度が遅くなり、それに応じてタングステンの蒸発量が著しく低減したためであると考えられる。しかも、バルブ32がフィラメント体42に近接しすぎていないので、点灯中、バルブ32の温度が過剰に高温となることはなく、それ故、フィラメント体42の温度も異常に上昇することはなかったためであると考えられる。On the other hand, when the relational expression of 0.25 ≦ r 1 / R 2 ≦ 0.75 is satisfied, the gap between the
したがって、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径をR2[mm]、フィラメント体42の最大外径をr1[mm]とした場合、バルブ32の内面が黒化するのを防止しつつ、フィラメント体42の断線を防止し、長寿命化を図るために、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。特に、一層の長寿命化を図るために、0.35≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。Therefore, when the maximum inner diameter of the portion of the
以上のとおり本発明の第8の実施の形態にかかるハロゲン電球31の構成によれば、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体42を構成するコイルのタングステン線が細って断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ32とフィラメント体42とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ32が破損したり、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの過剰な蒸発によってバルブ32の内面が黒化したりするのを防止することができる。 As described above, according to the configuration of the
なお、上記第8の実施の形態では、3つのフィラメント要素46,47,48を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つのフィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つのフィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つのフィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、このとき必要に応じて各フィラメント要素で囲まれた空間内に別のフィラメント要素を、例えばそのフィラメント要素と同形状、同寸法のもの、または異なる形状、異なる寸法のものをバルブ2の長手方向の中心軸X上に略位置するように配置したフィラメント体を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。 In the eighth embodiment, the case where the three
また、上記第8の実施の形態では、バルブ32の形状としてチップオフ部36、略回転楕円体形状の発光部37、縮径部38、筒部39および封止部40がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。 Further, in the eighth embodiment, as the shape of the
さらに、上記第8の実施の形態では、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸b2,c2,d2に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素46,47,48を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図24に示すように、長手方向の中心軸b2,c2,d2に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素49,50,51を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。図24に示す例でも、各フィラメント要素49,50,51は、バルブ32の長手方向の中心軸X2上の点を中心とし、かつ各フィラメント要素49,50,51に外接する円の直径を最大外径r1とする円柱体内に収めることができる。図24に示すような外形形状を有するフィラメント要素49,50,51から構成されたフィラメント体52でもこのようにしてその最大外径r1を決定することができる。
(実施の形態9)
次に、図25に示すように、本発明の第9の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球53は、主にスポットライト等の一般照明用として使用されている公知の照明装置54の反射鏡部55内に組み込まれるものであって、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ56と、このバルブ56の後述する封止部66側に公知の接着剤(図示せず)によって固着された例えばE形の口金(図示せず)とを備えている。Further, in the eighth embodiment, the tungsten wire is wound so that it has a cylindrical shape, that is, the outer shape of the cross section cut perpendicularly to the central axes b2, c2, d2 in the longitudinal direction draws a circle. The case where the
(Embodiment 9)
Next, as shown in FIG. 25, a
ハロゲン電球53のバルブ56の長手方向の中心軸X3と反射鏡部55の光軸Y3とは略同一軸上に位置している。
照明装置54は、前面の開口部57から光が照射され、かつ内部に上記反射鏡部55とハロゲン電球53の口金が取り付けられる受け具(図示せず)とが収納されている円筒状の照明器具58を有している。It is substantially positioned on the same axis to the central longitudinal axis X 3 of the
The illuminating
反射鏡部55には、前面の開口部59に前面ガラス60が取り付けられ、かつ内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面61が形成されている。この反射面61には、必要に応じてファセットが形成されている場合がある。
バルブ56には、封止切りの残痕であるチップオフ部62、略回転楕円体形状の発光部63、縮径部64、略円筒状の筒部65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66がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブ56の外面のうち、発光部63および縮径部64の外面には、可視光透過赤外線反射膜67が形成されている。In the reflecting
The
なお、ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な回転楕円体形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
発光部63内には、フィラメント体68が配置されているとともに、ハロゲン物質と希ガス、またはハロゲン物資と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。The "substantially spheroid shape" as used herein includes not only the complete spheroid shape but also the case where it deviates from the complete spheroid shape due to variations in glass processing. I mean.
A
フィラメント体68の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線69の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線69の他端部は、封止部66に封止されているモリブデン製の金属箔(図示せず)を介して外部リード線(図示せず)の一端部に接続されている。外部リード線の他端部は、バルブ56の外部に導出しており、口金の端子部分にそれぞれ電気的に接続されている。 For example, one end of an
フィラメント体68は、図26および図27に示すように、1つの中央フィラメント要素70と3つの周辺フィラメント要素71,72,73とから構成されている。これら中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73は、いずれもタングステン製であって、直線状に円筒状の伸びた一重巻きコイルからなり、各々が電気的に直列に接続されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。 As shown in FIGS. 26 and 27, the
なお、図26および図27では、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73をそれぞれ模式的に円柱体として描いている。
中央フィラメント要素70は、このハロゲン電球53が照明装置54の反射鏡部55内に組み込まれた際、その長手方向の中心軸a3が反射鏡部55の光軸Y3上に略位置する。具体的に、中央フィラメント要素70は、その長手方向の中心軸a3がバルブ56の長手方向の中心軸X3上に略位置するように配置されている。そして、ハロゲン電球53が反射鏡部55内に組み込まれた際、バルブ56の長手方向の中心軸X3が反射鏡部55の光軸Y3上に略位置するので、結果的に中央フィラメント要素70の長手方向の中心軸a3が反射鏡部55の光軸Y3上に略位置するようになる。In FIGS. 26 and 27, the
なお、ここで言う「略位置する」とは、理想的には中心軸a3がバルブ56の長手方向の中心軸X3上に完全に位置していることが好ましいが、製造工程における位置合わせ精度のばらつきによって実用上、中心軸a3が中心軸X3からずれ、結果的に光軸Y3に対してもずれる場合があるが、その場合も含むことを意味している。もちろん、組み込む照明装置の種類によっても中心軸a3が光軸Y3上からずれる場合があり、その場合も含むことを意味している。Here, the "substantially position", ideally it is preferable that the central axis a3 is located entirely on the longitudinal central axis X 3 of the
周辺フィラメント要素71,72,73は、中央フィラメント要素70の周りに、その長手方向の中心軸b3,c3,d3が中央フィラメント要素70の長手方向の中心軸a3と略平行になるように配置されている。また、これら3つの周辺フィラメント要素71,72,73は、図27に示すように、各々の長手方向の中心軸b3,c3,d3と中央フィラメント要素70の長手方向の中心軸a3に対して垂直な任意の平面P3とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、中央フィラメント要素の長手方向の中心軸a3上の点を重心(図心)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、中央フィラメント要素70と各々の周辺フィラメント要素71,72,73との間の距離D5は全て略等しく、かつある一つの周辺フィラメント要素71(72または73)とこれと隣り合う二つの周辺フィラメント要素72,73(71,73または71,72)との間の距離D6はそれぞれ略等しいことを意味している。The
なお、ここで言う「略平行」および「略正三角形」とは、フィラメント体68の組立工程やバルブ56とフィラメント体68との組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行からずれた位置関係、および完全な正三角形からずれた形状となり得る場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D5および距離D6が「略等しい」もこれと同様である。The “substantially parallel” and “substantially equilateral triangle” referred to here are perfectly equilateral triangles due to variations in assembly accuracy in the assembly process of the
また、中央フィラメント要素70は、図26に示すように反射面61を形成している回転体の焦点F2の位置を含み、かつ中央フィラメント要素70の中心軸a3上にある中心点A3が上記焦点F2の位置よりも反射鏡部55における光を照射する開口部59とは反対側に位置するように配置されている。また、周辺フィラメント要素71,72,73もこれに準じており、各周辺フィラメント要素71,72,73はそれぞれ反射鏡部55内の後述する点Fb3,Fc3,Fd3(図26では、点Fb3,Fc3のみを図示する)の位置を含み、かつ各周辺フィラメント要素71,72,73の中心軸b3,c3,d3上にある中心点B3,C3,D3(図26では、点B3,C3のみを図示する)が上記点Fb3,Fc3,Fd3の位置よりも開口部59とは反対側に位置するように配置されている。ただし、点Fb3,Fc3,Fd3は、反射面61を形成している回転体の焦点F2の位置を含むとともに反射鏡部55の光軸Y3に対して垂直に交わる平面Q3と、中心軸b3,c3,d3との交点をそれぞれ示す。一例として、焦点F2と中心点A3との間の距離は2.35[mm]であり、点Fb3,Fc3,Fd3と中心点B3,C3,D3との間の距離はそれぞれ1.21[mm]である。このように中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73を、中央フィラメント要素70の中心点A3および周辺フィラメント要素71,72,73の中心点B3,C3,D3が反射鏡部55の反射面61の焦点F2に対して、開口部59とは反対側に位置するように配置することにより、反射鏡部55内における中心照度に寄与する領域、すなわち焦点F2を含むその近傍領域(以下、単に「中心照度寄与領域」という)内でのフィラメント体68の密度を大きくすることができ、中心照度を高めることができる。The
このようなフィラメント体68は、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73が外径(最大外径)r3[mm]を有する一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。そうした場合において、バルブ56のうち、フィラメント体68が位置している部分の最大内径をR3(図25参照)[mm]、1つのフィラメントとみなしたフィラメント体68の最大外径をr3[mm]としたとき、バルブ56の内面が黒化するのを防止しつつ、フィラメント体68の断線を防止し、長寿命化を図るために、0.25≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たすように設定されている。特に、一層の長寿命化を図るために、0.35≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たすように設定されていることが好ましい。Such a
つまり、0.25≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たす場合、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間が適度に小さいので、バルブ56とフィラメント体68との間で発生する対流層を極めて薄くすることができる。その結果、フィラメント体68の構成材料であって、点灯中に蒸発したタングステンの移動速度を遅くすることができ、それに応じてタングステンの蒸発量を著しく低減することができるので、フィラメント体68を構成するコイルのタングステン線がそのタングステンの蒸発によって細り、断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ56がフィラメント体68に近接しすぎていないので、点灯中、バルブ56の温度の異常な上昇に伴ってフィラメント体68の温度が過度に上昇することはないので、これに起因してフィラメント体68の構成材料であるタングステンの蒸発量が促進され、蒸発したタングステンがバルブ56の内面に付着し、黒化するのを防止することができる。一方、0.25>r3/R3なる関係式を満たす場合、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間が大きくなり、点灯中、バルブ56とフィラメント体68との間で発生する対流層が厚くなる。その結果、点灯中に蒸発したフィラメント体68の構成材料であるタングステンの移動速度が速くなり、それに応じてタングステンの蒸発量が増加し、フィラメント体68を構成するコイルのタングステン線がこのタングステンの蒸発によって細り、断線に至ってしまう。r3/R3>0.75なる関係式を満たす場合、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間は小さくなるものの、バルブ56がフィラメント体68に近接しすぎて、点灯中、バルブ56の温度がかなり高温になる。そして、逆に高温となったバルブ56からの輻射熱によってフィラメント体68の温度が過度に上昇し、フィラメント体68の構成材料であるタングステンの蒸発が促進されてしまい、蒸発したタングステンがバルブ56の内面に付着して黒化を招いてしまう。場合によっては、バルブ56の内面の黒化によってバルブ56の温度がさらに高温となり、バルブ56が破損してしまうおそれがある。That is, when the relational expression of 0.25 ≦ r 3 / R 3 ≦ 0.75 is satisfied, the gap between the
最大外径r3は、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の最大外径r0と隣り合う二つのフィラメント要素の間の距離D6(または上記距離D5)を適宜変更することによって調整することができる。また、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の最大外径r0は、中央フィラメント要素70のコイル長LC3および周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3や、コイルのピッチを適宜変更することによって調整することができる。The maximum outer diameter r 3 appropriately changes the distance D 6 (or the distance D 5 ) between two adjacent filament elements and the maximum outer diameter r 0 of the
ここで、中央フィラメント要素70のコイル長LC3、および周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3は、いずれも同じ長さであってもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC3およびコイル長LS3は3.0[mm]〜5.0[mm]の範囲内に設定されていることが好ましい。また、各々の周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3は全て同じであるものの、コイル長LC3とコイル長LS3とは異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC3が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に、コイル長LS3が1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内にそれぞれ設定されていることが好ましい。さらに、コイル長LC3とコイル長LS3とは異なり、かつ各々の周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3もそれぞれ異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC3が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に設定され、コイル長LS3がいずれも1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内でそれぞれ異なるように設定されていることが好ましい。一重巻きのコイルのピッチは、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73のいずれにおいても0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。Here, the coil length L C3 of the
しかしながら、0.25≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たす場合において、個々の周辺フィラメント要素71,72,73の最大外径r0およびコイル長LS3は、各周辺フィラメント要素71,72,73から照射面へ照射される照度が一様になるようにするという観点から、最大外径r0およびコイル長LS3のうちの少なくとも一方の寸法を同じ大きさにすることが好ましく、いずれの寸法も同じ大きさにすることがさらに好ましい。もっとも、その最大外径r0およびコイル長LS3は、周辺フィラメント要素71,72,73の製造工程における加工ばらつきによって、個々の周辺フィラメント要素71,72,73間でばらつく場合がある。However, in the case where the relational expression 0.25 ≦ r 3 / R 3 ≦ 0.75 is satisfied, the maximum outer diameter r 0 and the coil length L S3 of each
また、各フィラメント要素70,71,72,73の端のうち、開口部59側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素70,71,72,73によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
さらに、中央フィラメント要素70のコイル長LC3[mm]、および周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3[mm]は、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の両者の寄与によって中心照度を増大させつつ、所望のビーム角(狭角、例えば10度であって、その許容範囲が7.5度〜12.5度である)を得て良好な配光特性を実現するために、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たすことが好ましい。ただし、この場合、各周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3はそれぞれ略等しい。もちろん、「略等しい」とは、上記と同様にコイルの製造工程上におけるばらつきによって、各々のコイル長LS3がばらつく場合も含むことを意味している。Of the ends of the
Furthermore, the coil length L C3 [mm] of the
つまり、LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合、中央フィラメント要素70のコイル長LC3を周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3に対して適度な範囲で相対的に長くすることができ、照射面における中心部分の周辺領域の照度の増減に大きく寄与する周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3を適度に短くすることができる一方、その分、照射面における中心部分の照度(中心照度)の増減に大きく寄与する中央フィラメント要素70のコイル長LC3をできるだけ長くすることができる。その結果、第一に、周辺フィラメント要素71,72,73による照射面の中心部分に対する照度の増大への寄与を残しつつ、照射面における中心部分の周辺領域の照度を可能な限り低減することができる。第二に、中央フィラメント要素70のコイル長LC3の増大によって照射面の中心部分への照度を一層増大させることができる。そして、これらの結果が重なり合って良好な配光曲線を得ることができる。しかしながら、LS3/LC3<0.2なる関係式を満たしてしまうと、中央フィラメント要素70のコイル長LC3は長くなるものの、反射鏡部55内における上記中心照度寄与領域から外れる部分も多くなる上、中央フィラメント要素70のコイル長LC3に対する周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3の相対的な長さがあまりにも小さくなりすぎ、周辺フィラメント要素71,72,73を設置した効果が著しく減ってしまう。また、LS3/LC3>0.9なる関係式を満たす場合では、中央フィラメント要素70のコイル長LC3が周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3に対して相対的に十分長くないので、つまりLS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合に比して周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3がLS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合に比して長くなるので、周辺フィラメント要素71,72,73によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大してしまい、所望のビーム角、特に狭角のビーム角(例えば10度で、その場合の許容範囲が7.5度〜12.5度である)が得られなくなる。That is, when the relational expression L S3 / L C3 ≦ 0.9 is satisfied, the coil length L C3 of the
また、この場合において、中央フィラメント要素70と各々の周辺フィラメント要素71,72,73との間の距離D5は、それぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。これにより、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体68の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができ、また点灯中、中央フィラメント要素70と周辺フィラメント要素71,72,73との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素70や周辺フィラメント要素71,72,73が断線するのを防止することができる。一方、距離D5が0.1[mm]未満の場合、点灯中、中央フィラメント要素70と周辺フィラメント要素71,72,73との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素70や周辺フィラメント要素71,72,73が断線するおそれがある。また、距離D5が2.2[mm]を超える場合、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体68の密度が小さくなり、中心照度を極めて十分に高くすることができなくなったり、周辺フィラメント要素71,72,73によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大したりするおそれがある。Further, in this case, the distance D 5 between the
ここで、フィラメント要素70,71,72,73を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができる。しかし、このハロゲン電球53を照明装置54の反射鏡部55内に組み込んで使用した際、照射面の中心照度をより大きくするという観点からは、二重巻きコイルや三重巻きコイルに比してコイルのピッチを小さくすることができ、上記中心照度寄与領域内(反射鏡部55内において中心照度に寄与する領域、すなわち反射鏡部55内の焦点位置を含むその近傍領域内)におけるフィラメント体68の密度をより大きくすることができる一重巻きコイルを用いることが好ましい。 Here, as the coils constituting the
以上のとおり本発明の第9の実施の形態にかかるハロゲン電球53の構成によれば、本発明の第8の実施の形態であるハロゲン電球と同様に、バルブ56とフィラメント体68との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体68の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体68を構成するコイルのタングステン線が細って断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ56とフィラメント体68とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ56が破損したり、フィラメント体68の過剰な蒸発によってバルブ56の内面が黒化したりするのを防止することができる。 As described above, according to the configuration of the
特に、中央フィラメント要素70のコイル長をLC3[mm]、周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長をLS3[mm]とした場合、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たすことにより、照明装置54の反射鏡部55内に組み込まれた状態において、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素71,72,73による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。In particular, when the coil length of the
また、特に、中央フィラメント要素70と各々の周辺フィラメント要素71,72,73との間の距離D5をそれぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定することにより、上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体68の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができるとともに、点灯中、中央フィラメント要素70と周辺フィラメント要素71,72,73との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素70や周辺フィラメント要素71,72,73が断線するのを防止することができる。In particular, the distance D 5 between the
なお、上記第9の実施の形態では、3つの周辺フィラメント要素71,72,73を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つの周辺フィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つの周辺フィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つの周辺フィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。 In the ninth embodiment, the case where the three
また、上記第9の実施の形態では、バルブの形状としてチップオフ部62、略回転楕円体形状の発光部63、縮径部64、筒部65および封止部66がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。 Further, in the ninth embodiment, the tip-
さらに、上記第9の実施の形態では、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸a3,b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素70,71,72,73を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図28に示すように、長手方向の中心軸a3,b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素74,75,76,77を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。図28に示す例でも、各フィラメント要素74,75,76,77は、バルブ56の長手方向の中心軸X3上の点を中心とし、かつ各フィラメント要素75,76,77に外接する円の直径を最大外径r3とする円柱体内に収めることができる。図28に示すような外形形状を有するフィラメント要素74,75,76,77から構成されたフィラメント体78でもこのようにしてその最大外径r3を決定することができる。
(実施の形態10)
次に、図29に示すように、本発明の第10の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球79は、ミラー径φ2が35[mm]〜100[mm]、例えば50[mm]の凹面状の反射鏡80と、この反射鏡80の内部に配置された本発明の第5の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球31(ただし、口金34を除く)と、反射鏡80の端部に取り付けられた例えばE形の口金81とを備えている。Furthermore, in the ninth embodiment, the outer shape of the cross section cut in a direction perpendicular to the central axes a3, b3, c3, d3 in the longitudinal direction so as to form a circular shape so that the tungsten wire has a cylindrical shape. The case where the
(Embodiment 10)
Next, as shown in FIG. 29, the reflecting mirror with
ハロゲン電球31のバルブ32の長手方向の中心軸X4は、反射鏡49の光軸Y4と略一致している。
反射鏡80は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部82を、他端部に筒状のネック部83をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面84が形成されている。反射面84には必要に応じてファセットを形成してもよい。The central axis X 4 in the longitudinal direction of the
The reflecting
開口部82には、前面ガラス85が設けられ、かつ公知の止め金具86によって固定されている。前面ガラス85の固定方法としては、止め金具86に代えて公知の接着剤(図示せず)を用いたり、止め金具86と接着剤とを併用したりすることもできる。もっとも、前面ガラス85は必ずしも設ける必要はない。
ネック部83の外側には、口金81がこのネック部83のほぼ全体を覆うように設けられ、接着剤87を介して固着されている。一方、ネック部83内には、ハロゲン電球31の封止部40が挿入され、同じく接着剤87を介して固着されている。The
A
反射面84には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。
以上のとおり本発明の第10の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球79の構成によれば、本発明の第8の実施の形態であるハロゲン電球と同様に、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体42を構成するコイルのタングステン線が細って断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ32とフィラメント体42とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ32が破損したり、フィラメント体42の過剰な蒸発によってバルブ32の内面が黒化したりするのを防止することができる。In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS), or the like is formed on the reflecting
As described above, according to the configuration of the
なお、上記第10の実施の形態では、3つのフィラメント要素46,47,48を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つのフィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つのフィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つのフィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、このとき必要に応じて各フィラメント要素で囲まれた空間内に別のフィラメント要素を、例えばフィラメント要素と同形状、同寸法のもの、または異なる形状、異なる寸法のものをバルブ2の長手方向の中心軸X4上に略位置するように配置させたフィラメント体を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。In the tenth embodiment, the case where the three
また、上記第10の実施の形態では、バルブ32の形状としてチップオフ部36、略回転楕円体形状の発光部37、縮径部38、筒部39および封止部40がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。 Further, in the tenth embodiment, as the shape of the
さらに、上記第10の実施の形態でも、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素46,47,48を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図24に示すように、長手方向の中心軸b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素49,50,51を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態11)
次に、図30に示すように、本発明の第11の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球88は、ミラー径φ3が35[mm]〜100[mm]、例えば50[mm]の凹面状の反射鏡89と、この反射鏡89の内部に配置されたハロゲン電球90と、反射鏡89の端部に取り付けられた例えばE形の口金91とを備えている。Further, also in the tenth embodiment, the tungsten wire is wound so as to form a cylindrical shape, that is, the outer shape of the cross section cut perpendicularly to the central axes b3, c3, d3 in the longitudinal direction draws a circle. The case where the
(Embodiment 11)
Next, as shown in FIG. 30, the
ハロゲン電球90の後述するバルブ101の長手方向の中心軸X5は、反射鏡89の光軸Y5と略一致している。
反射鏡89は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部93を、他端部に筒状のネック部94をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面95が形成されている。反射面95には必要に応じてファセットを形成してもよい。A central axis X 5 in the longitudinal direction of the
The reflecting
開口部93には、前面ガラス96が設けられ、かつ公知の止め金具(図示せず)、公知の接着剤(図示せず)またはそれらの併用によって固定されている。もっとも、前面ガラス96は必ずしも設ける必要はない。
ネック部94の外側には、口金91がこのネック部94のほぼ半分を覆うように設けられ、接着剤97を介して固着されている。一方、ネック部94内には、ハロゲン電球90の後述する封止部100が挿入され、同じく接着剤97を介して固着されている。The
A
反射面95には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。
ハロゲン電球90は、封止切りの残痕であるチップオフ部98、略円筒形状の発光部99、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100がそれぞれ順次連なって形成された石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ101を有している。バルブ101の外面には、必要に応じて可視光透過赤外線反射膜を形成してもよい。In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS) or the like is formed on the reflecting
The
なお、ここで言う「略円筒形状」とは、完全な円筒形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な円筒形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
発光部99内には、フィラメント体102が設けられているとともに、ハロゲン物質と希ガスと、またはハロゲン物資と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。The “substantially cylindrical shape” mentioned here means not only the case of a perfect cylindrical shape but also the case of deviation from the perfect cylindrical shape due to variations in processing of glass.
A
フィラメント体102の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線103の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線103の他端部は、封止部100に封止されているモリブデン製の金属箔104を介して外部リード線105の一端部に接続されている。外部リード線105の他端部は、バルブ101の外部に導出しており、口金91の端子部分92a,92bにそれぞれ電気的に接続されている。 For example, one end of an
本実施の形態では、フィラメント体102の構成が、実施の形態6におけるフィラメント体68のそれと同様であるので、フィラメント体102を、図26および図27を用いて説明する。
フィラメント体102は、図26および図27に示すように、1つの中央フィラメント要素106と3つの周辺フィラメント要素107,108,109とから構成されている。これら中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109は、いずれもタングステン製であって、直線状に伸びた円筒状の一重巻きコイルからなり、かつ各々が電気的に直列に接続されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は、0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。In the present embodiment, the configuration of the
As shown in FIGS. 26 and 27, the
中央フィラメント要素106は、その長手方向の中心軸a5が反射鏡89の光軸Y5上に略位置している。
なお、ここで言う「略位置している」とは、理想的には中心軸a5が反射鏡89の光軸Y5上に完全に位置していることが好ましいが、製造工程における位置合わせ精度のばらつきによって実用上、中心軸a5が反射鏡89の光軸Y5からずれる場合があり、その場合も含むことを意味している。The
Here, the "are substantially position", ideally it is preferable that the central axis a5 are located entirely on the optical axis Y 5 of the
周辺フィラメント要素107,108,109は、中央フィラメント要素106の周りに、その長手方向の中心軸b5,c5,d5が中央フィラメント要素106の長手方向の中心軸a5と略平行になるように配置されている。また、これら3つの周辺フィラメント要素107,108,109は、図27に示すように、各々の長手方向の中心軸b5,c5,d5と中央フィラメント要素106の長手方向の中心軸a5に対して垂直な任意の平面P5とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、中央フィラメント要素の長手方向の中心軸a5上の点を重心(図心)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、中央フィラメント要素106と各々の周辺フィラメント要素107,108,109との間の距離D7は全て略等しく、かつある一つの周辺フィラメント要素107(108または109)とこれと隣り合う二つの周辺フィラメント要素108,109(107,108または107,109)との間の距離D8はそれぞれ略等しいことを意味している。The
なお、ここで言う「略平行」および「略正三角形」とは、フィラメント体102の組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行からずれた位置関係、および完全な正三角形からずれた形状になり得る場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D7および距離D8が「略等しい」もこれと同様である。The “substantially parallel” and “substantially equilateral triangle” referred to here are completely parallel due to variations in assembly accuracy in the assembly process of the
また、中央フィラメント要素106は、図26に示すように反射面95を形成している回転体の焦点F5の位置を含み、かつ中央フィラメント要素106の中心軸a5上にある中心点A5が上記焦点F5の位置よりも開口部93とは反対側に位置するように配置されている。また、周辺フィラメント要素107,108,109もこれに準じており、各周辺フィラメント要素107,108,109はそれぞれ反射鏡89内の後述する点Fb5,Fc5,Fd5(図26では、点Fb5,Fc5のみを図示する)の位置を含み、かつ各周辺フィラメント要素107,108,109の中心軸b5,c5,d5上にある中心点B5,C5,D5(図26では、点B5,C5のみを図示する)が上記点Fb5,Fc5,Fd5の位置よりも開口部93とは反対側に位置するように配置されている。ただし、点Fb5,Fc5,Fd5は、反射面95を形成している回転体の焦点F5の位置を含むとともに反射鏡89の光軸Y5に対して垂直に交わる平面Q5と、中心軸b5,c5,d5との交点をそれぞれ示す。一例として、焦点F5と中心点A5との間の距離は2.35[mm]であり、点Fb5,Fc5,Fd5と中心点B5,C5,D5との間の距離はそれぞれ1.20[mm]である。このように中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,108を、中央フィラメント要素106の中心点A5および周辺フィラメント要素107,108,109の中心点B5,C5,D5が反射鏡89の反射面95の焦点F5に対して開口部93とは反対側に位置するように配置することにより、反射鏡89内における中心照度に寄与する領域、すなわち焦点F5を含むその近傍領域(以下、「中心照度寄与領域」という。)内でのフィラメント体102の密度を大きくすることができ、中心照度を高めることができる。The
このようなフィラメント体102は、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109が外径(最大外径)r6[mm]を有する一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。そうした場合において、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径をR4[mm]、1つのフィラメントとみなしたフィラメント体102の最大外径をr6[mm]としたとき、後述する理由により、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たすように設定されている。Such a
最大外径r6の大きさは、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の最大外径r0と隣り合う2つの周辺フィラメント要素の間の距離D8(または上記距離D7)を適宜変更することによって調整することができる。中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の最大外径r0は、中央フィラメント要素106のコイル長LC3および周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3や、コイルのピッチを適宜変更することによって調整することができる。The maximum outer diameter r 6 is determined by the distance D 8 (or the distance D 7 ) between the two adjacent filament elements adjacent to the maximum outer diameter r 0 of the
ここで、中央フィラメント要素106のコイル長LC5および周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5は、いずれも同じ長さであってもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC5およびコイル長LS5は3.0[mm]〜5.0[mm]の範囲内に設定されていることが好ましい。また、各々の周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5は全て同じであるものの、コイル長LC5とコイル長LS5とは異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC5が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に、コイル長LS5が1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内に設定されていることが好ましい。さらに、コイル長LC5とコイル長LS5とは異なり、かつ各々の周辺フィラメント要素のコイル長LS5もそれぞれ異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC5が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に設定され、コイル長LS5がいずれも1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内でそれぞれ異なるように設定されていることが好ましい。一重巻きのコイルのピッチは、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109のいずれにおいても0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。Here, the coil length L C5 of the
しかしながら、個々の周辺フィラメント要素107,108,109の最大外径r0およびコイル長LS5は、各周辺フィラメント要素107,108,109から照射面へ照射される照度が一様になるようにするために、最大外径r0およびコイル長LS5のうちの少なくとも一方の寸法を同じ大きさにすることが好ましく、いずれの寸法も同じ大きさにすることがさらに好ましい。もっとも、その最大外径r0およびコイル長LS5は、周辺フィラメント要素107,108,109の製造工程における加工ばらつきによって、個々の周辺フィラメント要素107,108,109間でばらつく場合がある。However, the maximum outer diameter r 0 and the coil length L S5 of the individual
また、フィラメント要素106,107,108,109の開口部93側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素106,107,108,109によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
さらに、中央フィラメント要素106のコイル長LC5[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5[mm]は、後述する理由により、0.2≦LS5/LC5≦0.9なる関係式を満たすことが好ましい。ただし、各周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5はそれぞれ略等しい。もちろん、「略等しい」とは、上記と同様にコイルの製造工程上におけるばらつきによって、各々のコイル長LS5がばらつく場合も含むことを意味している。The ends of the
Furthermore, the coil length L C5 [mm] of the
その場合において、中央フィラメント要素106と各々の周辺フィラメント要素107,108,109との間の距離D7は、それぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。これにより、反射鏡89内における中心照度に寄与する上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体102の密度をより大きくすることができ、中心照度を一層高めることができ、また点灯中、中央フィラメント要素106と周辺フィラメント要素107,108,109との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素106や周辺フィラメント要素107,108,109が断線するのを防止することができる。一方、上記D7が0.1[mm]未満の場合、点灯中、中央フィラメント要素106と周辺フィラメント要素107,108,109との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素106や周辺フィラメント要素107,108,109が断線するおそれがある。また、上記D7が2.2[mm]を超える場合、上記中心照度寄与領域内に位置するフィラメント体102の密度が小さくなり、中心照度を十分に高めることができなくなったり、周辺フィラメント要素107,108,109によって照射面の中心部分の周辺領域の照度が増大し、所望のビーム角、特に狭角のビーム角(例えば10度で、その場合の許容範囲が7.5度〜12.5度である)が得られなくなったりするおそれがある。In that case, the distance D 7 between the
ここで、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができるが、中心照度をより大きくするという観点からは、二重巻きコイルや三重巻きコイルに比してピッチを小さくすることができ、反射鏡89内における中心照度に寄与する上記中心照度寄与領域内に位置するフィラメント体102の密度をより大きくすることができる一重巻きコイルを用いることが好ましい。 Here, as the coil constituting the
次に、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径をR4[mm]、フィラメント体102の最大外径をr6[mm]とした場合、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。
まず、上記した定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球88において、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径R4を9[mm]と一定にし、フィラメント体102の最大外径r6[mm]を、隣り合う二つの周辺フィラメント要素の距離D8を適宜変えることによって表4に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ10本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、3500時間点灯経過時までと4000時間点灯経過時までとにフィラメント体102が断線したものの本数、およびフィラメント体102が断線しなかったもののうち、4000時間点灯経過時においてバルブ69の内面に黒化が発生したものの本数についてそれぞれ調べたところ、同じく表4に示すとおりの結果が得られた。Next, when the maximum inner diameter of the portion of the
First, the reflector with
なお、表4中、「断線の有無」欄において、分母が全サンプル数を、分子が全サンプル数のうちフィラメント体102が断線したものの本数をそれぞれ示している。また、「黒化の有無」欄についても、分母が全サンプル数のうち断線しなかったものの数を、分子が断線しなかったサンプル数のうちバルブ101の内面に黒化が発生したものの本数をそれぞれ示している。ただし、黒化の判定は、目視においてバルブ101の内面に黒い着色物が付着していることを確認できた場合を「黒化有り」と判定している。 In Table 4, in the “Presence / absence of disconnection” column, the denominator indicates the total number of samples, and the numerator indicates the number of the disconnected
また、点灯方法としては、5.5時間点灯、0.5時間消灯を1サイクルとしてこれを繰り返した。「点灯経過時間」とはその点灯時間の累積時間である。
また、作製した各サンプルにおいて、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109はいずれもピッチが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径r0が0.65[mm]の一重巻きコイルからなる。ただし、中央フィラメント要素のコイル長LC5は5.7[mm]、周辺フィラメント要素のコイル長LS5は3.4[mm]である。Moreover, as a lighting method, this was repeated for one cycle of lighting for 5.5 hours and turning off for 0.5 hours. “Lighting elapsed time” is the cumulative time of the lighting time.
In each sample prepared, a
表4から明らかなように、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.25,0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても3500時間点灯経過時までフィラメント体102が断線したものはなく、またバルブ101の内面が黒化したものもなかった。特に、0.35≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても4000時間点灯経過時までフィラメント体102が断線したものはなかった。As apparent from Table 4, when the relational expression 0.25 ≦ r 6 / R 4 ≦ 0.75 is satisfied, for example, r 6 / R 4 = (0.25, 0.35, 0.50, 0. In the case of 75), none of the samples had the
一方、0.25>r6/R4なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.20)の場合、10本中6本のサンプルは4000時間点灯経過時までにフィラメント体102が断線してしまったが、断線せずに残った4本のサンプルはいずれもバルブ101の内面に黒化が発生していなかった。また、r6/R4>0.75なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.80)の場合、10本中全てのものにおいて4000時間点灯経過時までにフィラメント体102が断線したものはなかったものの、10本中全てのものにおいてバルブ101の内面に黒化が発生していた。On the other hand, when satisfying the relational expression of 0.25> r 6 / R 4 , for example, when r 6 / R 4 = (0.20), 6 out of 10 samples are filament bodies before lapse of 4000 hours of
このような結果となった理由については上述したとおりである。
したがって、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径をR4[mm]、フィラメント体102の最大外径をr6[mm]とした場合、バルブ101の内面が黒化するのを防止しつつ、フィラメント体102の断線を防止し、長寿命化を図るために、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。特に、一層の長寿命化を図るために、0.35≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。The reason for such a result is as described above.
Therefore, when the maximum inner diameter of the portion of the
次に、中央フィラメント要素106のコイル長をLC5[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長をLS5[mm]とした場合、0.2≦LS5/LC5≦0.9なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。
まず、上記した定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球88について、中央フィラメント要素106のコイル長LC3、および周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3を表5に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ5本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、そのビーム角(度)および中心照度[lx]を調べたところ、表5および図31(LS3/LC3とビーム角との関係)に示すとおりの結果が得られた。また、代表的な配光曲線としてLS3/LC3=0.9の場合のものを図32に、LS3/LC3=0.6の場合のものを図33にそれぞれ示した。Next, assuming that the coil length of the
First, regarding the
なお、作製した各サンプルにおいて、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径Rは9.0[mm]である。中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109はいずれも一重巻きコイルからなり、そのピッチが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径r0が0.65[mm]である。また、フィラメント体102の最大外径r6は4.50[mm]である。距離D7は1.275[mm]である。In each sample produced, the maximum inner diameter R of the portion of the
また、表5中、「ビーム角」は5本のサンプルの平均値を示す。ビーム角は狭角タイプとして現在市販されているものの主流である10度(許容範囲:7.5度〜12.5度)を評価基準とした。
さらに、「中心照度」は5本のサンプルの平均値を示す。現在、市販されているビーム角10度の定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球(以下、「従来品」という)では、その中心照度が例えば6500[lx](中心光度換算で6500[cd])である。そこで、評価基準としては、市場からの要望等を考慮し、従来品の中心照度(6500[lx])に対して約10%増し、つまり7200[lx](中心光度換算で7200[cd])以上を評価基準とした。In Table 5, “beam angle” indicates an average value of five samples. The beam angle of 10 degrees (allowable range: 7.5 degrees to 12.5 degrees), which is the mainstream of what is currently marketed as a narrow angle type, was used as an evaluation standard.
Further, “center illuminance” indicates an average value of five samples. Currently, in a commercially available halogen bulb with a reflector (hereinafter referred to as “conventional product”) with a rated power of 65 [W] (rated voltage 110 [V]) with a beam angle of 10 degrees, the central illuminance is, for example, 6500 [lx ] (6500 [cd] in terms of central luminous intensity). Therefore, as an evaluation standard, considering the demand from the market and the like, it is increased by about 10% with respect to the central illuminance (6500 [lx]) of the conventional product, that is, 7200 [lx] (7200 [cd] in terms of central luminous intensity). The above was used as an evaluation standard.
表5から明らかなように、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS3/LC3=(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx])を越える8500[lx](中心光度換算で8500[cd])以上であり、しかもそのビーム角は7.5度〜12.5度の範囲にあり、いずれも上記した評価基準を満たすことがわかった。このことは図32および図33に示す配光曲線からも明らかであり、照射面における中心部分の照度は高く、照射光がその中心部分の周辺領域へ広がっていない。As is apparent from Table 5, when the relational expression 0.2 ≦ L S3 / L C3 ≦ 0.9 is satisfied, for example, L S3 / L C3 = (0.2, 0.3, 0.4, 0. In the case of 5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9), the central illuminance is 8500 [lx] (8500 [cd in terms of central luminous intensity) exceeding the central illuminance (6500 [lx]) of the conventional product. It was found that the beam angle was in the range of 7.5 to 12.5 degrees, and all satisfied the above-mentioned evaluation criteria. This is also apparent from the light distribution curves shown in FIGS. 32 and 33, where the illuminance at the central portion on the irradiation surface is high, and the irradiation light does not spread to the peripheral region of the central portion.
一方、LS3/LC3>0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS3/LC3=(1.0)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx])を越えており上記した評価基準を満足するものの、そのビーム角は13.0度であって上記した評価基準を満たさないことがわかった。また、LS3/LC3<0.2なる関係式を満たす場合、例えばLS3/LC3=(0,0.1)の場合、そのビーム角は7.5度であって上記した評価基準を満足するものの、その中心照度は上記した評価基準を満たさないことがわかった。On the other hand, when the relational expression L S3 / L C3 > 0.9 is satisfied, for example, when L S3 / L C3 = (1.0), the central illuminance exceeds the central illuminance (6500 [lx]) of the conventional product. Although the above evaluation criteria were satisfied, it was found that the beam angle was 13.0 degrees and did not satisfy the above evaluation criteria. When the relational expression L S3 / L C3 <0.2 is satisfied, for example, when L S3 / L C3 = (0, 0.1), the beam angle is 7.5 degrees, and the above-described evaluation criteria However, it was found that the central illuminance does not satisfy the above evaluation criteria.
このような結果となった理由については次のように考えられる。
つまり、LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たし、中央フィラメント要素106のコイル長LC3を周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3に対して適度な範囲で相対的に長くすることにより、照射面における中心部分の周辺領域の照度の増減に大きく寄与する周辺フィラメント要素107,108,109のコイルLS3を適度に短くすることができる一方、その分、照射面における中心部分の照度(中心照度)の増減に大きく寄与する中央フィラメント要素106のコイル長LC3をできるだけ長くすることができる。その結果、第一に、周辺フィラメント要素107,108,109による照射面の中心部分に対する照度の増大への寄与を残しつつ、照射面における中心部分の周辺領域の照度を可能な限り低減することができる。第二に、中央フィラメント要素106のコイル長LC3の増大によって照射面の中心部分への照度を一層増大させることができる。そして、これらの結果が重なり合って図32および図33に示すような良好な配光曲線が得られたと考えられる。しかしながら、LS3/LC3<0.2なる関係式を満たしてしまうと、中央フィラメント要素106のコイル長LC3は長くなるものの、反射鏡89内における中心照度寄与領域から外れる部分も多くなる上、中央フィラメント要素106のコイル長LC3に対する周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3の相対的な長さがあまりにも小さくなりすぎ、周辺フィラメント要素107,108,109を設置した効果が著しく減ってしまったと考えられる。一方、LS3/LC3>0.9なる関係式を満たす場合では、中央フィラメント要素106のコイル長LC3が周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3に対して相対的に十分長くないので、周辺フィラメント要素107,108,109によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大してしまい、所望のビーム角が得られなかったと考えられる。The reason for this result can be considered as follows.
That is, the relational expression L S3 / L C3 ≦ 0.9 is satisfied, and the coil length L C3 of the
したがって、中央フィラメント要素106のコイル長をLC3[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長をLS3[mm]とした場合、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の両者の寄与によって中心照度を増大させつつ、所望のビーム角(狭角)を得て良好な配光特性を実現するために、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たせばよいことがわかった。Accordingly, when the coil length of the
以上のとおり本発明の第11の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球88の構成によれば、上記した本発明の第8の実施の形態であるハロゲン電球31と同様に、バルブ101とフィラメント体102との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体102の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体102を構成するコイルのタングステン線が細つて断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ101とフィラメント体102との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ101とフィラメント体102とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ101が破損したり、フィラメント体102の過剰な蒸発によってバルブ101の内面が黒化したりするのを防止することができる。 As described above, according to the configuration of the
特に、中央フィラメント要素106のコイル長をLC3[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長をLS3[mm]とした場合、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たすことにより、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素107,108,109による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。In particular, when the coil length of the
また、特に、中央フィラメント要素106と各々の周辺フィラメント要素107,108,109との間の距離D7をそれぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定することにより、上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体102の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができるとともに、点灯中、中央フィラメント要素106と周辺フィラメント要素107,108,109との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素106や周辺フィラメント要素107,108,109が断線するのを防止することができる。In particular, the distance D 7 between the
なお、上記第11の実施の形態では、3つの周辺フィラメント要素107,108,109を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つの周辺フィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つの周辺フィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つの周辺フィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。 In the eleventh embodiment, the case where the three
また、上記第11の実施の形態では、バルブ101の形状としてチップオフ部98、略円筒形状の発光部99および封止部100がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部、筒部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。 In the eleventh embodiment, the
さらに、上記第11の実施の形態では、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸a5,b5,c5,d5に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素106,107,108,109を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図28に示すように、長手方向の中心軸a5,b5,c5,d5に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素74,75,76,77を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態12)
次に、本発明の第12の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第10の実施の形態である定格電力65[W]のハロゲン電球31が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。Further, in the eleventh embodiment, the outer shape of the cross section cut in a direction perpendicular to the central axes a5, b5, c5, d5 in the longitudinal direction so as to form a circular shape so that the tungsten wire has a cylindrical shape. The case of using the
(Embodiment 12)
Next, the illuminating device according to the twelfth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, and has a rated power of 65 according to the tenth embodiment of the present invention described above. The
照明器具には、通常、平面状もしくは曲面状の反射板、または凹面状の反射鏡部が形成されている。ハロゲン電球31から放射された放射光は、反射板または反射鏡部に反射され、照明器具の光照射開口部から照射される。
このような本発明の第12の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
(実施の形態13)
次に、本発明の第13の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第9の実施の形態である定格電力65[W]のハロゲン電球53が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。A lighting fixture is usually formed with a planar or curved reflector or a concave reflector. The radiated light emitted from the
According to the configuration of the lighting apparatus according to the twelfth embodiment of the present invention, a long-life lighting apparatus can be realized.
(Embodiment 13)
Next, the illuminating device according to the thirteenth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the above-described ninth embodiment of the present invention. The
照明器具には、その反射面が回転楕円面または回転放物面等からなる凹面状の反射鏡部が形成されている。もっとも、反射鏡部は、照明器具に固定されて取り替え不可能なものであってもよく、使用用途等に合わせて取り替え可能なものであってもよい。ハロゲン電球53から放射された放射光は、反射鏡部に反射され、照明器具の光照射開口部から照射される。 The luminaire is provided with a concave reflecting mirror portion whose reflection surface is a spheroid or a paraboloid. However, the reflecting mirror portion may be fixed to the lighting fixture and cannot be replaced, or may be replaceable according to the intended use. The radiated light emitted from the
このような本発明の第13の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
(実施の形態14)
次に、本発明の第14の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第10の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球79が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。According to the configuration of the lighting apparatus according to the thirteenth embodiment of the present invention, a long-life lighting apparatus can be realized.
(Embodiment 14)
Next, the illumination device according to the fourteenth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the tenth embodiment of the present invention described above. A
このような本発明の第14の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
(実施の形態15)
次に、本発明の第15の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第11の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球88が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。According to the configuration of the illumination device according to the fourteenth embodiment of the present invention, a long-life illumination device can be realized.
(Embodiment 15)
Next, the illumination apparatus according to the fifteenth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the eleventh embodiment of the present invention described above. A
このような本発明の第15の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
なお、上記各実施の形態では、定格電力65[W]のハロゲン電球を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば定格電力20[W]〜150[W]のハロゲン電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。According to the configuration of the illumination device according to the fifteenth embodiment of the present invention, a long-life illumination device can be realized.
In each of the above-described embodiments, the case where a halogen light bulb with a rated power of 65 [W] is used has been described. However, the present invention is not limited thereto, and for example, a halogen light bulb with a rated power of 20 [W] to 150 [W] is used. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.
また、上記各実施の形態では、ハロゲン電球を用いた場合について説明したが、この種のハロゲン電球に代えて公知の種々の白熱電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができるものである。 In each of the above-described embodiments, the case where a halogen bulb is used has been described. However, even when various known incandescent bulbs are used instead of this type of halogen bulb, the same effect as described above can be obtained. Is.
本発明は、多重巻きコイルを用いることなく、発光体をコンパクト化することができ、集光効率を向上させることができ、その製造が容易となって量産性が高く、
また、中心照度を増大させつつ、特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができ、一般照明用、特に店舗照明用途の管球に要求される小型化の要請ならびに陳列商品を際立たせるという要請に応えることができ、
さらに、長寿命化を図ることができるので、当該管球のライフサイクルを延長させ、電球交換の不便を軽減でき、その産業上の利用可能性は非常に広く、且つ大きい。The present invention can reduce the size of the light emitter without using multiple winding coils, can improve the light collection efficiency, is easy to manufacture, and has high mass productivity.
In addition, while increasing the central illuminance, it is possible to achieve good light distribution characteristics, especially with a narrow-angle beam angle type, and there is a demand for miniaturization required for general lighting, especially for store lighting. As well as responding to the demands that display products stand out,
Furthermore, since the lifetime can be extended, the life cycle of the tube can be extended, the inconvenience of replacing the bulb can be reduced, and its industrial applicability is very wide and large.
本発明は管球、反射鏡付き管球および照明装置に関し、特にフィラメント配線構造に関する。 The present invention relates to a tube, a tube with a reflector, and an illumination device, and more particularly to a filament wiring structure.
反射鏡付き管球、例えば反射鏡付きハロゲン電球は、凹面状の反射鏡内にハロゲン電球が組み込まれた構成を有し、例えばスタジオ照明用として、また商業施設におけるスポットライト等の一般照明用として使用されている。
当該ハロゲン電球に対して、更なる集光効率の向上が求められている。ここでいう「集光効率」とは、電力当たりの照度[lx/W]を示している。
A tube with a reflector, for example, a halogen bulb with a reflector, has a configuration in which a halogen bulb is incorporated in a concave reflector, for example, for studio lighting or for general lighting such as spotlights in commercial facilities. in use.
There is a demand for further improvement in light collection efficiency for the halogen bulb. Here, “light collection efficiency” indicates the illuminance [lx / W] per electric power.
ハロゲン電球は、バルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを備えている。このフィラメント体をコンパクトにするにしたがって点光源に近づけることができ、反射鏡との組み合わせにおいて集光効率を向上できることが知られている。しかし、一般的に定格電圧[V]および定格電力[W]、さらには定格寿命時間(例えば3000時間)が決定されると、フィラメント体を構成しているタングステン線の素線長や素線径が実質的に定まってしまうので、例えば単純に素線長を短くしてフィラメント体をコンパクト化することはできない。 The halogen light bulb includes a bulb and a filament body provided in the bulb. It is known that the filament body can be made closer to a point light source as it is made compact, and the light collection efficiency can be improved in combination with a reflecting mirror. However, in general, when the rated voltage [V], the rated power [W], and the rated life time (for example, 3000 hours) are determined, the strand length and strand diameter of the tungsten wire constituting the filament body Therefore, the filament body cannot be made compact by simply shortening the wire length, for example.
定格電圧と定格電力とが決定されると、フィラメント体の抵抗値Rが決定されることが要因となる。例えば、素線長を短くすると、抵抗値Rを維持するために素線径を細くする必要が生じる。ところが、素線径を細くすると点灯中、タングステンの蒸発によってタングステン線が細って断線しやすくなり、寿命時間は短くなる傾向にある。一方、寿命時間を確保するために素線径を太くした場合、抵抗値Rを維持するために素線長を長くする必要が生じる。ところが、素線長が長くなりすぎると、バルブの大きさ等に応じてフィラメント体の寸法を一定の範囲内に収める必要があるので、ピッチを狭くしたり、バルブ内に設けられた状態におけるフィラメント体にかかるテンションを小さくしなくてはならなくなり、フィラメント体の機械的強度が弱くなって断線してしまうおそれがある。したがって、所定の定格電圧、定格電力、および定格寿命時間を満足するためには、実質的に素線長および素線径がほぼ一義的に決定され、フィラメント体をコンパクトにすることは困難である。 When the rated voltage and the rated power are determined, the resistance value R of the filament body is determined. For example, when the wire length is shortened, it is necessary to reduce the wire diameter in order to maintain the resistance value R. However, if the wire diameter is reduced, the tungsten wire becomes thinner due to evaporation of tungsten during lighting and the wire tends to be broken, and the life time tends to be shortened. On the other hand, when the wire diameter is increased in order to ensure the lifetime, it is necessary to increase the wire length in order to maintain the resistance value R. However, if the wire length becomes too long, it is necessary to keep the dimensions of the filament body within a certain range according to the size of the bulb, etc., so the filament in a state where the pitch is reduced or provided in the bulb The tension applied to the body must be reduced, and the mechanical strength of the filament body may be weakened and may be broken. Therefore, in order to satisfy the predetermined rated voltage, rated power, and rated life time, the wire length and the wire diameter are substantially uniquely determined, and it is difficult to make the filament body compact. .
また、市販されているスポットライト等の一般照明用として使用されている反射鏡付きハロゲン電球では、例えばビーム角が10度、反射鏡のミラー径φが50[mm]のものにおいて、現在、定格電力が65[W](定格電圧110[V])であるという制約の下で、中心照度が6500[lx](中心光度換算で6500[cd])に達しているが、よりいっそうの中心照度の向上が望まれている。 In addition, a commercially available halogen light bulb with a reflector used for general illumination such as a spotlight has a beam angle of 10 degrees and the mirror diameter φ of the reflector is 50 [mm]. Under the constraint that the power is 65 [W] (rated voltage 110 [V]), the central illuminance has reached 6500 [lx] (6500 [cd] in terms of central luminosity). Improvement is desired.
なお、ここで言う「中心照度」とは、照射面において反射鏡の光軸と照射面とが交わる領域の照度を示している。
さらに、管球に対して寿命の延長が望まれている。
上記の制約の下で集光効率ならびに中心照度の向上を図るべく、以下の発明がなされている。
The “central illuminance” here refers to the illuminance of the area where the optical axis of the reflecting mirror and the irradiation surface intersect on the irradiation surface.
Furthermore, it is desired to extend the life of the tube.
In order to improve the light collection efficiency and the central illuminance under the above restrictions, the following inventions have been made.
すなわち、スタジオ照明用として使用されている反射鏡付きハロゲン電球において、集光効率を高めて中心照度を増大させるために、直線的に、かつ螺旋状に巻かれた複数のフィラメント要素を備え、これらフィラメント要素が反射鏡の光軸に対してそれぞれ平行に、かつ上記光軸の周りにほぼ対称的に正三角形や正方形をなすように配置されたフィラメント体を用いたものが知られている(例えば特許文献1参照)。 That is, in a halogen lamp with a reflector used for studio lighting, a plurality of filament elements wound linearly and spirally are provided in order to increase the light collection efficiency and increase the central illuminance. There is known one using a filament body in which filament elements are arranged in parallel to the optical axis of a reflecting mirror and arranged almost symmetrically around the optical axis so as to form a regular triangle or square (for example, Patent Document 1).
また、特に発光効率を向上させるためにガラスバルブの外面に赤外線反射膜が形成されているハロゲン電球を用いた反射鏡付きハロゲン電球において、フィラメント要素から放射され、この赤外線反射膜によって反射された赤外線を効率よくフィラメント要素に帰還させるために、上記従来の反射鏡付きハロゲン電球で用いられているフィラメント体に対してさらに上記光軸上にも直線的に、かつ螺旋状に巻かれたフィラメント要素を配置し、すなわち上記光軸上に配置されたフィラメント(以下、「中央フィラメント要素」という)と、その周囲にほぼ対称に配列された少なくとも3つの他のフィラメント(以下、「周辺フィラメント要素」という)からなるフィラメント体を用いたものが提案されている(例えば特許文献2参照)。 In particular, in a halogen bulb with a reflector using a halogen bulb in which an infrared reflecting film is formed on the outer surface of the glass bulb in order to improve luminous efficiency, the infrared ray radiated from the filament element and reflected by this infrared reflecting film In order to efficiently return the filament element to the filament element, a filament element wound linearly and spirally on the optical axis with respect to the filament body used in the conventional halogen lamp with a reflector is also provided. A filament arranged on the optical axis (hereinafter referred to as “central filament element”) and at least three other filaments arranged substantially symmetrically around the filament (hereinafter referred to as “peripheral filament element”) The thing using the filament body which consists of is proposed (for example, refer patent document 2).
なお、ここで言う「発光効率」とは、電力当たりの光束[lm/W]を示している。
さらに、一般的に定格電圧100[V]以上のハロゲン電球においては、フィラメント体をコンパクトにして点光源に近づけるための他の手段として二重巻きコイルをフィラメント体として用いることが多く、さらに一層のコンパクト化を図るために、三重巻きコイルをフィラメント体として用いたものが提案されている(例えば特許文献3参照)。
Furthermore, generally in a halogen bulb with a rated voltage of 100 [V] or more, a double-wound coil is often used as a filament body as another means for making the filament body compact and approaching a point light source. In order to achieve compactness, a device using a triple coil as a filament body has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
しかしながら、上記従来の技術をスポットライト等の一般照明用の反射鏡付きハロゲン電球に適用して、特にビーム角が狭角タイプのものを実現することは非常に困難であると考えられる。定格電力が65[W]に設定され、10度のビーム角を有する従来の一般照明用反射鏡付きハロゲン電球において、特許文献1に記載されたフィラメント体を用いたものと、特許文献2に記載のフィラメント体を用いたものとの配光曲線を調べたところ、図34に示すとおりの結果となった。なお、図34中、上記従来の一般照明用反射鏡付きハロゲン電球に、特許文献1に記載されたフィラメント体を用いたものの特性を破線(i)で、上記従来の一般照明用反射鏡付きハロゲン電球に、特許文献2に記載されたフィラメント体を用いたものの特性を実線(ii)で示している。図34から明らかなように、前者の場合では、光軸の周りに配置されたフィラメント要素によって、照射面において、光軸相当部分の周辺領域の照度が高くなる一方、中心照度(角度0度)がその周辺の照度に比して著しく小さくなってしまい、また、後者の場合では、周辺フィラメント要素によって、照射面において、光軸相当部分のみならずその周辺領域での照度が増大して照射光が全体的に広がり、得られたビーム角が13度以上となった。
However, it is considered that it is very difficult to apply the conventional technique to a halogen light bulb with a reflector for general illumination such as a spotlight and to realize a particularly narrow beam angle type. In a conventional halogen light bulb with a reflector for general illumination having a rated power of 65 [W] and a beam angle of 10 degrees, the one using the filament body described in
現在市販されている一般照明用の反射鏡付きハロゲン電球の中で狭角タイプと呼ばれているものの主流のビーム角は10度である。IEC規格60357によれば、そのビーム角(10度)の誤差の許容範囲は±25%までとされ、つまりビーム角の規格を10度とした場合、その誤差の許容範囲は7.5度から12.5度までとなる。したがって、上記したような従来のフィラメント体がスポットライト等の一般照明用として使用されている反射鏡付きハロゲン電球に適用されても、上述した誤差の許容範囲を超え、所望のビーム角(例えば10度)を得ることができない。 Among the halogen lamps with reflectors for general illumination currently on the market, the mainstream beam angle is 10 degrees although it is called the narrow-angle type. According to IEC standard 60357, the allowable range of error of the beam angle (10 degrees) is ± 25%, that is, when the standard of the beam angle is 10 degrees, the allowable range of error is from 7.5 degrees. It will be up to 12.5 degrees. Therefore, even when the conventional filament body as described above is applied to a halogen lamp with a reflector used for general illumination such as a spotlight, the above-described error tolerance is exceeded and a desired beam angle (for example, 10 Degree).
このような問題はスタジオ照明用として使用されている場合においては特に顕著に現れていない。これは主に反射鏡のミラー径φの相違に起因しているものと考えられる。つまり、一般照明用の反射鏡付きハロゲン電球に用いられている反射鏡のミラー径φは主に35[mm]〜100[mm]であるのに対して、スタジオ照明用の反射鏡付きハロゲン電球に用いられている反射鏡のミラー径φは主として200[mm]〜400[mm]もある。反射鏡において中心照度に寄与する領域(以下、単に「中心照度寄与領域」という)は、反射鏡の焦点を含むその近傍領域にある。そして、この中心照度寄与領域は反射鏡のミラー径φが小さいほど小さく、ミラー径φが大きいほど大きい。したがって、スタジオ照明用の反射鏡付きハロゲン電球では、その中心照度寄与領域が大きく、その結果、光軸の周りに配置された発光部から放射される光も中心照度へ大きく寄与しているためであると考えられる。 Such a problem is not particularly noticeable when it is used for studio lighting. This is considered to be mainly due to the difference in the mirror diameter φ of the reflecting mirror. That is, the mirror diameter φ of the reflector used in the halogen bulb with a reflector for general illumination is mainly 35 [mm] to 100 [mm], whereas the halogen bulb with a reflector for studio illumination. The mirror diameter [phi] of the reflector used in is mainly 200 [mm] to 400 [mm]. The region contributing to the central illuminance in the reflecting mirror (hereinafter simply referred to as “central illuminance contributing region”) is in the vicinity thereof including the focal point of the reflecting mirror. The central illuminance contribution region is smaller as the mirror diameter φ of the reflecting mirror is smaller and larger as the mirror diameter φ is larger. Therefore, the halogen light bulb with a reflector for studio lighting has a large central illuminance contribution region, and as a result, the light emitted from the light emitting unit arranged around the optical axis also greatly contributes to the central illuminance. It is believed that there is.
また、この種の反射鏡付きハロゲン電球において、スタジオ照明用として使用する場合、その定格寿命は主に200時間〜500時間、場合によっては2000時間であり、スポットライト等の一般照明用として使用する場合はその定格寿命として2000時間〜3000時間、場合によっては3000時間を越えるものが要求されるところ、上記した従来の反射鏡付きハロゲン電球は、長寿命が特別に要求されないスタジオ照明用として市販されているものであり、寿命に関しては十分な検討がなされておらず、そのため特にスポットライト等の一般照明用として使用するに当たっては寿命に関して改善の余地が残されている。
Further, when this kind of halogen lamp with a reflector is used for studio lighting, its rated life is mainly 200 hours to 500 hours, and in some
さらに、反射鏡付きハロゲン電球に備えられたフィラメント体として採用予定のコイルを二重、三重にすると、耐振動性が低下傾向を示すことから、特に三重巻きコイルをフィラメント体としてバルブ内に設ける場合、耐振動性を向上させるために三重巻きコイルをその長手方向に引っ張った状態で、つまりテンションをかけた状態で内部リード線等に電気的に、かつ機械的に接続する必要がある。しかしながら、そうしたときには三重巻きコイルにおける三次コイルのピッチが大きくなり、三重巻きコイル全体としてその長手方向に長くなってフィラメント体のコンパクト化が妨げられ、集光効率の向上が図れなくなるという問題が起こることから、三重巻きコイルに替わる手段が要求されている。 Furthermore, if the coil to be used as a filament body provided in a halogen bulb with a reflector is doubled or tripled, vibration resistance tends to decrease. Especially when a triple-wound coil is provided in the bulb as a filament body. In order to improve vibration resistance, it is necessary to electrically and mechanically connect the triple-wound coil to the internal lead wire or the like in a state where the coil is pulled in the longitudinal direction, that is, in a state where tension is applied. However, in such a case, the pitch of the tertiary coil in the triple-winding coil becomes large, and the entire triple-winding coil becomes longer in the longitudinal direction, which prevents the compactness of the filament body, resulting in a problem that the light collection efficiency cannot be improved. Therefore, a means to replace the triple winding coil is required.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、第1の目的として集光効率を向上させ、第2の目的として中心照度を増大させ、第3の目的として特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができ、第4の目的として長寿命化を図ることができる管球、反射鏡付き管球および照明装置を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances. The first object is to improve the light collection efficiency, the second object is to increase the central illuminance, and the third object is to narrow the beam angle. Provided are a tube, a tube with a reflecting mirror, and an illumination device that can achieve good light distribution characteristics with a square type and can achieve a long life as a fourth object.
上記集光効率の向上の問題を解決するため、本発明にかかる管球では、照明装置の凹面状の反射鏡内に組み込まれ、定格電圧が100[V]以上250[V]以下に設定された管球であって、バルブと当該バルブ内に設けられたフィラメント体とが備えられ、上記フィラメント体は、複数のフィラメント要素を有し、かつ上記管球が上記反射鏡内に組み込まれた状態において、上記反射鏡の焦点を内包する位置に配され、
上記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルで、上記反射鏡の光軸上に1本が配され、上記中央フィラメント要素の軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配され、
上記複数のフィラメント要素の各々は、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されてなる構成とした。
In order to solve the above-described problem of improving the light collection efficiency, the tube according to the present invention is incorporated in the concave reflecting mirror of the lighting device, and the rated voltage is set to 100 [V] or more and 250 [V] or less. A tube having a bulb and a filament body provided in the bulb, the filament body having a plurality of filament elements, and the bulb being incorporated in the reflector In, in the position containing the focal point of the reflector,
Each of the plurality of filament elements is a single-wound coil, one on the optical axis of the reflecting mirror, and one or more of the remaining coils on an axis parallel to the axis of the central filament element. Arranged,
Each of the filament elements has a configuration in which the contour when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape.
また、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、当該反射鏡内に配置され、かつ定格電圧が100[V]以上250[V]以下に設定された管球とを備え、上記管球は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、上記フィラメント体は、上記反射鏡の焦点を内包するように配され、かつ複数のフィラメント要素を有し、上記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルで、上記反射鏡の光軸上に1本が配され、上記光軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配され、上記フィラメント要素の各々は、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されている構成とした。 Moreover, in the tube with a reflector according to the present invention, a concave reflector and a tube arranged in the reflector and having a rated voltage set to 100 [V] or more and 250 [V] or less. The tube has a bulb and a filament body provided in the bulb, the filament body is arranged to contain the focal point of the reflector, and has a plurality of filament elements, Each of the plurality of filament elements is a single wound coil, one is arranged on the optical axis of the reflecting mirror, and one or more of the remaining coils are arranged on an axis parallel to the optical axis. Each filament element has a configuration in which the contour when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape.
上記中心照度の向上ならびに配光特性の問題を解決するため、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記中央フィラメント要素の長手方向の長さLCと、上記周辺フィラメント要素の長手方向の長さLSとが、LS/LCが0.2以上0.9以下となるように、調整されている構成とした。 In order to solve the above problems of improvement in central illuminance and light distribution characteristics, a tube with a reflector according to the present invention is provided with a concave reflector, a bulb, and a bulb and the bulb. A tube having a filament body, the filament body having a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflector, and the center Around the filament element, there is at least three peripheral filament elements arranged such that the longitudinal central axis is substantially parallel to the longitudinal central axis of the central filament element, the peripheral filament element being When the intersection points where the central axis in the longitudinal direction of each of the peripheral filament elements intersects the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element are The intersection of the longitudinal central axis and the plane of the central filament element centroids are arranged to form a substantially regular polygon to (centroid), and the length L C of the longitudinal direction of the central filament element , the longitudinal length L S of the peripheral filaments element, L S / L C is such that 0.2 to 0.9, and a configuration that is adjusted.
また、本発明にかかる管球では、照明装置の反射鏡部内に組み込まれる管球であって、上記管球はバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が上記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記中央フィラメント要素の長手方向の長さLCと、上記周辺フィラメント要素の長手方向の長さLSとが、LS/LCが0.2以上0.9以下となるように、調整されている構成とした。 Moreover, in the tube according to the present invention, the tube is incorporated in the reflecting mirror portion of the lighting device, and the tube includes a bulb and a filament body provided in the bulb, and the filament body Is a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror portion when the tube is incorporated in the reflecting mirror portion, and around the central filament element, At least three peripheral filament elements arranged such that a longitudinal central axis is substantially parallel to a longitudinal central axis of the central filament element, wherein the peripheral filament elements are each of the peripheral filaments When the intersection of the central axis in the longitudinal direction of the element and the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element is connected, the central filament element is required. Longitudinal central axis and the center of gravity of the point of intersection between the plane (centroid) and are arranged to form a substantially regular polygon, the longitudinal length L C of the central filament element, the periphery of the The length L S in the longitudinal direction of the filament element is adjusted so that L S / L C is 0.2 or more and 0.9 or less.
上記寿命の問題を解決するため、本発明にかかる管球では、バルブと、このバルブの内部に配置され、かつ少なくとも3つの直線状のフィラメント要素を有するフィラメント体とを備え、上記フィラメント要素は、その長手方向の中心軸が上記バルブの長手方向の中心軸と略平行であり、かつ上記バルブの長手方向の中心軸を囲むように林立した状態であって、各々の上記フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記バルブの長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記バルブの長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、上記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されている構成とした。 In order to solve the problem of the lifetime, the tube according to the present invention includes a bulb and a filament body that is disposed inside the bulb and has at least three linear filament elements, and the filament element includes: The central axis in the longitudinal direction is substantially parallel to the central axis in the longitudinal direction of the bulb, and is forested so as to surround the central axis in the longitudinal direction of the bulb. An abbreviation having a center of gravity (centroid) as the intersection of the central axis in the longitudinal direction of the valve and the plane when the intersection of the central axis and the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the bulb is connected. It is arranged so as to form a regular polygon, and the maximum inner diameter R of the portion of the bulb where the filament body is located and the maximum outer diameter r of the filament body are r R has a structure which is adjusted to be 0.25 to 0.75.
また、本発明にかかる管球では、照明装置の反射鏡部内に組み込まれる管球であって、上記管球はバルブとこのバルブの内部に配置されたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が上記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、上記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されている構成とした。 Moreover, in the tube according to the present invention, the tube is incorporated in a reflecting mirror portion of the lighting device, and the tube includes a bulb and a filament body arranged inside the bulb, and the filament The body has a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror portion when the tube is incorporated in the reflecting mirror portion, and around the central filament element. , At least three peripheral filament elements arranged such that a longitudinal central axis is substantially parallel to a longitudinal central axis of the central filament element, wherein the peripheral filament element is When the intersection of the longitudinal center axis of the filament element and the plane perpendicular to the longitudinal center axis of the central filament element is connected, the central filament Arranged so as to form a substantially regular polygon whose center of gravity (centroid) is the intersection of the central axis in the longitudinal direction of the element and the plane, and the portion of the bulb where the filament body is located The maximum inner diameter R and the maximum outer diameter r of the filament body are adjusted so that r / R is 0.25 or more and 0.75 or less.
さらに、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記平面との交点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、上記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されている構成とした。 Furthermore, in the tube with a reflector according to the present invention, a tube having a concave reflector, a bulb disposed in the reflector and having a bulb and a filament body provided in the bulb. The filament body has a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror, and a longitudinal central axis around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal central axis of the filament element, the peripheral filament element having a longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements; When the intersections where the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element intersects are respectively connected, the central axis in the longitudinal direction of the central filament element and the plane Are arranged so as to form a substantially regular polygon whose center of gravity (centroid) is the intersection of the filament and the maximum inner diameter R of the portion of the bulb where the filament body is located, and the maximum of the filament body The outer diameter r is adjusted so that r / R is 0.25 or more and 0.75 or less.
上記のように、本発明にかかる管球では、照明装置の反射鏡内に組み込まれる定格電圧100[V]以上250[V]以下の管球であって、上記管球はバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡内に組み込まれた状態において、上記反射鏡の焦点を内包するように配され、かつ複数のフィラメント要素を有し、上記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルであるため、多重巻きされたコイルに比べて、耐振動性を向上させることができる。 As described above, the tube according to the present invention is a tube having a rated voltage of 100 [V] or more and 250 [V] or less that is incorporated in the reflecting mirror of the illumination device, and the tube includes the valve and the valve. The filament body is arranged so as to contain the focal point of the reflector in a state where the tube is incorporated in the reflector, and a plurality of filaments Since each of the plurality of filament elements has a single-wound coil, vibration resistance can be improved as compared with a multi-winding coil.
また、当該管球では、フィラメント体を構成する複数のフィラメント要素のそれぞれが一重巻きされたコイルであるため、多重巻きされたコイルに比べてコイルのピッチを小さくすることができ、そのうえ、上記複数のフィラメント要素が、上記反射鏡の光軸上に1本配され、上記光軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配されているので、反射鏡の光軸上にフィラメント要素が配されていない場合に比べて、中心照度ならびに集光効率を向上させることができる。 Further, in the tube, since each of the plurality of filament elements constituting the filament body is a single wound coil, the pitch of the coil can be made smaller than that of the multiple wound coil, One filament element is arranged on the optical axis of the reflecting mirror, and one or more of the remaining coils are arranged on an axis parallel to the optical axis, so that the filament element is arranged on the optical axis of the reflecting mirror. Compared with the case where no is arranged, the central illuminance and the light collection efficiency can be improved.
さらに、当該管球では、上記フィラメント要素の各々が、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されているので、巻き軸方向から見たときのフィラメント要素の輪郭が略円形すなわち、真円あるいは加工精度の高低によって歪んだ真円に近い円となっている場合に比べて、フィラメント体の光軸方向の長さを短縮することができる。したがって、当該管球では、従来の管球に比べて反射鏡内における上記中心照度寄与領域内に存在するフィラメント体の割合を増加させることができ、中心照度の増大ならびに集光効率を向上させることができる。 Further, in the tube, each of the filament elements is formed so that the outline when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape, so that the outline of the filament element when viewed from the winding axis direction is The length of the filament body in the optical axis direction can be shortened as compared with a case of a substantially circular shape, that is, a perfect circle or a circle close to a true circle distorted by high or low processing accuracy. Therefore, the tube can increase the ratio of the filament body existing in the central illumination contribution area in the reflecting mirror as compared with the conventional tube, thereby increasing the center illumination and improving the light collection efficiency. Can do.
上記輪郭が扁平であれば、製造が容易となって好ましい。
上記輪郭が長方形、略トラック形あるいは長円形であれば、さらに製造容易となって、好ましく、特に、略トラック形あるいは長円形は、従来からフィラメント要素を作製するのに用いられる芯線を用いて作製することができ、よりいっそう製造容易となって、好ましい。
It is preferable that the contour is flat because the manufacturing is easy.
If the outline is a rectangle, a substantially track shape or an oval, it will be easier to manufacture, and it is preferable that the outline or the oval is produced using a core wire that has been conventionally used for producing filament elements. This is preferable because it is easier to manufacture.
上記複数のフィラメント要素の数が3つであれば、上記周辺フィラメント要素の数を減らすことができ、上記中央フィラメント要素から発せられた光が周辺フィラメント要素に遮られることを抑制することができるので、中心照度の増大ならびに集光効率の向上を図ることができ、さらに、フィラメント体におけるフィラメント要素の数が減ったので、フィラメント要素どうしの間隙を広げることができ、耐衝撃性、耐振動性および寿命を向上させることができる。 If the number of the plurality of filament elements is three, the number of the peripheral filament elements can be reduced, and the light emitted from the central filament element can be prevented from being blocked by the peripheral filament elements. The central illuminance can be increased and the light collection efficiency can be improved. Further, since the number of filament elements in the filament body is reduced, the gap between the filament elements can be widened, and the impact resistance, vibration resistance and Lifespan can be improved.
3つのフィラメント要素が、それぞれの巻き軸が同一平面上に配されるように上記バルブ内に設けられていれば、照射面における配光の均一性を図ることができ、好ましい。
上記反射鏡が、その反射面が回転楕円体外周面状あるいは回転放物面状であり、開口内径が30[mm]以上100[mm]以下であれば、ビーム角を7.5度以上12.5度以下、所謂、狭角に調整することが容易となり、好ましい。
If the three filament elements are provided in the bulb so that their winding axes are arranged on the same plane, it is possible to achieve a uniform light distribution on the irradiation surface.
If the reflecting surface of the reflecting mirror is a spheroid outer peripheral surface or a parabolic surface, and the aperture inner diameter is 30 [mm] or more and 100 [mm] or less, the beam angle is 7.5 degrees or more and 12 degrees. Less than 5 degrees, so-called narrow angle can be easily adjusted, which is preferable.
上記管球に凹面状の反射鏡を備えさせても、上記効果が得られる。
上記管球を、反射鏡を備えた照明器具に組み込んでも、上記効果が同様に得られる。
上記のように、本発明にかかる反射鏡付き管球では、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記中央フィラメント要素のコイル長LC[mm]と、上記周辺フィラメント要素のコイル長LS[mm]との比をLs/Lcとするとき、LS/LCが0.2以上0.9以下となるように中央フィラメント要素のコイル長さLcおよび周辺フィラメント要素のコイル長さLsが定められていることから、周辺フィラメント要素のコイル長さLsを中央フィラメント要素のコイル長さLcに比べて相対的に短くすることができ、あるいは、中央フィラメント要素のコイル長さLcを周辺フィラメント要素のコイル長さLsに比べて相対的に長くすることができるので、従来の反射鏡付き管球に比べて、中心照度を向上させ、中心照度を最大照度にすることができるとともに、ビーム角を狭くすることができる。したがって、当該反射鏡付き管球では、従来の反射鏡付き管球に比べて中心照度を増大させることができると共に、特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができる。
The above effect can be obtained even if the tube has a concave reflecting mirror.
Even if the above-mentioned tube is incorporated in a lighting fixture provided with a reflecting mirror, the above-mentioned effect can be obtained in the same manner.
As described above, in the tube with a reflector according to the present invention, a tube having a concave reflector, a bulb disposed in the reflector, and a filament body provided in the bulb. The filament body includes a linear central filament element whose longitudinal central axis is substantially located on the optical axis of the reflector, and a longitudinal central axis around the central filament element. Having at least three peripheral filament elements arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal central axis of the central filament element, the peripheral filament element being in the longitudinal direction of each peripheral filament element On the central axis in the longitudinal direction of the central filament element when connecting the intersections where the central axis and a plane perpendicular to the longitudinal central axis of the central filament element intersect Are arranged to form a substantially regular polygon to the center of gravity (centroid) of the point, the coil length L C [mm] of the center filament element, coil length L S of the peripheral filaments element [mm] and When the ratio of Ls / Lc is Ls / Lc, the coil length Lc of the central filament element and the coil length Ls of the peripheral filament element are determined so that L S / L C is 0.2 or more and 0.9 or less. Therefore, the coil length Ls of the peripheral filament element can be made relatively shorter than the coil length Lc of the central filament element, or the coil length Lc of the central filament element can be made shorter than the coil length of the peripheral filament element. Since it can be made relatively long compared to Ls, the central illuminance can be improved and the central illuminance can be maximized compared to a conventional tube with a reflector. In addition, the beam angle can be narrowed. Therefore, the tube with the reflector can increase the central illuminance as compared with the conventional tube with the reflector, and can realize a good light distribution characteristic particularly with a narrow-angle beam angle. it can.
上記中央フィラメント要素と各々の上記周辺フィラメント要素との間の距離D1がそれぞれ0.1[mm]以上2.2[mm]以下に設定された場合、上記中心照度寄与領域における上記フィラメント体の密度を高くすることができるとともに、上記フィラメント体を構成する中央フィラメント要素と各周辺フィラメント要素との間でアーク放電が発生することを抑制できるので、従来の反射鏡付き管球に比べて中心照度を向上させることができるとともに、各フィラメント要素が断線することを抑制することができる。 If the distance D 1 of the between the central filament element and each of the peripheral filaments element is set to 0.1 [mm] or more 2.2 [mm] or less, of the filament assemblies in the central illuminance contribution region Since the density can be increased and arc discharge can be prevented from occurring between the central filament element and each peripheral filament element constituting the filament body, the central illuminance compared to a conventional tube with a reflector Can be improved, and disconnection of each filament element can be suppressed.
上記効果は、反射鏡が、管球に備わっている場合に限らず、管球を装着予定の照明装置側に備わっている場合でも、同様に得られる。但し、照明装置に備えられた反射鏡の光軸と管球の長手方向の中心軸とが略一致していることが前提である。
上記の効果は、反射鏡付き管球に限らず、当該反射鏡付き管球から反射鏡を廃して、反射鏡なし管球となったものが、反射鏡部を備える照明装置に組み込まれても、同様に得られる。但し、反射鏡部の光軸と当該反射鏡なし管球の長手方向の中心軸とが略一致していることが前提である。
The above effect is not limited to the case where the reflecting mirror is provided on the tube, but can be obtained similarly when the tube is provided on the side of the lighting device to be mounted. However, it is a premise that the optical axis of the reflecting mirror provided in the illumination device and the central axis in the longitudinal direction of the tube are substantially coincident.
The above-mentioned effect is not limited to a tube with a reflector. Even if a tube without a reflector is abolished from the tube with a reflector and incorporated into an illumination device having a reflector, Obtained in the same way. However, it is premised on that the optical axis of the reflecting mirror portion and the central axis in the longitudinal direction of the tube without the reflecting mirror substantially coincide.
当該反射鏡付き管球を照明装置に取り付けた場合、同様に、上記効果を奏することができる。
上記のように本発明にかかる管球では、バルブと、このバルブの内部に配置され、かつ少なくとも3つの直線状のフィラメント要素を有するフィラメント体とを備え、上記フィラメント要素は、その長手方向の中心軸が上記バルブの長手方向の中心軸と略平行であり、かつ上記バルブの長手方向の中心軸を囲むように林立した状態であって、各々の上記フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記バルブの長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記バルブの長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径R[mm]と、上記フィラメント体の最大外径r[mm]との比をr/Rとするとき、r/Rが0.25以上0.75以下となるように最大外径rおよび最大内径Rが定められていることから、従来の管球に比べて、当該管球を点灯させた際にバルブとフィラメント体との間で発生する対流層を薄くすることができ、フィラメント体構成材料の蒸発量を抑制することができるとともに、バルブおよびフィラメント体の温度上昇を抑制することができるので、フィラメント体が断線することを抑制でき、蒸発したフィラメント体構成材料がバルブに付着することで生じるバルブ内面の黒化を抑制できるとともに、バルブの破損を抑制できる。したがって、当該管球では、従来の管球に比べて寿命を延ばすことができる。
When the tube with a reflector is attached to a lighting device, the above effect can be obtained.
As described above, the tube according to the present invention includes a bulb and a filament body that is disposed inside the bulb and has at least three linear filament elements, and the filament element has a longitudinal center. The shaft is substantially parallel to the central axis in the longitudinal direction of the bulb and is forested so as to surround the central axis in the longitudinal direction of the bulb, and the longitudinal central axis of each filament element and the bulb When a cross point intersecting with a plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction is connected, a substantially regular polygon having a center of gravity (centroid) at a point on the central axis in the longitudinal direction of the bulb is formed. The ratio of the maximum inner diameter R [mm] of the portion of the bulb where the filament body is located to the maximum outer diameter r [mm] of the filament body is r / R. Since the maximum outer diameter r and the maximum inner diameter R are determined so that r / R is not less than 0.25 and not more than 0.75, when the tube is turned on compared to the conventional tube The convection layer generated between the bulb and the filament body can be made thin, the amount of evaporation of the filament body constituent material can be suppressed, and the temperature rise of the bulb and the filament body can be suppressed. It is possible to prevent the body from being disconnected, to suppress blackening of the valve inner surface caused by the evaporated filament body constituent material adhering to the valve, and to prevent damage to the valve. Therefore, the life of the tube can be extended as compared with the conventional tube.
上記効果は、当該管球に反射鏡を設け、当該管球のバルブの長手方向の中心軸と当該反射鏡の光軸とが略同一軸上に位置させた場合にも、同様に得られる。
また、照明装置の反射鏡部内に組み込まれる管球であって、上記管球はバルブとこのバルブの内部に配置されたフィラメント体とを有しており、上記フィラメント体は、上記管球が上記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が上記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径をR[mm]、上記フィラメント体の最大外径をr[mm]とした場合、0.25≦r/R≦0.75なる関係式を満たす構成とした場合にも、上記効果は、同様に、得られる。
The above effect can be similarly obtained when a reflecting mirror is provided on the tube, and the central axis in the longitudinal direction of the bulb of the tube and the optical axis of the reflecting mirror are positioned on substantially the same axis.
Further, it is a tube that is incorporated in the reflecting mirror part of the illumination device, the tube having a bulb and a filament body disposed inside the bulb, and the filament body is formed by the tube bulb having the above-described configuration. When incorporated in the reflector portion, the central axis in the longitudinal direction is positioned substantially on the optical axis of the reflector portion, and the central axis in the longitudinal direction is around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged so as to be substantially parallel to the longitudinal central axis of the central filament element, wherein the peripheral filament element is a longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements And the central axis in the longitudinal direction of the central filament element when connecting the intersections where the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element intersects each other Are arranged so as to form a substantially regular polygon with the center of gravity (centroid) as the center of gravity, and the maximum inner diameter of the portion of the bulb where the filament body is located is R [mm], and the filament body When the maximum outer diameter is r [mm], the above effect can be obtained in the same manner even when the configuration satisfies the relational expression of 0.25 ≦ r / R ≦ 0.75.
さらに、凹面状の反射鏡と、この反射鏡内に配置され、かつバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有している管球とを備え、上記フィラメント体は、長手方向の中心軸が上記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、上記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、上記周辺フィラメント要素は、各々の上記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、上記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸上の点を重心(図心)とする略正多角形を形成するように配列されており、上記バルブのうち、上記フィラメント体が位置している部分の最大内径をR[mm]、上記フィラメント体の最大外径をr[mm]とした場合、0.25≦r/R≦0.75なる関係式を満たす構成とした場合にも、上記効果は、同様に得られる。 And a tube having a concave reflecting mirror and a bulb disposed in the reflecting mirror and having a bulb and a filament body provided in the bulb, the filament body having a longitudinal center. A linear central filament element whose axis is substantially located on the optical axis of the reflector, and a central axis in the longitudinal direction is substantially parallel to the central axis in the longitudinal direction of the central filament element around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged such that the peripheral filament elements are in a longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements and a longitudinal central axis of the central filament element. When connecting intersections that intersect with a perpendicular plane, a substantially regular polygon is formed with the center of gravity (centroid) at the point on the central axis in the longitudinal direction of the central filament element. When the maximum inner diameter of the portion of the bulb where the filament body is located is R [mm] and the maximum outer diameter of the filament body is r [mm], 0.25 The above effect can be obtained in the same manner even when the relational expression ≦ r / R ≦ 0.75 is satisfied.
上記中央フィラメント要素のコイル長LC[mm]と、上記周辺フィラメント要素のコイル長LS[mm]との比をLs/Lcとするとき、LS/LCが0.2以上0.9以下となるようにLcおよびLsが定められた場合、周辺フィラメント要素のコイル長さLsを中央フィラメント要素のコイル長さLcに比べて相対的に短くすることができ、あるいは、中央フィラメント要素のコイル長さLcを周辺フィラメント要素のコイル長さLsに比べて相対的に長くすることができるので、従来の反射鏡付き管球に比べて、中心照度を向上させ、中心照度を最大照度にすることができるとともに、ビーム角を狭くすることができ、中心照度を増大させることができるとともに、特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができる。 When the ratio of the coil length L C [mm] of the central filament element to the coil length L S [mm] of the peripheral filament element is Ls / Lc, L S / L C is 0.2 or more and 0.9. When Lc and Ls are determined to be as follows, the coil length Ls of the peripheral filament element can be made relatively shorter than the coil length Lc of the central filament element, or the coil of the central filament element Since the length Lc can be made relatively longer than the coil length Ls of the peripheral filament element, the central illuminance is improved and the central illuminance is set to the maximum illuminance compared to the conventional tube with a reflector. The beam angle can be narrowed, the center illuminance can be increased, and good light distribution characteristics can be realized especially with the narrow-angle beam angle type. It can be.
上記中央フィラメント要素と各々の上記周辺フィラメント要素との間の距離D1がそれぞれ0.1[mm]以上2.2[mm]以下に設定された場合、上記中心照度寄与領域における上記フィラメント体の密度を高くすることができるとともに、上記フィラメント体を構成する中央フィラメント要素と各周辺フィラメント要素との間でアーク放電が発生することを抑制できるので、中心照度を向上させることができるとともに、各フィラメント要素が断線することを抑制することができて、長寿命化に寄与するので好ましい。 If the distance D 1 of the between the central filament element and each of the peripheral filaments element is set to 0.1 [mm] or more 2.2 [mm] or less, of the filament assemblies in the central illuminance contribution region The density can be increased, and since arc discharge can be suppressed between the central filament element and the peripheral filament elements constituting the filament body, the central illuminance can be improved and each filament can be improved. It is preferable because the element can be prevented from being disconnected and contribute to a long life.
上記いずれの管球が備えられた照明装置においても、上記効果と同様の効果が得られる。
上記いずれの反射鏡付き管球を照明装置に組み込んでも、上記いずれの効果が同様に得られる。
An effect similar to the above effect can be obtained also in the illumination device provided with any of the above-mentioned tube bulbs.
Any of the above effects can be obtained in the same manner even if any of the above-mentioned reflector-equipped tubes is incorporated in a lighting device.
(実施の形態1)
以下、本発明の最良な実施の形態について、それぞれ図面を用いて説明する。
図1は、実施の形態1において、ハロゲン電球が反射鏡を備えた照明器具に組み込まれてなる照明装置の一部を切り欠いた概略構成図である。
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態である照明装置110は、一例として主にスポットライト等の一般照明用であって、開口部111から光が出射され、かつ内部に反射鏡112が収納されている円筒状の照明器具113と、反射鏡112内に組み込まれた定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球114とを備えている。
(Embodiment 1)
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram in which a part of a lighting device in which a halogen bulb is incorporated in a lighting fixture including a reflecting mirror in the first embodiment is cut away.
As shown in FIG. 1, the
ハロゲン電球114の定格電圧は、上記電圧に限らず、100[V]以上250[V]以下の範囲内で設定されていれば良い。
ハロゲン電球114のバルブ115の長手方向の中心軸X6と反射鏡112の光軸Y6とは、略同一軸上に位置している。
照明器具113の底部には、ハロゲン電球114の口金116(図2参照)が取り付けられる受け具(図示せず)が設けられている。
The rated voltage of the
The central axis X 6 in the longitudinal direction of the
A receiving tool (not shown) to which a base 116 (see FIG. 2) of the
反射鏡112には、前面ガラス118が取り付けられ、かつ内面に回転楕円体外周面または回転放物面等からなる回転体の反射面119が形成されている。この反射面119には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。また、この反射面には必要に応じてファセットを形成してもよい。
A
なお、照明装置110では、ハロゲン電球114を取り替えるために、反射鏡112が照明器具113と脱着可能になっており、そのほか、反射鏡112自体は照明器具113に固定され、前面ガラス118が反射鏡112と脱着可能になっていても良い。
また、照明器具113自体は円筒状に限らず、公知の種々の形状のものを使用することができる。
In the
Moreover, the
反射鏡112を含む照明器具113自体は公知のものであるので、その他の詳細については省略し、本発明の主たる特徴部分であるハロゲン電球114についてその詳細を説明する。したがって、照明器具としては、図1に示す照明器具113以外にも公知の種々のタイプの照明器具(スタジオ用を含む)を用いることができる。
図2は、実施の形態1において、照明装置に組み込み予定のハロゲン電球の一部を切り欠いた概略構成図である。
Since the
FIG. 2 is a schematic configuration diagram in which a part of a halogen bulb scheduled to be incorporated in the lighting device is cut out in the first embodiment.
ハロゲン電球114は、図2に示すように、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ115と、このバルブ115の封止部120側に接着剤121によって固着された例えばE形の口金116とを備えている。
バルブ115には、封止切りの残痕であるチップオフ部122、略回転楕円体形状の発光部123、縮径部124、略円筒状の筒部125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120がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブ115の外面のうち、チップオフ部122、発光部123および縮径部124の外面には、可視光透過赤外線反射膜126が形成されている。
As shown in FIG. 2, the
The
なお、ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な回転楕円体形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
なお、バルブ115の形状としてはチップオフ部122、略回転楕円体形状の発光部123、縮径部124、筒部125および封止部120がそれぞれ順次連なって形成されたものに限らず、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。
The "substantially spheroid shape" as used herein includes not only the complete spheroid shape but also the case where it deviates from the complete spheroid shape due to variations in glass processing. I mean.
The shape of the
発光部123内には、フィラメント体127が設けられているとともに、ハロゲン物質と希ガス、またはハロゲン物質と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。
フィラメント体127には、例えばタングステン製の内部リード線128の一端部がそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。内部リード線128の他端部は、封止部120に封止されているモリブデン製の金属箔129を介して外部リード線130の一端部に接続されている。外部リード線130の他端部は、バルブ115の外部に導出されており、口金116の端子部分117a,117bにそれぞれ電気的に接続されている。そのほか、フィラメント体127を構成するフィラメント要素について、以下に説明する配置を実現するためのサポート線228が、その一端がステムガラス328に支持されて伸びている。
A
One end of an
図3は、実施の形態1におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体を支持し、これに通電するリード線およびサポート線を示した概略斜視図であり、図4は、実施の形態1においてハロゲン電球のバルブ内に設けられているフィラメント体およびそれを支持し、通電するリード線ならびにサポート線を示した概略斜視図であり、図5は、実施の形態1におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体をバルブ軸X6方向と垂直な方向に切断した概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a lead wire and a support wire that support the filament body provided in the halogen light bulb in the first embodiment and energize the filament body, and FIG. 4 shows the halogen light bulb in the first embodiment. FIG. 5 is a schematic perspective view showing a filament body provided in the bulb of FIG. 1, a lead wire that supports and energizes the filament body, and a support wire, and FIG. 5 shows the filament body provided in the halogen bulb in
フィラメント体127は、図3ないし図5に示すように、複数の、例えば4つのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を有している。これら4つのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、電気的に直列接続されている。また、このフィラメント体127は、反射鏡112に対するその位置が反射鏡112の焦点F6を含む位置にある。つまり、フィラメント体127を、4つのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を一体的に見立てた一つの柱体(図5の破線で示す部分)としたとき、焦点F6がその柱体の内部または表面上に位置している。したがって、実際のフィラメント体127で見た場合、その焦点F6はフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の内部もしくは表面上、または各コイル(131,132)、(131,133)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)同士の間に位置している。本実施の形態では、フィラメント体127の中心点が反射鏡112の焦点F6上にほぼ位置している。もっとも、図5に示すようにフィラメント体の表面上の点F0が焦点F6上に位置していてもよい。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
なお、図1では、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134を一体化し、フィラメント体127を一つの柱体と捉えて模式的に示している。また、図5では、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の輪郭のみを模式的に示している。
各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、いずれもタングステン製であり、かつ略直線状に真っ直ぐ伸びた一重巻きコイルであって、その長手方向から見たときの輪郭が略円形形状とは異なる形状、好ましくは扁平形状、例えば長方形状、あるいは曲線部が外側に向くように互いに対向する2つの半円部とそれらをつなぐ平行な2つの直線部とからなる略トラック形状(長円形状)を有している。
In FIG. 1, filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are integrated, and the
Each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is a single-wound coil that is made of tungsten and extends straight in a substantially straight line, and has a substantially circular outline when viewed from the longitudinal direction thereof. Shape, preferably a flat shape, for example, a rectangular shape, or a substantially track shape (oval shape) composed of two semicircular portions facing each other so that the curved portion faces outward and two parallel straight portions connecting them. Shape).
各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見たときの輪郭が略トラック形状(長円形状)となるように成形すると、従来のコイルの長手方向のコイル長さに比べて、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の長手方向のコイル長さLs4(図4参照)が短縮される。
ただし、ここで言う「略円形形状」とは、真円を含むのはもちろんのこと、製造上のばらつきや加工の精度等によって真円からは多少その形状がくずれてしまった真円に近い円も含むことを意味している。つまり、「略円形形状とは異なる形状」とは、真円あるいは上記真円に近い円とは異なるようにしている形状を意味している。また、「略直線状に真っ直ぐ伸びた」とは、芯線に巻き付けた後のコイルを積極的に曲げてはいないという意味であって、製造上の加工ばらつきや加工の精度等によって曲がってしまった場合も含むものとする。もっとも、ここで言う略直線状に真っ直ぐ伸びた一重巻きコイルとは、単に略直線状に真っ直ぐに巻いた一重巻きコイルを含むことはもちろんのこと、例えばその一重巻きコイルを、そのコイルの長手方向の中心軸を回転軸としてねじったもの等も含むものとする。
When the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are formed so that the contour when viewed from the longitudinal direction has a substantially track shape (oval shape), the coil length in the longitudinal direction of the conventional coil is obtained. In comparison, the coil length Ls 4 (see FIG. 4) in the longitudinal direction of each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is shortened.
However, the “substantially circular shape” mentioned here includes a perfect circle, as well as a circle close to a perfect circle whose shape is slightly different from the perfect circle due to manufacturing variations, processing accuracy, etc. Is also included. That is, “a shape different from a substantially circular shape” means a shape that is different from a perfect circle or a circle close to the true circle. In addition, “straightly straightened” means that the coil after being wound around the core wire is not actively bent, and has been bent due to manufacturing variations in manufacturing, accuracy of processing, etc. Including cases. However, the single-winding coil extending straightly in a straight line referred to here includes, of course, a single-winding coil wound straight in a straight line, for example, the single-winding coil in the longitudinal direction of the coil. And the like that are twisted with the central axis as the rotation axis.
また、これらフィラメント要素(コイル)131,132,133,134において、その長手方向から見たときの輪郭が略円形形状とは異なる輪郭として、上記した略トラック形状以外に、略楕円形状、略扁平楕円形状、略多角形形状等であってもよく、特にその輪郭(略円形形状を除く)に限定されるものではない。これらの輪郭は、フィラメント要素(コイル)の作製プロセスにおいて、素線を巻き付ける芯線数、芯線の形状、それら芯線の配置等を適宜変更することによって実現することができる。 Further, in these filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134, the contour when viewed from the longitudinal direction is different from the substantially circular shape, in addition to the substantially track shape described above, a substantially elliptical shape and a substantially flat shape. An elliptical shape, a substantially polygonal shape, or the like may be used, and it is not particularly limited to its outline (except for a substantially circular shape). These contours can be realized by appropriately changing the number of core wires around which the strands are wound, the shape of the core wires, the arrangement of the core wires, and the like in the filament element (coil) manufacturing process.
また、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見たときの輪郭が略トラック形状(長円形状)となるように成形する場合、これらのフィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、線径(素線径)が0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.040[mm]のタングステン線を、直径0.4[mm]の芯線を2本平行に隣接して並べたものにピッチ0.05[mm]〜0.07[mm]で巻き付けて作製されている。したがって、上記半円部の半径は0.24[mm]、上記直線部の長さは0.4[mm]となる。また、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、そのコイル長Ls4(図4参照)が4[mm]、最大幅Wmax(図5参照)が0.88[mm]、最小幅Wmin(図5参照)が0.48[mm]である。 Further, when the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are formed so that the contour when viewed from the longitudinal direction has a substantially track shape (oval shape), these filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are tungsten wires having a wire diameter (element wire diameter) of 0.015 [mm] to 0.100 [mm], for example, 0.040 [mm], and a core wire having a diameter of 0.4 [mm]. Are wound around a parallel arrangement of two pieces at a pitch of 0.05 [mm] to 0.07 [mm]. Accordingly, the radius of the semicircular portion is 0.24 [mm], and the length of the straight portion is 0.4 [mm]. Each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 has a coil length L s4 (see FIG. 4) of 4 [mm], a maximum width W max (see FIG. 5) of 0.88 [mm], The minimum width W min (see FIG. 5) is 0.48 [mm].
なお、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134は、上記芯線が3本平行に隣接して並べられたものに上記タングステン線を上記ピッチで巻き付けて作製されていても良い。かかる場合、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134のコイル長さLs4(図4参照)がさらに短くなって、反射鏡112内における中心照度に寄与する領域(以下、「中心照度寄与領域」という。)におけるフィラメント体127の割合をさらに向上させることができて好ましい。
The filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 may be manufactured by winding the tungsten wires around the core wires arranged in parallel and adjacently at the pitch. In such a case, the coil length Ls 4 (see FIG. 4) of each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is further shortened, and a region contributing to the central illuminance in the reflecting mirror 112 (hereinafter referred to as “central illuminance”). The ratio of the
このように、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見た輪郭におけるフィラメント要素(コイル)の最大幅Wmaxを長くするにしたがって、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134のコイル長さLs4を短縮することができるが、同時にフィラメント要素(コイル)同士の間隙が狭くなり、耐振動性、耐衝撃性および寿命が低下するので、当該耐振動性、耐衝撃性および寿命を損ねない限度において、上記最大幅Wmaxを決定するのがより好ましい。 Thus, as the maximum width Wmax of the filament element (coil) in the outline of the filament element (coil) 131, 132, 133, 134 viewed from the longitudinal direction is increased, each filament element (coil) 131, 132, The coil length Ls 4 of 133 and 134 can be shortened, but at the same time, the gap between the filament elements (coils) is narrowed and the vibration resistance, impact resistance and life are reduced. It is more preferable to determine the maximum width Wmax as long as the impact and life are not impaired.
ここで、フィラメント体127を構成する複数のフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を一つのコイルすなわちフィラメント体(図4、図5中、破線で囲まれたもの)として見立て、反射鏡112との組み合わせにおいてその一つのコイル(フィラメント体)が反射鏡112内における中心照度に大きく寄与する領域(以下、単に「中心照度寄与領域」という)内に収まるように、フィラメント体127の寸法や形状、すなわち各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の形状(略円形形状を除く)、寸法、配置(コイル(フィラメント要素)同士の間隔を含む)が適宜決定される。したがって、フィラメント体127が上記中心照度寄与領域内に収まれば、フィラメント体127の寸法や形状、すなわち各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の形状(略円形形状を除く)、寸法、配置は、上記のそれに限定されるものではない。もっとも、上述したとおり、一般的にフィラメント体127を構成するタングステン線の素線長や素線径はハロゲン電球114の定格電圧、定格電力および定格寿命時間(例えば3000時間)に応じてほぼ決定されるので、その素線長や素線径の範囲内で各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の形状(略円形形状を除く)や寸法が適宜決定される。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の素線長は例えば420[mm]〜480[mm]、素線径は例えば0.05[mm]〜0.06[mm]、定格電力20[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の素線長は例えば250[mm]〜300[mm]、素線径は0.02[mm]〜0.03[mm]、定格電力100[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の素線長は例えば540[mm]〜620[mm]、素線径は0.07[mm]〜0.08[mm]である。
Here, a plurality of filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 constituting the
次に、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の位置関係は、図4および図5に示すとおりである。
すなわち、図4に示すとおり各々のフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の一端面は略同一平面上にある。また、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134のコイル長Ls4が全て同じであるために、各々のフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の他端面も略同一平面上にある。特に、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の端面のうち、封止部120とは反対側の端面は、それぞれ略同一平面上に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
Next, the positional relationship between the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 is as shown in FIGS.
That is, as shown in FIG. 4, one end face of each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is on substantially the same plane. Further, since the coil lengths L s4 of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are all the same, the other end surfaces of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134 are also substantially on the same plane. is there. In particular, among the end surfaces of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and 134, it is preferable that the end surfaces opposite to the sealing
また、図5に示すとおり、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134をその長手方向から見た場合において、フィラメント要素(コイル)131はその長手方向の中心軸a41がバルブ115の長手方向の中心軸X6上に位置しており、各フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の長手方向の中心軸a41,a42,a43,a44がバルブ115の長手方向の中心軸X6と平行である。フィラメント要素(コイル)132は、コイル軸方向に垂直な平面において、その最大幅部を跨いでその図心を通る中心線b42がフィラメント要素(コイル)131の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41と平行であって、かつその長手方向の中心軸a42とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r4が0.88[mm]となる位置に配置されている。
Further, as shown in FIG. 5, when each filament element (coil) 131, 132, 133, 134 is viewed from the longitudinal direction, the filament element (coil) 131 has a central axis a 41 in the longitudinal direction of the
フィラメント要素(コイル)133は、コイル軸方向に垂直な平面において、その最大幅部を跨いでその図心を通る中心線b43とフィラメント要素(コイル)131の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41とが30[°]に交わるように、なおかつその長手方向の中心軸a43とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r4が0.88[mm]となる位置に配置されている。フィラメント要素(コイル)134は、コイル軸方向に垂直な平面において、その最大幅部を跨いでその図心を通る中心線b44とフィラメント要素(コイル)131の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41とが30[°]に交わるように、なおかつその長手方向の中心軸a44とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r4が0.88[mm]となる位置に配置されている。フィラメント要素(コイル)133の中心軸a43とフィラメント要素(コイル)134の中心軸a44との間の距離r5は1.52[mm]である。 The filament element (coil) 133 crosses the maximum width portion of the filament element (coil) 131 and the center line b 43 passing through the centroid across the maximum width portion in a plane perpendicular to the coil axis direction. as the center line b 41 crosses the 30 [°] through, yet the distance r 4 is 0 between the longitudinal central axis a 41 in the longitudinal direction of the central axis a 43 and the filament element (coil) 131. It is arranged at a position of 88 [mm]. The filament element (coil) 134 spans the maximum width portion of the filament element (coil) 131 and the center line b 44 passing through the centroid across the maximum width portion in a plane perpendicular to the coil axis direction. as the center line b 41 crosses the 30 [°] through, yet the distance r 4 is 0 between the longitudinal central axis a 41 in the longitudinal direction of the central axis a 44 and the filament element (coil) 131. It is arranged at a position of 88 [mm]. A distance r 5 between the central axis a 43 of the filament element (coil) 133 and the central axis a 44 of the filament element (coil) 134 is 1.52 [mm].
ここで、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)は、コンパクトなフィラメント体127を得るために可能な限り接近していることが好ましい。しかし、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接近しすぎていると、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった際、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)がその振動によって接触して短絡するおそれがある。また、フィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が最も隣接している部分は、その他の部分よりもフィラメント要素(コイル)131,132,133,134の温度が高くなるために、タングステン線のタングステンの蒸発が激しく、短寿命になるおそれがある。そこで、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった場合でも、隣合うフィラメント要素(コイル)同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接触して短絡するのを防止するとともに、短寿命化を防止するために、上記距離r4は、0.88[mm]以上にすることが好ましい。
《実施の形態1におけるハロゲン電球が装着された照明装置の効果》
以上のとおり本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置110の構成によれば、第一に一重巻きコイルを用いているので、多重巻きコイルに比べて耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重巻きコイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重巻きコイルを分割して複数化し、しかもコイル(フィラメント要素)131,132,133,134を長手方向から見た輪郭が略円形形状とは異なる輪郭、好ましくは扁平形状、例えば長方形状、略トラック形状(長円形状)となるようにしているので、フィラメント要素(コイル)131,132,133,134の軸方向長さLs4すなわちフィラメント体127の長手方向の長さを短縮化することができる。その結果、反射鏡112内における中心照度寄与領域内に存在するフィラメント体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。
Here, adjacent filament elements (coils) (131, 132), (131, 134), (132, 133), (132, 134), (133, 134) are used to obtain a
<< Effect of Lighting Device with Halogen Bulb Mounted in
As described above, according to the configuration of the illuminating
そのうえ、バルブ115において、反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の軸X6)上にその長手方向の中心軸a41が位置するようにフィラメント要素(コイル)131が配されていることから、反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の軸X6)上にフィラメント要素(コイル)が配されていない場合に比べて、中心照度を向上させ、集光効率を向上させることができる。
Moreover, in the
なお、上記した第1の実施の形態では、図1の示すとおりの照明器具113(反射鏡112を含む)を用いた場合について説明したが、この照明器具113に代えて公知の種々の照明器具(反射鏡を含む)を用いた場合であっても、上記と同様の作用効果を得ることができる。つまり、本発明の第1の実施の形態にかかる照明装置110に用いられているハロゲン電球114の構成によれば、上述したとおり第一に一重コイルを用いているので、多重コイルとは異なり耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重コイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重コイルを分割して複数化し、しかもフィラメント要素(コイル)131,132,133,134を長手方向から見た外形形状が略円形形状とは異なる形状となるようにしているので、フィラメント体127として光軸Y6方向に対して十分に短縮化することができ、その結果、公知の適当な照明器具の反射鏡に組み込まれた状態において、反射鏡内における中心照度寄与領域内に存在するフィラメント体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。
<評価試験>
次に、本発明の第1の実施の形態である照明装置110の作用効果を確認するための評価試験を行った。ただし、試験を簡素化するために、照明装置そのものではなく、ハロゲン電球114(以下、単に「本発明品A」という)単体を公知の反射鏡付きハロゲン電球(松下電器産業株式会社製、品番:JDR110V65WKN/5E11)の反射鏡(前面ガラス含む)(狭角タイプ)、また別の公知の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)の反射鏡(前面ガラス含む)(中角タイプ)、さらに別の公知の反射鏡付きハロゲン電球(松下電器産業株式会社製、品番:JDR110V65WKW/5E11)の反射鏡(前面ガラス含む)(広角タイプ)にそれぞれ組み込んだものを用いて評価試験を行った。
In the first embodiment described above, the case where the lighting fixture 113 (including the reflecting mirror 112) as shown in FIG. 1 is used has been described. However, various known lighting fixtures can be used instead of the
<Evaluation test>
Next, the evaluation test for confirming the effect of the illuminating
そして、各々のミラー角の反射鏡付きハロゲン電球を5本ずつ作製し、作製した各々の反射鏡付きハロゲン電球を定格電力、定格電圧で点灯させ、反射鏡付きハロゲン電球から距離1[m]離れた照射面における中心照度[lx]を測定した。もちろん、本実験における中心照度の値は、照明装置としての値ではないものの、照明装置としての値と同等である。 Then, five halogen bulbs with reflectors of each mirror angle are produced, and each of the produced halogen bulbs with reflectors is lit at rated power and rated voltage, and the distance from the halogen bulb with reflectors is 1 [m] away. The central illuminance [lx] on the irradiated surface was measured. Of course, the value of the central illuminance in this experiment is not the value as the lighting device, but is equivalent to the value as the lighting device.
また、比較のため、フィラメント体として三重巻きコイルを用いている点を除いて本発明の第1の実施の形態である照明装置110に用いられている定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球114と同じ構成を有している定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球(以下、「比較品A」という)を15本作製し、これら作製した比較品Aを5本ずつ、本発明品Aと同じ公知の反射鏡(前面ガラス含む)にそれぞれ組み込み、中心照度[lx]を測定した。
For comparison, the rated power of 65 [W] (rated voltage of 110 [rated voltage] used in the
なお、用いた三重巻きコイルは、素線であるタングステン線の素線長が460[mm]、素線径が0.052[mm]であり、一次コイルのマンドレル径が0.12[mm]、一次コイルのピッチが0.14[mm]、二次コイルのマンドレル径が0.28[mm]、二次コイルのピッチが0.55[mm]、三次コイルのマンドレル径が1.2[mm]、三次コイルのピッチが1.5[mm]である。 The triple-winding coil used had a strand length of 460 [mm], a strand diameter of 0.052 [mm], and a primary mandrel diameter of 0.12 [mm]. The primary coil pitch is 0.14 [mm], the secondary coil mandrel diameter is 0.28 [mm], the secondary coil pitch is 0.55 [mm], and the tertiary coil mandrel diameter is 1.2 [mm]. mm], and the pitch of the tertiary coil is 1.5 [mm].
また、後述する中心照度[lx]の値は、5本のサンプルの平均値を示す。さらに、ここでは「集光効率」を電力当たりの照度[lx/W]と定義しているので、本発明品Aの中心照度と比較品Aの中心照度との対比が実質的に本発明品Aの集光効率と比較品Aの集光効率との対比となる。
実験の結果、本発明品Aでは中心照度が狭角タイプで9390[lx]、中角タイプで5092[lx]、広角タイプで2072[lx]であったのに対して、比較品Aでは中心照度が狭角タイプで5587[lx]、中角タイプで3005[lx]、広角タイプで1421[lx]であった。
Further, the value of the central illuminance [lx] described later indicates an average value of five samples. Furthermore, since “light collection efficiency” is defined as illuminance per power [lx / W] here, the contrast between the central illuminance of the product A of the present invention and the central illuminance of the comparative product A is substantially the product of the present invention. It becomes contrast with the condensing efficiency of A and the condensing efficiency of the comparative product A.
As a result of the experiment, the center illuminance of the product A of the present invention was 9390 [lx] for the narrow angle type, 5092 [lx] for the medium angle type, and 2072 [lx] for the wide angle type. The illuminance was 5587 [lx] for the narrow angle type, 3005 [lx] for the medium angle type, and 1421 [lx] for the wide angle type.
このように本発明品Aでは、その中心照度が比較品Aに比して狭角タイプで1.68倍、中角タイプで1.69倍、広角タイプで1.45倍向上していることがわかる。
なお、本発明品Aのビーム角は、それぞれのビーム角のタイプにおいて比較品Aとほぼ同じであった。
ここで、本比較においては、本発明品Aと比較品Aのハロゲン電球を同一の電力(65[W])で点灯させたので、上記照度の向上率は、集光効率[lx/W]の向上率と一致する。すなわち、本発明品Aが比較品Aに対して集光効率の向上を実現したことが確認された。
(実施の形態2)
実施の形態2の照明装置では、フィラメント体の構成が実施の形態1と異なるのみであるので、その他の説明は省略する。
Thus, in the product A of the present invention, the central illuminance is 1.68 times that of the narrow angle type, 1.69 times that of the medium angle type, and 1.45 times that of the wide angle type, as compared with the comparative product A. I understand.
The beam angle of the product A of the present invention was almost the same as that of the comparative product A in each beam angle type.
Here, in this comparison, the halogen bulbs of the product A of the present invention and the product A of the comparison product A were lit with the same power (65 [W]), so the improvement rate of the illuminance is the light collection efficiency [lx / W]. This is consistent with the improvement rate. In other words, it was confirmed that the product A of the present invention improved the light collection efficiency over the comparative product A.
(Embodiment 2)
In the illumination device of the second embodiment, the configuration of the filament body is only different from that of the first embodiment, and thus other explanations are omitted.
図6は、実施の形態2におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体を支持し、これに通電するリード線およびサポート線を示した概略斜視図であり、図7は、実施の形態2におけるハロゲン電球のバルブ内に設けられているフィラメント体およびそれを支持し、それに通電するリード線ならびにサポート線を示した概略斜視図であり、図8は、実施の形態2におけるハロゲン電球に備えられたフィラメント体をバルブ軸X6方向と垂直な方向に切断した概略断面図である。 FIG. 6 is a schematic perspective view showing a lead wire and a support wire that support the filament body provided in the halogen light bulb in the second embodiment and energize the filament body, and FIG. 7 shows the halogen light bulb in the second embodiment. FIG. 8 is a schematic perspective view showing a filament body provided in the bulb, a lead wire that supports the filament body and energizes the filament body, and FIG. 8 is a filament body provided in the halogen light bulb according to the second embodiment. which is a schematic cross-sectional view taken along the valve axis X 6 direction perpendicular to the direction.
実施の形態2において、フィラメント体136は、図7,8に示すとおり実施の形態1で用いられた3つのフィラメント要素(コイル)131,132,133を有し、それら3つのコイル131,132,133の配置が実施の形態1で示したそれと異なる。その配置は、次のとおりである。すなわち、図7に示すとおり各フィラメント要素(コイル)131,132,133の長手方向の中心軸a41,a42,a43がバルブ115の長手方向の中心軸X6と平行であって、各フィラメント要素(コイル)131,132,133を長手方向から見た場合において、フィラメント要素(コイル)131は、その長手方向の中心軸a41がバルブ115の長手方向の中心軸X6と重なるように配されており、フィラメント要素(コイル)132は、その最小幅部を跨いでその図心を通る中心線c42とフィラメント要素(コイル)131の最小幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線c41とが略同一軸上になるように配され、なおかつその長手方向の中心軸a42とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r6が0.88[mm]となる位置に配置されており、フィラメント要素(コイル)133は、その最小幅部を跨いでその図心を通る中心線c43がフィラメント要素(コイル)131の最小幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線c41と略同一軸上になるように配され、なおかつその長手方向の中心軸a43とフィラメント要素(コイル)131の長手方向の中心軸a41との間の距離r7が0.88[mm]となる位置に配置されている。
In the second embodiment, the
なお、上記中心線c41,c42,c43は、フィラメント要素(コイル)131,132,133の長手方向の中心軸a41,a42,a43を通り、かつ、当該軸a41,a42,a43に垂直な平面において、フィラメント要素(コイル)131,132,133の最大幅部を跨ぎかつ図心を通る中心線b41,b42,b43と垂直に交わる直線である。 The center lines c 41 , c 42 , c 43 pass through the longitudinal central axes a 41 , a 42 , a 43 of the filament elements (coils) 131, 132, 133, and the axes a 41 , a 43 In the plane perpendicular to 42 , a 43 , the straight line intersects the center lines b 41 , b 42 , b 43 perpendicular to the center lines b 41 , b 42 , b 43 across the maximum width portions of the filament elements (coils) 131, 132, 133.
図示はしないが、芯線の径0.4[mm]を100[%]としたとき、径を例えば110[%]〜200[%]の範囲内で増やした芯線を用いてフィラメント要素(コイル)を作製しても良い。かかる場合、フィラメント要素(コイル)131,132,133の長手方向のコイル長さLs4がさらに短くなって、中心照度寄与領域内に占めるフィラメント要素(コイル)131,132,133の割合が増加し、好ましい。この場合、フィラメント要素(コイル)131,132,133同士の間隙が狭くなり、耐衝撃性、耐震性および寿命の低下する恐れがあるが、適宜、フィラメント要素(コイル)131,132,133どうしの間隙が広がるように調整されれば、さらに好ましい。
《実施の形態2におけるハロゲン電球を装着した照明装置の効果》
実施の形態2にかかる照明装置では、実施の形態1に比べると、フィラメント体136において反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の中心軸X6)上のフィラメント要素(コイル)131とその軸同士が平行なフィラメント要素(コイル)の数が減っているので、反射鏡112の光軸Y6(バルブ115の中心軸X6)上のフィラメント要素(コイル)131から出射された光を、フィラメント要素(コイル)131の周囲に配されたフィラメント要素(コイル)によって当該光が遮られることなく、中心照度の向上に寄与させることができ、集光効率を向上させることができる。
Although not shown, when the core wire diameter 0.4 [mm] is 100 [%], a filament element (coil) is formed using a core wire whose diameter is increased within a range of 110 [%] to 200 [%], for example. May be produced. In such a case, the coil length Ls 4 in the longitudinal direction of the filament elements (coils) 131, 132, 133 is further shortened, and the ratio of the filament elements (coils) 131, 132, 133 occupying in the central illuminance contribution region is increased. ,preferable. In this case, the gap between the filament elements (coils) 131, 132, 133 is narrowed, and there is a risk that the impact resistance, earthquake resistance, and life may be reduced. More preferably, the gap is adjusted so as to widen.
<< Effect of Lighting Device with Halogen Bulb in
In the illuminating device according to the second embodiment, compared to the first embodiment, in the
さらに、実施の形態2にかかる照明装置では、実施の形態1に比べると、フィラメント体におけるフィラメント要素(コイル)の数が減ったので、フィラメント要素(コイル)同士の間隙を広げることができ、耐衝撃性、耐振動性および寿命を向上させることができる。
そのうえ、実施の形態2における照明装置では、各フィラメント要素(コイル)131,132,133の軸が同一平面上に配されるように、バルブ115内に設けられているので、照射面における配光の均一化を図ることができる。
Furthermore, in the illumination device according to the second embodiment, the number of filament elements (coils) in the filament body is reduced as compared with the first embodiment, so that the gap between the filament elements (coils) can be increased. Impact resistance, vibration resistance and life can be improved.
In addition, in the illumination device according to the second embodiment, the filament elements (coils) 131, 132, 133 are provided in the
<評価試験>
{中心照度(集光効率)比較試験}
本発明の第2の実施の形態であるフィラメント体136を備えた照明装置110の中心照度が、実施の形態1のフィラメント体126を備えた照明装置110のそれに比べて、向上していることを確認するために比較試験を行った。
(フィラメント要素(コイル)の寸法)
コイル素線径:0.053[mm]
コイル素線長:463[mm]
コイル全長:5.5[mm]
コイルピッチ(コイル素線中心軸間距離):0.074[mm]
コイル断面輪郭:略トラック状(長円状)
コイル最大幅(Wmax):1.0[mm]
コイル最小幅(Wmin):0.5[mm]
(実施例1) 実施例1のフィラメント体は、上記フィラメント要素(コイル)を3本備えており、各フィラメント要素(コイル)は、実施の形態2で示したように配され、かつ長さが5.5[mm]になっている。
<Evaluation test>
{Central illuminance (light collection efficiency) comparison test}
The central illuminance of the
(Filament element (coil) dimensions)
Coil wire diameter: 0.053 [mm]
Coil wire length: 463 [mm]
Total coil length: 5.5 [mm]
Coil pitch (coil wire center axis distance): 0.074 [mm]
Coil cross section outline: Track shape (oval shape)
Maximum coil width (Wmax): 1.0 [mm]
Coil minimum width (Wmin): 0.5 [mm]
(Example 1) The filament body of Example 1 includes three filament elements (coils), and each filament element (coil) is arranged as shown in
(比較例1) 比較例1のフィラメント体は、上記フィラメント要素(コイル)を4本備えており、各フィラメント要素(コイル)は、実施の形態1で示したように配され、かつ長さが4.0[mm]になっている。
(試験内容)
実施例1のフィラメント体および比較例1のフィラメント体のそれぞれに対し、以下の条件下で反射鏡の光軸に配されたフィラメント要素(以下、「中央フィラメント要素」という。)を固定し、中央フィラメント要素を囲うように林立するフィラメント要素(以下、「周辺フィラメント要素」という。)と中央フィラメント要素との軸間距離を変動させ、それに伴って中心照度がどのように変化するかシミュレーション試験を行った。
(その他の試験条件)
定格電力:65[w]
定格電圧:110[V]
ランプ光束:1100[lm]
反射鏡外径:50[mm](反射鏡開口径:41[mm])
反射鏡のタイプ:狭角タイプ(ビーム角:10[°]、誤差許容範囲:±2.5[°])
(試験結果)
シミュレーション試験の結果を図9に示す。図9に示すように、実施例1および比較例1のそれぞれにおいて、従来のフィラメント体が用いられたハロゲン電球に比べて中心照度の大きい上記軸間距離が存在することが確認でき、なおかつ、実施例1と比較例1とを比べると実施例1の中心照度が比較例1のそれより大きいことが確認できた。
(Comparative Example 1) The filament body of Comparative Example 1 includes four filament elements (coils), and each filament element (coil) is arranged as shown in
(contents of the test)
For each of the filament body of Example 1 and the filament body of Comparative Example 1, a filament element (hereinafter referred to as “central filament element”) disposed on the optical axis of the reflector is fixed under the following conditions, and the center A simulation test was conducted to determine how the central illuminance changes with the variation in the inter-axis distance between the filament element (hereinafter referred to as the “peripheral filament element”) and the central filament element that surrounds the filament element. It was.
(Other test conditions)
Rated power: 65 [w]
Rated voltage: 110 [V]
Lamp luminous flux: 1100 [lm]
Reflector outer diameter: 50 [mm] (Reflector opening diameter: 41 [mm])
Reflector type: narrow angle type (beam angle: 10 [°], error tolerance: ± 2.5 [°])
(Test results)
The result of the simulation test is shown in FIG. As shown in FIG. 9, in each of Example 1 and Comparative Example 1, it can be confirmed that there is the above-mentioned inter-axis distance having a large central illuminance as compared with a halogen bulb using a conventional filament body. When Example 1 was compared with Comparative Example 1, it was confirmed that the central illuminance of Example 1 was larger than that of Comparative Example 1.
(考察)
上記試験結果から、中央フィラメント要素から発せられる光束が周辺フィラメント要素に遮蔽されたために、周辺フィラメント要素の数が実施例1より多い比較例1において、中心照度が実施例1のそれに比べて低くなったと考えられる。
したがって、フィラメント体において、反射鏡の光軸に中央フィラメント要素が配され、その周囲に周辺フィラメント要素が配された構成を採用するとき、周辺フィラメント要素の数を増加させるに伴い、中心照度が低下傾向を示すと考えられる。
(Discussion)
From the above test results, since the luminous flux emitted from the central filament element is shielded by the peripheral filament element, in Comparative Example 1 where the number of peripheral filament elements is larger than that in Example 1, the central illuminance is lower than that in Example 1. It is thought.
Therefore, in the filament body, when the central filament element is arranged on the optical axis of the reflecting mirror and the peripheral filament element is arranged around it, the central illuminance decreases as the number of the peripheral filament elements is increased. It is thought that it shows a tendency.
{最適間隙評価試験}
実施の形態2のフィラメント体136において、中心照度を最も高くすることが可能な、中央フィラメント要素と周辺フィラメント要素との間隙を確認するために、シミュレーション試験および実測試験の両方の評価試験を行った。
フィラメント要素の寸法やその他の試験条件は、上記評価試験と同じであるので、説明を省略する。
{Optimum clearance evaluation test}
In the
Since the dimensions of the filament element and other test conditions are the same as those in the evaluation test, the description thereof is omitted.
(シミュレーション試験の内容)
上記評価試験において用いられた実施例1のフィラメント体を備えたハロゲン電球において、中央フィラメント要素と周辺フィラメント要素との間隙を変動させ、それに伴って変化する中心照度を測定し、最も高い中心照度の得られる最適間隙を探るべくシミュレーション試験を行った。
(Contents of simulation test)
In the halogen light bulb having the filament body of Example 1 used in the evaluation test, the gap between the central filament element and the peripheral filament element was varied, and the central illuminance changing along with it was measured. A simulation test was conducted to find the optimum gap.
(シミュレーション試験の結果)
シミュレーション試験の結果を図10に示す。図10に示すように、フィラメント要素どうしの間隙が0.015[mm]では、従来のフィラメント体を備えたハロゲン電球と比べて低いが、当該間隙が0.02[mm]から0.1[mm]までの間において、従来のものに比べて中心照度が増大し、かつ間隙の増大に伴って中心照度が上昇し、フィラメント要素同士の間隙が0.1[mm]から0.2[mm]の間において、中心照度が最大となり、フィラメント要素どうしの間隙が0.2[mm]以上では、当該間隙が大きくなるにしたがって、中心照度が低下し、したがって、フィラメント要素どうしの間隙が0.02[mm]以上1.3[mm]以下で従来のフィラメント体を備えたハロゲン電球に比べて中心照度が大きくなることが確認できた。
(Results of simulation test)
The result of the simulation test is shown in FIG. As shown in FIG. 10, when the gap between the filament elements is 0.015 [mm], the gap is lower than that of the halogen lamp provided with the conventional filament body, but the gap is 0.02 [mm] to 0.1 [mm]. mm], the central illuminance increases as compared to the conventional one, and the central illuminance increases as the gap increases, so that the gap between the filament elements is 0.1 [mm] to 0.2 [mm]. ], The central illuminance becomes maximum, and when the gap between the filament elements is 0.2 [mm] or more, the central illuminance decreases as the gap becomes larger. It was confirmed that the central illuminance was larger at 02 [mm] or more and 1.3 [mm] or less as compared with the halogen bulb provided with the conventional filament body.
(シミュレーション試験の結果についての考察)
フィラメント要素どうしの間隙がかぎりなく0[mm]に近いと、各コイルから発せられた光が各コイルに遮られてしまうために、中心照度が従来のものに比べて低下したと考えられる。そして、フィラメント要素どうしの間隙が0.1[mm]以上0.2[mm]以下で中心照度が最大となるのは、当該間隙の場合に上記中心照度寄与領域にフィラメント体の存在する割合が最も高くなると考えられ、当該間隙が0.2[mm]を超えると、当該中心照度寄与領域にフィラメント体の存在する割合が徐々に減り、その結果、当該間隙が1.3[mm]を越えた時点で、従来のものに比べて中心照度が低くなったと考えられる。
(Consideration of simulation test results)
When the gap between the filament elements is as close as possible to 0 [mm], the light emitted from each coil is blocked by each coil, so the central illuminance is considered to be lower than the conventional one. The central illuminance is maximized when the gap between the filament elements is 0.1 [mm] or more and 0.2 [mm] or less. In the case of the gap, the ratio of the filament body existing in the central illuminance contribution region is as follows. When the gap exceeds 0.2 [mm], the proportion of filament bodies existing in the central illuminance contribution region gradually decreases, and as a result, the gap exceeds 1.3 [mm]. At that time, the central illuminance is considered to be lower than the conventional one.
したがって、定格電圧等の制約下では、理論上、フィラメント要素どうしの間隙が0.02[mm]以上1.3[mm]以下であれば、従来のものに比べて中心照度の増大、集光効率の向上を図ることができると考えられる。
(実測試験の内容)
上記評価試験において用いられた実施例1のフィラメント体を備えたハロゲン電球において、中央フィラメント要素と周辺フィラメント要素との間隙を変動させ、それに伴って変化する中心照度を測定し、最も高い中心照度の得られる最適間隙を探るべく実測試験を行った。同時に、所望のビーム角が得られる最適間隙を探るべく、上記間隙を変動させながら、それに伴って変化するビーム角を実際に測定した。
但し、試験を簡素化するために、照明装置そのものではなく、公知のハロゲン電球(松下電器産業株式会社製、品番:JDR110V65WKN/5E11、ミラー最外径:50[mm]、ミラー開口径:41[mm])のうち、フィラメント体を、当該比較試験にかかるフィラメント体に置換したものを用いて比較試験を行った。
Therefore, under the restriction of the rated voltage and the like, theoretically, if the gap between the filament elements is 0.02 [mm] or more and 1.3 [mm] or less, the central illuminance is increased and the light is condensed as compared with the conventional one. It is thought that efficiency can be improved.
(Contents of actual test)
In the halogen light bulb having the filament body of Example 1 used in the evaluation test, the gap between the central filament element and the peripheral filament element was changed, and the central illuminance changing along with it was measured. An actual measurement test was conducted to find the optimum gap to be obtained. At the same time, in order to find the optimum gap at which a desired beam angle can be obtained, the beam angle that varies with the gap was actually measured while the gap was varied.
However, in order to simplify the test, not a lighting device itself but a known halogen bulb (Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., product number: JDR110V65WKN / 5E11, mirror outermost diameter: 50 [mm], mirror opening diameter: 41 [ mm]), the filament body was replaced with the filament body according to the comparative test, and a comparative test was performed.
比較試験では、サンプルのフィラメント体はいずれも、素線径が0.053[mm]、素線長さが463[mm]、そのピッチが0.074[mm]に設定され、タングステンを巻いてなるフィラメント要素を備えており、当該フィラメント要素では、その軸に垂直な平面において、輪郭は略トラック形状(長円形状)であり、上述した最大幅Wmaxが1[mm]、最小幅Wminが0.5[mm]に設定されている。 In the comparative test, the filament bodies of the samples were all set with a wire diameter of 0.053 [mm], a wire length of 463 [mm], and a pitch of 0.074 [mm], and wound with tungsten. The filament element has a substantially track shape (oval shape) in a plane perpendicular to the axis, and the maximum width Wmax is 1 [mm] and the minimum width Wmin is 0. .5 [mm] is set.
(実測試験の結果)
フィラメント要素同士の間隙と中心照度との関係を示した実測試験の結果を図11に、フィラメント要素同士の間隙とビーム角との関係を示した実測試験の結果を図12に示す。
図11から分かるように、当該間隙が0.3[mm]未満では、フィラメント要素どうしにおいて、アーク放電が発生し、また、短絡が発生したため、中心照度を測定することができず、当該間隙が0.3[mm]以上1.25[mm]未満では、中心照度が従来のものに比べて増大し、当該間隙が1.25[mm]以上では、中心照度が従来のものに比べて低くなった。
(Result of measurement test)
FIG. 11 shows the result of the actual measurement test showing the relationship between the gap between the filament elements and the central illuminance, and FIG. 12 shows the result of the actual measurement test showing the relationship between the gap between the filament elements and the beam angle.
As can be seen from FIG. 11, when the gap is less than 0.3 [mm], arc discharge occurs between the filament elements, and a short circuit occurs, so that the central illuminance cannot be measured. When the gap is 0.3 [mm] or more and less than 1.25 [mm], the central illuminance increases compared to the conventional one, and when the gap is 1.25 [mm] or more, the central illuminance is lower than the conventional one. became.
また、図12から分かるように、当該間隙が0.3[mm]未満では、上記の理由からビーム角を測定することができず、当該間隙が0.3[mm]以上0.75[mm]以下では、測定したビーム角が設定したビーム角の規格内(7.5度以上12.5度以下)に収まり、当該間隙が0.75[mm]より大きく1.1[mm]以下では、測定したビーム角が一般的に中角タイプと呼ばれるビーム角の下限(15度)を下回り、当該間隙が1.1[mm]より大きい場合では、測定したビーム角が一般的に中角タイプと呼ばれるビーム角の範囲に収まった。 As can be seen from FIG. 12, when the gap is less than 0.3 [mm], the beam angle cannot be measured for the above reason, and the gap is 0.3 [mm] or more and 0.75 [mm]. In the following, the measured beam angle is within the set beam angle standard (7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less), and when the gap is larger than 0.75 [mm] and 1.1 [mm] or less. When the measured beam angle is less than the lower limit (15 degrees) of the beam angle generally called the medium angle type and the gap is larger than 1.1 [mm], the measured beam angle is generally the medium angle type. It was within the range of the beam angle called.
(実測試験の結果についての考察)
上記試験結果から、定格電圧等の制約下では、設定したビーム角の規格(7.5度以上12.5度以下)を満たし、中心照度の増大、集光効率の向上を図るために、上記間隙は0.3[mm]以上0.75[mm]以下に設定されることが望ましい。なお、上記設定した規格(7.5度以上12.5度以下)を超えて、一般に中角タイプと呼ばれるビーム角の下限以下でも良いとするなら、上記間隙を0.3[mm]以上1.1[mm]以下に設定しても良い。
(Consideration on the result of actual measurement test)
From the above test results, in order to satisfy the set beam angle standard (7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less) under the constraints of the rated voltage, etc., and to increase the central illuminance and improve the light collection efficiency, The gap is preferably set to 0.3 [mm] or more and 0.75 [mm] or less. In addition, if it exceeds the set standard (7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less) and may be less than the lower limit of the beam angle generally called a medium angle type, the gap is set to 0.3 [mm] or more and 1 .1 [mm] or less may be set.
{中心照度および配光特性評価試験}
実施の形態2におけるフィラメント体136の構成によって、中心照度の増大および配光の均一化を図ることができることを確認するための評価試験を行った。
コイルの素線径、コイルの素線長、その他の条件は、中心照度(集光効率)比較試験で示したとおりであるので、ここでは説明を省略する。
{Center illuminance and light distribution characteristics evaluation test}
An evaluation test was performed to confirm that the configuration of the
Since the coil wire diameter, coil wire length, and other conditions are as shown in the central illuminance (light collection efficiency) comparison test, description thereof is omitted here.
当該評価試験にて用意したサンプルは以下のとおりである。
図13は、当該評価試験で用いられた各サンプルについて、コイル軸に垂直な平面におけるコイル配置を模式的に示した概略構成図である。
(比較例1) 図13(a)は、比較例1のフィラメント体を、二次コイルの軸に垂直な平面において切断した概略断面図である。図13(a)に示すように、比較例1のフィラメント体は、所謂2重巻きコイルであり、詳細には、フィラメント体を螺旋状に巻いてなる1次コイルがさらに巻かれて2次コイルを形成している。
Samples prepared in the evaluation test are as follows.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram schematically showing a coil arrangement in a plane perpendicular to the coil axis for each sample used in the evaluation test.
(Comparative example 1) Fig.13 (a) is the schematic sectional drawing which cut | disconnected the filament body of the comparative example 1 in the plane perpendicular | vertical to the axis | shaft of a secondary coil. As shown in FIG. 13 (a), the filament body of Comparative Example 1 is a so-called double-winding coil, and more specifically, a primary coil obtained by winding the filament body in a spiral shape is further wound to form a secondary coil. Is forming.
(比較例2) 図13(b)は、比較例2のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(b)に示すように、比較例2のフィラメント体では、4つのフィラメント要素(コイル)が設けられ、コイル巻き軸に垂直な平面において、略トラック(長円)状のコイル(フィラメント要素)が四方に配され、2つのフィラメント要素(コイル)の最大幅部をX軸が跨り、そして、残り2つのフィラメント要素(コイル)の最大幅部をY軸が跨って、かつX軸とY軸との直交点と反射鏡の光軸とが重なるように4つのフィラメント要素が配されている。 (Comparative example 2) FIG.13 (b) is sectional drawing which cut | disconnected the filament body of the comparative example 2 in the plane perpendicular | vertical to the central axis. As shown in FIG. 13 (b), in the filament body of Comparative Example 2, four filament elements (coils) are provided, and a substantially track (oval) coil (filament element) in a plane perpendicular to the coil winding axis. ) Are arranged in four directions, the X axis spans the maximum width of the two filament elements (coils), and the Y axis straddles the maximum width of the remaining two filament elements (coils). Four filament elements are arranged so that a point perpendicular to the axis and the optical axis of the reflecting mirror overlap.
(比較例3) 図13(c)は、比較例3のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(c)に示すように、比較例3のフィラメント体は、コイル巻き軸に垂直な平面において、比較例2のフィラメント体を、X軸とY軸との直交点を軸にして45[°]回転させ、上記直交点を通りかつ最大幅部を跨ぐ中心線が45[°]の角度をもって配された隣り合うコイル(フィラメント要素)の最小間隙に反射鏡の光軸が配されるように、すなわちフィラメント体の中心軸が当該光軸からずれるように配されている。 (Comparative example 3) FIG.13 (c) is sectional drawing which cut | disconnected the filament body of the comparative example 3 in the plane perpendicular | vertical to the central axis. As shown in FIG. 13 (c), the filament body of Comparative Example 3 is 45 [about the axis perpendicular to the X and Y axes on the plane perpendicular to the coil winding axis. °] so that the optical axis of the reflecting mirror is arranged in the minimum gap between adjacent coils (filament elements) in which the center line passing through the orthogonal point and straddling the maximum width portion is arranged at an angle of 45 °. In other words, the central axis of the filament body is arranged so as to deviate from the optical axis.
(比較例4) 図13(d)は、比較例4のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した概略断面図である。図13(d)に示すように、比較例4のフィラメント体では、3つのフィラメント要素(コイル)が設けられ、コイル巻き軸に垂直な平面において、略トラック(長円)状のコイル(フィラメント要素)が、フィラメント要素(コイル)の中心軸を結ぶと直角二等辺三角形状となるように配され、かつ当該二等辺の交点が反射鏡の光軸と重なるように配されている。 (Comparative example 4) FIG.13 (d) is the schematic sectional drawing which cut | disconnected the filament body of the comparative example 4 in the plane perpendicular | vertical to the central axis. As shown in FIG. 13 (d), in the filament body of Comparative Example 4, three filament elements (coils) are provided, and a substantially track (oval) coil (filament element) in a plane perpendicular to the coil winding axis. ) Are arranged so as to form a right-angled isosceles triangle when connecting the central axes of the filament elements (coils), and the intersection of the isosceles overlaps the optical axis of the reflecting mirror.
(実施例1) 図13(e)は、実施例1のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(e)に示すように、実施例1のフィラメント体は、実施の形態1で示したフィラメント体と同じであり、当該フィラメント体では、コイル巻き軸に垂直な平面において、2つのフィラメント要素(コイル)131,132の最短幅を跨ぐ中心線がY軸と重なるように配され、Y軸とX軸とが直交し、当該直交点と反射鏡の光軸とが重なるように配されている。
(Example 1) FIG.13 (e) is sectional drawing which cut | disconnected the filament body of Example 1 in the plane perpendicular | vertical to the central axis. As shown in FIG. 13 (e), the filament body of Example 1 is the same as the filament body shown in
(実施例2) 図13(f)は、実施例2のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(f)に示すように、実施例2のフィラメント体は、実施の形態2で示したフィラメント体と同じであり、当該フィラメント体では、コイル巻き軸に垂直な平面において、3つのフィラメント要素(コイル)131,132,133それぞれの最小幅部を跨ぐ中心線がX軸上に配され、フィラメント要素131の最大幅部を跨ぐ中心線がY軸上に配され、当該X軸と当該Y軸とが直交し、当該直交点と反射鏡の光軸とが重なるように配されている。
(Example 2) FIG.13 (f) is sectional drawing which cut | disconnected the filament body of Example 2 in the plane perpendicular | vertical to the central axis. As shown in FIG. 13 (f), the filament body of Example 2 is the same as the filament body shown in
(実施例3) 図13(g)は、実施例3のフィラメント体を、その中心軸に垂直な平面において切断した断面図である。図13(g)に示すように、実施例3のフィラメント体は、コイル巻き軸に垂直な平面において、フィラメント要素(コイル)の最大幅と最小幅との比が実施例2のフィラメント体と異なるのみであるので、その他の説明は省略する。当該フィラメント体を構成する各フィラメント要素は、コイル巻き軸に垂直な平面において、最大幅と最小幅との比が3:1となるように形成されている。 (Example 3) FIG.13 (g) is sectional drawing which cut | disconnected the filament body of Example 3 in the plane perpendicular | vertical to the central axis. As shown in FIG. 13 (g), the filament body of Example 3 is different from the filament body of Example 2 in the ratio between the maximum width and the minimum width of the filament element (coil) in a plane perpendicular to the coil winding axis. Therefore, other description is omitted. Each filament element constituting the filament body is formed so that the ratio of the maximum width to the minimum width is 3: 1 in a plane perpendicular to the coil winding axis.
(評価試験の内容)
上記各サンプルを既述の条件で点灯させ、光源から1[m]離れた照射面における中心照度を測定し、比較例1の中心照度を基準とした各サンプルの照度比を求め、そして、図13で示したX軸、Y軸に対応した照射面でのそれらにおけるビーム角を測定し、その測定結果から照射面における配光の均一化を評価した。なお、評価基準は以下のとおりである。すなわち、X軸,Y軸におけるビーム角が7.5度以上12.5度以下であり、なおかつX軸およびY軸のうちいずれか一方におけるビーム角を基準にして他方のビーム角との差を算出したとき、当該差が、狭いほうのビーム角の10%以下である場合に照射面における配光の均一性が良いと判定した。
(Contents of evaluation test)
Each of the above samples is turned on under the above-described conditions, the central illuminance at the irradiation surface 1 [m] away from the light source is measured, the illuminance ratio of each sample is obtained with reference to the central illuminance of Comparative Example 1, and FIG. The beam angles at the irradiation surfaces corresponding to the X-axis and Y-axis indicated by 13 were measured, and the uniformity of light distribution on the irradiation surface was evaluated from the measurement results. The evaluation criteria are as follows. That is, the beam angle in the X axis and the Y axis is 7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less, and the difference from the other beam angle with respect to the beam angle in one of the X axis and the Y axis is determined. When calculated, when the difference was 10% or less of the narrower beam angle, it was determined that the uniformity of light distribution on the irradiated surface was good.
(評価試験の結果) (Results of evaluation test)
評価試験の結果を表1に示す。表1に示すように、比較例1のサンプルの中心照度ならびにビーム角を基準にして、その他のサンプルを評価すると、比較例2のサンプルでは、X軸のビーム角とY軸のそれとの間に大差はないが、いずれのビーム角も所望のビーム角である7.5度以上12.5度以下の範囲を大幅に上回り、なおかつ、中心照度が比較例1のそれに比べて低く(照度比にして12%減)、照射面において、同心円に近い配光が得られるが、中心部が暗く、配光の均一化を図れていない。 The results of the evaluation test are shown in Table 1. As shown in Table 1, when the other samples were evaluated based on the central illuminance and beam angle of the sample of Comparative Example 1, the sample of Comparative Example 2 was between the X-axis beam angle and that of the Y-axis. Although there is no big difference, all the beam angles are significantly higher than the desired beam angle range of 7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less, and the central illuminance is lower than that of Comparative Example 1 (the illuminance ratio is reduced). However, the light distribution near the concentric circle is obtained on the irradiated surface, but the central portion is dark and the light distribution cannot be made uniform.
また、比較例3のサンプルでは、比較例1のサンプルに比べて中心照度が増大しているが(照度比にして17%増)、Y軸のビーム角が、12.5度を超えており、そのうえX軸のそれに比べて大きく、照射面において、配光がいびつで、同心円には程遠く、配光の均一化を図れていない。
そして、比較例4のサンプルでは、比較例1のサンプルに比べて中心照度が増大しているが(照度比にして40%増)、X軸のビーム角が7.5度を下回り、Y軸のそれに比べて小さく、照射面において、配光がいびつで、同心円には程遠く、配光の均一化を図れていない。
In the sample of Comparative Example 3, the central illuminance is increased as compared with the sample of Comparative Example 1 (increased by 17% in terms of the illuminance ratio), but the Y-axis beam angle exceeds 12.5 degrees. In addition, it is larger than that of the X axis, and the light distribution is irregular on the irradiated surface, far from the concentric circles, and the light distribution cannot be made uniform.
In the sample of Comparative Example 4, the central illuminance is increased compared to the sample of Comparative Example 1 (increased by 40% in terms of illuminance ratio), but the X-axis beam angle is less than 7.5 degrees, and the Y-axis The light distribution is irregular on the irradiated surface, far from the concentric circles, and the light distribution cannot be made uniform.
これらに対して、実施例1のサンプルでは、中心照度が比較例1のそれと比べて増大し(照度比にして28%増)、なおかつ、X軸のビーム角とY軸のそれとが大差なく、かついずれのビーム角も7.5度以上12.5度以下の範囲に収まり、所望の狭いビーム角が得られると共に配光の均一化を図ることができる。
また、実施例2のサンプルでは、X軸のビーム角とY軸のそれとが大差なく、かついずれのビーム角も7.5度以上12.5度以下の範囲に収まり、所望の狭いビーム角が得られるとともに中心照度が実施例1に比べて大きく、配光の均一化をよりいっそう図ることができる。
On the other hand, in the sample of Example 1, the central illuminance increases compared to that of Comparative Example 1 (increased by 28% as the illuminance ratio), and the X-axis beam angle and the Y-axis do not differ greatly. Each beam angle falls within the range of 7.5 degrees or more and 12.5 degrees or less, so that a desired narrow beam angle can be obtained and the light distribution can be made uniform.
Further, in the sample of Example 2, the X-axis beam angle and that of the Y-axis do not differ greatly, and both of the beam angles are within the range of 7.5 degrees to 12.5 degrees, and a desired narrow beam angle is obtained. As a result, the central illuminance is larger than that of the first embodiment, and the light distribution can be made more uniform.
そして、実施例3のサンプルでは、X軸のビーム角とY軸のそれとが大差なく、かついずれのビーム角も7.5度以上12.5度以下の範囲に収まり、所望の狭いビーム角が得られるとともに中心照度が実施例2に比べて大きく、配光の均一化をよりいっそう図ることができる。
(考察)
上記結果および考察から、実施例2のサンプルでは、実施例1のサンプルに比べて周辺フィラメント要素(コイル)の数を減らしたことによって、中心フィラメント要素から発せられた光が周辺フィラメント要素に遮られることを抑制することができ、その結果、中心照度を増大させることができたと考えられる。
In the sample of Example 3, the X-axis beam angle and that of the Y-axis are not significantly different, and both beam angles are within the range of 7.5 degrees to 12.5 degrees, and a desired narrow beam angle is obtained. As a result, the central illuminance is larger than that of the second embodiment, and the light distribution can be made even more uniform.
(Discussion)
From the above results and discussion, in the sample of Example 2, the light emitted from the central filament element is blocked by the peripheral filament element by reducing the number of peripheral filament elements (coils) compared to the sample of Example 1. This can be suppressed, and as a result, the central illuminance can be increased.
そのうえ、比較例4のサンプルおよび実施例2のサンプルにおける上記結果、考察から、フィラメント要素の巻き軸が同一平面上に配されるように、フィラメント要素をバルブ内に設けることによって、配光の均一化を図ることができたと考えられる。
さらに、上記結果および考察から、実施例3のサンプルのように、フィラメント要素の巻き軸に垂直な平面での各フィラメント要素の略トラック(長円)状の輪郭において、最大幅を最小幅に比べて大きくするにしたがって、各フィラメント要素の巻き軸方向の長さを短縮することができ、それによって上記中心照度寄与領域にフィラメント体が存在する割合を増大させることができ、したがって、よりいっそう中心照度を増大させることができると考えられる。ただし、最大幅を最小幅に比べて大きくするにしたがって、耐衝撃性、耐振動性および寿命が低下傾向を示すと考えられるので、当該弊害を抑制できる限度において、最大幅を最小幅に比べて大きくすることがより好ましいと考えられる。
(実施の形態3)
図14は、実施の形態3における反射鏡付きハロゲン電球の概略断面図である。
In addition, from the above results and considerations in the sample of Comparative Example 4 and the sample of Example 2, it is possible to obtain a uniform light distribution by providing the filament element in the bulb so that the winding axis of the filament element is arranged on the same plane. It is thought that we were able to plan.
Further, from the above results and discussion, the maximum width is compared with the minimum width in the substantially track (oval) -shaped contour of each filament element in a plane perpendicular to the winding axis of the filament element as in the sample of Example 3. The length in the winding axis direction of each filament element can be shortened as the size increases, thereby increasing the proportion of filament bodies present in the central illuminance contribution region, and thus the central illuminance is further increased. Can be increased. However, as the maximum width is increased compared to the minimum width, the impact resistance, vibration resistance, and life expectancy will tend to decrease. It is considered that it is more preferable to enlarge it.
(Embodiment 3)
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a halogen light bulb with a reflector in the third embodiment.
図14に示すように、本発明の第3の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球137は、ミラー径φ5が35[mm]〜100[mm]、例えば最外径50[mm]の凹面状の反射鏡138と、この反射鏡138の内部に配置されたハロゲン電球139と、反射鏡138の端部に取り付けられた例えばE形の口金140とを備えている。
As shown in FIG. 14, the third rated
ハロゲン電球139のバルブ142の長手方向の中心軸X8は、反射鏡138の光軸Y7と略一致している。
反射鏡138は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部143を、他端部に筒状のネック部144をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面145が形成されている。開口部143には、前面ガラス146が設けられ、かつ公知の止め金具(図示せず)によって固定されている。前面ガラス146の固定方法としては、止め金具に代えて公知の接着剤(図示せず)を用いたり、止め金具と接着剤とを併用したりすることもできる。もっとも、前面ガラス146は必ずしも設ける必要はない。
A central axis X 8 in the longitudinal direction of the
The reflecting
ネック部144の外側には、口金140がこのネック部144のほぼ全体を覆うように設けられ、接着剤147を介して固着されている。一方、ネック部144内には、ハロゲン電球139の封止部148が挿入され、同じく接着剤147を介して固着されている。
反射面145には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。反射面145には必要に応じてファセットを形成してもよい。
A
In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS), or the like is formed on the
ハロゲン電球139は、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ142と、上記した本発明の第13の実施の形態である照明装置110におけるハロゲン電球114で用いられている発光体127とを備えている。つまり、ハロゲン電球139は、バルブ142の形状が異なる点を除いてハロゲン電球114と同じ構成を有している。したがって、ハロゲン電球139の構成の詳細については、主にハロゲン電球114の構成と異なる点について説明する。
The
発光体127の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線128の一端部がそれぞれ電気的に、かつ機械的に接続されている。内部リード線128の他端部は、封止部148に封止されているモリブデン製の金属箔129を介して外部リード線130の一端部に接続されている。外部リード線130の他端部は、バルブ142の外部に導出しており、口金140の端子部分141a,141bにそれぞれ電気的に接続されている。
For example, one end of an
バルブ142には、封止切りの残痕であるチップオフ部149、一端部(チップオフ部148側の端部)がテーパ状になった略円筒形状の発光部150、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148がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブ142の外面には可視光透過赤外線反射膜が形成されていないが、必要に応じて発光部150等の外面に可視光透過赤外線反射膜を形成してもよい。
The
なお、バルブ142の形状としてはチップオフ部149、一端部がテーパ状になった略円筒形状の発光部150、および封止部148がそれぞれ順次連なって形成されたものに限らず、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、テーパ部分のない略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部、筒部および封止部がそれぞれ順次連なって形成されたバルブ、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いることができる。もちろん、発光部の形状として略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。
The shape of the
発光体127は、図4および図5に示すように、並置された複数の、例えば4つのコイル131,132,133,134を有している。これら4つのコイル131,132,133,134は、電気的に直列接続されている。また、この発光体127は、反射鏡138に対するその位置が反射鏡138の焦点F7を含む位置にある。つまり、発光体127を、4つのコイル131,132,133,134を一体的に見立てて一つの柱体(図4および図5の破線で示す部分)としたとき、焦点F7がその柱体の内部または表面上に位置している。したがって、実際の発光体127で見た場合、その焦点F7はコイル131,132,133,134の内部もしくは表面上、または各コイル(131,132)、(131,133)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)同士の間に位置している。図14に示す例では、発光体127の中心点が反射鏡138の焦点F7上にほぼ位置している。もっとも、図5に示すように発光体の表面上の点F0が焦点F7上に位置していてもよい。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
なお、図14では、コイル131,132,133,134を一体化し、発光体127を一つの柱体と捉えて模式的に示している。
次に、各コイル131,132,133,134の位置関係は、図4および図5に示すとおりである。
すなわち、図4に示すとおり各々のコイル131,132,133,134の一端面は略同一平面上にある。また、コイル131,132,133,134のコイル長Ls4が全て同じであるために、各々のコイル131,132,133,134の他端面も略同一平面上にある。特に、コイル131,132,133,134の端面のうち、封止部120とは反対側の端面は、それぞれ略同一平面上に位置していることが好ましい。これにより、各コイル131,132,133,134によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
In FIG. 14, the
Next, the positional relationship between the
That is, as shown in FIG. 4, the one end surfaces of the
また、図5に示すとおり各コイル131,132,133,134をその長手方向から見た場合において、コイル131とコイル133とは、バルブ142の長手方向の中心軸X7を挟んで1.2[mm]の間隔をあけて対向し、かつ各コイル131,133の長軸方向b41(b43)が略一致しつつ、その中心軸X7に対して垂直に交わるように配置されている。一方、コイル132とコイル134とは、バルブ142の長手方向の中心軸X7を挟んで0.4[mm]の間隔をあけて対向し、かつ各コイル132,134の長軸方向b42(b44)が略一致しつつ、その中心軸X7に対して垂直に交わるように配置されている。そして、長軸方向b41(b43)と長軸方向b42(b44)とは垂直に交わっており、その交点は中心軸X7上にある。
In addition, as shown in FIG. 5, when each
ここで、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)は、コンパクトな発光体127を得るために可能な限り接近していることが好ましい。しかし、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接近しすぎていると、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった際、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)がその振動によって接触して短絡するおそれがある。また、コイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が最も隣接している部分は、その他の部分よりもコイル131,132,133,134の温度が高くなるために、タングステン線のタングステンの蒸発が激しく、短寿命になるおそれがある。そこで、点灯中、ハロゲン電球114に振動が加わった場合でも、隣合うコイル同士(131,132)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)が接触して短絡するのを防止するとともに、短寿命化を防止するために、0.2[mm]以上にすることが好ましい。
Here, adjacent coils (131, 132), (131, 134), (132, 133), (132, 134), (133, 134) are as long as possible in order to obtain a compact
以上のとおり本発明の第3の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球137の構成によれば、第一に一重巻きコイルを用いているので、多重巻きコイルとは異なり耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重巻きコイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重巻きコイルを分割して複数化し、しかもコイル131,132,133,134(図4、図5参照)を長手方向から見た外形形状が略円形形状とは異なる形状となるようにしているので、発光体127として光軸Y7方向に対して十分に短縮化することができる。その結果、反射鏡138内における中心照度に寄与する領域に存在する発光体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。
As described above, according to the configuration of the reflector-equipped halogen
また、このように中心照度を向上させることができるために、従来の反射鏡付きハロゲン電球のように可視光透過赤外線反射膜を形成して中心照度を向上させる必要がなくなり、つまり従来の二重巻きコイルを用いた反射鏡付きハロゲン電球であって、バルブの外面に可視光透過赤外線反射膜が形成されているものの中心照度とほぼ同じ中心照度を得ることができる。その結果、可視光透過赤外線反射膜自体のコストやそのプロセスにかかるコストを削減することができ、また膜形成のためのプロセスを省くことができるので、生産効率を大幅に向上させることができる。 In addition, since the central illuminance can be improved in this way, it is not necessary to improve the central illuminance by forming a visible light transmitting infrared reflecting film like a conventional halogen lamp with a reflector. A halogen light bulb with a reflector using a wound coil, in which a visible light transmitting infrared reflective film is formed on the outer surface of the bulb, can obtain a central illuminance substantially the same as the central illuminance. As a result, the cost of the visible light transmitting infrared reflecting film itself and the cost for the process can be reduced, and the process for forming the film can be omitted, so that the production efficiency can be greatly improved.
なお、上記した本発明の第3の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球137においても、図4および図5に示すフィラメント体127に代えて、実施の形態2のフィラメント体136を用いた場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態4)
次に、本発明の第4の実施の形態である照明装置は、本発明の第3の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球137が図1に示す本発明の第1の実施の形態である照明装置110の照明器具113(反射鏡112を除く)に取り付けられている点を除いて本発明の第1の実施の形態である照明装置110と同じ構成を有している。
In the
(Embodiment 4)
Next, in the lighting device according to the fourth embodiment of the present invention, the
以上のとおり本発明の第4の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、第一に一重巻きコイルを用いているので、多重巻きコイルとは異なり耐振動性を高くすることができ、ピッチを多重巻きコイルのピッチに比して十分に小さくすることができるとともに、第二に一重巻きコイルを分割して複数化し、しかもコイル131,132,133,134(図4,5参照)を長手方向から見た外形形状が略円形形状とは異なる形状となるようにしているので、発光体127(図1等参照)として光軸Y6方向に対して十分に短縮化することができる。その結果、反射鏡138(図14参照)内における中心照度に寄与する領域に存在する発光体127の割合を増加させることができ、集光効率を向上させることができる。
As described above, according to the configuration of the lighting device according to the fourth embodiment of the present invention, since the single-winding coil is used first, unlike the multiple-winding coil, the vibration resistance can be increased. The pitch can be made sufficiently smaller than the pitch of the multi-winding coil, and secondly, the single-winding coil is divided into a plurality of coils, and the
なお、上記した本発明の第4の実施の形態にかかる照明装置においても、図4および図5に示すフィラメント体127に代えて、実施の形態2で用いられたフィラメント体136を用いた場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態5)
以下、本発明の最良な実施の形態について、図面を用いて説明する。
In the lighting device according to the fourth embodiment of the present invention described above, the
(Embodiment 5)
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
図15に示すように、本発明の第1の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球1は、凹面状の反射鏡2と、この反射鏡2の内部に配置されたハロゲン電球3と、反射鏡2の端部に取り付けられた例えばE形の口金4とを備えている。
本実施の形態において、反射鏡2のミラー径φ1は、35[mm]以上100[mm]以下であれば良く、本実施の形態では、50[mm]に設定している。
As shown in FIG. 15, the
In this embodiment, the mirror diameter phi 1 of the reflecting
ハロゲン電球3の長手方向の中心軸X1は、反射鏡2の光軸Y1と略一致している。
反射鏡2は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部5を、他端部に筒状のネック部6をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる反射面7が形成されている。反射面7には必要に応じてファセットを形成してもよい。
A central axis X 1 in the longitudinal direction of the
The reflecting
開口部5には、前面ガラス8が設けられ、かつ公知の止め金具(図示せず)、公知の接着剤(図示せず)またはそれらの併用によって固定されている。もっとも、前面ガラス8は必ずしも設ける必要はない。
ネック部6の外側には、口金4がこのネック部6のほぼ半分を覆うように設けられ、接着剤9を介して固着されている。一方、ネック部6内には、後述するハロゲン電球3の封止部12が挿入され、同じく接着剤9を介して固着されている。
A
On the outside of the
反射面7には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。
ハロゲン電球3は、封止切りの残痕であるチップオフ部10、略円筒状の発光部11、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12がそれぞれ順次連なって形成された石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ13と、発光体であるフィラメント体14、内部リード線15、金属箔16および外部リード線17がそれぞれ順次接続された組立体18とを有している。
In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS) or the like is formed on the reflecting
The
バルブ13の外面には、必要に応じて可視光透過赤外線反射膜を形成してもよい。
発光部11内には、既述のフィラメント体14が配置されているとともに、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。フィラメント体14の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線15の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線15の他端部は、封止部12に封止されているモリブデン製の金属箔16を介して外部リード線17の一端部に接続されている。外部リード線17の他端部は、バルブ13の外部に導出しており、口金4の端子部分4a,4bにそれぞれ電気的に接続されている。
A visible light transmitting infrared reflecting film may be formed on the outer surface of the
In the
フィラメント体14は、図16および図17に示すように直線状に伸びた複数の1重巻きコイルからなり、各々が、例えばタングステン製であって、かつ各々が電気的に直列接続されている1つの中央フィラメント要素19と3つの周辺フィラメント要素20,21,22とから構成されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
なお、図16および図17では、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22をそれぞれ模式的に円柱体として描いている。
中央フィラメント要素19は、その長手方向の中心軸a1が反射鏡2の光軸Y1上に略位置している。周辺フィラメント要素20,21,22は、中央フィラメント要素19の周りに、その長手方向の中心軸b1,c1,d1が中央フィラメント要素19の長手方向の中心軸a1と略平行になるように配置されている。また、これら3つの周辺フィラメント要素20,21,22は、図17に示すように、各々の長手方向の中心軸b1,c1,d1と中央フィラメント要素19の長手方向の中心軸a1に対して垂直な任意の平面P1とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、中央フィラメント要素19の長手方向の中心軸a1上の点を重心(「図心」)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、中央フィラメント要素19と各々の周辺フィラメント要素20,21,22との間の距離D1は全て略等しく、かつある一つの周辺フィラメント要素20(21または22)とこれと隣り合う二つの周辺フィラメント要素21,22(20,22または20,21)との間の距離D2はそれぞれ略等しいことを意味している。
16 and 17, the
The
なお、ここで言う「略位置している」とは、理想的には中心軸a1が反射鏡2の光軸Y1上に完全に位置していることが好ましいが、製造工程における位置合わせ精度のばらつきによって実用上、中心軸a1が反射鏡2の光軸Y1からずれる場合があり、その場合も含むことを意味している。また、「略平行」および「略正三角形」についても、フィラメント体14の組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行および完全な正三角形からずれた位置関係およびずれた形状になる場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D1および距離D2が「略等しい」もこれと同様である。
Here, the "are substantially position", it is preferable that the ideal center axis a1 is positioned completely on the optical axis Y 1 of the reflecting
また、中央フィラメント要素19は、図16に示すように反射面7を形成している回転体の焦点F1の位置を含み、かつ中央フィラメント要素19の中心軸a1上にある中心点A1が上記焦点F1の位置よりも開口部5とは反対側に位置するように配置されている。また、周辺フィラメント要素20,21,22もこれに準じており、各周辺フィラメント要素20,21,22は、それぞれ後述する反射鏡2内の点Fb1,Fc1,Fd1(図16では、点Fb1,Fc1のみを図示する)の位置を含み、かつ各周辺フィラメント要素20,21,22の中心軸b1,c1,d1上にある中心点B1,C1,D1(図16では、点B1,C1のみを図示する)が上記の点Fb1,Fc1,Fd1の位置よりも開口部5とは反対側に位置するように配置されている。ただし、点Fb1,Fc1,Fd1は、反射面7を形成している回転体の焦点F1の位置を含むとともに反射鏡2の光軸Y1に対して垂直に交わる平面Q1と、中心軸b1,c1,d1との交点をそれぞれ示す。一例として、焦点F1と中心点A1との間の距離は2.35[mm]であり、点Fb1,Fc1,Fd1と中心点B1,C1,D1との間の距離はそれぞれ1.21[mm]である。
Further, the
ここで、周辺フィラメント要素20,21,22の開口部5側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各周辺フィラメント要素20,21,22によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
このようなフィラメント体14は、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22が一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。
Here, it is preferable that the ends on the
In such a
中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長は、中央フィラメント要素19のコイル長をLC1[mm]、周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長をLS1[mm]とした場合、後述する理由により、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たすように設定されている。ただし、各周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1はそれぞれ略等しい。もちろん、「略等しい」とは、上記と同様にコイルの製造工程上におけるばらつきによって、各々のコイル長LS1がばらつく場合も含むことを意味している。
The coil lengths of the
一般的に、フィラメント体14のコイルを構成するタングステン線の長さはハロゲン電球3の定格電力に応じて決定される。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球3に用いられるもののタングステン線の長さは例えば420[mm]〜480[mm]、定格電力20[W]のハロゲン電球3に用いられるもののタングステン線の長さは例えば250[mm]〜300[mm]、定格電力100[W]のハロゲン電球3に用いられるもののタングステン線の長さは例えば540[mm]〜620[mm]である。したがって、各コイル長LC1,LS1は、コイルのピッチ(隣り合うコイル部分同士の間隔)pやコイルの最大外径R1を適宜変更することによって調整することができる。その一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球3に用いられるものの場合、その一重巻きのコイルのピッチpは、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22のいずれにおいても0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。また、その一重巻きのコイルの最大外径R1は、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22のいずれにおいても0.5[mm]〜1.2[mm]の範囲に設定されている。
Generally, the length of the tungsten wire constituting the coil of the
また、中央フィラメント要素19と各々の周辺フィラメント要素20,21,22との間の距離D1は、それぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。これにより、上記従来のハロゲン電球に比べて、上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体14の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができ、また点灯中、中央フィラメント要素19と周辺フィラメント要素20,21,22との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素19や周辺フィラメント要素20,21,22が断線するのを防止することができる。一方、距離D1が0.1[mm]未満の場合、点灯中、中央フィラメント要素19と周辺フィラメント要素20,21,22との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素19や周辺フィラメント要素20,21,22が断線するおそれがある。また、距離D1が2.2[mm]を超える場合、上記従来のハロゲン電球に比べて、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体14の密度が小さくなり、中心照度を極めて十分に高くすることができなくなったり、周辺フィラメント要素20,21,22によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大したりするおそれがある。
The distance D 1 of the between the
ここで、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができるが、中心照度をより大きくするという観点からは、二重巻きコイルや三重巻きコイルに比してピッチpを小さくすることができ、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体14の密度をより大きくすることができる一重巻きコイルを用いることが好ましい。
Here, as the coils constituting the
次に、中央フィラメント要素19のコイル長をLC1[mm]、周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長をLS1[mm]とした場合、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。
まず、上記した定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球1について、中央フィラメント要素19のコイル長LC1、および周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1を表2に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ5本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、そのビーム角(度)および中心照度[lx]を調べたところ、表2および図18(LS1/LC1とビーム角との関係)に示すとおりの結果が得られた。また、代表的な配光曲線としてLS1/LC1=0.9の場合のものを図19に、LS1/LC1=0.6の場合のものを図20にそれぞれ示した。
Next, assuming that the coil length of the
First, with respect to the
なお、作製した各サンプルにおいて、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22はいずれも一重巻きコイルからなり、そのピッチpが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径R1が0.65[mm]のものを用いた。また、距離D1は1.5[mm]である。
また、表2中、「ビーム角」は5本のサンプルの平均値を示す。ビーム角は現在市販されているものの主流である10度(許容範囲:7.5度〜12.5度)を評価基準とした。
In each sample prepared, the
In Table 2, “beam angle” indicates an average value of five samples. The beam angle of 10 degrees (allowable range: 7.5 degrees to 12.5 degrees), which is the mainstream of those currently on the market, was used as an evaluation standard.
さらに、「中心照度」は5本のサンプルの平均値を示す。現在、市販されているビーム角10度の定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球(以下、「従来品」という)では、その中心照度が例えば6500[cd]である。そこで、評価基準としては、市場からの要望等を考慮し、従来品の中心照度(6500[lx]、中心光度換算で6500[cd])に対して約10%増し、つまり7200[lx](中心光度換算で7200[cd])以上を評価基準とした。 Further, “center illuminance” indicates an average value of five samples. Currently, a commercially available halogen bulb with a reflector (hereinafter referred to as “conventional product”) with a rated power of 65 [W] (rated voltage 110 [V]) with a beam angle of 10 degrees has a central illuminance of, for example, 6500 [cd]. ]. Therefore, as an evaluation standard, considering the demand from the market, etc., it is increased by about 10% with respect to the central illuminance of the conventional product (6500 [lx], 6500 [cd] in terms of central luminous intensity), that is, 7200 [lx] The evaluation standard was 7200 [cd]) or more in terms of central luminous intensity.
表2から明らかなように、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS1/LC1=(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx]、中心光度換算で6500[cd])を越える8500[lx](中心光度換算で8500[cd])以上であり、しかもそのビーム角は7.5度〜12.5度の範囲にあり、いずれも上記した評価基準を満たすことがわかった。このことは図19および図20に示す配光曲線からも明らかであり、照射面における中心部分の照度は高く、照射光がその中心部分の周辺領域へ広がっていない。一方、LS1/LC1>0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS1/LC1=(1.0)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx]、中心光度換算で6500[cd])を越えており上記した評価基準を満足するものの、そのビーム角は13.0度であって上記した評価基準を満たさないことがわかった。また、LS1/LC1<0.2なる関係式を満たす場合、例えばLS/LC=(0,0.1)の場合、そのビーム角は7.5度であって上記した評価基準を満足するものの、その中心照度は上記した評価基準を満たさないことがわかった。このような結果となった理由については次のように考えられる。LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たし、中央フィラメント要素19のコイル長LC1を周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1に対して適度な範囲で相対的に長くすることにより、照射面における中心部分の周辺領域の照度の増減に大きく寄与する周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1を適度に短くすることができる一方、その分、照射面における中心部分の照度(中心照度)の増減に大きく寄与する中央フィラメント要素19のコイル長LC1をできるだけ長くすることができる。その結果、第一に、周辺フィラメント要素20,21,22による照射面の中心部分に対する照度の増大への寄与を残しつつ、照射面における中心部分の周辺領域の照度を可能な限り低減することができる。第二に、中央フィラメント要素19のコイル長LC1の増大によって照射面の中心部分への照度を一層増大させることができる。そして、これらの結果が重なり合って図19および図20に示すような良好な配光曲線が得られたと考えられる。しかしながら、LS1/LC1<0.2なる関係式を満たしてしまうと、中央フィラメント要素19のコイル長LC1は長くなるものの、反射鏡2内における中心照度寄与領域から外れる部分も多くなる上、中央フィラメント要素19のコイル長LC1に対する周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1の相対的な長さがあまりにも小さくなりすぎ、周辺フィラメント要素20,21,22を設置した効果が著しく減ってしまったと考えられる。一方、LS1/LC1>0.9なる関係式を満たす場合では、中央フィラメント要素19のコイル長LCが周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長LS1に対して相対的に十分長くないので、周辺フィラメント要素20,21,22によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大してしまい、所望のビーム角が得られなかったと考えられる。
As is apparent from Table 2, when the relational expression 0.2 ≦ L S1 / L C1 ≦ 0.9 is satisfied, for example, L S1 / L C1 = (0.2, 0.3, 0.4, 0. 5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9), the central illuminance is 8500 [lx, which exceeds the central illuminance (6500 [lx] of the conventional product, 6500 [cd] in terms of central luminous intensity). ] (8500 [cd] in terms of central luminous intensity) or more, and the beam angle is in the range of 7.5 degrees to 12.5 degrees, and it was found that all satisfy the above-described evaluation criteria. This is apparent from the light distribution curves shown in FIGS. 19 and 20, and the illuminance at the central portion on the irradiation surface is high, and the irradiation light does not spread to the peripheral region of the central portion. On the other hand, when the relational expression L S1 / L C1 > 0.9 is satisfied, for example, when L S1 / L C1 = (1.0), the central illuminance is the central illuminance (6500 [lx], the central luminous intensity of the conventional product). Although it exceeded 6500 [cd]) in terms of conversion and satisfied the above-mentioned evaluation criteria, it was found that the beam angle was 13.0 degrees and did not satisfy the above-mentioned evaluation criteria. Further, when the relational expression L S1 / L C1 <0.2 is satisfied, for example, when L S / L C = (0, 0.1), the beam angle is 7.5 degrees, and the above evaluation criteria However, it was found that the central illuminance does not satisfy the above evaluation criteria. The reason for this result is considered as follows. The relational expression L S1 / L C1 ≦ 0.9 is satisfied, and the coil length L C1 of the
したがって、中央フィラメント要素19のコイル長をLC1[mm]、周辺フィラメント要素20,21,22のコイル長をLS1[mm]とした場合、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22の両者の寄与によって中心照度を増大させつつ、所望のビーム角(狭角)を得て良好な配光特性を実現するために、0.2≦LS1/LC1≦0.9なる関係式を満たすように、すなわち、(LS1/LC1)の値が0.2以上0.9以下となるようにすべきことがわかった。
Therefore, when the coil length of the
以上のとおり本発明の第5の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球1の構成によれば、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素20,21,22による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。
(実施の形態6)
次に、本発明の第6の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第5の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球1が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。
As described above, according to the configuration of the
(Embodiment 6)
Next, the illumination device according to the sixth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, and has a rated power of 65 according to the above-described fifth embodiment of the present invention. The
このような本発明の第6の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、中心照度が高く、狭いビーム角で良好な配光特性を実現することができる照明装置を提供することができる。
(実施の形態7)
次に、本発明の第7の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第5の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球1に用いられているハロゲン電球3と、このハロゲン電球3の封止部12側の端部に取り付け可能な公知の種々の口金、例えばE形の口金(図示せず)とを備えた構成を有するハロゲン電球が、当該照明装置内に備えられた反射鏡部に取り付けられてなる。
According to the configuration of the illumination device according to the sixth embodiment of the present invention, it is possible to provide an illumination device that has high central illuminance and can realize good light distribution characteristics with a narrow beam angle. .
(Embodiment 7)
Next, the illumination device according to the seventh embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the above-described fifth embodiment of the present invention. [W] The
なお、反射鏡部は、その反射面が回転楕円面または回転放物面等からなり、照明器具に固定されて取り替え不可能なものであってもよく、使用用途等に合わせて取り替え可能なものであってもよい。
このような本発明の第7の実施の形態にかかるハロゲン電球の構成によれば、上記した本発明の第5の実施の形態である反射鏡付きハロゲン電球1と同様に、中央フィラメント要素19および周辺フィラメント要素20,21,22の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素20,21,22による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。
In addition, the reflecting mirror part may be a non-replaceable one that has a reflecting surface composed of a spheroid or a paraboloid, is fixed to a lighting fixture, and can be replaced according to the intended use. It may be.
According to the configuration of the halogen bulb according to the seventh embodiment of the present invention, the
そして、上記した本発明の第3の実施の形態である照明装置と同様に、中心照度が高く、狭いビーム角で良好な配光特性を実現することができる照明装置を提供することができる。
なお、上記各実施の形態では、3つの周辺フィラメント要素20,21,22を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つの周辺フィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つの周辺フィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つの周辺フィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。
And the illumination device which can implement | achieve a favorable light distribution characteristic with a high center illumination intensity and a narrow beam angle similarly to the illumination device which is the above-mentioned 3rd Embodiment of this invention can be provided.
In each of the above embodiments, the case where the three
また、上記各実施の形態では、定格電力65[W]のハロゲン電球3を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば定格電力20[W]〜150[W]のハロゲン電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
また、上記各実施の形態では、ハロゲン電球3におけるガラスバルブ13の形状としてチップオフ部10、略円筒状の発光部11および封止部12がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略球状または略回転楕円体状の発光部および封止部が順次連なって形成されたガラスバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略球状または略回転楕円体状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたガラスバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略球状または略回転楕円体状の発光部、縮径部、円筒部および封止部が順次連なって形成されたガラスバルブ等の公知の種々の形状のガラスバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
In each of the above embodiments, the case where the
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施の形態では、ハロゲン電球3を用いた場合について説明したが、この種のハロゲン電球3に代えて公知の種々の白熱電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができるものである。
以下、本発明の最良な実施の形態について、それぞれ図面を用いて説明する。
(実施の形態8)
図21に示すように、本発明の第8の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球31は、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ32と、後述するバルブ32の封止部40側に公知の接着剤33によって固着された例えばE形の口金34とを備えている。
In each of the above embodiments, the case where the
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 8)
As shown in FIG. 21, a
バルブ32には、封止切りの残痕であるチップオフ部36、略回転楕円体形状の発光部37、縮径部38、略円筒状の筒部39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40がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブの外面のうち、チップオフ部36、発光部37および縮径部38の外面には、可視光透過赤外線反射膜41が形成されている。
The
なお、ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な回転楕円体形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
発光部37内には、フィラメント体42が配置されているとともに、ハロゲン物質と希ガス、またはハロゲン物質と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。
The "substantially spheroid shape" as used herein includes not only the complete spheroid shape but also the case where it deviates from the complete spheroid shape due to variations in glass processing. I mean.
A
フィラメント体42の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線43の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線43の他端部は、封止部40に封止されているモリブデン製の金属箔44を介して外部リード線45の一端部に接続されている。外部リード線45の他端部は、バルブ32の外部に導出しており、口金34の端子部分35a,35bにそれぞれ電気的に接続されている。
For example, one end of an
フィラメント体42は、図22および図23に示すように、3つのフィラメント要素46,47,48を有している。これらのフィラメント要素46,47,48は、いずれもタングステン製であって、直線状に伸びた円筒状の一重巻きコイルからなり、各々が電気的に直列に接続されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。
The
なお、図22および図23では、フィラメント要素46,47,48をそれぞれ模式的に円柱体として描いている。
また、これら3つのフィラメント要素46,47,48は、図23に示すように、その長手方向の中心軸b2,c2,d2がバルブ32の長手方向の中心軸X2と略平行であり、かつバルブ32の長手方向の中心軸X2を囲むように林立した状態であって、各々の長手方向の中心軸b2,c2,d2とバルブ32の長手方向の中心軸X2に対して垂直な任意の平面P2とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、バルブ32の長手方向の中心軸X2上の点を重心(図心)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、ある一つのフィラメント要素46(47または48)とこれと隣り合う二つのフィラメント要素47,48(46,48または46,47)との間の距離D3はそれぞれ略等しく、かつ各フィラメント要素46,47,48とバルブ32の長手方向の中心軸X2との間の距離D4もそれぞれ略等しいことを意味している。
In FIG. 22 and FIG. 23, the
These three
なお、ここで言う「略平行」および「略正三角形」とは、フィラメント体42の組立工程やバルブ32とフィラメント体42との組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行からずれた位置関係、および完全な正三角形からずれた形状となり得る場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D3および距離D4が「略等しい」もこれと同様である。
The “substantially parallel” and “substantially equilateral triangle” referred to here are completely equilateral triangles due to variations in assembly accuracy in the assembly process of the
このようなフィラメント体42は、各フィラメント要素が外径(最大外径)r1[mm]を有する一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に各フィラメント要素46,47,48を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。そうした場合において、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径をR2(図21参照)[mm]、1つのフィラメントとみなしたフィラメント体42の最大外径をr1[mm]としたとき、後述する理由により、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たすように設定されている。
Such a
その際、個々のフィラメント要素46,47,48の最大外径r0およびコイル長LS2は、各フィラメント要素46,47,48から照射面へ照射される照度が一様になるようにするために、最大外径r0およびコイル長LS2のうちの少なくとも一方の寸法を同じ大きさにすることが好ましく、いずれの寸法も同じ大きさにすることがさらに好ましい。もっとも、その最大外径r0およびコイル長LS2は、フィラメント要素の製造工程における加工ばらつきによって、個々のフィラメント要素46,47,48間でばらつく場合がある。
At that time, the maximum outer diameter r 0 and the coil length L S2 of the
また、各フィラメント要素46,47,48の端のうち、封止部40とは反対側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素46,47,48によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
ここで、最大外径r1は、各フィラメント要素46,47,48の最大外径r0と隣り合う二つのフィラメント要素の間の距離D3(または上記距離D4)を適宜変更することによって調整することができる。また、一般的に、フィラメント体42のコイルを構成するタングステン線の長さはハロゲン電球の定格電力に応じて決定される。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の長さは例えば420[mm]〜480[mm]、定格電力20[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の長さは例えば250[mm]〜300[mm]、定格電力100[W]のハロゲン電球に用いられるもののタングステン線の長さは例えば540[mm]〜620[mm]である。したがって、各フィラメント要素46,47,48の最大外径r0は、各フィラメント要素46,47,48のコイル長LS2や、コイルのピッチ(隣り合うコイル部分同士の間隔)を適宜変更することによって調整することができる。一例として、定格電力65[W]のハロゲン電球に用いられるものの場合、図8および図9に示すように、フィラメント体42が同寸法の一重巻きコイルからなる3つのフィラメント要素46,47,48から構成されているとして、コイル長LS2は4.0[mm]〜6.7[mm]の範囲に設定されている。また、コイルのピッチは、0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。
Moreover, it is preferable that the edge on the opposite side to the sealing
Here, the maximum outer diameter r 1 is obtained by appropriately changing the distance D 3 (or the distance D 4 ) between two adjacent filament elements and the maximum outer diameter r 0 of each
ここで、フィラメント要素46,47,48を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができる。
次に、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径をR2[mm]、フィラメント体42の最大外径をr1[mm]とした場合、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。
Here, as the coil constituting the
Next, when the maximum inner diameter of the portion of the
まず、上記した定格電力65[W]のハロゲン電球31において、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径R2を12mmと一定にし、フィラメント体42の最大外径r1[mm]を、隣り合う二つのフィラメント要素の間の距離D3を適宜変えることによって表3に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ10本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、3500時間点灯経過時までと4000時間点灯経過時までとにフィラメント体42が断線したものの本数、およびフィラメント体42が断線しなかったもののうち、4000時間点灯経過時においてバルブ32の内面に黒化が発生したものの本数についてそれぞれ調べたところ、同じく表3に示すとおりの結果が得られた。
First, in the
なお、表3中、「断線の有無」欄において、分母が全サンプル数を、分子が全サンプル数のうちフィラメント体42が断線したものの本数をそれぞれ示している。また、「黒化の有無」欄についても、分母が全サンプル数のうち断線しなかったものの数を、分子が断線しなかったサンプル数のうちバルブ32の内面に黒化が発生したものの本数をそれぞれ示している。ただし、黒化の判定は、目視においてバルブ32の内面に黒い着色物が付着していることを確認できた場合を「黒化有り」と判定している。この黒い着色物は、フィラメント体42の構成材料であるタングステンが点灯中に蒸発し、付着したものである。
In Table 3, in the "Presence / absence of disconnection" column, the denominator indicates the total number of samples, and the numerator indicates the number of the disconnected
また、点灯方法としては、5.5時間点灯、0.5時間消灯を1サイクルとしてこれを繰り返した。「点灯経過時間」とはその点灯時間の累積時間である。
また、作製した各サンプルにおいて、フィラメント要素46,47,48はいずれも同じ形状、同じ寸法の一重巻きコイルからなり、そのピッチpが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径r0が0.65[mm]、コイル長LS2が5.4[mm]である。
Moreover, as a lighting method, this was repeated for one cycle of lighting for 5.5 hours and turning off for 0.5 hours. The “lighting elapsed time” is an accumulated time of the lighting time.
Further, in each sample prepared, the
表3から明らかなように、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.25,0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても3500時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線したものはなく、また4000時間点灯経過時までにバルブ32の内面に黒化が発生したものもなかった。特に、0.35≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても4000時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線したものはなかった。
As apparent from Table 3, when satisfying the relational expression of 0.25 ≦ r 1 / R 2 ≦ 0.75, for example, r 1 / R 2 = (0.25, 0.35, 0.50, 0. In the case of No. 75), none of the samples had the
一方、0.25>r1/R2なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.20)の場合、10本中8本のサンプルは4000時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線してしまったが、断線せずに残った2本のサンプルはいずれもバルブ32の内面に黒化が発生していなかった。また、r1/R2>0.75なる関係式を満たす場合、例えばr1/R2=(0.80)の場合、10本中全サンプルにおいて4000時間点灯経過時までにフィラメント体42が断線したものはなかったものの、10本中全てのものにおいてバルブ32の内面に黒化が発生していた。
On the other hand, when satisfying the relational expression of 0.25> r 1 / R 2 , for example, when r 1 / R 2 = (0.20), 8 samples out of 10 are filament bodies before the lapse of lighting for 4000 hours. 42 was disconnected, but no blackening occurred on the inner surface of the
なお、断線した場所は、いずれのサンプルもフィラメント要素46,47,48の中央付近であった。
このような結果となった理由については次のように考えられる。
つまり、0.25>r1/R2なる関係式を満たす場合、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が大きくなり、点灯中、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層が厚くなる。その結果、点灯中に蒸発したフィラメント体42の構成材料であるタングステンの移動速度が速くなり、それに応じてタングステンの蒸発量が増加する。したがって、フィラメント体42を構成するコイルのタングステン線(以下、単に「タングステン線」という)がこのタングステンの蒸発によって細り、断線に至ったと考えられる。一方、r1/R2>0.75なる関係式を満たす場合、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間は小さくなるものの、バルブ32がフィラメント体42に近接しすぎて、点灯中、バルブの温度がかなり高温になる。そして、逆に高温となったバルブ32からの輻射熱によってフィラメント体42の温度が異常に上昇し、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの蒸発が促進されてしまい、蒸発したタングステンがバルブの内面に付着してしまったと考えられる。もっとも、後者の場合でもタングステンの蒸発によってタングステン線が細るという現象は見られたものの、断線にまでは至っていない。これは、後者の場合、前者の場合に比して対流層が薄く、タングステンの蒸発速度が遅いためであると考えられる。なお、今回の実験では、バルブ32の破損は見られなかったものの、このようにバルブ32の内面が黒化すると熱を吸収しやすくなるので、バルブ32の温度がさらに高温になり、バルブ32が破損してしまうおそれがある。
Note that the location where the wire was disconnected was near the center of the
The reason for this result is considered as follows.
That is, when the relational expression of 0.25> r 1 / R 2 is satisfied, a gap between the
これらに対して、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たす場合、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が適度に小さいので、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層が極めて薄くなり、その結果、点灯中に蒸発したタングステンの移動速度が遅くなり、それに応じてタングステンの蒸発量が著しく低減したためであると考えられる。しかも、バルブ32がフィラメント体42に近接しすぎていないので、点灯中、バルブ32の温度が過剰に高温となることはなく、それ故、フィラメント体42の温度も異常に上昇することはなかったためであると考えられる。
On the other hand, when the relational expression of 0.25 ≦ r 1 / R 2 ≦ 0.75 is satisfied, the gap between the
したがって、バルブ32のうち、フィラメント体42が位置している部分の最大内径をR2[mm]、フィラメント体42の最大外径をr1[mm]とした場合、バルブ32の内面が黒化するのを防止しつつ、フィラメント体42の断線を防止し、長寿命化を図るために、0.25≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。特に、一層の長寿命化を図るために、0.35≦r1/R2≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。
Therefore, when the maximum inner diameter of the portion of the
以上のとおり本発明の第8の実施の形態にかかるハロゲン電球31の構成によれば、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体42を構成するコイルのタングステン線が細って断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ32とフィラメント体42とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ32が破損したり、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの過剰な蒸発によってバルブ32の内面が黒化したりするのを防止することができる。
As described above, according to the configuration of the
なお、上記第8の実施の形態では、3つのフィラメント要素46,47,48を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つのフィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つのフィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つのフィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、このとき必要に応じて各フィラメント要素で囲まれた空間内に別のフィラメント要素を、例えばそのフィラメント要素と同形状、同寸法のもの、または異なる形状、異なる寸法のものをバルブ2の長手方向の中心軸X上に略位置するように配置したフィラメント体を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
In the eighth embodiment, the case where the three
また、上記第8の実施の形態では、バルブ32の形状としてチップオフ部36、略回転楕円体形状の発光部37、縮径部38、筒部39および封止部40がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。
Further, in the eighth embodiment, as the shape of the
さらに、上記第8の実施の形態では、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸b2,c2,d2に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素46,47,48を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図24に示すように、長手方向の中心軸b2,c2,d2に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素49,50,51を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。図24に示す例でも、各フィラメント要素49,50,51は、バルブ32の長手方向の中心軸X2上の点を中心とし、かつ各フィラメント要素49,50,51に外接する円の直径を最大外径r1とする円柱体内に収めることができる。図24に示すような外形形状を有するフィラメント要素49,50,51から構成されたフィラメント体52でもこのようにしてその最大外径r1を決定することができる。
(実施の形態9)
次に、図25に示すように、本発明の第9の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球53は、主にスポットライト等の一般照明用として使用されている公知の照明装置54の反射鏡部55内に組み込まれるものであって、石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ56と、このバルブ56の後述する封止部66側に公知の接着剤(図示せず)によって固着された例えばE形の口金(図示せず)とを備えている。
Further, in the eighth embodiment, the tungsten wire is wound so that it has a cylindrical shape, that is, the outer shape of the cross section cut perpendicularly to the central axes b2, c2, d2 in the longitudinal direction draws a circle. The case where the
(Embodiment 9)
Next, as shown in FIG. 25, a
ハロゲン電球53のバルブ56の長手方向の中心軸X3と反射鏡部55の光軸Y3とは、略同一軸上に位置している。
照明装置54は、前面の開口部57から光が照射され、かつ内部に上記反射鏡部55とハロゲン電球53の口金が取り付けられる受け具(図示せず)とが収納されている円筒状の照明器具58を有している。
The optical axis Y 3 in the longitudinal central axis X 3 and the
The illuminating
反射鏡部55には、前面の開口部59に前面ガラス60が取り付けられ、かつ内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面61が形成されている。この反射面61には、必要に応じてファセットが形成されている場合がある。
バルブ56には、封止切りの残痕であるチップオフ部62、略回転楕円体形状の発光部63、縮径部64、略円筒状の筒部65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66がそれぞれ順次連なるように形成されている。このバルブ56の外面のうち、発光部63および縮径部64の外面には、可視光透過赤外線反射膜67が形成されている。
In the reflecting
The
なお、ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な回転楕円体形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
発光部63内には、フィラメント体68が配置されているとともに、ハロゲン物質と希ガス、またはハロゲン物資と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。
The "substantially spheroid shape" as used herein includes not only the complete spheroid shape but also the case where it deviates from the complete spheroid shape due to variations in glass processing. I mean.
A
フィラメント体68の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線69の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線69の他端部は、封止部66に封止されているモリブデン製の金属箔(図示せず)を介して外部リード線(図示せず)の一端部に接続されている。外部リード線の他端部は、バルブ56の外部に導出しており、口金の端子部分にそれぞれ電気的に接続されている。
For example, one end of an
フィラメント体68は、図26および図27に示すように、1つの中央フィラメント要素70と3つの周辺フィラメント要素71,72,73とから構成されている。これら中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73は、いずれもタングステン製であって、直線状に円筒状の伸びた一重巻きコイルからなり、各々が電気的に直列に接続されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。
As shown in FIGS. 26 and 27, the
なお、図26および図27では、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73をそれぞれ模式的に円柱体として描いている。
中央フィラメント要素70は、このハロゲン電球53が照明装置54の反射鏡部55内に組み込まれた際、その長手方向の中心軸a3が反射鏡部55の光軸Y3上に略位置する。具体的に、中央フィラメント要素70は、その長手方向の中心軸a3がバルブ56の長手方向の中心軸X3上に略位置するように配置されている。そして、ハロゲン電球53が反射鏡部55内に組み込まれた際、バルブ56の長手方向の中心軸X3が反射鏡部55の光軸Y3上に略位置するので、結果的に中央フィラメント要素70の長手方向の中心軸a3が反射鏡部55の光軸Y3上に略位置するようになる。
In FIGS. 26 and 27, the
なお、ここで言う「略位置する」とは、理想的には中心軸a3がバルブ56の長手方向の中心軸X3上に完全に位置していることが好ましいが、製造工程における位置合わせ精度のばらつきによって実用上、中心軸a3が中心軸X3からずれ、結果的に光軸Y3に対してもずれる場合があるが、その場合も含むことを意味している。もちろん、組み込む照明装置の種類によっても中心軸a3が光軸Y3上からずれる場合があり、その場合も含むことを意味している。
Here, the "substantially position", ideally it is preferable that the central axis a3 is located entirely on the longitudinal central axis X 3 of the
周辺フィラメント要素71,72,73は、中央フィラメント要素70の周りに、その長手方向の中心軸b3,c3,d3が中央フィラメント要素70の長手方向の中心軸a3と略平行になるように配置されている。また、これら3つの周辺フィラメント要素71,72,73は、図27に示すように、各々の長手方向の中心軸b3,c3,d3と中央フィラメント要素70の長手方向の中心軸a3に対して垂直な任意の平面P3とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、中央フィラメント要素の長手方向の中心軸a3上の点を重心(図心)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、中央フィラメント要素70と各々の周辺フィラメント要素71,72,73との間の距離D5は全て略等しく、かつある一つの周辺フィラメント要素71(72または73)とこれと隣り合う二つの周辺フィラメント要素72,73(71,73または71,72)との間の距離D6はそれぞれ略等しいことを意味している。
The
なお、ここで言う「略平行」および「略正三角形」とは、フィラメント体68の組立工程やバルブ56とフィラメント体68との組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行からずれた位置関係、および完全な正三角形からずれた形状となり得る場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D5および距離D6が「略等しい」もこれと同様である。
The “substantially parallel” and “substantially equilateral triangle” referred to here are perfectly equilateral triangles due to variations in assembly accuracy in the assembly process of the
また、中央フィラメント要素70は、図26に示すように反射面61を形成している回転体の焦点F2の位置を含み、かつ中央フィラメント要素70の中心軸a3上にある中心点A3が上記焦点F2の位置よりも反射鏡部55における光を照射する開口部59とは反対側に位置するように配置されている。また、周辺フィラメント要素71,72,73もこれに準じており、各周辺フィラメント要素71,72,73はそれぞれ反射鏡部55内の後述する点Fb3,Fc3,Fd3(図26では、点Fb3,Fc3のみを図示する)の位置を含み、かつ各周辺フィラメント要素71,72,73の中心軸b3,c3,d3上にある中心点B3,C3,D3(図26では、点B3,C3のみを図示する)が上記点Fb3,Fc3,Fd3の位置よりも開口部59とは反対側に位置するように配置されている。ただし、点Fb3,Fc3,Fd3は、反射面61を形成している回転体の焦点F2の位置を含むとともに反射鏡部55の光軸Y3に対して垂直に交わる平面Q3と、中心軸b3,c3,d3との交点をそれぞれ示す。一例として、焦点F2と中心点A3との間の距離は2.35[mm]であり、点Fb3,Fc3,Fd3と中心点B3,C3,D3との間の距離はそれぞれ1.21[mm]である。このように中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73を、中央フィラメント要素70の中心点A3および周辺フィラメント要素71,72,73の中心点B3,C3,D3が反射鏡部55の反射面61の焦点F2に対して、開口部59とは反対側に位置するように配置することにより、反射鏡部55内における中心照度に寄与する領域、すなわち焦点F2を含むその近傍領域(以下、単に「中心照度寄与領域」という)内でのフィラメント体68の密度を大きくすることができ、中心照度を高めることができる。
The
このようなフィラメント体68は、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73が外径(最大外径)r3[mm]を有する一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。そうした場合において、バルブ56のうち、フィラメント体68が位置している部分の最大内径をR3(図25参照)[mm]、1つのフィラメントとみなしたフィラメント体68の最大外径をr3[mm]としたとき、バルブ56の内面が黒化するのを防止しつつ、フィラメント体68の断線を防止し、長寿命化を図るために、0.25≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たすように設定されている。特に、一層の長寿命化を図るために、0.35≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たすように設定されていることが好ましい。
Such a
つまり、0.25≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たす場合、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間が適度に小さいので、バルブ56とフィラメント体68との間で発生する対流層を極めて薄くすることができる。その結果、フィラメント体68の構成材料であって、点灯中に蒸発したタングステンの移動速度を遅くすることができ、それに応じてタングステンの蒸発量を著しく低減することができるので、フィラメント体68を構成するコイルのタングステン線がそのタングステンの蒸発によって細り、断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ56がフィラメント体68に近接しすぎていないので、点灯中、バルブ56の温度の異常な上昇に伴ってフィラメント体68の温度が過度に上昇することはないので、これに起因してフィラメント体68の構成材料であるタングステンの蒸発量が促進され、蒸発したタングステンがバルブ56の内面に付着し、黒化するのを防止することができる。一方、0.25>r3/R3なる関係式を満たす場合、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間が大きくなり、点灯中、バルブ56とフィラメント体68との間で発生する対流層が厚くなる。その結果、点灯中に蒸発したフィラメント体68の構成材料であるタングステンの移動速度が速くなり、それに応じてタングステンの蒸発量が増加し、フィラメント体68を構成するコイルのタングステン線がこのタングステンの蒸発によって細り、断線に至ってしまう。r3/R3>0.75なる関係式を満たす場合、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間は小さくなるものの、バルブ56がフィラメント体68に近接しすぎて、点灯中、バルブ56の温度がかなり高温になる。そして、逆に高温となったバルブ56からの輻射熱によってフィラメント体68の温度が過度に上昇し、フィラメント体68の構成材料であるタングステンの蒸発が促進されてしまい、蒸発したタングステンがバルブ56の内面に付着して黒化を招いてしまう。場合によっては、バルブ56の内面の黒化によってバルブ56の温度がさらに高温となり、バルブ56が破損してしまうおそれがある。
That is, when the relational expression of 0.25 ≦ r 3 / R 3 ≦ 0.75 is satisfied, the gap between the
最大外径r3は、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の最大外径r0と隣り合う二つのフィラメント要素の間の距離D6(または上記距離D5)を適宜変更することによって調整することができる。また、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の最大外径r0は、中央フィラメント要素70のコイル長LC3および周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3や、コイルのピッチを適宜変更することによって調整することができる。
The maximum outer diameter r 3 appropriately changes the distance D 6 (or the distance D 5 ) between two adjacent filament elements and the maximum outer diameter r 0 of the
ここで、中央フィラメント要素70のコイル長LC3、および周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3は、いずれも同じ長さであってもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC3およびコイル長LS3は3.0[mm]〜5.0[mm]の範囲内に設定されていることが好ましい。また、各々の周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3は全て同じであるものの、コイル長LC3とコイル長LS3とは異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC3が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に、コイル長LS3が1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内にそれぞれ設定されていることが好ましい。さらに、コイル長LC3とコイル長LS3とは異なり、かつ各々の周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3もそれぞれ異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC3が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に設定され、コイル長LS3がいずれも1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内でそれぞれ異なるように設定されていることが好ましい。一重巻きのコイルのピッチは、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73のいずれにおいても0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。
Here, the coil length L C3 of the
しかしながら、0.25≦r3/R3≦0.75なる関係式を満たす場合において、個々の周辺フィラメント要素71,72,73の最大外径r0およびコイル長LS3は、各周辺フィラメント要素71,72,73から照射面へ照射される照度が一様になるようにするという観点から、最大外径r0およびコイル長LS3のうちの少なくとも一方の寸法を同じ大きさにすることが好ましく、いずれの寸法も同じ大きさにすることがさらに好ましい。もっとも、その最大外径r0およびコイル長LS3は、周辺フィラメント要素71,72,73の製造工程における加工ばらつきによって、個々の周辺フィラメント要素71,72,73間でばらつく場合がある。
However, in the case where the relational expression 0.25 ≦ r 3 / R 3 ≦ 0.75 is satisfied, the maximum outer diameter r 0 and the coil length L S3 of each
また、各フィラメント要素70,71,72,73の端のうち、開口部59側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素70,71,72,73によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
さらに、中央フィラメント要素70のコイル長LC3[mm]、および周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3[mm]は、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の両者の寄与によって中心照度を増大させつつ、所望のビーム角(狭角、例えば10度であって、その許容範囲が7.5度〜12.5度である)を得て良好な配光特性を実現するために、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たすことが好ましい。ただし、この場合、各周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3はそれぞれ略等しい。もちろん、「略等しい」とは、上記と同様にコイルの製造工程上におけるばらつきによって、各々のコイル長LS3がばらつく場合も含むことを意味している。
Of the ends of the
Furthermore, the coil length L C3 [mm] of the
つまり、LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合、中央フィラメント要素70のコイル長LC3を周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3に対して適度な範囲で相対的に長くすることができ、照射面における中心部分の周辺領域の照度の増減に大きく寄与する周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3を適度に短くすることができる一方、その分、照射面における中心部分の照度(中心照度)の増減に大きく寄与する中央フィラメント要素70のコイル長LC3をできるだけ長くすることができる。その結果、第一に、周辺フィラメント要素71,72,73による照射面の中心部分に対する照度の増大への寄与を残しつつ、照射面における中心部分の周辺領域の照度を可能な限り低減することができる。第二に、中央フィラメント要素70のコイル長LC3の増大によって照射面の中心部分への照度を一層増大させることができる。そして、これらの結果が重なり合って良好な配光曲線を得ることができる。しかしながら、LS3/LC3<0.2なる関係式を満たしてしまうと、中央フィラメント要素70のコイル長LC3は長くなるものの、反射鏡部55内における上記中心照度寄与領域から外れる部分も多くなる上、中央フィラメント要素70のコイル長LC3に対する周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3の相対的な長さがあまりにも小さくなりすぎ、周辺フィラメント要素71,72,73を設置した効果が著しく減ってしまう。また、LS3/LC3>0.9なる関係式を満たす場合では、中央フィラメント要素70のコイル長LC3が周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3に対して相対的に十分長くないので、つまりLS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合に比して周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長LS3がLS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合に比して長くなるので、周辺フィラメント要素71,72,73によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大してしまい、所望のビーム角、特に狭角のビーム角(例えば10度で、その場合の許容範囲が7.5度〜12.5度である)が得られなくなる。
That is, when the relational expression L S3 / L C3 ≦ 0.9 is satisfied, the coil length L C3 of the
また、この場合において、中央フィラメント要素70と各々の周辺フィラメント要素71,72,73との間の距離D5は、それぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。これにより、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体68の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができ、また点灯中、中央フィラメント要素70と周辺フィラメント要素71,72,73との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素70や周辺フィラメント要素71,72,73が断線するのを防止することができる。一方、距離D5が0.1[mm]未満の場合、点灯中、中央フィラメント要素70と周辺フィラメント要素71,72,73との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素70や周辺フィラメント要素71,72,73が断線するおそれがある。また、距離D5が2.2[mm]を超える場合、中心照度寄与領域内におけるフィラメント体68の密度が小さくなり、中心照度を極めて十分に高くすることができなくなったり、周辺フィラメント要素71,72,73によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大したりするおそれがある。
Further, in this case, the distance D 5 between the
ここで、フィラメント要素70,71,72,73を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができる。しかし、このハロゲン電球53を照明装置54の反射鏡部55内に組み込んで使用した際、照射面の中心照度をより大きくするという観点からは、二重巻きコイルや三重巻きコイルに比してコイルのピッチを小さくすることができ、上記中心照度寄与領域内(反射鏡部55内において中心照度に寄与する領域、すなわち反射鏡部55内の焦点位置を含むその近傍領域内)におけるフィラメント体68の密度をより大きくすることができる一重巻きコイルを用いることが好ましい。
Here, as the coils constituting the
以上のとおり本発明の第9の実施の形態にかかるハロゲン電球53の構成によれば、本発明の第8の実施の形態であるハロゲン電球と同様に、バルブ56とフィラメント体68との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体68の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体68を構成するコイルのタングステン線が細って断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ56とフィラメント体68との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ56とフィラメント体68とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ56が破損したり、フィラメント体68の過剰な蒸発によってバルブ56の内面が黒化したりするのを防止することができる。
As described above, according to the configuration of the
特に、中央フィラメント要素70のコイル長をLC3[mm]、周辺フィラメント要素71,72,73のコイル長をLS3[mm]とした場合、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たすことにより、照明装置54の反射鏡部55内に組み込まれた状態において、中央フィラメント要素70および周辺フィラメント要素71,72,73の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素71,72,73による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。
In particular, when the coil length of the
また、特に、中央フィラメント要素70と各々の周辺フィラメント要素71,72,73との間の距離D5をそれぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定することにより、上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体68の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができるとともに、点灯中、中央フィラメント要素70と周辺フィラメント要素71,72,73との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素70や周辺フィラメント要素71,72,73が断線するのを防止することができる。
In particular, the distance D 5 between the
なお、上記第9の実施の形態では、3つの周辺フィラメント要素71,72,73を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つの周辺フィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つの周辺フィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つの周辺フィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。
In the ninth embodiment, the case where the three
また、上記第9の実施の形態では、バルブの形状としてチップオフ部62、略回転楕円体形状の発光部63、縮径部64、筒部65および封止部66がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。
Further, in the ninth embodiment, the tip-
さらに、上記第9の実施の形態では、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸a3,b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素70,71,72,73を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図28に示すように、長手方向の中心軸a3,b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素74,75,76,77を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。図28に示す例でも、各フィラメント要素74,75,76,77は、バルブ56の長手方向の中心軸X3上の点を中心とし、かつ各フィラメント要素75,76,77に外接する円の直径を最大外径r3とする円柱体内に収めることができる。図28に示すような外形形状を有するフィラメント要素74,75,76,77から構成されたフィラメント体78でもこのようにしてその最大外径r3を決定することができる。
(実施の形態10)
次に、図29に示すように、本発明の第10の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球79は、ミラー径φ2が35[mm]〜100[mm]、例えば50[mm]の凹面状の反射鏡80と、この反射鏡80の内部に配置された本発明の第5の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球31(ただし、口金34を除く)と、反射鏡80の端部に取り付けられた例えばE形の口金81とを備えている。
Furthermore, in the ninth embodiment, the outer shape of the cross section cut in a direction perpendicular to the central axes a3, b3, c3, d3 in the longitudinal direction so as to form a circular shape so that the tungsten wire has a cylindrical shape. The case where the
(Embodiment 10)
Next, as shown in FIG. 29, the reflecting mirror with
ハロゲン電球31のバルブ32の長手方向の中心軸X4は、反射鏡49の光軸Y4と略一致している。
反射鏡80は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部82を、他端部に筒状のネック部83をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面84が形成されている。反射面84には必要に応じてファセットを形成してもよい。
The central axis X 4 in the longitudinal direction of the
The reflecting
開口部82には、前面ガラス85が設けられ、かつ公知の止め金具86によって固定されている。前面ガラス85の固定方法としては、止め金具86に代えて公知の接着剤(図示せず)を用いたり、止め金具86と接着剤とを併用したりすることもできる。もっとも、前面ガラス85は必ずしも設ける必要はない。
ネック部83の外側には、口金81がこのネック部83のほぼ全体を覆うように設けられ、接着剤87を介して固着されている。一方、ネック部83内には、ハロゲン電球31の封止部40が挿入され、同じく接着剤87を介して固着されている。
The
A
反射面84には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。
以上のとおり本発明の第10の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球79の構成によれば、本発明の第8の実施の形態であるハロゲン電球と同様に、バルブ32とフィラメント体42との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体42の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体42を構成するコイルのタングステン線が細って断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ32とフィラメント体42との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ32とフィラメント体42とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ32が破損したり、フィラメント体42の過剰な蒸発によってバルブ32の内面が黒化したりするのを防止することができる。
In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS), or the like is formed on the reflecting
As described above, according to the configuration of the
なお、上記第10の実施の形態では、3つのフィラメント要素46,47,48を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つのフィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つのフィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つのフィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、このとき必要に応じて各フィラメント要素で囲まれた空間内に別のフィラメント要素を、例えばフィラメント要素と同形状、同寸法のもの、または異なる形状、異なる寸法のものをバルブ2の長手方向の中心軸X4上に略位置するように配置させたフィラメント体を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
In the tenth embodiment, the case where the three
また、上記第10の実施の形態では、バルブ32の形状としてチップオフ部36、略回転楕円体形状の発光部37、縮径部38、筒部39および封止部40がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、またはチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略円筒形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。
Further, in the tenth embodiment, as the shape of the
さらに、上記第10の実施の形態でも、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素46,47,48を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図24に示すように、長手方向の中心軸b3,c3,d3に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素49,50,51を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態11)
次に、図30に示すように、本発明の第11の実施の形態である定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球88は、ミラー径φ3が35[mm]〜100[mm]、例えば50[mm]の凹面状の反射鏡89と、この反射鏡89の内部に配置されたハロゲン電球90と、反射鏡89の端部に取り付けられた例えばE形の口金91とを備えている。
Further, in the tenth embodiment, the tungsten wire is wound so as to form a cylindrical shape, that is, so that the outer shape of the cross section cut perpendicularly to the central axes b3, c3, d3 in the longitudinal direction draws a circle. The case where the
(Embodiment 11)
Next, as shown in FIG. 30, the
ハロゲン電球90の後述するバルブ101の長手方向の中心軸X5は、反射鏡89の光軸Y5と略一致している。
反射鏡89は、硬質ガラスまたは石英ガラス等からなり、一端部に光を照射する開口部93を、他端部に筒状のネック部94をそれぞれ有し、内面に回転楕円面または回転放物面等からなる回転体の反射面95が形成されている。反射面95には必要に応じてファセットを形成してもよい。
A central axis X 5 in the longitudinal direction of the
The reflecting
開口部93には、前面ガラス96が設けられ、かつ公知の止め金具(図示せず)、公知の接着剤(図示せず)またはそれらの併用によって固定されている。もっとも、前面ガラス96は必ずしも設ける必要はない。
ネック部94の外側には、口金91がこのネック部94のほぼ半分を覆うように設けられ、接着剤97を介して固着されている。一方、ネック部94内には、ハロゲン電球90の後述する封止部100が挿入され、同じく接着剤97を介して固着されている。
The
A
反射面95には、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、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)等からなる多層干渉膜が形成されている。
ハロゲン電球90は、封止切りの残痕であるチップオフ部98、略円筒形状の発光部99、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100がそれぞれ順次連なって形成された石英ガラスや硬質ガラス等からなるバルブ101を有している。バルブ101の外面には、必要に応じて可視光透過赤外線反射膜を形成してもよい。
In addition to a metal film such as aluminum or chromium, a multilayer interference film made of silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium fluoride (MgF), zinc sulfide (ZnS), or the like is formed on the reflecting
The
なお、ここで言う「略円筒形状」とは、完全な円筒形状の場合はもちろんのこと、ガラスの加工上のばらつきによって完全な円筒形状からずれてしまう場合も含むことを意味している。
発光部99内には、フィラメント体102が設けられているとともに、ハロゲン物質と希ガスと、またはハロゲン物資と希ガスと窒素ガスとがそれぞれ所定量封入されている。
The “substantially cylindrical shape” mentioned here means not only the case of a perfect cylindrical shape but also the case of deviation from the perfect cylindrical shape due to variations in processing of glass.
A
フィラメント体102の両端部には、例えばタングステン製の内部リード線103の一端部がそれぞれ接続されている。内部リード線103の他端部は、封止部100に封止されているモリブデン製の金属箔104を介して外部リード線105の一端部に接続されている。外部リード線105の他端部は、バルブ101の外部に導出しており、口金91の端子部分92a,92bにそれぞれ電気的に接続されている。
For example, one end of an
本実施の形態では、フィラメント体102の構成が、実施の形態6におけるフィラメント体68のそれと同様であるので、フィラメント体102を、図26および図27を用いて説明する。
フィラメント体102は、図26および図27に示すように、1つの中央フィラメント要素106と3つの周辺フィラメント要素107,108,109とから構成されている。これら中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109は、いずれもタングステン製であって、直線状に伸びた円筒状の一重巻きコイルからなり、かつ各々が電気的に直列に接続されている。この一重巻きコイルを構成しているタングステン線の線径は、0.015[mm]〜0.100[mm]、例えば0.050[mm]である。
In the present embodiment, the configuration of the
As shown in FIGS. 26 and 27, the
中央フィラメント要素106は、その長手方向の中心軸a5が反射鏡89の光軸Y5上に略位置している。
なお、ここで言う「略位置している」とは、理想的には中心軸a5が反射鏡89の光軸Y5上に完全に位置していることが好ましいが、製造工程における位置合わせ精度のばらつきによって実用上、中心軸a5が反射鏡89の光軸Y5からずれる場合があり、その場合も含むことを意味している。
Here, the "are substantially position", ideally it is preferable that the central axis a5 are located entirely on the optical axis Y 5 of the
周辺フィラメント要素107,108,109は、中央フィラメント要素106の周りに、その長手方向の中心軸b5,c5,d5が中央フィラメント要素106の長手方向の中心軸a5と略平行になるように配置されている。また、これら3つの周辺フィラメント要素107,108,109は、図27に示すように、各々の長手方向の中心軸b5,c5,d5と中央フィラメント要素106の長手方向の中心軸a5に対して垂直な任意の平面P5とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、中央フィラメント要素の長手方向の中心軸a5上の点を重心(図心)とする略正三角形を形成するように配列されている。つまり、中央フィラメント要素106と各々の周辺フィラメント要素107,108,109との間の距離D7は全て略等しく、かつある一つの周辺フィラメント要素107(108または109)とこれと隣り合う二つの周辺フィラメント要素108,109(107,108または107,109)との間の距離D8はそれぞれ略等しいことを意味している。
The
なお、ここで言う「略平行」および「略正三角形」とは、フィラメント体102の組立工程における組立て精度のばらつきによって完全に平行にし、完全な正三角形を形成することは難しく、実用上、完全な平行からずれた位置関係、および完全な正三角形からずれた形状になり得る場合があり、その場合も含むことを意味している。距離D7および距離D8が「略等しい」もこれと同様である。
The “substantially parallel” and “substantially equilateral triangle” referred to here are completely parallel due to variations in assembly accuracy in the assembly process of the
また、中央フィラメント要素106は、図26に示すように反射面95を形成している回転体の焦点F5の位置を含み、かつ中央フィラメント要素106の中心軸a5上にある中心点A5が上記焦点F5の位置よりも開口部93とは反対側に位置するように配置されている。また、周辺フィラメント要素107,108,109もこれに準じており、各周辺フィラメント要素107,108,109はそれぞれ反射鏡89内の後述する点Fb5,Fc5,Fd5(図26では、点Fb5,Fc5のみを図示する)の位置を含み、かつ各周辺フィラメント要素107,108,109の中心軸b5,c5,d5上にある中心点B5,C5,D5(図26では、点B5,C5のみを図示する)が上記点Fb5,Fc5,Fd5の位置よりも開口部93とは反対側に位置するように配置されている。ただし、点Fb5,Fc5,Fd5は、反射面95を形成している回転体の焦点F5の位置を含むとともに反射鏡89の光軸Y5に対して垂直に交わる平面Q5と、中心軸b5,c5,d5との交点をそれぞれ示す。一例として、焦点F5と中心点A5との間の距離は2.35[mm]であり、点Fb5,Fc5,Fd5と中心点B5,C5,D5との間の距離はそれぞれ1.20[mm]である。このように中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,108を、中央フィラメント要素106の中心点A5および周辺フィラメント要素107,108,109の中心点B5,C5,D5が反射鏡89の反射面95の焦点F5に対して開口部93とは反対側に位置するように配置することにより、反射鏡89内における中心照度に寄与する領域、すなわち焦点F5を含むその近傍領域(以下、「中心照度寄与領域」という。)内でのフィラメント体102の密度を大きくすることができ、中心照度を高めることができる。
The
このようなフィラメント体102は、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109が外径(最大外径)r6[mm]を有する一つの円柱体内に収まり、この円柱体を、仮想的に中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109を一体化した1つのフィラメントとしてみなすことができる。そうした場合において、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径をR4[mm]、1つのフィラメントとみなしたフィラメント体102の最大外径をr6[mm]としたとき、後述する理由により、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たすように設定されている。
Such a
最大外径r6の大きさは、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の最大外径r0と隣り合う2つの周辺フィラメント要素の間の距離D8(または上記距離D7)を適宜変更することによって調整することができる。中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の最大外径r0は、中央フィラメント要素106のコイル長LC3および周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3や、コイルのピッチを適宜変更することによって調整することができる。
The size of the maximum outer diameter r 6 is the distance D 8 between the maximum outer diameter r 0 of the
ここで、中央フィラメント要素106のコイル長LC5および周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5は、いずれも同じ長さであってもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC5およびコイル長LS5は3.0[mm]〜5.0[mm]の範囲内に設定されていることが好ましい。また、各々の周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5は全て同じであるものの、コイル長LC5とコイル長LS5とは異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC5が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に、コイル長LS5が1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内に設定されていることが好ましい。さらに、コイル長LC5とコイル長LS5とは異なり、かつ各々の周辺フィラメント要素のコイル長LS5もそれぞれ異なっていてもよい。その際、例えば定格電力65[W]のハロゲン電球用の場合で、コイル長LC5が3.5[mm]〜15.0[mm]の範囲内に設定され、コイル長LS5がいずれも1.5[mm]〜4.5[mm]の範囲内でそれぞれ異なるように設定されていることが好ましい。一重巻きのコイルのピッチは、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109のいずれにおいても0.05[mm]〜0.07[mm]の範囲に設定されている。
Here, the coil length L C5 of the
しかしながら、個々の周辺フィラメント要素107,108,109の最大外径r0およびコイル長LS5は、各周辺フィラメント要素107,108,109から照射面へ照射される照度が一様になるようにするために、最大外径r0およびコイル長LS5のうちの少なくとも一方の寸法を同じ大きさにすることが好ましく、いずれの寸法も同じ大きさにすることがさらに好ましい。もっとも、その最大外径r0およびコイル長LS5は、周辺フィラメント要素107,108,109の製造工程における加工ばらつきによって、個々の周辺フィラメント要素107,108,109間でばらつく場合がある。
However, the maximum outer diameter r 0 and the coil length L S5 of the individual
また、フィラメント要素106,107,108,109の開口部93側の端は、それぞれ略同一平面内に位置していることが好ましい。これにより、各フィラメント要素106,107,108,109によって照射される照射面への照度を一様にし、均一な配光曲線を得ることができる。
さらに、中央フィラメント要素106のコイル長LC5[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5[mm]は、後述する理由により、0.2≦LS5/LC5≦0.9なる関係式を満たすことが好ましい。ただし、各周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS5はそれぞれ略等しい。もちろん、「略等しい」とは、上記と同様にコイルの製造工程上におけるばらつきによって、各々のコイル長LS5がばらつく場合も含むことを意味している。
Further, the ends of the
Furthermore, the coil length L C5 [mm] of the
その場合において、中央フィラメント要素106と各々の周辺フィラメント要素107,108,109との間の距離D7は、それぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。これにより、反射鏡89内における中心照度に寄与する上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体102の密度をより大きくすることができ、中心照度を一層高めることができ、また点灯中、中央フィラメント要素106と周辺フィラメント要素107,108,109との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素106や周辺フィラメント要素107,108,109が断線するのを防止することができる。一方、上記D7が0.1[mm]未満の場合、点灯中、中央フィラメント要素106と周辺フィラメント要素107,108,109との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素106や周辺フィラメント要素107,108,109が断線するおそれがある。また、上記D7が2.2[mm]を超える場合、上記中心照度寄与領域内に位置するフィラメント体102の密度が小さくなり、中心照度を十分に高めることができなくなったり、周辺フィラメント要素107,108,109によって照射面の中心部分の周辺領域の照度が増大し、所望のビーム角、特に狭角のビーム角(例えば10度で、その場合の許容範囲が7.5度〜12.5度である)が得られなくなったりするおそれがある。
In that case, the distance D 7 between the
ここで、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109を構成するコイルとして、一重巻きコイル以外に二重巻きコイルや三重巻きコイルも用いることができるが、中心照度をより大きくするという観点からは、二重巻きコイルや三重巻きコイルに比してピッチを小さくすることができ、反射鏡89内における中心照度に寄与する上記中心照度寄与領域内に位置するフィラメント体102の密度をより大きくすることができる一重巻きコイルを用いることが好ましい。
Here, as the coil constituting the
次に、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径をR4[mm]、フィラメント体102の最大外径をr6[mm]とした場合、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。
まず、上記した定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球88において、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径R4を9[mm]と一定にし、フィラメント体102の最大外径r6[mm]を、隣り合う二つの周辺フィラメント要素の距離D8を適宜変えることによって表4に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ10本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、3500時間点灯経過時までと4000時間点灯経過時までとにフィラメント体102が断線したものの本数、およびフィラメント体102が断線しなかったもののうち、4000時間点灯経過時においてバルブ69の内面に黒化が発生したものの本数についてそれぞれ調べたところ、同じく表4に示すとおりの結果が得られた。
Next, when the maximum inner diameter of the portion of the
First, the reflector with
なお、表4中、「断線の有無」欄において、分母が全サンプル数を、分子が全サンプル数のうちフィラメント体102が断線したものの本数をそれぞれ示している。また、「黒化の有無」欄についても、分母が全サンプル数のうち断線しなかったものの数を、分子が断線しなかったサンプル数のうちバルブ101の内面に黒化が発生したものの本数をそれぞれ示している。ただし、黒化の判定は、目視においてバルブ101の内面に黒い着色物が付着していることを確認できた場合を「黒化有り」と判定している。
In Table 4, in the “Presence / absence of disconnection” column, the denominator indicates the total number of samples, and the numerator indicates the number of the disconnected
また、点灯方法としては、5.5時間点灯、0.5時間消灯を1サイクルとしてこれを繰り返した。「点灯経過時間」とはその点灯時間の累積時間である。
また、作製した各サンプルにおいて、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109はいずれもピッチが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径r0が0.65[mm]の一重巻きコイルからなる。ただし、中央フィラメント要素のコイル長LC5は5.7[mm]、周辺フィラメント要素のコイル長LS5は3.4[mm]である。
Moreover, as a lighting method, this was repeated for one cycle of lighting for 5.5 hours and turning off for 0.5 hours. The “lighting elapsed time” is an accumulated time of the lighting time.
In each sample produced, the
表4から明らかなように、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.25,0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても3500時間点灯経過時までフィラメント体102が断線したものはなく、またバルブ101の内面が黒化したものもなかった。特に、0.35≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.35,0.50,0.75)の場合、いずれのサンプルについても4000時間点灯経過時までフィラメント体102が断線したものはなかった。
As apparent from Table 4, when the relational expression 0.25 ≦ r 6 / R 4 ≦ 0.75 is satisfied, for example, r 6 / R 4 = (0.25, 0.35, 0.50, 0. In the case of 75), none of the samples had the
一方、0.25>r6/R4なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.20)の場合、10本中6本のサンプルは4000時間点灯経過時までにフィラメント体102が断線してしまったが、断線せずに残った4本のサンプルはいずれもバルブ101の内面に黒化が発生していなかった。また、r6/R4>0.75なる関係式を満たす場合、例えばr6/R4=(0.80)の場合、10本中全てのものにおいて4000時間点灯経過時までにフィラメント体102が断線したものはなかったものの、10本中全てのものにおいてバルブ101の内面に黒化が発生していた。
On the other hand, when satisfying the relational expression of 0.25> r 6 / R 4 , for example, when r 6 / R 4 = (0.20), 6 out of 10 samples are filament bodies before lapse of 4000 hours of lighting. 102 was disconnected, but no blackening occurred on the inner surface of the
このような結果となった理由については上述したとおりである。
したがって、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径をR4[mm]、フィラメント体102の最大外径をr6[mm]とした場合、バルブ101の内面が黒化するのを防止しつつ、フィラメント体102の断線を防止し、長寿命化を図るために、0.25≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。特に、一層の長寿命化を図るために、0.35≦r6/R4≦0.75なる関係式を満たせばよいことがわかった。
The reason for such a result is as described above.
Therefore, when the maximum inner diameter of the portion of the
次に、中央フィラメント要素106のコイル長をLC5[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長をLS5[mm]とした場合、0.2≦LS5/LC5≦0.9なる関係式を満たすように規定した理由について説明する。
まず、上記した定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球88について、中央フィラメント要素106のコイル長LC3、および周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3を表5に示すとおり種々変化させたものをそれぞれ5本ずつ作製した。そして、各々作製したものを定格電力で点灯させ、そのビーム角(度)および中心照度[lx]を調べたところ、表5および図31(LS3/LC3とビーム角との関係)に示すとおりの結果が得られた。また、代表的な配光曲線としてLS3/LC3=0.9の場合のものを図32に、LS3/LC3=0.6の場合のものを図33にそれぞれ示した。
Next, assuming that the coil length of the
First, regarding the
なお、作製した各サンプルにおいて、バルブ101のうち、フィラメント体102が位置している部分の最大内径Rは9.0[mm]である。中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109はいずれも一重巻きコイルからなり、そのピッチが0.05[mm]〜0.07[mm]、最大外径r0が0.65[mm]である。また、フィラメント体102の最大外径r6は4.50[mm]である。距離D7は1.275[mm]である。
In each sample produced, the maximum inner diameter R of the portion of the
また、表5中、「ビーム角」は5本のサンプルの平均値を示す。ビーム角は狭角タイプとして現在市販されているものの主流である10度(許容範囲:7.5度〜12.5度)を評価基準とした。
さらに、「中心照度」は5本のサンプルの平均値を示す。現在、市販されているビーム角10度の定格電力65[W](定格電圧110[V])の反射鏡付きハロゲン電球(以下、「従来品」という)では、その中心照度が例えば6500[lx](中心光度換算で6500[cd])である。そこで、評価基準としては、市場からの要望等を考慮し、従来品の中心照度(6500[lx])に対して約10%増し、つまり7200[lx](中心光度換算で7200[cd])以上を評価基準とした。
In Table 5, “beam angle” indicates an average value of five samples. A beam angle of 10 degrees (allowable range: 7.5 degrees to 12.5 degrees), which is the mainstream of what is currently marketed as a narrow angle type, was used as an evaluation standard.
Further, “center illuminance” indicates an average value of five samples. Currently, in a commercially available halogen bulb with a reflector (hereinafter referred to as “conventional product”) with a rated power of 65 [W] (rated voltage 110 [V]) with a beam angle of 10 degrees, the central illuminance is, for example, 6500 [lx ] (6500 [cd] in terms of central luminous intensity). Therefore, as an evaluation standard, considering the demand from the market and the like, it is increased by about 10% with respect to the central illuminance (6500 [lx]) of the conventional product, that is, 7200 [lx] (7200 [cd] in terms of central luminous intensity) The above was used as an evaluation standard.
表5から明らかなように、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS3/LC3=(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx])を越える8500[lx](中心光度換算で8500[cd])以上であり、しかもそのビーム角は7.5度〜12.5度の範囲にあり、いずれも上記した評価基準を満たすことがわかった。このことは図32および図33に示す配光曲線からも明らかであり、照射面における中心部分の照度は高く、照射光がその中心部分の周辺領域へ広がっていない。 As is apparent from Table 5, when the relational expression 0.2 ≦ L S3 / L C3 ≦ 0.9 is satisfied, for example, L S3 / L C3 = (0.2, 0.3, 0.4, 0. In the case of 5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9), the center illuminance exceeds 8500 [lx] (center light intensity conversion of 8500 [cd], which exceeds the center illuminance (6500 [lx]) of the conventional product. It was found that the beam angle was in the range of 7.5 to 12.5 degrees, and all satisfied the above evaluation criteria. This is clear from the light distribution curves shown in FIGS. 32 and 33, and the illuminance at the central portion on the irradiation surface is high, and the irradiation light does not spread to the peripheral region of the central portion.
一方、LS3/LC3>0.9なる関係式を満たす場合、例えばLS3/LC3=(1.0)の場合、その中心照度は従来品の中心照度(6500[lx])を越えており上記した評価基準を満足するものの、そのビーム角は13.0度であって上記した評価基準を満たさないことがわかった。また、LS3/LC3<0.2なる関係式を満たす場合、例えばLS3/LC3=(0,0.1)の場合、そのビーム角は7.5度であって上記した評価基準を満足するものの、その中心照度は上記した評価基準を満たさないことがわかった。 On the other hand, when the relational expression L S3 / L C3 > 0.9 is satisfied, for example, when L S3 / L C3 = (1.0), the central illuminance exceeds the central illuminance (6500 [lx]) of the conventional product. Although the above evaluation criteria were satisfied, the beam angle was 13.0 degrees, and it was found that the above evaluation criteria were not satisfied. Further, when the relational expression L S3 / L C3 <0.2 is satisfied, for example, when L S3 / L C3 = (0, 0.1), the beam angle is 7.5 degrees, and the above-described evaluation criteria. However, it was found that the central illuminance does not satisfy the above evaluation criteria.
このような結果となった理由については次のように考えられる。
つまり、LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たし、中央フィラメント要素106のコイル長LC3を周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3に対して適度な範囲で相対的に長くすることにより、照射面における中心部分の周辺領域の照度の増減に大きく寄与する周辺フィラメント要素107,108,109のコイルLS3を適度に短くすることができる一方、その分、照射面における中心部分の照度(中心照度)の増減に大きく寄与する中央フィラメント要素106のコイル長LC3をできるだけ長くすることができる。その結果、第一に、周辺フィラメント要素107,108,109による照射面の中心部分に対する照度の増大への寄与を残しつつ、照射面における中心部分の周辺領域の照度を可能な限り低減することができる。第二に、中央フィラメント要素106のコイル長LC3の増大によって照射面の中心部分への照度を一層増大させることができる。そして、これらの結果が重なり合って図32および図33に示すような良好な配光曲線が得られたと考えられる。しかしながら、LS3/LC3<0.2なる関係式を満たしてしまうと、中央フィラメント要素106のコイル長LC3は長くなるものの、反射鏡89内における中心照度寄与領域から外れる部分も多くなる上、中央フィラメント要素106のコイル長LC3に対する周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3の相対的な長さがあまりにも小さくなりすぎ、周辺フィラメント要素107,108,109を設置した効果が著しく減ってしまったと考えられる。一方、LS3/LC3>0.9なる関係式を満たす場合では、中央フィラメント要素106のコイル長LC3が周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長LS3に対して相対的に十分長くないので、周辺フィラメント要素107,108,109によって照射面における中心部分の周辺領域の照度が増大してしまい、所望のビーム角が得られなかったと考えられる。
The reason for this result is considered as follows.
That is, the relational expression L S3 / L C3 ≦ 0.9 is satisfied, and the coil length L C3 of the
したがって、中央フィラメント要素106のコイル長をLC3[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長をLS3[mm]とした場合、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の両者の寄与によって中心照度を増大させつつ、所望のビーム角(狭角)を得て良好な配光特性を実現するために、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たせばよいことがわかった。
Therefore, when the coil length of the
以上のとおり本発明の第11の実施の形態にかかる反射鏡付きハロゲン電球88の構成によれば、上記した本発明の第8の実施の形態であるハロゲン電球31と同様に、バルブ101とフィラメント体102との間で発生する対流層を極めて薄くすることができるので、フィラメント体102の構成材料であるタングステンの蒸発量を著しく低減することができ、その結果、フィラメント体102を構成するコイルのタングステン線が細って断線するのを防止することができ、長寿命化を図ることができる。しかも、バルブ101とフィラメント体102との間の隙間が適度に保たれているので、点灯中、バルブ101とフィラメント体102とが共に異常に高温になるのを抑制することができるので、バルブ101が破損したり、フィラメント体102の過剰な蒸発によってバルブ101の内面が黒化したりするのを防止することができる。
As described above, according to the configuration of the
特に、中央フィラメント要素106のコイル長をLC3[mm]、周辺フィラメント要素107,108,109のコイル長をLS3[mm]とした場合、0.2≦LS3/LC3≦0.9なる関係式を満たすことにより、中央フィラメント要素106および周辺フィラメント要素107,108,109の両者の寄与によって中心照度を上げつつも、周辺フィラメント要素107,108,109による照射光の広がりを抑制することができ、狭いビーム角を得て良好な配光特性を実現することができる。
In particular, when the coil length of the
また、特に、中央フィラメント要素106と各々の周辺フィラメント要素107,108,109との間の距離D7をそれぞれ0.1[mm]〜2.2[mm]の範囲に設定することにより、上記中心照度寄与領域内におけるフィラメント体102の密度をより大きくすることができ、中心照度を極めて高くすることができるとともに、点灯中、中央フィラメント要素106と周辺フィラメント要素107,108,109との間でアーク放電が発生し、そのアーク放電によって中央フィラメント要素106や周辺フィラメント要素107,108,109が断線するのを防止することができる。
In particular, the distance D 7 between the
なお、上記第11の実施の形態では、3つの周辺フィラメント要素107,108,109を略正三角形を形成するように配列した場合について説明したが、これ以外に、4つの周辺フィラメント要素を略正方形を形成するように配列した場合や、5つの周辺フィラメント要素を略正五角形を形成するように配列した場合、6つの周辺フィラメント要素を略正六角形を形成するように配列した場合、またはそれ以上の場合であっても上記と同様の作用効果を得ることができる。
In the eleventh embodiment, the case where the three
また、上記第11の実施の形態では、バルブ101の形状としてチップオフ部98、略円筒形状の発光部99および封止部100がそれぞれ順次連なって形成されたものを用いた場合について説明したが、これに限らずチップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部および封止部が順次連なって形成されたバルブや、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部および封止部が順次連なって形成されたバルブ、チップオフ部(場合によっては無い場合もある)、略回転楕円体形状の発光部、縮径部、筒部および封止部が順次連なって形成されたバルブ等の公知の種々の形状のバルブを用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。もちろん、発光部の形状として上記した略回転楕円体形状に代えて、略球形状のものや略複合楕円体形状のものも用いることができる。
In the eleventh embodiment, the
さらに、上記第11の実施の形態では、タングステン線を円筒形状をなすように、つまり長手方向の中心軸a5,b5,c5,d5に対して垂直に切った断面の外形形状が円を描くように巻かれた一重巻きコイルからなるフィラメント要素106,107,108,109を用いた場合について説明した。しかし、本発明は、その外形形状に特に限定されるものではなく、例えば図28に示すように、長手方向の中心軸a5,b5,c5,d5に対して垂直に切った断面の外形形状が長円を描くように巻かれたコイルからなるフィラメント要素74,75,76,77を用いた場合等でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
(実施の形態12)
次に、本発明の第12の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第10の実施の形態である定格電力65[W]のハロゲン電球31が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。
Further, in the eleventh embodiment, the outer shape of the cross section cut in a direction perpendicular to the central axes a5, b5, c5, d5 in the longitudinal direction so as to form a circular shape so that the tungsten wire has a cylindrical shape. The case of using the
(Embodiment 12)
Next, the illuminating device according to the twelfth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, and has a rated power of 65 according to the tenth embodiment of the present invention described above. The
照明器具には、通常、平面状もしくは曲面状の反射板、または凹面状の反射鏡部が形成されている。ハロゲン電球31から放射された放射光は、反射板または反射鏡部に反射され、照明器具の光照射開口部から照射される。
このような本発明の第12の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
(実施の形態13)
次に、本発明の第13の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第9の実施の形態である定格電力65[W]のハロゲン電球53が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。
A lighting fixture is usually formed with a planar or curved reflector or a concave reflector. The radiated light emitted from the
According to the configuration of the lighting apparatus according to the twelfth embodiment of the present invention, a long-life lighting apparatus can be realized.
(Embodiment 13)
Next, the illuminating device according to the thirteenth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the above-described ninth embodiment of the present invention. The
照明器具には、その反射面が回転楕円面または回転放物面等からなる凹面状の反射鏡部が形成されている。もっとも、反射鏡部は、照明器具に固定されて取り替え不可能なものであってもよく、使用用途等に合わせて取り替え可能なものであってもよい。ハロゲン電球53から放射された放射光は、反射鏡部に反射され、照明器具の光照射開口部から照射される。
The luminaire is provided with a concave reflecting mirror portion whose reflection surface is a spheroid or a paraboloid. However, the reflecting mirror portion may be fixed to the lighting fixture and cannot be replaced, or may be replaceable according to the intended use. The radiated light emitted from the
このような本発明の第13の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
(実施の形態14)
次に、本発明の第14の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第10の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球79が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。
According to the configuration of the lighting apparatus according to the thirteenth embodiment of the present invention, a long-life lighting apparatus can be realized.
(Embodiment 14)
Next, the illumination device according to the fourteenth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the tenth embodiment of the present invention described above. A
このような本発明の第14の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
(実施の形態15)
次に、本発明の第15の実施の形態である照明装置は、例えばスポットライト等の一般照明として使用されるものであって、上記した本発明の第11の実施の形態である定格電力65[W]の反射鏡付きハロゲン電球88が公知の種々の照明器具(図示せず)に取り付けられた構成を有している。
According to the configuration of the illumination device according to the fourteenth embodiment of the present invention, a long-life illumination device can be realized.
(Embodiment 15)
Next, the illumination device according to the fifteenth embodiment of the present invention is used as general illumination such as a spotlight, for example, and has a rated power of 65 according to the eleventh embodiment of the present invention described above. A
このような本発明の第15の実施の形態にかかる照明装置の構成によれば、長寿命な照明装置を実現することができる。
なお、上記各実施の形態では、定格電力65[W]のハロゲン電球を用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば定格電力20[W]〜150[W]のハロゲン電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができる。
According to the configuration of the illumination device according to the fifteenth embodiment of the present invention, a long-life illumination device can be realized.
In each of the above-described embodiments, the case where a halogen light bulb with a rated power of 65 [W] is used has been described. However, the present invention is not limited thereto, and for example, a halogen light bulb with a rated power of 20 [W] to 150 [W] is used. Even in this case, the same effect as described above can be obtained.
また、上記各実施の形態では、ハロゲン電球を用いた場合について説明したが、この種のハロゲン電球に代えて公知の種々の白熱電球を用いた場合でも上記と同様の作用効果を得ることができるものである。 In each of the above-described embodiments, the case where a halogen bulb is used has been described. However, even when various known incandescent bulbs are used instead of this type of halogen bulb, the same effect as described above can be obtained. Is.
本発明は、多重巻きコイルを用いることなく、発光体をコンパクト化することができ、集光効率を向上させることができ、その製造が容易となって量産性が高く、
また、中心照度を増大させつつ、特にビーム角が狭角タイプのもので良好な配光特性を実現することができ、一般照明用、特に店舗照明用途の管球に要求される小型化の要請ならびに陳列商品を際立たせるという要請に応えることができ、
さらに、長寿命化を図ることができるので、当該管球のライフサイクルを延長させ、電球交換の不便を軽減でき、その産業上の利用可能性は非常に広く、且つ大きい。
The present invention can reduce the size of the light emitter without using multiple winding coils, can improve the light collection efficiency, is easy to manufacture, and has high mass productivity.
In addition, while increasing the central illuminance, it is possible to achieve good light distribution characteristics, especially with a narrow-angle beam angle type, and there is a demand for miniaturization required for general lighting, especially for store lighting. As well as responding to the demands that display products stand out,
Furthermore, since the lifetime can be extended, the life cycle of the tube can be extended, the inconvenience of replacing the bulb can be reduced, and its industrial applicability is very wide and large.
1,79,88 反射鏡付きハロゲン電球
2,80,89,112,138 反射鏡
3,31,53,90,114,139 ハロゲン電球
4,34,81,91,116,140 口金
4a,4b,35a,35b,92a,92b,117a,117b,141a,141b 端子部分
5,57,59,82,93,111,143 開口部
6,83,94,144 ネック部
7,61,84,95,119,145 反射面
8,60,85,96,118,146 前面ガラス
9,33,87,97,121,147 接着剤
10,36,62,98,122,149 チップオフ部
11,37,63,99,123,150 発光部
12,40,66,100,120,148 封止部
13,32,56,101,115,142 バルブ
14,42,52,68,78,102 フィラメント体
15,43,69,103 内部リード線
16,44,104,129 金属箔
17,45,105,128 内部リード線
18 組立体
19,70,74,106 中央フィラメント要素
20,21,22,71,72,73,75,76,77,107,108,109 周辺フィラメント要素
38,64,124 縮径部
39,65,125 筒部
41,67,126 可視光透過赤外線反射膜
46,47,48,49,50,51 フィラメント要素
54,110,137 照明装置
55 反射鏡部
58,113 照明器具
86 止め金具
127,135,136 フィラメント体
130 外部リード線
131,132,133,134 コイル(フィラメント要素)
228 サポート線
328 ステムガラス
1,79,88 Halogen bulb with
8, 60, 85, 96, 118, 146
228
Claims (31)
バルブと当該バルブ内に設けられたフィラメント体とが備えられ、
前記フィラメント体は、複数のフィラメント要素を有し、かつ前記管球が前記反射鏡内に組み込まれた状態において、前記反射鏡の焦点を内包するように配され、
前記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルで、前記反射鏡の光軸上に1本が配され、前記光軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配されており、
前記複数のフィラメント要素の各々は、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されてなることを特徴とする管球。A tube having a rated voltage set to 100 [V] or more and 250 [V] or less, which is incorporated in the reflector of the illumination device,
A valve and a filament body provided in the valve;
The filament body has a plurality of filament elements and is arranged so as to include the focal point of the reflector in a state where the tube is incorporated in the reflector.
Each of the plurality of filament elements is a single-wound coil, one is arranged on the optical axis of the reflecting mirror, and one or more of the remaining coils are arranged on an axis parallel to the optical axis. And
Each of the plurality of filament elements is formed so that an outline when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape.
前記管球は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、
前記フィラメント体は、複数のフィラメント要素を有し、かつ前記反射鏡の焦点を内包するように配され、
前記複数のフィラメント要素は、それぞれが一重巻きされたコイルで、前記反射鏡の光軸上に1本が配され、前記光軸に平行な軸上に残りのコイルの1本以上が配され、
前記複数のフィラメント要素の各々は、巻き軸方向から見たときの輪郭が略円形とは異なるように成形されてなることを特徴とする反射鏡付き管球。A concave reflecting mirror, and a tube disposed in the reflecting mirror and having a rated voltage set to 100 [V] or more and 250 [V] or less,
The tube has a bulb and a filament body provided in the bulb,
The filament body has a plurality of filament elements, and is disposed so as to contain the focal point of the reflector.
Each of the plurality of filament elements is a coil wound in a single winding, one on the optical axis of the reflector, and one or more of the remaining coils on an axis parallel to the optical axis,
Each of the plurality of filament elements is formed so that a contour when viewed from the winding axis direction is different from a substantially circular shape.
前記管球はバルブとこのバルブ内に設けられたフィラメント体とを有し、
前記フィラメント体は、長手方向の中心軸が前記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、前記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、
前記周辺フィラメント要素は、各々の前記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面との交点をそれぞれ結んだ際、前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記平面との交点を重心あるいは図心とする略正多角形が形成されるように、配列されており、
前記中央フィラメント要素の長手方向の長さLCと、前記周辺フィラメント要素の長手方向の長さLSとが、LS/LCが0.2以上0.9以下となるように、調整されていることを特徴とする反射鏡付き管球。A concave reflecting mirror and a tube disposed in the reflecting mirror;
The tube has a bulb and a filament body provided in the bulb,
The filament body includes a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror, and a longitudinal central axis around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged to be substantially parallel to the longitudinal central axis of
When the peripheral filament elements connect the intersections of the longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements and the plane perpendicular to the longitudinal central axis of the central filament element, the longitudinal length of the central filament element Arranged so that a substantially regular polygon having the center of gravity or centroid as the intersection of the central axis of the direction and the plane is formed,
The length L C in the longitudinal direction of the central filament element and the length L S in the longitudinal direction of the peripheral filament element are adjusted so that L S / L C is 0.2 or more and 0.9 or less. A tube with a reflector.
前記フィラメント体は、前記管球が前記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が前記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、前記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、
前記周辺フィラメント要素は、各々の前記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記平面との交点を重心あるいは図心とする略正多角形を形成するように配列されており、
前記中央フィラメント要素の長手方向の長さLCと、前記周辺フィラメント要素の長手方向の長さLS[mm]とが、Ls/Lcが0.2以上0.9以下となるように調整されていることを特徴とする管球。A bulb incorporated in the reflector portion of the illumination device, the bulb having a bulb and a filament body provided in the bulb;
The filament body includes a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflector portion when the tube is incorporated in the reflector portion, and the center filament element And at least three peripheral filament elements arranged so that a longitudinal central axis is substantially parallel to a longitudinal central axis of the central filament element;
The peripheral filament elements are connected to each other at the intersection of the longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements and a plane perpendicular to the longitudinal central axis of the central filament element. Arranged so as to form a substantially regular polygon whose center of gravity or centroid is the intersection of the central axis in the longitudinal direction and the plane,
The length L C in the longitudinal direction of the central filament element and the length L S [mm] in the longitudinal direction of the peripheral filament element are adjusted so that Ls / Lc is 0.2 or more and 0.9 or less. A tube characterized by
前記フィラメント要素は、その長手方向の中心軸が前記バルブの長手方向の中心軸と略平行であり、かつ前記バルブの長手方向の中心軸を囲むように林立した状態であって、各々の前記フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記バルブの長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、前記バルブの長手方向の中心軸と前記平面との交点を重心あるいは図心とする略正多角形を形成するように配列されており、
前記バルブのうち、前記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、前記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されていることを特徴とする管球。A bulb and a filament body disposed inside the bulb and having at least three linear filament elements;
The filament element has a forested state in which the central axis in the longitudinal direction is substantially parallel to the central axis in the longitudinal direction of the bulb and surrounds the central axis in the longitudinal direction of the bulb. When connecting the intersections of the central axis in the longitudinal direction of the element and the plane perpendicular to the central axis in the longitudinal direction of the bulb, the intersection of the longitudinal central axis of the bulb and the plane is the center of gravity or the figure. Arranged so as to form a substantially regular polygon as a center,
Among the bulbs, the maximum inner diameter R of the portion where the filament body is located and the maximum outer diameter r of the filament body are adjusted so that r / R is not less than 0.25 and not more than 0.75. A tube characterized by being.
前記フィラメント体は、前記管球が前記反射鏡部内に組み込まれた際、長手方向の中心軸が前記反射鏡部の光軸上に略位置する直線状の中央フィラメント要素と、前記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、
前記周辺フィラメント要素は、各々の前記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記平面との交点を重心あるいは図心とする略正多角形を形成するように配列されており、
前記バルブのうち、前記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、前記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されていることを特徴とする管球。A tube incorporated in the reflector part of the illumination device, the tube having a bulb and a filament body arranged inside the bulb;
The filament body includes a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflector portion when the tube is incorporated in the reflector portion, and the center filament element And at least three peripheral filament elements arranged so that a longitudinal central axis is substantially parallel to a longitudinal central axis of the central filament element;
The peripheral filament elements are connected to each other at the intersection of the longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements and a plane perpendicular to the longitudinal central axis of the central filament element. Arranged so as to form a substantially regular polygon whose center of gravity or centroid is the intersection of the central axis in the longitudinal direction and the plane,
Among the bulbs, the maximum inner diameter R of the portion where the filament body is located and the maximum outer diameter r of the filament body are adjusted so that r / R is not less than 0.25 and not more than 0.75. A tube characterized by being.
前記フィラメント体は、長手方向の中心軸が前記反射鏡の光軸上に略位置している直線状の中央フィラメント要素と、前記中央フィラメント要素の周りに、長手方向の中心軸が前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と略平行になるように配置された少なくとも3つの周辺フィラメント要素とを有しており、
前記周辺フィラメント要素は、各々の前記周辺フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸に対して垂直な平面とが交わる交点をそれぞれ結んだ際、前記中央フィラメント要素の長手方向の中心軸と前記平面との交点を重心あるいは図心とする略正多角形を形成するように配列されており、
前記バルブのうち、前記フィラメント体が位置している部分の最大内径Rと、前記フィラメント体の最大外径rとが、r/Rが0.25以上0.75以下となるように調整されていることを特徴とする反射鏡付き管球。A concave reflecting mirror, and a tube disposed in the reflecting mirror and having a bulb and a filament body provided in the bulb,
The filament body includes a linear central filament element whose longitudinal center axis is substantially located on the optical axis of the reflecting mirror, and a longitudinal central axis around the central filament element. At least three peripheral filament elements arranged to be substantially parallel to the longitudinal central axis of
The peripheral filament elements are connected to each other at the intersection of the longitudinal central axis of each of the peripheral filament elements and a plane perpendicular to the longitudinal central axis of the central filament element. Arranged so as to form a substantially regular polygon whose center of gravity or centroid is the intersection of the central axis in the longitudinal direction and the plane,
Among the bulbs, the maximum inner diameter R of the portion where the filament body is located and the maximum outer diameter r of the filament body are adjusted so that r / R is 0.25 or more and 0.75 or less. A tube with a reflector, characterized by
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