JP2007294445A - 管球、反射鏡付き管球および照明装置 - Google Patents

管球、反射鏡付き管球および照明装置 Download PDF

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進也 川越
Hisataka Hashimoto
尚隆 橋本
Hiroshi Ikeda
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Toshiyasu Kojima
敏靖 小島
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Abstract

【課題】特に、複数の発光部を有し、それらの長手方向の中心軸が互いに略平行になるような状態で配置されたフィラメント体が用いられている管球において、始動時における断線、すなわち初期断線が発生するのを防止する。
【解決手段】フィラメント要素132(131,133)と内部リード線128あるいはサポート線228との接続箇所において、とばし部を無くし、電気的にかつ機械的に直接接続する。
【選択図】図3

Description

本発明は管球、反射鏡付き管球および照明装置に関する。
反射鏡と組み合わせて用いられる管球、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照明用として使用されている。
近年、ハロゲン電球が商業施設におけるスポット照明用として盛んに用いられている。このような用途にあっては、特に、陳列商品と比べて目立たない大きさであること、ランニングコストが低いことが望まれるので、小型化および集光効率の向上の要求が強まっている。ここで、「集光効率」とは、単位電力あたりの照度[lx/W]を云う。
ハロゲン電球は、フィラメント体を備えており、このフィラメント体をコンパクトにするほど点光源に近づくので、反射鏡との組み合わせにおいて上記要求を実現できる。この場合に、発光領域を特に反射鏡の光軸方向に縮小することが、集光効率を向上させるためには効果的であることが知られている。
しかしながら、一般的に、ハロゲン電球の定格電圧[V]、定格電力[W]、および定格寿命(例えば、3000時間)が決まると、これに応じて、フィラメント体を構成するフィラメント線(タングステン線)の線径や長さが実質的に定まってしまう。したがって、例えば、単純にタングステン線の長さを短縮することによってフィラメント体のコンパクト化を図ることは困難である。
そこで、定格電圧100[V]以上のハロゲン電球において、実用化されているものは、一般的に、フィラメント体のコンパクト化を図るため二重巻きコイルが用いられている。また、さらなるコンパクト化のため、フィラメント体として、三重巻きコイルを用いたハロゲン電球もある。これによれば、タングステン線の長さが同じであれば、反射鏡の光軸方向におけるコイル全体の長さを短縮でき、もって集光効率を向上することができる。
ところが、コイルの重ね巻数を増やせば増やすほど、ハロゲン電球に外力(衝撃力)が加えられた際に生じるコイルの振動の振幅が大きくなり、これが原因で断線し易くなるという別の問題が生じる。
この問題を解決しつつ、フィラメント体のコンパクト化(光軸方向の短縮化)を図れるハロゲン電球として、特許文献1には、複数個の一重コイルが全体的に反射鏡の光軸に対して対称となるように各々の一重コイルを反射鏡の光軸と平行に配したものが開示されている。これにより、当該複数個の一重コイルに相当するものを1個の一重コイルで作製した場合と比較して、光軸方向の長さが短縮されるので、集光効率が向上することとなる。また、各々のコイルは一重なので、上記振動に因る断線の問題も軽減される。
ところで、一般的に、コイルには「とばし」と呼ばれる部分(以後、「とばし部」という。)が形成されている。「とばし部」は、外観上、フィラメント要素において内部リード線に接続されるコイル状の継線部と、フィラメント要素のコイル軸心方向中央部に形成されたコイル状の発光部との間に形成され、他の部分に比べてコイルピッチが大きいコイル状か、または、コイル状に巻回されていないほぼ直線状の部分であって、実質的に発光しない部分である。
とばし部を形成することにより、発光部と継線部との境界が明確になり、発光部の素線長が安定し、言い換えればハロゲン電球の個体間における消費電力が安定するので、個体間で光束のばらつき等が発生するのを防止することができる。
また、このとばし部を利用することにより、コイル状のフィラメント要素と内部リード線とを機械的にかつ電気的に接続することを容易に行うことができる(特許文献2,3,4を参照)。すなわち、内部リード線のうち、フィラメント要素と電気的にかつ機械的に接続される部分、つまりフィラメント要素を保持する部分を例えば略U字状に曲げておく。そして、この略U字状の部分に継線部をとばし部側から挿入し、フィラメント要素と内部リード線とを電気的かつ機械的に接続する。このようにとばし部を構成することによって、発光部を必要以上に変形させることなくフィラメント要素と内部リード線との接続作業を容易に行うことができる。
特表平6−510881号公報 特開2000-251849号公報 特開平09−55192号公報 特開平07−21996号公報
しかしながら、特許文献1に記載のハロゲン電球においてとばし部を形成し、上記接続構成を採用した場合では、実用化されている二重巻きコイルを用いたハロゲン電球では見られない現象が起きた。すなわち、初めての点灯後間もなくに、フィラメント要素が断線してしまうという現象が起きた(以下、この「初めての点灯後間もない断線」を「初期断線」という。)。
なお、上述のような初期断線の問題は、ハロゲン電球に限らず、フィラメント体のバルブ長手方向における短縮化を図るため、フィラメント体を一重コイルからなる複数のフィラメント要素に分割して並列配置する構成を有する管球一般に生じ得る問題である。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一重コイルのフィラメント要素を用いてフィラメント体の光軸方向の短縮化と耐振動性の向上を可能としつつ、初期断線の発生しにくい管球を提供することを目的とする。
本願発明者らは、上記初期断線の原因について種々検討すべく、初めての点灯後におけるフィラメント要素を観察したところ、とばし部にアーク放電の起点(アークスポット)が発生していることを確認した。当該箇所にアーク放電が生じた理由の詳細は不明であるが、おそらく、とばし部に電界集中が起きていることに起因するものと推察される。つまり、この電界集中によって電子なだれが起こりやすい環境が形成され、その一方、一重コイルを利用しつつ光軸方向の距離を長くせずに所定のコイル長を得るためには、当該フィラメント体を複数のフィラメント要素に分割して光軸と直交する方向に並列して配設せざるを得ず、それに伴って各発光部のとばし部も実質的に隣接してその距離が小さくなるため、その隣り合ったとばし部間でアーク放電が発生しやすくなったと考えられるのである。
本発明はこのような知見に基づいて案出されたものであり、上記目的を達成するため、
本発明に係る管球は、定格電圧が100[V]以上250[V]以下の管球であって、気密封止されたバルブと、フィラメント線を一重巻きしたコイル状のフィラメント要素複数と、 バルブの封止部からバルブ内空間に延出され、フィラメント要素の一端部を前記バルブ内で支持する複数の導電性支持部材とを有し、各フィラメント要素は、並設されていると共に、隣り合うフィラメント要素の一端部同士が接続部材を介して互いに電気的に直列接続されて、当該複数のフィラメント要素が直列接続されており、 隣り合う二つのフィラメント要素において、前記接続部材で接続されている端部でない側の二つの端部のうち少なくとも一方の端部は、前記導電性支持部材もしくは他の接続部材に嵌装することによって支持されており、管球点灯中に、当該端部の嵌装された部分が非発光部となり、この非発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分が存在することを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る管球は、定格電圧が100[V]以上250[V]以下の管球であって、気密封止されたバルブと、フィラメント線を一重巻きしたコイル状のフィラメント要素と、封止部からバルブ内空間に延出され、フィラメント要素の一端部を前記バルブ内で支持する2本の導電性支持部材とを有し、フィラメント要素は、そのほぼ中央部において屈曲された形状を有し、その両端部のうち少なくとも一方の端部は、前記導電性支持部材に嵌装することによって支持されると共に、管球点灯中に、当該端部の嵌装された部分が非発光部となり、この非発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分が存在することを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明の管球では、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、当該フィラメント体に通電可能に接続された2本の内部リード線とを備え、前記フィラメント体は、一重コイル状に巻回された略直線状または略弓形状の発光部と一重コイル状に巻回された継線部とを有し、前記発光部は、複数存在し、それらが横方向に並んで配置され、前記発光部と前記継線部とは連続的に接続させた。つまり、複数の発光部が横方向に並んだ状態で配置されていても、従来の管球に比べてフィラメント体が有していたとばし部を無くし、少なくともあるとばし部の横方向に別のとばし部が並ばないようにしたことを特徴としている。
上記の目的を達成するため、本発明に係る反射鏡付き管球は、反射鏡と、前記反射鏡内に組み込まれている、上記した管球とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、照明器具と、前記照明器具に取り付けられている、前記反射鏡付き管球とを有することを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、反射鏡を有する照明器具と、前記反射鏡内に組み込まれている、上記した管球とを有することを特徴とする。
本発明に係る管球によれば、電気的に直列接続された複数のフィラメント要素において、隣り合う二つのフィラメント要素の接続部材で接続されている端部でない側の二つの端部のうち少なくとも一方の端部が、導電性支持部材もしくは他の接続部材に嵌装することによって支持されており、管球点灯中に、当該端部の嵌装された部分が非発光部となり、この非発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分が存在する構成、すなわち、非発光部とフィラメント線が発光する部分との間にとばし部を設けない構成とされているので、とばし部の存在に起因するアーク放電の発生が防止できる関係上、当該アーク放電によるフィラメント線の断線を抑制することが可能となる。
また、本発明に係る管球によれば、ほぼ中央部において屈曲された形状を有するフィラメント要素において、その両端部のうち少なくとも一方の端部は、導電性支持部材に嵌装することによって支持されると共に、管球点灯中に、当該端部の嵌装された部分が非発光部となり、この非発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分が存在する構成、すなわち、非発光部とフィラメント線が発光する部分との間にとばし部を設けない構成とされているので、とばし部の存在に起因するアーク放電の発生が防止できる関係上、当該アーク放電によるフィラメント線の断線を抑制することが可能となる。
また、本発明にかかる管球では、少なくとも一部の発光部と継線部とを連続的に接続させたために、別の言い方をすれば電気的かつ機械的に直接接続させたために、すなわちとばし部を無くしたため、始動時にフィラメント要素同士においてとばし部からアーク放電が発生することを抑制することができ、所謂、初期断線を防止することができる。
また、本発明に係る反射鏡付き管球および照明装置によれば、上記した管球を有するので、上記したのと同様の効果が得られる。
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1)
図1は、実施の形態1において、本発明に係る管球の一例として示す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、光が出射される開口部111を有し、内部に反射鏡112が収納され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。
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よい。
ハロゲン電球114のバルブ115の長手方向の中心軸Xと反射鏡112の光軸Y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。
反射鏡112には、その前方の開口部に前面ガラス118が取り付けられている。反射鏡112は、ホウ珪酸ガラスからなり、漏斗状をしたガラス基体112Aを有する。ガラス基体112Aは、回転楕円体面または回転放物面等からなる内面を有し、当該内面には反射面119が形成されている。反射面119は、アルミニウムやクロム等の金属膜の他、二酸化ケイ素(SiO)、二酸化チタン(TiO)、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で構成される。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。
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いるが、ハロゲン電球114の取り替えのためには、反射鏡112自体は照明器具113に固定し、前面ガラス118を反射鏡112と脱着可能にしても構わない。なお、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。
また、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を用いることができる。
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について以下説明する。
図2は、実施の形態1に係るハロゲン電球の一部を切り欠いた概略構成図である。
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は、封止切りの残痕であるチップオフ部122、後述するフィラメント体136等を収納するフィラメント体収納部(バルブ115でいう発光部)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がこの順に連なった構造をしている。
バルブ115のうち、チップオフ部122、フィラメント体収納部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。
フィラメント体収納部123は、図2に示すように、略回転楕円体形状をしている。ここで言う「略回転楕円体形状」とは、完全な回転楕円体形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フィラメント体収納部123、縮径部124、筒部125および封止部120がこの順に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フィラメント体収納部、縮径部および封止部がこの順に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フィラメント体収納部および封止部がこの順に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)、略円筒形状のフィラメント体収納部および封止部がこの順に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、フィラメント体収納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。
バルブ115内には、ハロゲン物質と希ガスとが所定量封入されている。これに加えて、窒素ガスを封入することとしても構わない。
ハロゲン物質は、点灯中、ハロゲンサイクルによって、フィラメント体136から蒸発したその構成物質であるタングステンを再びフィラメント体136に戻し、バルブ115の黒化を防止するためのものである。ハロゲン物質の濃度は10[ppm]〜300[ppm]の範囲内にあることが好ましい。また、ハロゲンサイクルを活性化させるためには、バルブ115内面における最冷点温度が200[℃]以上であることが好ましい。さらに、ハロゲンサイクルを適切に機能させるためには、バルブ115内の酸素濃度を100[ppm]以下にすることが好ましい。
希ガスには、クリプトンガスを用いることが好ましい。クリプトンガスを用いることにより、集光効率を高める目的でフィラメント体136をコンパクト化するため、後述するように発光部同士を近接配置しているにもかかわらず、隣接する発光部間の任意の場所で点灯時にアーク放電が発生して、断線するのを抑制するといった効果が得られる。
特に、封入ガスは、クリプトンを主成分とした、窒素ガスおよびハロゲン物質を含むものとし、バルブ115内での常温時におけるガス圧を2[atm]〜10[atm]の範囲内に設定することが好ましい。当該ガス圧が10[atm]を超えると、万一バルブ115が破損した場合に、飛散する破片で照明器具が破損するおそれがあり、一方、2[atm]未満であると、フィラメント体136の構成物質であるタングステンが蒸発し易く、ランプ寿命が短くなるからである。換言すると、ガス圧の上記範囲は、当該ガス圧が適度に抑制されているため、万一バルブ115が破損したとしても、照明器具が破損するほどの勢いで破片が飛散せず、かつ、当該ガス圧が適度に高いため、フィラメント体136の構成物質であるタングステンが蒸発しにくく、長寿命化を実現でき、さらには、点灯時に隣接する発光部間の任意の場所で点灯時にアーク放電が発生して、断線するのを抑制することができる範囲である。
また、封入ガスに窒素ガスを含ませる場合、窒素ガスの組成比率は8[%]〜40[%]の範囲内に設定することが好ましい。窒素ガスの組成比率が40[%]を超えると、点灯中にフィラメント体136で発生する熱が窒素ガスを介して過度に放出され、効率が低下するおそれがあり、一方、8[%]未満であると、点灯時に隣接する発光部間でアーク放電が起きやすく、断線が発生し易いからである。換言すると、窒素ガスの上記組成比率範囲は、窒素ガスの組成比率が適度に抑制されているため、点灯中にフィラメント体136で発生する熱が窒素ガスを介して過度に放出されることにより効率が低下するのを防止することができると共に、窒素ガスが適度に含まれているため、点灯時に隣接する発光部間でアーク放電が発生し、断線するのを抑制することができる範囲である。
フィラメント体136には、例えばタングステン製の導電性支持部材である内部リード線128A,128B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。これにより、フィラメント体136への給電は内部リード線128A,128Bを介してなされることとなり、フィラメント体136の一部は、内部リード線128A,128Bで支持されることとなる。内部リード線128A,128Bの他端部は、それぞれ封止部120に封止されているモリブデン製の金属箔129A,129Bを介して外部リード線130A,130Bの一端部に接続されている。外部リード線130A,130B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。なお、封止部120に封着されている金属箔129A,129Bの過熱による酸化が原因で、バルブ115の気密性が損なわれるのを防止するため、封止部120の表面を凹凸にして、当該表面積を増やし、封止部120での放熱性を向上させることが好ましい。
ここで、2本の外部リード線130A,130Bの内、少なくとも一方の外部リード線と口金116の対応する端子部(117aまたは117b)との間に、ヒューズ(図示せず)を設けておくことが好ましい。当該ヒューズを設けることにより、万一、発光部で断線が生じ、その断線箇所でアーク放電が発生したとしても、即座にヒューズが溶断されてアーク放電の継続を絶ち、もってアーク放電の衝撃でバルブ115が破損等するのを防止できる。特に、複数の発光部を近接して配置する場合には、両方の外部リード線130A,130Bと口金116の対応する端子部117a,117bとのそれぞれの間にヒューズを設けることが好ましい。この場合には、発光部での断線に起因するアーク放電が発生しなくても、隣接する発光部間でアーク放電が発生するおそれがあるからである。
また、フィラメント体136の一部を支持する導電性の支持部材として、他に、タングステンからなるサポート線228A,228Bが設けられており、サポート線228A,228Bは、その一端部が、一対のステムガラス328で支持されている(図3参照)。また、サポート線228A,228Bは、後述するフィラメント要素131,132,133を電気的に直列接続するための接続部材としても機能する。
次に、フィラメント体136について説明する。
図3は、実施の形態1においてハロゲン電球114のバルブ115内に設けられているフィラメント体136、およびフィラメント体136を支持すると共に、それに通電するための内部リード線128A,128B、サポート線228A,228Bの概略構成を示した斜視図である。図4は、フィラメント体136をバルブ軸(バルブの中心軸)方向から視た平面図を模式的に表したものである。
フィラメント体136は、図3,図4に示すとおり三つフィラメント要素131,132,133を有している。これら三つのフィラメント要素131,132,133は、図4に示すとおり横方向(バルブ115の中心軸X6と略直交する方向)に間隔を置いて並設されている。
具体的には、各フィラメント要素131,132,133の長手方向の中心軸(コイル軸心)a41,a42,a43がバルブ115(図2参照)の長手方向の中心軸Xと平行であって、各フィラメント要素131,132,133を長手方向(コイル軸心方向)から見た場合において、フィラメント要素131は、その長手方向の中心軸(コイル軸心)a41がバルブ115の長手方向の中心軸Xと重なるように配されている。
フィラメント要素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、かつその長手方向の中心軸a42とフィラメント要素131の長手方向の中心軸a41との間の距離r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、かつその長手方向の中心軸a43とフィラメント要素131の長手方向の中心軸a41との間の距離rが0.88[mm]となる位置に配置されている。
なお、上記中心線c41,c42,c43は、フィラメント要素131,132,133の長手方向の中心軸a41,a42,a43を通り、かつ、中心軸a41,a42,a43に垂直な平面において、フィラメント要素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。
各フィラメント要素(コイル)131,132,133は、いずれもタングステン製であり、図3,図4に示すように、略直線状に真っ直ぐ伸びた一重巻きコイル(コイル軸心が略直線状をした直巻一重コイル)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の一例として示す略(陸上競技場の)トラック形状(長円形状)をしている。略トラック形状とは、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形状をいう。前記輪郭は、短軸と長軸を有する扁平形状が好ましく、扁平形状としては、前記トラック形状に限らず、長方形状でも構わない。
各フィラメント要素131,132,133を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に成形すると、長手方向から見た輪郭が略円形形状に加工された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131,132,133の長手方向のコイル長さLs(図3参照)が短縮される。
換言すると、円筒状に巻回されてなる従来の一重コイル(以下、「円筒コイル」と略称する。)と比較して、(扁平形状の短軸長と円筒の直径が等しいとした場合)1ターン当たりの素線長を長くすることができる関係上、タングステン線の素線長が同じであれば、コイル長(Ls4)を短縮でき、もって、反射鏡の光軸方向(バルブの中心軸方向)におけるフィラメントコイル(発光部)の縮小化が図れることとなるからである。なお、コイルを扁平にすることにより、反射鏡の光軸と交差する方向の長さは、円筒状に巻回されたコイルよりも長くなるものの、集光効率の向上には、光軸と交差する方向よりも光軸方向に短縮する方の効果が大きいので問題はない。
これにより、フィラメント体136を反射鏡112の光軸方向(バルブ115の中心軸方向)にコンパクト化することができ、ハロゲン電球114を反射鏡112に組み込んだ際、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)内に占めるフィラメント体136の割合が増大し、集光効率を向上させることができる。
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意図的に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。
また、これらフィラメント要素131,132,133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。
また、フィラメント要素131,132,133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131,132,133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(密着して)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131,132,133は、そのコイル長Ls4(図3参照)が5.5[mm]、最大幅Wmax(図4参照)が0.88[mm]、最小幅Wmin(図4参照)が0.48[mm]である。
なお、フィラメント要素131,132,133は、上記芯線が3本以上を平行に隣接して(密着して)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よい。かかる場合、各フィラメント要素131,132,133のコイル長さLs(図3参照)がさらに短くなって、中心照度寄与領域におけるフィラメント体136の割合をさらに向上させることができて好ましい。
このように、フィラメント要素131,132,133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の最大幅Wmaxを長くするにしたがって、(Wminが一定であれば)各フィラメント要素131,132,133のコイル長さLsを短縮することができるが、フィラメント要素の最大幅Wmaxをあまりに長くし過ぎると、外部からの振動により隣接する素線同士(隣接するターン間)の接触を招くおそれがあり、これによって、当該接触部分が発熱、溶融して、フィラメント要素131,132,133が断線するおそれが生じて、当該管球の耐振動性、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。
図示はしないが、芯線の径0.4[mm]を100[%]としたとき、例えば110[%]〜200[%]の範囲内で径を大きくした芯線を用いてフィラメント要素を作製してもよい。かかる場合、フィラメント要素131,132,133の長手方向のコイル長さLs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131,132,133同士の間隙が広がるように調整されれば、さらに好ましい。
<フィラメント体136、内部リード線128およびサポート線228>
以下では、フィラメント体136を構成する各フィラメント要素131〜133と、内部リード線128A,128B、サポート線228A,228Bとの接続状態を中心に説明する。
〔バリエーション1〕
従来の管球のバルブ内に設けられた複数のフィラメント要素の各々では、フィラメント要素を一つの発光部、二つのとばし部、二つの継線部に分けて把握することができる。すなわち、フィラメント要素において、通電した際に発光する部分を発光部、その両端部側に形成され、かつ内部リード線あるいはサポート線に取り付けられる部分を継線部、上記発光部と上記継線部との間に介在してこれらと電気的かつ機械的に接続され、外観上、上記発光部や上記継線部に比べてコイルピッチが大きいコイル状、またはほぼ直線状であって、通電した際に意図的に発光させない部分をとばし部として把握することができる。
これに対して、本発明の実施の形態1では、一例として図3に示すようなフィラメント要素131,132,133が用いられる。
フィラメント要素132,133において、発光部132a,133aの両端部側に継線部132b,132d,133b,133d(すなわち、リード線128A,128B、または、サポート線228A,228Bに嵌装される部分)が存在し、発光部132a,133aと一方の継線部132b,133dとの間にとばし部132c,133eが介在する点は従来のフィラメント要素と同じであるが、特徴的なのは、外観上、発光部132a,133aと他方の継線部132d,133bとの間にとばし部が存在しない、つまり意図的にとばし部を形成していない点、換言すると、ハロゲン電球114の点灯中に、継線部132d,133b(嵌装された部分)が非発光部となり、当該非発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分(発光部)が存在する点であり、この点が従来のフィラメント要素とは異なる。
ただし、各フィラメント要素132,133では、外観上、発光部132a,133aと継線部132d,133bとの間では、とばし部を設けていないが、この場合、発光部132a,133aと継線部132d,133bとが電気的かつ機械的に分離しているわけではなく、図3に示すように、発光部132a,133aと継線部132d,133bとが連続的に接続、すなわち電気的かつ機械的に直接接続されている。換言すると、発光部132a,133aおよび継線部132d,133bともにコイル状に巻回されているので、発光部132a,133aと他方の継線部132d,133bとのコイルピッチが同じになるように素線を巻回すれば、外観上、両者の間には境目の無い同一ピッチで巻かれた一つのコイルのように見える。
なお、本実施の形態では、発光部132a,133aから継線部132d,133bに亘ってコイルピッチが完全に均一である場合を例示しているが、コイルピッチは必ずしも完全に均一である必要はなく、発光部132a,133aおよび継線部132d,133bの全領域において、通電時に発光しないことを限度にコイルピッチの大きい部分が存在してもよい。すなわち、当該全領域においてコイルピッチを均一に設計していても、製作誤差から発光部132a,133aとして設計された部分と、継線部132d,133bとして設計された部分との間で、設計上のコイルピッチよりも大きい部分が生じることがあるが、本明細書では、当該部分が実質的に発光する場合は、当該全領域においてとばし部が存在していないものとみなすこととするのである。
各フィラメント要素131,132,133は、図3に示すように2本の内部リード線128A,128B、および2本のサポート線228A,228Bによって支持される。また、内部リード線128A,129Bは、封止部120によって支持され(図2参照)、サポート線228A,228Bは、2本の円柱状ステムガラス328に上記内部リード線128A,128Bと共に挟持されることにより間接的に封止部120に保持されるようになっている。もっともサポート線228A,228Bについても直接封止部120で保持するようにしても構わない。
まず、フィラメント要素131は、次のようにして2本のサポート線228A,228Bに電気的にかつ機械的に接続されている(以下「電気的にかつ機械的に接続する」という表現を、単に「接続する」という場合もある。)。
フィラメント要素131の一方の継線部131bは、とばし部131c側から一方のサポート線228Aの略U字状に曲げられた部分に挿入され内接することにより接続される。フィラメント要素131の他方の継線部131dも同様にして、とばし部131e側から他方のサポート線228Bの略U字状に曲げられた部分に挿入され内接することにより接続される。
なお、ここでいう「略U字状」とは、まさにアルファベットのU字状を含むのはもちろんのこと、例えばカタカナのコの字状やアルファベットのV字状のように折り返すように曲げられているもの全体を意図しており、便宜上「略U字状」と呼んでいる(以下同じ)。
フィラメント要素132は、次のようにして一方の内部リード線128Aと他方のサポート線228Aとに接続されている。
すなわち、図5に示すように、フィラメント要素132において、とばし部がない側の継線部132dが、巻終端側から一方の内部リード線128Aの略U字状に曲げられた部分に挿入され内接する(嵌装する)ことにより接続される。とばし部132cがある側の継線部132bについては、とばし部132c側から他方のサポート線228Aの略U字状に曲げられた部分に挿入され内接することにより接続される。
フィラメント要素133についても同様にして、内部リード線128Bとサポート線228Bとに接続されている。
すなわち、フィラメント要素133において、とばし部がない側の継線部133bが、巻終端側から他方の内部リード線128Bの略U字状に曲げられた部分に挿入され内接することにより接続される。とばし部133eがある側の継線部133dについては、とばし部132e側から一方のサポート線228Bの略U字状に曲げられた部分に挿入され内接することにより接続される。
上記にようにして、各フィラメント要素131,132,133を取り付けることにより、図3に示すように、フィラメント要素131,132,133の各々は、その長手方向の中心軸(コイル軸心)が互いに平行にかつ同一平面上に配列されたように、内部リード線128A,128Bあるいはサポート線228A,228Bに支持され、内部リード線128A,128Bあるいはサポート線228A,228Bと接続された状態となる。
そして、三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端に配されたフィラメント要素132,133において、内部リード線128A,128Bとの接続箇所(継線部132d、133b)では、内部リード線128A,128Bがフィラメント要素132,133の側壁から突出すること無く、その巻回端からのみ挿入された内部リード線128A,128Bの端がその巻回端からのみ導出された状態となっており、発光部132a,133aから当該一端側の継線部132d,133bに亘ってフィラメント要素132,133のピッチが略均一となっている。
なお、ここでいう「略均一」とは、当該ピッチが完全に均一な場合はもちろんのこと、加工上のばらつきによってピッチが完全な均一からずれる場合も含むことを意味する。
また、「側壁」と表現しているのは、フィラメント要素131,132,133が素線を極めて小さいコイルピッチで巻回することによって形成されているため、巨視的に見て壁とみなせるからであり、実際には、巻回された素線同士の間には間隙が存在する。
他方、フィラメント要素132,133において、各サポート線228A,228Bとの接続箇所(継線部132b,133d)では、各サポート線228A,228Bがとばし部132c,133eから導出されており、フィラメント要素132,133の側壁から突出した状態となっている。
同様に、三つのフィラメント要素131,132,133のうち、フィラメント要素132,133の間に挟まれるように配されたフィラメント要素131において、各サポート線228A,228Bとの接続箇所では、各サポート線228A,228Bがとばし部131c,131eから導出されて、フィラメント要素131の側壁から突出した状態となっている。
本実施の形態では、フィラメント要素132,133の巻回端から各内部リード線128A,128Bの端が突出しているが、当該端は、当該巻回端から突出させずに、フィラメント要素132,133の内方(コイル内部)に留まるか、または、各内部リード線128A,128Bの端面がちょうど当該巻回端と面一となるように留まっていてもよい。
上記構成を採用したことにより、実施の形態1では、内部リード線128A,128Bとフィラメント要素132,133とを連続的に、つまり電気的かつ機械的に接続するためにフィラメント要素132,133の両端部においてそれぞれとばし部が形成された場合に比べると、内部リード線128A,128Bに電圧が印加されたとき、各内部リード線128A,128Bとフィラメント要素132,133との接続箇所において、電界集中を緩和することができると考えられる。
換言すると、実施の形態1では、フィラメント要素132,133の一端部は、内部リード線128A,128Bに嵌装することによって支持されており、ハロゲン電球114の点灯中に、当該一端部の嵌装された部分が非発光部となり、当該発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分(発光部132a,133a)が存在する構成とした、すなわち、すなわち、非発光部(継線部132d,133b)とフィラメント線が発光する部分(発光部132a,133a)との間にとばし部を設けない構成とされているので、とばし部の存在に起因するアーク放電の発生が防止できる関係上、当該アーク放電によるフィラメント線の断線を抑制することが可能となる。
〔バリエーション2〕
図6は、実施の形態1におけるサポート線228Aの他のバリエーションに、他のバリエーションのフィラメント体136を接続する要部組み立て工程図であり、図7は、実施の形態1におけるフィラメント体136およびサポート線228A,228Bの他のバリエーションを示した概略斜視図である。
バリエーション2では、図6,図7に示すように、三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端に配されたフィラメント要素132,133において全くとばし部が設けられておらず、両端のフィラメント要素132,133に挟まれるように配されたフィラメント要素131においてその両端部に2つのとばし部131c,131eが設けられている。
すなわち、バリエーション2において、バリエーション1と異なる点は、三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端に配されたフィラメント要素132,133において、外観上、とばし部を全く無くした点である。換言すると、フィラメント要素132,133において、発光部132a,133aと継線部132b,132d,133b,133dとを連続的に接続、つまり電気的かつ機械的に直接接続し、コイルピッチを各フィラメント要素132,133の全長に亘って略均一にした点である。
したがって、バリエーション2では、バリエーション1に比べて、内部リード線128A,128Bに電圧が印加されたとき、内部リード線128A,128Bとフィラメント要素132,133との接続箇所およびサポート線228A,228Bとフィラメント要素132,133との接続箇所において、電界集中をさらに緩和することができ、また、両端のフィラメント要素132,133と、内部リード線128A,128Bおよびサポート線228a,228bとの接続がさらに容易となる。
〔バリエーション3〕
図8は、実施の形態1におけるサポート線228Aの他のバリエーションに、他のバリエーションのフィラメント体136を接続する要部組立工程図であり、図9は、実施の形態1におけるフィラメント体136およびサポート線228の他のバリエーションを示した概略斜視図である。
バリエーション3では、図8,図9に示すように、三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端に配されたフィラメント要素132,133においてとばし部が全く設けられておらず、両端のフィラメント要素132,133に挟まれるように配されたフィラメント要素131において一つのとばし部131eのみが設けられている。
すなわち、バリエーション3において、バリエーション2と異なる点は、三つのフィラメント要素131,132,133のうち、両端のフィラメント要素132,133に挟まれるように配されたフィラメント要素131において、とばし部が1つ減っている点である。
このように、フィラメント要素131において、とばし部131eを一つにし、すなわち、発光部131aと一方の継線部131dとを直接接続して、発光部131aから一方の継線部131dに亘ってコイルピッチを略均一にさせることにより、バリエーション2に比べてフィラメント要素131,132,133のコイルピッチを略均一にした領域を増加させているので、フィラメント要素132,133に電圧が印加されたとき、サポート線228Aとフィラメント要素131との接続箇所および内部リード線128とフィラメント要素133との接続箇所において、電界集中を緩和することができ、また、フィラメント要素131,132,133と、内部リード線128A,128Bおよびサポート線228A,228Bとの接続が容易となる。
〔バリエーション4〕
図10は、実施の形態1におけるサポート線228A,228Bの他のバリエーションに、他のバリエーションのフィラメント体136を接続する要部組み立て工程図であり、図11は、実施の形態1におけるフィラメント体136およびサポート線228の他のバリエーションを示した概略斜視図である。
バリエーション4では、図10,図11に示すように、三つのフィラメント要素131,132,133の全てにおいてとばし部が設けられていない。
すなわち、バリエーション4において、バリエーション3と異なる点は、三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端のフィラメント要素132,133に挟まれるように配されたフィラメント要素131においても、とばし部が全く無い状態となっている点である。
このように、三つのフィラメント要素131,132,133の全てにおいてとばし部を無くし、すなわち、発光部131a,132a,133aと継線部131b、131d、132b,132d,133b,133dとを連続的に接続、つまり直接電気的かつ機械的に接続して、発光部131a,132a,133aから両端の継線部131b、131d、132b,132d,133b,133dに亘ってコイルピッチを略均一にすることにより、バリエーション3に比べてフィラメント要素131,132,133のコイルピッチを略均一にした領域を増加させているので、フィラメント要素132,133に電圧が印加されたとき、内部リード線128A,128Bおよびサポート線228A,228Bとフィラメント要素131,132,133との接続箇所において、電界集中を緩和することができ、また、フィラメント要素131,132,133と、各内部リード線128A,128Bおよび各サポート線228A,228Bとの接続が容易となる。
〔バリエーション5〕
図12は、実施の形態1における内部リード線128A,128Bの他のバリエーションにフィラメント体136を接続する要部組み立て工程図であり、図13(a)は、図12に示したA平面における内部リード線128Aおよびサポート線228Bを矢印A1の方向から視た矢視平面図であり、同図(b)は、図12に示したB平面における内部リード線128Bおよびサポート線228Bを矢印A2の方向から視た矢視平面図である。
バリエーション5は、バリエーション1で示した三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端のフィラメント要素132,133と各内部リード線128A,128Bとの接続箇所において、フィラメント要素132,133の抜け防止構造を付与したものである。三つのフィラメント要素131,132,133におけるとばし部の有無については、バリエーション1と同様であるので、ここではその説明を省略する。
上記抜け防止構造について詳細に説明すると、図12に示すように、長手方向から見た輪郭が扁平形状に形成されたフィラメント要素132がその一方の巻回端から、すなわち、フィラメント要素132において発光部132aと電気的かつ機械的に直接接続された継線部132dのうち発光部132aと接続されていない側の巻終端から一方の内部リード線128Aに被せられて、内部リード線128Aと電気的にかつ機械的に接続されている。
このとき、図12のA平面に示すように、一方の内部リード線128Aのうち、当該継線部132dが挿入されている部分は、一本の金属線を略同一平面(A平面)内で一旦略U字状に折り返して屈曲させた後、その略U字状の底部側の端部をフィラメント要素132が挿入される方向に90[°]屈曲させた形状となっている。
図示していないが、同様にして、他方の内部リード線128Bも、フィラメント要素133(図3参照)と電気的かつ機械的に接続される。すなわち、図12に示すA平面と平行なB平面において、他方の内部リード線128Bのうち、継線部133b(図3)が挿入される部分は、一本の金属線を略同一平面(B平面)内で一旦略U字状に折り返して屈曲させた後、その略U字状の底部側の端部をフィラメント要素133が挿入される方向に90[°]屈曲させた形状となっている。
すると図12の矢印A3で示すように、フィラメント要素132の継線部132dは、その長手方向の軸が90[°]に屈曲した状態で一方の内部リード線128Aに挿入されることになる。図示していないが、もちろん、フィラメント要素133も同様にして他方の内部リード線128Bに挿入される。その結果、フィラメント要素132,133と各内部リード線128A,128Bとの接続箇所においてフィラメント要素132,133の長手方向の軸が90[°]となるような状態となる。
当該構成を採用した場合、バリエーション1に比べて、フィラメント要素132,133と各内部リード線128A,128Bとの接続が、上記したように互いの長手方向の軸を90[°]に屈曲させて実現されているので、フィラメント要素131,132,133に対してその長手方向に振動等の力が作用しても、フィラメント要素132,133が各内部リード線128A,128Bから脱落することを困難にすることができる。
なお、図13に示すように、各内部リード線128A,128Bにおけるフィラメント要素132,133との接続領域C,Dは、A平面あるいはB平面に沿っている。当該構成を採用することにより、抜け止め防止構造を施した部分が中央のフィラメント要素131に接近することを防止することができ、当該接近箇所にてアーク放電が発生することを防止することができる。
なお、フィラメント要素132,133の長手方向の軸の角度は、上記の角度に限定されず、フィラメント要素132,133が各内部リード線128A,128Bから脱落することを困難にできる限度において、当該軸の角度が設けられていればよい。
〔バリエーション6〕
図14は、実施の形態1におけるサポート線228の他のバリエーションにフィラメント体136を接続する要部組み立て工程図である。
バリエーション6は、バリエーション2で示した構成において、三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端のフィラメント要素132,133の抜け防止構造を付与したものである。三つのフィラメント要素131,132,133におけるとばし部の有無については、バリエーション2と同様であるので、ここではその説明を省略する。
バリエーション6がバリエーション5と異なる点は、上記抜け止め防止構造を、三つのフィラメント要素131,132,133のうち、両端に配されたフィラメント要素132,133と各サポート線228A,228Bとの接続箇所にも設けた点である。
上記抜け防止構造について具体的に説明すると、図14に示すように、長手方向から見た輪郭が扁平形状に加工されたフィラメント要素132がその一方の巻回端から、すなわち、フィラメント要素132において発光部132aと電気的かつ機械的に直接接続された継線部132dの巻終端から一方の内部リード線128aに被せられる。さらに同様にして、フィラメント要素132がその他方の巻回端から一方のサポート線228aに被せられる。
このとき、一方の内部リード線128Aおよび一方のサポート線228Aのうち、継線部132b,132dが挿入されている部分は、一本の金属線を略同一平面内で一旦略U字状に折り返して屈曲させた後、その略U字状の底部側の端部をフィラメント要素132が挿入される方向に90[°]屈曲させた形状となっている。
図示していないが、同様に他方の内部リード線128Bおよび他方のサポート線228Bのうち、継線部133b、133d(不図示)が挿入される部分は、一本の金属線を略同一平面内で一旦略U字状に折り返して屈曲させた後、その略U字状の底部側の端部をフィラメント要素133が挿入される方向に90[°]屈曲させた形状となっている。
すると、図14の矢印で示すように、フィラメント要素132の継線部132b,132dは、その長手方向の軸が90[°]に屈曲した状態で一方の内部リード線128Aおよび一方のサポート線228Aに挿入されることになる。
図示していないが、もちろん、フィラメント要素133も同様に他方の内部リード線128Bおよび他方のサポート線228Bに挿入される。その結果、フィラメント要素132,133のそれぞれにおいて各内部リード線128A,128Bおよび各サポート線228A,228Bとの接続箇所では、フィラメント要素132,133の長手方向の軸が90[°]となる状態になる。
なお、バリエーション6においても、図示していないが、バリエーション5において図13で示したように、一方の内部リード線128Aおよび一方のサポート線228Aにおけるフィラメント要素132との接続領域は、図13で示したA平面のような平面上に当該平面に沿って配され、同様に、他方の内部リード線128Bおよび他方のサポート線228Bにおけるフィラメント要素133との接続領域は、図13で示したB平面のような平面上に当該平面に沿って配されている。当該構成を採用することにより、抜け止め防止構造を施した部分が中央のフィラメント要素131に接近することを防止することができ、当該接近箇所にてアーク放電が発生することを防止することができる。
上記構成を採用することにより、バリエーション6では、バリエーション2に比べて、フィラメント要素132,133のそれぞれと各内部リード線128A,128Bおよび各サポート線228A,228Bとの接続が、上記したように互いの長手方向の軸を90[°]に屈曲させて実現されているので、フィラメント要素131,132,133に対してその長手方向に振動等の力が作用しても、フィラメント要素132,133が各内部リード線128A,128Bおよび各サポート線228A,228Bから脱落することを困難にすることができる。
なお、フィラメント要素132,133の長手方向の軸の角度は、上記の角度に限定されず、フィラメント要素132,133がリード線128A,128Bおよびサポート線228A,228bから脱落することを困難にできる限度において、当該軸の角度が設けられていればよい。
〔バリエーション7〕
図15は、実施の形態1におけるサポート線228の他のバリエーションにフィラメント体136を接続する要部組み立て工程図である。
バリエーション7は、バリエーション3で示した構成において、三つのフィラメント要素131,132,133のうち、フィラメント要素131の一端部、およびフィラメント要素132,133の両端部の抜け防止構造を付与したものである。三つのフィラメント要素131,132,133におけるとばし部の有無については、バリエーション3と同様であるので、ここではその説明を省略する。
バリエーション7がバリエーション6と異なる点は、上記抜け止め防止構造を、三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端に配されたフィラメント要素132,133のみならず、フィラメント要素131の一端と一方のサポート線228Aとの接続箇所にも設けた点である。
上記抜け止め防止構造について具体的に説明すると、図15に示すように、長手方向から見た輪郭が扁平形状に加工されたフィラメント要素131がその一方の巻回端から、すなわち、フィラメント要素131において発光部131aと直接接続された継線部131bの巻終端から一方のサポート線228に被せられている。
このとき、サポート線228aのうち、継線部131bが挿入される部分は、一本の金属線を略同一平面内で一旦略U字状に折り返して屈曲させた後、継線部131bと内接する部分において例えばくの字状に鈍角に屈曲させた屈曲部が形成される。
したがって、バリエーション7では、上記構成を採用することにより、バリエーション3に比べて、三つのフィラメント要素131,132,133のうち、フィラメント要素131にも抜け防止構造が付与されているので、フィラメント要素131,132,133に対してその長手方向に振動等の力が作用しても、フィラメント要素131がサポート線228Aから脱落することを困難にすることができる。
なお、サポート線228Aの上記屈曲部の形状は、フィラメント要素131がサポート線228Aから脱落することを困難にできるような形状であれば特に限定されるものでない。
〔バリエーション8〕
図16は、実施の形態1におけるサポート線228Bの他のバリエーションにフィラメント体136を接続する要部組立工程図である。
バリエーション8において、バリエーション7と異なる点は、三つのフィラメント要素131,132,133のうち、フィラメント要素131の一端のみならずその他端と他方のサポート線228Bとの接続箇所にも抜け止め防止構造が設けられている点である。
バリエーション8においてバリエーション7と異なる上記抜け止め防止構造について具体的に説明すると、図16に示すように、長手方向から見た輪郭が扁平形状に加工されたフィラメント要素131がその両方の巻回端から、すなわち、フィラメント要素131において発光部131aと直接接続された継線部131b、131dの巻終端から各サポート線228A,228Bに被せられる。
そして、各サポート線228A,228Bのうち、継線部131b、131dが挿入される部分は、一本の金属線を略同一平面内で一旦略U字状に折り返して屈曲させた後、継線部131b,131dと内接する部分において例えば「く」の字状に鈍角に屈曲させた屈曲部が形成されている。
したがって、バリエーション8では、上記構成を採用することにより、バリエーション7に比べて、フィラメント要素131の両方の継線部131b、131dに抜け防止構造が付与されているので、フィラメント要素131,132,133に対するその長手方向に振動等の力が作用しても、フィラメント要素131が各サポート線228A,228Bから脱落することを困難にすることができる。特に、とばし部の全く無いフィラメント要素131を用いる場合に有効である。
なお、サポート線228A,228Bの上記屈曲部の形状は、フィラメント要素131が各サポート線228A,228Bから脱落することを困難にできるように形成されていれば特に限定されるものではない。
〔バリエーション9〕
図17は、実施の形態1におけるフィラメント要素131の継線部131b(131d)の他のバリエーションを示す要部構成図である。
バリエーション9では、サポート線228A(228B)とフィラメント要素131の継線部131b(131d)との接続箇所において、図17に示すように、継線部131b(131d)は、素線が密に巻回されてコイルピッチが素線径と略同一となっている。すなわち、隣接する素線同士が(複数巻き分に渡り)コイル軸方向において互いに接触している。
ここで、「略同一」とは、コイルピッチが素線径と完全に同一である場合の他、素線が密に巻回された領域のうち一部において素線の歪みなどによってコイルピッチが素線径から若干ずれる場合も含んでいる。
バリエーション9では、サポート線228A(228B)とフィラメント要素131の継線部131b(131d)との接続箇所において、仮にサポート線228A(228B)に対する素線の締め付けが緩く、継線部131b(131d)の一部がサポート線228A(228B)と接触せずに浮いたとしても、隣り合う素線同士が互いに接触しているので、すなわち、継線部131b(131d)における素線同士が電気的に短絡しているので、継線部131b(131d)が発光することを防止することができる。
したがって、バリエーション9の接続構成を採用すると、点灯時において継線部131b(131d)での、不測の発光を防止することができ、個体間におけるハロゲン電球の消費電力のばらつきを抑制し、所望の値に安定させることができる。
なお、上記した構成は、フィラメント要素131の継線部131b,131dのみに適用されるものではなく、フィラメント要素132,133の継線部132b,132d,133b,133dにも適用できるものである。
〔バリエーション10〕
図18は、実施の形態1においてサポート線228A(228B)とフィラメント要素131の継線部131b(131d)との接続手段に関し、他のバリエーションを示す要部斜視図である。
バリエーション10では、サポート線228A(228B)とフィラメント要素131の継線部131b(131d)との接続箇所において、図18に示すように、継線部131b(131d)を溶接によりサポート線228に固定している。当該溶接は、例えば、タングステン電極を用い、インバータ式抵抗溶接機を用いてスポット溶接により行う。
バリエーション10によれば、サポート線228A(228B)と継線部131b(131d)との接続をより確実にすることができ、継線部131b(131d)がサポート線228に対して接触せずに浮くことを防止することができるとともに、サポート線228の長さを短縮でき、かつ、フィラメント要素131の長手方向の長さをも短縮することができ、省資源化を促進することができる。
なお、上記した構成は、フィラメント要素131の継線部131b,131dのみに適用されるものではなく、フィラメント要素132,133の継線部132b,132d,133b,133dにも適用できるものである。
〔バリエーション11〕
図19は、実施の形態1においてサポート線228A(228B)とフィラメント要素131との接続手段に関し、他のバリエーションを示す要部斜視図である。
バリエーション11では、サポート線228A(228B)からフィラメント要素131の端部(継線部131b(131d)全体を含む)に亘って、金属箔330を巻くようにして被覆させた上で(図19(a)参照)、これを圧着することによってサポート線228A(228B)とフィラメント要素131の継線部131b(131d)とを電気的にかつ機械的に固定する(図19(b)参照)。
金属箔330には、例えば、タングステン、白金、タンタル等が用いられる。
バリエーション11では、より簡便な手段でサポート線228A(228B)とフィラメント要素131の継線部131b(131d)とを接続することができ、より確実に、フィラメント要素131をサポート線228A(228B)に接続することができ、継線部131b(131d)がサポート線228A(228B)に対して接触せずに浮くことを防止することができる。
なお、バリエーション11において、金属箔330を圧着した後に、さらに、抵抗溶接によって金属箔330をサポート線228a(228b)に溶接接合すれば、よりいっそう上記接続が確実となって好ましい。
また、上記した構成は、フィラメント要素131とサポート線228A(228B)との接続のみに適用されるものではなく、フィラメント要素132,133と内部リード線128A(128B)またはサポート線228A(228B)との接続にも適用できるものである。
〔バリエーション12〕
図20は、実施の形態1において内部リード線128A(128B)とフィラメント要素132との接続手段に関し、他のバリエーションを示す要部斜視図である。
バリエーション12では、内部リード線128A(128B)のうち、フィラメント要素132(133)の継線部132d(132b)に挿入されている部分、すなわち略U字状の屈曲部において、図20(a)に示すように継線部132d(132b)から外部に導出している内部リード線128A(128B)の端部が180[°]折り曲げられており、継線部132d(132b)の一部が継線部132d(132)に内接する略U字状の屈曲部と当該折り曲げられた部分とで挟まれている(図20(b)参照)。
バリエーション12では、より簡便にかつ、より確実にフィラメント要素132(133)を内部リード線128A(128B)に固定することができ、フィラメント要素132(133)の継線部132d(132b)の一部が内部リード線128A(128B)と接触せずに浮くことを防止することができる。
なお、上記した構成は、フィラメント要素132(133)と内部リード線128A(128B)との接続のみに適用されるものではなく、サポート線228A,228Bとの接続や、他のフィラメント要素131とサポート線228A,228Bとの接続にも適用できるものである。
《実施の形態1におけるハロゲン電球の効果》
実施の形態1のバリエーション1におけるハロゲン電球では、コイル状に巻回された三つのフィラメント要素131,132,133のうち両端に配されたフィラメント要素132,133において、内部リード線128A,128Bと接続される継線部132d,133dが、とばし部を介さずに直接発光部132a,133aと接続されているため、従来のものに比べてフィラメント体136の耐電圧を上げることができ、アーク放電を発生し難くさせることができる。換言すると、バリエーション1のハロゲン電球では、フィラメント要素132,133と内部リード線128A,128Bとの接続箇所においてとばし部を形成していないので、従来のものに比べて、始動時、その接続箇所において発生する電界集中を緩和させることができ、強い電界集中に起因して発生するアーク放電を発生し難くさせることができる。その結果、従来に比べて、始動時、初期断線が発生するのを防止することができる。
バリエーション1のハロゲン電球においては、フィラメント要素131の両端部、およびフィラメント要素132,133の一端部にはそれぞれとばし部131c,131e,132c,133eを設けることとしたが、その他のバリエーションとしても紹介したように、フィラメント体136全体において、電気的に直列接続されている複数個(上記例では3個)のフィラメント要素の内、当該直列接続において隣接するフィラメント要素間で相当の電位差が生じる端部同士(すなわち、内部リード線128A,128Bで接続された端部でない側の端部同士、換言すれば、同電位でない方の端部同士)の内の少なくとも一方で、とばし部を無くすることにより、従来と比べてフィラメント体136の耐電圧を上げることができる。また、言うまでもなく、とばし部をより多く無くすことで、耐電圧を一層上げることができる。したがって、バリエーション2,3,4は、この順で耐電圧を上げることができることとなる。
バリエーション5やバリエーション6,7,8の場合、フィラメント要素131,132,133と内部リード線128A,128Bあるいはサポート線228A,228Bとの接続箇所において、屈曲部を設けていることから、フィラメント要素131,132,133が内部リード線128A,128Bあるいはサポート線228A,228Aから脱落し難くすることができる。
バリエーション9ないし12の場合、フィラメント要素131(132,133)と内部リード線128A,128Bあるいはサポート線228A,228Bとの接続箇所において、仮に内部リード線128A,128Bもしくはサポート線228A,228Bに対する素線の締め付け(巻き付け)が緩くなるおそれがあっても、より確実にフィラメント要素131(132,133)と内部リード線128A,128Bあるいはサポート線228A,228Bとを接続することができるので、継線部131b、131d、132b,132d,133b,133dにおける不測の発光を確実に抑制することができ、個体間における当該ハロゲン電球の消費電力のばらつきを抑制し、所望の値に安定させることが容易になる。
(実施の形態2)
実施の形態2におけるハロゲン電球は、実施の形態1におけるハロゲン電球114において、隣り合うフィラメント要素131,132同士の間隙距離gおよび隣り合うフィラメント要素131,133同士の間隙距離g(いずれも図4参照)を変更した点のみが実施の形態1に示したハロゲン電球と異なるので、その他の構成については説明を省略する。もっとも、実施の形態1で示した各バリエーションに係るハロゲン電球にも、実施の形態2において以下に示す好適な間隙距離g,gを適用することができる。また、実施の形態2におけるハロゲン電球を、実施の形態1で説明した照明器具113に組み込んで照明装置を構成することもできる。
実施の形態2では、フィラメント要素131,132同士の間隙距離gとフィラメント要素131,133同士の間隙距離gとが同一である。
実施の形態2では、商用電圧100[V]を内部リード線128A,128Bに印加させることを前提に、上記距離g,gを0.2[mm]以上1.5[mm]以下に設定した。
《実施の形態2におけるハロゲン電球の効果》
実施の形態2におけるハロゲン電球では、上記距離g,gを0.2[mm]以上に設定したので、各々の内部リード線128A,128Bの一端近傍に接続されたフィラメント要素132,133間におけるアーク放電を抑制することができ、ハロゲン電球の寿命短縮を抑制することができる。
そして、上記距離g,gを1.5[mm]以下に設定したので、従来のダブルコイルのハロゲン電球と比べて集光効率を悪化させることを抑制することができる。
さらに、実施の形態2におけるハロゲン電球では、実施の形態1のハロゲン電球114に比べて、上記距離g,gを短くできたので、フィラメント体136をよりコンパクトにすることができ、集光効率の向上を図ることができる。
<評価試験>
上記アーク放電抑制効果を実証すべく、上記距離g,gとフィラメント要素132,133間においてアーク放電が発生する放電開始電圧との関係について実測試験を行った。
図21は、実施の形態2において、フィラメント要素131,132同士の距離gと内部リード線128Aの一端近傍のフィラメント要素131,133間における放電開始電圧との関係を実測試験に基づいて示した特性図である。
なお、本試験では、実施の形態1と比べてフィラメント要素131,132同士の距離gおよびフィラメント要素131,133間に印加する電圧をさまざまに変動させている点が異なるのみで、その他の構成は実施の形態1のハロゲン電球と同様であるので、その他の構成についての説明を省略する。
また、当該試験では、フィラメント要素131(132,133)の長手方向の軸に垂直な面において、フィラメント要素131(132,133)の図心を通る長手方向の長さWmax(図4参照)を1.0[mm]、当該図心を通る短手方向の長さWmin(図4参照)を0.5[mm]、そして、フィラメント要素131(132,133)の長手方向の長さLs4(図3参照)を5.5[mm]に設定した。
本試験では、フィラメント要素131,132同士の間隙距離gとフィラメント要素132,133同士の間隙距離gとは同一になるように、当該距離g、gを変動させて上記特性図を作成した。
図21に示すように、フィラメント要素131,132(131,133)同士の距離g(g)と内部リード線128A(128B)の一端近傍のフィラメント要素131,132(131,133)間における放電開始電圧との関係は、ほぼ線形を示し、上記距離g(g)を縮めるにしたがって当該放電開始電圧も低下の傾向を示すことがわかる。
そして、図21から、商用電圧100[V]での最大想定電圧である106[V]で放電を発生させないためには、フィラメント要素131,132(131,133)同士の間隙距離g(g)が0.2[mm]以上必要であることがわかった。
なお、当該距離g(g)を広げれば、当該放電開始電圧を上昇させることはできるが、あまりに当該距離g(g)を広げすぎると、従来のダブルコイルを採用したハロゲン電球と比べて集光効率(単位電力あたりの照度[lx/W])の低下を招くので、集光効率の低下を招かない限度において当該距離g(g)を広げることがよい。
(実施の形態3)
図22は、実施の形態3における反射鏡付きハロゲン電球79を、ハロゲン電球に備えられたバルブ32の中心軸Xを含む平面で、ハロゲン電球79以外の部材について切断した概略断面図である。なお、反射鏡付きハロゲン電球79は、反射鏡一体型のハロゲン電球であるが、これに用いているハロゲン電球31は、主として口金が異なる以外は、バルブ内に封入されるハロゲン物質、希ガス等を含め、実施の形態1に係るハロゲン電球114(図2)と基本的に同じ構成であり、実施の形態1で説明した各バリエーションを同様に適用することができる。
図22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79は、ミラー径φが例えば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定格電力65[W](定格電圧110[V])のハロゲン電球31を有している。なお、ミラー径φは、35[mm]〜100[mm]の範囲で変更しても構わない。
ハロゲン電球31のバルブ32の長手方向の中心軸Xは、反射鏡49の光軸Y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、内面が回転楕円面または回転放物面等に形成された基体80Aを備え、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を有する。
基体80Aの前記内面には、反射面84が形成されている。反射面84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で構成される。また、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。
開口部82には、前面ガラス85が、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。
基体80Aのネック部83は、ハロゲン電球31の口金81の開口端部部分に嵌合された上、接着剤87で固着されている。なお、基体80Aの口金81への取り付けに先立って、バルブ32の封止部40が、口金81に挿入され、同じく接着剤87を介して固着される。
また、上記第3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フィラメント体収納部(バルブ32でいう発光部)37、縮径部38、筒部39および封止部40がそれぞれこの順に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フィラメント体収納部、縮径部および封止部がこの順に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フィラメント体収納部および封止部がこの順に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この順に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、フィラメント体収納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。
なお、上述したように、実施の形態3において、三つのコイル状のフィラメント要素46,47,48からなるフィラメント体42の構成は、実施の形態1で示したフィラメント体136と、各種バリエーションを含め、同じであるのでここでの説明は省略する。
なお、図1で示した照明装置では、照明器具側に反射鏡が設けられていたが、本実施の形態におけるハロゲン電球を採用すれば、器具側の反射鏡が必要なくなる。すなわち、反射鏡の無い照明器具に本実施の形態におけるハロゲン電球を組み合わせて照明装置としてもよい。
《実施の形態3におけるハロゲン電球の効果》
実施の形態3におけるハロゲン電球では、実施の形態1におけるハロゲン電球と同様に、フィラメント要素46,48が内部リード線45に接続されているが、内部リード線45とフィラメント要素46,48との接続箇所において、内部リード線45と接続されるフィラメント要素46,48の継線部がとばし部を介さずに直接発光部に接続されているため、フィラメント体42の耐電圧を上げることができ、アーク放電を発生し難くさせることができる。
したがって、当該ハロゲン電球では、両内部リード線45に電圧が印加されたとき、フィラメント要素46,47(47,48)同士においてアーク放電が発生することを抑制することができるので、ハロゲン電球の寿命短縮を抑制することができる。
実施の形態3におけるハロゲン電球では、既述のとおり、フィラメント体42が実施の形態1におけるハロゲン電球のフィラメント体136と同じ構成であることから、実施の形態1で示したバリエーションのそれぞれはもちろんのこと、実施の形態2で示したものも、実施の形態3において実施することができるのは言うまでもない。
(実施の形態4)
以上の実施の形態では、フィラメント要素が3個の場合について説明してきたが、2個の場合であっても構わない。
実施の形態4に係るハロゲン電球は、フィラメント体およびその支持構造が異なる以外は、バルブ内に封入されるハロゲン物質、希ガスを含め、実施の形態1に係るハロゲン電球と基本的に同様の構成である。したがって、実施の形態4に係るハロゲン電球においても、実施の形態1で示した各バリエーションと共通する構成については適用できる。以下、上記異なる部分を中心に説明することとする。
図23は、その一例を示すものである。同図に示すように、内部リード線128A、128Bおよびサポート線228Cが、一対の円柱状ステムガラス328で挟持されており、これによって、サポート線228Cが支持されると共に、内部リード線128A、128B、サポート線228C相互間の相対的な位置が保持されることとなる。
内部リード線128A、128B、サポート線228Cは、フィラメント要素131、132の端部部分に挿入されて、フィラメントコイル131,132を支持するための「コ」字状に屈曲した部分(接続支持部)を1箇所または2箇所有する。
フィラメント要素131は、内部リード線128Aの接続支持部1281Aとサポート線228Cの接続支持部2281Cとで支持されている。フィラメント要素132は、サポート線228Cの接続支持部2282Cと内部リード線128Bの接続支持部1281Bとで支持されている。
フィラメント要素131とフィラメント要素132の一端部同士は、サポート線228Cで電気的に接続されているため、サポート線228Cによって電気的に直列に接続されている。
この実施の形態4においても、実施の形態1と同様に、フィラメント要素131,132がその端部同士の接続部と反対側の端部において、とばし部を介さずに内部リード線128Aと128Bの接続支持部1281A,1281Bに嵌装されて接続されているため、とばし部が発生せず、この部分でのアーク放電を発生しにくくさせることができる。
本実施の形態4の変形例として、図24に示すようにフィラメント要素131、132の内部リード線128A、128Bと接続されている側の端部間距離を大きくして、全体が「ハ」の字型になるように配設するようにしてもよい。なお、図24では、便宜上内部リード線128A、128Bの図示は省略し、サポート線228Cはフィラメント要素131,132間の電気的な接続関係を示す目的で単に線で表しているが、それぞれの接続支持部は、フィラメント要素131、132の傾きに合わせて傾いて形成されている。
この変形例によれば、フィラメント要素131、132の継線部と内部リード線128Aと128Bとの接続位置の相互の距離が大きくなり、この部分でのアーク放電がさらに発生しにくくなるという利点がある。
もっとも、フィラメント要素131、132のバルブ長手方向の中心軸に対する傾きは、左右対称である必要はなく、また、一方のフィラメント要素131、132の一方のみ傾けるようにしても構わない。
(実施の形態5)
上記実施の形態では、2つまたは3つのフィラメント要素を並行配置して、サポート線を接続部材としてこれらのフィラメント要素を直列接続する構成を取ったが、本実施の形態5では、1個のファイラメント要素を湾曲させ、フィラメント体のバルブ長手方向の長さが小さくなるようにしている。なお,実施の形態5に係るハロゲン電球も、フィラメント体およびその支持構造が異なる以外は、バルブ内に封入されるハロゲン物質、希ガスを含め、実施の形態1に係るハロゲン電球と基本的に同様の構成である。したがって、実施の形態5に係るハロゲン電球においても、実施の形態1で示した各バリエーションと共通する構成については適用できる。以下、上記異なる部分を中心に説明することとする。
図25は、その一例を示すものであり、1個のフィラメント要素134をそのほぼ中央部で屈曲させて全体を図25に示すように逆U字型にしている。その中央部は、サポート線228Dにより支架されており、外部から振動が加えられてもコイル形状が変形しないようになっている。
サポート線228Dは、フィラメント要素134の形状を維持するためのものなので、他の実施の形態のように接続部材としての機能を果たすため導電性である必要はなく、たとえば絶縁性セラミック製のものであっても構わない。
本実施の形態においてもフィラメント要素134の両端部が、内部リード線128A、128Bの接続支持部1281A、1281Bに,とばし部なしに嵌装されて接続されており、これによりアーク放電が阻止され耐久性が向上する。また、 本実施の形態によれば、継線部での接続部が2箇所のみになるので、ハロゲン電球の製造工程を簡易化することができる。
なお、フィラメント要素134の湾曲形状は、図26(a)に示すように逆U字型形状としたが、たとえば、図26(b)に示すように山形形状にしてもよいし、図26(c)に示すような逆V字形状にしても構わない。ただし、図26(b)(c)の場合、内部リード線128A、128Bの接続支持部の傾きや形状も上記フィラメント要素の継線部の傾きや形状に合わせるのが望ましい。そうしないとフィラメント要素134の継線部と発光部の境界部で「折れ」が生じて、コイルピッチが広くなる部分ができ、擬似的なとばし部が形成されるおそれがあるからである。
なお、本実施の形態では、1個のフィラメント要素を湾曲させることにより、管軸方向におけるフィラメント体の長さを短縮させたが、その中央の屈曲部の内側では、コイルピッチが小さくなって隣接するコイル同士が接触して短絡し、これにより発光しない部分がわずかに存在する。その意味では、実施の形態1から4のように複数のフィラメント要素を並行配置してサポート線(接続部材)で接続した場合と同様な構成として捉えることもできる。
<その他>
(1)上記実施の形態1から5までにおいて、内部リード線128A,128Bの配線構造は、既述の構成に限定されない。
(2)内部リード線128A,128Bとフィラメント要素132,133との接続において、上記バリエーション9から11までに示したような接続構造を採用する場合にも、上記実施の形態1から5までに示した構成に限定されない。
(3)上記実施の形態1から5までにおいては、管球の一例としてハロゲン電球を示したが、本発明は、ハロゲン電球以外の管球にも適用可能である。要は、フィラメント体に電流を流して白熱発光させる光源(白熱電球)であれば構わないのである。
(4)上記実施の形態1,2では、反射鏡を備える照明器具とハロゲン電球とで照明装置を構成したが、これに限らず、反射鏡を有しない照明器具と反射鏡付きハロゲン電球とで照明装置を構成することとしても構わない。具体的には、例えば、図1に示す照明装置における反射鏡112とハロゲン電球114の代わりに、図22に示す反射鏡付きハロゲン電球79を取り付けて、照明装置を構成することとしても構わない。
(5)実施の形態1において、ハロゲン電球114(図2)に代え、実施の形態4(図23、図24)または実施の形態5(図25、図26)のハロゲン電球を採用して、照明装置を構成することとしても構わない。
また、実施の形態3(図22)の変形例として、ハロゲン電球におけるフィラメント体およびその支持構造を、実施の形態4(図23、図24)または実施の形態5(図25、図26)で開示したフィラメント体およびその支持構造に代えた構成としたものが考えられる。そして、そのように構成した実施の形態3の変形例に係る反射鏡付きハロゲン電球を、図1に示す照明装置における反射鏡112とハロゲン電球114の代わりに取り付けて、照明装置を構成することとしても構わない。
本発明は、フィラメント体の耐電圧を上げることができるので、始動時に発生する初期断線を防止することができ、ハロゲン電球その他の管球の寿命を延ばすことができ、したがって、これら電球の交換の不便を軽減でき、また、交換の困難な場所に当該電球を使用することができ、さらには、資源の有効活用を図ることができることから、その産業上の利用可能性は非常に広く、かつ大きい。
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。 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。 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、それに通電する内部リード線ならびにサポート線を示した概略斜視図である。 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(バルブの中心軸)方向から視た平面図を模式的に表したものである。 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内部リード線およびサポート線に接続する工程の一部を斜視した要部組み立て工程図である。 実施の形態1におけるサポート線の他のバリエーションにフィラメント体を接続する工程の一部を斜視した要部組み立て工程図である。 実施の形態1におけるフィラメント体およびサポート線の他のバリエーションを示した概略斜視図である。 実施の形態1におけるサポート線の他のバリエーションにフィラメント体を接続する工程の一部を斜視した要部組み立て工程図である。 実施の形態1におけるフィラメント体およびサポート線の他のバリエーションを示した概略斜視図である。 実施の形態1におけるサポート線の他のバリエーションにフィラメント体を接続する工程の一部を斜視した要部組み立て工程図である。 実施の形態1におけるフィラメント体およびサポート線の他のバリエーションを示した概略斜視図である。 実施の形態1における内部リード線の他のバリエーションにフィラメント体を接続する工程の一部を斜視した要部組み立て工程図である。 (a)は、図11に示したA面における内部リード線およびサポート線の矢視平面図であり、(b)は、図11に示したB面における内部リード線およびサポート線の矢視平面図である。 実施の形態1におけるサポート線の他のバリエーションにフィラメント体を接続する工程の一部を斜視した要部組み立て工程図である。 実施の形態1におけるサポート線の他のバリエーションにフィラメント体を接続する工程の一部を斜視した要部組立工程図である。 実施の形態1におけるサポート線の他のバリエーションにフィラメント要素を接続する工程の一部を斜視した要部組立工程図である。 実施の形態1において、内部リード線あるいはサポート線とフィラメント要素との接続におけるフィラメント要素の継線部の他のバリエーションを示す要部構成図である。 実施の形態1において内部リード線あるいはサポート線とフィラメント要素との接続手段に関し、他のバリエーションを示す要部斜視図である。 実施の形態1において内部リード線あるいはサポート線とフィラメント要素との接続手段に関し、他のバリエーションを示す要部斜視図である。 実施の形態1において内部リード線あるいはサポート線とフィラメント要素との接続手段に関し、他のバリエーションを示す要部斜視図である。 実施の形態2において、フィラメント要素同士の距離と内部リード線の一端近傍のフィラメント要素間における放電開始電圧との関係を示した特性図である。 実施の形態3における反射鏡付きハロゲン電球を、ハロゲン電球に備えられたバルブの中心軸を含む平面で切断した概略断面図である。 実施の形態4に係るフィラメント体およびその支持構造を示す斜視図である。 実施の形態4の変形例に係るフィラメント体を示す模式図である。 実施の形態5に係るフィラメント体およびその支持構造を示す斜視図である。 実施の形態5およびその変形例に係るフィラメント体を示す模式図である。
符号の説明
79 反射鏡付きハロゲン電球
80,112 反射鏡
31,114 ハロゲン電球
32,115 バルブ
42,136 フィラメント体
45,128 内部リード線
46,47,48 フィラメント要素
110 照明装置
113 照明器具
131,132,133 コイル(フィラメント要素)
28,228 サポート線

Claims (8)

  1. 定格電圧が100[V]以上250[V]以下の管球であって、
    気密封止されたバルブと、
    フィラメント線を一重巻きしたコイル状のフィラメント要素複数と、
    バルブの封止部からバルブ内空間に延出され、フィラメント要素の一端部を前記バルブ内で支持する複数の導電性支持部材と、
    を有し、
    各フィラメント要素は、並設されていると共に、隣り合うフィラメント要素の一端部同士が接続部材を介して互いに電気的に直列接続されて、当該複数のフィラメント要素が直列接続されており、
    隣り合う二つのフィラメント要素において、前記接続部材で接続されている端部でない側の二つの端部のうち少なくとも一方の端部は、前記導電性支持部材もしくは他の接続部材に嵌装することによって支持されており、管球点灯中に、当該端部の嵌装された部分が非発光部となり、この非発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分が存在することを特徴とする管球。
  2. 前記複数のフィラメント要素の各々は、そのコイル軸心が略直線状をした直巻コイルであり、そのコイル軸心が前記バルブの中心軸と略平行となる姿勢で、かつ、
    当該複数のフィラメント要素が、前記中心軸と略直交する方向に間隔を置いて配列されていて、
    隣り合うフィラメント要素同士の最短距離が0.2[mm]以上1.5[mm]以下の範囲に入るよう各フィラメント要素が配されていることを特徴とする請求項1に記載の管球。
  3. 定格電圧が100[V]以上250[V]以下の管球であって、
    気密封止されたバルブと、
    フィラメント線を一重巻きしたコイル状のフィラメント要素と、
    封止部からバルブ内空間に延出され、フィラメント要素の一端部を前記バルブ内で支持する2本の導電性支持部材と、
    を有し、
    フィラメント要素は、そのほぼ中央部において屈曲された形状を有し、その両端部のうち少なくとも一方の端部は、前記導電性支持部材に嵌装することによって支持されると共に、管球点灯中に、当該端部の嵌装された部分が非発光部となり、この非発光部に連続する状態でフィラメント線が発光する部分が存在することを特徴とする管球。
  4. 前記各フィラメント要素において、前記導電性支持部材が嵌装されているフィラメント線部分が密着巻きされていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の管球。
  5. 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、当該フィラメント体に通電可能に接続された2本の内部リード線とを備え、
    前記フィラメント体は、一重コイル状に巻回された略直線状の発光部と一重コイル状に巻回された継線部とを有し、
    前記発光部は、複数存在し、それらの長手方向の中心軸が互いに略平行になるような状態で配置され、
    前記発光部と前記継線部とは電気的かつ機械的に直接接続されていることを特徴とする管球。
  6. 反射鏡と、
    前記反射鏡内に組み込まれている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の管球と、
    を有することを特徴とする反射鏡付き管球。
  7. 照明器具と、
    前記照明器具に取り付けられている、請求項6記載の反射鏡付き管球と、
    を有することを特徴とする照明装置。
  8. 反射鏡を有する照明器具と、
    前記反射鏡内に組み込まれている、請求項1〜5のいずれか1項に記載の管球と、
    を有することを特徴とする照明装置。
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