JP3712079B2 - 白熱電球および照明装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、白熱電球およびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハロゲン電球を含む白熱電球は、フィラメントの白熱による発光を利用する光源であるため、熱として外に放出されるエネルギーが多く、放電灯に比べてランプ効率が低い傾向にある。このような白熱電球の放熱を低減し、ランプ効率を向上させるため、最近、バルブの外面または内面に、赤外線を反射し可視光を透過する膜、すなわち赤外線反射膜を形成したランプが開発され、既に市販されている。
【０００３】
バルブの表面に赤外線反射膜を形成すると、この赤外線反射膜がフィラメントから放出される赤外線を反射し、この反射された赤外線はフィラメントに戻されフィラメントを再加熱する。この結果、フィラメントに戻されるエネルギーの分だけ、外部から供給する電気エネルギーを節減することができ、発光効率が向上する。また、無駄に捨てられていた熱の放出が少なくなるので、器具等に対する熱影響を少なくすることができる等の利点もある。
【０００４】
このような赤外線反射膜の作用を有効に活用するには、フィラメントがバルブの中心位置にあることが望まれる。すなわち、バルブは球形、楕円球形、円筒形などの形状をなしているから、このバルブ表面に赤外線反射膜を形成した場合は赤外線反射膜で反射された赤外線はバルブの中心軸上に戻される。このため、フィラメントはそのコイル軸をバルブの中心軸上に配置すれば、赤外線は確実にフィラメントに戻される。この場合、赤外線の帰還率が高いという。
【０００５】
ところで、バルブ構造が片側端部のみに封止部をもつ片封止形のランプの場合、この封止部に封着された一対の内部リード線は封止部の反対側となるバルブ先端部近傍で固定されないと、マウントは片持ち支持となり、フィラメントのコイル中心軸がバルブの中心軸上から位置ずれすることがある。この場合、赤外線がフィラメントに戻される帰還率が低くなる。
【０００６】
このようなことから、内部リード線の封止部と反対側となるバルブ先端部近傍をバルブに係止又は固定させてフィラメントのコイル中心軸をバルブの中心軸上に位置決めするための各種技術が開発されている。
【０００７】
例えば、実開昭５９−１０９０６３号公報（従来技術１）では、フィラメントの封止部と反対側であるバルブ先端側に導出される内部リード線（第１の内部リード線）のバルブ先端部近傍を、バルブの内壁に接触固定されるリング状部材に固定している。結果的に、第１の内部リード線は、間接的にバルブ内壁に固定されている。また、この従来技術１では、フィラメントのバルブ先端側は、遮光部材を介して第１の内部リード線に固定されていて、直接内部リード線に固定されていない。
【０００８】
また、実開昭５９−１２１１５５号公報（従来技術２）では、第１の内部リード線のバルブ先端部近傍を、バルブ先端の細管内に固定されたコイル部材に固定させている。この従来技術２についても、結果的に第１の内部リード線は、細管内ではあるが、間接的に固定されている。また、従来技術２もフィラメントのバルブ先端側は、遮光部材を介して第１の内部リード線に固定されていて、直接内部リード線に固定されていない。
【０００９】
さらに、実開昭５８−１０３４６０号公報（従来技術３）では、第１の内部リード線のバルブ先端部近傍を、Ｕ字状に折曲し、この折曲した部分を溶融した細管跡に埋設固定している。跡と説明したのは、細管が残っている状態とはいえないからである。フィラメントの先端側端部は第１の内部リード線の先端に嵌挿され、第１の内部リード線とともに溶融した細管跡内に埋設固定されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、各々以下の欠点を有している。従来技術１では、第１の内部リード線が、直接フィラメントを固定していないので、フィラメントの位置決め精度が悪い。また、第１の内部リード線を固定する部材がバルブの内壁に固定さているので、フィラメントの位置決め精度がさらに悪化している。
【００１１】
従来技術２では、第１の内部リード線を固定する部材がバルブの内壁ではなく細管内に固定さている分、フィラメントの位置決め精度は向上しているが、従来技術１と同様、第１の内部リード線が直接フィラメントを固定していないので、フィラメントの位置決め精度は、十分でない。
【００１２】
従来技術３では、第１の内部リード線とともにフィラメント先端までも溶融した細管跡内に埋設固定されているため、溶融固定時に第１の内部リード線が傾いたり、軸方向および軸と垂直な方向にずれてしまったりする。これは、細管跡が通常排気管として使用した後の封止切り跡であり、封止切り時に排気管を溶融しつつ引っ張って細管跡を残すので、この引っ張りの際に、リード線が傾いたり、位置ずれを起こしてしまったりする。
【００１３】
本発明の目的とするところは、片封止形のランプにおいてフィラメントをバルブ中心軸上に正しく位置させることができ、赤外線反射膜で反射された赤外線が確実にフィラメントに戻されるようにした白熱電球およびこれを用いた照明装置を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中間部に一対の焦点を有する回転楕円体表面の一部を構成する膨出部を有するとともに、一対の焦点を結ぶ中心軸を有し、一端に封止部が形成されるとともに他端の中心軸上に先端を封止した突出部および筒部からなる細管が設けられたバルブと；このバルブに収容された多重コイルフィラメントであり、最終次のコイル軸および両端の一次コイルの軸がほぼバルブ中心軸に沿って配置されたフィラメントと；バルブの表面に形成され、フィラメントから放出された赤外線をバルブ内に向けて反射する赤外線反射膜と；一端が封止部に封着されるとともに他端にフィラメントの細管側端部に接続されるストレート形状の継線部が形成され、途中がリング形状、螺旋形状のうちの少なくとも一つの形状を有するように折曲されて細管の筒部内に挿入され、細管の突出部内面の頂部と隙間を持って係止する係止部を有しており、この係止部が細管の筒部内に係止されて継線部がバルブ中心軸に沿って配置される第１の内部リード線と；一端が封止部に封着され、他端がフィラメントの封止部側端部に接続された第２の内部リード線と；を具備したことを特徴とする白熱電球である。
【００１５】
バルブ形状は、回転楕円体形状、回転楕円体形状ならびに球状の複合形状を含む。一方の焦点近傍から放射された赤外線は、他方の焦点近傍に戻ってくる。この分、円筒バルブを有する白熱電球よりも赤外線帰還率は高くなる。一方、このようなランプでは、フィラメントがバルブ軸から外れた場合の、帰還率の低下は、円筒バルブを用いた場合よりも大きい。このため、本発明は、バルブの軸方向の中間部に、一対の焦点を有する回転楕円体表面の一部を構成する膨出部を有するバルブを用いた白熱電球に適する。
【００１６】
多重コイルフィラメントとは、いわゆるダブルコイルフィラメント、トリプルコイルフィラメントを含む。最終次のコイル軸とは、ダブルコイルフィラメントであれば、ダブルコイルのコイル軸であり、トリプルコイルフィラメントであれば、トリプルコイルのコイル軸である。
【００１７】
バルブ表面とは、内面、外面、両面の場合を含む。赤外線反射膜は、通常、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された多層干渉膜から構成される。
【００１８】
細管とは、バルブの他の部分に細管よりも太い（径の大きい）部分があり、その部分に対して細い（小さい径）管であることを意味する。細管は先端を封止した突出部および筒部からなる。また、管というのは、係止部が挿入できるだけの長さが必要であるが、挿入できれば短くてもよい。従って、排気管を封止切りした跡を利用して形成してもよい。
【００１９】
第１、第２の内部リード線は、必ずしも単一部材である必要はない。ただし、単一部材の方が好ましい。リング形状と螺旋形状は、ともにそのリングまたは螺旋の中心がバルブの中心軸と一致しやすいので、フィラメントを中心軸上に配置する設計がしやすく、第１の内部リード線の折曲加工がしやすい。
【００２０】
白熱電球としては、一般電球、ハロゲン電球、クリプトン電球などを含み、これに限定されない。
【００２１】
請求項１の発明によると、フィラメントが接続される第１の内部リード線が直接細管筒部内面に係止しているので、第１の内部リード線の位置決め精度が高い。また第１の内部リード線は、バルブの太い部分ではなく、細管内に挿入係止されている。太い部分の中心を求めるよりも、細い部分の中心を求める方が容易であるから、第１の内部リード線を細管内に挿入係止することで第１の内部リード線の位置決め精度が向上する。さらに、第１の内部リード線の係止部は、細管の突出部内面の頂部と隙間を持って係止され、排気管封止切り跡に溶融固定されていないので、溶融固定の際に、位置ずれを起こすことがない。
【００２２】
以上の３点から、内部リード線の位置決め精度は高く、この第１の内部リード線に固定されたフィラメントもバルブ中心に精度良く配置される。この結果、赤外線反射膜による赤外線帰還率が高くできる。
【００２３】
請求項２の発明は、係止部が、細管内の軸方向に離間した細管内壁に係止する第１の係止部と第２の係止部を有していることを特徴とする請求項１に記載の白熱電球である。
【００２４】
係止部が軸方向に離間した第１の係止部と第２の係止部の２カ所なので、係止部の傾きが抑制でき、フィラメントの位置決めが確実になる。
【００２５】
請求項３の発明は、細管に挿入される係止部が、その一部に、軸方向にずらして複数回巻かれたリング形状と螺旋形状のうちの少なくとも一つの形状を有していることを特徴とする請求項１または２記載の白熱電球である。
【００２６】
軸方向にずらして複数回、リング状または螺旋状に巻かれているので、係止部の細管内での傾きを抑制できる。その結果、フィラメントの位置決め精度は、より一層向上する。
【００２７】
請求項４の発明は、第１の内部リード線は、単一の線材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の白熱電球である。
【００２８】
単一の線材を使用することで構造が極めて簡単になる。単一の線材としてはタングステン、モリブデン等が使用できる。
【００２９】
請求項５の発明は、第１の内部リード線をフィラメントの端部の一次コイル部分に嵌挿することを特徴としている。この接続構造は簡単であり、フィラメントの端部の一次コイル部分と第１の内部リード線が同軸的に接続されているので、この接続部が、フィラメントの位置ずれを起こすことがない。
【００３０】
請求項６の発明は、第２の内部リード線の他端は、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の白熱電球である。
【００３１】
フィラメントの封止部側端部は、封止部に近いので位置ずれを生じにくい構造になっているが、第２の内部リード線の他端を、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続することで、フィラメントの位置決めは、より一層確実になる。請求項８の発明は、細管の内径を１．０mm以上、３．０mm以下とし、第１の内部リード線の素線径を０．２mm以上、０．５５mm以下にしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一記載の白熱電球である。
【００３２】
細管の内径を３．０mm以下としたので、細管を太くしすぎず、その結果、細管以外に形成する赤外線反射面を大きく確保することができる。また、細管を太くしすぎないので中心位置が決め易い。また、細管を１．０ｍｍ以上としたので排気工程の排気能率を阻害しない。すなわち、細管の内径が１．０mm未満の場合は、排気管としての開口面積が小さくて排気を阻害し、排気能率が低下する。また、紬管の内径が３．０ｍｍを越えると、バルブの赤外線反射に有効な面積が小さくなり、またここに挿入される第１の係止部および第２の係止部のセンターリングがばらつくのでフィラメント中心軸のセンターリングがばらつく。よって、細管の内径は１．０mm以上、３．０mm以下がよい。
【００３３】
また、内部リード線の素線径を０．２mm以上、０．５５mm以下にしたから、細管を塞ぐことなく、かつ内部リード線としての本来の機能を果たすことができる。すなわち、内部リード線はフィラメントを機械的に支持するサポートの働きをしており、かつ電流を流す経路にもなっている。よって、内部リード線の素線径が０．２mm未満であると、機械的強度が弱くなり過ぎてサポートの機能を奏せず、また所定の電流を流す場合に支障となる。しかし、この内部リード線の素線径が０．５５mmを越えると、これに一体に形成されて細管に挿入される第１の係止部および第２の係止部の細管内に占める面積が大きくなり、排気通路を塞ぐから、排気効率が低下する。また、内部リード線の素線径が０．５５mmを越えると、折曲加工が難しくなって加工精度が低下し、フィラメントの中心軸をバルブの中心軸に一致させることが困難になる。よって内部リード線の素線径は０．２mm以上、０．５５mm以下が好ましい。
【００３４】
請求項８の発明は、フィラメントの封止部側端部と封止部との間にビードガラスが設けられ、第１、第２の内部リード線は、ともにビードガラスを貫通していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一記載の白熱電球である。
【００３５】
封止部よりもフィラメントに近い位置にビードガラスが設けられていることで、第２の内部リード線の位置決めがより確実なものとなる。この結果、フィラメントの位置決め精度が向上する。請求項９の発明は、フィラメントの封止部側端部とビードガラスの間に対応する位置においてバルブに円筒部が形成され、第２の内部リード線は、その途中が折曲されて円筒部内面に接触係止する第３の係止部を有していることを特徴とする請求項８記載の白熱電球である。
【００３６】
ビードガラスよりもフィラメントに近い位置に第３の係止部が形成されているので、第２のリード線の位置ずれがさらに抑制され、フィラメントの位置決め精度がより一層向上する。
【００３７】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれか一記載の白熱電球と；この白熱電球が組み込まれ、白熱電球からの光を制御する制光体と；を備えたことを特徴とする照明装置である。
【００３８】
照明装置としては、通常の一般照明装置の他、車両用前照灯などのような投光形照明装置を含む。制光体とは、反射鏡、光拡散レンズ、光拡散カバー等を含む。
【００３９】
請求項１０の発明は、請求項１ないし９に記載の白熱電球の利点を生かした照明装置を提供することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参酌して詳細に説明する。
【００４１】
図１ないし図４は本発明に係る白熱電球の第１の実施の形態を表し、図１は口金部省略した正面図、図２は図１のII−II線における断面図、図３は斜視図、図４（Ａ）ないし（Ｄ）は、各々図１ないし３の白熱電球に使用されるマウントの製造手順を示す説明図である。
【００４２】
片封止形ハロゲン電球１は、石英ガラスからなる発光管バルブ２を有している。発光管バルブ２は、一端に圧潰封止部３が形成され、この封止部３に連続して円筒部４が形成され、さらに回転楕円体面を有する膨出部５が形成されている。膨出部５は封止部３およびその反対側方向に長軸を有し、この長軸方向がバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1となっている。バルブ２の他端にはバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1上に細管６が突設されている。この細管６は、実質的に排気管を封止切りして残った突出部を利用している。細管６は図２に示すように、内径Ｄが１．０mm以上、３．０mm以下、具体的には２．０ｍｍに設定されている。
【００４３】
バルブ２の外面（内面でも可）には可視光透過赤外線反射膜７が形成されている。赤外線反射膜７は、図示しないが、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タン夕ル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などからなる高屈折率層と、酸化ケイ素（シリ力＝ＳｉＯ2）、ふっ化マグネシウム（ＮｇＦ2）などからなる低屈折率属とを交互に、例えば合計６〜８０層の多層膜として構成したものであり、このような赤外線反射膜７は多層干渉作用により赤外線を反射し、しかしながら可視光を透過する作用を奏する。 バルブ２内には、タングステンＷからなるフィラメント８が収容されている。フィラメント８は、２重コイルからなり、その２次コイルのコイル軸Ｏ2−Ｏ2がバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1と一致するように配置されている。また、フィラメント８は、バルブ２の回転楕円面の形成する第１の焦点Ｆ1および第２の焦点Ｆ2に概略跨る長さを有し、端部はこれら焦点Ｆ1およびＦ2の近傍に配置されている。フィラメント８の両端は、一次コイル部がバルブ軸Ｏ1−Ｏ1と一致するように配置されている。
【００４４】
フィラメント８は、第１、第２の内部リード線１０、１１の間に架設されている。これら内部リード線１０および１１は、それぞれ素線径ｄ2 が０．２mm以上、０．５５mm以下、具体的には０．３５ｍｍとなっている。これら内部リード線１０、１１の基端部は、圧潰封止部３に封着されたモリブデンＭｏなどからなる金属箔導体１２，１３に接続されており、先端部はバルブ２の円筒部４を通って膨出部５に導かれている。これら一対の内部リード線１０、１１は、途中が円筒部４内においてビードガラス９により連結されており、相互の間隔が保たれている。
【００４５】
第１の内部リード線１０は、膨出部５内に位置される箇所に張り出し部１０ａを有している。また、第１の内部リード線１０は、この張り出し部１０ａから伸びて細管６に差し込まれる第１の係止部１０ｂおよび第２の係止部１０ｃを互いに軸方向に離間して一体に有している。さらに第１の内部リード線１０は、第２の係止部１０ｃから圧潰封止部３の方向に向かってバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1に沿って伸びるストレートなフィラメント継線部１０ｄを有している。
【００４６】
細管６に挿入された第１の係止部１０ｂはストレートに伸びているが、細管６の入口部分の筒部で細管６の内面に接触または微小な間隙を介して接近しており、一方の内部リード線１０が傾こうとすると細管６の内面に当接してその傾斜を阻止する。第２の係止部１０ｃは、第１の係止部１０ｂと軸方向に離間した細管６の奥に挿入されており、本態様の場合、図２に示す通り、リングサポートの形をなしている。すなわち、第２の係止部１０ｃは、「の」の字形の螺旋状リングとなっており、細管６の内面に接触しているか、または径方向に変位した場合に細管６の内面に当接することにより内部リード線１０の傾きを防止する程度の隙間を介して細管６内に挿入されている。この場合、図２に示すように、第２の係止部１０ｃのりング外径ｄ1 は０．８mm以上、２．８mm以下であり、細管の径にあわせて設計される。
【００４７】
第２の内部リード線１１は、細管６の方向に向かってバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1に沿って伸びるストし−トなフィラメント継線部１１ａを有している。
【００４８】
フィラメント８は、両端部に一次コイルの脚部８ａ、８ｂを有している。これら脚部８ａ、８ｂが内部リード線１０、１１のストレートなフィラメント継線部１０ｃおよび１１ａに差し込まれ、フィラメント８全体が内部リード線１０、１１に架設されている。
【００４９】
内部リード線１０、１１のストレートなフィラメント継線部１０ｄおよび１１ａは、それぞれバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1に沿って伸びているから、これらに連結されたフィラメント８は、そのコイル軸Ｏ2−Ｏ2がバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1と一致するように配置されている。
【００５０】
フィラメント８を支持したマウントは、図４に示す手順で製造される。すなわち、リード線となるタングステンワイヤを図４の（Ａ）に示すように成形して、一対の内部リード線の半製品を作る。この成形品は、１本のワイヤが連続して一筆書きのような半製品となっており、張り出し部１０ａ、ストレート形の第１の係止部１０ｂ、螺旋リング形の第２の係止部１０ｃ、ストレートなフィラメント継線部１０ｄを有し、かつ他のストレ−トなフィラメント継線部１１ａを有している。
【００５１】
このような半製品は、図４の（Ｂ）に示すように、それぞれの端部をビードガラス９により連結する。
【００５２】
その後、図４の（Ｃ）に示すように、フィラメント取付け部を切断し、これにより一対の内部リード線１０、１１が得られる。
【００５３】
したがって、図４の（Ｄ）に示すように、フィラメント継線部１０ｄ、１１ａ間にフィラメント８を接続すれば、マウントが出来上がる。
【００５４】
なお、バルブ２内には、ハロゲンガスが封入されている。
【００５５】
また、圧潰封止部３に封着されたモリブデンＭｏなどからなる金属箔導体１２、１３には、外部リード線１４、１５が接続されている。
【００５６】
そして、バルブ２の圧潰封止部３は、図４に示すセラミック製の絶縁ベース１６に対して接着剤１７により接合されている。絶縁ベース１６は、ねじ込み形口金１８および外部端子１９を有し、外部リード線１４、１５はこれらねじ込み形口金１８および外部端子１９に接続されている。
【００５７】
以上の白熱電球と従来技術１ないし３の電球におけるフィラメントの位置の精度がどの程度違うかを測定した。コイル軸Ｏ2−Ｏ2とバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1のずれがフィラメント８のコイル外径ＯＳＤの１／４以内であれば、赤外線反射膜７で反射された赤外線がフィラメント８に帰還する割合を高く維持できるので、両者のずれがこの値以下であれば良品とし、１／４・ＯＳＤを越えるものは不良品と判定した。本発明の実施形態と従来技術とは、多くの構成で相違するが、対応する構成、例えばリード線の太さや、フィラメントの長さなどは本発明の実施の態様にそろえてサンプルを各々２０個製作し、測定した。
【表１】
【００５８】
以上の結果から、本発明がフィラメント８の位置を精度良く配置できることが理解できる。従来技術１の不良の原因は、フィラメントを遮光部材等に支持させ中心軸に位置決めしている部材に直接フィラメントを固定していないためである。また、従来技術１は、中心軸に位置決めしている部材が細いワイヤーで、そのワイヤーがバルブの内壁から延びてフィラメントの重量を支えているので、ワイヤーの曲がりや、変形が発生しやすい点も不良の原因である。
【００５９】
従来技術２は、従来技術１と同様、フィラメントを遮光部材等に支持させ中心軸に位置決めしている部材に直接フィラメントを固定していないことが、不良の原因になっている。
【００６０】
従来技術３は、排気管を封止切るときに、フィラメントの支持部材が横にずれたり、傾いてしまうのが不良の原因である。
【００６１】
図５は、図１ないし３のハロゲン電球を反射鏡と組み合わせた照明装置の一部断面を有する正面図である。ハロゲン電球１は、反射体２０に収容されている。反射体２０は、反射面２１を形成したリフレクタ２２を有し、このリフレクタ２２にはセラミックなどからなる口金２３を接合している。この口金２３には捩じ込み形口金２４および外部端子２５が設けられており、これら捩じ込み形ロ金２４および外部端子２５を介して電源に接続される。
【００６２】
このような反射体２０に収容されたハロゲン電球１が点灯されると、バルブ２および赤外線反射膜７を透過した可視光が反射面２１で反射され、リフレクタ２２の前面開口部から前方を照射する。この場合、赤外線は赤外線反射膜７によりバルブ２内に戻されるからリフレクタ２２に達しなく、リフレクタ２２の温度上昇が防止され、かつ赤外線はリフレクタ２２の前方にも照射されず、温度上昇を嫌う可視光照射に有効である。
【００６３】
このような反射形照明装置によれば、ハロゲン電球１の効率が向上するから、その利点を活用することができ、効率の高い照明装置となる。
【００６４】
そして、リフレクタ２２の反射面に図示しないが可視光反射赤外線透過膜をコーティングしたダイクロイックミラーの場合は、照射面の温度上昇をさらに抑止することができる。
【００６５】
図６は、本発明の白熱電球の第２の実施の形態を表す正面図である。第２の実施の形態では、バルブ２の他端に形成される細管６ａの筒部の大きさを排気管６ｂよりも大きく、ただし、膨出部５よりも小さくし、この細管６ａに挿入される第２の係止部１０ｃとしてのリング形の径を大きくしている。
【００６６】
このようにリング形の第２の係止部１０ｃの径を支障の無い程度に大きくすれば、センター出しの精度を損なうことなくフィラメント８を支持する機械的的強度を高くできる。
【００６７】
図７は、本発明の白熱電球の第３の実施の形態を表す正面図である。第３の実施の形態では、第１の係止部１０ｂおよび第２の係止部１０ｃが、軸方向に沿って形成された複数ターンのリング部または螺旋部によって構成された例を示し、少なくとも２ターン以上のリング部または螺旋部が細管６内に挿入されることにより、入口部のリング部が第１の係止部１０ｂとなり、奥部のリング部が第２の係止部１０ｃとなって細管６に係止される。
【００６８】
図８は、本発明の白熱電球の第４の実施の形態を表す正面図である。第４の実施の形態では、第１および第２の係止部１０ｂ、１０ｃが波形に屈曲されており、入口部の波形部が第１の係止部１０ｂとなり、奥部の波形部が第２の係止部１０ｃとなって細管６に挿入されている。
【００６９】
図９は、本発明の白熱電球の第５の実施の形態を表す正面図である。第５の実施の形態では、一方のリード線１０に第１の係止部１０ｂおよび第２の係止部１０ｃを形成し、これら第１および第２の係止部１０ｂ、１０ｃを細管６に挿入するとともに、他方のリード線１１に、円筒部４に挿入される第３の係止部１１ｂとなる例えばリング部または螺旋部を形成している。
【００７０】
図１０は、本発明の白熱電球の第６の実施の形態を表す正面図である。第６の実施の形態では、一対のリード線１０および１１の基端側に、円筒部４の内面に接触して位置を規制するための屈曲した出っ張り部１０ｅ、１１ｃを形成したものである。出っ張り部１０ｅ、１１ｃは、第３の係止部を構成している。
【００７１】
このようにすれば、一対のリード線１０および１１の両者のセンターが規制されるから、フィラメント８をバルブ中心軸上に良好に保持することができる。
【００７２】
図１１は、本発明の白熱電球のフィラメント継線部の変形態様を拡大して示す部分拡大図である。この変形態様では、第１、第２のリード線１０および１１に、それぞれフィラメント継線部１０ｄ、１１ａと連続して波形部１０５を形成した（一方にリード線１０の波形部１０５のみを図示する）ものであり、この波形部１０ｄにフィラメント８の脚部８ａが差し込まれている。このようにすると、フィラメント８の脚部８ａの移動が波形部１０５により防止されるようになり、よって、フィラメント８の移動が阻止され、フィラメント８の支持が確実になる。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、フィラメントが接続される第１の内部リード線が直接細管内面に係止しているので、第１の内部リード線の位置決め精度が高い。また第１の内部リード線は、バルブの太い部分ではなく、細管内に挿入係止されている。太い部分の中心を求めるよりも、細い部分の中心を求める方が容易であるから、第１の内部リード線を細管内に挿入係止することで第１の内部リード線の位置決め精度が向上する。さらに、第１の内部リード線の係止部は、排気管封止切り跡に溶融固定されていないので、溶融固定の際に、位置ずれを起こすことがない。
【００７４】
以上の３点から、内部リード線の位置決め精度は高く、この第１の内部リード線に固定されたフィラメントもバルブ中心に精度良く配置される。この結果、赤外線反射膜による赤外線帰還率が高くできる。
【００７５】
これらの結果、フィラメントへの赤外線の帰還率が低下せず、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００７６】
特にリング形状と螺旋形状は、ともにそのリングまたは螺旋の中心がバルブの中心軸と一致しやすいので、フィラメントを中心軸上に配置する設計がしやすく、第１の内部リード線の折曲加工がしやすい。そのため、安価に製造することができる。
【００７７】
また、一方の焦点近傍から放射された赤外線は、他方の焦点近傍に確実に戻ってくる分、円筒バルブを有する白熱電球よりも赤外線帰還率は高くなり、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００７８】
請求項２の発明によれば、係止部が軸方向に離間した第１の係止部と第２の係止部の２カ所なので、係止部の傾きが抑制でき、フィラメントの位置決めが確実になる。その結果、フィラメントへの赤外線の帰還率が低下せず、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００７９】
請求項３の発明によれば、軸方向にずらして複数回、リング状または螺旋状に巻かれているので、係止部の細管内での傾きを抑制できる。その結果、フィラメントの位置決め精度は、より一層向上し、フィラメントへの赤外線の帰還率が高く、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８０】
請求項４の発明によれば、単一の線材を使用することで構造が極めて簡単になる。そのために製造が容易であり、安価に製造できる。
【００８１】
請求項５の発明によれば、第１の内部リード線をフィラメントの端部の一次コイル部分に嵌挿することで、両者を接続固定しているので、構造が簡単であり、フィラメントの端部の一次コイル部分と第１の内部リード線が同軸的に接続されているので、この接続部におけるフィラメントの位置ずれは小さい。
【００８２】
請求項６の発明によれば、第２の内部リード線の他端を、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続することで、フィラメントの位置決めは、より一層確実になる。その結果、フィラメントへの赤外線の帰還率の低下がより確実に抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８３】
請求項７の発明によれば、赤外線反射面を大きく確保することができ、フィラメントの位置を軸上に決め易い。その結果、フィラメントへの赤外線の帰還率の低下が抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。また、製造上の障害が抑えられる。
【００８４】
請求項８の発明によれば、封止部よりもフィラメントに近い位置にビードガラスが設けられていることで、第２の内部リード線の位置決めがより確実なものとなる。この結果、フィラメントの位置決め精度が向上し、赤外線帰還率の低下が抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８５】
請求項９の発明によれば、ビードガラスよりもフィラメントに近い位置に第３の係止部が形成されているので、第２のリード線の位置ずれがさらに抑制され、フィラメントの位置決め精度がより一層向上する。この結果、赤外線帰還率の低下が抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８６】
請求項１０の発明によれば、請求項１ないし９に記載の白熱電球の利点を生かした照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る白熱電球の第１の実施の形態の口金部省略した正面図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】図１に口金部を付加した斜視図である。
【図４】（Ａ）ないし（Ｄ）図はマウントの製造方法を示す説明図である。
【図５】図１ないし図３に示すハロゲン電球を光源とした反射形照明装置の断面図である。
【図６】本発明の白熱電球の第２の実施の形態を表す正面図である。
【図７】本発明の白熱電球の第３の実施の形態を表す正面図である。
【図８】本発明の白熱電球の第４の実施の形態を表す正面図である。
【図９】本発明の白熱電球の第５の実施の形態を表す正面図である。
【図１０】本発明の白熱電球の第６の実施の形態を表す正面図である。
【図１１】本発明の白熱電球のフィラメント継線部の変形態様を拡大して示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１…ハロゲン電球 ２…バルブ
３…封止都 ４…円筒部
５…膨出部 ６…細管
７…赤外線反射膜 ８…フィラメント
１０…第１の内部リード線 １１…第２の内部リード線
１０ｂ…第１の係止部 １０ｃ…第２の係止部
２０…反射体 ２２…レフレクタ
１１ｂ…第３の係止部
【発明の属する技術分野】
本発明は、白熱電球およびこれを用いた照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ハロゲン電球を含む白熱電球は、フィラメントの白熱による発光を利用する光源であるため、熱として外に放出されるエネルギーが多く、放電灯に比べてランプ効率が低い傾向にある。このような白熱電球の放熱を低減し、ランプ効率を向上させるため、最近、バルブの外面または内面に、赤外線を反射し可視光を透過する膜、すなわち赤外線反射膜を形成したランプが開発され、既に市販されている。
【０００３】
バルブの表面に赤外線反射膜を形成すると、この赤外線反射膜がフィラメントから放出される赤外線を反射し、この反射された赤外線はフィラメントに戻されフィラメントを再加熱する。この結果、フィラメントに戻されるエネルギーの分だけ、外部から供給する電気エネルギーを節減することができ、発光効率が向上する。また、無駄に捨てられていた熱の放出が少なくなるので、器具等に対する熱影響を少なくすることができる等の利点もある。
【０００４】
このような赤外線反射膜の作用を有効に活用するには、フィラメントがバルブの中心位置にあることが望まれる。すなわち、バルブは球形、楕円球形、円筒形などの形状をなしているから、このバルブ表面に赤外線反射膜を形成した場合は赤外線反射膜で反射された赤外線はバルブの中心軸上に戻される。このため、フィラメントはそのコイル軸をバルブの中心軸上に配置すれば、赤外線は確実にフィラメントに戻される。この場合、赤外線の帰還率が高いという。
【０００５】
ところで、バルブ構造が片側端部のみに封止部をもつ片封止形のランプの場合、この封止部に封着された一対の内部リード線は封止部の反対側となるバルブ先端部近傍で固定されないと、マウントは片持ち支持となり、フィラメントのコイル中心軸がバルブの中心軸上から位置ずれすることがある。この場合、赤外線がフィラメントに戻される帰還率が低くなる。
【０００６】
このようなことから、内部リード線の封止部と反対側となるバルブ先端部近傍をバルブに係止又は固定させてフィラメントのコイル中心軸をバルブの中心軸上に位置決めするための各種技術が開発されている。
【０００７】
例えば、実開昭５９−１０９０６３号公報（従来技術１）では、フィラメントの封止部と反対側であるバルブ先端側に導出される内部リード線（第１の内部リード線）のバルブ先端部近傍を、バルブの内壁に接触固定されるリング状部材に固定している。結果的に、第１の内部リード線は、間接的にバルブ内壁に固定されている。また、この従来技術１では、フィラメントのバルブ先端側は、遮光部材を介して第１の内部リード線に固定されていて、直接内部リード線に固定されていない。
【０００８】
また、実開昭５９−１２１１５５号公報（従来技術２）では、第１の内部リード線のバルブ先端部近傍を、バルブ先端の細管内に固定されたコイル部材に固定させている。この従来技術２についても、結果的に第１の内部リード線は、細管内ではあるが、間接的に固定されている。また、従来技術２もフィラメントのバルブ先端側は、遮光部材を介して第１の内部リード線に固定されていて、直接内部リード線に固定されていない。
【０００９】
さらに、実開昭５８−１０３４６０号公報（従来技術３）では、第１の内部リード線のバルブ先端部近傍を、Ｕ字状に折曲し、この折曲した部分を溶融した細管跡に埋設固定している。跡と説明したのは、細管が残っている状態とはいえないからである。フィラメントの先端側端部は第１の内部リード線の先端に嵌挿され、第１の内部リード線とともに溶融した細管跡内に埋設固定されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は、各々以下の欠点を有している。従来技術１では、第１の内部リード線が、直接フィラメントを固定していないので、フィラメントの位置決め精度が悪い。また、第１の内部リード線を固定する部材がバルブの内壁に固定さているので、フィラメントの位置決め精度がさらに悪化している。
【００１１】
従来技術２では、第１の内部リード線を固定する部材がバルブの内壁ではなく細管内に固定さている分、フィラメントの位置決め精度は向上しているが、従来技術１と同様、第１の内部リード線が直接フィラメントを固定していないので、フィラメントの位置決め精度は、十分でない。
【００１２】
従来技術３では、第１の内部リード線とともにフィラメント先端までも溶融した細管跡内に埋設固定されているため、溶融固定時に第１の内部リード線が傾いたり、軸方向および軸と垂直な方向にずれてしまったりする。これは、細管跡が通常排気管として使用した後の封止切り跡であり、封止切り時に排気管を溶融しつつ引っ張って細管跡を残すので、この引っ張りの際に、リード線が傾いたり、位置ずれを起こしてしまったりする。
【００１３】
本発明の目的とするところは、片封止形のランプにおいてフィラメントをバルブ中心軸上に正しく位置させることができ、赤外線反射膜で反射された赤外線が確実にフィラメントに戻されるようにした白熱電球およびこれを用いた照明装置を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中間部に一対の焦点を有する回転楕円体表面の一部を構成する膨出部を有するとともに、一対の焦点を結ぶ中心軸を有し、一端に封止部が形成されるとともに他端の中心軸上に先端を封止した突出部および筒部からなる細管が設けられたバルブと；このバルブに収容された多重コイルフィラメントであり、最終次のコイル軸および両端の一次コイルの軸がほぼバルブ中心軸に沿って配置されたフィラメントと；バルブの表面に形成され、フィラメントから放出された赤外線をバルブ内に向けて反射する赤外線反射膜と；一端が封止部に封着されるとともに他端にフィラメントの細管側端部に接続されるストレート形状の継線部が形成され、途中がリング形状、螺旋形状のうちの少なくとも一つの形状を有するように折曲されて細管の筒部内に挿入され、細管の突出部内面の頂部と隙間を持って係止する係止部を有しており、この係止部が細管の筒部内に係止されて継線部がバルブ中心軸に沿って配置される第１の内部リード線と；一端が封止部に封着され、他端がフィラメントの封止部側端部に接続された第２の内部リード線と；を具備したことを特徴とする白熱電球である。
【００１５】
バルブ形状は、回転楕円体形状、回転楕円体形状ならびに球状の複合形状を含む。一方の焦点近傍から放射された赤外線は、他方の焦点近傍に戻ってくる。この分、円筒バルブを有する白熱電球よりも赤外線帰還率は高くなる。一方、このようなランプでは、フィラメントがバルブ軸から外れた場合の、帰還率の低下は、円筒バルブを用いた場合よりも大きい。このため、本発明は、バルブの軸方向の中間部に、一対の焦点を有する回転楕円体表面の一部を構成する膨出部を有するバルブを用いた白熱電球に適する。
【００１６】
多重コイルフィラメントとは、いわゆるダブルコイルフィラメント、トリプルコイルフィラメントを含む。最終次のコイル軸とは、ダブルコイルフィラメントであれば、ダブルコイルのコイル軸であり、トリプルコイルフィラメントであれば、トリプルコイルのコイル軸である。
【００１７】
バルブ表面とは、内面、外面、両面の場合を含む。赤外線反射膜は、通常、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された多層干渉膜から構成される。
【００１８】
細管とは、バルブの他の部分に細管よりも太い（径の大きい）部分があり、その部分に対して細い（小さい径）管であることを意味する。細管は先端を封止した突出部および筒部からなる。また、管というのは、係止部が挿入できるだけの長さが必要であるが、挿入できれば短くてもよい。従って、排気管を封止切りした跡を利用して形成してもよい。
【００１９】
第１、第２の内部リード線は、必ずしも単一部材である必要はない。ただし、単一部材の方が好ましい。リング形状と螺旋形状は、ともにそのリングまたは螺旋の中心がバルブの中心軸と一致しやすいので、フィラメントを中心軸上に配置する設計がしやすく、第１の内部リード線の折曲加工がしやすい。
【００２０】
白熱電球としては、一般電球、ハロゲン電球、クリプトン電球などを含み、これに限定されない。
【００２１】
請求項１の発明によると、フィラメントが接続される第１の内部リード線が直接細管筒部内面に係止しているので、第１の内部リード線の位置決め精度が高い。また第１の内部リード線は、バルブの太い部分ではなく、細管内に挿入係止されている。太い部分の中心を求めるよりも、細い部分の中心を求める方が容易であるから、第１の内部リード線を細管内に挿入係止することで第１の内部リード線の位置決め精度が向上する。さらに、第１の内部リード線の係止部は、細管の突出部内面の頂部と隙間を持って係止され、排気管封止切り跡に溶融固定されていないので、溶融固定の際に、位置ずれを起こすことがない。
【００２２】
以上の３点から、内部リード線の位置決め精度は高く、この第１の内部リード線に固定されたフィラメントもバルブ中心に精度良く配置される。この結果、赤外線反射膜による赤外線帰還率が高くできる。
【００２３】
請求項２の発明は、係止部が、細管内の軸方向に離間した細管内壁に係止する第１の係止部と第２の係止部を有していることを特徴とする請求項１に記載の白熱電球である。
【００２４】
係止部が軸方向に離間した第１の係止部と第２の係止部の２カ所なので、係止部の傾きが抑制でき、フィラメントの位置決めが確実になる。
【００２５】
請求項３の発明は、細管に挿入される係止部が、その一部に、軸方向にずらして複数回巻かれたリング形状と螺旋形状のうちの少なくとも一つの形状を有していることを特徴とする請求項１または２記載の白熱電球である。
【００２６】
軸方向にずらして複数回、リング状または螺旋状に巻かれているので、係止部の細管内での傾きを抑制できる。その結果、フィラメントの位置決め精度は、より一層向上する。
【００２７】
請求項４の発明は、第１の内部リード線は、単一の線材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の白熱電球である。
【００２８】
単一の線材を使用することで構造が極めて簡単になる。単一の線材としてはタングステン、モリブデン等が使用できる。
【００２９】
請求項５の発明は、第１の内部リード線をフィラメントの端部の一次コイル部分に嵌挿することを特徴としている。この接続構造は簡単であり、フィラメントの端部の一次コイル部分と第１の内部リード線が同軸的に接続されているので、この接続部が、フィラメントの位置ずれを起こすことがない。
【００３０】
請求項６の発明は、第２の内部リード線の他端は、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の白熱電球である。
【００３１】
フィラメントの封止部側端部は、封止部に近いので位置ずれを生じにくい構造になっているが、第２の内部リード線の他端を、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続することで、フィラメントの位置決めは、より一層確実になる。請求項８の発明は、細管の内径を１．０mm以上、３．０mm以下とし、第１の内部リード線の素線径を０．２mm以上、０．５５mm以下にしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一記載の白熱電球である。
【００３２】
細管の内径を３．０mm以下としたので、細管を太くしすぎず、その結果、細管以外に形成する赤外線反射面を大きく確保することができる。また、細管を太くしすぎないので中心位置が決め易い。また、細管を１．０ｍｍ以上としたので排気工程の排気能率を阻害しない。すなわち、細管の内径が１．０mm未満の場合は、排気管としての開口面積が小さくて排気を阻害し、排気能率が低下する。また、紬管の内径が３．０ｍｍを越えると、バルブの赤外線反射に有効な面積が小さくなり、またここに挿入される第１の係止部および第２の係止部のセンターリングがばらつくのでフィラメント中心軸のセンターリングがばらつく。よって、細管の内径は１．０mm以上、３．０mm以下がよい。
【００３３】
また、内部リード線の素線径を０．２mm以上、０．５５mm以下にしたから、細管を塞ぐことなく、かつ内部リード線としての本来の機能を果たすことができる。すなわち、内部リード線はフィラメントを機械的に支持するサポートの働きをしており、かつ電流を流す経路にもなっている。よって、内部リード線の素線径が０．２mm未満であると、機械的強度が弱くなり過ぎてサポートの機能を奏せず、また所定の電流を流す場合に支障となる。しかし、この内部リード線の素線径が０．５５mmを越えると、これに一体に形成されて細管に挿入される第１の係止部および第２の係止部の細管内に占める面積が大きくなり、排気通路を塞ぐから、排気効率が低下する。また、内部リード線の素線径が０．５５mmを越えると、折曲加工が難しくなって加工精度が低下し、フィラメントの中心軸をバルブの中心軸に一致させることが困難になる。よって内部リード線の素線径は０．２mm以上、０．５５mm以下が好ましい。
【００３４】
請求項８の発明は、フィラメントの封止部側端部と封止部との間にビードガラスが設けられ、第１、第２の内部リード線は、ともにビードガラスを貫通していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一記載の白熱電球である。
【００３５】
封止部よりもフィラメントに近い位置にビードガラスが設けられていることで、第２の内部リード線の位置決めがより確実なものとなる。この結果、フィラメントの位置決め精度が向上する。請求項９の発明は、フィラメントの封止部側端部とビードガラスの間に対応する位置においてバルブに円筒部が形成され、第２の内部リード線は、その途中が折曲されて円筒部内面に接触係止する第３の係止部を有していることを特徴とする請求項８記載の白熱電球である。
【００３６】
ビードガラスよりもフィラメントに近い位置に第３の係止部が形成されているので、第２のリード線の位置ずれがさらに抑制され、フィラメントの位置決め精度がより一層向上する。
【００３７】
請求項１０の発明は、請求項１ないし請求項９のいずれか一記載の白熱電球と；この白熱電球が組み込まれ、白熱電球からの光を制御する制光体と；を備えたことを特徴とする照明装置である。
【００３８】
照明装置としては、通常の一般照明装置の他、車両用前照灯などのような投光形照明装置を含む。制光体とは、反射鏡、光拡散レンズ、光拡散カバー等を含む。
【００３９】
請求項１０の発明は、請求項１ないし９に記載の白熱電球の利点を生かした照明装置を提供することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参酌して詳細に説明する。
【００４１】
図１ないし図４は本発明に係る白熱電球の第１の実施の形態を表し、図１は口金部省略した正面図、図２は図１のII−II線における断面図、図３は斜視図、図４（Ａ）ないし（Ｄ）は、各々図１ないし３の白熱電球に使用されるマウントの製造手順を示す説明図である。
【００４２】
片封止形ハロゲン電球１は、石英ガラスからなる発光管バルブ２を有している。発光管バルブ２は、一端に圧潰封止部３が形成され、この封止部３に連続して円筒部４が形成され、さらに回転楕円体面を有する膨出部５が形成されている。膨出部５は封止部３およびその反対側方向に長軸を有し、この長軸方向がバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1となっている。バルブ２の他端にはバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1上に細管６が突設されている。この細管６は、実質的に排気管を封止切りして残った突出部を利用している。細管６は図２に示すように、内径Ｄが１．０mm以上、３．０mm以下、具体的には２．０ｍｍに設定されている。
【００４３】
バルブ２の外面（内面でも可）には可視光透過赤外線反射膜７が形成されている。赤外線反射膜７は、図示しないが、例えば酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化タン夕ル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などからなる高屈折率層と、酸化ケイ素（シリ力＝ＳｉＯ2）、ふっ化マグネシウム（ＮｇＦ2）などからなる低屈折率属とを交互に、例えば合計６〜８０層の多層膜として構成したものであり、このような赤外線反射膜７は多層干渉作用により赤外線を反射し、しかしながら可視光を透過する作用を奏する。 バルブ２内には、タングステンＷからなるフィラメント８が収容されている。フィラメント８は、２重コイルからなり、その２次コイルのコイル軸Ｏ2−Ｏ2がバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1と一致するように配置されている。また、フィラメント８は、バルブ２の回転楕円面の形成する第１の焦点Ｆ1および第２の焦点Ｆ2に概略跨る長さを有し、端部はこれら焦点Ｆ1およびＦ2の近傍に配置されている。フィラメント８の両端は、一次コイル部がバルブ軸Ｏ1−Ｏ1と一致するように配置されている。
【００４４】
フィラメント８は、第１、第２の内部リード線１０、１１の間に架設されている。これら内部リード線１０および１１は、それぞれ素線径ｄ2 が０．２mm以上、０．５５mm以下、具体的には０．３５ｍｍとなっている。これら内部リード線１０、１１の基端部は、圧潰封止部３に封着されたモリブデンＭｏなどからなる金属箔導体１２，１３に接続されており、先端部はバルブ２の円筒部４を通って膨出部５に導かれている。これら一対の内部リード線１０、１１は、途中が円筒部４内においてビードガラス９により連結されており、相互の間隔が保たれている。
【００４５】
第１の内部リード線１０は、膨出部５内に位置される箇所に張り出し部１０ａを有している。また、第１の内部リード線１０は、この張り出し部１０ａから伸びて細管６に差し込まれる第１の係止部１０ｂおよび第２の係止部１０ｃを互いに軸方向に離間して一体に有している。さらに第１の内部リード線１０は、第２の係止部１０ｃから圧潰封止部３の方向に向かってバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1に沿って伸びるストレートなフィラメント継線部１０ｄを有している。
【００４６】
細管６に挿入された第１の係止部１０ｂはストレートに伸びているが、細管６の入口部分の筒部で細管６の内面に接触または微小な間隙を介して接近しており、一方の内部リード線１０が傾こうとすると細管６の内面に当接してその傾斜を阻止する。第２の係止部１０ｃは、第１の係止部１０ｂと軸方向に離間した細管６の奥に挿入されており、本態様の場合、図２に示す通り、リングサポートの形をなしている。すなわち、第２の係止部１０ｃは、「の」の字形の螺旋状リングとなっており、細管６の内面に接触しているか、または径方向に変位した場合に細管６の内面に当接することにより内部リード線１０の傾きを防止する程度の隙間を介して細管６内に挿入されている。この場合、図２に示すように、第２の係止部１０ｃのりング外径ｄ1 は０．８mm以上、２．８mm以下であり、細管の径にあわせて設計される。
【００４７】
第２の内部リード線１１は、細管６の方向に向かってバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1に沿って伸びるストし−トなフィラメント継線部１１ａを有している。
【００４８】
フィラメント８は、両端部に一次コイルの脚部８ａ、８ｂを有している。これら脚部８ａ、８ｂが内部リード線１０、１１のストレートなフィラメント継線部１０ｃおよび１１ａに差し込まれ、フィラメント８全体が内部リード線１０、１１に架設されている。
【００４９】
内部リード線１０、１１のストレートなフィラメント継線部１０ｄおよび１１ａは、それぞれバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1に沿って伸びているから、これらに連結されたフィラメント８は、そのコイル軸Ｏ2−Ｏ2がバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1と一致するように配置されている。
【００５０】
フィラメント８を支持したマウントは、図４に示す手順で製造される。すなわち、リード線となるタングステンワイヤを図４の（Ａ）に示すように成形して、一対の内部リード線の半製品を作る。この成形品は、１本のワイヤが連続して一筆書きのような半製品となっており、張り出し部１０ａ、ストレート形の第１の係止部１０ｂ、螺旋リング形の第２の係止部１０ｃ、ストレートなフィラメント継線部１０ｄを有し、かつ他のストレ−トなフィラメント継線部１１ａを有している。
【００５１】
このような半製品は、図４の（Ｂ）に示すように、それぞれの端部をビードガラス９により連結する。
【００５２】
その後、図４の（Ｃ）に示すように、フィラメント取付け部を切断し、これにより一対の内部リード線１０、１１が得られる。
【００５３】
したがって、図４の（Ｄ）に示すように、フィラメント継線部１０ｄ、１１ａ間にフィラメント８を接続すれば、マウントが出来上がる。
【００５４】
なお、バルブ２内には、ハロゲンガスが封入されている。
【００５５】
また、圧潰封止部３に封着されたモリブデンＭｏなどからなる金属箔導体１２、１３には、外部リード線１４、１５が接続されている。
【００５６】
そして、バルブ２の圧潰封止部３は、図４に示すセラミック製の絶縁ベース１６に対して接着剤１７により接合されている。絶縁ベース１６は、ねじ込み形口金１８および外部端子１９を有し、外部リード線１４、１５はこれらねじ込み形口金１８および外部端子１９に接続されている。
【００５７】
以上の白熱電球と従来技術１ないし３の電球におけるフィラメントの位置の精度がどの程度違うかを測定した。コイル軸Ｏ2−Ｏ2とバルブ中心軸Ｏ1−Ｏ1のずれがフィラメント８のコイル外径ＯＳＤの１／４以内であれば、赤外線反射膜７で反射された赤外線がフィラメント８に帰還する割合を高く維持できるので、両者のずれがこの値以下であれば良品とし、１／４・ＯＳＤを越えるものは不良品と判定した。本発明の実施形態と従来技術とは、多くの構成で相違するが、対応する構成、例えばリード線の太さや、フィラメントの長さなどは本発明の実施の態様にそろえてサンプルを各々２０個製作し、測定した。
【表１】
以上の結果から、本発明がフィラメント８の位置を精度良く配置できることが理解できる。従来技術１の不良の原因は、フィラメントを遮光部材等に支持させ中心軸に位置決めしている部材に直接フィラメントを固定していないためである。また、従来技術１は、中心軸に位置決めしている部材が細いワイヤーで、そのワイヤーがバルブの内壁から延びてフィラメントの重量を支えているので、ワイヤーの曲がりや、変形が発生しやすい点も不良の原因である。
【００５９】
従来技術２は、従来技術１と同様、フィラメントを遮光部材等に支持させ中心軸に位置決めしている部材に直接フィラメントを固定していないことが、不良の原因になっている。
【００６０】
従来技術３は、排気管を封止切るときに、フィラメントの支持部材が横にずれたり、傾いてしまうのが不良の原因である。
【００６１】
図５は、図１ないし３のハロゲン電球を反射鏡と組み合わせた照明装置の一部断面を有する正面図である。ハロゲン電球１は、反射体２０に収容されている。反射体２０は、反射面２１を形成したリフレクタ２２を有し、このリフレクタ２２にはセラミックなどからなる口金２３を接合している。この口金２３には捩じ込み形口金２４および外部端子２５が設けられており、これら捩じ込み形ロ金２４および外部端子２５を介して電源に接続される。
【００６２】
このような反射体２０に収容されたハロゲン電球１が点灯されると、バルブ２および赤外線反射膜７を透過した可視光が反射面２１で反射され、リフレクタ２２の前面開口部から前方を照射する。この場合、赤外線は赤外線反射膜７によりバルブ２内に戻されるからリフレクタ２２に達しなく、リフレクタ２２の温度上昇が防止され、かつ赤外線はリフレクタ２２の前方にも照射されず、温度上昇を嫌う可視光照射に有効である。
【００６３】
このような反射形照明装置によれば、ハロゲン電球１の効率が向上するから、その利点を活用することができ、効率の高い照明装置となる。
【００６４】
そして、リフレクタ２２の反射面に図示しないが可視光反射赤外線透過膜をコーティングしたダイクロイックミラーの場合は、照射面の温度上昇をさらに抑止することができる。
【００６５】
図６は、本発明の白熱電球の第２の実施の形態を表す正面図である。第２の実施の形態では、バルブ２の他端に形成される細管６ａの筒部の大きさを排気管６ｂよりも大きく、ただし、膨出部５よりも小さくし、この細管６ａに挿入される第２の係止部１０ｃとしてのリング形の径を大きくしている。
【００６６】
このようにリング形の第２の係止部１０ｃの径を支障の無い程度に大きくすれば、センター出しの精度を損なうことなくフィラメント８を支持する機械的的強度を高くできる。
【００６７】
図７は、本発明の白熱電球の第３の実施の形態を表す正面図である。第３の実施の形態では、第１の係止部１０ｂおよび第２の係止部１０ｃが、軸方向に沿って形成された複数ターンのリング部または螺旋部によって構成された例を示し、少なくとも２ターン以上のリング部または螺旋部が細管６内に挿入されることにより、入口部のリング部が第１の係止部１０ｂとなり、奥部のリング部が第２の係止部１０ｃとなって細管６に係止される。
【００６８】
図８は、本発明の白熱電球の第４の実施の形態を表す正面図である。第４の実施の形態では、第１および第２の係止部１０ｂ、１０ｃが波形に屈曲されており、入口部の波形部が第１の係止部１０ｂとなり、奥部の波形部が第２の係止部１０ｃとなって細管６に挿入されている。
【００６９】
図９は、本発明の白熱電球の第５の実施の形態を表す正面図である。第５の実施の形態では、一方のリード線１０に第１の係止部１０ｂおよび第２の係止部１０ｃを形成し、これら第１および第２の係止部１０ｂ、１０ｃを細管６に挿入するとともに、他方のリード線１１に、円筒部４に挿入される第３の係止部１１ｂとなる例えばリング部または螺旋部を形成している。
【００７０】
図１０は、本発明の白熱電球の第６の実施の形態を表す正面図である。第６の実施の形態では、一対のリード線１０および１１の基端側に、円筒部４の内面に接触して位置を規制するための屈曲した出っ張り部１０ｅ、１１ｃを形成したものである。出っ張り部１０ｅ、１１ｃは、第３の係止部を構成している。
【００７１】
このようにすれば、一対のリード線１０および１１の両者のセンターが規制されるから、フィラメント８をバルブ中心軸上に良好に保持することができる。
【００７２】
図１１は、本発明の白熱電球のフィラメント継線部の変形態様を拡大して示す部分拡大図である。この変形態様では、第１、第２のリード線１０および１１に、それぞれフィラメント継線部１０ｄ、１１ａと連続して波形部１０５を形成した（一方にリード線１０の波形部１０５のみを図示する）ものであり、この波形部１０ｄにフィラメント８の脚部８ａが差し込まれている。このようにすると、フィラメント８の脚部８ａの移動が波形部１０５により防止されるようになり、よって、フィラメント８の移動が阻止され、フィラメント８の支持が確実になる。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、フィラメントが接続される第１の内部リード線が直接細管内面に係止しているので、第１の内部リード線の位置決め精度が高い。また第１の内部リード線は、バルブの太い部分ではなく、細管内に挿入係止されている。太い部分の中心を求めるよりも、細い部分の中心を求める方が容易であるから、第１の内部リード線を細管内に挿入係止することで第１の内部リード線の位置決め精度が向上する。さらに、第１の内部リード線の係止部は、排気管封止切り跡に溶融固定されていないので、溶融固定の際に、位置ずれを起こすことがない。
【００７４】
以上の３点から、内部リード線の位置決め精度は高く、この第１の内部リード線に固定されたフィラメントもバルブ中心に精度良く配置される。この結果、赤外線反射膜による赤外線帰還率が高くできる。
【００７５】
これらの結果、フィラメントへの赤外線の帰還率が低下せず、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００７６】
特にリング形状と螺旋形状は、ともにそのリングまたは螺旋の中心がバルブの中心軸と一致しやすいので、フィラメントを中心軸上に配置する設計がしやすく、第１の内部リード線の折曲加工がしやすい。そのため、安価に製造することができる。
【００７７】
また、一方の焦点近傍から放射された赤外線は、他方の焦点近傍に確実に戻ってくる分、円筒バルブを有する白熱電球よりも赤外線帰還率は高くなり、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００７８】
請求項２の発明によれば、係止部が軸方向に離間した第１の係止部と第２の係止部の２カ所なので、係止部の傾きが抑制でき、フィラメントの位置決めが確実になる。その結果、フィラメントへの赤外線の帰還率が低下せず、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００７９】
請求項３の発明によれば、軸方向にずらして複数回、リング状または螺旋状に巻かれているので、係止部の細管内での傾きを抑制できる。その結果、フィラメントの位置決め精度は、より一層向上し、フィラメントへの赤外線の帰還率が高く、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８０】
請求項４の発明によれば、単一の線材を使用することで構造が極めて簡単になる。そのために製造が容易であり、安価に製造できる。
【００８１】
請求項５の発明によれば、第１の内部リード線をフィラメントの端部の一次コイル部分に嵌挿することで、両者を接続固定しているので、構造が簡単であり、フィラメントの端部の一次コイル部分と第１の内部リード線が同軸的に接続されているので、この接続部におけるフィラメントの位置ずれは小さい。
【００８２】
請求項６の発明によれば、第２の内部リード線の他端を、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続することで、フィラメントの位置決めは、より一層確実になる。その結果、フィラメントへの赤外線の帰還率の低下がより確実に抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８３】
請求項７の発明によれば、赤外線反射面を大きく確保することができ、フィラメントの位置を軸上に決め易い。その結果、フィラメントへの赤外線の帰還率の低下が抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。また、製造上の障害が抑えられる。
【００８４】
請求項８の発明によれば、封止部よりもフィラメントに近い位置にビードガラスが設けられていることで、第２の内部リード線の位置決めがより確実なものとなる。この結果、フィラメントの位置決め精度が向上し、赤外線帰還率の低下が抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８５】
請求項９の発明によれば、ビードガラスよりもフィラメントに近い位置に第３の係止部が形成されているので、第２のリード線の位置ずれがさらに抑制され、フィラメントの位置決め精度がより一層向上する。この結果、赤外線帰還率の低下が抑制でき、ランプ効率の高い白熱電球を得ることができる。
【００８６】
請求項１０の発明によれば、請求項１ないし９に記載の白熱電球の利点を生かした照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る白熱電球の第１の実施の形態の口金部省略した正面図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】図１に口金部を付加した斜視図である。
【図４】（Ａ）ないし（Ｄ）図はマウントの製造方法を示す説明図である。
【図５】図１ないし図３に示すハロゲン電球を光源とした反射形照明装置の断面図である。
【図６】本発明の白熱電球の第２の実施の形態を表す正面図である。
【図７】本発明の白熱電球の第３の実施の形態を表す正面図である。
【図８】本発明の白熱電球の第４の実施の形態を表す正面図である。
【図９】本発明の白熱電球の第５の実施の形態を表す正面図である。
【図１０】本発明の白熱電球の第６の実施の形態を表す正面図である。
【図１１】本発明の白熱電球のフィラメント継線部の変形態様を拡大して示す部分拡大図である。
【符号の説明】
１…ハロゲン電球 ２…バルブ
３…封止都 ４…円筒部
５…膨出部 ６…細管
７…赤外線反射膜 ８…フィラメント
１０…第１の内部リード線 １１…第２の内部リード線
１０ｂ…第１の係止部 １０ｃ…第２の係止部
２０…反射体 ２２…レフレクタ
１１ｂ…第３の係止部
Claims (10)
- 中間部に一対の焦点を有する回転楕円体表面の一部を構成する膨出部を有するとともに、一対の焦点を結ぶ中心軸を有し、一端に封止部が形成されるとともに他端の中心軸上に先端を封止した突出部および筒部からなる細管が設けられたバルブと；
このバルブに収容された多重コイルフィラメントであり、最終次のコイル軸および両端の一次コイルの軸がほぼバルブ中心軸に沿って配置されたフィラメントと；
バルブの表面に形成され、フィラメントから放出された赤外線をバルブ内に向けて反射する赤外線反射膜と；
一端が封止部に封着されるとともに他端にフィラメントの細管側端部に接続されるストレート形状の継線部が形成され、途中がリング形状、螺旋形状のうちの少なくとも一つの形状を有するように折曲されて細管の筒部内に挿入され、細管の突出部内面の頂部と隙間を持って係止する係止部を有しており、この係止部が細管の筒部内に係止されて継線部がバルブ中心軸に沿って配置される第１の内部リード線と；
一端が封止部に封着され、他端がフィラメントの封止部側端部に接続された第２の内部リード線と；
を具備したことを特徴とする白熱電球。 - 係止部は、細管内の軸方向に離間した細管内壁に係止する第１係止部と、第２係止部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の白熱電球。
- 細管に挿入される係止部は、その一部に、軸方向にずらして複数回巻かれたリング形状と螺旋形状のうちの少なくとも一つの形状を有していることを特徴とする請求項１または２記載の白熱電球。
- 第１の内部リード線は、単一の線材で構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の白熱電球。
- 第１の内部リード線は、フィラメントの一次コイル内に挿入接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載の白熱電球。
- 第２の内部リード線の他端は、フィラメントの封止部側端部の一次コイル内に挿入接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一記載の白熱電球。
- 細管の筒部の内径を１．０mm以上、３．０mm以下とし、第１の内部リード線の素線径を０．２mm以上、０．５５mm以下にしたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一記載の白熱電球。
- フィラメントの封止部側端部と封止部との間にビードガラスが設けられ、第１、第２の内部リード線は、ともにビードガラスを貫通していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一記載の白熱電球。
- フィラメントの封止部側端部とビードガラスの間に対応する位置においてバルブに円筒部が形成され、第２の内部リード線は、その途中が折曲されて円筒部内面に接触係止する第３の係止部を有していることを特徴とする請求項８記載の白熱電球。
- 請求項１ないし９のいずれか一記載の白熱電球と；この白熱電球が組み込まれ、白熱電球からの光を制御する制光体と；を備えたことを特徴とする照明装置。
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