(57)【要約】【課題】白熱ランプの発光体と放電灯の電極を、螺旋リボンワイヤにより構成してコイル部の表面積の増大を図る。【解決手段】高融点金属ワイヤによるコイル形の発光体又は電極である。高融点金属ワイヤはリボンワイヤ（角線）を螺旋状に巻回成形したものからなる。螺旋リボンワイヤをループ状に巻回したコイル部と、コイル部両端の螺旋状の足部とからなる。電極はコイル部にエミッタが塗布されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高融点金属ワイヤによるコイル形の発光体であって、その高融点金属ワイヤはリボンワイヤ（角線）を螺旋状に巻回成形したものからなり、その螺旋リボンワイヤをループ状に巻回したコイル部と、コイル部両端の螺旋状の足部とからなることを特徴とする白熱ランプの発光体。
【請求項２】
高融点金属ワイヤによるコイル形の電極であって、その高融点金属ワイヤはリボンワイヤ（角線）を螺旋状に巻回成形したものからなり、その螺旋リボンワイヤをループ状に巻回したコイル部と、コイル部両端の螺旋状の足部と、コイル部に施したエミッタ（電子放射物質）とからなることを特徴とする放電灯の電極。
【請求項３】
高融点金属ワイヤによるホロー形の電極であって、その高融点金属ワイヤはリボンワイヤ（角線）を螺旋状に巻回成形したものからなり、その螺旋リボンワイヤをループ状に巻回したコイル部と、コイル部の一端部の螺旋状の足部と、コイル部に施したエミッタ（電子放射物質）とからなることを特徴とする放電灯の電極。
【請求項４】
上記コイル部は中空で足部に芯材を有し、その芯材はコイル部の巻回成形後に足部内に残存させた芯材又は外部から嵌挿した金属細線のいずれかからなることを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の発光体又は電極。
【請求項５】
上記螺旋リボンワイヤは、螺旋状に成形した素材ワイヤーさらに螺旋状に巻回成形した二重螺旋リボンワイヤからなることを特徴とする請求項１、２、３のいずれかに記載の発光体又は電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、白熱ランプの発光体及び液晶ディスプレイのバックライトやＯＡ機器の照明光源となる蛍光ランプ等の放電灯の電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
白熱ランプ用いられているコイル形フィラメントの発光体では、単線より寿命や明るさを得るためにダブルコイル、トリプルコイルにするが、小型化に伴う白熱ランプの容積の縮小から長尺のタングステンをランプ内に収めることが難しく、また耐震性や耐衝撃性に乏しく、震動や衝撃により断線して白熱ランプが不点灯となりやすいという課題を有する。
【０００３】
また蛍光ランプなどの放電灯の寿命やエネルギー消費量は、電極におけるエミッタ（電子放射物質）の保持量で決まり、放電灯の小型化に伴い電極を小さくしてゆくと、電極面積の減少からエミッタの塗布量も相対的に減少して、ランプ寿命が短命化し、エネルギー消費量も増すという課題を有する。
【０００４】
そこで放電灯の電極として、電極軸の外周囲にフィラメントを複数層巻に巻装した電極を採用し、粗巻にした内側コイルの間に充填したエミッタの脱落を、密巻にした外側コイルにより阻止してエミッタの保持量を増加させているものがある。
【０００５】
またエミッタの増加手段としては、高融点金属ワイヤをコイルに巻回して内部が放電空間に向け開口した円筒形やスリーブ形に形成し、その内外表面にエミッタを塗布できるようにして、コイル形フィラメント電極よりも多量のエミッタを保持できるようにしたホロー形の電極というものもある。
【０００６】
さらにはフィラメントで編んだ帯状のメッシュを電極軸の先端に複数回巻回して電極ヘッドを形成し、そのメッシュによる電極ヘッドにエミッタを含浸させて増量を図ったものもある。
【特許文献１】特開平９−１７３７５号公報
【特許文献２】特開平６−５２８２７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の電極軸とコイルによる電極では、エミッタの保持を内外二重巻のコイルにより行っており、そのコイルも線径が１／１００ｍｍ単位の細線を内側コイルは粗巻、外側コイルは密巻で一部にエミッタの平均粒径よりも大きいコイル間隔を設けるという複雑なものであるから、コイルの巻回に高度な技術を要し、エミッタの放出も外側コイルの一部の間隔からとなるので制限を受けるなどの課題を有する。
【０００８】
またコイルを円筒形に巻回して形成したホロー形の電極では内部が中空で、その空間にコイル内側のエミッタが臨んでいるので電子放出に制限を受けないが、エミッタの保持を線径が異なる細線を内外二重に巻回したコイルにより保持しており、線径が大きい内側の１次コイルの各線間を線径が細い外側の２次コイルにより塞いでエミッタの保持凹部を形成しているので構造が複雑で歩留りに課題を有する。
【０００９】
またフィラメントで編んだ帯状のメッシュを電極軸の先端に複数回巻回して電極ヘッドを形成し、そのメッシュによる電極ヘッドにエミッタを含浸させて増量したものでは、メッシュトと電極軸との溶着手段を要し、また増量のために巻回数を増すと、内部になるほどメッシュの目ずれによるフィラメントの重なりによりエミッタからの電子放出が行われ難くなり、電極形状も特定されて使用に制限を受けるなどの課題を有する。
【００１０】
この発明の目的は、コイル形の発光体又は電極などを螺旋状に形成したリボンワイヤにより構成することによって、上記従来の解決することができる新たな白熱ランプの発光体及び放電灯の電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的によるこの発明は、高融点金属ワイヤによるコイル形の発光体であって、その高融点金属ワイヤはリボンワイヤ（角線）を螺旋状に巻回成形したものからなり、その螺旋リボンワイヤをループ状に巻回したコイル部と、コイル部両端の螺旋状の足部とからなる、というものである。
【００１２】
またこの発明は、高融点金属ワイヤによるコイル形の電極であって、その高融点金属ワイヤはリボンワイヤ（角線）を螺旋状に巻回成形したものからなり、その螺旋リボンワイヤをループ状に巻回したコイル部と、コイル部両端の螺旋状の足部と、コイル部に施したエミッタ（電子放射物質）とからなる、というものである。
【００１３】
またこの発明は、高融点金属ワイヤによるホロー形の電極であって、その高融点金属ワイヤはリボンワイヤ（角線）を螺旋状に巻回成形したものからなり、その螺旋リボンワイヤをループ状に巻回したコイル部と、コイル部の一端部の螺旋状の足部と、コイル部に施したエミッタ（電子放射物質）とからなる、というものである。
【００１４】
またこの発明は、上記コイル部は中空で足部に芯材を有し、その芯材はコイル部の巻回成形後に足部内に残存させた芯材又は外部から嵌挿した金属細線のいずれかからなる、というものである。
【００１５】
また上記螺旋リボンワイヤは、螺旋状に成形した素材ワイヤーさらに螺旋状に巻回成形した二重螺旋リボンワイヤからなる、というものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の発光体及び電極では、素材ワイヤが螺旋状に巻回成形されたリボンワイヤで中空であることから、表面積がこれまでのモノフィラメントよりも大きく形成され、発光体では相互熱作用が高められて小型化されても発光効率が向上し、省エネルギーが期待できる。特に二重螺旋リボンワイヤではそれらの効果が一段と顕著なものとなる。また螺旋によりフレキシブルとなることから耐震性や耐衝撃性に優れ、大きな震動や衝撃を受けても断線によるランプの不点灯が防止されるようになる。
【００１７】
また電極としては、エミッタをワイヤの螺旋内外の表面の塗布できるので、塗布面積が増加すると共にエミッタの歩留りがよくなり、電極が小型化されてもコイル部におけるエミッタの保持量が増大するようになる。これによりエミッタの保持量で決まる放電灯の寿命が長命化し、エネルギー消費量も低減するので省エネルギーともなり、放電管内の水銀を減らすこともできるので、環境規制に適応した放電灯の提供も可能となる。特に二重螺旋リボンワイヤではそれらの効果が一段と顕著なものとなる。
【００１８】
またコイル部と足部の成形のみにより、通常の形態とされているループ状のコイル形やホロー形の電極が成形でき、そのいずれの形態においてもコイル部は中空で螺旋により内部が開放された状態にあることから、ワイヤの螺旋内外の表面に塗布したエミッタによる電子の放出が均等に行われるようになる。
【００１９】
また螺旋リボンワイヤで構成されていても、足部の強度が芯材により保持されるので、外圧により変形することなく常に安定した状態にあるので、発光体及び電極が小型になっても取付を容易に行い得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、後記する発光体及び電極の素材ワイヤとなる螺旋リボンワイヤ１を示すもので、その螺旋リボンワイヤ１は、断面が縦０．００５〜０．２５ｍｍ×横０．０２〜４．０ｍｍの角線によるリボンワイヤを、モリブデンなどの線径が０．０３〜０．２０ｍｍの芯線（図は省略）の周囲に、一定間隔（ピッチ１０５〜２５０％）を空けて螺旋に巻回成形したものからなる。
【００２１】
図２は、二重螺旋リボンワイヤ１０を示すもので、上記螺旋リボンワイヤ１をさらに、モリブデンなどの線径が０．０６〜０．４０ｍｍの芯線（図は省略）の周囲に、一定間隔（ピッチ１０５〜２５０％）を空けて巻回成形したものからなる。
【００２２】
図３及び図４は、上記螺旋リボンワイヤ１又は二重螺旋リボンワイヤ１０により成形した白熱ランプの発光体１１で、ループ状に四重に巻回したコイル部１２と、コイル部両端にコイル軸線と平行に成形した足部１３と、足部内の芯材１４とからなる。この足部１３は鎖線で示すように、左右両側のコイル端から垂直に形成して、図４に示すようにコイル部中央に位置させることもできる。
【００２３】
図５は、上記螺旋リボンワイヤ１又は二重螺旋リボンワイヤ１０により成形した放電灯のコイル形の電極２１で、上記発光体１１と同様に螺旋リボンワイヤ１又は二重螺旋リボンワイヤ１０をループ状に四重に巻回したコイル部２２と、コイル部両端にコイル軸線と平行に成形した足部２３と、足部内の芯材２４と、コイル部２２に施したエミッタ２５とからなる。この電極２１においても上記発光体１１と同様に、足部２３を左右両側のコイル端から垂直に形成してコイル部中央に位置させることもできる。
【００２４】
上記発光体１１と電極２１は、図は省略するが、螺旋リボンワイヤ１又は二重螺旋リボンワイヤ１０を、上記芯線と一緒にコイル成形用の二次芯線（直径：０．１７〜０．８ｍｍ）に間隔を空けてループ状に四重に巻回成形した上記コイル部１２，２２と、その両端の上記足部１３，２３とに成形してなり、成形後に芯線を化学処理により溶解除去して中空体に仕上げられている。
【００２５】
したがって、コイル部１２，２２の内径は図示しない二次芯線（マンドレル）の直径と同一径に形成されるので、その内径は外径が異なる二次芯線の選択によって任意に設定することができる。因に、コイル部１２，２２の寸法の下限は、長さ０．２ｍｍ（但し、コイル巻数２回）、外径１．８ｍｍあたりである。
【００２６】
またコイル部１２，２２の形態は、螺旋リボンワイヤ１又は二重螺旋リボンワイヤ１０では異なり、螺旋リボンワイヤ１による場合には、図２の二重螺旋リボンワイヤ１０の拡大部と同様な形態でループを形成する。また二重螺旋リボンワイヤ１０によるコイル部は図６の写真から多重形態となり、螺旋リボンワイヤ１の場合よりもワイヤ密度が著しく増加するようになる。
【００２７】
上記芯線の溶解除去は全部又はコイル部１２のみとして足部１３，２３に芯線を残し、これを芯材１４，２４として足部の形状を維持することができる。螺旋リボンワイヤ１による場合には、その成形に使用した一次芯線が芯材として残され、二重螺旋リボンワイヤ１０の場合には、図７に示すようにループ成形用の二次芯線が芯材１４，２４として一次芯線ａとともに残される。
【００２８】
また芯線の全部除去の場合には、コイル部１２，２２と共に中空に成形された足部１３，２３に、図は省略するが、金属細線による芯材を外部から挿入止着して形状の維持を行うことができる。この芯材１４，２４によって足部１３，２３が螺旋形であっても外圧により変形し難い安定した足部となる。
【００２９】
図８（Ａ）（Ｂ）は、上記網筒状ワイヤ１により形成した放電灯のホロー形の電極３１で、上記螺旋リボンワイヤ１又は二重螺旋リボンワイヤ１０を円筒形に巻回したコイル部３２と、コイル部３２の一端部に形成した足部３３と、その内部の芯材３４と、コイル部３２にエミッタ３５が施してある。因に、コイル部３２の寸法の下限は、長さ１．０ｍｍ（但し、コイル巻数４回）、外径１．８ｍｍあたりである。図９は二重螺旋リボンワイヤ１０によるコイル部３２の形態を示すものである。
【００３０】
上記電極２１，３１におけるコイル部２２，３２のエミッタ３５は、通常に使用されているもので、公知の手段によりワイヤの螺旋内外の表面に０．１〜１．４ｍｍの膜厚で塗布すことができる。またワイヤ密度の増大と螺旋内表面の塗布とによりエミッタの歩留りがよくなり、丸線ワイヤの螺旋による電極の場合よりもエミッタの保持量が増加する。また螺旋ピッチごとに空間が確保されることから螺旋内表面のエミッタ３５による電子の放出も均等におこなわれて寿命が長くなる。
【実施例】
【００３１】
［螺旋リボンワイヤ］
材質  タングステン
寸法  角線      縦：０．００９ｍｍ        横：０．０２９ｍｍ
螺旋    直径：０．０４８ｍｍ    ピッチ：１９０％
［二重螺旋リボンワイヤ］
二重螺旋    直径：０．１５６ｍｍ    ピッチ：１８０％
【００３２】
［コイル形の発光体、電極］
コイル部      長さ：２．７ｍｍ    外径：１．７７ｍｍ    巻き数：４
足部          長さ：３．５ｍｍ
【００３３】
［ホロー形の電極］
コイル部      長さ：３．５ｍｍ    外径：１．７７ｍｍ    巻き数：７
足部          長さ：７．０ｍｍ
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明に係わる発光体及び電極の素材ワイヤとなる螺旋リボンワイヤの一部拡大正面図である。
【図２】素材ワイヤを二重に巻回形成した二重螺旋リボンワイヤの一部拡大正面図である。
【図３】この発明に係わるコイル形の発光体の正面図である。
【図４】同上の側面図である。
【図５】この発明に係わるコイル形の電極の正面図である。
【図６】二重螺旋リボンワイヤにより成形した発光体と電極のコイル部の部分拡大写真である。
【図７】二重螺旋リボンワイヤにより成形した発光体と電極の足部の部分図である。
【図８】ホロー形電極の２態様（Ａ）（Ｂ）の一部を縦断して示す正面図及び下面図である。
【図９】二重螺旋リボンワイヤにより成形したホロー形電極のコイル部の部分図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    螺旋リボンワイヤ
１０    二重螺旋リボンワイヤ
１１    コイル形の発光体
１２    コイル部
１３    足部
１４    芯材
２１    コイル形の電極
２２    コイル部
２３    足部
２４    芯材
２５    エミッタ
３１    ホロー形の電極
３２    コイル部
３３    足部
３４    芯材
３５    エミッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図６】
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