(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブの端部に形成された圧潰封止部を貫通してガラスバルブの内部に導入された２本の導入線の各先端部に、コイル部とその両端から延びる脚部を備えるフィラメントの前記脚部をかしめることによって、該フィラメントを前記導入線の先端部間に張設して成る車両用ウェッジベース電球において、
前記フィラメントの各脚部の長さＬ１とコイル部の長さＬ２との比率（Ｌ１／Ｌ２）を２０．０％〜２７．７％に設定したことを特徴とする車両用ウェッジベース電球。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドランプ等の車両用灯具の光源として使用されるウェッジベース電球に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
口金を有しないウェッジベース電球は、例えば車両のヘッドランプの光源として使用される（例えば、特許文献１参照）が、その一例を図６に示す。
【０００３】
即ち、図６は従来のウェッジベース電球の正面図であり、該ウェッジベース電球１’のガラスバルブ２の端部には圧潰封止部２ａが形成されており、ガラスバルブ２の内部には、２本の導入線３がガラスバルブ２の圧潰封止部２ａを貫通して導入されている。これら２本の導入線３は、ガラスバルブ２の内部にＸ字状を成して収容されており、その中間部はガラスビーズ４によって互いに連結されている。そして、２本の導入線３は、ガラスビーズ４からＶ字状に広がるように延びており、その先端部間には弓状に湾曲するフィラメント５が張設されている。
【０００４】
上記フィラメント５は、タングステン等によって構成されており、その中間部にはコイル状に巻回されたコイル部５ａが形成され、該コイル部５ａの両端からは線状の脚部５ｂが左右に延びている。そして、フィラメント５は、その左右の脚部５ｂの端部が左右２本の導入線３の先端部にカシメによって固定されることによって、前述のように左右２本の導入線３の先端部間に張設されている。ここで、フィラメント５の脚部５ｂは、図７に示すように導入線３に対して４０°〜１５０°の角度で固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０６６２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示したウェッジベース電球１’の導入線３とフィラメント５から成るマウントは、その一端がガラスバルブ２の圧潰封止部２ａに固定されているため、ウェッジベース電球１’に振動が加わると圧潰封止部２ａを起点として全体的に共振する。特に、フィラメント５自身が共振した場合、該フィラメント５の脚部５ｂの基端部（カシメのきわ部）を起点としてフィラメント５が大きく振れる。
【０００７】
フィラメント５の共振の大きさは、該フィラメント５を支持する導入線３の剛性に影響される。例えば、導入線３を鉄／ニッケル芯線に銅を巻いたものから鉄／ニッケル芯線にニッケルを巻いたものに変更して導入線３の剛性を高くするほど、マウントの共振が大きくなってフィラメント５の断線を招く可能性がある。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、振動耐久性の高い車両用ウェッジベース電球を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、ガラスバルブの端部に形成された圧潰封止部を貫通してガラスバルブの内部に導入された２本の導入線の各先端部に、コイル部とその両端から延びる脚部を備えるフィラメントの前記脚部をかしめることによって、該フィラメントを前記導入線の先端部間に張設して成る車両用ウェッジベース電球において、前記フィラメントの各脚部の長さＬ１とコイル部の長さＬ２との比率（Ｌ１／Ｌ２）を２０．０％〜２７．７％に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明者等は、ウェッジベース電球のフィラメントの各脚部の長さＬ１とコイル部の長さＬ２との比率（Ｌ１／Ｌ２）を最適化、具体的には比率（Ｌ１／Ｌ２）を２０．０％〜２７．７％に設定することによって、基準面からフィラメント中心までの長さを変えることなくフィラメントの脚部の基端部（カシメのきわ部）に働く応力を減少させ、結果的にフィラメントの断線を防いで当該ウェッジベース電球の振動耐久性を高めることができることを実験的に見出した。ここで、フィラメントのコイル部長さとは、真っ直ぐに延ばした状態の実際の長さであり、コイル部の形状（直線状や弓状）には無関係である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る車両用ウェッジベース電球の正面図である。
【図２】本発明に係る車両用ウェッジベース電球のマウントの振動を示す説明図である。
【図３】図２のＡ部拡大詳細図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は車両用ウェッジベース電球のフィラメントのコイル部長さを説明する図である。
【図５】フィラメントの（脚部長さ／コイル部長さ）の比率を変えて振動耐久性を試験した結果を示す図である。
【図６】従来の車両用ウェッジベース電球の正面図である。
【図７】従来の車両用ウェッジベース電球のフィラメント脚部の導入線に対する固体角度範囲を示す部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る車両用ウェッジベース電球の正面図であり、その基本構成は図６に示した従来の車両用ウェッジベース電球１’のそれと同じであるが、フィラメント５の（脚部長さ／コイル部長さ）の比率だけが異なる。従って、以下、本発明に係る車両用ウェッジベース電球１の構成についての説明は省略し、図１においては図６に示したものと同一要素には同一符号を付している。
【００１４】
ウェッジベース電球１のフィラメント５と導入線３から成るマウントの全体の共振を小さく抑えるためには、マウントの長さを短くすれば良いが、図１に示す基準面からフィラメント５中心までの長さＬＣＬはＥＣＥ規格Ｒｅｇ．３７で規格化されているため、マウントの長さを単純に短くすることはできない。
【００１５】
ここで、マウントの振動について図２及び図３に従って説明する。
【００１６】
図２は本発明に係る車両用ウェッジベース電球のマウントの振動を示す説明図、図３は図２のＡ部拡大詳細図であり、導入線３を剛性の高い材料で構成した場合、図２に示すようにマウント全体の共振が大きくなる。この共振の様子を詳しく観察すると、導入線３の先端カシメ部の振幅λ１は殆ど変化せず、フィラメント５がその脚部５ｂの基端部（カシメのきわ部）を起点として振幅λ２（＞λ１）で大きく振れていることが判明した。
【００１７】
そこで、フィラメント５の脚部５ｂの基端部（カシメのきわ部）に働く応力を片持ち梁の理論に基づいてシミュレーションした。
【００１８】
ウェッジベース電球１の導入線３とフィラメント５から成るマウントは、その一端がガラスバルブ２の圧潰封止部２ａに固定されているため、ウェッジベース電球１に振動が加わると圧潰封止部２ａを起点として全体的に共振する。特に、フィラメント５自身が共振した場合、該フィラメント５の脚部５ｂの基端部（カシメのきわ部）を起点としてフィラメント５が大きく振れる。このとき、フィラメント５に掛かる振動応力σは次式で表わされる。
【００１９】
σ＝（集中荷重Ｐ）×（重力加速度ｇ）    …  （１）
従って、上記（１）式より集中荷重Ｐは次式によって求められる。
【００２０】
Ｐ＝σ／（重力加速度ｇ）                …  （２）
ところで、フィラメント５の脚部５ｂの基端部（図３のＢ部）に働く応力は、片持ち梁の最大応力σmaxであり、片持ち梁の最大応力σmaxは一般的に次式によって求められる。
【００２１】
σmax（ｋｇ／ｍｍ２）＝集中荷重（ｋｇ）×梁の長さ（ｍｍ）×断面係数（ｍｍ３）
上式を図２及び図３に示すマウントに当て嵌めると、集中荷重＝（２）式によって求められるＰ、梁の長さ＝フィラメント５の脚部５ｂの長さＬ１（図３参照）となる。
【００２２】
従って、フィラメント５の脚部５ｂの基端部に働く応力σmaxは、
σmax＝Ｐ×Ｌ／２              …  （３）
によって求められる。
【００２３】
ここで、フィラメント５に掛かる振動応力σ、集中荷重Ｐ及び断面係数Ｚはそれぞれ次式によって求められる。
【００２４】
σ（Ｎ）＝フィラメント重量（ｇ）×１０-3×１９．７４×（振動周波数（Ｈｚ））
×振幅（ｍｍ）２×１０-3                        …  （４）
Ｐ(ｋｇ)＝σ（Ｎ）／９．８                                …  （５）
Ｚ（ｍｍ３）＝π×（フィラメント径（ｍｍ））３／３２        …  （６）
以上のシミュレーションにより、本発明者等は、ウェッジベース電球１のフィラメント５の（脚部長さ／コイル部長さ）の比率（Ｌ１／Ｌ２）を最適化、具体的には比率（Ｌ１／Ｌ２）を２０．０％〜２７．７％に設定することによって、基準面からフィラメント５までの長さを変えることなくフィラメント５の脚部５ｂの基端部（カシメのきわ部）に働く応力を減少させ、結果的にフィラメント５の断線を防いで当該ウェッジベース電球１の振動耐久性を高めることができることを実験的に見出した。
【００２５】
ここで、フィラメント５のコイル部５ａの長さＬ２とは、該コイル部５ａを真っ直ぐに延ばした状態の実際の長さであり、コイル部５ａの形状（直線状や弓状）には無関係である。例えば、フィラメント５が図４（ａ）に示すように弓状に湾曲している場合、そのコイル部５ａの長さはフィラメント５を図４（ｂ），（ｃ）に示すように直線状に延ばしたときの長さである。
【００２６】
次に、１２Ｖ／１６Ｗのウェッジベース電球１において、フィラメント５の（脚部長さ／コイル部長さ）の比率（Ｌ１／Ｌ２）を変化させて振動耐久性試験を行った結果を図５に示す。図５における振動耐久性は、導入線３の材料の剛性を高めたウェッジベース電球１の振動耐久性を１００％として表示している。
【００２７】
又、表１に従来例１，２として（脚部長さ／コイル部長さ）の比率（Ｌ１／Ｌ２）を３０．８％、２８．５％に設定した例を示し、本発明例１，２として２７．７％（上限値）、２０．０％（下限値）に設定した例を示す。ここで、本発明における（脚部長さ／コイル部長さ）の比率（Ｌ１／Ｌ２）の上限値２７．７％は、振動耐久性向上の効果が得られる限界の値であり、下限値２０．０％は、カシメ工程で導入線３とフィラメント５をカシメる際においてフィラメント５の脚部５ｂがコイル部５ａに干渉しないための必要最小限の値であり、脚部５ｂの長さが１．３ｍｍよりも短くなると、カシメる際にコイル部５ａが潰れてしまい、製品として成り立たなくなる。
【００２８】
【表１】
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而して、図５に示す結果から明らかなように、本発明のようにフィラメント５の（脚部長さ／コイル部長さ）の比率（Ｌ１／Ｌ２）を２０．０％〜２７．７％に設定することによって、当該ウェッジベース電球１の振動耐久性を１７０％に高めることができるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００２９】
１      ウェッジベース電球
２      ガラスバルブ
２ａ    ガラスバルブの圧潰封止部
３      導入線
４      ガラスビーズ
５      フィラメント
５ａ    フィラメントのコイル部
５ｂ    フィラメントの脚部
Ｌ１    フィラメントの脚部の長さ
Ｌ２    フィラメントのコイル部の長さ
【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６】
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【図７】
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