(57)【要約】本線電圧ハロゲン白熱ランプは、シングルコイル脚部（１６）を有するコイルドコイルフィラメント（１０）を有する。水平方向に置かれたときに、フィラメントバレル（１１）のサグを防止するために、脚部の巻回（１７）は、バレルの１次巻回（１２）のピッチ（１２ｐ）より大きいピッチ（ｐ１７）を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密に閉じられ、壁を有する光透過ランプ容器と、
前記ランプ容器内に配置され、あるピッチを有する一次巻回と二次巻回を有するコイルドコイルバレルと、あるピッチを有する巻回を有するシングルコイル脚部が設けられ、実質的にタングステンから形成される白熱体と、
前記ランプ容器の前記壁に埋め込まれ、前記ランプ容器の前記壁から外部に出、各脚部にそれぞれ接続される電流導体と、
前記ランプ容器内のハロゲンを有する気体充填剤と、
を有する本線電圧用のハロゲン白熱ランプであって、
前記脚部は、前記１次巻回の前記ピッチより大きいピッチを有する巻回から実質的に形成されることを特徴とするハロゲン白熱ランプ。
【請求項２】
前記脚部の前記巻回と、前記バレルの前記１次巻回はそれぞれある直径を有し、
前記脚部の前記巻回の直径は、前記バレルの前記１次巻回の直径より小さいことを特徴とする請求項１記載のハロゲン白熱ランプ。
【請求項３】
前記白熱体は、前記脚部間に、前記１次巻回の前記ピッチより大きいピッチを有する巻回を有するシングルコイル部分を有することを特徴とする請求項１又は２記載のハロゲン白熱ランプ。
【請求項４】
前記ランプ容器は、反射器の中に収容されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載のハロゲン白熱ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
−気密に閉じられ、壁を有する光透過ランプ容器と、
−ランプ容器内に配置され、あるピッチを有する一次巻回と二次巻回を有するコイルドコイルバレルと、あるピッチを有する巻回を有するシングルコイル脚部が設けられ、実質的にタングステンから形成される白熱体と、
−ランプ容器の壁に埋め込まれ、ランプ容器の壁から外部に出、各脚部にそれぞれ接続される電流導体と、
−ランプ容器内のハロゲンを有する気体充填剤と、
を有する、本線電圧用のハロゲン白熱ランプに係る。
【背景技術】
【０００２】
このようなハロゲン白熱ランプの１つの実施例は、米国特許第４，６８３，３９７号から公知である。
【０００３】
ハロゲン白熱ランプは、ＧＬＳランプより細いワイヤで形成される白熱体を有する。というのは、ハロゲン白熱ランプは、より高い実用温度を有するからである。本線電圧ランプは、低い電圧、即ち、８０Ｖ以下の電圧用のランプより細いワイヤの白熱体を有し、それにより、十分に高い電気抵抗を達成する。ランプの消費電力が小さくなるのに比例して、白熱体のワイヤの太さも小さくなる。例えば、３００Ｗ以下、特に、１００Ｗ以下、例えば、６０Ｗ以下の比較的低電力の本線電圧ハロゲンランプは、従って、例えば数十マイクロメータの非常に細いワイヤから形成される白熱体を有する。
【０００４】
比較的低電力の本線電圧ハロゲンランプは、ヘリカル状に巻かれたコイルからなる白熱体を有し、一次巻回を有する一次巻線は、次に、ヘリカル状に巻かれて２次巻回を形成する。例えば、何百ミリメートルの長さのワイヤは、例えば、数十ミリメートルの長さのコンパクトな白熱体に形成され、コイルドコイル白熱体となる。このコンパクト性は、ランプに比較的高い視感度効率を与える。何故なら、熱放射による損失が制限されるからである。
【０００５】
コイルドコイル白熱体は、タングステンワイヤが、１次巻回が得られるよう、例えば、モリブデンである１次マンドレル上に巻かれて、その後、包まれた１次マンドレルが、２次巻回が得られるようより太い２次マンドレルの周りに巻かれることによって得られる。このとき、１次巻回を有する１次マンドレルの一部は、２次巻回のいずれかの側において巻かれないままにされる。この一部は、又は、むしろ、この一部の周りの１次巻回は、完成ランプの白熱体の脚部を形成する。白熱体は、１次マンドレルと２次マンドレルが溶解されコイリングによって形成される製品から作成される。
【０００６】
白熱体のワイヤが細くなるにつれて、白熱体は、緩み、水平方向に懸架される鎖のように水平方向に懸架されると重力の影響を受けてサグしてしまう。このサグは、その結果、白熱体が、ランプ容器におけるその決められた位置を失うので不利である。このサグは、白熱体がランプ容器に接触する原因ともなり得、従って、白熱体は熱を失い、それに応じて放射する光線も少なくなる。サグは、２次巻回が互いに接触し、それにより、白熱体の一部分が短絡し、白熱体に負荷が掛かり過ぎて、ランプの寿命を早めてしまうことももたらし得る。サグは、白熱体が、例えば、ランプに接続され得る反射器の焦点以外、又は、ランプに接続され得るヒートフィルタの中心線以外といった決められた位置以外の位置を占めてしまうので、ランプが光学システムに用いられる場合は不快となる。
【０００７】
前述の米国特許第４，６８３，３９７号は、１次及び２次巻回の直径の特定の選択によってより強い強度を白熱ランプに与えることを目的とする。更に、１次コイリングマンドレルは、この目的のために、白熱体の脚部の巻回にある（４：５３−６０）。このことは、大きな不利点であり、というのは、１次コイリングマンドレルの脚部における保持は、複雑な追加の製造段階を必要とし、従って、高価だからである。１次コイリングマンドレルは、エッチングによって巻かれた白熱体から除去される前に、脚部の領域において、エッチング液中でも無傷で、脚部の領域における１次コイリングマンドレルの溶解を阻止する化合物でコーティングされなければならない。コイリングマンドレルが、白熱体のバレルの領域においてエッチングされて除去された後、保護化合物が除去され、そして、白熱体はきれいにされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、単純な構成で、且つ白熱体のサグを防止する冒頭段落に記載したような種類の本線電圧用ハロゲン白熱ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、この目的は、脚部は、１次巻回のピッチより大きいピッチを有する巻回から実質的に形成されることによって達成される。
【００１０】
白熱体の脚部は、１次巻回のピッチの増加に比例して、より強い剛性を有することが分かった。その結果、脚部は、より良好にバレルを支持することが可能である。白熱体の構成は単純である。というのは、１次マンドレルが、脚部の領域において保持される必要がないからである。
【００１１】
白熱体の脚部は、白熱体の１次巻回よりも大きいピッチで１次マンドレルの周りに巻かれてもよく、その場合、脚部は、１次巻回と同じ直径を有する。しかし、脚部の巻回とバレルの１次巻回がそれぞれの直径を有する場合、脚部の巻回の直径は、バレルの１次巻回の直径より小さいことが好適である。脚部の巻回の大きいピッチは、その場合、脚部を伸長することによって得られる。白熱体及び脚部の１次巻回は、一定のピッチで形成してもよく、このことは達成するのは容易である。巻回のピッチを白熱体のバレルの１次巻回のピッチより大きくするために脚部を伸長することによって、脚部の巻回の直径は、バレルの１次巻回の直径より小さくなる。
【００１２】
脚部は、完全に伸長されたとき、即ち、ピッチが無限大であるときに最大の剛性を有する。しかし、脚部を完全に真っ直ぐにすることはほとんど適切性はない。剛性は、容易に実現できる脚部のピッチ／直径比が約１０であるときより僅かにのみ大きい。巻かれたワイヤが完全に真っ直ぐにされると、それは、比較的高い張力負荷下で比較的高い度合いまで塑性変形されるべきであり、このことは、実現するのがより困難で、破砕の危険性がある。
【００１３】
電流導体は、互いに隣でランプ容器の壁に入れられ得る。或いは、電流導体を、壁内で互いに対向するよう位置付けることも可能である。前者の場合では、１つの電流導体は、ランプ容器内の白熱体に沿って延在し得、また、白熱体は、線形位置にあり得る。或いは、前者の場合において、白熱体は、その脚部間の支持体によって固定位置に保持されながらＶ字型又はＵ字型に曲げられてもよい。この支持体は、例えば、ランプ容器の壁に固定されるモリブデンワイヤといった金属であり得る。後者の場合、例えば、２３０Ｖの比較的高電圧用のランプ、又は、例えば、１１０Ｖの比較的低電圧用であり、従って、比較的短い白熱体を有するランプの場合、白熱体は、その脚部間で支持されてもよい。白熱体は、支持体の領域においてシングルコイル部分を有すると好適である。その場合、白熱体は、支持体の領域におけるエネルギー消費は少なくなる。巻回が、各場所において、白熱体のバレルの１次巻回のピッチより大きいピッチを有すると、サグを防止するのに好適である。
【００１４】
ランプ容器は、例えば、バイコー（Ｖｙｃｏｒ）又はクォーツガラスといった少なくとも９５重量パーセントのＳｉＯ２含有量を有するガラスといったガラスや、例えば、ホウケイ酸ガラスといった硬質ガラスから形成され得る。或いは、ランプ容器は、例えば、酸化アルミニウムといったセラミック材料から形成され得る。ランプ容器が、例えば、クォーツガラスから形成される場合、ランプ容器の白熱体へのへこみは、白熱体用の支持体を構成し得る。
【００１５】
ランプ容器は、円筒型、又は、或いは、例えば、楕円型であり得、白熱体は、その楕円の主軸上に配置される。ランプ容器は、例えば、五酸化タンタル及び酸化シリコンの交互層から形成されるＩＲ反射コーティングが設けられてもよい。
【００１６】
ランプ容器は、反射器内に収容され且つ反射器にしっかりと接続され得る。例えば、反射器は、放物線状の枝のように曲げられる。反射器は、透明プレートによって閉じられてもよい。もう１つの可能性は、ランプ容器は、例えば、ガラス、硬質ガラスで、白熱体に対して横方向に球根状である管状外囲器である外囲器内に収容されることである。ランプ容器の外囲器には、例えば、エジソン口金又はバヨネット口金であるランプ口金が設けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のハロゲン白熱ランプの実施例を図面に示す。
【００１８】
図１において、本線電圧用のハロゲン白熱ランプは、気密に閉じられ、壁２を有し、図ではクォーツガラスによって形成される半透明のランプ容器１を有する。実質的にタングステンから形成される白熱体１０は、ランプ容器１内に位置付けられる。白熱体１０には、ピッチｐ１２（図３も参照）を有する１次巻回１２と、２次巻回１３を有するコイルドコイルバレル１１と、ピッチｐ１７を有する巻回１７を有するシングルコイル脚部１６が設けられる。ランプ容器１の壁２内に埋め込まれる電流導体３は、図中、互いに反対の方向に壁から外部に向かって出る。電流導体３は、各脚部６に接続される。電流導体３は、ランプ容器の外側において、ダブルエンドランプを形成するよう例えばＲ７コンタクトに接続可能である。ハロゲンを有する気体充填剤が、ランプ容器１の中にある。気体充填剤は、例えば、キセノン及び窒素といった不活性気体、及び、臭化水素又は臭化メチレンを有する。
【００１９】
脚部１６は、１次巻回１２のピッチｐ１２より大きいピッチ１７ｐを有する巻回１７を実質的に有する（図３も参照されたい）。
【００２０】
脚部１６の巻回１７及びバレル１１の１次巻回１２は、脚部１６の巻回１７の直径１７ｄは、バレル１１の１次巻回１２の直径ｄ１２より小さいようそれぞれ直径ｄ１７及びｄ１２を有する。
【００２１】
白熱体１０は、その脚部１６の間に、バレル１１の中間部分として、１次巻回のピッチｐ１２より大きいピッチｐ２０を有する巻回２０を有するシングルコイル部分１９を有する。ランプ容器１は、この場所においてへこんでおり、それにより、白熱体１０用の支持体４を形成する。
【００２２】
図２において、図１の構成要素に対応する構成要素は、同じ参照番号が付けられている。電流導体３は、ランプ容器１内において互いに隣に配置される。白熱体１０は、Ｕ字型である。シングルコイル部分１９は、ランプ容器１の壁２に埋め込まれるモリブデン支持体４によって定位置に維持される。ランプ容器１は、透明プレート６によって閉じられ、エジソン口金７を支持する反射器５内に収容される。
【００２３】
３０．９μｍの直径を有するタングステンワイヤを用いて、６０Ｗ／２３０Ｖのハロゲン白熱ランプ用の白熱体を形成した。このワイヤは、５９．５μｍのマンドレルの周りに５１μｍのピッチで巻かれた。包まれたマンドレルは、２５９．８μｍの直径の２次マンドレルの周りに巻かれた。脚部を形成すべき１次マンドレルの一部分は、この間に、実質的に線形に維持された。
【００２４】
マンドレルは、エッチングによって除去される。従って、コイルドコイルバレル及びシングルコイル脚部を有する白熱体が得られた。バレルの１次巻回と、脚部の巻回は、１２１．５μｍの直径を有した。ワイヤのピッチ／直径比は、１．６５であった。脚部の巻回のピッチは増加され、同時に、その直径は、脚部の巻回のワイヤのピッチ／直径比が約１０となるまで脚部が伸ばされて減少された。白熱体は、本発明のランプを得るよう管状のランプ容器内に取り付けられ、また、同様に同一のワイヤから巻かれ、前の脚部の伸長無しで管状ランプ容器内に取り付けられた白熱体と比較した。本発明のランプの白熱体は、かなり少ないサグを示すことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施例を示す側面図である。
【図２】第２の実施例を示す部分断面側面図である。
【図３】図１及び２の白熱体の詳細を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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