(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブと、該バルブ内に収容される二重巻きフィラメントとを有する電球において、前記二重巻きフィラメントが、芯となるフィラメント材に、該芯となるフィラメント材の径よりも小さい径を持つ他のフィラメント材を巻回してなる二層構造のフィラメント材を、一次巻き及び二次巻きして形成されていることを特徴とする電球。
【請求項２】
前記フィラメント材及び前記他のフィラメント材がタングステンからなることを特徴とする請求項１に記載の電球。
【請求項３】
前記バルブの内部空間にハロゲンが封入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電球。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二重巻きフィラメントを有する、ハロゲン電球等を含む白熱型の電球に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二重巻きフィラメントを具える白熱電球は小型で高い照度を必要とする照明分野で広く使用されており、特に反射器と共に用いることにより高効率の光放射効果が得られることが知られている。このような白熱電球は、例えば、プロジェクタ等で用いられるバックライトや、半導体装置におけるＲＴＰ（急速加熱処理）用の熱源として用いられる。ここで、二重巻きフィラメントとは、周知の如く、小径で螺旋状に巻かれた（一次巻き）フィラメント材を、更に大径で螺旋状に巻いて（二次巻き）形成したフィラメントである。
【０００３】
図４は、従来の縦型配置の二重巻きフィラメントを具える電球の一例を示す概念図である。図５は、図４に示される二重巻きフィラメント１０２の一部の拡大図である。図４に示すように、この例による電球１０１は例えば石英ガラス等からなる筒状のバルブ１０３を有し、該バルブの下部はピンチシール部１０４とされ、頂部は排気シール部１０５とされている。例えばタングステン線からなる二重巻きフィラメント１０２が、バルブ１０３内で、一端が内部リード線１０６の一端に電気的に接続され、他端がピンチシール部１０４に埋設されるモリブデン箔１０８に電気的に接続されて、該バルブ１０３の軸線に略平行に延在するように配設されている。リード線１０６は、バルブ１０３内で、バルブ１０３の軸線に略平行に延在し、他端はピンチシール部１０４に埋設されるモリブデン箔１０７に電気的に接続されている。また、一対の外部リード線１０９、１１０がピンチシール部１０４に植設され、各々、モリブデン箔１０７、１０８を介してリード線１０６、二重巻きフィラメント１０２に電気的に接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタ等のバックライトに二重巻きフィラメントを具える電球が用いられる場合、該電球は光学系と協働するため、前記フィラメントはできる限り小型であること、即ち、点光源により近いことが好ましい。また、半導体装置におけるＲＴＰ（急速加熱処理）用の熱源として用いられる場合も、当該半導体装置を小型化するために電球を小型化すべき要求がある。小型化のために、例えば、フィラメントの表面積を同一としたまま、二重巻きフィラメントの二次巻きコイル間を更に詰めることが考えられる。しかしながら、二次巻きコイル間を詰めすぎると短絡が生じてしまい、詰めるのには限度がある。
【０００５】
本発明の目的は、より一層の小型化がなされた二重巻きフィラメントを具える電球を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明による電球は、バルブと、該バルブ内に収容される二重巻きフィラメントとを有する電球において、前記二重巻きフィラメントが、芯となるフィラメント材と、該芯となるフィラメント材に巻回される、該芯となるフィラメント材の径よりも小さい径を持つフィラメント材とからなることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、二重巻きフィラメントを、芯となるフィラメント材に、該芯となるフィラメント材の径よりも小さい径を持つ他のフィラメント材を巻回した二層構造としたことにより、該芯となるフィラメントの径及び該他のフィラメント材の径の合計と略々等しい径を持つ従来のフィラメント材と比較して、単位長さあたりの表面積をより多くすることができる。これにより、従来の二重巻きフィラメントと同一の初特性を、より小型の二重巻きフィラメントにおいて得ることができる。この結果、本発明によるフィラメントは一層点光源に近づくので反射鏡及び光学系と共に使用することにより高効率な光放射が可能となるため従来の電球と比較して明るくすることができるばかりか、電球自体の小型化も可能となる。また、本発明による電球においては、斯様に光放射の効率を向上させることができるので、明るさを同一とした場合従来の電球と比較して消費電力を低くすることができ、経済効果を持たせることもできる。
【０００８】
芯となるフィラメント材と該フィラメント材に巻回される他のフィラメント材とは同一材料であることが好ましいであろう。通例、フィラメントの材料としてタングステンが使用されることが多い。フィラメントの材料としてタングステンが用いられるべき場合、芯となるフィラメント材及び該芯となるフィラメント材に巻回される他のフィラメント材は共にタングステンからなることが好ましいであろう。なお、本発明によれば、フィラメントの材料はタングステンに限定されるものではなく、いかなる材料が用いられても良い。
【０００９】
本発明による電球はハロゲン電球に適用することができる。
【００１０】
本発明による電球における二重巻きフィラメントは、バルブ内において、いわゆる縦型で配置されても良く、横型で配置されても良い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明による縦型配置の二重巻きフィラメントを具える電球の一実施例を示す概念図である。図２は、図１に示される二重巻きフィラメント２の一部の拡大図である。図３は、図２に示される二重巻きフィラメント２の部分Ａを拡大した斜視図である。
【００１３】
図１に示される本発明の電球と図４に示される従来の電球とは、フィラメントの構造やバルブの大きさ等を除いて概ね同一である。
【００１４】
図１に示すように、この実施例による電球１も例えば石英ガラス等からなる筒状のバルブ３を有し、該バルブの下部はピンチシール部４とされ、頂部は排気シール部５とされている。例えばタングステン線からなる二重巻きフィラメント２が、バルブ３内で、一端が内部リード線６の一端に電気的に接続され、他端がピンチシール部４に埋設されるモリブデン箔８に電気的に接続されて、該バルブ３の軸線に略平行に延在するように配設されている。リード線６は、バルブ３内で、バルブ３の軸線に略平行に延在し、他端はピンチシール部４に埋設されるモリブデン箔７に電気的に接続されている。一対の外部リード線９、１０がピンチシール部４に植設され、モリブデン箔７、８を介してリード線６、二重巻きフィラメント２に各々電気的に接続されている。なお、二重巻きフィラメント２をモリブデン箔８に溶接する際に該二重巻きフィラメント２のコイル部が圧せられつぶれてしまうのを防止するために、補助リード線１１が、該二重巻きフィラメント２のモリブデン箔８に溶接されるべきコイル部分に挿入されている。
【００１５】
図３から明らかなように、上記実施例によれば、二重巻きフィラメント２が、芯となるフィラメント材２’に微細なフィラメント材２”が密に巻回された二層構造となっている。これにより、フィラメント材２’の径Ｍ及びフィラメント材２”の径ｍの合計と略々等しい径を持つ従来フィラメント材と比較して、単位長さあたりの表面積を多くすることができる。結果として、本発明による二層構造の二重巻きフィラメントは、従来の二重巻きフィラメントと同一の初特性をより小型のもので達成することができる。
【００１６】
本発明による電球は以下のようにして製造することができる。先ず、コイリング装置を用いて、巻回スピードを調整しながら、芯となるフィラメント材に微細なフィラメント材を巻回する。その後、前記微細なフィラメント材のスプリングバックを防止するために、アニーリング処理を施す。その後、斯様にアニーリング処理を施された二層構造のフィラメント材を一次巻き及び二次巻きする。斯様な一次巻き及び二次巻きを施し二重巻きフィラメントを製造する工程は、従来の二重巻きフィラメントの製造工程と同一であるので、ここでは説明を省く。
【００１７】
本発明の具体的な例においては、芯となるフィラメント材及び該芯となるフィラメント材に巻回される微細なフィラメント材として共にタングステン線を用いた。芯となるタングステン線の径は０．２０μｍ、該芯となるタングステン線に巻回される微細なタングステン線の径は０．０２μｍとした。斯様な本発明による二重巻きフィラメントを具える電球を、フィラメント材としてタングステン線が用いられ、該タングステン線の径が０．２２μｍである従来の二重巻きフィラメントを具える電球と特性比較した。なお、一次巻きコイル間のピッチ及び二次巻きコイル間のピッチは、本発明による電球と従来の電球とにおいて略同一とした。その結果、従来の二重巻きフィラメントサイズの約７５％のサイズの二重巻きフィラメントを具える本発明による電球において、従来の電球と同一の初特性を得ることができた。
【００１８】
前述の実施例においては、フィラメントの材料としてタングステンが用いられているが、本発明はタングステンに限定されるものではなく、いかなる材料が用いられても良い。しかしながら、芯となるフィラメント材と該フィラメント材に巻回される微細なフィラメント材とは同一材料であることが好ましいであろう。例えば、フィラメントの材料として炭素が用いられるべき場合、芯となるフィラメント材及び該芯となるフィラメント材に巻回される微細なフィラメント材は共に炭素からなることが好ましいであろう。
【００１９】
本発明による電球によれば、縦型配置二重巻きフィラメントに限定されるものではなく、横型配置二重巻きフィラメントに適用することも可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、二重巻きフィラメントを、芯となるフィラメント材に、該芯となるフィラメント材の径よりも小さい径を持つ他のフィラメント材を巻回した二層構造としたことにより、該芯となるフィラメントの径及び該他のフィラメント材の径の合計と略々等しい径を持つ従来のフィラメント材と比較して、単位長さあたりの表面積をより多くすることができる。これにより、従来の二重巻きフィラメントと同一の初特性を、より小型の二重巻きフィラメントにおいて得ることができる。この結果、本発明によるフィラメントは一層点光源に近づくので反射鏡及び光学系と共に使用することにより高効率な光放射が可能となるため従来の電球と比較して明るくすることができるばかりか、電球自体の小型化も可能となる。また、本発明による電球においては、斯様に光放射の効率を向上させることができるので、明るさを同一とした場合従来の電球と比較して消費電力を低くすることができ、経済効果を持たせることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による縦型配置の二重巻きフィラメントを具える電球の一実施例を示す概念図である。
【図２】図１に示される二重巻きフィラメントの一部の拡大図である。
【図３】図２に示される二重巻きフィラメントの部分Ａを拡大した斜視図である。
【図４】従来の縦型配置の二重巻きフィラメントを具える電球の一例を示す概念図である。
【図５】図４に示される二重巻きフィラメントの一部の拡大図である。
【符号の説明】
１…電球
２…フィラメント
２’…芯となるフィラメント材
２”…微細なフィラメント材
３…バルブ
４…ピンチシール部
５…排気部
６…内部リード線
７…モリブデン箔
８…モリブデン箔
９…外部リード線
１０…外部リード線
１１…補助リード線
【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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