(57)【要約】【課題】大きな振動や衝撃を受ける場所で用いられるフィラメントランプにおいて、フィラメントの耐震性、耐衝撃性を向上させたフィラメントランプを提供すること。【解決手段】発光部としてのフィラメントコイル１０と、フィラメントコイル１０を保持するフィラメント保持部１４、およびフィラメント保持部１４から延び、端部がシール部３またはガラスビーズ８で保持された腕部１３からなるサポータ１２とを備えたフィラメントランプ１において、フィラメント保持部１４は、フィラメントコイル１０の１ピッチ以上外周を囲んでいることを特徴とするフィラメントランプ１である。  【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部としてのフィラメントコイルと、該フィラメントコイルを保持するフィラメント保持部、および該フィラメント保持部から延び、端部がシール部またはガラスビーズで保持される腕部からなるサポータとを備えるフィラメントランプにおいて、
前記フィラメント保持部は、前記フィラメントコイルの１ピッチ以上外周を囲んでいることを特徴とするフィラメントランプ。
【請求項２】
前記腕部は、フィラメントランプの軸方向と平行に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィラメントランプ。
【請求項３】
前記フィラメント保持部は、コイル状部材であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィラメントランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントランプに係わり、特に、フィラメントランプのフィラメントコイルを保持するサポータに特徴を有するフィラメントランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフィラメントランプは、通常、屋内照明や店舗照明等固定された場所で使用されることが多い。しかし、近年では、高架下や橋梁等の比較的短周期な振動が発生する場所で使用される場合が増えてきている。更には、自動車等の移動体や遊技用施設等でも広く使用されている。
このような環境下では、フィラメントランプに備えられるフィラメントコイルには、高い耐振動性、耐衝撃性が求められる。更には、フィラメントランプを交換する頻度を少なくするために、フィラメントランプの長寿命化が求められている。フィラメントランプの短寿命の原因の１つとしては、フィラメントコイルが垂下することによることが古くから知られている。
【０００３】
従来から、振動や衝撃にさらされる環境下において、フィラメントコイルの変形を抑制するために、各種の技術が開発されてきた。このような技術としては、例えば、特開平６−３２５７３７号公報や特開平１１−２１３９５８号公報に開示されたものが知られている。
特開平６−３２５７３７号公報には、フィラメントコイルの中央部付近において、フィラメントコイルを形成するワイヤーをカギ状のフィラメント保持部で固定する技術が記載されている。
また、特開平１１−２１３９５８号には、フィラメントコイル両端に単コイル状のレグ部を設けると共に、フィラメントコイルの中間部にフィラメントコイルを支持するアンカを設けて、フィラメントコイルの移動を防ぐ技術が記載されている。
【０００４】
図７は従来技術に係るフィラメントランプ１０１の構成を示す図であり、図７（ａ）はフィラメントランプ１０１の全体構成を示す図、図７（ｂ）はフィラメントランプ１０１のフィラメントコイル１０８およびフィラメントコイル１０８を保持するサポータ１０９を示す拡大図である。
これらの図に示すように、このフィラメントランプ１０１は、ガラス製のバルブ部１０２の両端に、ピンチシールされたシール部１０３が設けられ、シール部１０３内に、金属箔１０４および金属箔１０４の一端に接続された外部リード棒１０５が埋設されている。外部リード棒１０５の外部に突出している一端にはベース部１０６が設けられている。また、金属箔１０４の他端には給電部１０７が接続されており、給電部１０７のバルブ部１０２内部側にはフィラメントコイル１０８が接続されている。なお、ここではフィラメントコイル１０８は２重コイル（ダブルコイルともいう）の場合を例として示している。
サポータ１０９は、先端がカギ状に形成されたフィラメント保持部１１０をフィラメントコイル１０８の２次コイルの一部に引っ掛けて保持している。なお、フィラメントコイル１０８が単コイルフィラメント（シングルコイルフィラメントとも称する）の場合は、フィラメントコイル１０８を形成するワイヤー自身に引っ掛けて保持することとなる。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３２５７３７号公報
【特許文献２】特開平１１−２１３９５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記従来技術に係るフィラメントランプ１０１の構成では、フィラメント保持部１１０がフィラメントコイル１０８を局所的に固定しているために、フィラメントコイル１０８に大きな振動や衝撃が加えられた場合、フィラメントコイル１０８が変形してしまうといった問題があった。例えば、フィラメントコイルが２重コイルの場合は、フィラメント保持部１１０がフィラメントコイル１０８の２次コイルを構成する１次コイル部分に局所的に引っ掛かっている。また単コイルフィラメントの場合でも、フィラメントコイル１０８を構成するワイヤー自身に局所的に引っ掛かっている。そのため、このような状態でフィラメントコイル１０８に大きな衝撃が加えられると、局所的に引っ掛かっている部分を支点として、フィラメントコイル１０８が移動することになり、フィラメントコイル１０８のピッチが伸びてしまうといった不具合が発生していた。
【０００７】
本発明の目的は、前記の問題点に鑑みて、大きな振動や衝撃を受ける場所で用いられるフィラメントランプにおいて、フィラメントの耐震性、耐衝撃性を向上させたフィラメントランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、発光部としてのフィラメントコイルと、該フィラメントコイルを保持するフィラメント保持部、および該フィラメント保持部から延び、端部がシール部またはガラスビーズで保持される腕部からなるサポータとを備えるフィラメントランプにおいて、前記フィラメント保持部は、前記フィラメントコイルの１ピッチ以上外周を囲んでいることを特徴とするフィラメントランプである。
第２の手段は、第１の手段において、前記腕部は、フィラメントランプの軸方向と平行に設けられていることを特徴とするフィラメントランプである。
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記フィラメント保持部は、コイル状部材であることを特徴とするフィラメントランプである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、発光部としてのフィラメントコイルと、該フィラメントコイルを保持するフィラメント保持部、および該フィラメント保持部から延び、端部がシール部またはガラスビーズで保持される腕部からなるサポータとを備えるフィラメントランプにおいて、前記フィラメント保持部は、前記フィラメントコイルの１ピッチ以上外周を囲んでいるので、フィラメントがフィラメント保持部から脱落してコイルピッチが伸びるといった不具合を回避することができる。また、コイル軸に直交する方向に大きな衝撃を受けても、フィラメントコイルを確実に保持することができる。
請求項２に記載の発明によれば、前記腕部は、フィラメントランプの軸方向と平行に設けられているので、非常に大きな振動や衝撃を受けた場合には、腕部自身も緩やかに移動するため、フィラメント保持部がフィラメントコイルの移動方向と同じ方向に緩やかに移動し、フィラメントコイルの振動や衝撃による変形を確実に防止することができる。
請求項３に記載の発明によれば、前記フィラメント保持部は、コイル状部材で構成されるので、微小な振動に対しては、フィラメントコイルが自由に移動することが可能であり、また大きな振動や衝撃によってフィラメントコイルが大きく移動する時には、フィラメントコイル保持部がフィラメントコイルを保持し、フィラメントコイルの移動を抑制するので、大きな振動や衝撃があってもフィラメントコイルが変形することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態を図１ないし図６を用いて説明する。
図１は、本発明に係るフィラメントランプの構成を示す図である。
同図において、１はハロゲンランプ等から構成されるフィラメントランプ、２は透光性のバルブ部、３はフィラメントコイル１０の両端に設けられるシール部、４はシール部３内に設けられる気密シール用の金属箔、５は外部リード棒、６はベース部、７は給電部、８はガラスビーズ、９は支持部、１０はタングステン等からなるフィラメントコイル、１１はバルブ部２における排気管を封止したチップ部、１２はサポータ、１３は腕部、１４はフィラメント保持部である。
【００１１】
同図に示すように、フィラメントランプ１は、バルブ部２の両端にシール部３を有し、シール部３には、金属箔４と金属箔４の両端にそれぞれに接続される外部リード棒５とバルブ２に突出する給電部７とが設けられている。外部リード棒５の他方の端部には外部リード棒５を保護するベース部６が設けられている。バルブ部２内には、アルゴン等の希ガスと微量の、例えば、臭素等のハロゲンガスが封入されている。さらに、バルブ部２内には、給電部７、ガラスビーズ８、支持部９、フィラメントコイル１０、およびサポータ１３が配置されている。
ガラスビーズ８は、フィラメントコイル軸に直交する方向に配置されており、シール部３に埋設された金属箔４と一端が接続された給電部７と、他方の給電部７から伸びる支持部９と、サポータ１２の腕部１３とを、一方のシール部３側において固定している。
【００１２】
サポータ１２は腕部１３とフィラメント保持部１４とから構成されている。フィラメント保持部１４の一端側はコイル状部材で構成され、フィラメント保持部１４の内径はフィラメントコイル１０の最外外径より大きい。フィラメント保持部１４はフィラメントコイル１０の略中央部においてフィラメントコイル１０を１ピッチ以上の長さに亘って外周を囲むように保持し、フィラメント保持部１４の他端側は腕部１３に連なっている。フィラメント保持部１４の他端側に連なる腕部１３は、フィラメントコイル１０のコイル軸方向と略平行に延び、腕部１３の端部はガラスビーズ８によって挟み込まれ固定されている。
【００１３】
上述のごとく、フィラメントコイル１０はフィラメントコイル１０の略中央部においてサポータ１２によって保持されているので、フィラメントコイル１０が大きな振動や衝撃を受けて移動しようとしても、フィラメントコイル１０を確実に保持することができる。詳述すると、フィラメント保持部１４の内径はフィラメントコイル１０の最外外径より大きくなっているので、フィラメントコイル１０は、小さな振動や衝撃に対しては、フィラメント保持部１４内を自由に動き、大きな振動や衝撃に対しては、フィラメント保持部１４によって、フィラメントコイル１０の移動が抑制される。更に、腕部１３が、フィラメントコイル１０のコイル軸と略平行に配置されているので、非常に大きな振動や衝撃を受けた場合には、腕部１３自身も緩やかに移動するため、フィラメント保持部１４がフィラメントコイル１０の移動方向と同じ方向に緩やかに移動し、フィラメントコイル１０の振動や衝撃による変形を確実に防止することができる。
【００１４】
図２は、フィラメントコイル１０とフィラメント保持部１４の配置関係を説明するための拡大断面図である。なお、ここでは、フィラメントコイル１０としてシングルコイルを用いた場合について説明する。
フィラメントコイル１０は、線径ｄのタングステン線を一定のコイルピッチで巻回し形成されている。フィラメントコイル１０の１つのコイルピッチの長さをＰ１、フィラメント保持部１４のコイル軸方向の長さをＬ２とした場合に、フィラメントコイル１０とフィラメント保持部１４との間には、Ｌ２＞Ｐ１なる関係がある。これにより、フィラメントコイル１０のピッチ間にフィラメント保持部１４が落ち込まず、フィラメントコイル１０がフィラメント保持部１４を超えて移動することがない。つまり、フィラメントコイル１０が大きく移動することにより、フィラメントコイル１０を構成しているタングステンワイヤーの一部にフィラメント保持部１４が局所的に引っかかり、その部分を支点として、コイルピッチが伸びてしまうといった不具合の発生を防止することができる。
【００１５】
なお、Ｌ２≦Ｐ１であっても、フィラメントコイル１０の隙間Ｓ１（ピッチＰ１から線径ｄを引いた部分）よりもＬ２が大きければ、フィラメント保持部１４がフィラメントコイル１０に落ち込むことを防止することができる。つまり、Ｌ２＞Ｓ１であれば、効果は多少小さくなるものの、耐衝撃性が向上し、フィラメントコイルの変形を防止することができる。
【００１６】
また、フィラメントコイル１０の最外外径をＤ１、フィラメント保持部１４の内径をＤ２とすると、Ｄ２＞Ｄ１なる関係にある。これにより、フィラメントコイル１０が微小な振動を受けた場合には、フィラメントコイル１０が自由に移動することが可能となる。また、大きな振動や衝撃によってフィラメントコイル１０が大きく移動しようとする時には、フィラメント保持部１４がフィラメントコイル１０を保持し、フィラメントコイル１０の移動を抑制するので、大きな振動や衝撃があっても、フィラメントコイル１０の変形を防止することができる。
【００１７】
図２において、フィラメント保持部１４をコイル状部材で構成した場合には、前述の条件、Ｌ２＞Ｐ１、およびＤ２＞Ｄ１に加えて、フィラメント保持部１４の１つのコイルピッチの長さをＰ２とした場合、フィラメントコイル１０の１つのコイルピッチの長さＰ１に対して、Ｐ１＞Ｐ２とする。これにより、フィラメントコイル１０の１ターン分の長さに対し、フィラメント保持部１４の複数ターンのコイルが配置されることとなり、より確実にフィラメントコイル１０を保持することができる。
【００１８】
更に、図２に示したシングルコイルの場合、フィラメントコイル１０を形成しているワイヤーの線径ｄに対して、フィラメント保持部１４のコイルの隙間Ｓ２（フィラメント保持部１４のコイルのコイルピッチ長さからコイルを構成する線材の太さを除いた長さ）との関係がｄ＞Ｓ２とする。上述の条件Ｌ２＞Ｐ１、Ｄ２＞Ｄ１、およびＰ１＞Ｐ２に加えて、ｄ＞Ｓ２なる条件を満たすことにより、フィラメント保持部１４の隙間Ｓ２にフィラメントコイル１０のワイヤー（２重コイルの場合は１次コイル）が落ち込むことがなく、フィラメントコイル１０を確実に保持することができる。
【００１９】
なお、本実施形態の発明においては、フィラメントコイル１０としてシングルコイルを用いる場合について説明したが、フィラメントコイル１０が２重コイルの場合は、前記のワイヤーの線径ｄが１次コイルのコイル径、トリプルコイルの場合は、前記のワイヤーの線径ｄが２次コイルのコイル径となる。つまり、最外外径を構成するコイルの１次前のコイル外径をｄとする。
【００２０】
図３は、本発明のフィラメントランプの効果を確認するための試験に関わる説明図である。
図３（ａ）は、内部にフィラメントランプを備え、効果を確認するための試験に用いた照明具の構成を示す図であり、図３（ａ）の左側の図は照明具の正面図、図３（ａ）の右側の図は照明具の側面図である。
これらの図において、１５は反射鏡１７内に光出射方向である光軸上に配置された本発明のフィラメントランプまたは従来技術のフィラメントランプ、１６は前面レンズ、１７はシールドビームタイプの反射鏡である。
なお、前記従来技術のフィラメントランプは、図７に示した従来技術のフィラメントランプであり、カシメ型のサポータを備えたフィラメントランプである。
【００２１】
両フィラメントランプとも、フィラメントコイルの最外外径φが１．４ｍｍ、フィラメントコイルの長さｌは１９ｍｍ、サポータに用いた線材は、タングステンから成り線径φが０．３ｍｍである。
【００２２】
図３（ｂ）は、効果を確認するための試験に用いた回転試験装置を示す図であり、この回転試験装置は、点灯中のフィラメントランプを水平または垂直の方向に回転させる装置である。
試験は、本発明のフィラメントランプと従来技術のフィラメントランプを、１００Ｖ、３００Ｗの入力で、フィラメント温度を３２００Ｋの状態で点灯し、照明具を支持する腕部を支点として、回転半径３０ｃｍ、垂直方向１８０度、水平方向３６０度振り回し、急停止し、更に逆に振り回し、また急停止させることにより行なった。振り回し速度は６０度／秒で行なった。
【００２３】
図３（ｃ）は、前記の回転試験装置による試験結果を示す表であり、点灯時間として、従来技術のフィラメントランプは、水平方向では２５時間、垂直方向では２３時間で断線した。それに対して、本発明のフィラメントランプは、水平方向および垂直方向共に、１００時間後も断線しなかった。このように、本発明によれば、耐衝撃性に非常に優れたフィラメントランプが得られることが分かる。
【００２４】
図４は、本発明のフィラメントランプにおけるサポータの種々の形態を示す図である。
なお、これらの図に示される符号の構成は図１に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
図４（ａ）は、フィラメントコイル１０に対して２個のサポータ１２を備えるフィラメントランプ１を示す図であり、それぞれのサポータ１２の腕部１３の端部はそれぞれバルブ部２の両側に設けられるガラスビーズ８に固定されている。
図４（ｂ）は、フィラメントコイル１０に対して２個のサポータ１２を備えるフィラメントランプ１を示す図であり、それぞれのサポータ１２の腕部１３の端部はそれぞれフィラメントランプ１の両端のシール部３に固定されている。
図４（ｃ）は、フィラメントコイル１０に対して２個のサポータ１２を備えるフィラメントランプ１を示す図であり、それぞれのサポータ１２の腕部１３の端部はフィラメントランプ１の片側のシール部３に固定されている。
図４（ｄ）は、フィラメントコイル１０に対して３個のサポータ１２を備えるフィラメントランプ１を示す図であり、それぞれのサポータ１２の腕部１３の端部はフィラメントランプ１の両端のシール部３に固定されている。
図４（ｅ）は、フィラメントコイル１０に対して４個のサポータ１２を備えるフィラメントランプ１を示す図であり、それぞれのサポータ１２の腕部１３の端部はフィラメントランプ１の両端のシール部３に固定されている。
本発明のフィラメントランプは、図４（ａ）ないし図４（ｅ）に示すように、フィラメントランプにおけるサポータの数およびサポータを支持する種々の形態が可能である。
【００２５】
図５（ａ）は本発明に係るシングルエンド型のフィラメントランプの構成を示す図であり、図５（ｂ）は本発明に係る外部チューブ付きのシングルエンド型のフィラメントランプの構成を示す図である。
なお、これらの図に示される符号の構成は図１に示した同符号の構成に対応するので説明を省略する。
これらの図に示すように、本発明のサポータ１２は、シングルエンド型のフィラメントランプや外部チューブ付きのシングルエンド型のフィラメントランプに適用可能である。
【００２６】
なお、前記の図１、図４、および図５においては、サポータ１２のフィラメント保持部１４として、線材をコイル状に巻回したコイル状部材を用いる場合について説明したが、フィラメント保持部の形状はコイル状部材に限らず、円筒形の部材や網状部材等で構成してもよい。
図６（ａ）は、サポータ１２のフィラメント保持部１８として円筒面に複数の開口部１９を有する円筒状の金属管を備えるフィラメントランプの構成を示す図であり、図６（ｂ）は、サポータ１２のフィラメント保持部２０として平板状の板材をコイル状に巻回したものを備えるフィラメントランプの構成を示す図である。
なお、これらの図に示される符号の構成は図１に示した同符号の構成に対応する。
その他、図示されていないが、フィラメント保持部はメッシュ状の円筒等で構成してもよい。ただし、フィラメント保持部は、フィラメントコイルから放射される光を有効に利用することを考慮すると、フィラメント保持部には隙間が設けられていることが好ましい。  
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るフィラメントランプの構成を示す図である。
【図２】図１に示したフィラメントコイルとフィラメント保持部の配置関係を説明するための拡大断面図である。
【図３】本発明のフィラメントランプの効果を確認するための試験に関わる説明図である。
【図４】本発明のフィラメントランプにおけるサポータの種々の形態を示す図である。
【図５】本発明に係るシングルエンド型のフィラメントランプの構成および外部チューブ付きのシングルエンド型のフィラメントランプの構成を示す図である。
【図６】フィラメント保持部として、円筒面に複数の開口部を有する円筒状の金属管を備えるフィラメントランプの構成および平板状の板材をコイル状に巻回したものを備えるフィラメントランプの構成を示す図である。
【図７】従来技術に係るフィラメントランプの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１、１８、２０  フィラメントランプ
２  バルブ部
３  シール部
４  金属箔
５  外部リード棒
６  ベース部
７  給電部
８  ガラスビーズ
９  支持部
１０  フィラメントコイル
１１  チップ部
１２  サポータ
１３  腕部
１４  フィラメント保持部
１５  本発明のフィラメントランプまたは従来技術のフィラメントランプ
１６  前面レンズ
１７  反射鏡
１９  開口部
【図１】
2007200759.tif 000003
【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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