JP3674712B2 - Halogen bulb, halogen bulb with reflector, and lighting device - Google Patents
Halogen bulb, halogen bulb with reflector, and lighting device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3674712B2 JP3674712B2 JP02147394A JP2147394A JP3674712B2 JP 3674712 B2 JP3674712 B2 JP 3674712B2 JP 02147394 A JP02147394 A JP 02147394A JP 2147394 A JP2147394 A JP 2147394A JP 3674712 B2 JP3674712 B2 JP 3674712B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bulb
- filament
- halogen
- focal points
- spheroid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、可視光透過赤外線反射膜によって効率よく赤外線をフィラメントに反射することのできるバルブ形状を有するハロゲン電球、反射鏡付ハロゲン電球及び照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のハロゲン電球は、特開平4−47660号公報(以下、「従来例」という。)に開示されており、この電球を図11ないし図12を参照して説明する。ハロゲン電球121は、回転楕円体に形成されたガラス製のバルブ122を有し、このバルブ122内には、上記回転楕円体の2焦点間距離と同等の長さを有するフィラメント123が配置されると共に、微量のハロゲン化物が封入されている。
【0003】
また、上記バルブ122の回転楕円体の外面には、可視光を透過し赤外線を反射する可視光透過赤外線反射膜124が形成されている。これにより、フィラメント123からの発光のうち可視光を透過させ、赤外線をバルブ122内のフィラメント123に帰還させてこれを加熱し、効率向上を図っている。また、125は口金であり、バルブ122内の×印はバルブ122の2つの焦点120である。
【0004】
なお、特開平5−144419号公報にも同様のハロゲン電球が開示されている。この電球を図13を参照して説明する。球状部122a及び管状部122cを有するガラスバルブ122の外表面の全体には可視光透過・赤外線反射膜124が形成され、その内部にはフィラメント123が配置されている。これによると、球状部122aからフィラメント123へ反射される赤外線が増加し、ガラスバルブ122外に透過する赤外線が減少するとの記載がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、バルブ122の形状を回転楕円体に形成した場合において、フィラメント123の長さが、回転楕円体の2つの焦点120間距離を超える場合には、このフィラメント123を収容するため、その長さに比例して上記バルブ122の外形を大きくする必要がでてきてハロゲン電球121の外形寸法が大型化することや、上記赤外線反射膜124により反射された赤外線が上記2焦点120近傍のフィラメント123に集中的に反射され、フィラメント123に異常に温度の高いホットスポットが出現してこの部分からフィラメント材である例えばタングステンが集中して蒸発しこの部分にやせ細り現象が発生し、フィラメント123の早期断線によるハロゲン電球121の短寿命化となる恐れがでてくること等の不具合がある。
【0006】
上記対策として、フィラメント123の長さを2焦点120間距離よりも短くすることも考えられるが、このようにすると、図12の光線dのように、フィラメント123の左端部から放射された光のうち、赤外線がバルブ122端部122bに入射されると光線daで示すように、赤外線反射膜124で反射された赤外線がフィラメント123に帰還しない等の課題がある。
【0007】
また、図13に開示の球状部122a及び管状部122cを有するハロゲン電球121では、バルブ122外に透過する赤外線が減少するとされているが、フィラメント123から放射された光が管状部122cに入射する角度が増大し、この部分からはかえって赤外線がバルブ122外に透過され、フィラメント123に帰還しない等の課題がある。
【0008】
ところで、フィラメント123に吸収される赤外線の量は吸収率ε(帰還率)に左右される。一般的にこの種のハロゲン電球では、フィラメント123への反射光の約半分程度がフィラメント123で再反射されるので、フィラメント123に帰還しない赤外線がある場合、赤外線反射膜124とフィラメント123との間で複数回反射してフィラメント123に吸収される赤外線もなくなるので、上記吸収率を上昇させて効率を向上させることはできない。
【0009】
そこで、バルブ122内のフィラメント123の長さの大型化を図って赤外線の総吸収量を上昇させて効率向上を図ることが考えられるが、上述したとおりハロゲン電球の外形寸法の小型化が図れない。さらに、所望の配光分布が得られるようにダイクロイックミラーや照明器具等の形状設計をする場合には、光源を点光源とみなして設計する場合が多く、したがって、配光分布が設計値に近いもの得るためには、ハロゲン電球のフィラメントの小型化が要請される。
【0010】
そこで、本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、赤外線のフィラメントへの吸収率を上昇させて効率を向上することができるハロゲン電球、反射鏡付ハロゲン電球及び照明装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、2焦点を有する仮想楕円体とほぼ同一形状である回転楕円体部を有するととともにその中心から長径端部方向へ行くにしたがって長軸長と短軸長との比が次第に縮小するように形成した膨出部を有するバルブと;バルブの回転楕円体部と膨出部の外表面に形成された可視光透過赤外線反射膜と;このバルブ内のの仮想楕円体の上記2焦点間に配置され、この焦点間距離以下のコイル長を有するフィラメントと、上記バルブの内面または外面に形成された可視光透過赤外線反射膜とを具備する。請求項2の発明は、2焦点を有する仮想楕円体を長軸まわりに回転して得られる仮想回転楕円体とほぼ同一形状である回転楕円体部を有するとともに長径端部方向の少なくとも一端部で、フィラメントからの赤外線が入射する入射角が仮想回転楕円体よりも小さくなるような形状からなる膨出部とを有するバルブと;
このバルブ内の仮想楕円体の2焦点間に配置され、この焦点間距離以下のコイル長を有するフィラメントと;上記バルブの回転楕円体部と膨出部に形成された可視光透過赤外線反射膜と;を具備する。ここで、仮想回転楕円体とは、実体があるものではなく、バルブを製造する場合に設計図面上等に表現される楕円を長軸を回転軸として360゜回転させて得られるものである。逆にバルブを投影し、仮想回転楕円体の基本となる楕円を図面上等に表現することもできる。焦点は、この仮想回転楕円体の基本となる仮想楕円体のものである。短軸及び長軸は、この仮想楕円体中心を通り直交する軸である。短軸方向とは上記長軸と直交する方向をいい、長軸方向とは上記短軸に直交する方向をいう。
【0012】
請求項3の発明は、請求項1または2の発明において、バルブの長軸方向の両端部には封止部が形成されていることである。
【0013】
請求項4の発明は、請求項1または2の発明において、前記フィラメントの両端にレグを有し、上記2焦点にこのレグ部分がそれぞれ配置されているものである。
【0014】
請求項5の発明は、請求項1または2の発明において、膨出部は複数の曲率を有する曲面の組合せにより形成したものである。すなわち、膨出部は上記仮想回転楕円体の形状からはずれ、外側に膨れた形状となる。この形状は、複数の曲率を有する曲面の組合せにより構成された曲線を上記長軸まわりに回転させて得られるものである。
【0015】
請求項6の発明は、請求項1または2の発明において、フィラメントの長さをCl、2焦点間の距離をlとした場合、Cl/l=0.6〜1.0としたことである。これは、フィラメント端部にホットスポットができやすくなり、短寿命となることと、赤外線のフィラメントへの吸収率ε(帰還率)が減少することを防止するためである。
【0016】
請求項7の発明は、請求項1または2の発明において、膨出部は球面の一部であり、前記フィラメントの長さをCl、2焦点間の距離をlとした場合、Cl/l=0.4〜1.0としたものである。これは、フィラメント端部にホットスポットができやすくなり、短寿命となることと、赤外線のフィラメントへの吸収率ε(帰還率)が減少することを防止するためである。
【0018】
請求項8の発明は、請求項1または2の発明であるハロゲン電球と反射鏡とを組合わせたものである。上記組合せ構造は、接着剤等で両者を固定する構造、反射鏡等に設けられたソケットに電球の口金やピンを挿入して固定する構造等何でも良い。請求項9の発明は、請求項1または2の発明であるハロゲン電球を照明器具本体に組込んだものである。上記組合せの構造は、照明器具本体に設けられたソケットに電球の口金やピンを挿入して固定する構造等何でも良い。
【0019】
【作用】
請求項1または3の発明では、バルブの形状は回転楕円体部を有するとともにその長径端部方向へ行くに従って長軸長と短軸長との比が次第に縮小するように形成した膨出部を有しているので、長径の両端方向が球形に近い形状に形成される。このためこの膨出部内に入射した赤外線は可視光透過赤外線反射膜で反射されて、あるいはその反射を繰り返して回転楕円体部へもどされ、ここでさらに、可視光透過赤外線反射膜とフィラメントとの間で反射を繰り返し、その間に赤外線がフィラメントに吸収され効率を高めることができる。請求項2または3の発明では、バルブの形状は仮想回転楕円体部を有するとともにその長径端部方向の少なくとも一端部で、フィラメントからの赤外線が入射する入射角が仮想回転楕円体よりも小さくなるような形状からなる膨出部とを有しているの、この膨出部に入射される赤外線の入射角度は、仮想回転楕円体の一部よりも小さくなり、その分フィラメント方向に反射され、これに帰還される。
【0020】
請求項4の発明は、フィラメントの両端にレグを有し、上記2焦点にこのレグ部分がそれぞれ配置されているので、この部分が一層加熱されることとなり、フィラメント端部と中心部との間に生じている温度差を緩和することができ、熱的歪によるフィラメントの内部応力の発生を抑制でき、さらに短寿命化や点灯中のフィラメント変形を防止することができる。
【0021】
請求項5の発明では、前記膨出部は、複数の曲率を有する曲面の組合せにより上記仮想回転楕円体の外側に存在する形状としており、この部分に入射される赤外線の入射角度は仮想回転楕円体の一部よりも小さくなり、その分フィラメント方向に反射され、これに帰還される。
【0022】
請求項6の発明では、前記フィラメントの長さをCl、2焦点間の距離をlとした場合、Cl/l=0.6〜1.0であり、膨出部に入射された赤外線もフィラメントに帰還し、またホットスポットも生じにくい。
【0023】
請求項7の発明では、膨出部は球面の一部であり、前記フィラメントの長さをCl、2焦点間の距離をlとした場合、Cl/l=0.4〜1.0としたものであり、膨出部に入射された赤外線もフィラメントに帰還し、またホットスポットも生じにくい。
【0025】
請求項8の発明では、赤外線反射膜により、ハロゲン電球から放射された赤外線は、漏れなくフィラメント方向に反射され、可視光は透過して反射鏡で反射される。
【0026】
請求項9の発明では、赤外線反射膜により、ハロゲン電球から放射された赤外線は、漏れなくフィラメント方向に反射され、可視光は透過して照明器具本体で反射される。
【0027】
【実施例】
本発明のハロゲン電球の第1実施例を図1ないし図4を参照して説明する。バルブ1の内部には、不活性ガスと微量のハロゲン化物とが封入されており、左右一対の封止部2a,2bにより封止されている。封止部2a,2bはバルブ1の長軸方向両端に一体に連成された一対の円筒部3a,3bの外端部を押し潰して中実偏平に形成され、モリブデン箔4a,4bを埋設している。フィラメント5の両端に接続された一対のリード線6a,6bはモリブデン箔4a,4bを介して外部へ気密に導出され、口金7a,7bに保持固定されている。
【0028】
ここで、バルブ1の形状について説明する。このバルブ1は、2焦点8a,8bを有する仮想楕円体を長軸まわりに回転して得られる仮想回転楕円体9の焦点間中心の短軸方向の可視光透過赤外線反射膜10が形成される面の形状が、この仮想回転楕円体9とほぼ同一形状である回転楕円体部1c、仮想回転楕円体9の長軸方向の少なくとも一端部である長軸方向両端での短軸方向の可視光透過赤外線反射膜10が形成される面の形状が、上記仮想回転楕円体9の外側に存在する形状である膨出部である球状部1a,1bとからなる。これは、回転楕円体部1cをその長軸方向両端に行くに従って長軸長/短軸長の比が次第に縮小するように形成して、中空半球状に近い球状部1a,1bに形成している。
【0029】
したがって、バルブ1の長軸方向両端へ行くに従って、図1中一点鎖線で示す仮想回転楕円体9形状よりも短軸方向の長さが長くなっているので、これら球状部1a,1bの外周面に接する接線のなす角度がバルブ1の長軸方向両端のものよりも急になっている。なお、フィラメント5は、回転楕円体部1cの2焦点8a,8b間に配設され、フィラメント5の長さClは、2焦点8a,8b間の距離l以下に形成され、Cl/l=0.6〜1.0に設定されている。これは、Cl/lが1を超えるとフィラメント5の端部にホットスポットが相対的にできやすくなって短寿命となること、また、図4で示す実験データAのとおり、Cl/lが0.6未満になるとフィラメント5の吸収率ε(帰還率)が減少することを防止するためである。
【0030】
ところで、仮想回転楕円体9とは、実体があるものではなく、バルブ1を製造する場合に設計図面上等に表現される仮想楕円体を長軸を回転軸として360゜回転させて得られるものである。逆にハロゲン電球等のバルブを投影し、仮想回転楕円体9の基本となる仮想楕円体を図面上等に表現することもできる。焦点は、この仮想回転楕円体9の基本となる仮想楕円体のものである。短軸及び長軸は、この仮想楕円体中心を通り、直交する軸である。短軸方向とは上記長軸と直交する方向をいい、長軸方向とは短軸に直交する方向をいう。また、仮想回転楕円体9の外側に存在する形状である膨出部とは、バルブを投影し焦点間中心の短軸方向で仮想楕円体を作成し、長軸方向両端では、この仮想楕円の外側にバルブの可視光透過赤外線反射膜が形成されている面が存在している形状である。
【0031】
また、バルブ1の少なくとも左右の球状部1a,1bを含む回転楕円体部1cのほぼ全外面には可視光を透過して赤外線を反射する可視光透過赤外線反射膜10が形成されている。この赤外線反射膜10は、例えばTiO2 より成る高屈折率の薄膜Hと、例えばSiO2 より成る低屈折率の薄膜Lとを例えば12層の多層に積層してなり、フィラメント5から放射された光のうち、可視光を透過させて外部へ放射させる一方、赤外線を反射させてフィラメント5へ帰還し、これを加熱させて効率を向上させるものである。
【0032】
したがって、図1の光線dのように、フィラメント5の左端部から放射された光のうち、赤外線が球状部1a,1b内にそれぞれ入射されると、赤外線反射膜10により反射される反射角度が反対方向へずれるように反射される。このために、球状部1a,1b内に入射した赤外線は、ここで反射された後、光線dbに示すように、回転楕円体部1c内のフィラメント5に帰還されて赤外線が吸収され、その吸収量が次第に増大して効率が向上する。
【0033】
ところで、赤外線反射膜10で反射されてフィラメント5に帰還された赤外線のうち、フィラメント5に吸収される量は赤外線吸収率εで左右され、フィラメント5への入射光のほぼ半分以上が吸収され、残りが反射される。
【0034】
したがって、フィラメント5に帰還しない赤外線が減少してフィラメント5にほとんど帰還するので、その分、効率向上する。また、赤外線は赤外線反射膜10のどの部分に入射してもフィラメント5に帰還されるので、赤外線反射膜10とフィラメント5との間で複数回反射された赤外線でも、ほとんどフィラメント5に帰還されて、フィラメント5に吸収されることになるので、その分、効率向上する。
【0035】
その結果、フィラメント5の長さが短くても、赤外線の吸収率の減少とはならず、フィラメント5を短かくすることができ、このフィラメント5を内蔵するバルブ1の小型化を図ることができ、かつ短寿命を防止することができる。
【0036】
このために、このハロゲン電球11を例えば椀状のダイクロイックミラー等に装着した場合には、フィラメント5を短かくすることができた分、このハロゲン電球11を点光源として扱うことができるので、器具との組合せ効率も向上させることができる。
【0037】
図3は、第1実施例のハロゲン電球11のランプ特性と、従来例1及び2のハロゲン電球のランプ特性とを比較して示し、クリアランプと比較して本発明のハロゲン電球11の方が従来例のハロゲン電球121よりも高効率であった。すなわち、従来例1のハロゲン電球121は、回転楕円体形状のバルブ122の長径が11.4mm(長軸長が22.8mm)、短径が7.0mm(短軸長が14.0mm)、フィラメント123の長さが18mmであり、透明のバルブの外面に赤外線反射膜を形成していないクリアランプに対して効率向上率は、23.1%である。また、従来例2は、従来例1のフィラメント123の長さのみを11mmに短かくしたハロゲン電球を示しており、効率向上率は17.6%である。
【0038】
これに対し、第1実施例のハロゲン電球11は、図1で示すバルブ1の回転楕円体部1cの中央部の長径が従来例1と同様に11.4mm、短径が7.0mmであり、両球状部1a,1bの長径が8.0mm、短径が6.6mm、フィラメント長さが11mmであり、効率向上率は24.4%である。
【0039】
したがって、図3から明らかなように、第1実施例のものは、フィラメントの長さが等しい従来例2に対しては効率向上が約6.8%程度高く、また、従来例1に対しては効率向上率が若干高いに過ぎないが、フィラメントの長さが約7mm程度短かいので、バルブの小型化を図ることができる。つまり、第1実施例では効率を低下させずに、小型化を図ることができるのである。
【0040】
なお、第1実施例では本発明を両口型のハロゲン電球11に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図5(A)に示す通り片口金のハロゲン電球に適用することもできる。このハロゲン電球では、要部拡大図である図5(B)によると、二重コイルで形成されたフィラメント5とリード線6a,6bとの接続構造としては、フィラメント5の両端に形成された単コイル(一重コイル)からなるレグ5a,5bをリード線6a,6bでかしめて継止するものである。このとき、2焦点8a,8bは、レグ5a,5b上に配置されることになるので、この部分が一層加熱されることとなる。したがって、フィラメント5端部と中心部との間に生じている温度差を緩和することができ、熱的歪によるフィラメント5の内部応力の発生を抑制でき、さらに短寿命化や点灯中のフィラメント5変形を防止することができる。
【0041】
次に、本発明の第2実施例を示すハロゲン電球を図4、図6ないし図8に基づいて説明する。なお、その構成が第1実施例と同様の場合には、その説明を省略する。図6において第1実施例の相違点は、バルブ1の形状であり、この形状について説明すると、このバルブ1は、2焦点8a,8bを有する仮想楕円体を長軸まわりに回転して得られる仮想回転楕円体9の焦点間中心の短軸方向の可視光透過赤外線反射膜10が形成される面の形状が、この仮想回転楕円体9とほぼ同一形状である回転楕円体部1c、仮想回転楕円体9の長軸方向両端での短軸方向の可視光透過赤外線反射膜10が形成される面の形状が、上記仮想回転楕円体9の外側に存在する形状である膨出部である中空半球状部1a,1bとからなる。バルブ1は、その長軸方向両端を外方に凸の半球状に一体に連成して、上部の球状部1aと下部の球状部1bとを形成し、これら球状部1a,1bを回転楕円体部1cに一体に連成している。なお、ここで半球状とは中空球体の1/2のみを示すものではなく、それ以下の球体の一部も含む。
【0042】
したがって、バルブ1の長軸方向両端へ行くに従って、従来よりも短軸方向の長さが長くなっているので、これら球状部1a,1bの外周面に接する接線のなす角度がバルブ2の長軸方向両端のものよりも急になっている。なお、バルブ1は回転楕円体に形成され、その2焦点8a,8b間には、フィラメント5が配設されている。そして、フィラメント5の長さClは、2焦点8a,8b間の距離lよりも若干短かく形成され、Cl/l=0.4〜1.0に設定されている。これは、Cl/lが1を超えると短寿命となりること、また、図4に示す実験データBの通り、Cl/lが0.4未満になるとフィラメント5の吸収率(帰還率)が減少することを防止するためである。
【0043】
図7(A)は、本発明の第2実施例の変形例を示し、JD110V85Wのハロゲン電球21の要部正面図であり、このハロゲン電球21は回転楕円体の透明ガラス製バルブ1の長軸方向の一端部、例えばトップ部側一端部を外方に凸の半球状に一体に連成して球状部1aを形成した点に特徴がある。よって、バルブ1の一端部を球状部1aに形成しているので、この球状部1bで反射される赤外線がフィラメント5に帰還できる分だけ、効率向上を図ることができる。
【0044】
また、図7(B)も、第2実施例の変形例を示すハロゲン電球31の要部正面図であり、このハロゲン電球31は、回転楕円体の透明ガラス製バルブ1の長軸方向の一端部、例えばトップ部側の一端部を外方に凸の球状部1aに形成する一方,他端部の封止部1b側一端部を円筒状に形成した点に特徴がある。このハロゲン電球31によっても、回転楕円体のバルブ1の一端部を球状部1aに形成しているので、この球状部1aで反射される赤外線をフィラメントに帰還できる分だけ、効率向上を図ることができる。
【0045】
図8は、これら第2実施例及び変形例のハロゲン電球のランプ特性を上記従来例1とその透明バルブ2の外面に赤外線反射膜4を形成しなかった場合のクリア従来品とで比較して示し、単位W当りの光束(1m/W)については、本発明の第2実施例の方が従来例1、クリア従来品よりも優れ、高効率であった。なお、クリア従来品は、バルブを透明ガラスにより直径が11mmの円筒状に形成した場合のランプ特性を示している。一方、従来例および本発明の第2実施例のハロゲン電球では、フィラメント5の長さを10mm、同コイル径が1.6mm、長径が18mmであり、球状部1aの半径が5.5mm、封止部1bの幅が10.5mmにそれぞれ形成された場合のランプ特性を示している。
【0046】
次に、本発明の第3実施例である反射鏡付ハロゲン電球について、図9を参照して説明する。この反射鏡付ハロゲン電球は、主にハロゲン電球11と、このハロゲン電球11から放射される赤外線を透過し、可視光を反射する光干渉膜が形成された反射鏡12と、この両者を接着剤13を介在して保持するセラミックで成形された口金部14とから構成されている。また、反射鏡12の前面には、ハロゲン電球11の不慮の破裂による対策としてカバーガラス15が設けられている。
【0047】
したがって、赤外線反射膜10によりハロゲン電球から放射された赤外線は、漏れなくフィラメント5方向に反射され、可視光は透過して反射鏡12で反射される。バルブ1内の赤外線帰還率を効率を向上させた分、フィラメント5の長さを短かくできたので、効率を低下させずにバルブ1の小型化を図ることができ、反射鏡12との組合せ効率を高めることができる。
【0048】
次に、本発明の第4実施例である照明装置について、図10を参照して説明する。この照明装置は、反射鏡19及びソケット16等を具備した照明器具本体17とハロゲン電球11を有する。このハロゲン電球11は、端部から導出されたリードピン18,18がソケット16に差し込まれて支持固定されている。
【0049】
したがって、赤外線反射膜10により、ハロゲン電球11から放射された赤外線は、漏れなくフィラメント5方向に反射され、可視光は透過して照明器具本体17で反射される。効率が高まる分だけフィラメント5の長さを短かくして点光源に近付けることができ、照明器具本体17との器具組合せ効率を向上させることができる。
【0050】
【発明の効果】
請求項1ないし3の発明の効果は、バルブのフィラメントを内蔵する部分を仮想回転楕円体とほぼ同一形状である回転楕円体部を有するとともに、その長軸方向の少なくとも一端部へ行くに従って長軸長と短軸長との比を次第に小さくして膨出部を形成している、および、フィラメントからの赤外線が入射する入射角が仮想回転楕円体よりも小さくなるような形状からなる膨出部を形成しているので、長軸方向の端部で反射されてフィラメントに帰還される赤外線の量が増大し、また赤外線反射膜とフィラメントとの間で複数回反射してフィラメントに吸収される赤外線射の量が増大するので、効率を高めることができる。
【0051】
請求項4の発明の効果は、フィラメントは一対のフィラメントレグを有し、上記2焦点にこのレグ部分がそれぞれ配置されているので、この部分が一層加熱されることとなり、フィラメント端部と中心部との間に生じている温度差を緩和することができ、熱的歪によるフィラメントの内部応力の発生を抑制でき、さらに短寿命化や点灯中のフィラメント変形を防止することができる。
【0052】
請求項5の発明の効果は、複数の曲率を有する曲面の組合せにより形成された膨出部によって、長軸方向の端部で反射されてフィラメントに帰還される赤外線の量が増大しまた、赤外線反射膜とフィラメントとの間で複数回反射してフィラメントに吸収される赤外線射の量が増大するので、効率を高めることができる。請求項6の発明の効果は、前記フィラメントの長さをCl、2焦点間の距離をlとした場合、Cl/l=0.6〜1.0であり、短寿命と吸収率ε(帰還率)の減少を防止できる。
【0053】
請求項7の発明の効果は、膨出部は球面の一部であり、前記フィラメントの長さをCl、2焦点間の距離をlとした場合、Cl/l=0.4〜1.0としたものであり、短寿命と吸収率ε(帰還率)の減少を防止できる。
【0055】
請求項8の発明の効果は、赤外線反射膜により、ハロゲン電球から放射された赤外線は、漏れなくフィラメント方向に反射され、可視光は透過して反射鏡で反射される。バルブ内の赤外線帰還率を効率を向上させた分、フィラメントの長さを短かくできたので、効率を低下させずにバルブの小型化を図ることができ、器具との組合せ効率を高めることができる。
【0056】
請求項9の発明の効果は、赤外線反射膜により、ハロゲン電球から放射された赤外線は、漏れなくフィラメント方向に反射され、可視光は透過して照明器具本体で反射される。効率が高まる分だけフィラメントの長さを短かくして点光源に近付けることができ、照明器具の器具組合せ効率も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すハロゲン電球の要部正面図。
【図2】本発明の第1実施例を示すハロゲン電球の正面図。
【図3】本発明の第1実施例と従来例のハロゲン電球のランプ特性の比較図。
【図4】本発明の第1実施例、第2実施例であるハロゲン電球の実験データを示し、赤外線吸収率を示す図。
【図5】(A)は本発明の第1実施例の変形例を示すハロゲン電球の正面図。(B)は要部拡大図。
【図6】本発明の第2実施例を示すハロゲン電球の正面図。
【図7】(A),(B)とも本発明の第2実施例の変形例を示すハロゲン電球の要部正面図。
【図8】本発明の第2実施例と従来例のハロゲン電球のランプ特性の比較図。
【図9】本発明の第3実施例を示す反射鏡付ハロゲン電球の一部断面された側面図。
【図10】本発明の第4実施例を示す照明装置の一部断面された側面図。
【図11】従来例を示すハロゲン電球の正面図。
【図12】従来例の作用を説明するための要部概略図。
【図13】従来例を示すハロゲン電球の縦断面図。
【符号の説明】
1…バルブ、1a,1b…膨出部(球状部)、1c…回転楕円体部、
2a,2b…封止部、5…フィラメント、8a,8b…焦点、
9…仮想回転楕円体、10…可視光透過赤外線反射膜、
11…ハロゲン電球。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a halogen bulb having a bulb shape capable of efficiently reflecting infrared rays to a filament by a visible light transmitting infrared reflecting film, a halogen bulb with a reflecting mirror, and an illumination device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of halogen light bulb is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-47660 (hereinafter referred to as “conventional example”), and this light bulb will be described with reference to FIGS. The
[0003]
A visible light transmitting infrared reflecting
[0004]
JP-A-5-144419 also discloses a similar halogen bulb. This light bulb will be described with reference to FIG. A visible light transmitting / infrared reflecting
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case where the
[0006]
As a countermeasure, it is conceivable that the length of the
[0007]
In addition, in the
[0008]
Incidentally, the amount of infrared rays absorbed by the
[0009]
Thus, it is conceivable to increase the length of the
[0010]
Accordingly, the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a halogen bulb, a halogen bulb with a reflector, and a lighting device that can improve efficiency by increasing the absorption rate of infrared rays into a filament. For the purpose.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The invention of
A filament disposed between two focal points of a virtual ellipsoid in the bulb and having a coil length equal to or shorter than the distance between the focal points; a visible light transmitting infrared reflecting film formed on the spheroid and bulge of the bulb; Comprising.Here, the virtual spheroid is not actual, but is obtained by rotating an ellipse expressed on a design drawing or the like 360 ° around the major axis as a rotation axis when manufacturing a bulb. Conversely, by projecting a bulb, the ellipse that is the basis of the virtual spheroid can be represented on the drawing or the like. Focus is the basis of this virtual spheroidVirtualellipsebodybelongs to. The short axis and long axisVirtualellipsebodyAn axis that passes through the center and is orthogonal. The minor axis direction means the direction perpendicular to the major axis, and the major axis direction means the direction perpendicular to the minor axis..
[0012]
Claim3The invention of claim 1Or 2In this invention, the sealing part is formed in the both ends of the major axis direction of the valve.
[0013]
Claim4The invention of claim 1Or 2In the invention, a leg is provided at both ends of the filament, and the leg portions are respectively disposed at the two focal points.
[0014]
Claim5The invention of claim 1Or 2In this invention, the bulging portion is formed by a combination of curved surfaces having a plurality of curvatures. In other words, the bulging portion deviates from the shape of the virtual spheroid and has a shape bulging outward. This shape is obtained by rotating a curve formed by a combination of curved surfaces having a plurality of curvatures around the major axis.
[0015]
Claim6The invention of claim 1Or 2In the invention, when the length of the filament is Cl and the distance between the two focal points is l, Cl / l = 0.6 to 1.0. This is to prevent a hot spot from being easily formed at the end of the filament, thereby shortening the lifetime and reducing the infrared absorption rate ε (feedback rate) to the filament.
[0016]
Claim7The invention of claim 1Or 2In this invention, the bulging part is a part of a spherical surface, and when the length of the filament is Cl and the distance between two focal points is 1, Cl / l = 0.4 to 1.0. . This is to prevent a hot spot from being easily formed at the end of the filament, thereby shortening the lifetime and reducing the infrared absorption rate ε (feedback rate) to the filament.
[0018]
Claim8The invention of claim 1Or 2This is a combination of a halogen bulb and a reflecting mirror. The combination structure may be anything such as a structure in which both are fixed with an adhesive or the like, a structure in which a cap or a pin of a light bulb is inserted and fixed in a socket provided in a reflecting mirror or the like. Claim9The invention of claim 1Or 2The halogen light bulb according to the invention is incorporated in a lighting fixture body. The structure of the above combination may be anything such as a structure in which a cap or a pin of a light bulb is inserted and fixed in a socket provided in the luminaire body.
[0019]
[Action]
Claim1 or 3In the invention,The shape of the bulb has a spheroid and a bulging portion formed so that the ratio of the major axis length to the minor axis length gradually decreases as it goes in the direction of the major axis end. The direction is formed in a shape close to a sphere. For this reason, the infrared light that has entered the bulging part is reflected by the visible light transmitting infrared reflecting film, or is repeatedly reflected and returned to the spheroid, where further the visible light transmitting infrared reflecting film and the filament are In the meantime, reflection is repeated, and in the meantime, the infrared rays are absorbed by the filament, and the efficiency can be increased. In the invention of
[0020]
Claim4In the present invention, there are legs at both ends of the filament, and these leg portions are respectively arranged at the two focal points. Therefore, these portions are further heated, and are generated between the filament end portion and the center portion. The temperature difference can be relaxed, the generation of internal stress of the filament due to thermal strain can be suppressed, and the lifetime can be shortened and the deformation of the filament during lighting can be prevented.
[0021]
Claim5In the invention, the bulging portion has a shape existing outside the virtual spheroid by a combination of curved surfaces having a plurality of curvatures, and an incident angle of infrared rays incident on this portion isVirtualIt becomes smaller than a part of the spheroid, and is reflected in the filament direction accordingly and returned to it.
[0022]
Claim6In this invention, when the length of the filament is Cl and the distance between the two focal points is l, Cl / l = 0.6 to 1.0, and the infrared light incident on the bulging part also returns to the filament. Also, hot spots are less likely to occur.
[0023]
Claim7In this invention, the bulging part is a part of a spherical surface, and when the length of the filament is Cl and the distance between two focal points is 1, Cl / l = 0.4 to 1.0. Infrared rays incident on the bulging part also return to the filament and hot spots are less likely to occur.
[0025]
In the invention of
[0026]
According to the ninth aspect of the present invention, the infrared ray radiated from the halogen bulb is reflected by the infrared reflecting film in the filament direction without leakage, and the visible light is transmitted and reflected by the luminaire main body.
[0027]
【Example】
A first embodiment of the halogen bulb of the present invention will be described with reference to FIGS. The
[0028]
Here, the shape of the
[0029]
Accordingly, the length in the short axis direction becomes longer than the shape of the
[0030]
By the way, the
[0031]
A visible light transmitting infrared reflecting
[0032]
Therefore, when the infrared rays are incident on the
[0033]
By the way, among the infrared rays reflected by the
[0034]
Therefore, the infrared rays that do not return to the
[0035]
As a result, even if the length of the
[0036]
For this reason, when the
[0037]
FIG. 3 shows a comparison between the lamp characteristics of the
[0038]
In contrast, in the
[0039]
Therefore, as apparent from FIG. 3, the efficiency of the first embodiment is about 6.8% higher than that of the conventional example 2 in which the filament length is equal. Although the efficiency improvement rate is only slightly high, the length of the filament is as short as about 7 mm, so that the valve can be downsized. That is, in the first embodiment, the size can be reduced without reducing the efficiency.
[0040]
In the first embodiment, the case where the present invention is applied to the double-ended
[0041]
Next, a halogen light bulb showing a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 6 to 8. If the configuration is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. In FIG. 6, the difference between the first embodiment is the shape of the
[0042]
Therefore, since the length in the minor axis direction becomes longer than the conventional one as it goes to both ends in the major axis direction of the
[0043]
FIG. 7A shows a modification of the second embodiment of the present invention, and is a front view of the main part of a halogen bulb 21 of JD110V85W. The halogen bulb 21 is a long axis of a spheroid
[0044]
FIG. 7B is also a front view of an essential part of a
[0045]
FIG. 8 compares the lamp characteristics of the halogen bulbs of the second embodiment and the modified example with the conventional example 1 and the clear conventional product in the case where the infrared reflecting
[0046]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This halogen lamp with a reflector is mainly composed of a
[0047]
Therefore, the infrared rays emitted from the halogen bulb by the infrared reflecting
[0048]
Next, the illuminating device which is 4th Example of this invention is demonstrated with reference to FIG. This illuminating device includes a luminaire
[0049]
Therefore, the infrared rays radiated from the
[0050]
【The invention's effect】
[0051]
Claim4The effect of the invention is that the filament has a pair of filament legs, and these leg portions are respectively disposed at the two focal points. Therefore, it is possible to alleviate the temperature difference generated in the light source, to suppress the generation of internal stress of the filament due to thermal strain, and to shorten the life and prevent filament deformation during lighting.
[0052]
Claim5The effect of the invention is that the amount of infrared rays reflected at the ends in the major axis direction and returned to the filament is increased by the bulging portion formed by a combination of curved surfaces having a plurality of curvatures. Since the amount of infrared rays reflected by the filament and absorbed by the filament increases, the efficiency can be increased. Claim6The effect of the invention is that when the length of the filament is Cl and the distance between the two focal points is l, Cl / l = 0.6 to 1.0, and the short life and absorption rate ε (feedback rate) are Reduction can be prevented.
[0053]
Claim7The effect of the invention is that the bulging part is a part of a spherical surface, and when the length of the filament is Cl and the distance between two focal points is l, Cl / l = 0.4 to 1.0 Therefore, it is possible to prevent a short life and a decrease in the absorption rate ε (feedback rate).
[0055]
Claim8The effect of the invention is that the infrared ray radiated from the halogen bulb is reflected in the filament direction without leakage by the infrared reflecting film, and the visible light is transmitted and reflected by the reflecting mirror. Since the efficiency of the infrared feedback rate in the bulb has been improved, the length of the filament has been shortened, so the bulb can be reduced in size without lowering the efficiency, and the combination efficiency with the instrument can be increased. it can.
[0056]
Claim9The effect of the invention is that the infrared ray radiated from the halogen bulb is reflected in the filament direction without leakage and the visible light is transmitted and reflected by the luminaire main body by the infrared reflecting film. As the efficiency increases, the length of the filament can be shortened to approach the point light source, and the efficiency of combining the lighting fixtures can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an essential part of a halogen bulb showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of a halogen bulb showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a comparison diagram of lamp characteristics of the halogen bulb of the first embodiment of the present invention and the conventional example.
FIG. 4 is a graph showing experimental data of the halogen light bulbs according to the first and second embodiments of the present invention and showing infrared absorptance.
FIG. 5A is a front view of a halogen bulb showing a modification of the first embodiment of the present invention. (B) is an enlarged view of the main part.
FIG. 6 is a front view of a halogen bulb showing a second embodiment of the present invention.
FIGS. 7A and 7B are front views of essential parts of a halogen bulb showing a modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a comparison diagram of lamp characteristics of the halogen bulbs of the second embodiment of the present invention and the conventional example.
FIG. 9 is a side view, partly in section, of a halogen bulb with a reflector, showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side view, partly in section, of a lighting device showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a front view of a halogen bulb showing a conventional example.
FIG. 12 is a main part schematic diagram for explaining the operation of a conventional example.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a conventional halogen bulb.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
2a, 2b ... sealing part, 5 ... filament, 8a, 8b ... focal point,
9 ... virtual spheroid, 10 ... visible light transmitting infrared reflecting film,
11 ... Halogen bulb.
Claims (9)
バルブの回転楕円体部と膨出部に形成された可視光透過赤外線反射膜と;
このバルブ内の仮想楕円体の2焦点間に配置され、この焦点間距離以下のコイル長を有するフィラメントと;
を具備することを特徴とするハロゲン電球。A spheroid having substantially the same shape as a virtual spheroid obtained by rotating a virtual ellipsoid having two focal points around the major axis, and a major axis length and a minor axis extending from the center toward the major axis end. A valve having a bulge formed to gradually reduce the ratio to the length;
A visible light transmitting infrared reflecting film formed on the spheroidal part and the bulging part of the bulb;
A filament disposed between the two focal points of a virtual ellipsoid in the bulb and having a coil length less than or equal to the distance between the focal points;
A halogen bulb characterized by comprising:
このバルブ内の仮想楕円体の2焦点間に配置され、この焦点間距離以下のコイル長を有するフィラメントと;A filament disposed between the two focal points of a virtual ellipsoid in the bulb and having a coil length less than or equal to the distance between the focal points;
上記バルブの回転楕円体部と膨出部に形成された可視光透過赤外線反射膜と;A visible light transmitting infrared reflecting film formed on the spheroid and bulge of the bulb;
を具備することを特徴とするハロゲン電球。A halogen bulb characterized by comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02147394A JP3674712B2 (en) | 1993-03-29 | 1994-02-18 | Halogen bulb, halogen bulb with reflector, and lighting device |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-70518 | 1993-03-29 | ||
| JP7051893 | 1993-03-29 | ||
| JP7051793 | 1993-03-29 | ||
| JP5-70517 | 1993-03-29 | ||
| JP02147394A JP3674712B2 (en) | 1993-03-29 | 1994-02-18 | Halogen bulb, halogen bulb with reflector, and lighting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06338303A JPH06338303A (en) | 1994-12-06 |
| JP3674712B2 true JP3674712B2 (en) | 2005-07-20 |
Family
ID=27283441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02147394A Expired - Lifetime JP3674712B2 (en) | 1993-03-29 | 1994-02-18 | Halogen bulb, halogen bulb with reflector, and lighting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3674712B2 (en) |
-
1994
- 1994-02-18 JP JP02147394A patent/JP3674712B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06338303A (en) | 1994-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4453203A (en) | Lighting fixture reflector | |
| JPH0468721B2 (en) | ||
| US5719468A (en) | Incandescent lamp | |
| JP3674712B2 (en) | Halogen bulb, halogen bulb with reflector, and lighting device | |
| US5675218A (en) | Incandescent lamp and a lighting apparatus using the lamp | |
| JPH06283146A (en) | Halogen lamp | |
| KR970003356B1 (en) | Electric incandescent lamp and blown glass bulb thereof | |
| JP3518151B2 (en) | Incandescent light bulbs and reflective lighting devices | |
| JP3168588B2 (en) | Incandescent light bulb | |
| JP4161235B2 (en) | Bulbs, reflector bulbs and lighting fixtures | |
| JP3712080B2 (en) | Light bulb and lighting equipment | |
| JPH06290760A (en) | Halogen bulb | |
| JPS59157947A (en) | Bulb | |
| JPH0582107A (en) | Halogen bulb with dichroic mirror | |
| JPH0721996A (en) | Light bulb and light bulb with reflector | |
| JP2001160377A (en) | Halogen bulbs, automotive headlights and lighting devices | |
| JPH0451935B2 (en) | ||
| JP3674218B2 (en) | Light bulbs and lighting fixtures | |
| JP4577187B2 (en) | Lamp with reflector | |
| JPH0773858A (en) | Halogen bulbs for vehicle headlights, vehicle headlights and vehicles | |
| JP3712079B2 (en) | Incandescent light bulb and lighting device | |
| JP2007073276A (en) | Lamp unit | |
| JPH0917394A (en) | Light bulbs, light bulbs with reflectors, and lighting devices | |
| JP2002075271A (en) | Illumination device | |
| JP3102041B2 (en) | Incandescent light bulb |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040108 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040226 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050407 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050420 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090513 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090513 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100513 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100513 Year of fee payment: 5 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100513 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100513 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110513 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110513 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120513 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120513 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130513 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130513 Year of fee payment: 8 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |