JPH06203811A - タングステン−ハロゲン光源を含むランプ - Google Patents
タングステン−ハロゲン光源を含むランプInfo
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- JPH06203811A JPH06203811A JP5275854A JP27585493A JPH06203811A JP H06203811 A JPH06203811 A JP H06203811A JP 5275854 A JP5275854 A JP 5275854A JP 27585493 A JP27585493 A JP 27585493A JP H06203811 A JPH06203811 A JP H06203811A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01K—ELECTRIC INCANDESCENT LAMPS
- H01K1/00—Details
- H01K1/62—One or more circuit elements structurally associated with the lamp
- H01K1/66—One or more circuit elements structurally associated with the lamp with built-in fuse
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- H01K1/28—Envelopes; Vessels
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
Abstract
(57)【要約】
【目的】 タングステン−ハロゲン電球の破損の危険を
低減する。 【構成】 フィラメント２６のまわりを囲む光透過性の
ＩＲ被覆フィラメント室２０が外管１２内に収容され
る。ヒューズ５０，５２がフィラメントの互いに反対側
の端部に接続される。ヒューズによりフィラメントの破
断部に生じる電気アークの期間および大きさを制限する
と共に、封入ガス圧力を２５００Ｔｏｒｒ以下とするこ
とにより、容器破損の可能性を軽減する。
低減する。 【構成】 フィラメント２６のまわりを囲む光透過性の
ＩＲ被覆フィラメント室２０が外管１２内に収容され
る。ヒューズ５０，５２がフィラメントの互いに反対側
の端部に接続される。ヒューズによりフィラメントの破
断部に生じる電気アークの期間および大きさを制限する
と共に、封入ガス圧力を２５００Ｔｏｒｒ以下とするこ
とにより、容器破損の可能性を軽減する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、タングステン−ハロ
ゲン白熱電球に関し、特に、封入ガス圧力の低下と迅速
に作用するヒューズとを組み合わせて、ランプの容器破
損の危険を実質的になくした、タングステン−ハロゲン
白熱電球に関する。
ゲン白熱電球に関し、特に、封入ガス圧力の低下と迅速
に作用するヒューズとを組み合わせて、ランプの容器破
損の危険を実質的になくした、タングステン−ハロゲン
白熱電球に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第４，９４２，３３１号に開示
されているように、フィラメントを包囲する、両端が気
密にシールされた両端子（ダブルエンド）型フィラメン
トランプはこの業界で周知である。これらのランプは、
通常、フィラメント室を形成する石英管と、フィラメン
ト室内に収容され、その長さの両端でモリブデン箔によ
り支持された細長いタングステンフィラメントから構成
される。フィラメント室には通常１種以上の不活性ガス
を封入し、薄膜の光干渉フィルタを被覆する。光干渉フ
ィルタは、フィラメントが発光した赤外線を反射してフ
ィラメントに戻し、同時にフィラメントが発生した電磁
波スペクトルの可視光部分を透過する。フィルタにより
反射されてフィラメントに戻された赤外線を、電磁波ス
ペクトルの可視光部分の光放射線に再転換し、これによ
りランプの発光効率を大幅に増加する。
されているように、フィラメントを包囲する、両端が気
密にシールされた両端子（ダブルエンド）型フィラメン
トランプはこの業界で周知である。これらのランプは、
通常、フィラメント室を形成する石英管と、フィラメン
ト室内に収容され、その長さの両端でモリブデン箔によ
り支持された細長いタングステンフィラメントから構成
される。フィラメント室には通常１種以上の不活性ガス
を封入し、薄膜の光干渉フィルタを被覆する。光干渉フ
ィルタは、フィラメントが発光した赤外線を反射してフ
ィラメントに戻し、同時にフィラメントが発生した電磁
波スペクトルの可視光部分を透過する。フィルタにより
反射されてフィラメントに戻された赤外線を、電磁波ス
ペクトルの可視光部分の光放射線に再転換し、これによ
りランプの発光効率を大幅に増加する。
【０００３】フィラメントランプの点灯中、タングステ
ンは常時フィラメントの表面から放出されている。この
タングステンは通常、フィラメント室の表面上に集積
し、ランプが放つ光の量を徐々に少なくする傾向があ
る。しかし、室内の少量のガスが、フィラメントから蒸
発するタングステンを捕捉し、それを高熱フィラメント
上に再堆積する。蒸発を抑制するために、封入ガスの圧
力を常温で約４０００Ｔｏｒｒとするのが代表的であ
る。
ンは常時フィラメントの表面から放出されている。この
タングステンは通常、フィラメント室の表面上に集積
し、ランプが放つ光の量を徐々に少なくする傾向があ
る。しかし、室内の少量のガスが、フィラメントから蒸
発するタングステンを捕捉し、それを高熱フィラメント
上に再堆積する。蒸発を抑制するために、封入ガスの圧
力を常温で約４０００Ｔｏｒｒとするのが代表的であ
る。
【０００４】米国特許第４，５９８，２２５号に開示さ
れているように、タングステン−ハロゲン白熱電球に
は、タングステン−ハロゲン電球が点灯中に破裂する可
能性が、小さいながら、ある。まれではあるが、ランプ
が破裂する場合、通常ランプ内で次の順序で事態が進行
する。内側光源カプセルが破裂し、ガラスの破片が外管
に向かって飛び散る。その際、ランプの外管が破裂する
可能性もある。このタイプのランプ破損を以下、ランプ
の「容器破損」（containment failure ）という。米国
特許第４，５９８，２２５号に開示されているように、
タングステン−ハロゲン電球が内側光源カプセルの破裂
に耐える能力を高めるために、種々の方法が提案されて
いる。これらの方法には、ガラスの破片が外管に衝撃を
与えるのを抑制する方法、外管を補強して破片が外管に
飛ばされた場合でも外管が割れないようにする方法、ま
たはこれら両方の組み合わせなどがある。
れているように、タングステン−ハロゲン白熱電球に
は、タングステン−ハロゲン電球が点灯中に破裂する可
能性が、小さいながら、ある。まれではあるが、ランプ
が破裂する場合、通常ランプ内で次の順序で事態が進行
する。内側光源カプセルが破裂し、ガラスの破片が外管
に向かって飛び散る。その際、ランプの外管が破裂する
可能性もある。このタイプのランプ破損を以下、ランプ
の「容器破損」（containment failure ）という。米国
特許第４，５９８，２２５号に開示されているように、
タングステン−ハロゲン電球が内側光源カプセルの破裂
に耐える能力を高めるために、種々の方法が提案されて
いる。これらの方法には、ガラスの破片が外管に衝撃を
与えるのを抑制する方法、外管を補強して破片が外管に
飛ばされた場合でも外管が割れないようにする方法、ま
たはこれら両方の組み合わせなどがある。
【０００５】これらの封じ込め方法ではハードウェアを
追加する必要があり、結果として製造コストが増加し、
ランプ効率が低下する。したがって、従来の封じ込めの
問題に関する解決策となり、同時にランプに高い光効率
を与えるタングステン−ハロゲン電球およびその製造方
法が必要とされている。
追加する必要があり、結果として製造コストが増加し、
ランプ効率が低下する。したがって、従来の封じ込めの
問題に関する解決策となり、同時にランプに高い光効率
を与えるタングステン−ハロゲン電球およびその製造方
法が必要とされている。
【０００６】
【発明の概要】この発明によれば、タングステン−ハロ
ゲン電球は、フィラメントのまわりを囲む光透過性の内
側フィラメント室を含む。フィラメント室の封入ガスの
常温圧力を１５００−２５００Ｔｏｒｒとし、フィラメ
ント破断部に電気アークが生じた場合にフィラメント室
が破裂する可能性を低減する。
ゲン電球は、フィラメントのまわりを囲む光透過性の内
側フィラメント室を含む。フィラメント室の封入ガスの
常温圧力を１５００−２５００Ｔｏｒｒとし、フィラメ
ント破断部に電気アークが生じた場合にフィラメント室
が破裂する可能性を低減する。
【０００７】ヒューズ手段をフィラメント組立体の互い
に反対側の第１端および第２端に接続して、フィラメン
ト破損時に生じる電気アークの期間および大きさを制限
し、これによりフィラメント室の破裂の可能性を大幅に
軽減する。フィラメント室は、赤外線を反射し、可視光
を透過する皮膜（ＩＲ皮膜）で被覆する。不活性ガス封
入物は、本質的にアルゴン、キセノン、クリプトン、ハ
ロゲンおよびこれらの化合物よりなる群から選ばれた不
活性ガスと少量の窒素を含む。ランプは、フィラメント
室と離間関係にある外側ガラスエンベロープ（外管）
と、内側および外側エンベロープを支持する口金部材を
含み、こうして白熱電球を構成する。低い封入圧力、フ
ィラメントヒューズおよびＩＲ皮膜を有するこの発明の
ランプは、ランプ寿命を短くすることなく、安全であ
り、しかもルーメン出力が従来のランプと較べて高いこ
とを確かめた。限定するわけではないが、具体例を示す
と、この発明のランプは、１２０Ｖにて６０−１００Ｗ
の電力範囲にわたって点灯すると、光出力が２５００時
間の寿命にわたって２３−３０ルーメン／ワット（Ｌ／
Ｗ）である。
に反対側の第１端および第２端に接続して、フィラメン
ト破損時に生じる電気アークの期間および大きさを制限
し、これによりフィラメント室の破裂の可能性を大幅に
軽減する。フィラメント室は、赤外線を反射し、可視光
を透過する皮膜（ＩＲ皮膜）で被覆する。不活性ガス封
入物は、本質的にアルゴン、キセノン、クリプトン、ハ
ロゲンおよびこれらの化合物よりなる群から選ばれた不
活性ガスと少量の窒素を含む。ランプは、フィラメント
室と離間関係にある外側ガラスエンベロープ（外管）
と、内側および外側エンベロープを支持する口金部材を
含み、こうして白熱電球を構成する。低い封入圧力、フ
ィラメントヒューズおよびＩＲ皮膜を有するこの発明の
ランプは、ランプ寿命を短くすることなく、安全であ
り、しかもルーメン出力が従来のランプと較べて高いこ
とを確かめた。限定するわけではないが、具体例を示す
と、この発明のランプは、１２０Ｖにて６０−１００Ｗ
の電力範囲にわたって点灯すると、光出力が２５００時
間の寿命にわたって２３−３０ルーメン／ワット（Ｌ／
Ｗ）である。
【０００８】所望に応じて、この発明のランプの１実施
例では、シュラウドをフィラメント室のまわりに配置す
る。
例では、シュラウドをフィラメント室のまわりに配置す
る。
【０００９】
【具体的な構成】図１にこの発明の白熱電球の好適な実
施例を示す。白熱電球１０は、光源１４を包囲する関係
にある光透過性材料から形成した外管（外側エンベロー
プ）１２を有する。ねじ込み部分を有する導電性口金１
６が外管１２に連結されている。ねじ込み式口金を図示
したが、代わりに他の形式の通常の口金を用いることも
この発明の範囲内にある。
施例を示す。白熱電球１０は、光源１４を包囲する関係
にある光透過性材料から形成した外管（外側エンベロー
プ）１２を有する。ねじ込み部分を有する導電性口金１
６が外管１２に連結されている。ねじ込み式口金を図示
したが、代わりに他の形式の通常の口金を用いることも
この発明の範囲内にある。
【００１０】光源１４は両端子型エンベロープ部分１８
を有し、これが球形、楕円形または円筒形またはこれら
の複合形状のフィラメント室２０を画成する。フィラメ
ント室２０の外径は管端部分２２および２４の外径より
大きい。フィラメント室２０を、壁厚ｙが２３−３９ミ
ルの間にある溶融石英材料から形成するのが好ましい。
ここでは両端子型エンベロープを図示し説明するが、代
わりに米国特許第４，７４３，８０３号に開示されたよ
うな片端子（シングルエンド）型エンベロープ部分を用
いることもこの発明の範囲内にある。
を有し、これが球形、楕円形または円筒形またはこれら
の複合形状のフィラメント室２０を画成する。フィラメ
ント室２０の外径は管端部分２２および２４の外径より
大きい。フィラメント室２０を、壁厚ｙが２３−３９ミ
ルの間にある溶融石英材料から形成するのが好ましい。
ここでは両端子型エンベロープを図示し説明するが、代
わりに米国特許第４，７４３，８０３号に開示されたよ
うな片端子（シングルエンド）型エンベロープ部分を用
いることもこの発明の範囲内にある。
【００１１】フィラメント室２０はその外面に皮膜また
はフィルタ２１を有し、この皮膜２１はフィラメント室
内に配置されたフィラメント２６が発光する赤外線を反
射してフィラメントに戻し、可視光を透過する。適当な
光干渉フィルタを用いることができるが、この発明のラ
ンプは、多層光干渉皮膜で被覆するのが好ましく、これ
は酸化タンタル、チタニア、酸化ニオブ、酸化ハフニウ
ムおよびこれらの混合物などの耐火金属酸化物の層と低
屈折率材料の層とを交互に積層して構成し、低屈折率材
料としては現在のところシリカが適切である。これらの
材料自体そしてそれをＩＲランプ皮膜として適用するこ
とは、当業者に周知である。この発明のランプは、後述
する実施例のランプも同様であるが、シリカおよび酸化
タンタルを交互に４０層以上被覆する。このような、フ
ィラメントが発光する電磁波スペクトルの異なる部分を
選択的に反射および透過する多層皮膜の例が、米国特許
第５，１３８，２１９号に開示されており、詳しくはそ
の明細書を参照されたい。この発明の好適な実施例で
は、フィルタ２１が発光スペクトルの赤外線を反射して
フィラメントに戻し、可視部分は透過する。
はフィルタ２１を有し、この皮膜２１はフィラメント室
内に配置されたフィラメント２６が発光する赤外線を反
射してフィラメントに戻し、可視光を透過する。適当な
光干渉フィルタを用いることができるが、この発明のラ
ンプは、多層光干渉皮膜で被覆するのが好ましく、これ
は酸化タンタル、チタニア、酸化ニオブ、酸化ハフニウ
ムおよびこれらの混合物などの耐火金属酸化物の層と低
屈折率材料の層とを交互に積層して構成し、低屈折率材
料としては現在のところシリカが適切である。これらの
材料自体そしてそれをＩＲランプ皮膜として適用するこ
とは、当業者に周知である。この発明のランプは、後述
する実施例のランプも同様であるが、シリカおよび酸化
タンタルを交互に４０層以上被覆する。このような、フ
ィラメントが発光する電磁波スペクトルの異なる部分を
選択的に反射および透過する多層皮膜の例が、米国特許
第５，１３８，２１９号に開示されており、詳しくはそ
の明細書を参照されたい。この発明の好適な実施例で
は、フィルタ２１が発光スペクトルの赤外線を反射して
フィラメントに戻し、可視部分は透過する。
【００１２】フィラメント２６は、代表的には二重コイ
ル・タングステンフィラメントで、その内側リード２８
および３０がモリブデン箔３２および３４に溶接されて
いる。フィラメントの外側リード３６および３８がモリ
ブデン箔３２および３４の反対端に溶接され、こうして
フィラメント組立体４０を完成する。フィラメント組立
体４０は両端子型ランプエンベロープ１８内に配置され
ている。
ル・タングステンフィラメントで、その内側リード２８
および３０がモリブデン箔３２および３４に溶接されて
いる。フィラメントの外側リード３６および３８がモリ
ブデン箔３２および３４の反対端に溶接され、こうして
フィラメント組立体４０を完成する。フィラメント組立
体４０は両端子型ランプエンベロープ１８内に配置され
ている。
【００１３】この発明の重要な特徴は、フィラメント室
２０内の封入ガスの圧力および種類に関係している。封
入ガスの特定の常温圧力範囲が、後述するように、この
発明の１つの重要な特徴である。フィラメント室２０を
フラッシュ（清浄化）し、アルゴン、キセノンまたはク
リプトンなどの不活性ガスを、少量（すなわち＜１０
％）の窒素および１種以上のハロゲン化合物とともに、
充填する。米国特許第４，８１０，９３２号に、ここで
説明している形式のランプを形成する適当な製造方法が
開示されており、詳しくはその明細書を参照されたい。
２０内の封入ガスの圧力および種類に関係している。封
入ガスの特定の常温圧力範囲が、後述するように、この
発明の１つの重要な特徴である。フィラメント室２０を
フラッシュ（清浄化）し、アルゴン、キセノンまたはク
リプトンなどの不活性ガスを、少量（すなわち＜１０
％）の窒素および１種以上のハロゲン化合物とともに、
充填する。米国特許第４，８１０，９３２号に、ここで
説明している形式のランプを形成する適当な製造方法が
開示されており、詳しくはその明細書を参照されたい。
【００１４】完成したランプ１４は、フィラメント組立
体４０を収納したフィラメント室部分１８を備える。管
状端部２２および２４を箔部材３２および３４上に収縮
シールして、前述した不活性ガス封入物を含む室２０と
の気密シールを形成する。外側フィラメントリード３６
および３８は管状部分２２および２４の端部を通過し、
所望の長さに切断されている。外管１２はセメントなど
により口金１６に取り付けられ、不活性ガス、たとえば
窒素または貴ガスまたはこれらの混合物を含有する。代
表的には、外管１２は壁厚ｘが１５−４０ミルであるガ
ラス製である。
体４０を収納したフィラメント室部分１８を備える。管
状端部２２および２４を箔部材３２および３４上に収縮
シールして、前述した不活性ガス封入物を含む室２０と
の気密シールを形成する。外側フィラメントリード３６
および３８は管状部分２２および２４の端部を通過し、
所望の長さに切断されている。外管１２はセメントなど
により口金１６に取り付けられ、不活性ガス、たとえば
窒素または貴ガスまたはこれらの混合物を含有する。代
表的には、外管１２は壁厚ｘが１５−４０ミルであるガ
ラス製である。
【００１５】この発明のもう一つの重要な特徴は、外管
１２の壁の厚さ対フィラメント室２０の壁の厚さの比に
関する。前述したように、外管１２は１５−４０ミルの
壁厚ｘに形成し、フィラメント室２０は２３−３９ミル
の壁厚ｙに形成する。ランプ１０において、比ｘ／ｙ
（以下「壁厚比」という）が３より十分小さく、たとえ
ば１．７４−０．３８であり、１．３以下であるのが好
ましく、０．６５以下であるのが特に好ましい。これ
は、前掲の米国特許第４，５９８，２２５号に開示され
た、外管の壁厚対フィラメント室の壁厚の比が３にほぼ
等しいかそれより大きい厚いガラス外管とは対照的であ
る。
１２の壁の厚さ対フィラメント室２０の壁の厚さの比に
関する。前述したように、外管１２は１５−４０ミルの
壁厚ｘに形成し、フィラメント室２０は２３−３９ミル
の壁厚ｙに形成する。ランプ１０において、比ｘ／ｙ
（以下「壁厚比」という）が３より十分小さく、たとえ
ば１．７４−０．３８であり、１．３以下であるのが好
ましく、０．６５以下であるのが特に好ましい。これ
は、前掲の米国特許第４，５９８，２２５号に開示され
た、外管の壁厚対フィラメント室の壁厚の比が３にほぼ
等しいかそれより大きい厚いガラス外管とは対照的であ
る。
【００１６】光源１４は図示の反射ランプ１０の導電性
口金１６に、第１および第２導電性装着用脚部ワイヤ４
２および４４によって装着されている。装着用脚部ワイ
ヤ４２は、第１端が、代表的には溶接により、外側リー
ド３６の自由端に連結され、脚部ワイヤ４２の第２端は
フレア部４８に突入している。装着用脚部ワイヤ４４
は、第１端が、代表的には溶接により、外側リード３８
に連結され、反対側の第２端がフレア部４８に突入して
いる。フレア部４８に突入した脚部ワイヤ４２および４
４の第２端部はそれぞれ、第１および第２ジュメット線
４３および４５の第１端に溶接されている。ジュメット
線はフレア材料に気密シールされている。
口金１６に、第１および第２導電性装着用脚部ワイヤ４
２および４４によって装着されている。装着用脚部ワイ
ヤ４２は、第１端が、代表的には溶接により、外側リー
ド３６の自由端に連結され、脚部ワイヤ４２の第２端は
フレア部４８に突入している。装着用脚部ワイヤ４４
は、第１端が、代表的には溶接により、外側リード３８
に連結され、反対側の第２端がフレア部４８に突入して
いる。フレア部４８に突入した脚部ワイヤ４２および４
４の第２端部はそれぞれ、第１および第２ジュメット線
４３および４５の第１端に溶接されている。ジュメット
線はフレア材料に気密シールされている。
【００１７】この発明によればさらに、ヒューズ手段が
第１および第２ヒューズ線を含み、それぞれ、フィラメ
ント組立体の互いに反対側の第１端および第２端と直列
に接続されている。第１および第２ヒューズ線は、ラン
プに導入された電流の約１−３半サイクル以内に作用し
始め、約６サイクル以内に溶融する。ヒューズ手段はさ
らに、第１端がフィラメント組立体の互いに反対側の第
１および第２端に接続された第１および第２導電性装着
用脚部ワイヤを含む。第１および第２ジュメット線は前
記第１および第２装着用脚部ワイヤの第２端に接続され
ている。第１および第２ヒューズ線は第１端では第１お
よび第２ジュメット線に、反対側の第２端では金属口金
に接続されている。第１および第２ヒューズは、本質的
に純粋な脱ガスニッケルから製造することのできる細長
いワイヤ片である。
第１および第２ヒューズ線を含み、それぞれ、フィラメ
ント組立体の互いに反対側の第１端および第２端と直列
に接続されている。第１および第２ヒューズ線は、ラン
プに導入された電流の約１−３半サイクル以内に作用し
始め、約６サイクル以内に溶融する。ヒューズ手段はさ
らに、第１端がフィラメント組立体の互いに反対側の第
１および第２端に接続された第１および第２導電性装着
用脚部ワイヤを含む。第１および第２ジュメット線は前
記第１および第２装着用脚部ワイヤの第２端に接続され
ている。第１および第２ヒューズ線は第１端では第１お
よび第２ジュメット線に、反対側の第２端では金属口金
に接続されている。第１および第２ヒューズは、本質的
に純粋な脱ガスニッケルから製造することのできる細長
いワイヤ片である。
【００１８】具体的には、第１ヒューズ線５０は、第１
端がジュメット線４３の第２端に溶接され、フレア部４
８の底部から突出し、第２端が金属口金１６の側面に電
気接触している。第２ヒューズ線５２は、第１端がジュ
メット線４５の第２端に溶接され、フレア部４８の底部
から突出し、第２端が金属口金１６の底部に電気接触し
ている。第１および第２ヒューズ線５０および５２は、
普通のヒューズ線材料から選ぶことができ、たとえば、
代表的な家庭用入力電力、すなわち米国では６０Ｈｚで
１２０ボルトの約１−３半サイクル以内に作用し始める
ように設計された、脱ガスニッケル線を用いる。ヒュー
ズ線は約６サイクルで溶融し、電気接続を切るように設
計されている。ヒューズ線５０および５２は、所定の圧
力範囲の封入ガスとの組み合わせで、後述するようにこ
の発明にしたがって、容器破損を防止する。
端がジュメット線４３の第２端に溶接され、フレア部４
８の底部から突出し、第２端が金属口金１６の側面に電
気接触している。第２ヒューズ線５２は、第１端がジュ
メット線４５の第２端に溶接され、フレア部４８の底部
から突出し、第２端が金属口金１６の底部に電気接触し
ている。第１および第２ヒューズ線５０および５２は、
普通のヒューズ線材料から選ぶことができ、たとえば、
代表的な家庭用入力電力、すなわち米国では６０Ｈｚで
１２０ボルトの約１−３半サイクル以内に作用し始める
ように設計された、脱ガスニッケル線を用いる。ヒュー
ズ線は約６サイクルで溶融し、電気接続を切るように設
計されている。ヒューズ線５０および５２は、所定の圧
力範囲の封入ガスとの組み合わせで、後述するようにこ
の発明にしたがって、容器破損を防止する。
【００１９】光源１４内の不活性ガス封入物の常温圧力
は、前述したように１５００−２５００Ｔｏｒｒとする
のが好ましい。ガス圧力は点灯中に約２．５−３倍増加
する。この発明の重要な特徴は、フィラメントの断線ま
たは破損により形成されるギャップをまたぐランナウェ
イアーク（後述）に起因する、光源内のガスの温度およ
び圧力の上昇に関係する。封入圧力がこの発明で規定す
る範囲に設定されていれば、フィラメントが断線し、ラ
ンナウェイアークがフィラメントのギャップに生じたと
き、封入圧力が容器の破損をもたらす程大きく上昇しな
い。すなわち、この発明で設定する圧力範囲は十分に低
いので、ギャップ間のランナウェイアークにより発生す
る熱のためにフィラメント室２０内の圧力が上昇すると
き、アークが消滅するまで、容器圧力がフィラメント室
２０を破裂させるレベル未満に留まることを、確かめ
た。こうして容器破損を防止する。
は、前述したように１５００−２５００Ｔｏｒｒとする
のが好ましい。ガス圧力は点灯中に約２．５−３倍増加
する。この発明の重要な特徴は、フィラメントの断線ま
たは破損により形成されるギャップをまたぐランナウェ
イアーク（後述）に起因する、光源内のガスの温度およ
び圧力の上昇に関係する。封入圧力がこの発明で規定す
る範囲に設定されていれば、フィラメントが断線し、ラ
ンナウェイアークがフィラメントのギャップに生じたと
き、封入圧力が容器の破損をもたらす程大きく上昇しな
い。すなわち、この発明で設定する圧力範囲は十分に低
いので、ギャップ間のランナウェイアークにより発生す
る熱のためにフィラメント室２０内の圧力が上昇すると
き、アークが消滅するまで、容器圧力がフィラメント室
２０を破裂させるレベル未満に留まることを、確かめ
た。こうして容器破損を防止する。
【００２０】限定の目的ではなく、この発明を具体的に
示す実施例として、６０ワットおよび１００ワットラン
プの光束（ルーメン）出力を、ＩＲ被覆無しフィラメン
ト管およびＩＲ被覆フィラメント管について比較し、フ
ィラメント管圧力を減らすことのランプ効率への効果を
示す。ここで用いる用語「効率」は、光源が発する全光
束をルーメン／ワット（Ｌ／Ｗ）で表示した尺度であ
る。６０ワット管の場合、フィラメント室の容積は０．
５４ｃｃであり、１００ワット管の場合、フィラメント
室の容積は０．５７ｃｃである。ランプに使用した封入
ガスは、１０％未満のＮ2 および１％未満のＰＨ3 およ
びＣＨ3 Ｂｒを添加したキセノンガスであった。
示す実施例として、６０ワットおよび１００ワットラン
プの光束（ルーメン）出力を、ＩＲ被覆無しフィラメン
ト管およびＩＲ被覆フィラメント管について比較し、フ
ィラメント管圧力を減らすことのランプ効率への効果を
示す。ここで用いる用語「効率」は、光源が発する全光
束をルーメン／ワット（Ｌ／Ｗ）で表示した尺度であ
る。６０ワット管の場合、フィラメント室の容積は０．
５４ｃｃであり、１００ワット管の場合、フィラメント
室の容積は０．５７ｃｃである。ランプに使用した封入
ガスは、１０％未満のＮ2 および１％未満のＰＨ3 およ
びＣＨ3 Ｂｒを添加したキセノンガスであった。
【００２１】寿命を一定として、６０Ｗハロゲンランプ
の封入圧力を４０００Ｔｏｒｒから２０００Ｔｏｒｒに
減少させると、効率が約８％低下する。下記の表１にお
いては、６０Ｗ、１２０ＶＩＲ被覆無しランプの効率
が、一定寿命にて、１７．６Ｌ／Ｗから１６．２Ｌ／Ｗ
に低下している。
の封入圧力を４０００Ｔｏｒｒから２０００Ｔｏｒｒに
減少させると、効率が約８％低下する。下記の表１にお
いては、６０Ｗ、１２０ＶＩＲ被覆無しランプの効率
が、一定寿命にて、１７．６Ｌ／Ｗから１６．２Ｌ／Ｗ
に低下している。
【００２２】
【表１】
【００２３】下記の表２に示すように、一定の寿命で
は、１００Ｗ作動のＩＲ被覆ハロゲンランプの封入圧力
を４０００Ｔｏｒｒから２０００Ｔｏｒｒに減少させる
と、効率が約８％低下する。
は、１００Ｗ作動のＩＲ被覆ハロゲンランプの封入圧力
を４０００Ｔｏｒｒから２０００Ｔｏｒｒに減少させる
と、効率が約８％低下する。
【００２４】
【表２】
【００２５】しかし、表１における２０００Ｔｏｒｒで
のＩＲ被覆ランプの効率は、４０００ＴｏｒｒでのＩＲ
被覆無しランプの１７．６Ｌ／Ｗに対して、２４Ｌ／Ｗ
である。これは約３６％の効率上昇である。同様に、表
２における２０００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆ランプの効率
は、４０００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆無しランプの２０．
０Ｌ／Ｗに対して、２６．７Ｌ／Ｗである。これは約３
４％の効率上昇である。
のＩＲ被覆ランプの効率は、４０００ＴｏｒｒでのＩＲ
被覆無しランプの１７．６Ｌ／Ｗに対して、２４Ｌ／Ｗ
である。これは約３６％の効率上昇である。同様に、表
２における２０００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆ランプの効率
は、４０００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆無しランプの２０．
０Ｌ／Ｗに対して、２６．７Ｌ／Ｗである。これは約３
４％の効率上昇である。
【００２６】ハロゲン電球または白熱電球の正確な効率
は、ランプのワット数、電圧および寿命に依存するが、
１５００−２５００Ｔｏｒｒの間でのＩＲ被覆フィラメ
ント管の効率は、同じワット数、電圧および寿命の４０
００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆無しハロゲンフィラメント管
より２５％以上高く、好ましくは、同じワット数、電圧
および寿命の４０００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆無しハロゲ
ンフィラメント管より２５−３６％以上高い。
は、ランプのワット数、電圧および寿命に依存するが、
１５００−２５００Ｔｏｒｒの間でのＩＲ被覆フィラメ
ント管の効率は、同じワット数、電圧および寿命の４０
００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆無しハロゲンフィラメント管
より２５％以上高く、好ましくは、同じワット数、電圧
および寿命の４０００ＴｏｒｒでのＩＲ被覆無しハロゲ
ンフィラメント管より２５−３６％以上高い。
【００２７】封入ガスの圧力の低下はそれだけで、フィ
ラメントの破損、そしてそれに対応するランナウェイ電
流が生じた場合に、容器の破損を防止するのに十分であ
るが、この発明では、迅速に作用するヒューズを設ける
という追加の安全措置もとる。今まで考慮されたことの
ない状況を含むあらゆる状況での追加の安全措置を講じ
るために、迅速に作用する第１および第２ヒューズ５０
および５２を、電源（図示せず）または口金１６とフィ
ラメント組立体４０の第１および第２端との間に設け
る。これらのヒューズ５０および５２を脱ガス純ニッケ
ルの直径約９ミルのワイヤから形成するのが代表的であ
る。ヒューズは、電球に導入する電力（代表的には約１
２０Ｖ、６０Ｈｚ）の約１−３半サイクル以内に作用し
始め、ついで約６サイクルで溶融して電気接点を開くよ
うに、選択する。ヒューズは、約１４０Ｖまでの電力ス
パイクにも吹き飛ぶことなく耐えるように選択する。ヒ
ューズが必要なのは、フィラメントが切れた場合に、破
断の結果できるギャップにアークが発生し、そのアンペ
ア数が平常時の約０．５Ａから約１５−３０Ａに、極端
な場合には約１００−３００Ａのような高さに上昇す
る、すなわち急騰する（ランナウェイ）からである。
ラメントの破損、そしてそれに対応するランナウェイ電
流が生じた場合に、容器の破損を防止するのに十分であ
るが、この発明では、迅速に作用するヒューズを設ける
という追加の安全措置もとる。今まで考慮されたことの
ない状況を含むあらゆる状況での追加の安全措置を講じ
るために、迅速に作用する第１および第２ヒューズ５０
および５２を、電源（図示せず）または口金１６とフィ
ラメント組立体４０の第１および第２端との間に設け
る。これらのヒューズ５０および５２を脱ガス純ニッケ
ルの直径約９ミルのワイヤから形成するのが代表的であ
る。ヒューズは、電球に導入する電力（代表的には約１
２０Ｖ、６０Ｈｚ）の約１−３半サイクル以内に作用し
始め、ついで約６サイクルで溶融して電気接点を開くよ
うに、選択する。ヒューズは、約１４０Ｖまでの電力ス
パイクにも吹き飛ぶことなく耐えるように選択する。ヒ
ューズが必要なのは、フィラメントが切れた場合に、破
断の結果できるギャップにアークが発生し、そのアンペ
ア数が平常時の約０．５Ａから約１５−３０Ａに、極端
な場合には約１００−３００Ａのような高さに上昇す
る、すなわち急騰する（ランナウェイ）からである。
【００２８】従来のランプでは、ランナウェイアークに
より発生する熱ですでに高い圧力の封入ガスの圧力およ
び温度が増加し、それが原因で、フィラメント室２０が
破裂し、おそらくは容器破損を招いていた。しかし、こ
の発明では封入ガスの圧力を低くするので、フィラメン
ト室２０が破裂したり、容器の破損が起こる前に、ラン
ナウェイアークが消滅する。さらに、特に安全を図るた
めに、二重ヒューズ５０および５２によりアークの期間
と大きさを制限し、フィラメント室が破裂するおそれを
著しく減じる。
より発生する熱ですでに高い圧力の封入ガスの圧力およ
び温度が増加し、それが原因で、フィラメント室２０が
破裂し、おそらくは容器破損を招いていた。しかし、こ
の発明では封入ガスの圧力を低くするので、フィラメン
ト室２０が破裂したり、容器の破損が起こる前に、ラン
ナウェイアークが消滅する。さらに、特に安全を図るた
めに、二重ヒューズ５０および５２によりアークの期間
と大きさを制限し、フィラメント室が破裂するおそれを
著しく減じる。
【００２９】この発明の別の特徴は、フィラメント室の
ボイド、亀裂、ポケット、泡などに基づくフィラメント
室の破裂に起因する容器破損に関係する。すなわち、こ
れらのボイドなどはどんなに小さくても、時間経過とと
もに進展して最終的には割れる。これは、ランプをつけ
ていないときでも起こる可能性がある。このようなこと
が起こるのは極めてまれであるが、このような可能性に
対しても保護することは価値がある。このために、シュ
ラウド５８、代表的には中空なガラスまたは溶融石英の
円筒形を、フィラメント室２０から離間関係に配置す
る。ガラスコネクタブラケット５４および５６により、
シュラウド５８を装着用脚部４２に固着する。フィラメ
ント室が破裂すると、ガラス片、つまり破片が最初にシ
ュラウドの壁に当たる可能性がもっとも高い。その後、
破片はシュラウドの開口端から落下するが、接触する外
管を破壊するような力や速度はない。シュラウドをヒュ
ーズと一緒に図示したが、シュラウドを単独で用いるこ
とも、ヒューズまたは低圧封入ガスいずれかまたは両方
と組み合わせて用いることも、この発明の範囲に含まれ
る。
ボイド、亀裂、ポケット、泡などに基づくフィラメント
室の破裂に起因する容器破損に関係する。すなわち、こ
れらのボイドなどはどんなに小さくても、時間経過とと
もに進展して最終的には割れる。これは、ランプをつけ
ていないときでも起こる可能性がある。このようなこと
が起こるのは極めてまれであるが、このような可能性に
対しても保護することは価値がある。このために、シュ
ラウド５８、代表的には中空なガラスまたは溶融石英の
円筒形を、フィラメント室２０から離間関係に配置す
る。ガラスコネクタブラケット５４および５６により、
シュラウド５８を装着用脚部４２に固着する。フィラメ
ント室が破裂すると、ガラス片、つまり破片が最初にシ
ュラウドの壁に当たる可能性がもっとも高い。その後、
破片はシュラウドの開口端から落下するが、接触する外
管を破壊するような力や速度はない。シュラウドをヒュ
ーズと一緒に図示したが、シュラウドを単独で用いるこ
とも、ヒューズまたは低圧封入ガスいずれかまたは両方
と組み合わせて用いることも、この発明の範囲に含まれ
る。
【００３０】この発明を反射型白熱電球として説明し、
図示したが、その代わりにプレス・アルミニウム化反射
器（ＰＡＲ＝pressed aluminized reflector）、グロー
ブ、Ａラインなどの他のバルブを用いることも、この発
明の範囲内にある。片端子型タングステン−ハロゲン光
源を用いることも、この発明の範囲内にある。
図示したが、その代わりにプレス・アルミニウム化反射
器（ＰＡＲ＝pressed aluminized reflector）、グロー
ブ、Ａラインなどの他のバルブを用いることも、この発
明の範囲内にある。片端子型タングステン−ハロゲン光
源を用いることも、この発明の範囲内にある。
【図１】この発明の白熱電球を一部破断して、外管内に
配置されたタングステン−ハロゲンランプを示す側面図
である。
配置されたタングステン−ハロゲンランプを示す側面図
である。
１０ 電球 １２ 外管 １４ 光源 １６ 口金 １８ エンベロープ部分 ２０ フィラメント室 ２２、２４ 管端部分 ２６ フィラメント ２８、３０ 内側リード ３２、３４ 箔 ３６、３８ 外側リード ４０ フィラメント組立体 ４２、４４ 装着用脚部ワイヤ ４３、４５ ジュメット線 ４８ フレア部 ５０、５２ ヒューズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・エドワード・ザラー アメリカ合衆国、オハイオ州、ウィロウバ イ・ヒルズ、ランプライト・レーン、2874 番 (72)発明者 ロナルド・ジェームス・オールワート アメリカ合衆国、オハイオ州、コンコー ド・タウンシップ、ティール・コーブ、 7039番
Claims (10)
- 【請求項１】 光透過性材料製の外管と、 赤外反射性かつ可視光透過性の皮膜で被覆した光透過性
フィラメント室にフィラメントを収納したタングステン
−ハロゲン光源と、 前記フィラメント室内に、常温で２５００Ｔｏｒｒ以
下、好ましくは１５００−２５００Ｔｏｒｒの圧力に封
入された不活性ガス封入物と、 前記光源を前記外管内に装着する手段と、 前記フィラメントの互いに反対側の第１端および第２端
に接続され、フィラメントの破損時に生じる電気アーク
の期間と大きさを制限するヒューズ手段とを備え、 前記外管の壁厚をｘとし、前記フィラメント室の壁厚を
ｙとして、壁厚比ｘ／ｙが３より小さいことを特徴とす
る、前記外管が破損する可能性を大幅に軽減したラン
プ。 - 【請求項２】 壁厚比ｘ／ｙが約０．３８−１．７５で
ある請求項１に記載のランプ。 - 【請求項３】 前記光源が２５００時間の点灯寿命の間
光出力を２３−３０Ｌ／Ｗの間に維持する請求項１また
は２に記載のランプ。 - 【請求項４】 前記ガスが本質的にアルゴン、キセノ
ン、クリプトン、ハロゲンおよびこれらの化合物よりな
る群から選んだ不活性ガスと少量の窒素を含む請求項１
乃至３のいずれか１項に記載のランプ。 - 【請求項５】 前記外管が前記フィラメント室と離間し
ており、前記ランプはこれらのフィラメント室および外
管を支持して白熱電球を構成する口金部材を含む請求項
１乃至４のいずれか１項に記載のランプ。 - 【請求項６】 前記ヒューズ手段がそれぞれ前記フィラ
メントの第１端および第２端に接続された第１および第
２ヒューズ線を含み、これらの第１および第２ヒューズ
線が前記ランプに導入される電流の１−３半サイクル以
内に作用し始め、約６サイクル以内に溶融する請求項１
乃至５のいずれか１項に記載のランプ。 - 【請求項７】 前記ヒューズ手段は、 第１端が前記フィラメントの互いに反対側の第１端およ
び第２端に接続された第１および第２導電性装着用脚部
ワイヤ、 前記第１および第２装着用脚部ワイヤの第２端に接続さ
れた第１および第２ジュメット線、 第１端が前記第１および第２ジュメット線に、反対側の
第２端が前記金属口金に接続された前記第１および第２
ヒューズ線を含む請求項６に記載のランプ。 - 【請求項８】 前記第１および第２ヒューズが本質的に
純粋な脱ガスニッケル製の細長いワイヤ片である請求項
７に記載のランプ。 - 【請求項９】 さらにシュラウドが前記フィラメント室
のまわりに配置され、フィラメント室の破裂時に飛び散
るフィラメント室の破片の力と速度を減少させる請求項
１乃至８のいずれか１項に記載のランプ。 - 【請求項１０】 前記フィラメント室が溶融石英製であ
り、外管がガラス質ガラス製である請求項９に記載のラ
ンプ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US975296 | 1992-11-12 | ||
| US07/975,296 US5670840A (en) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | Tungsten-halogen incandescent lamp with reduced risk of containment failure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06203811A true JPH06203811A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=25522877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5275854A Pending JPH06203811A (ja) | 1992-11-12 | 1993-11-05 | タングステン−ハロゲン光源を含むランプ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5670840A (ja) |
| JP (1) | JPH06203811A (ja) |
| CA (1) | CA2108408A1 (ja) |
| DE (1) | DE4337807A1 (ja) |
| FR (1) | FR2697944B1 (ja) |
| GB (1) | GB2272569B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008515142A (ja) * | 2004-09-27 | 2008-05-08 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | ランプ |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5636209A (en) | 1994-05-05 | 1997-06-03 | Perlman; Stephen G. | Modem to support multiple site call conferenced data communications |
| US5558339A (en) | 1994-05-05 | 1996-09-24 | Perlman; Stephen G. | Network architecture to support recording and playback of real-time video games |
| US5624316A (en) | 1994-06-06 | 1997-04-29 | Catapult Entertainment Inc. | Video game enhancer with intergral modem and smart card interface |
| AU4149196A (en) | 1994-11-04 | 1996-05-31 | Catapult Entertainment, Inc. | Method and apparatus for loosely synchronizing closed free-running raster displays |
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