灯、带反射镜的灯和照明装置的制作方法

文档序号:2925316阅读:200来源:国知局
专利名称:灯、带反射镜的灯和照明装置的制作方法
技术领域
本发明涉及灯、带反射镜的灯和照明装置,特别涉及灯丝配线结构。
背景技术
带反射镜的灯,例如带反射镜的卤素电灯,具有在凹面状的反射镜内组装有卤素电灯的结构,作为例如摄影室照明,还有作为商业设施中的聚光灯等一般照明而使用。
对于该卤素电灯,谋求更高的聚光效率。在此所说的“聚光效率”表示单位功率的照度[lx/W]。
卤素电灯具备灯泡、和设在该灯泡内的灯丝体。已知的是随着使该灯丝体紧凑,可以逐渐接近于点光源,可以在和反射镜的组合中提高聚光效率。然而,一般地,若确定额定电压V和额定功率[W],以及额定寿命时间(例如3000小时),则实质上已经确定了构成灯丝体的钨线线材的长度和直径,所以无法例如单纯缩短线材长度而使灯丝体紧凑化。
如果确定额定电压和额定功率,则确定灯丝体的电阻值R成为主要因素。例如,如果缩短线材长度,则为了维持电阻值R需要缩小线材直径。然而,如果缩小线材直径,则在灯亮时,由于钨的蒸发,使钨线变细而容易断,存在寿命时间变短的倾向。另一方面,为了确保寿命时间而增大线材直径的情况下,则为了维持电阻值R需要加长线材长度。但是,如果线材过长,则需要对应于灯泡的大小等而把灯丝体的尺寸收缩在一定范围内,所以必须使间距变窄,或者减小设在灯泡内的状态下的灯丝体的张力,灯丝体的机械强度减弱,而有断掉的危险。因此,为了满足既定的额定电压、额定功率和额定寿命时间,实质上基本唯一地确定线材长度和线材直径,难以使灯丝体紧凑化。
再者,在市场上出售的作为聚光灯等一般照明用而使用的带反射镜的卤素电灯中,在例如波束角是10度,反射镜的镜子直径φ是50mm的情况下,现在在额定功率是65[W](额定电压是110V)的制约下,中心照度达到6500[lx](换算为中心光强是6500[cd]),但是希望获得更高的中心照度。
此外,这里所说的[中心照度],表示在照射面中反射镜的光轴和照射面相交区域的照度。
进而,希望延长灯的寿命。
为了在上述制约下提高聚光效率和中心照度,提出以下发明。
即,在作为摄影室照明用而使用的带反射镜的卤素电灯中,为了提高聚光效率并增大中心照度,已知使用如下所述的灯丝体具备直线且螺旋状卷绕的多个灯丝单体,这些灯丝单体相对于反射镜的光轴分别平行,并且在上述光轴周围大致对称地配置为等边三角形或正方形(例如参照专利文献1)。
再者,特别在为了提高发光效率而使用在玻璃灯泡的外表面形成红外线反射膜的卤素电灯的带反射镜的卤素电灯中,为了把从灯丝单体放射出,并被该红外线反射膜反射了的红外线有效地返还给灯丝单体,提出使用以下灯丝体,包括配置在上述光轴上的灯丝(以下称为“中央灯丝单体”),对于上述现有的带反射镜的卤素电灯中使用的灯丝体,进而配置直线且螺旋状卷绕在上述光轴上的灯丝单体;和至少3个其它灯丝(以下称为“周边灯丝单体”),大致对称地排列在中央灯丝单体周围(例如参照专利文献2)。
此外,这里所说的“发光效率”表示单位功率的光通量[lm/W]。
进而,一般地,在额定电压100V以上的卤素电灯中,多使用双绕线圈作为灯丝体,来作为用于使灯丝体紧凑而接近点光源的其他机构,进而为了进一步紧凑化,提出将三绕线圈作为灯丝体而使用的情况(例如参照专利文献3)。
专利文献1特表平6-510881号公报专利文献2特开2002-63869号公报专利文献3特开2001-345077号公报然而,认为把上述现有技术使用于聚光灯等一般照明用的带反射镜的卤素电灯,特别是波束角为狭角的类型的实现非常困难。在现有的额定电压设定为65[W]且具有10度的波束角的一般照明用带反射镜的卤素电灯中,调查使用专利文献1所述的灯丝体的情况、和使用专利文献2所述的灯丝体的情况的配光曲线,结果如图34所示。此外,在图34中,用虚线(i)表示在上述现有的一般照明用带反射镜的卤素电灯中使用专利文献1所述的灯丝体的情况的特性,用实线(ii)表示在上述现有的一般照明用带反射镜的卤素电灯中使用专利文献2所述的灯丝体的情况的特性。从图34可以清楚地看到,在前者的情况下,由于配置在光轴周围的灯丝单体,在照射面中,与光轴相当的部分的周边区域的照度较高,另一方面,中心照度(角度0度)与其周边的照度相比显著减小,再者,在后者的情况下,由于周边灯丝单体,在照射面中,不仅与光轴相当的部分,而且其周边区域的照度也增大,照射光扩大到整体,获得的波束角成为13度以上。
在现在市场上出售的一般照明用带反射镜的卤素电灯中,被称为狭角式卤素电灯的主流是波束角为10度。根据IEC标准60357,其波束角(10度)的误差允许范围是±25%,即在波束角的标准是10度的情况下,其误差的允许范围是7.5度~12.5度。因此,即使如上所述的现有灯丝体使用于作为聚光灯等一般照明用而使用的带反射镜的卤素电灯,也超出上述误差的允许范围,不能获得所希望的波束角(例如10度)。
这样的问题在作为摄影室照明用而使用的情况下表现不特别显著。这考虑主要是因为反射镜的镜子直径φ不同。即,一般照明用的带反射镜的卤素电灯中使用的反射镜的镜子直径φ主要是35mm~100mm,与此相对,摄影室照明用的带反射镜的卤素电灯中使用的反射镜的镜子直径φ主要是200mm~400mm。在反射镜中对中心照度起作用的区域(以下简称为“中心照度作用区域”),处于含有反射镜焦点的其附近区域。另外,反射镜的镜子直径φ越小,该中心照度作用区域越小,镜子直径φ越大,该中心照度作用区域越大。因此认为,在摄影室照明用的带反射镜的卤素电灯中,其中心照度作用区域较大,其结果为,使从配置在光轴周围的发光部放射的光也较大地对中心照度起作用。
再者,在这种带反射镜的卤素电灯中,作为摄影室照明而使用的情况下,其额定寿命主要是200小时~500小时,根据情况要求2000小时,在作为聚光灯等一般照明用而使用的情况下,其额定寿命是2000小时~3000小时,根据情况可能要求超过3000小时,结果,上述现有的带反射镜的卤素电灯,作为不特别要求长寿命的摄影室照明用在市场上销售,关于寿命未作充分研究,因此在作为特别是聚光灯等一般照明用而使用时,关于寿命仍有改善的余地。
进而,作为带反射镜的卤素电灯上所具备的灯丝体,若令采用预定的线圈为双层、三层,则耐振动性表现出下降的倾向,所以特别在灯泡内设置三绕线圈作为灯丝体的情况下,为了提高耐振动性,需要在向其纵长方向拉抻三绕线圈的情况下,即张紧的状态下,和内部导线等电或机械连接。然而,在那样时,三绕线圈中的三次线圈的间距增大,作为三绕线圈整体在其纵长方向增长而妨碍灯丝体的紧凑化,引起不能提高聚光效率的问题,所以要求提出替换三绕线圈的方法。

发明内容
本发明鉴于这样的状况而提出,提供一种灯、带反射镜的灯和照明装置,其第1目的在于提高聚光效率,其第2目的在于增大中心照度,其第3目的在于可以通过特别是波束角为狭角的类型来实现良好的配光特性,其第4目的在于可以实现长寿命化。
为了解决提高上述聚光效率的问题,本发明的灯,组装到照明装置的凹面状的反射镜内,额定电压设定为100V以上250V以下,具备灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有多个灯丝单体(element),并且在上述灯组装到上述反射镜内的状态下,配设在内含上述反射镜的焦点的位置,上述多个灯丝单体分别是单绕的线圈,一根配设在上述反射镜的光轴上,其余的一根以上的线圈配设在与上述中央灯丝单体的轴平行的轴上,上述多个灯丝单体,分别成形为从卷绕轴方向观察时的轮廓与大致圆形不同。
再者,在本发明的带反射镜的灯中,具备凹面状的反射镜;和配设在该反射镜内且额定电压设定为100V以上250V以下的灯,上述灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体配设为内含上述反射镜的焦点,并且具有多个灯丝单体,上述多个灯丝单体分别是单绕的线圈,一根配设在上述反射镜的光轴上,其余的一根以上的线圈配设在与上述光轴平行的轴上,上述各个灯丝单体分别成形为从卷绕轴方向观察时的轮廓与大致圆形不同。
为了解决提高上述中心照度和配光特性的问题,在本发明的带反射镜的灯中,具备凹面状的反射镜;和配置在该反射镜内的灯,该灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心(形心)的大致正多边形,上述中央灯丝单体的纵长方向的长度Lc、和上述周边灯丝单体的纵长方向的长度Ls构成为,把Ls/Lc调整为0.2以上0.9以下。
再者,本发明的灯,组装到照明装置的反射镜部内,上述灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,在把上述灯组装到上述反射镜部内时,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜部的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心(形心)的大致正多边形,上述中央灯丝单体的纵长方向的长度Lc、和上述周边灯丝单体的纵长方向的长度Ls构成为把Ls/Lc调整为0.2以上0.9以下。
为了解决上述寿命问题,在本发明的灯中,具备灯泡;和灯丝体,该灯丝体配置在该灯泡的内部,并且至少具有3个直线状的灯丝单体,上述灯丝单体,其纵长方向的中心轴和上述灯泡的纵长方向的中心轴大致平行,并且以围绕上述灯泡的纵长方向的中心轴的方式林立,在该状态下,上述灯丝单体排列为在分别连结上述各个灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述灯泡的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成大致正多边形,该大致正多边形以上述灯泡的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心(形心),在上述灯泡中,上述灯丝体所位于的部分的最大内径R、和上述灯丝体的最大外径r构成为,把r/R调整为0.25以上0.75以下。
再者,在本发明的灯中,组装到照明装置的反射镜部内,上述灯具有灯泡和配置在该灯泡内部的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,在把上述灯组装到上述反射镜部内时,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜部的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成大致正多边形,该大致正多边形以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心(形心),在上述灯泡中,上述灯丝体所位于的部分的最大内径R、和上述灯丝体的最大外径r构成为,把r/R调整为0.25以上0.75以下。
进而,在本发明的带反射镜的灯中,具备凹面状的反射镜;和配置在该反射镜内的灯,该灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成大致正多边形,该大致正多边形以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心(形心),在上述灯泡中,上述灯丝体所位于的部分的最大内径R、和上述灯丝体的最大外径r构成为,把r/R调整为0.25以上0.75以下。
发明效果如上所述,本发明的灯,组装到照明装置的反射镜内,额定电压为100V以上250V以下,上述灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体配设为,在上述灯组装到上述反射镜内的状态下,内含上述反射镜的焦点,并且具有多个灯丝单体,上述多个灯丝单体分别是单绕的线圈,所以与多绕的线圈相比,可以提高耐振动性。
再者,在该灯中,由于构成灯丝体的多个灯丝单体分别是单绕的线圈,所以与多绕的线圈相比可以减小线圈的间距,除此以外,由于上述多个灯丝单体,一根配设在上述反射镜的光轴上,其余的一根以上的线圈配设在与上述光轴平行的轴上,所以与不在反射镜的光轴上配设灯丝单体的情况相比,可以提高中心照度和集光效率。
进而,在该灯中,由于上述灯丝单体分别成形为从卷绕轴方向观察时的轮廓与大致圆形不同,所以与从卷轴方向观察时的灯丝单体的轮廓是大致圆形,即正圆或由于加工精度的高低而变形接近于正圆的情况相比,可以缩短灯丝体光轴方向的长度。因此,在该灯中,与现有的灯相比,可以增加反射镜内的存在于上述中心照度作用区域内的灯丝体的比例,可以提高中心照度和集光效率。
如果上述轮廓是扁平形状,则制造容易,是优选方式。
如果上述轮廓是长方形,大致跑道形或长圆形,则制造更容易,为优选,特别的,大致跑道形或长圆形,可以使用现有技术用于制作灯丝单体的芯线来制作,制造更容易,所以为优选方式。
如果上述多个灯丝单体是3个,则可以减少上述周边灯丝单体的根数,可以抑制从上述中央灯丝单体发出的光被周边灯丝单体挡住的情况,所以可以实现中心照度的增大和聚光效率的提高,进而,由于灯丝体中的灯丝单体的数量减少,所以可以加大灯丝单体彼此的间隙,可以提高耐冲击性、耐振动性和寿命。
如果三个灯丝单体以各自的卷绕轴配设在同一平面上的方式设在上述灯泡内,则可以实现照射面中的配光的均一性,为优选方式。
上述反射镜,如果其反射面是旋转椭圆体外周面形状或旋转抛物面形状,开口内径是30mm以上100mm以下,则可以容易地把波束角调整为7.5度以上12.5度以下即所谓的狭角,为优选方式。
使上述灯上具备凹面状的反射镜,也获得上述效果。
把上述灯组装到具备反射镜的照明器具中,也同样获得上述效果。
如上所述,在本发明的带反射镜的灯中,具备凹面状的反射镜;和配置在该反射镜内的灯,该灯有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成大致正多边形,该大致正多边形以上述中央灯丝单体纵长方向的中心轴上的点为重心(形心),在令上述中央灯丝单体的线圈长度为Lc[mm]、和上述周边灯丝单体的线圈长度Ls[mm]的比为Ls/Lc时,由于以Ls/Lc为0.2以上0.9以下的方式确定中央灯丝单体的线圈长度Lc和周边灯丝单体的线圈长度Ls,因此,可以使周边灯丝单体的线圈长度Ls比中央灯丝单体的线圈长度Lc短,或者可以使中央灯丝单体的线圈长度Lc比周边灯丝单体的线圈长度Ls相对较长,所以与现有带反射镜的灯相比,可以提高中心照度,令中心照度为最大照度,并且可以使波束角变窄。因此,在该带反射镜的灯中,与现有带反射镜的灯相比,可以增大中心照度,并且可以通过特别是波束角为狭角的类型来实现良好的配光特性。
在把上述中央灯丝单体和上述各个周边灯丝单体之间的距离D1分别设定为0.1mm以上2.2mm以下的情况下,可以提高上述中心照度作用区域中上述灯丝体的密度,并且可以抑制在构成上述灯丝体的中央灯丝单体和各周边灯丝单体之间发生电电弧放电,所以与现有带反射镜的灯相比,可以提高中心照度,并且可以抑制各灯丝单体断掉。
上述效果不限于灯上具备反射镜的情况,在灯安装预定的照明装置侧具备反射镜的情况下,也可以同样获得上述效果。不过,前提是照明装置上具备的反射镜的光轴和灯纵长方向的中心轴大致一致。
上述效果不限于带反射镜的灯,即使将从该带反射镜的灯上去掉反射镜,而成为没有反射镜的灯组装到具备反射镜部的照明装置上,也可以获得同样效果。不过,前提是反射镜部的光轴和该没有反射镜的灯的纵长方向的中心轴大致一致。
在把该带反射镜的灯安装到照明装置上的情况下,同样可以起到上述效果。
如上所述,在本发明的灯中,具备灯泡;和灯丝体,该灯丝体配置在该灯泡的内部,并且至少具有3个直线状的灯丝单体,上述灯丝单体,其纵长方向的中心轴和上述灯泡的纵长方向的中心轴大致平行,并且以围绕上述灯泡的纵长方向的中心轴的方式林立,在该状态下,上述灯丝单体排列为,在分别连结上述各个灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述灯泡的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成大致正多边形,该大致正多边形以上述灯泡的纵长方向的中心轴上的点为重心(形心),在上述灯泡中,在令上述灯丝体所位于的部分的最大内径R[mm]、和上述灯丝体的最大外径r[mm]的比为r/R时,以r/R为0.25以上0.75以下的方式确定最大外径r和最大内径R,所以与现有的灯相比,可以使在该灯亮时在灯泡和灯丝体之间产生的对流层变薄,可以抑制灯丝体构成材料的蒸发量,并且可以抑制灯泡和灯丝体的温度上升,所以可以抑制灯丝体断掉,可以抑制蒸发了的灯丝体构成材料附着在灯泡上而产生灯泡内表面黑化,并且可以抑制灯泡的破损。因此,在该灯中,与现有的灯相比,可以延长寿命。
在该灯上设置反射镜,并使该灯的灯泡的纵长方向中心轴和该反射镜的光轴大致位于同一轴上的情况下,也同样可以获得上述效果。
再者,在下述构成的情况下也同样可以获得上述效果,即,一种灯,组装到照明装置的反射镜部内,上述灯具有灯泡和配置在该灯泡内部的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,在上述灯组装到上述反射镜部内时,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜部的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成大致正多边形,该大致正多边形以上述灯泡的纵长方向的中心轴上的点为重心(形心),在上述灯泡中,在令上述灯丝体所位于的部分的最大内径为R[mm],上述灯丝体的最大外径为r[mm]的情况下,满足0.25≤r/R≤0.75的关系式。
进而,在下述构成的情况下也同样可以获得上述效果,即,具备凹面状的反射镜;和配置在该反射镜内的灯,该灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成大致正多边形,该大致正多边形以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴上的点为重心(形心),在上述灯泡中,在令上述灯丝体所位于的部分的最大内径为R[mm],上述灯丝体的最大外径为r[mm]的情况下,满足0.25≤r/R≤0.75的关系式。
在令上述中央灯丝单体的线圈长度为Lc[mm]、和上述周边灯丝单体的线圈长度Ls[mm]的比为Ls/Lc时,以Ls/Lc为0.2以上0.9以下的方式确定Lc和Ls,在该情况下,可以使周边灯丝单体的线圈长度Ls比中央灯丝单体的线圈长度Lc短,或者可以使中央灯丝单体的线圈长度Lc比周边灯丝单体的线圈长度Ls长,所以与现有带反射镜的灯相比,可以提高中心照度,令中心照度为最大照度,并且可以使波束角变窄,可以增大中心照度,并且可以通过特别是波束角为狭角的类型来实现良好的配光特性。
在把上述中央灯丝单体和上述各个周边灯丝单体之间的距离D1分别设定为0.1mm以上2.2mm以下的情况下,可以提高上述中心照度作用区域中上述灯丝体的密度,并且可以抑制在构成上述灯丝体的中央灯丝单体和各周边灯丝单体之间发生电弧放电,所以可以提高中心照度,并且可以抑制各灯丝单体断掉,对长寿命化起到作用,所以为优选方式。
在具备上述任意的灯的照明装置中,也可以获得与上述同样的效果。
把上述任意的带反射镜的灯组装到照明装置中,也可以获得与上述任意的效果同样的效果。


图1是在实施方式1中,切去把卤素电灯组装到具备反射镜的照明器具上而形成的照明装置的一部分后的概略结构图。
图2是在实施方式1中,切去组装到照明装置上的预定的卤素电灯的一部分后的概略结构图。
图3是表示支承实施方式1中的卤素电灯所具备的灯丝体的导线和支承线的概略立体图。
图4是表示在实施方式1中,设在卤素电灯的灯泡内的灯丝体、和支承它的导线和支承线的概略立体图。
图5是表示在灯泡轴向的垂直方向切断实施方式1中的卤素电灯所具备的灯丝体后的概略剖视图。
图6是表示支承实施方式2中的卤素电灯所具备的灯丝体的导线和支承线的概略立体图。
图7是表示设在实施方式2中的卤素电灯的灯泡内的灯丝体、和支承它的导线和支承线的概略立体图。
图8是表示在灯泡轴向的垂直方向切断实施方式2中的卤素电灯上具备的灯丝体的概略剖视图。
图9是从模拟试验的结果表示实施方式1和实施方式2的灯丝体中的中心照度和灯丝单体(线圈)卷绕轴间距离关系的特性图。
图10是在实施方式2的具有3个灯丝单体的灯丝体中,从模拟试验的结果表示中心照度和灯丝单体(线圈)卷绕轴间距离关系的特性图。
图11是在实施方式2的具有3个灯丝单体的灯丝体中,从实测试验的结果表示灯丝单体彼此间隙和中心照度的关系的特性图。
图12是在实施方式2的具有3个灯丝单体的灯丝体中,从实测试验的结果表示灯丝单体彼此间隙和波束角的关系的特性图。
图13是对于实施方式2的中心照度和配光特性评价试验中使用的各样本,示意表示与线圈轴垂直的平面中的线圈配置的概略结构图。
图14是实施方式3中的带反射镜的卤素电灯的概略剖视图。
图15是切去实施方式5中的带反射镜的卤素电灯的一部分后的概略结构图。
图16是沿光轴方向切断实施方式5中的带反射镜的卤素电灯所具备的灯丝体后的概略剖视图。
图17是沿光轴的垂直方向切断实施方式5中的带反射镜的卤素电灯所具备的灯丝体后的概略剖视图。
图18是表示在实施方式5的带反射镜的卤素电灯中,中央灯丝单体的轴向长度和周边灯丝单体的轴向长度的比、与波束角的关系的特性图。
图19是表示在实施方式5的带反射镜的卤素电灯中,中央灯丝单体的轴向长度和周边灯丝单体的轴向长度的比是0.9时的配光曲线的特性图。
图20是表示在实施方式5的带反射镜的卤素电灯中,中央灯丝单体的轴向长度和周边灯丝单体的轴向长度的比是0.6时的配光曲线的特性图。
图21是切去实施方式8中的卤素电灯的一部分后的概略结构图。
图22是沿灯泡轴向切断实施方式8中的卤素电灯所具备的灯丝体后的概略剖视图。
图23是沿灯泡轴向的垂直方向切断实施方式8中的卤素电灯所具备的灯丝体后的概略剖视图。
图24是沿灯泡轴向的垂直方向切断实施方式8中的卤素电灯所具备的灯丝体的其他变形后的概略剖视图。
图25是在实施方式9中,切去把卤素电灯组装到具备反射镜的照明器具上而形成的照明装置的一部分后的概略结构图。
图26是沿光轴方向切断实施方式9和实施方式12中的卤素电灯上具备的灯丝体的概略剖视图。
图27是沿光轴方向的垂直方向切断实施方式9和实施方式12中的卤素电灯所具备的灯丝体后的概略剖视图。
图28是沿光轴方向的垂直方向切断实施方式9中的卤素电灯所具备的灯丝体的其他变形后的概略剖视图。
图29是切去实施方式10中的带有反射镜的卤素电灯的一部分后的概略结构图。
图30是切去实施方式11中的带有反射镜的卤素电灯的一部分后的概略结构图。
图31是表示在实施方式11的带反射镜的卤素电灯中,中央灯丝单体的轴向长度和周边灯丝单体的轴向长度的比、与波束角的关系的特性图。
图32是表示在实施方式11的带反射镜的卤素电灯中,中央灯丝单体的轴向长度和周边灯丝单体的轴向长度的比是0.9时的配光曲线的特性图。
图33是表示在实施方式11的带反射镜的卤素电灯中,中央灯丝单体的轴向长度和周边灯丝单体的轴向长度的比是0.6时的配光曲线的特性图。
图34是表示现有技术的带反射镜的卤素电灯中的配光曲线的特性图。
符号说明1,79,88带反射镜的卤素电灯2,80,89,112,138反射镜3,31,53,90,114,139卤素电灯4,34,81,91,116,140灯头4a,4b,35a,35b,92a,92b,117a,117b,141a,141b端子部分5,57,59,82,93,111,143开口部6,83,94,144颈部7,61,84,95,119,145反射面8,60,85,96,118,146前表面玻璃9,33,87,97,121,147粘结剂10,36,62,98,122,149切下部11,37,63,99,123,150发光部12,40,66,100,120,148封固部13,32,56,101,115,142灯泡14,42,52,68,78,102灯丝体15,43,69,103内部导线16,44,104,129金属箔17,45,105,128内部导线18组装体19,70,74,106中央灯丝单体20、21、22,71,72,73,75,76,77,107,108,109周边灯丝单体38,64,124缩径部39,65,125筒部41,67,126可视光透过红外线反射膜46,47,48,49,50,51灯丝单体54,110,137照明装置55反射镜部58,113照明器具86止动配件
127,135,136灯丝体130外部导线131,132,133,134线圈(灯丝单体)228支承线328玻璃棒具体实施方式
(实施方式1)以下分别使用附图来说明本发明的优选实施方式。
图1是在实施方式1中,切去把卤素电灯组装到具备反射镜的照明器具上而形成的照明装置的一部分后的概略结构图。
如图1所示,本发明第1实施方式的照明装置110,作为一个例子主要为聚光灯等一般照明用,具备圆筒状的照明器具113,从开口部111射出光,并且在内部收纳有反射镜112;和卤素电灯114,组装在反射镜112内且额定功率是65[W](额定电压是110V)。
卤素电灯114的额定电压不限于上述电压,设定在100V以上250V以下的范围内即可。
卤素电灯114的灯泡(bulb)115纵长方向的中心轴X6和反射镜112的光轴Y6大致位于同一轴上。
在照明器具113的底部,设置有安装卤素电灯114的灯头(base)116(参照图2)的承受件(未图示)。
在反射镜112上,安装有前表面玻璃118,并且在内表面上形成旋转体的反射面119,该旋转体由旋转椭圆体外周面或旋转抛物面等构成。在该反射面119上,形成有多层干涉膜,除了铝或铬等金属膜以外,还可以由二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF)、硫化锌(ZnS)等构成。再者,也可以根据需要在该反射面上形成小平面。
此外,在照明装置110中,为了替换卤素电灯114,反射镜112可与照明器具113拆装,除此以外,也可以把反射镜112本身固定在照明器具113上,而前表面玻璃118可与反射镜112拆装。
再者,照明器具113本身不限于圆筒状,可以使用公知的各种形状。
由于包含反射镜112的照明器具113本身是公知的照明器具,所以省略其他详细的说明,而是详细说明作为本发明的主要特征部分的卤素电灯114。因此,作为照明器具,除了图1所示的照明器具113以外,还可以使用公知的各种类型的照明器具(包括摄影室用)。
图2是在实施方式1中,切去组装到照明装置上的预定的卤素电灯的一部分后的概略结构图。
如图2所示,卤素电灯114具有灯泡115,由石英玻璃或硬质玻璃等构成;和例如E型的灯头116,利用粘结剂121固着在该灯泡115的封固部120侧。
在灯泡115上,分别依次连续形成有作为封固切痕的切下部122、大致旋转椭圆体形状的发光部123、缩径部124、大致圆筒状的筒部125、和利用公知的挤压密封方法形成的封固部120。在该灯泡115的外表面中,在切下部122、发光部123、和缩径部124的外表面上,形成可视光透过红外线反射膜126。
此外,这里所说的“大致旋转椭圆体形状”当然包括完全的旋转椭圆体形状,也包括因玻璃加工上的不均而偏离完全的旋转椭圆体形状的情况。
此外,作为灯泡115的形状,不限于分别依次连续形成切下部122、大致旋转椭圆体形状的发光部123、缩径部124、筒部125和封固部120的形状,也可以使用以下公知的各种形状的灯泡依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、和封固部的灯泡;或者依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致圆筒形状的发光部、和封固部的灯泡等。当然也可以代替上述大致旋转椭圆体形状,而使用大致球形或大致复合椭圆体形状作为发光部的形状。
在发光部123内,设有灯丝体127,并且分别封入既定量的卤素物质和稀有气体、或者卤素物质和稀有气体以及氮气。
在灯丝体127上,分别电气且机械地连接有例如钨制的内部导线128的一端部。内部导线128的另一端部经由封固在封固部120中的钼制的金属箔129,而与在外部导线130的一端部连接。外部导线130的另一端部导出到灯泡115的外部,并且分别地电气连接于灯头116的端子部分117a、117b。除此以外,对于构成灯丝体127的灯丝单体,用于实现以下说明的配置的支承线228的一端支承在玻璃棒328上而延伸。
图3是表示支承实施方式1中的卤素电灯所具备的灯丝体并向其通电的导线和支承线的概略立体图。图4是表示在实施方式1中,设在卤素电灯的灯泡内的灯丝体、和支承它并通电的导线和支承线的概略立体图。图5是表示沿灯泡轴X6方向的垂直方向切断实施方式1中的卤素电灯所具备的灯丝体的概略剖视图。
如图3至图5所示,灯丝体127具有多个例如4个灯丝单体(线圈)131,132,133,134。这4个灯丝单体(线圈)131,132,133,134电气地串联。再者,该灯丝体127相对于反射镜112的位置是包含反射镜112的焦点F6的位置。即,在以灯丝体127作为将4个灯丝单体(线圈)131,132,133,134视为一体的一个柱体(图5的虚线表示的部分)时,焦点F6位于其柱体内部或表面上。因此,在以实际的灯丝体127观察的情况下,其焦点F6位于灯丝单体(线圈)131,132,133,134的内部或表面上,或者各线圈(131,132)、(131,133)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)之间。在本实施方式中,灯丝体127的中心点大致位于反射镜112的焦点F6上。当然,如图5所示,灯丝体表面上的点F0也可以位于焦点F6上。
此外,在图1中,示意表示把灯丝单体(线圈)131,132,133,134一体化,并把灯丝体127作为一个柱体。再者,在图5中,只示意表示灯丝单体(线圈)131,132,133,134的轮廓。
各灯丝单体(线圈)131,132,133,134都是钨制,并且是大致直线状笔直延伸的单绕线圈,从其纵长方向观察时的轮廓具有与大致圆形不同的形状,优选是扁平形状,例如长方形,或者大致跑道形(长圆形状),由曲线部朝向外侧而相对的两个半圆部和连接它们的两条平行直线部构成。
如果把各灯丝单体(线圈)131,132,133,134成形为从其纵长方向观察时的轮廓是大致跑道形(长圆形状),则与现有的线圈纵长方向的线圈长度相比,各灯丝单体(线圈)131,132,133,134纵长方向的线圈长度Ls4(参照图4)缩短。
不过,这里所说的“大致圆形”当然包括正圆,还包括因制造上的不均或加工精度等而使其形状稍微偏离正圆而接近于正圆的形状。即,“与大致圆形不同的形状”是指与正圆或上述接近于正圆的圆不同的形状。再者,“大致直线状笔直延伸的”是指不主动弯曲卷绕在芯线上之后的线圈的意思,也包括因制造上的加工不均或加工精度等而弯曲的情况。当然,这里所说的大致直线状笔直延伸的单绕线圈,当然包括简单地大致直线状笔直地卷绕后的单绕线圈,也包含例如以该线圈纵长方向的中心轴作为旋转轴而扭曲了该单绕线圈的情况等。
再者,在这些灯丝单体(线圈)131,132,133,134中,从其纵长方向观察时的轮廓是与大致圆形不同的轮廓,除了上述大致跑道形以外,也可以是大致椭圆形、大致扁平椭圆形、大致多边形等,并不特别限定于其轮廓(除去大致圆形)。这些轮廓可以通过在灯丝单体(线圈)的制造工序中,适当改变卷绕单线的芯线数、芯线的形状、这些芯线的配置等来实现。
再者,在把灯丝单体(线圈)131,132,133,134成形为从其纵长方向观察时的轮廓是大致跑道形(长圆形状)的情况下,这些灯丝单体(线圈)131,132,133,134,在平行邻接而并排设置2根直径0.4mm的芯线而成的物体上,以0.05mm~0.07mm的间距,卷绕线径(线材直径)是0.015mm~0.100mm,例如0.040mm的钨线来制作。因此,上述半圆部的半径是0.24mm,上述直线部的长度是0.4mm。再者,各灯丝单体(线圈)131,132,133,134,其线圈长度Ls4(参照图4)是4mm,最大宽度Wmax(参照图5)是0.88mm,最小宽度Wmin(参照图5)是0.48mm。
此外,灯丝单体(线圈)131,132,133,134,也可以在平行邻接而并排设置3个上述芯线而成的物体上以上述间距卷绕上述钨线来制作。在该情况下,各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的线圈长度Ls4(参照图4)变得更短,可以进一步提高反射镜112内对中心照度起作用的区域(以下称为“中心照度作用区域”。)中灯丝体127的比例,为优选。
这样,随着增长从其纵长方向观察灯丝单体(线圈)131,132,133,134的轮廓中的灯丝单体(线圈)的最大宽度Wmax,虽然可以缩短各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的线圈长度Ls4,但是由于同时灯丝单体(线圈)彼此的间隙变窄,耐振动性、耐冲击性和寿命下降,所以在不损害该耐振动性、耐冲击性和寿命的限度内,来确定上述最大宽度Wmax更优。
在此,适当确定灯丝体127的尺寸和形状,即各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的形状(除去大致圆形)、尺寸、配置(包含线圈(灯丝单体)彼此的间隔),以便把构成灯丝体127的多个灯丝单体(线圈)131,132,133,134,看作一个线圈即灯丝体(在图4、图5中虚线包围的部分),且在和反射镜112的组合中,该一个线圈(灯丝体)被收纳在反射镜112内对中心照度起较大作用的区域(以下简称为“中心照度作用区域”)内。因此,只要把灯丝体127收纳在上述中心照度作用区域内即可,灯丝体127的尺寸和形状,即各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的形状(除去大致圆形)、尺寸、配置并不限于上述情况。当然,如上所述,由于一般地,依据卤素电灯114的额定电压、额定功率和额定寿命时间(例如3000小时),来大致确定构成灯丝体127的钨线线材长度和线材直径,所以在其线材长度和线材直径的范围内,适当确定各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的形状(除去大致圆形)和尺寸。作为一个例子,额定功率是65[W]的卤素电灯所使用的灯丝体的钨线的线材长度例如是420mm~480mm,线材直径例如是0.05mm~0.06mm,额定功率是20[W]的卤素电灯所使用的灯丝体的钨线的线材长度例如是250mm~300mm,线材直径例如是0.02mm~0.03mm,额定功率是100[W]的卤素电灯使用的钨线的线材长度例如是540mm~620mm,线材直径例如是0.07mm~0.08mm。
下面,各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的位置关系如图4和图5所示。
即,如图4所示,每个灯丝单体(线圈)131,132,133,134的一端面位于大致同一平面上。再者,由于灯丝单体(线圈)131,132,133,134的线圈长度Ls4完全相同,所以每个灯丝单体(线圈)131,132,133,134的另一端面也位于大致同一平面上。特别的,在灯丝单体(线圈)131,132,133,134的端面中,与封固部120相反侧的端面,优选分别位于大致同一平面上。由此,可以使对被各灯丝单体(线圈)131,132,133,134照射的照射面的照度一样,从而获得均一的配光曲线。
再者,如图5所示,在从其纵长方向观察各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的情况下,灯丝单体(线圈)131纵长方向的中心轴a41位于灯泡115纵长方向的中心轴X6上,各灯丝单体(线圈)131,132,133,134的纵长方向的中心轴a41、a42、a43、a44和灯泡115纵长方向的中心轴X6平行。灯丝单体(线圈)132,在与线圈轴向垂直的平面上,跨越其最大宽度部且通过形心的中心线b42与跨越灯丝单体(线圈)131的最大宽度部且通过形心的中心线b41平行,并且配置在其纵长方向的中心轴a42和灯丝单体(线圈)131纵长方向的中心轴a41之间的距离r4是0.88mm的位置。
灯丝单体(线圈)133配置为,在与线圈轴向垂直的平面上,跨越其最大宽度部且通过形心的中心线b43与跨越灯丝单体(线圈)131的最大宽度部且通过形心的中心线b41相交成30[°],并且配置在其纵长方向的中心轴a43和灯丝单体(线圈)131纵长方向的中心轴a41之间的距离r4是0.88mm的位置。灯丝单体(线圈)134配置为,在与线圈轴向垂直的平面上,跨越其最大宽度部且通过形心的中心线b44与跨越灯丝单体(线圈)131的最大宽度部且通过形心的中心线b41相交成30[°],并且配置在其纵长方向的中心轴a44和灯丝单体(线圈)131纵长方向的中心轴a41之间的距离r4是0.88mm的位置。灯丝单体(线圈)133的中心轴a43和灯丝单体(线圈)134的中心轴a44之间的距离r5是1.52mm。
在此,为了得到紧凑的灯丝体127,邻接的灯丝单体(线圈)彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)优选尽可能接近。但是,如果邻接的灯丝单体(线圈)彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)过于接近,则在灯点亮中,在对卤素电灯114施加振动时,邻接的灯丝单体(线圈)彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)有可能因为该振动而接触造成短路。再者,灯丝单体(线圈)彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)最接近的部分,由于灯丝单体(线圈)131,132,133,134比其他部分温度高,所以钨线的钨的的蒸发激烈,有可能使寿命变短。因此,为了在灯点亮中,在对卤素电灯114施加振动的情况下,也防止邻接的灯丝单体(线圈)彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)接触而短路,并且防止寿命变短,上述距离r4优选是0.88mm以上。
《安装有实施方式1中的卤素电灯的照明装置的效果》如上所述,根据本发明的第1实施方式的照明装置110的构成,第一,由于使用单绕线圈,所以与多绕线圈相比可以提高耐振动性,可以使间距充分小于多绕线圈的间距;第二,由于分割单绕线圈而多个化,而且令线圈(灯丝单体)131,132,133,134为,从纵长方向观察的轮廓是与大致圆形不同的轮廓,优选是扁平形状,例如长方形,大致跑道形状(长圆形),所以可以缩短灯丝单体(线圈)131,132,133,134的轴向长度Ls4、即灯丝体127纵长方向的长度。其结果为,可以增加存在于反射镜112内中心照度作用区域内的灯丝体127的比例,可以提高聚光效率。
而且,由于在灯泡115中,以灯丝单体(线圈)131纵长方向的中心轴a41位于反射镜112的光轴Y6(灯泡115的轴X6)上的方式来配置灯丝单体(线圈)131,所以与灯丝单体(线圈)不配置在反射镜112的光轴Y6(灯泡115的轴X6)上的情况相比,可以提高中心照度和聚光效率。
此外,在上述第1实施方式中,说明了使用如图1所示的照明器具113(包含反射镜112)的情况,但是在代替该照明器具113而使用公知的各种照明器具(包含反射镜)的情况下,可以获得与上述同样的效果。即,根据用于本发明的第1实施方式的照明装置110中的卤素电灯114的构成,如上所述,第一,由于使用单绕线圈,所以与多绕线圈不同,可以提高耐振动性,可以使间距充分小于多绕线圈的间距;第二,由于分割单绕线圈而多个化,而且令线圈(灯丝单体)131,132,133,134为,从纵长方向观察的外形形状是与大致圆形不同的形状,所以作为灯丝体127,相对于光轴Y6方向可以充分缩短,其结果为,在组装到公知适当的照明器具的反射镜中的状态下,可以增加存在于反射镜112内中心照度作用区域内的灯丝体127的比例,可以提高聚光效率。
<评价试验>
下面进行为了确认本发明的第1实施方式的照明装置110的作用和效果的评价试验。不过,为了使试验简单化,不使用照明装置本身,而是分别把卤素电灯114(以下简称为“本发明产品A”)单体组装到公知的带反射镜的卤素电灯(松下电器产业株式会社制,型号JDR110V65WKN/5E11)的反射镜(包含前表面玻璃)(狭角式),另外其他公知的带反射镜的卤素电灯(松下电器产业株式会社制,型号JDR110V65WKM/5E11)的反射镜(包含前表面玻璃)(中角式),进而其他公知的带反射镜的卤素电灯(松下电器产业株式会社制,型号JDR110V65WKW/5E11)的反射镜(包含前表面玻璃)(广角式中,进行评价试验。
另外,分别制作5个各种镜角的带反射镜的卤素电灯,并在额定功率、额定电压下点亮所制作的各个带反射镜的卤素电灯,并测定距离带反射镜的卤素电灯1[m]处的照射面中的中心照度[lx]。当然,本实验中的中心照度的值,虽然不是作为照明装置的值,但是和作为照明装置的值等同。
再者,为了比较,制作15个额定功率65[W](额定电压110V)的卤素电灯(以下称为“比较产品A”),除了使用三绕线圈作为灯丝体这点以外,与本发明的第1实施方式的照明装置110中使用的额定功率65[W](额定电压110V)的卤素电灯114具有相同的构成,把每5个制作的这些比较产品A,分别组装到与本发明产品A相同的公知的反射镜(包含前表面玻璃)上,来测定中心照度[lx]。
此外,所使用的三绕线圈,作为线材的钨线的线材长度是460mm,线材直径是0.052mm,一次线圈的心轴直径是0.12mm,一次线圈的间距是0.14mm,二次线圈的心轴直径是0.28mm,二次线圈的间距是0.55mm,三次线圈的心轴直径是1.2mm,三次线圈的间距是1.5mm。
再者,后述的中心照度[lx]的值表示5个样本的平均值。进而,在这里由于把“聚光效率”定义为单位功率的照度[lx/W],所以本发明产品A的中心照度和比较产品A的中心照度的对比实质上成为本发明产品A的聚光效率和比较产品A的聚光效率对比。
实验的结果为,在本发明产品A中,狭角式的中心照度是9390[lx],中角式的中心照度是5092[lx],广角式的中心照度是2072[lx],与此相对,在比较产品A中,狭角式的中心照度是5587[lx],中角式的中心照度是3005[lx],广角式的中心照度是1421[lx]。
这样,在本发明产品A中,可以看出,其中心照度与比较产品A相比狭角式的提高1.68倍,中角式的提高1.69倍,广角式的提高1.45倍。
此外,本发明产品A的波束角在各种波束角的类型中,与比较产品A大致相同。
在此,在本比较中,由于在同一功率(65[W])下点亮本发明产品A和比较产品A的卤素电灯,所以上述照度的提高率与聚光效率[lx/W]的提高率一致。即,确认了本发明产品A相对于比较产品A,实现了聚光效率的提高。
(实施方式2)在实施方式2的照明装置中,由于只有灯丝体的构成和实施方式1不同,所以省略其他说明。
图6是表示支承实施方式2中的卤素电灯所具备的灯丝体并向其通电的导线和支承线的概略立体图。图7是表示设在实施方式2中的卤素电灯的灯泡内的灯丝体、和支承它并向它通电的导线和支承线的概略立体图。图8是表示沿灯泡轴X6方向的垂直方向切断实施方式2中的卤素电灯所具备的灯丝体的概略剖视图。
在实施方式2中,如图7、8所示,灯丝体136具有实施方式1中使用的3个灯丝单体(线圈)131,132,133,这3个线圈131,132,133的配置与实施方式1中所示的配置不同。其配置如下所述。即,如图7所示,各灯丝单体(线圈)131,132,133纵长方向的中心轴a41、a42、a43和灯泡115纵长方向的中心轴X6平行,在从纵长方向观察各灯丝单体(线圈)131,132,133的情况下,灯丝单体(线圈)131配置为,其纵长方向的中心轴a41与灯泡115纵长方向的中心轴X6重合,灯丝单体(线圈)132配置为,跨越其最小宽度部且通过其形心的中心线c42和跨越灯丝单体(线圈)131的最小宽度部且通过形心的中心线c41大致位于同一轴上,并且灯丝单体(线圈)132配置在其纵长方向的中心轴a42和灯丝单体(线圈)131纵长方向的中心轴a41之间的距离r6是0.88mm的位置,灯丝单体(线圈)133配置为,跨越其最小宽度部且通过其形心的中心线c43和跨越灯丝单体(线圈)131的最小宽度部且通过形心的中心线c41大致位于同一轴上,并且灯丝单体(线圈)133配置在其纵长方向的中心轴a43和灯丝单体(线圈)131纵长方向的中心轴a41之间的距离r7是0.88mm的位置。
此外,上述中心线c41、c42和c43,是如下所述的直线,该直线通过灯丝单体(线圈)131,132,133纵长方向的中心轴a41、a42和a43,并且在与该轴a41、a42和a43的垂直平面中,与跨越灯丝单体(线圈)131,132,133的最大宽度部且通过形心的中心线b41、b42和b43垂直相交。
虽然没有图示,但是在令芯线的直径0.4mm为100[%]时,也可以使用在例如110[%]~200[%]的范围内增加了直径的芯线,来制作灯丝单体(线圈)。在该情况下,灯丝单体(线圈)131,132,133纵长方向的线圈长度Ls4变得更短,中心照度作用区域内占有的灯丝单体(线圈)131,132,133的比例增加,为优选。在该情况下,灯丝单体(线圈)131,132,133彼此的间隙变窄,存在耐冲击性、耐震性、和寿命下降的担心,如果适当调整从而加宽灯丝单体(线圈)131,132,133彼此的间隙,则更为优选。
《安装有实施方式2中的卤素电灯的照明装置的效果》在实施方式2的照明装置中,与实施方式1相比,由于在灯丝体136中,与反射镜112的光轴Y6(灯泡115的中心轴X6)上的灯丝单体(线圈)131轴彼此平行的灯丝单体(线圈)的个数减少,所以从反射镜112的光轴Y6(灯泡115的中心轴X6)上的灯丝单体(线圈)131射出的光,不被配置在灯丝单体(线圈)131周围的灯丝单体(线圈)遮挡,从而可以对中心照度的提高起作用,并可以提高聚光效率。
进而,在实施方式2的照明装置中,与实施方式1相比,由于灯丝体中灯丝单体(线圈)的个数减少,所以可以加宽灯丝单体(线圈)彼此的间隙,并可以提高耐冲击性、耐振动性和寿命。
而且,在实施方式2的照明装置中,由于各灯丝单体(线圈)131,132,133以轴配置在同一平面上的方式,设在灯泡115内,所以可以实现照射面中配光的均一化。
<评价试验>
{中心照度(聚光效率)比较试验}为了确认与具备实施方式1的灯丝体126的照明装置110相比,具备本发明的第2实施方式的灯丝体136的照明装置110的中心照度得到提高,进行了比较试验。
(灯丝单体(线圈)的尺寸)线圈线材直径0.053mm线圈线材长度463mm
线圈全长5.5mm线圈间距(线圈线材中心轴间距离)0.074mm线圈截面轮廓大致跑道形(长圆形)线圈最大宽度(Wmax)1.0mm线圈最小宽度(Wmin)0.5mm(实施例1)实施例1的灯丝体具备3个上述灯丝单体(线圈),各灯丝单体(线圈)如实施方式2所示配置,并且长度是5.5mm。
(比较例1)比较例1的灯丝体具备4个上述灯丝单体(线圈),各灯丝单体(线圈)如实施方式1所示配置,并且长度是4.0mm。
(试验内容)进行下述模拟试验,即,在以下条件下,分别对实施例1的灯丝体和比较例1的灯丝体固定配置在反射镜光轴上的灯丝单体(以下称为“中央灯丝单体”),改变包围中央灯丝单体地林立的灯丝单体(以下称为“周边灯丝单体”)和中央灯丝单体的轴间距离,中心照度如何随之变化。
(其他实验条件)额定功率65[W]额定电压110V灯光通量1100[lm]反射镜外径50mm(反射镜开口径41mm)反射镜类型狭角式(波束角10[°],误差允许范围±2.5[°])(试验结果)在图9中表示模拟试验的结果。如图9所示,在实施例1和比较例1中,与使用现有灯丝体的卤素电灯相比,分别可以确认存在中心照度大的上述轴间距离,并且比较实施例1和比较例1,可以确认实施例1的中心照度大于比较例1。
(考察)从上述试验结果中可知,由于从中央灯丝单体发出的光束被周边灯丝单体遮蔽,所以在周边灯丝单体数量比实施例1多的比较例1中,中心照度比实施例1低。
因此,在灯丝体中,在采用如下构成,即在反射镜的光轴上配置中央灯丝单体,并在其周围配置周边灯丝单体的构成时,伴随周边灯丝单体数量的增加,中心照度表现出下降的倾向。
(最佳间隙评价试验)为了确认在实施方式2的灯丝体136中,可使中心照度最高的中央灯丝单体和周边灯丝单体彼此的间隙,进行了模拟试验和实测试验两个评价试验。
由于灯丝单体的尺寸以及其他试验条件与上述评价试验相同,所以省略说明。
(模拟试验的内容)在具备在上述评价试验中使用的实施例1的灯丝体的卤素电灯中,进行模拟试验,改变中央灯丝单体和周边灯丝单体彼此的间隙,并测定随之变化的中心照度,来探究获得最高中心照度的最佳间隙。
(模拟试验的结果)在图10中表示模拟试验的结果。如图10所示,虽然在灯丝单体彼此的间隙是0.015mm时,与具备现有灯丝体的卤素电灯相比,中心照度较低,但是在该间隙处于0.02mm~0.1mm之间时,与现有卤素电灯相比,中心照度更大,并且中心照度随着间隙增大而上升,在灯丝单体彼此的间隙处于0.1mm~0.2mm之间时,中心照度最大,在灯丝单体彼此的间隙是0.2mm以上时,随着该间隙增大,中心照度下降,因此,可以确认在灯丝单体彼此的间隙处于0.02mm以上1.3mm以下时,中心照度比具备现有灯丝体的卤素电灯大。
(关于模拟实验结果的考察)如果灯丝单体彼此的间隙无限接近于0mm,则由于从各线圈发出的光被各线圈挡住,所以中心照度比现有装置低。另外,当灯丝单体彼此的间隙处于0.1mm以上0.2mm以下时,中心照度最大,在该间隙的情况下,在上述中心照度作用区域内灯丝体的存在的比例最高,如果该间隙超过0.2mm,则在该中心照度作用区域内灯丝体的存在的比例逐渐减少,其结果为,在该间隙超过1.3mm的时刻,中心照度比现有装置低。
因此,在额定电压等制约下,理论上认为只要灯丝单体彼此的间隙处于0.02mm以上1.3mm以下,则与现有装置相比,可以实现中心照度的增大、和聚光效率的提高。
(实测试验的内容)
在具备在上述评价试验中使用的实施例1的灯丝体的卤素电灯中,进行实测试验,改变中央灯丝单体和周边灯丝单体彼此的间隙,并测定随之变化的中心照度,来探究获得最高中心照度的最佳间隙。同时,为了探究获得所希望的波束角的最佳间隙,而一边改变上述间隙,一边实测随之变化的波束角。
不过,为了简化试验,不使用照明装置本身,而是在公知的卤素电灯(松下电器产业株式会社制,型号JDR110V65WKN/5E11、镜子最外径50mm、镜子开口径41mm)中,把灯丝体置换为该比较试验的灯丝体,来进行比较试验。
在比较试验中,样本的灯丝体都具备如下所述的灯丝单体线材直径设定为0.053mm,线材长度设定为463mm,其间距设定为0.074mm,通过卷绕钨而形成,在该灯丝单体中,在与其轴垂直的平面中,轮廓是大致跑道形(长圆形),上述最大宽度Wmax设定为1mm,最小宽度Wmin设定为0.5mm。
(实测试验的结果)在图11中表示灯丝单体彼此的间隙和中心照度的关系的实测试验的结果,在图12中表示灯丝单体彼此的间隙和波束角的关系的实测试验的结果。
从图11中可知,在该间隙不到0.3mm时,在灯丝单体彼此中发生电电弧放电,再者,由于发生了短路,所以不能测定中心照度,在该间隙在0.3mm以上不到1.25mm时,中心照度比现有装置大,在该间隙是1.25mm以上时,中心照度比现有装置小。
再者,从图12中可知,在该间隙不到0.3mm时,由于上述理由而不能测定波束角,在该间隙在0.3mm以上0.75mm以下时,测定的波束角处在设定的波束角的标准内(7.5度以上12.5度以下),在该间隙大于0.75mm而在1.1mm以下时,测定的波束角小于一般称为中角式的波束角的下限(15度),在该间隙大于1.1mm时,测定的波束角处在一般称为中角式的波束角的范围内。
(关于实测试验结果的考察)从上述试验结果,在额定电压等制约下,为了满足设定的波束角的标准(7.5度以上12.5度以下),并增大中心照度,提高聚光效率,希望把上述间隙设定为0.3mm以上0.75mm以下。此外,如果超出上述设定的标准(7.5度以上12.5度以下),而低于一般称为中角式的波束角的下限也可以的话,则可以把上述间隙设定为0.3mm以上1.1mm以下。
(中心照度和配光特性评价试验)进行评价试验,用来确认根据实施方式2中的灯丝体136的构成,可以实现中心照度的增大和配光的均一化。
由于线圈的线材直径、线圈的线材长度以及其他条件,如中心照度(聚光效率)比较试验中所示,所以这里省略说明。
在该评价试验中准备的样本如下所述。
图13是关于该评价试验中使用的各样本,示意表示与线圈轴垂直的平面中的线圈配置的概略结构图。
(比较例1)图13(a)是在二次线圈轴的垂直平面上切断比较例1的灯丝体后的概略剖视图。如图13(a)所示,比较例1的灯丝体是所谓的双绕线圈,详细地讲,螺旋状卷绕灯丝体而成的一次线圈被再次卷绕而形成二次线圈。
(比较例2)图13(b)是把比较例2的灯丝体在其中心轴的垂直平面上切断的剖视图。如图13(b)所示,在比较例2的灯丝体中,设置4个灯丝单体(线圈),在线圈卷绕轴的垂直平面上,把大致跑道(长圆)形的线圈(灯丝单体)配置在四角,并如下配置4个灯丝单体使X轴跨越2个灯丝单体(线圈)的最大宽度部,另外,Y轴跨越其他2个灯丝单体(线圈)的最大宽度部,并且X轴和Y轴的垂直交点与反射镜的光轴重合。
(比较例3)图13(c)是把比较例3的灯丝体在其中心轴的垂直平面上切断的剖视图。如图13(c)所示,比较例3的灯丝体使比较例2的灯丝体,在线圈卷轴的垂直平面上,以X轴和Y周的垂直交点为轴旋转45[°],反射镜的光轴配置在相邻的线圈(灯丝单体)的最小间隙中,所述的相邻配置为,通过上述垂直交点且跨越最大宽度部的中心线具有45[°]角,即灯丝体的中心轴偏离该反射镜的光轴。
(比较例4)图13(d)是把比较例4的灯丝体在其中心轴的垂直平面上切断后的概略剖视图。如图13(d)所示,在比较例4的灯丝体中,设置3个灯丝单体(线圈),在线圈卷绕轴的垂直平面上,将大致跑道(长圆)形的线圈(灯丝单体)配置为,如果连结灯丝单体(线圈)的中心轴则成为等腰直角三角形,并且该两腰的交点和反射镜的光轴重合。
(实施例1)图13(e)是把实施例1的灯丝体在其中心轴的垂直平面上切断的剖视图。如图13(e)所示,实施例1的灯丝体,与实施方式1所示的灯丝体相同,在该灯丝体中,在线圈卷绕轴的垂直平面上,把跨越2个灯丝单体(线圈)131,132的最短宽度的中心线配置为与Y轴重合,Y轴和X轴垂直,该垂直交点和反射镜的光轴重合。
(实施例2)图13(f)是把实施例2的灯丝体在其中心轴的垂直平面上切断后的剖视图。如图13(f)所示,实施例2的灯丝体,与实施方式2所示的灯丝体相同,在该灯丝体中,在线圈卷绕轴的垂直平面上,分别跨越3个灯丝单体(线圈)131,132,133最小宽度部的中心线配置在X轴上,跨越灯丝单体131的最大宽度部的中心线配置在Y轴上,该X轴和该Y轴垂直,该垂直交点和反射镜的光轴重合。
(实施例3)图13(g)是把实施例3的灯丝体在其中心轴的垂直平面上切断后的剖视图。如图13(g)所示,实施例3的灯丝体,在线圈卷绕轴的垂直平面上,由于只有灯丝单体(线圈)的最大宽度和最小宽度的比与实施例2的灯丝体不同,所以省略其他说明。构成该灯丝体的各灯丝单体形成为,在线圈卷绕轴的垂直平面上,最大宽度和最小宽度的比是3∶1。
(评价试验的内容)在已述的条件下点亮上述各样本,然后测定距离光源1[m]处的照射面中的中心照度,求出以比较例1的中心照度为基准的各样本的照度比,然后测定图13中所示的X轴、Y轴对应的照射面中的它们的波束角,从其测定结果评价照射面中配光的均一化。此外,评价基准如下所述。即,X轴、Y轴上的波束角是7.5度以上12.5度以下,并且在以X轴和Y轴中任意一方上的波束角为基准来算和另一个波束角的差时,在该差是较窄的波束角的10%以下的情况下,判定照射面中的配光均一性良好。
(评价试验的结果)

在表1中表示评价试验的结果。如表1所示,如果以比较例1的样本的中心照度和波束角为基准,评价其他样本,则在比较例2的样本中,X轴的波束角和Y轴的波束角没有较大差别,每一个波束角都大大超过所希望的波束角的范围,即7.5度以上12.5以下的范围,并且中心照度与比较例1相比较低(照度比少12%),在照射面中,获得接近同心圆的配光,但是中心部较暗,不能实现配光的均一化。
再者,在比较例3的样本中,与比较例1的样本相比,虽然中心照度较大(照度比多17%),但是Y轴的波束角超过12.5度,而且与X轴相比较大,在照射面中,配光变形,不近似于同心圆,不能实现配光的均一化。
另外,在比较例4的样本中,与比较例1的样本相比,虽然中心照度较大(照度比多40%),但是X轴的波束角小于7.5度,与Y轴相比较小,在照射面中,配光变形,不近似于同心圆,不能实现配光的均一化。
与此相对,在实施例1的样本中,中心照度与比较例1相比较大(照度比多28%),并且X轴的波束角和Y轴的波束角没有较大差别,而且每一个波束角也都处在7.5度以上12.5以下的范围内,能够获得所希望的小波束角,并且可以实现配光的均一化。
再者,在实施例2的样本中,X轴的波束角和Y轴的波束角没有较大差别,而且每一个波束角也都处在7.5度以上12.5以下的范围内,能够获得所希望的小波束角,并且中心照度与实施例1相比更大,可以更好地实现配光的均一化。
另外,在实施例3的样本中,X轴的波束角和Y轴的波束角没有较大差别,而且每一个波束角也都处在7.5度以上12.5以下的范围内,能够获得所希望的小波束角,并且中心照度与实施例2相比更大,可以更好地实现配光的均一化。
(考察)从上述结果和考察中可知,在实施例2的样本中,与实施例1的样本相比,通过减少周边灯丝单体(线圈)的数量,可以抑制从中心灯丝单体发出的光被周边灯丝单体遮住的情况,其结果为,可以增加中心照度。
而且,从比较例4的样本和实施例2的样本中的上述结果、考察中可知,通过以将灯丝单体的卷轴位于同一平面的方式而把灯丝单体设置在灯泡内,可以实现配光的均一化。
进而,从上述结果和考察中可知,像实施例3的样本那样,在与灯丝单体的卷轴垂直的平面上,各灯丝单体的大致跑道(长圆)形的轮廓中,随着与最小宽度相比增加最大宽度,可以缩短各灯丝单体在卷轴方向的长度,由此可以增大上述中心照度作用区域中灯丝体的存在比例,因此可以更好地增大中心照度。不过,考虑由于随着与最小宽度相比增加最大宽度,耐冲击性、耐振动性和寿命呈现出下降的倾向,所以考虑在可以抑制该弊端的限度内,与最小宽度相比增加最大宽度更优。
(实施方式3)图14是实施方式3中的带反射镜的卤素电灯的概略剖面图。
如图14所示,本发明第3实施方式的额定功率65[W](额定电压110V)的带反射镜的卤素电灯137,具有镜子直径Φ5是35mm~100mm,例如最外径是50mm的凹面状反射镜138;配置在该反射镜138内部的卤素电灯139;和安装在反射镜138端部的例如E形的灯头140。
卤素电灯139的灯泡142的纵长方向的中心轴X8,与反射镜138的光轴Y7大致一致。
反射镜138由硬质玻璃或石英玻璃等构成,在一端部具有照射光的开口部143、在另一端部具有筒状的颈部144,并在内表面形成由旋转椭圆面或旋转抛物面等构成的旋转体的反射面145。在开口部143上,设置前表面玻璃146,并且借助公知的止动配件(未图示)固定。作为前表面玻璃146的固定方法,可以代替止动配件而使用公知的粘结剂(未图示),或者合用止动配件和粘结剂等。当然,没有必要一定设置前表面玻璃146。
在颈部144的外侧,以几乎覆盖整个该颈部144的方式设置有灯头140,并经由粘结剂147固着。另一方面,在颈部144内,插入有卤素电灯139的封固部148,并同样经由粘结剂147固着。
在反射面145上,形成有多层干涉膜,除了铝或铬等金属膜以外,还可以由二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF)、硫化锌(ZnS)等构成。也可以根据需要在反射面145上形成小平面。
卤素电灯139具有由石英玻璃或硬质玻璃等构成的灯泡142;和发光体127,该发光体127用在上述本发明的第1实施方式的照明装置110中的卤素电灯114中。即,卤素电灯139除了灯泡142的形状不同以外,和卤素电灯114构成相同。因此,关于卤素电灯139的详细构成,主要说明与卤素电灯114的构成不同的方面。
在发光体127的两端部,分别电气并机械连接有例如钨制的内部导线128的一端部。内部导线128的另一端部,经由封固在封固部148中的钼制的金属箔129与外部导线130的一端部连接。外部导线130的另一端部导出到灯泡142的外部,并分别电气连接于灯头140的端子部分141a、141b。
在灯泡142中,分别依次连续形成有作为封固切痕的切下部149;一端部(切下部149侧的端部)成为锥状的大致圆筒形状的发光部150;和通过公知的挤压密封方法形成的封固部148。在该灯泡142的外表面上没有形成可视光透过红外线反射膜,但是也可以根据需要在发光部150等的外表面上形成可视光透过红外线反射膜。
此外,灯泡142的形状不限于分别依次连续形成有切下部149;一端部成为锥状的大致圆筒形状的发光部150/和封固部148的形状,也可以使用以下公知的各种形状的灯泡依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、没有锥部的大致圆筒形状的发光部、和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、筒部和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部和封固部的灯泡;或者依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、和封固部的灯泡,当然也可以代替大致旋转椭圆体形状,而使用大致球形或大致复合椭圆体形状作为发光部的形状。
如图4和图5所示,发光体127具有并列设置的多个、例如4个线圈131,132,133,134。这4个线圈131,132,133,134电气串联。再者,该发光体127相对于反射镜138的位置是包括反射镜138的焦点F7的位置。即,在以灯丝体127作为将4个线圈131,132,133,134视为一体的一个柱体(图4和图5的虚线表示的部分)时,焦点F7位于其柱体内部或表面上。因此,在以实际的发光体127观察的情况下,其焦点F7位于线圈131,132,133,134的内部或表面上,或者各线圈(131,132)、(131,133)、(131,134)、(132,133)、(132,134)、(133,134)彼此之间。在图14所示的例子中,发光体127的中心点大致位于反射镜138的焦点F7上。当然,如图5所示,发光体表面上的点F0也可以位于焦点F7上。
此外,在图14中,示意表示把线圈131,132,133,134一体化,并把发光体127作为一个柱体。
接下来,各线圈131,132,133,134的位置关系,如图4和图5所示。
即,如图4所示,每个线圈131,132,133,134的一端面位于大致同一平面上。再者,由于线圈131,132,133,134的线圈长度Ls4完全相同,所以每个线圈131,132,133,134的另一端面也位于大致同一平面上。特别的,在线圈131,132,133,134的端面中,封固部120相反侧的端面,优选分别位于大致同一平面上。由此,可以使对被各线圈131,132,133,134照射的照射面的照度一样,从而获得均一的配光曲线。
再者,如图5所示,在从其纵长方向观察各线圈131,132,133,134的情况下,线圈131和线圈133配置为,夹着灯泡142纵长方向的中心轴X7而隔开1.2mm的间隔地对置,并且各线圈131,133的长轴方向b41(b43)大致一致,同时与其中心轴X7垂直相交。另一方面,线圈132和线圈134配置为,夹着灯泡142纵长方向的中心轴X7而隔开0.4mm的间隔地对置,并且各线圈132,134的长轴方向b42(b44)大致一致,同时与其中心轴X7垂直相交。另外,长轴方向b41(b43)和长轴方向b42(b44)垂直相交,其交点在中心轴X7上。
在此,为了得到紧凑的发光体127,邻接的线圈彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)优选尽可能接近。但是,如果邻接的线圈彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)过于接近,则在灯点亮中,在对卤素电灯114施加振动时,邻接的线圈彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)有可能因为该振动而接触造成短路。再者,线圈彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)最接近的部分,由于线圈131,132,133,134比其他部分温度高,所以钨线的钨的蒸发激烈,有可能使寿命变短。因此,为了即便在灯点亮中,在对卤素电灯114施加振动的情况下,也防止邻接的线圈彼此(131,132)、(131,134),(132,133)、(132,134)、(133,134)接触而短路,并且防止寿命变短,优选把它们之间的距离设置在0.2mm以上。
如上所述,根据本发明第3实施方式的带反射镜的卤素电灯137的构成,第一,由于使用单绕线圈,所以与多绕线圈不同,可以提高耐振动性,可以使间距充分小于多绕线圈的间距;第二,由于分割单绕线圈而多个化,而且令线圈131,132,133,134(参照图4、图5)为,从纵长方向观察的外形形状是与大致圆形不同的形状,所以可以充分缩短发光体127在光轴Y7方向的长度,其结果为,可以增加存在于反射镜138内中心照度作用区域内的发光体127的比例,可以提高聚光效率。
再者,由于这样可以提高中心照度,所以没有必要像现有带反射镜的卤素电灯那样形成可视光透过红外线反射膜来提高中心照度,即,可以获得与作为现有的使用双绕线圈的带反射镜的卤素电灯的在灯泡外表面形成有可视光透过红外线反射膜的灯泡的中心照度大致相同的中心照度。其结果为,可以降低可视光透过红外线反射膜自身的成本及其工序所需成本,再者由于可以省去用于形成膜的工序,所以可以大幅提高生产效率。
此外,在上述本发明第3实施方式的带反射镜的卤素电灯137中,可以代替图4和图5所示的灯丝体127,而使用实施方式2的灯丝体136,在该情况下也可以获得与上述同样的作用和效果。
(实施方式4)下面,本发明第4实施方式的照明装置除了下述这点以外,与本发明第1实施方式的照明装置110构成相同,该不同点是本发明第4实施方式的照明装置,把本发明第3实施方式的带反射镜的卤素电灯137安装在图1所示的本发明第1实施方式的照明装置110的照明器具113(除去反射镜112)上。
如上所述,根据本发明第4实施方式的照明装置的构成,第一,由于使用单绕线圈,所以与多绕线圈不同,可以提高耐振动性,可以使间距充分小于多绕线圈的间距;第二,由于分割单绕线圈而多个化,而且令线圈131,132,133,134(参照图4、5)为,从纵长方向观察的外形形状是与大致圆形不同的形状,所以作为发光体127(参照图1等)相对于光轴Y6方向可以充分缩短,其结果为,可以增加存在于反射镜138(参照图14)内中心照度作用区域内的发光体127的比例,可以提高聚光效率。
此外,在上述本发明第4实施方式的照明装置中,可以代替图4和图5所示的灯丝体127,而使用实施方式2中使用的的灯丝体136,在该情况下也可以获得与上述同样的作用和效果。
(实施方式5)以下使用

本发明的最优实施方式。
如图15所示,本发明第5实施方式的额定功率65[W](额定电压110V)的带反射镜的卤素电灯1,具有凹面状反射镜2;配置在该反射镜2内部的卤素电灯3;和安装在反射镜2端部的例如E形的灯头4。
在本实施方式中,反射镜2的镜子直径Φ1可以是35mm以上100mm以下,在本实施方式中,设定为50mm。
卤素电灯3的纵长方向中心轴X1和反射镜2的光轴Y1大致一致。
反射镜2由硬质玻璃或石英玻璃等构成,在一端部具有照射光的开口部5、另一端部具有筒状的颈部6,并在内表面形成由旋转椭圆面或旋转抛物面等构成的反射面7。也可以根据需要在反射面7上形成小平面。
在开口部5上,设置前表面玻璃8,并且借助公知的止动配件(未图示)、公知的粘结剂(未图示),或者合用止动配件和粘结剂来固定。当然,没有必要一定设置前表面玻璃8。
在颈部6的外侧,以几乎覆盖半个该颈部6的方式设置有灯头4,并经由粘结剂9固着。另一方面,在颈部6内,插入有后述的卤素电灯3的封固部12,并同样经由粘结剂9固着。
在反射面7上,形成有多层干涉膜,除了铝或铬等金属膜以外,还可以由二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF)、硫化锌(ZnS)等构成。
卤素电灯3具有灯泡13,由石英玻璃或硬质玻璃等构成,且分别依次连续形成有作为封固切痕的切下部10、大致圆筒形状的发光部11、和通过公知的挤压密封方法形成的封固部12;和组装体18,分别依次连接有作为发光体的灯丝体14、内部导线15、金属箔16和外部导线17。
可以根据需要在灯泡13的外表面上形成可视光透过红外线反射膜。在发光部11内,配置有已述的灯丝体14,并且分别封入既定量的卤素物质和稀有气体。在灯丝体14的两端部,分别连接有例如钨制的内部导线15的一端部。内部导线15的另一端部经由封固在封固部12中的钼制的金属箔16,连接在外部导线17的一端部上。外部导线17的另一端部导出到灯泡13的外部,并且分别电气连接于灯头4的端子部分4a、4b。
如图16和图17所示,灯丝体14由直线状延伸的多个单绕线圈构成,它们都是例如钨制,并且分别包括电气串联的1个中央灯丝单体19和3个周边灯丝单体20、21、22。构成该单绕线圈的钨线的直径在0.015mm~0.100mm范围内,例如是0.050mm。
此外,在图16和图17中,分别把中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22示意地画成圆柱体。
中央灯丝单体19大致位于使其纵长方向的中心轴a1在反射镜2的光轴Y1上的位置。周边灯丝单体20、21、22配置在中央灯丝单体19的周围,并且它们纵长方向的中心线b1、c1、d1和中央灯丝单体19纵长方向的中心轴a1大致平行。再者,如图17所示,这些3个周边灯丝单体20、21、22排列为,在分别连结纵长方向的各个中心线b1、c1、d1、和垂直于中央灯丝单体19的纵长方向的中心轴a1的任意平面P1的交点时,形成大致等边三角形,该大致等边三角形以中央灯丝单体19的纵长方向的中心轴a1上的点为重心(形心)。即,意思是中央灯丝单体19和各周边灯丝单体20、21、22之间的距离D1大致完全相等,并且某一个周边灯丝单体20(21或22)和与其相邻的两个周边灯丝单体21、22(20、22或20、21)之间的距离D2分别大致相等。
此外,这里所说的“大致位于”理想中是指中心轴a1最好完全位于反射镜2的光轴Y1上,但是有时在实用中由于制造工序中位置配合精度的不均而使中心轴a1偏离反射镜2的光轴Y1,这里所说的“大致位于”也包含这个意思。再者,关于“大致平行”和“大致等边三角形”,因为灯丝体14的组装工序中组装精度的不均,而难以完全平行,难以形成完全的等边三角形,在实用中有时位置关系从完全的平行偏离,形状从完全的等边三角形偏离,这里所说的“大致平行”和“大致等边三角形”也包含这个意思。距离D1和距离D2“大致相等”也与此相同。
再者,如图16所示,中央灯丝单体19配置为包含形成反射面7的旋转体的焦点F1的位置,并且位于中央灯丝单体19的中心轴a1上的中心点A1位于比上述焦点F1的位置离开口部5更远的位置。再者,周边灯丝单体20、21、22也以此为基准,各周边灯丝单体20、21、22分别配置为包含后述的反射面2内的点Fb1,Fc1,Fd1(在图16中,只图示了点Fb1,Fc1)的位置,并且位于各周边灯丝单体20、21、22的中心线b1、c1、d1上的中心点B1、C1、D1(在图16中,只图示了点B1、C1)位于开口部5的相反侧,且比上述焦点Fb1,Fc1,Fd1的位置离开口部5更远。不过,点Fb1,Fc1,Fd1分别表示平面Q1和中心线b1、c1、d1的交点,其中平面平面Q1包含形成反射面7的旋转体的焦点F1的位置,并且与反射镜2的光轴Y1垂直相交。作为一个例子,焦点F1和中心点A1之间的距离是2.35mm、点Fb1,Fc1,Fd1和中心点B1、C1、D1之间的距离是1.21mm。
在此,周边灯丝单体20、21、22的开口部5侧的一端优选分别位于大致同一平面上。由此,可以使对被各周边灯丝单体20、21、22照射的照射面的照度一样,从而获得均一的配光曲线。
这样的灯丝体14,中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22收容在一个圆柱体内,可以把该圆柱体假想地看成把中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22一体化了的一个灯丝。
在令中央灯丝单体19的线圈长度是Lc1mm,令周边灯丝单体20、21、22的线圈长度是Ls1[mm]的情况下,由于后述的理由,中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22的线圈长度设定为满足0.2≤Ls1/Lc1≤0.9的关系式。不过,各周边灯丝单体20、21、22的线圈长度Ls1分别大致相等。当然,所说的“大致相等”与上述相同,也包含由于线圈制造工序上的不均,使各个线圈长度Ls1不均的情况。
一般地,依据卤素电灯3的额定功率来确定构成灯丝体14的线圈的钨线长度。作为一个例子,额定功率是65[W]的卤素电灯3使用的钨线的长度例如是420mm~480mm,额定功率是20[W]的卤素电灯3使用的钨线的长度例如是250mm~300mm,额定功率是100[W]的卤素电灯3使用的钨线的长度例如是540mm~620mm。因此,通过适当改变线圈的间距(相邻线圈部分彼此的间隔)p或线圈的最大外径R1,可以调整各线圈长度Lc1、Ls1。作为一个例子,在用于额定功率是65[W]的卤素电灯3的情况下,其单绕线圈的间距p,在中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22中都设在0.05mm~0.07mm的范围内。再者,其单绕线圈的最大外径R1,在中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22中都设在0.5mm~1.2mm的范围内。
再者,中央灯丝单体19和各个周边灯丝单体20、21、22之间的距离D1,优选分别设定在0.1mm~2.2mm的范围内。由此,与上述现有的卤素电灯相比,可以增大上述中心照度作用区域内的灯丝体14的密度,可以大幅提高中心照度,再者可以防止在灯亮时,在中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22之间发生电弧放电,并因为该电弧放电而使中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22断掉。另一方面,在距离D1不到0.1mm的情况下,有可能在灯亮时,在中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22之间发生电弧放电,并因为该电弧放电使中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22断掉。再者,在距离D1超过2.2mm的情况下,与上述现有的卤素电灯相比,有可能中心照度作用区域内的灯丝体14的密度减小,不能非常充分地提高中心照度,或者因为周边灯丝单体20、21、22而使照射面中中心部分的周边区域的照度增大。
在此,作为构成中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22的线圈,除了单绕线圈以外,也可以使用双绕线圈和三绕线圈,但是从增大中心照度的观点来看,优选使用单绕线圈,该单绕线圈与双绕线圈或三绕线圈相比,可以减小间距p,可以增大中心照度作用区域内的灯丝体14的密度。
下面说明在令中央灯丝单体19的线圈长度是Lc1[mm],令周边灯丝单体20、21、22的线圈长度是Ls1[mm]的情况下,规定满足0.2≤Ls1/Lc1≤0.9的关系式的理由。
首先,关于上述额定功率是65[W]的带反射镜的卤素电灯1,分别制作5个中央灯丝单体19的线圈长度Lc1、和周边灯丝单体20、21、22的线圈长度Ls1如表2所示分别不同的卤素电灯。然后,以额定功率点亮制作的各个卤素电灯,并调查它们的波束角(度)和中心照度[lx],结果如表2和图18(Ls1/Lc1和波束角的关系)所示。再者,在图19和图20中分别表示Ls1/Lc1=0.9和Ls1/Lc1=0.6的情况,作为代表性的配光曲线。
此外,在制作的各样本中,使用中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22都由单绕线圈构成,其间距p是0.05mm~0.07mm,最大外径R1是0.65mm的卤素电灯。再者,距离D1是1.5mm。
再者,表2中的“波束角”表示5个样本的平均值。波束角以现在市场上出售的作为主流的10度(允许范围7.5度~12.5度)作为评价基准。
进而,“中心照度”表示5个样本的平均值。在现在市场上出售的波束角是10度,额定功率是65[W](额定电压是110V)的带反射镜的卤素电灯(以下称为“现有产品”)中,其中心照度例如是6500[cd]。因此,作为评价基准,考虑市场的需求等,以相对于现有产品的中心照度(6500[lx]、换算为中心光强为6500[cd]),大约增加10%,即7200[lx](换算为中心光强为7200[cd])以上为评价基准。
表2

从表2中可以清楚地看到,在满足0.2≤Ls1/Lc1≤0.9的关系式的情况下,例如Ls1/Lc1=(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)的情况下,其中心照度超过现有产品的中心照度(6500[lx]、换算为中心光强为6500[cd]),是8500[lx](换算为中心光强为8500[cd])以上,而且其波束角在7.5度~12.5度的范围内,都满足上述评价基准。这从图19和图20所示的配光曲线可以清楚地看到,照射面的中心部分的照度较高,照射光不向其中心部分的周边区域发散。另一方面,在满足Ls1/Lc1>0.9的关系式的情况下,例如在Ls1/Lc1=(1.0)的情况下,可以看到其中心照度超过现有产品的中心照度(6500[lx]、换算为中心光强为6500[cd]),满足上述评价基准,但是其波束角是13.0度,不满足上述评价基准。再者,在满足Ls1/Lc1<0.2的关系式的情况下,例如在Ls1/Lc1=(0,0.1)的情况下,可以看到其波束角是7.5度,满足上述评价基准,但是其中心照度不满足上述评价基准。下面说明成为这样的结果的理由。通过满足Ls1/Lc1≤0.9的关系式,相对于周边灯丝单体20、21、22的线圈长度,在适当的范围内增长中央灯丝单体19的线圈长度Lc1,可以适当缩短对照射面的中心部分的周边区域的照度的增减起较大作用的周边灯丝单体20、21、22的线圈长度Ls1,另一方面,相应地可以尽量增加对照射面的中心部分的照度(中心照度)的增减起较大作用的中央灯丝单体19的线圈长度Lc1。其结果为,第一,基于周边灯丝单体20、21、22的增大照射面中心部分的照度的作用仍在,同时可以尽可能地降低照射面中心部分的周边区域的照度。第二,可以通过中央灯丝单体19的线圈长度Lc1的增长进一步增大向照射面中心部分的照度。另外,这些结果相辅相成,从而获得如图19和图20所示的良好的配光曲线。然而,如果满足Ls1/Lc1<0.2的关系式,则中央灯丝单体19的线圈长度Lc1增长,但是离开反射镜2内中心照度作用区域的部分也增多,而且周边灯丝单体20、21、22的线圈长度Ls1与中央灯丝单体19的线圈长度Lc1相比太短,设置周边灯丝单体20、21、22的效果显著下降。另一方面,在满足Ls1/Lc1>0.9的关系式的情况下,由于中央灯丝单体19的线圈长度Lc1与周边灯丝单体20、21、22的线圈长度Ls1相比不足够长,所以借助周边灯丝单体20、21、22而增大照射面中心部分的周边区域的照度,认为不能获得所希望的波束角。
因此,可知在令中央灯丝单体19的线圈长度是Lc1[mm],周边灯丝单体20、21、22的线圈长度是Ls1[mm]的情况下,由于中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22两者的作用使中心照度增大,为了获得所希望的波束角(狭角)并实现良好的配光特性,应该满足0.2≤Ls1/Lc1≤0.9的关系式,即Ls1/Lc1的值是0.2以上0.9以下。
如上所述,根据本发明的第5实施方式的带反射镜的卤素电灯1的构成,可以通过中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22两者的作用而提高中心照度,同时抑制基于周边灯丝单体20、21、22的照射光发散,从而可以获得小波束角且实现良好的配光特性。
(实施方式6)下面,本发明的第6实施方式的照明装置,例如作为聚光灯等一般照明使用,具有把上述本发明的第5实施方式的额定功率65[W]的带反射镜的卤素电灯1安装在公知的各种照明器具(未图示)的构成。
根据这样的本发明的第6实施方式的照明装置的构成,可以提供一种中心照度较高,小波束角,且可以实现良好的配光特性的照明装置。
(实施方式7)下面,本发明的第7实施方式的照明装置,例如作为聚光灯等一般照明使用,通过把卤素电灯安装在该照明装置内具备的反射镜部上来构成,所述的卤素电灯具有上述本发明的第5实施方式的额定功率65[W]的带反射镜的卤素电灯1中使用的卤素电灯3;和能够安装在该卤素电灯3的封固部12侧的端部的公知的各种灯头、例如E形灯头(未图示)。
此外,反射镜部的反射面由旋转椭圆面或旋转抛物面等构成,该反射镜部可以固定在照明器具上而不能替换,也可以配合使用用途等可进行替换。
根据这样的本发明的第7实施方式的卤素电灯的构成,与上述本发明的第5实施方式的带反射镜的卤素电灯1同样,可以通过中央灯丝单体19和周边灯丝单体20、21、22两者的作用提高中心照度,同时抑制基于周边灯丝单体20、21、22的照射光发散,可以获得小波束角且实现良好的配光特性。
另外,与上述本发明的第3实施方式的照明装置同样,可以提供一种中心照度较高,小波束角,且可以实现良好的配光特性的照明装置。
此外,虽然在上述各实施方式中,说明了以形成大致等边三角形的方式来排列3个周边灯丝单体20、21、22的情况,但是除此以外,以形成大致正方形的方式来排列4个周边灯丝单体的情况、以形成大致正五边形的方式来排列5个周边灯丝单体的情况、以形成大致正六边形的方式来排列6个周边灯丝单体的情况、或者更多条边的情况,都可以获得与上述同样的作用和效果。
再者,虽然在上述各实施方式中,说明了使用额定功率65[W]的卤素电灯3的情况,但是不限于此,在使用例如额定功率20[W]~150[W]的卤素电灯的情况下,也可以获得与上述同样的作用和效果。
再者,在上述各实施方式中,作为卤素电灯3中的玻璃灯泡13的形状,说明了使用分别依次连续形成有切下部10、大致圆筒状的发光部11、和封固部12的形状的情况,但是并不限定于此,也可以使用以下公知的各种形状的玻璃灯泡,从而获得与上述同样的作用和效果依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致球形或大致旋转椭圆体形状的发光部和封固部的玻璃灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致球形或大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、和封固部的玻璃灯泡;或者依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致球形或大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、圆筒部和封固部的玻璃灯泡。
再者,虽然在上述各实施方式中,说明了使用卤素电灯3的情况,但是在代替这种卤素电灯3而使用公知的各种白炽灯的情况下,也可以获得与上述同样的作用和效果。
以下分别使用

本发明的最优实施方式。
(实施方式8)如图21所示,本发明的第8实施方式的额定功率65[W](额定电压110V)的卤素电灯31,具备由石英玻璃或硬质玻璃等构成的灯泡32;和借助公知的粘结剂33而固着在后述的灯泡32的封固部40侧的例如E形灯头34。
在灯泡32上,分别依次连续形成有作为封固切痕的切下部36、大致旋转椭圆体形状的发光部37、缩径部38、大致圆筒状的筒部39、和利用公知的挤压密封方法形成的封固部40。在该灯泡的外表面中,在切下部36、发光部37、和缩径部38的外表面上,形成可视光透过红外线反射膜41。
此外,这里所说的“大致旋转椭圆体形状”当然包括完全的旋转椭圆体形状,也包括因玻璃加工上的不均而偏离完全的旋转椭圆体形状的情况。
在发光部37内,配置有灯丝体42,并且分别封入既定量的卤素物质和稀有气体、或者卤素物质和稀有气体以及氮气。
在发光体42的两端部,分别连接有例如钨制的内部导线43的一端部。内部导线43的另一端部,经由封固在封固部40中的钼制的金属箔44与外部导线45的一端部连接。外部导线45的另一端部导出到灯泡32的外部,并分别电气连接于灯头34的端子部分35a、35b。
如图22和图23所示,灯丝体42具有3个灯丝单体46、47、48。这些灯丝单体46、47、48都是钨制,由直线状延伸的圆筒状的单绕线圈构成,它们彼此电气串联。构成该单绕线圈的钨线的直径在0.015mm~0.100mm范围内,例如是0.050mm。
此外,在图22和图23中,分别把灯丝单体46、47、48示意地画成圆柱体。
再者,如图23所示,这3个灯丝单体46、47、48,其纵长方向的中心线b2、c2、d2和灯泡32的纵长方向的中心轴X2大致平行,并且以围绕灯泡32的纵长方向的中心轴X2的方式林立,在该状态下,这3个灯丝单体46、47、48排列为,在分别连结各个灯丝单体46、47、48的纵长方向的中心线b2、c2、d2、和垂直于灯泡32的纵长方向的中心轴X2的任意平面P2的交点时,形成大致等边三角形,该大致等边三角形以灯泡32的纵长方向的中心轴X2上的点为重心(形心)。即,意思是某一个灯丝单体46(47或48)和与其相邻的两个灯丝单体47、48(46、48或46、47)之间的距离D3分别大致相等,并且各灯丝单体46、47、48和灯泡32纵长方向的中心轴X2之间的距离D4也分别大致相等。
此外,这里所说的“大致平行”和“大致等边三角形”,灯丝体42的组装工序或灯泡32和灯丝体42的组装工序中组装精度的不均,而难以完全平行,难以形成完全的等边三角形,在实用中有时位置关系从完全的平行偏离,形状从完全的等边三角形偏离,这里所说的“大致平行”和“大致等边三角形”也包含这种情况。距离D3和距离D4“大致相等”也与此相同。
这样的灯丝体42,各灯丝单体容纳在具有外径(最大外径)r1的一个圆柱体内,可以把该圆柱体假想地看成把各灯丝单体46、47、48一体化了的一个灯丝。在这样的情况下,在灯泡32中,令灯丝体42所位于部分的最大内径为R2(参照图21)[mm],看成一个灯丝的灯丝体42的最大外径为r1[mm]时,由于后述的理由,设定为满足0.25≤r1/R2≤0.75的关系式。
这时,为了使从各灯丝单体46、47、48向照射面照射的照度一样,优选使各灯丝单体46、47、48的最大外径r0和线圈长度Ls2中的至少一方尺寸相同,每个尺寸都相同更优。不过,由于灯丝单体的制造工序中的加工不均,有时它们的最大外径r0和线圈长度Ls2在各灯丝单体46、47、48之间不均。
再者,在各灯丝单体46、47、48的端部中,封固部40相反侧的一端优选位于大致同一平面上。由此,可以使对被各灯丝单体46、47、48照射的照射面的照度一样,从而获得均一的配光曲线。
在此,可以通过适当改变各灯丝单体46、47、48的最大外径r0和相邻的两个灯丝单体之间的距离D3(或者上述距离D4),来调整最大外径r0。再者,一般地,对应于卤素电灯的额定功率来确定构成灯丝体42的线圈的钨线长度。作为一个例子,额定功率是65[W]的卤素电灯使用的钨线的长度例如是420mm~480mm,额定功率是20[W]的卤素电灯使用的钨线的长度例如是250mm~300mm,额定功率是100[W]的卤素电灯使用的钨线的长度例如是540mm~620mm。因此,可以通过适当改变各灯丝单体46、47、48的线圈长度Ls2、线圈的间距(相邻的线圈部分彼此的间隔),来调整各灯丝单体46、47、48的最大外径r0。作为一个例子,在用于额定功率是65[W]的卤素电灯的情况下,如图8和图9所示,由同一尺寸的单绕线圈制成的3个灯丝单体46、47、48构成灯丝体42,线圈长度Ls2设定在4.0mm~6.7mm的范围内,再者,线圈的间距设定在0.05mm~0.07mm的范围内。
在此,作为构成灯丝单体46、47、48的线圈,除了单绕线圈以外,也可以使用双绕线圈或三绕线圈。
接下来,说明在灯泡32中,令灯丝体42所位于部分的最大内径为R2mm,灯丝体42的最大外径为r1[mm]时,规定满足0.25≤r1/R2≤0.75的关系式的理由。
首先,在上述额定功率是65[W]的卤素电灯31中,分别制作10个灯泡32,其中,灯丝体42所位于部分的最大内径R2保持12mm不变,通过适当改变相邻的两个灯丝单体之间的距离D3,来如表3所示对灯丝体42的最大外径r1[mm]进行各种改变。然后,在额定功率下打开制作的各个灯泡,分别调查经过3500个小时和经过4000个小时后,灯丝体42断掉的灯泡32的个数、和在灯丝体42没有断掉的灯泡32中,在经过4000个小时后在灯泡32内表面发生黑化的灯泡32的个数,这个结果同样如表3所示。
此外,在表3中,在“有无断掉”一栏中,分母表示全部样本数、分子表示在全部样本中灯丝体42断掉的灯泡32的个数。再者,在“有无黑化”一栏中,分母表示在全部样本中没有断掉的灯泡的个数、分子表示在没有断掉的样本中,在灯泡32内表面发生黑化的灯泡32的个数。不过,发生黑化是如下判定的用肉眼看,可以确认在灯泡32内表面附着有黑色物质的灯泡32的情况判定为“存在黑化”。该黑色物质是作为灯丝体42的构成材料的钨在灯亮时蒸发,并附着的物质。
再者,作为点亮方法,使灯亮5.5小时,熄灭0.5小时作为一个循环并反复该循环。所谓的“灯亮经过时间”是指其灯亮时间的累积时间。
再者,在制作的各样本中,灯丝单体46、47、48都是由相同形状,同一尺寸的单绕线圈构成,其间距p在0.05mm~0.07mm的范围内,最大外径r0是0.65mm,线圈长度Ls2是5.4mm。
表3

从表3中可以清楚地看到,在满足0.25≤r1/R2≤0.75的关系式,例如r1/R2=(0.25,0.35,0.50,0.75)的情况下,在全部样本中,直到灯亮3500小时后,没有灯丝体42断掉的样本,再者,直到灯亮4000小时后,没有灯泡32的内表面黑化的样本。特别的,在满足0.35≤r1/R2≤0.75的关系式,例如r1/R2=(0.35,0.50,0.75)的情况下,在全部样本中,直到灯亮4000小时后,没有灯丝体42断掉的样本。
另一方面,在满足0.25>r1/R2的关系式,例如r1/R2=(0.20)的情况下,在10个样本中,8个样本在亮了4000小时后,灯丝体42断掉,没有断掉的其他2个样本都没有在灯泡32的内表面发生黑化。再者,在满足r1/R2>0.75的关系式,例如r1/R2=(0.80)的情况下,10个样本在亮了4000小时后,没有灯丝体42断掉的样本,但是10个样本都在灯泡32的内表面发生黑化。
此外,在所有样本中,断掉的位置都在灯丝单体46、47、48中央附近。
认为成为这样的结果的理由如下。
即,在满足0.25>r1/R2的关系式的情况下,灯泡32和灯丝体42彼此的间隙变大,在灯亮时,灯泡32和灯丝体42之间产生的对流层变厚。其结果为,在灯亮时蒸发的灯丝体42的构成材料的钨的移动速度加快,钨的蒸发量相应增加。因此,认为构成灯丝体42的线圈的钨线(以下简称为“钨线”)由于该钨的蒸发而变细,以至于断掉。另一方面,在满足r1/R2>0.75的关系式的情况下,灯泡32和灯丝体42彼此的间隙变小,但是灯泡32过于接近灯丝体42,在灯亮时,灯泡的温度变得非常高。另外认为,相反,由于来自高温的灯泡32的辐射热使灯丝体42的温度异常上升,作为灯丝体42的构成材料的钨的蒸发被促进,蒸发了的钨附着在灯泡的内表面。当然,在后者的情况下,也看到钨线因钨的蒸发而变细的现象,但是不至于断掉。认为这是因为,在后者的情况下,与前者的情况相比,对流层更薄,钨线的蒸发速度慢。此外,在这次的实验中,虽然未看到灯泡32的破损,但是由于若这样灯泡32的内表面这样黑化则变得容易吸收热,所以存在以下担心灯泡32的温度进一步上升,灯泡32破损。
与此相对,在满足0.25≤r1/R2≤0.75的关系式的情况下,由于灯泡32和灯丝体42彼此的间隙小得适当,所以在灯泡32和灯丝体42之间产生的对流层变得很薄,其结果为,在灯亮时蒸发的钨的移动速度减慢,钨的蒸发量相应地显著减少。而且由于灯泡32不过于接近灯丝体42,所以在灯亮时,灯泡32的温度不会变得过高,因此灯丝体42的温度也不会异常上升。
因此可知,在灯泡32中,令灯丝体42所位于部分的最大内径为R2[mm],灯丝体42的最大外径为r1[mm]的情况下,为了防止灯泡32的内表面黑化,同时防止灯丝体42断掉,并使寿命较长,若满足0.25≤r1/R2≤0.75的关系式较好。特别的,为了追求进一步的长寿命化,若满足0.35≤r1/R2≤0.75的关系式较好。
如上所述,根据本发明的第8实施方式的卤素电灯31的构成,由于可以使在灯泡32和灯丝体42之间产生的对流层很薄,所以可以显著减少作为灯丝体42的构成材料的钨的蒸发量,其结果为,可以防止构成灯丝体42的线圈的钨线变细而断掉,从而可以实现长寿命。而且,由于在灯泡32和灯丝体42之间保持适当的间隙,所以可以抑制在灯亮时,灯泡32和灯丝体42的温度同时变为异常的高温,因此可以防止灯泡32破损,或灯泡32的内表面由于作为灯丝体42的构成材料的钨的过度蒸发而黑化。
此外,在上述第8实施方式中,说明了以形成大致等边三角形的方式来排列3个灯丝单体46、47、48的情况,但是除此以外,以形成大致正方形的方式来排列4个灯丝单体的情况、以形成大致正五边形的方式来排列5个灯丝单体的情况、以形成大致正六边形的方式来排列6个灯丝单体的情况、或者更多条边的情况,都可以获得与上述同样的作用和效果。当然,使用下述灯丝体的情况下,也可以获得与上述相同的作用和效果,即在该灯丝体中,根据此时需要而在用各灯丝单体包围的空间内,把其他灯丝单体,例如与该灯丝单体形状、尺寸相同的灯丝单体,或者形状、尺寸不同的灯丝单体大致配置在灯泡2的纵长方向的中心轴X上。
再者,虽然在上述第8实施方式中,作为灯泡32的形状,说明了分别依次连续形成有切下部36、大致旋转椭圆体形状的发光部37、缩径部38、筒部39和封固部40的形状的情况,但是并不限定于此,使用以下公知的各种形状的灯泡等,也可以获得与上述相同的作用和效果,即依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、和封固部的灯泡;或者依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致圆筒形状的发光部、和封固部的灯泡。当然也可以代替上述大致旋转椭圆体形状,而使用大致球形或大致复合椭圆体形状作为发光部的形状。
进而,在上述第8实施方式中,说明由单绕线圈构成的灯丝单体46、47、48的情况,其中该单绕线圈以下述方式卷绕,即,令钨线呈圆筒形状,沿垂直于纵长方向的中心线b2、c2、d2的方向切开后的截面的外形形状是圆形。但是,本发明并不特别限定于该外形形状,例如在使用由以下述方式卷绕的线圈的构成的灯丝单体49、50、51的情况下也可以获得与上述相同的作用和效果,即例如图24所示,沿垂直于纵长方向的中心线b2、c2、d2的方向切开后的截面的外形形状是长圆形。在图24所示的例子中,各灯丝单体49、50、51可以容纳在,以灯泡32的纵长方向中心轴X2上的点为中心,以与各灯丝单体49、50、51外切的圆的直径为最大外径r1的圆柱体内。由具有图24所示的外形形状的灯丝单体49、50、51构成的灯丝体52也可以这样确定其最大外径r1。
(实施方式9)下面,如图25所示,本发明的第9实施方式的额定功率65[W](额定电压110V)的卤素电灯53,组装到主要作为聚光灯等一般照明而使用的公知的照明装置54的反射镜部55内,具备由石英玻璃或硬质玻璃等构成的灯泡56;和借助公知的粘结剂(未图示)而固着在该灯泡56的后述的封固部66侧的例如E形灯头(未图示)。
卤素电灯53的灯泡56纵长方向的中心轴X3和反射镜部55的光轴Y3位于大致同一轴上。
照明装置54具备圆筒状的照明器具58,该照明器具58从前表面的开口部57照射光,并在内部收纳有上述反射镜部55和安装卤素电灯53的灯头的承受件(未图示)。
在反射镜部55中,在前表面的开口部59上安装有前表面玻璃60,并且在内表面上形成有旋转椭圆面或旋转抛物面等构成的旋转体的反射面61。有时在该反射面61上,根据需要形成小平面。
在灯泡56上,分别依次连续形成有作为封固切痕的切下部62、大致旋转椭圆体形状的发光部63、缩径部64、大致圆筒状的筒部65、和利用公知的挤压密封方法形成的封固部66。在该灯泡56的外表面中,在发光部63、和缩径部64的外表面上,形成可视光透过红外线反射膜67。
此外,这里所说的“大致旋转椭圆体形状”当然包括完全的旋转椭圆体形状,也包括因玻璃加工上的不均而偏离完全的旋转椭圆体形状的情况。
在发光部63内,配置有灯丝体68,并且分别封入既定量的卤素物质和稀有气体、或者卤素物质和稀有气体以及氮气。
在灯丝体68的两端部,分别连接有例如钨制的内部导线69的一端部。内部导线69的另一端部,经由封固在封固部66中的钼制的金属箔(未图示)连接在外部导线(未图示)的一端部。外部导线的另一端部导出到灯泡56的外部,并分别电气连接于灯头的端子部分。
如图26和图27所示,灯丝体68由1个中央灯丝单体70和3个周边灯丝单体71、72、73构成。这些中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73都是钨制,由直线状延伸的圆筒状的单绕线圈构成,它们电气串联。构成该单绕线圈的钨线的直径在0.015mm~0.100mm范围内,例如是0.050mm。
此外,在图26和图27中,分别把中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73示意地画成圆柱体。
在把该卤素电灯53组装到照明装置54的反射镜部55内时,中央灯丝单体70纵长方向的中心轴a3大致位于反射镜部55的光轴Y3上。具体来讲,中央灯丝单体70配置为,使其纵长方向的中心轴a3大致位于灯泡56纵长方向的中心轴X3上。另外,由于在把卤素电灯53组装到反射镜部55内时,灯泡56纵长方向的中心轴X3大致位于反射镜部55的光轴Y3上,所以结果为中央灯丝单体70纵长方向的中心轴a3大致位于反射镜部55的光轴Y3上。
此外,这里所说的“大致位于”理想中是指中心轴a3最好完全位于灯泡56纵长方向的中心轴X3上,但是有时在实用中由于制造工序中位置配合精度的不均使中心轴a3偏离中心轴X3,结果也偏离光轴Y3,这里所说的“大致位于”也包含这个意思。当然,有时因为组装到的照明装置的种类不同,而使中心轴a3偏离光轴Y3,这里所说的“大致位于”也包含这个意思。
周边灯丝单体71、72、73配置在中央灯丝单体70的周围,并且它们纵长方向的中心线b3、c3、d3和中央灯丝单体70纵长方向的中心轴a3大致平行。再者,如图27所示,这些3个周边灯丝单体71、72、73排列为,在分别连结纵长方向的各个中心线b3、c3、d3、和垂直于中央灯丝单体70的纵长方向的中心轴a3的任意平面P3的交点时,形成大致等边三角形,该大致等边三角形以中央灯丝单体的纵长方向的中心轴a3上的点为重心(形心)。即,意思是中央灯丝单体70和各周边灯丝单体71、72、73之间的距离D5大致完全相等,并且某一个周边灯丝单体71(72或73)和与其相邻的两个周边灯丝单体72、73(71、73或71、72)之间的距离D6分别大致相等。
此外,关于这里所说的“大致平行”和“大致等边三角形”,灯丝体68的组装工序或灯泡56和灯丝体68的组装工序中组装精度的不均,而难以完全平行,难以形成完全的等边三角形,在实用中有时位置关系从完全的平行偏离,形状从完全的等边三角形偏离,这里所说的“大致平行”和“大致等边三角形”也包含这个意思。距离D5和距离D6“大致相等”也与此相同。
再者,如图26所示,中央灯丝单体70配置为,包含形成反射面61的旋转体的焦点F2的位置,并且位于中央灯丝单体70的中心轴a3上的中心点A3位于比上述焦点F2的位置离反射镜部55中照射光的开口部59更远的位置。再者,周边灯丝单体71、72、73也以此为基准,各周边灯丝单体71、72、73分别配置为包含反射镜部55内后述的的点Fb3,Fc3,Fd3(在图26中,只图示了点Fb3,Fc3)的位置,并且位于各周边灯丝单体71、72、73的中心线b3、c3、d3上的中心点B3、C3、D3(在图26中,只图示了点B3、C3)位于比上述焦点Fb3,Fc3,Fd3的位置离开口部59更远的位置。不过,点Fb3,Fc3,Fd3分别表示平面Q3和中心线b3、c3、d3的交点,其中平面Q3包含形成反射面61的旋转体的焦点F2的位置,并且与反射镜部55的光轴Y3垂直相交。作为一个例子,焦点F2和中心点A3之间的距离是2.35mm、点Fb3,Fc3,Fd3和中心点B3、C3、D3之间的距离是1.21mm。这样,通过把中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73配置为,使中央灯丝单体70的中心点A3和周边灯丝单体71、72、73的中心点B3、C3、D3相对于反射镜部55的反射面61的焦点F2,位于开口部59的相反侧,可以增大反射镜部55内对中心照度起作用的区域、即包含焦点F2的其附近区域(以下简称为“中心照度作用区域”)内的灯丝体68的密度,从而可以提高中心照度。
这样的灯丝体68,中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73容纳在具有外径(最大外径)r3[mm]的一个圆柱体内,可以把该圆柱体假想地看成把中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73一体化了的一个灯丝。在这样的情况下,在灯泡56中,令灯丝体68所位于部分的最大内径为R3(参照图25)mm,看成一个灯丝的灯丝体68的最大外径为r3[mm]时,为了防止灯泡56的内表面黑化,同时防止灯丝体68断掉,并使寿命较长,设定为满足0.25≤r3/R3≤0.75的关系式。特别的,为了进一步追求长寿命化,优选设定为满足0.35≤r3/R3≤0.75的关系式。
即,在满足0.25≤r3/R3≤0.75的关系式的情况下,由于灯泡32和灯丝体68彼此的间隙小得适当,所以在灯泡56和灯丝体68之间产生的对流层变得很薄。其结果为,由于可以减慢灯丝体68的构成材料,即在灯亮时蒸发的钨的移动速度,可以相应地显著减少钨的蒸发量,所以可以防止构成灯丝体68的线圈的钨线由于其中钨的蒸发而变细,并断线,从而实现长寿命化。而且,由于灯泡56不过于接近灯丝体68,所以在灯亮时,灯丝体68的温度不会伴随灯泡56温度的异常上升而过度上升,因此可以防止由此引起的作为灯丝体68的构成材料的钨的蒸发量被促进,且蒸发了的钨附着在灯泡56的内表面,而使内表面黑化。另一方面,在满足0.25>r3/R3的关系式的情况下,灯泡56和灯丝体68彼此的间隙变大,在灯亮时,灯泡56和灯丝体68之间产生的对流层变厚。其结果为,在灯亮时蒸发的灯丝体68的构成材料的钨的移动速度加快,钨的蒸发量相应增加,构成灯丝体68的线圈的钨线由于该钨的蒸发而变细,以至于断掉。在满足r3/R3>0.75的关系式的情况下,灯泡56和灯丝体68彼此的间隙变小,但是灯泡56过于接近灯丝体68,在灯亮时,灯泡的温度变得非常高。另外,认为,相反,由于来自高温的灯泡56的辐射热使灯丝体68的温度异常上升,作为灯丝体68的构成材料的钨的蒸发被促进,蒸发了的钨附着在灯泡56的内表面而导致内表面黑化。根据情况,由于灯泡56的内表面的黑化有可能导致灯泡56的温度进一步上升,灯泡56破损。
可以通过适当改变中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73的最大外径r0和相邻的两个灯丝单体之间的距离D6(或者上述距离D5),来调整最大外径r3。再者,可以通过适当改变中央灯丝单体70的线圈长度Lc3、周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3、线圈的间距,来调整中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73的最大外径r0。
在此,中央灯丝单体70的线圈长度Lc3、和周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3可以都是同一长度。这时,例如在额定功率是65[W]的卤素电灯用的情况下,优选将线圈长度Lc3和线圈长度Ls3设定在3.0mm~5.0mm的范围内。再者,虽然各个周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3完全相同,但是线圈长度Lc3和线圈长度Ls3可以不同。这时,例如在额定功率是65[W]的卤素电灯用的情况下,优选将线圈长度Lc3设定在3.5mm~15.0mm范围内,线圈长度Ls3设定为1.5mm~4.5mm的范围内。进而,线圈长度Lc3和线圈长度Ls3可以不同,并且各个周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3也可以分别不同。这时,例如在额定功率是65[W]的卤素电灯用的情况下,优选将线圈长度Lc3设定在3.5mm~15.0mm的范围内,把线圈长度Ls3都设定在1.5mm~4.5mm的范围内且分别不同。单绕线圈的间距在,在中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73中,都设定在0.05mm~0.07mm的范围内。
然而,在满足0.25≤r3/R3≤0.75的关系式的情况下,从使从各周边灯丝单体71、72、73向照射面照射的照度一样的观点考虑,优选使各周边灯丝单体71、72、73的最大外径r0和线圈长度Ls3中的至少一方尺寸相同,每个尺寸都相同更优。当然,由于周边灯丝单体71、72、73的制造工序中的加工不均,有时它们的最大外径r0和线圈长度Ls3在各周边灯丝单体71、72、73之间不均。
再者,在各灯丝单体70、71、72、73的端部中,开口部59侧的一端优选大致位于同一平面上。由此,可以使对被各灯丝单体70、71、72、73照射的照射面的照度一样,从而获得均一的配光曲线。
进而,为了通过中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73两者的作用增大中心照度,同时获得所希望的波束角(狭角,例如10度,其允许范围是7.5度~12.5度)并实现良好的配光特性,中央灯丝单体70的线圈长度Lc3[mm]、和周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3[mm]优选满足0.2≤Ls3/Lc3≤0.9的关系式。不过,在该情况下,各周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3分别大致相等。当然,所说的“大致相等”与上述相同,也包含由于线圈制造工序上的不均,使各个线圈长度Ls3不均的情况。
即,在满足Ls1/Lc1≤0.9的关系式的情况下,可以相对于周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3,在适当的范围内相对增长中央灯丝单体70的线圈长度Lc3,可以适当缩短对照射面的中心部分的周边区域的照度的增减起较大作用的周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3,另一方面,相应地可以尽量增加对照射面的中心部分的照度(中心照度)的增减起较大作用的中央灯丝单体70的线圈长度Lc3。其结果为,第一,基于周边灯丝单体71、72、73的照射面中心部分的照度的增大仍然存在,同时可以尽可能地降低照射面中心部分的周边区域的照度。第二,可以通过中央灯丝单体70的线圈长度Lc3的增长进一步增大向照射面中心部分的照度。另外,这些结果重合,可以获得良好的配光曲线。然而,如果满足Ls3/Lc3<0.2的关系式,则中央灯丝单体70的线圈长度Lc3增长,但是离开反射镜部55内上述中心照度作用区域的部分也增多,而且周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3与中央灯丝单体70的线圈长度Lc3的相对长度太短,设置周边灯丝单体71、72、73的效果显著下降。再者,在满足Ls3/Lc3>0.9的关系式的情况下,由于中央灯丝单体70的线圈长度Lc3与周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls1相比不足够长,即,与满足的情况相比,周边灯丝单体71、72、73的线圈长度Ls3比满足Ls1/Lc1≤0.9的关系式是变长,所以借助周边灯丝单体71、72、73而增大照射面中心部分的周边区域的照度,而不能获得所希望的波束角,特别是狭角的波束角(例如10度,该情况下的允许范围是7.5度~12.5度)。
再者,在该情况下,中央灯丝单体70和各个周边灯丝单体71、72、73之间的距离D5,优选分别设定在0.1mm~2.2mm的范围内。由此,可以增大中心照度作用区域内的灯丝体68的密度,可以大幅提高中心照度,再者可以防止在灯亮时,在中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73之间发生电弧放电,并因为该电弧放电使中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73断掉。另一方面,在距离D5不到0.1mm的情况下,有可能在灯亮时,在中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73之间发生电弧放电,并因为该电弧放电使中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73断掉。再者,在距离D5超过2.2mm的情况下,有可能中心照度作用区域内的灯丝体68的密度减小,不能非常充分地提高中心照度,或者因为周边灯丝单体71、72、73使照射面中中心部分的周边区域的照度增大。
在此,作为构成灯丝单体70、71、72、73的线圈,除了单绕线圈以外,也可以使用双绕线圈和三绕线圈。但是,从在把该卤素电灯53组装到照明装置54的反射镜部55内而使用时,增大照射面的中心照度的观点来看,优选使用单绕线圈,单绕线圈与双绕线圈或三绕线圈相比,可以减小线圈的间距,可以增大上述中心照度作用区域内(在反射镜部55内,对中心照度起作用的区域,即包含反射镜部55内的焦点位置的附近区域内)的灯丝体68的密度。
如上所述,根据本发明的第9实施方式的卤素电灯53的构成,与本发明的第8实施方式的卤素电灯相同,由于可以使在灯泡56和灯丝体68之间产生的对流层很薄,所以可以显著减少作为灯丝体68的构成材料的钨的蒸发量,其结果为,可以防止构成灯丝体68的线圈的钨线变细而断掉,从而可以实现长寿命。而且,由于在灯泡56和灯丝体68之间保持适当的间隙,所以可以抑制在灯亮时,灯泡56和灯丝体68的温度同时异常升高,因此可以防止灯泡56破损,或灯泡56的内表面由于灯丝体68的过度蒸发而黑化。
特别的,在令中央灯丝单体70的线圈长度是Lc3mm,周边灯丝单体71、72、73的线圈长度是Ls3[mm]的情况下,通过满足0.2≤Ls3/Lc3≤0.9的关系式,在把卤素电灯53组装到照明装置54的反射镜部55内时,通过中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73两者的作用使中心照度提高,同时可以抑制基于周边灯丝单体71、72、73的照射光发散,可以获得小波束角且实现良好的配光特性。
再者,特别的,通过把中央灯丝单体70和各个周边灯丝单体71、72、73之间的距离D5分别设定在0.1mm~2.2mm的范围内,可以增大上述中心照度作用区域中灯丝体68的密度,可以大幅提高中心照度,并且防止在灯亮时,在中央灯丝单体70和周边灯丝单体71、72、73之间发生电弧放电,并因为该电弧放电使中央灯丝单体70和各个周边灯丝单体71、72、73断掉。
此外,虽然在上述第9实施方式中,说明了以形成大致等边三角形的方式来排列3个周边灯丝单体71、72、73的情况,但是除此以外,以形成大致正方形的方式来排列4个周边灯丝单体的情况、以形成大致正五边形的方式来排列5个周边灯丝单体的情况、以形成大致正六边形的方式来排列6个周边灯丝单体的情况、或者更多条边的情况,都可以获得与上述同样的作用和效果。
再者,在上述第9实施方式中,作为灯泡的形状,说明了使用分别依次连续形成有切下部62、大致旋转椭圆体形状的发光部63、缩径部64、筒部65和封固部66的形状的情况,但是并不限定于此,使用以下公知的各种形状的灯泡,都可以获得与上述相同的作用和效果,即依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、和封固部的灯泡;或者依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致圆筒形状的发光部、和封固部的灯泡。当然也可以代替上述大致旋转椭圆体形状,而使用大致球形或大致复合椭圆体形状作为发光部的形状。
进而,在上述第9实施方式中,说明了使用由单绕线圈构成的灯丝单体70、71、72、73的情况,其中该单绕线圈以下述方式卷绕,即,令钨线呈圆筒形状,即沿垂直于纵长方向的中心线a3、b3、c3、d3的方向切开后的截面的外形形状是圆形。但是,本发明并不特别限定于该外形形状,例如在使用由以下述方式卷绕的线圈的构成的灯丝单体74、75、76、77的情况下也可以获得与上述相同的作用和效果,即例如图28所示,沿垂直于纵长方向的中心线a3、b3、c3、d3的方向切开后的截面的外形形状是长圆形。在图28所示的例子中,各灯丝单体74、75、76、77可以容纳在,以灯泡56的纵长方向中心轴X3上的点为中心,以与各灯丝单体75、76、77外切的圆的直径为最大外径r3的圆柱体内。由具有图28所示的外形形状的灯丝单体74、75、76、77构成的灯丝体78也可以这样确定其最大外径r3。
(实施方式10)下面,如图29所示,本发明第10实施方式的额定功率65[W](额定电压110V)的带反射镜的卤素电灯79,具有镜子直径Φ2是35mm~100mm,例如是50mm的凹面状反射镜80;本发明第5实施方式的额定功率65[W](额定电压110V)的卤素电灯31(其中,去除灯头34),配置在该反射镜80内部;和安装在反射镜80端部的例如E形的灯头81。
卤素电灯79的灯泡32的纵长方向的中心轴X4,与反射镜49的光轴Y4大致一致。
反射镜80由硬质玻璃或石英玻璃等制成,在一端部具有照射光的开口部82、在另一端部具有筒状的颈部83,并在内表面形成由旋转椭圆面或旋转抛物面等构成的旋转体的反射面84。也可以根据需要在反射面84上形成小平面。
在开口部82上,设置前表面玻璃85,并且借助公知的止动配件86固定。作为前表面玻璃85的固定方法,可以代替止动配件86而使用公知的粘结剂(未图示),或者合用止动配件86和粘结剂。当然,没有必要一定设置前表面玻璃85。
在颈部83的外侧,以几乎覆盖整个该颈部83的方式设置有灯头81,并经由粘结剂87固着。另一方面,在颈部83内,插入有卤素电灯31的封固部40,并同样经由粘结剂87固着。
在反射面84上,形成有多层干涉膜,除了铝或铬等金属膜以外,还可以由二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF)、硫化锌(ZnS)等构成。
如上所述,根据本发明的第10实施方式的带反射镜的卤素电灯79的构成,与本发明的第8实施方式的卤素电灯相同,由于可以使在灯泡32和灯丝体42之间产生的对流层很薄,所以可以显著减少作为灯丝体42的构成材料的钨的蒸发量,其结果为,可以防止构成灯丝体42的线圈的钨线变细而断掉,从而可以实现长寿命。而且,由于在灯泡32和灯丝体42之间保持适当的间隙,所以可以抑制在灯亮时,灯泡32和灯丝体42的温度同时异常升高,因此可以防止灯泡32破损,或灯泡32的内表面由于灯丝体42的过度蒸发而黑化。
此外,虽然在上述第10实施方式中,说明了以形成大致等边三角形的方式来排列3个周边灯丝单体46、47、48的情况,但是除此以外,以形成大致正方形的方式来排列4个周边灯丝单体的情况、以形成大致正五边形的方式来排列5个周边灯丝单体的情况、以形成大致正六边形的方式来排列6个周边灯丝单体的情况、或者更多条边的情况,都可以获得与上述同样的作用和效果。当然,这时根据需要在使用下述灯丝体的情况下,也可以获得与上述相同的作用和效果,在该灯丝体中,把其他灯丝单体,例如与灯丝单体形状、尺寸相同的灯丝单体,或者形状、尺寸不同的灯丝单体大致配置在灯泡2的纵长方向的中心轴X4上。
再者,在上述第10实施方式中,作为灯泡32的形状,说明了使用分别依次连续形成有切下部36、大致旋转椭圆体形状的发光部37、缩径部38、筒部39和封固部40的形状的情况,但是并不限定于此,使用以下公知的各种形状的灯泡,都可以获得与上述相同的作用和效果,即依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、和封固部的灯泡;或者依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致圆筒形状的发光部、和封固部的灯泡。当然也可以代替上述大致旋转椭圆体形状,而使用大致球形或大致复合椭圆体形状作为发光部的形状。
进而,在上述第10实施方式中,说明了使用由单绕线圈构成的灯丝单体46、47、48的情况,其中该单绕线圈以下述方式卷绕,即,令钨线呈圆筒形状,即,沿垂直于纵长方向的中心线b2、c2、d2的方向切开后的截面的外形形状是圆形。但是,本发明并不特别限定于该外形形状,例如在使用由以下述方式卷绕的线圈的构成的灯丝单体49、50、51的情况下也可以获得与上述相同的作用和效果,即例如图24所示,沿垂直于纵长方向的中心线b2、c2、d2的方向切开后的截面的外形形状是长圆形。
(实施方式11)下面,如图30所示,本发明第11实施方式的额定功率65[W](额定电压110V)的带反射镜的卤素电灯88,具有镜子直径Φ3是35mm~100mm,例如是50mm的凹面状反射镜89;配置在该反射镜89内部的卤素电灯90;和安装在反射镜89端部的例如E形的灯头91。
卤素电灯90的后述灯泡101的纵长方向的中心轴X5,与反射镜89的光轴Y5大致一致。
反射镜89由硬质玻璃或石英玻璃等构成,在一端部具有照射光的开口部93、在另一端部具有筒状的颈部94,并在内表面形成由旋转椭圆面或旋转抛物面等构成的旋转体的反射面95。也可以根据需要在反射面95上形成小平面。
在开口部93上,设置前表面玻璃96,并且借助公知的止动配件(未图示)、公知的粘结剂(未图示)或者两者都用来把该前表面玻璃96固定在上述开口部93上。当然,没有必要一定设置前表面玻璃96。
在颈部94的外侧,以几乎覆盖半个该颈部94的方式设置有灯头91,并经由粘结剂97固着。另一方面,在颈部94内,插入有卤素电灯90的后述封固部100,并同样经由粘结剂97固着。
在反射面95上,形成有多层干涉膜,除了铝或铬等金属膜以外,还可以由二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)、氟化镁(MgF)、硫化锌(ZnS)等构成。
卤素电灯90具有由石英玻璃或硬质玻璃等构成的灯泡101,该灯泡101分别依次连续形成有作为封固切痕的切下部98、大致圆筒形状的发光部99、和利用公知的挤压密封方法形成的封固部100。在灯泡101的外表面上,可以根据需要形成可视光透过红外线反射膜。
此外,这里所说的“大致圆筒形状”当然包括完全的圆筒形状,也包括因玻璃加工上的不均而偏离完全的圆筒形状的情况。
在发光部99内,设有灯丝体102,并且分别封入既定量的卤素物质和稀有气体、或者卤素物质和稀有气体以及氮气。
在灯丝体102的两端部,分别连接有例如钨制的内部导线103的一端部。内部导线103的另一端部,经由封固在封固部100中的钼制的金属箔104与外部导线105的一端部连接。外部导线105的另一端部导出到灯泡101的外部,并分别电气连接于灯头91的端子部分92a、92b。
在本实施方式中,由于灯丝体102的构成,与实施方式6中的灯丝体68的构成相同,所以使用图26和图27说明灯丝体102。
如图26和图27所示,灯丝体102由1个中央灯丝单体106和3个周边灯丝单体107、108、109构成。这些中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109都是钨制,由直线状延伸的圆筒状的单绕线圈构成,并且彼此电气串联。构成该单绕线圈的钨线的直径在0.015mm~0.100mm范围内,例如是0.050mm。
中央灯丝单体106纵长方向的中心轴a5大致位于反射镜89的光轴Y5上。
此外,这里所说的“大致位于”理想中是指中心轴a5最好完全位于反射镜89的光轴Y5上,但是有时在实用中由于制造工序中位置配合精度的不均使中心轴a5偏离反射镜89的光轴Y5,这里所说的“大致位于”也包含这个意思。
周边灯丝单体107、108、109配置在中央灯丝单体106的周围,并且它们纵长方向的中心线b5、c5、d5和中央灯丝单体106纵长方向的中心轴a5大致平行。再者,如图27所示,这些3个周边灯丝单体107、108、109排列为,在分别连结纵长方向的各个中心线b5、c5、d5、和垂直于中央灯丝单体106的纵长方向的中心轴a5垂直的任意平面P5的交点时,形成大致等边三角形,该大致等边三角形以中央灯丝单体的纵长方向的中心轴a5上的点为重心(形心)。即,意思是中央灯丝单体70和各周边灯丝单体107、108、109之间的距离D7大致完全相等,并且某一个周边灯丝单体107(108或109)和与其相邻的两个周边灯丝单体108、109(107、108或108、109)之间的距离D8分别大致相等。
此外,关于这里所说的“大致平行”和“大致等边三角形”,灯丝体102的组装工序中组装精度的不均,而难以完全平行,难以形成完全的等边三角形,在实用中有时位置关系从完全的平行偏离,形状从完全的等边三角形偏离,这里所说的“大致平行”和“大致等边三角形”也包含这个意思。距离D7和距离D8“大致相等”也与此相同。
再者,如图26所示,中央灯丝单体106配置为,包含形成反射面95的旋转体的焦点F5的位置,并且位于中央灯丝单体106的中心轴a5上的中心点A5位于比上述焦点F5的位置离开口部93更远的位置。再者,周边灯丝单体107、108、109也以此为基准,各周边灯丝单体107、108、109分别配置为包含反射镜89内后述的的点Fb5,Fc5,Fd5(在图26中,只图示了点Fb5,Fc5)的位置,并且位于各周边灯丝单体107、108、109的中心线b5、c5、d5上的中心点B5、C5、D5(在图26中,只图示了点B5、C5)位于比上述焦点Fb5,Fc5,Fd5的位置离开口部93更远的位置。不过,点Fb5,Fc5,Fd5分别表示平面Q5和中心线b5、c5、d5的交点,其中平面Q5包含形成反射面95的旋转体的焦点F5的位置,并且与反射镜89的光轴Y5垂直相交。作为一个例子,焦点F5和中心点A5之间的距离是2.35mm、点Fb5,Fc5,Fd5和中心点B5、C5、D5之间的距离是1.20mm。这样,通过把中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109配置为,使中央灯丝单体106的中心点A5和周边灯丝单体107、108、109的中心点B5、C5、D5相对于反射镜89的反射面95的焦点F5,位于开口部93的相反侧,可以增大反射镜89内对中心照度起作用的区域、即包含焦点F5的其附近区域(以下称为“中心照度作用区域”)内的灯丝体102的密度,从而可以提高中心照度。
这样的灯丝体102,中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109容纳在具有外径(最大外径)r6mm的一个圆柱体内,可以把该圆柱体假想地看成把中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109一体化了的一个灯丝。在这样的情况下,在灯泡101中,令灯丝体102所位于部分的最大内径为R4[mm],看成一个灯丝的灯丝体102的最大外径为r6[mm]时,由于后述的理由,优选设定为满足0.25≤r6/R4≤0.75的关系式。
可以通过适当改变中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109的最大外径r0和相邻的两个两个灯丝单体之间的距离D8(或者上述距离D7),来调整最大外径r6的大小。可以通过适当改变中央灯丝单体106的线圈长度Lc3、周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls3、线圈的间距,来调整中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109的最大外径r0。
在此,中央灯丝单体106的线圈长度Lc5、和周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls5可以都是同一长度。这时,例如在额定功率是65[W]的卤素电灯用的情况下,优选将线圈长度Lc5和线圈长度Ls5设定在3.0mm~5.0mm的范围内。再者,虽然各个周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls5完全相同,但是线圈长度Lc5和线圈长度Ls5可以不同。这时,例如在额定功率是65[W]的卤素电灯用的情况下,优选将线圈长度Lc5设定在3.5mm~15.0mm范围内,线圈长度Ls5设定在1.5mm~4.5mm的范围内。进而,线圈长度Lc5和线圈长度Ls5可以不同,并且各个周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls5也可以分别不同。这时,例如在额定功率是65[W]的卤素电灯用的情况下,优选将线圈长度Lc5设定在3.5mm~15.0mm的范围内,把线圈长度Ls5都设定在和1.5mm~4.5mm的范围内且分别不同。单绕线圈的间距,在中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109中,都设定在0.05mm~0.07mm的范围内。
然而,为了使从各周边灯丝单体107、108、109照射向照射面的照度一样,优选使各周边灯丝单体107、108、109的最大外径r0和线圈长度Ls5中的至少一方尺寸相同,每个尺寸都相同更优。当然,由于周边灯丝单体107、108、109的制造工序中的加工不均,有时它们的最大外径r0和线圈长度Ls5在各周边灯丝单体107、108、109之间不均。
再者,灯丝单体106、107、108、109的开口部93侧的一端优选位于大致同一平面上。由此,可以使对被各灯丝单体106、107、108、109照射的照射面的照度一样,从而获得均一的配光曲线。
进而,中央灯丝单体106的线圈长度Lc5[mm]、和周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls5[mm],由于后述的理由,优选满足0.2≤Ls5/Lc5≤0.9的关系式。不过,各周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls5分别大致相等。当然,所说的“大致相等”与上述相同,也包含由于线圈制造工序上的不均,使各个线圈长度Ls5不均的情况。
在该情况下,中央灯丝单体106和各个周边灯丝单体107、108、109之间的距离D7,优选分别设定在0.1mm~2.2mm的范围内。由此,可以增大反射镜89内对中心照度起作用的上述中心照度作用区域内的灯丝体102的密度,可以进一步提高中心照度,再者可以防止在灯亮时,在中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109之间发生电弧放电,并因为该电弧放电使中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109断掉。另一方面,在距离D7不到0.1mm的情况下,有可能在灯亮时,在中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109之间发生电弧放电,并因为该电弧放电使中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109断掉。再者,在距离D7超过2.2mm的情况下,有可能位于上述中心照度作用区域内的灯丝体102的密度减小,不能充分地提高中心照度,或者因为周边灯丝单体71、72、73使照射面中中心部分的周边区域的照度增大,不能获得所希望的波束角,特别是狭角的波束角(例如10度,该情况下的允许范围是7.5度~12.5度)。
在此,作为构成中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109的线圈,除了单绕线圈以外,也可以使用双绕线圈和三绕线圈,但是,从增大中心照度的观点来看,优选使用单绕线圈,单绕线圈与双绕线圈或三绕线圈相比,可以减小间距,可以增大位于反射镜89内的对中心照度起作用的上述中心照度作用区域内的灯丝体102的密度。
接下来,说明在灯泡101中,令灯丝体102所位于部分的最大内径为R4[mm],灯丝体102的最大外径为r6[mm]时,规定满足0.25≤r6/R4≤0.75的关系式的理由。
首先,在上述额定功率是65[W]的带反射镜的卤素电灯88中,分别制作10个灯泡101,其中,灯丝体102所位于部分的最大内径R4保持9mm不变,通过适当改变相邻的两个周边灯丝单体之间的距离D8,来如表4所示对灯丝体102的最大外径r6[mm]进行各种改变。然后,在额定功率下点亮制作的各个灯泡,分别调查经过亮灯3500个小时和经过亮灯4000个小时后,灯丝体102断掉的灯泡101的个数、和在灯丝体102没有断掉的灯泡101中,在经过4000个小时后内表面发生黑化的灯泡101的个数,这个结果同样如表4所示。
此外,在表4中,在“有无断掉”一栏中,分母表示全部样本数、分子表示在全部样本中灯丝体102断掉的灯泡101的个数。再者,在“有无黑化”一栏中,分母表示在全部样本中没有断掉的灯泡的个数、分子表示在没有断掉的样本中,内表面发生黑化的灯泡101的个数。不过,黑化是如下判定的用肉眼看,可以确认在灯泡101内表面附着有黑色物质的灯泡101的情况判定为“黑化”。
再者,作为点亮方法,使灯亮5.5小时,熄灭0.5小时作为一个循环并反复该循环。所谓的“灯亮经过时间”是指其灯亮时间的累积时间。
再者,在制作的各样本中,中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109,都由间距在0.05mm~0.07mm的范围内,最大外径r0是0.65mm的单绕线圈构成。只不过,中央灯丝单体的线圈长度Lc5是5.7mm,周边灯丝单体的线圈长度Ls5是3.4mm。
表4

从表4中可以清楚地看到,在满足0.25≤r6/R4≤0.75的关系式,例如r6/R4=(0.25,0.35,0.50,0.75)的情况下,在全部样本中,直到灯亮3500小时后,没有灯丝体102断掉的样本,再者也没有灯泡101的内表面黑化的样本。特别的,在满足0.35≤r6/R4≤0.75的关系式,例如r6/R4(0.35,0.50,0.75)的情况下,在全部样本中,直到灯亮4000小时后,没有灯丝体102断掉的样本。
另一方面,在满足0.25>r6/R4的关系式,例如r6/R4=(0.20)的情况下,在10个样本中,6个样本在亮了4000小时后,灯丝体102断掉,没有断掉的其他4个样本都没有在灯泡101的内表面发生黑化。再者,在满足r6/R4>0.75的关系式,例如r6/R4=(0.80)的情况下,10个样本在亮了4000小时后,没有灯丝体102断掉的样本,但是10个样本都在灯泡101的内表面发生了黑化。
成为这样的结果的理由如上所述。
因此可知,在灯泡101中,令灯丝体102所位于部分的最大内径为R4[mm],灯丝体102的最大外径为r6[mm]的情况下,为了防止灯泡101的内表面黑化,同时防止灯丝体102断掉,并使寿命较长,可以满足0.25≤r6/R4≤0.75的关系式。特别的,为了进一步追求长寿化,可以满足0.35≤r6/R4≤0.75的关系式。
下面说明在令中央灯丝单体106的线圈长度是Lc5[mm],令周边灯丝单体107、108、109的线圈长度是Ls5[mm]的情况下,规定满足0.2≤Ls5/Lc5≤0.9的关系式的理由。
首先,关于上述额定功率是65[W]的带反射镜的卤素电灯88,分别制作5个中央灯丝单体106的线圈长度Lc5、和周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls5如表5所示分别不同的卤素电灯。然后,以额定功率点亮制作的各个卤素电灯,并调查它们的波束角(度)和中心照度[lx],结果如表5和图31(Ls5/Lc5和波束角的关系)所示。再者,作为代表性的配光曲线,在图32和图33中分别表示Ls5/Lc5=0.9和Ls5/Lc5=0.6的情况。
此外,在制作的各样本中,在灯泡101中,灯丝体102所位于部分的最大内径R是9.0mm。中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109都由单绕线圈构成,其间距是0.05mm~0.07mm,最大外径r0是0.65mm。再者,灯丝体102的最大外径r6是4.50mm。距离D7是1.275mm。
再者,表5中的“波束角”表示5个样本的平均值。波束角作为狭角式,以现在市场上出售的作为主流的10度(允许范围7.5度~12.5度)作为评价基准。
进而,“中心照度”表示5个样本的平均值。在现在市场上出售的波束角是10度,额定功率是65[W](额定电压是110V)的带反射镜的卤素电灯(以下称为“现有产品”)中,其中心照度例如是6500[lx](换算为中心光强是6500[cd])。因此,作为评价基准,考虑市场的需求等,以相对于现有产品的中心照度(6500[lx]),大约增加10%,即7200[lx](换算为中心光强为7200[cd])以上为评价基准。
表5

从表5中可以清楚地看到,在满足0.2≤Ls3/Lc3≤0.9的关系式的情况下,例如Ls3/Lc3(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9)的情况下,其中心照度超过现有产品的中心照度(6500[lx]),是8500[lx]、(换算为中心光强为8500[cd])以上,而且其波束角在7.5度~12.5度的范围内,都满足上述评价基准。这从图32和图33所示的配光曲线可以清楚地看到,照射面的中心部分的照度较高,照射光不向该中心部分的周边区域发散。
另一方面,在满足Ls3/Lc3>0.9的关系式的情况下,例如在Ls3/Lc3=1.0的情况下,可以看到其中心照度超过现有产品的中心照度(6500[lx]),满足上述评价基准,但是其波束角是13.0度,不满足上述评价基准。再者,在满足Ls3/Lc3<0.2的关系式的情况下,例如在Ls3/Lc3=(0,0.1)的情况下,可以看到其波束角是7.5度,满足上述评价基准,但是其中心照度不满足上述评价基准。
下面说明成为这样的结果的理由。
即,通过满足Ls3/Lc3≤0.9的关系式,相对于周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls3,在适当的范围内相对地增长中央灯丝单体106的线圈长度Lc3,可以适当缩短对照射面的中心部分的周边区域的照度的增减起较大作用的周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls3,另一方面,相应地可以尽量增加对照射面的中心部分的照度(中心照度)的增减起较大作用的中央灯丝单体106的线圈长度Lc3。其结果为,第一,周边灯丝单体107、108、109对增大照射面中心部分的照度的作用仍在,同时可以尽可能地降低照射面中心部分的周边区域的照度。第二,可以通过中央灯丝单体106的线圈长度Lc3的增长进一步增大向照射面中心部分的照度。另外,这些结果重合,从而获得如图32和图33所示的良好的配光曲线。然而,如果满足Ls3/Lc3<0.2的关系式,则中央灯丝单体106的线圈长度Lc3增长,但是离开反射镜89内中心照度作用区域的部分也增多,而且周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls3与中央灯丝单体106的线圈长度Lc3相比相对长度太短,设置周边灯丝单体107、108、109的效果显著下降。另一方面,在满足Ls3/Lc3>0.9的关系式的情况下,由于中央灯丝单体106的线圈长度Lc3与周边灯丝单体107、108、109的线圈长度Ls3相比不足够长,所以由于周边灯丝单体107、108、109会增大照射面中心部分的周边区域的照度,认为不能获得所希望的波束角。
因此,可知在令中央灯丝单体106的线圈长度是Lc3mm,周边灯丝单体107、108、109的线圈长度是Ls3[mm]的情况下,由于中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109两者的作用使中心照度增大,同时为了获得所希望的波束角(狭角)并实现良好的配光特性,若满足0.2≤Ls3/Lc3≤0.9的关系式较好。
如上所述,根据本发明的第11实施方式的带反射镜的卤素电灯88的构成,与上述本发明的第8实施方式的卤素电灯31相同,由于可以使在灯泡101和灯丝体102之间产生的对流层很薄,所以可以显著减少作为灯丝体102的构成材料的钨的蒸发量,其结果为,可以防止构成灯丝体102的线圈的钨线变细而断掉,从而可以实现长寿命。而且,由于在灯泡101和灯丝体102之间保持适当的间隙,所以可以抑制在灯亮时,灯泡101和灯丝体102的温度同时异常升高,因此可以防止灯泡101破损,或灯泡101的内表面由于灯丝体102的过度蒸发而黑化。
特别的,在令中央灯丝单体106的线圈长度是Lc3[mm],周边灯丝单体107、108、109的线圈长度是Ls3[mm]的情况下,通过满足0.2≤Ls3/Lc3≤0.9的关系式,通过中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109两者的作用使中心照度提高,同时可以抑制基于周边灯丝单体107、108、109的照射光发散,从而可以获得小波束角且实现良好的配光特性。
再者,特别的,通过把中央灯丝单体106和各个周边灯丝单体107、108、109之间的距离D7分别设定在0.1mm~2.2mm的范围内,可以增大上述中心照度作用区域中灯丝体102的密度,可以大幅提高中心照度,并且防止在灯亮时,在中央灯丝单体106和周边灯丝单体107、108、109之间发生电弧放电,并因为该电弧放电使中央灯丝单体106和各个周边灯丝单体107、108、109断掉。
此外,虽然在上述第11实施方式中,说明了以形成大致等边三角形的方式来排列3个周边灯丝单体107、108、109的情况,但是除此以外,以形成大致正方形的方式来排列4个周边灯丝单体的情况、以形成大致正五边形的方式来排列5个周边灯丝单体的情况、以形成大致正六边形的方式来排列6个周边灯丝单体的情况、或者更多条边的情况,都可以获得与上述同样的作用和效果。
再者,在上述第11实施方式中,作为灯泡101的形状,说明了使用分别依次连续形成有切下部98、大致圆筒形状的发光部99、和封固部100的形状,但是并不限定于此,使用以下公知的各种形状的灯泡,也可以获得与上述相同的作用和效果,即依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、和封固部的灯泡;依次连续形成有切下部(有时根据情况也没有)、大致旋转椭圆体形状的发光部、缩径部、筒部和封固部的灯泡。当然也可以代替上述大致旋转椭圆体形状,而使用大致球形或大致复合椭圆体形状作为发光部的形状。
进而,在上述第11实施方式中,说明了使用由单绕线圈构成的灯丝单体106、107、108、109的情况,其中该单绕线圈以下述方式卷绕,即,令钨线呈圆筒形状,即沿垂直于纵长方向的中心线a5、b5、c5、d5的方向切开后的截面的外形形状是圆形。但是,本发明并不特别限定于该外形形状,例如在使用由以下述方式卷绕的线圈的构成的灯丝X单体74、75、76、77的情况下也可以获得与上述相同的作用和效果,即例如图28所示,沿垂直于纵长方向的中心线a5、b5、c5、d5的方向切开后的截面的外形形状是长圆形。
(实施方式12)下面,本发明的第12实施方式的照明装置,作为例如聚光灯等一般照明而使用,具有把上述本发明的第10实施方式的额定功率65[W]的卤素电灯31安装在公知的各种照明器具(未图示)上的构成。
在照明器具上,通常形成有平面状或曲面状的反射板、或凹面状的反射镜部。从卤素电灯31发出的放射光,被反射板或反射镜部反射,然后从照明器具的光照射开口部射出。
根据这样的本发明的第12实施方式的照明装置的构成,可以实现寿命长的照明装置。
(实施方式13)下面,本发明的第13实施方式的照明装置,作为例如聚光灯等一般照明而使用,具有把上述本发明的第9实施方式的额定功率65[W]的卤素电灯53安装在公知的各种照明器具(未图示)上的构成。
在照明器具上,形成有凹面状的反射镜部,其反射面由旋转椭圆面或旋转抛物面等构成。当然,反射镜部可以固定在照明器具上而不能替换,也可以配合使用用途等而可以替换。从卤素电灯53发出的放射光,被反射镜部反射,然后从照明器具的光照射开口部射出。
根据这样的本发明的第13实施方式的照明装置的构成,可以实现寿命长的照明装置。
(实施方式14)下面,本发明的第14实施方式的照明装置,作为例如聚光灯等一般照明而使用,具有把上述本发明的第10实施方式的额定功率65[W]的带反射镜的卤素电灯79安装在公知的各种照明器具(未图示)上的构成。
根据这样的本发明的第14实施方式的照明装置的构成,可以实现寿命长的照明装置。
(实施方式15)下面,本发明的第15实施方式的照明装置,作为例如聚光灯等一般照明而使用,具有把上述本发明的第11实施方式的额定功率65[W]的带反射镜的卤素电灯88安装在公知的各种照明器具(未图示)上的构成。
根据这样的本发明的第15实施方式的照明装置的构成,可以实现寿命长的照明装置。
此外,虽然在上述各实施方式中,说明了使用额定功率是65[W]的卤素电灯,但是并不限定于此,在使用额定功率是20[W]~150[W]的卤素电灯的情况下,都可以得到与上述同样的作用和效果。
再者,虽然在上述各实施方式中,说明了使用卤素电灯的情况,但是在代替这种卤素电灯而使用公知的各种白炽灯泡的情况下,也可以获得与上述同样的作用和效果。
工业实用性本发明不使用多绕线圈,可以使发光体紧凑化,可以提高聚光效率,其制造变得容易,批量生产性高,再者,可以增大中心照度,同时可以在特别是波束角为狭角的类型中实现良好的配光特性,从而可以应对一般照明用、特别是店铺照明用的灯所要求的小型化的要求以及令陈列商品陈列的要求,进而,可以增长寿命,所以可以延长该灯的使用周期,可以减轻更换电灯泡的不便,其工业上的使用可能性非常广泛且比较大。
权利要求
1.一种灯,组装到照明装置的反射镜内,额定电压设定为100V以上250V以下,其特征在于,具备灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有多个灯丝单体,并且在上述灯组装到上述反射镜内的状态下,配设为内含上述反射镜的焦点,上述多个灯丝单体分别是单绕的线圈,一根配设在上述反射镜的光轴上,其余的一根以上的线圈配设在与上述光轴平行的轴上,上述多个灯丝单体,分别成形为从卷轴方向观察时的轮廓与大致圆形不同。
2.一种带反射镜的灯,具备凹面状的反射镜;和灯,该灯配设在该反射镜内,并且额定电压设定为100V以上250V以下,上述灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有多个灯丝单体,并配设为内含上述反射镜的焦点,上述多个灯丝单体分别是单绕的线圈,一根配设在上述反射镜的光轴上,其余的一根以上的线圈配设在与上述光轴平行的轴上,上述各个灯丝单体分别成形为从卷轴方向观察时的轮廓与大致圆形不同。
3.如权利要求1所述的灯,其特征在于,上述轮廓是扁平形状。
4.如权利要求2所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述轮廓是扁平形状。
5.如权利要求1所述的灯,其特征在于,上述轮廓是长方形、大致跑道形或长圆形。
6.如权利要求2所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述轮廓是长方形、大致跑道形或长圆形。
7.如权利要求1所述的灯,其特征在于,上述多个灯丝单体是3个。
8.如权利要求2所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述多个灯丝单体是3个。
9.如权利要求7所述的灯,其特征在于,上述3个灯丝单体设在上述灯泡内,且各自的轴配置在同一平面上。
10.如权利要求8所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述3个灯丝单体设在上述灯泡内,且各自的轴配置在同一平面上。
11.如权利要求1所述的灯,其特征在于,上述反射镜的反射面是旋转椭圆体外周面状或旋转抛物面状,开口内径在30mm以上100mm以下。
12.如权利要求2所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述反射镜的反射面是旋转椭圆体外周面状或旋转抛物面状,开口内径在30mm以上100mm以下。
13.一种照明装置,其特征在于,具备在内部具有反射镜的照明器具;和组装到上述反射镜部内的如权利要求1所述的灯。
14.一种照明装置,其特征在于,如权利要求2所述的带反射镜的灯安装在照明器具上。
15.一种带反射镜的灯,其特征在于,具备凹面状的反射镜;和配置在该反射镜内的灯,上述灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心或形心的大致正多边形,上述中央灯丝单体的纵长方向的长度Lc、和上述周边灯丝单体的纵长方向的长度Ls调整为,Ls/Lc为0.2以上0.9以下。
16.如权利要求15所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述中央灯丝单体和上述各个周边灯丝单体之间的距离D1(mm)分别在0.1mm以上2.2mm以下。
17.一种灯,组装到照明装置的反射镜部内,其特征在于,上述灯具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,在把上述灯组装到上述反射镜部内时,所述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜部的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心或形心的大致正多边形,上述中央灯丝单体的纵长方向的长度Lc、和上述周边灯丝单体的纵长方向的长度Ls(mm)调整为,Ls/Lc为0.2以上0.9以下。
18.如权利要求17所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述中央灯丝单体和上述各个周边灯丝单体之间的距离D1(mm)分别在0.1mm以上2.2mm以下。
19.一种照明装置,其特征在于,把如权利要求15或权利要求16所述的带反射镜的灯安装在照明器具上。
20.一种照明装置,其特征在于,具备在内部具有反射镜的照明器具;和组装到上述反射镜部内的如权利要求17或权利要求18所述的灯。
21.一种灯,其特征在于,具备灯泡;和灯丝体,该灯丝体配置在该灯泡的内部,并且至少具有3个直线状的灯丝单体;上述灯丝单体,其纵长方向的中心轴和上述灯泡的纵长方向的中心轴大致平行,并且以上述灯丝单体围绕上述灯泡的纵长方向的中心轴的方式林立,在该状态下,上述各灯丝单体排列为,在分别连结上述各个灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述灯泡的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成以上述灯泡的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心或形心的大致正多边形,在上述灯泡中,上述灯丝体所处的部分的最大内径R、和上述灯丝体的最大外径r调整为,r/R为0.25以上0.75以下。
22.一种灯,组装到照明装置的反射镜部内,其特征在于,上述灯具有灯泡和配置在该灯泡内部的灯丝体,上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,在把上述灯组装到上述反射镜部内时,所述中央灯丝单体纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜部的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心或形心的大致正多边形,在上述灯泡中,上述灯丝体所处的部分的最大内径R、和上述灯丝体的最大外径r调整为,r/R为0.25以上0.75以下。
23.如权利要求22所述的灯,其特征在于,上述中央灯丝单体的纵长方向的长度Lc、和上述周边灯丝单体的纵长方向的长度Ls调整为,Ls/Lc为0.2以上0.9以下。
24.如权利要求23所述的灯,其特征在于,上述中央灯丝单体和上述各个周边灯丝单体之间的距离D1分别在0.1mm以上2.2mm以下。
25.一种带反射镜的灯,其特征在于,具备凹面状的反射镜、和配置在该反射镜内的如权利要求21所述的灯,上述灯的灯泡的纵长方向的中心轴与上述反射镜的光轴大致位于同一轴上。
26.一种带反射镜的灯,其特征在于,具备凹面状的反射镜;和灯,该灯配置在该反射镜内,并且具有灯泡和设在该灯泡内的灯丝体;上述灯丝体具有直线状的中央灯丝单体,其纵长方向的中心轴大致位于上述反射镜的光轴上;和至少3个周边灯丝单体,配置在上述中央灯丝单体的周围,并且其纵长方向的中心轴和上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴大致平行,上述周边灯丝单体排列为,在分别连结上述各个周边灯丝单体的纵长方向的中心轴、和垂直于上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴的平面的交点时,形成以上述中央灯丝单体的纵长方向的中心轴和上述平面的交点为重心或形心的大致正多边形,在上述灯泡中,上述灯丝体所位于的部分的最大内径R、和上述灯丝体的最大外径r调整为,r/R为0.25以上0.75以下。
27.如权利要求26所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述中央灯丝单体的纵长方向的长度Lc、和上述周边灯丝单体的纵长方向的长度Ls调整为,Ls/Lc为0.2以上0.9以下。
28.如权利要求27所述的带反射镜的灯,其特征在于,上述中央灯丝单体和上述各个周边灯丝单体之间的距离D1分别在0.1mm以上2.2mm以下。
29.一种照明装置,其特征在于,把如权利要求21所述的灯安装在照明器具上。
30.一种照明装置,其特征在于,具备在内部具有反射镜部的照明器具;和组装到上述反射镜部内的如权利要求22至权利要求24的任一项所述的灯。
31.一种照明装置,其特征在于,把如权利要求25至权利要求28的任一项所述的带反射镜的灯安装在照明器具上。
全文摘要
本发明涉及一种组装到反射镜部内的卤素电灯。本发明的目的在于实现灯丝的小型化和聚光效率的提高。本发明的卤素电灯具有灯泡;和多个灯丝单体(131~134)。各个灯丝单体由单绕线圈构成,它们的轴和反射镜的光轴平行。上述多个灯丝单体中的一个(中央灯丝单体、131)配置在上述反射镜的光轴上,其他灯丝单体(周边灯丝单体132~134)配置在其周围。从个灯丝单体的轴向观察它们时的轮廓是长圆形。进而,在令上述中央灯丝单体的纵长方向的长度为Lc,上述周边灯丝单体的纵长方向的长度为Ls时,如果0.2≤Ls/Lc≤0.9,则可以提高中心照度和配光特性。进而,在令上述灯泡的最大内径为R,上述灯丝体的最大外径为r时,0.25≤r/R≤0.75,则可以延长寿命。
文档编号F21V13/00GK1926659SQ20058000659
公开日2007年3月7日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月16日
发明者桥本尚隆, 池田拓, 川越进也 申请人:松下电器产业株式会社
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