JPH04329255A - 被膜付き管球 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バルブの外面に赤外線
反射可視光透過膜などのような金属酸化膜を形成したハ
ロゲン電球等の管球に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、店舗などで使用されているスポッ
トダウンライトの光源として白熱電球、特にハロゲン電
球を使用しており、ハロゲン電球は小形で光出力が高く
、商品を目立つように引き立たせるのに有効である。 しかしながら、この種のハロゲン電球に代表される白熱
電球は、ランプから放出される熱が多いのでランプ効率
が低く、またこの熱は器具を加熱して同一室内で多数の
この種の電球を使用する場合はこれら電球から放出され
た熱量が相当に多くなり、室内温度を高くして空調設備
にかなりの負担をかけたり、熱を嫌う商品に熱負担を与
えることになる。

【０００３】したがって、この種の電球は熱の放出を低
減し、ランプ効率の向上が望まれている。ランプ効率を
向上させるため、最近、電球バルブの外面に赤外線反射
可視光透過膜を形成する提案がなされている。

【０００４】この赤外線反射可視光透過膜は、酸化チタ
ン（ＴｉＯ２　）、酸化タンタル（Ｔａ２　Ｏ５　）、
酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２　）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）
などからなる高屈折率層と、酸化ケイ素（シリカ＝Ｓｉ
Ｏ２　）、ふっ化マグネシウム（ＭｇＦ２　）などから
なる低屈折率層とを交互に重層し、例えば合計９〜１７
層の多層膜として構成されている。このような多層干渉
膜、つまり赤外線反射可視光透過膜は赤外線を反射し、
しかしながら可視光を透過するので、バルブに収容した
フィラメントから放出される可視光は外部に向けて透過
し、これに対し赤外線を反射する。このように反射され
た赤外線はフィラメントに戻され、この赤外線はフィラ
メントを再加熱し、よってフィラメントの白熱発光のた
めに外部から供給する電力を低減することができ、よっ
て発光効率が向上する。また、無駄に捨てられていた熱
エネルギーの放出が少なくなるので、空調設備や熱を嫌
う商品等に悪影響を及ぼす割合が少なくなる利点がある
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記バルブ
の外面に多層干渉膜を形成する場合、干渉膜を構成する
各層の厚さはきわめて薄いので、塗布基材となるバルブ
の表面は平滑でなければならない。

【０００６】しながら、上記ハロゲン電球などは一見し
て表面が滑らかそうに見えるが、バルブの封止や排気管
の封止切り工程で、バルブをバ−ナで加熱軟化させて作
業を行うため、これらの加熱時に石英ガラスなどの組成
となっているシリカ（酸化ケイ素＝ＳｉＯ２　）の微粉
末が飛散し、これがバルブの表面に付着してバルブの表
面に０．５μｍ以下、例えば平均０．３７μｍ程度の微
細な凹凸が形成されることがある。

【０００７】このような微細な凹凸面に上記多層干渉膜
を被覆すると、塗布基材の凹凸面がそのまま多層干渉膜
の凹凸面として現れ、干渉機能が低下し、良好な赤外線
反射作用ができなくなる不具合がある。特に、多層干渉
膜を蒸着などのような気相成形法で製造した場合は、膜
厚がきわめて薄いのでバルブ表面の凹凸面の影響が大き
い。

【０００８】従来において、バルブ表面の凹凸面を除去
して平滑面を作るには、バルブを弗硫酸の液に浸漬して
、凹凸面をエッチングするなどの手段が考えられている
が、弗硫酸は取り扱いが危険であり、また処理時間が長
いなどの不具合がある。

【０００９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、バルブ表面の凹凸
を解消し、多層干渉膜等の金属酸化膜の機能を充分に発
揮することができる被膜付き管球を提供しようとするも
のである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、バルブの表面
にシリカ被膜を形成し、このシリカ被膜の上に金属酸化
膜を形成したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明によると、バルブの表面にシリカ被膜を
形成すれば、封止工程や排気管の封止切り工程において
シリカの微粉末が付着することにより形成された凹凸面
の凹部に上記塗布したシリカが入り込んで埋められ、し
たがって金属酸化膜を形成する面は平滑面となり、金属
酸化膜が高精度に形成され、金属酸化膜の性能が向上す
る。しかもこの場合は、弗硫酸等の危険物を取り扱わな
いから安全であり、また処理時間が短くてすむ等の利点
がある。

【００１２】

【実施例】以下本発明について、図面に示す一実施例に
もとづき説明する。

【００１３】図において１はハロゲン電球であり、この
ハロゲン電球１は石英ガラスからなる円筒形（Ｔ形）バ
ルブを有している。バルブ２の一端には圧潰封止部３が
形成されており、この封止部３にはモリブデンなどから
なる一対の金属箔導体４、４が封着され、これら金属箔
導体４、４には内部導入線５、５が接続されている。こ
れら内部導入線５、５はバルブ２内に導かれ、これらの
両端間にタングステンコイルからなるフィラメント６が
架設されている。フィラメント６は、コイル軸がバルブ
軸の上に位置されるよう配置され、つまりＣ形フィラメ
ントが採用されている。上記封止部３に封着された一対
の金属箔導体４、４には外部導入線７、７が接続されて
いる。

【００１４】上記バルブ２の外表面には、シリカ（酸化
ケイ素＝ＳｉＯ２　）からなる被膜８が形成されている
。 このシリカ被膜８は、封止が完了したランプをシリカア
ルコキド溶液に浸漬し、これを適当な速度で引上げて乾
燥し、その後焼成することにより形成することができる
。

【００１５】このような、シリカ被膜８はバルブ２の表
面に形成されるシリカ微粉末の付着による凹凸面を平滑
にするためのもので、シリカアルコキド溶液が凹凸面の
凹部に充填されることによりこの凹部を埋めればよい。 上記凹凸面を形成するシリカ微粉末の大きさは０．５μ
ｍ以下であるから、シリカ被膜８の膜厚はせいぜい０．
５〜１μｍ程度であればよく、したがってシリカアルコ
キド溶液から素早く引き上げることにより形成が可能で
ある。むしろ、引上げ速度が遅いと、シリカ被膜８の膜
厚が必要以上に厚くなり過ぎる。

【００１６】このようなバルブ２の外面に形されたシリ
カ被膜８の上には、赤外線反射可視光透過膜９が形成さ
れている。この赤外線反射可視光透過膜９は多層干渉膜
により形成されており、高屈折率層９１と低屈折率層９
２とを交互に重層し、例えば合計９〜１７層の多層膜と
して構成されている。高屈折率層９１は酸化チタン（Ｔ
ｉＯ２　）、酸化タンタル（Ｔａ２　Ｏ５　）、酸化ジ
ルコニウム（ＺｒＯ２　）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などか
らなり、また低屈折率層９２は酸化ケイ素（シリカ＝Ｓ
ｉＯ２　）、ふっ化マグネシウム（ＭｇＦ２　）などに
より構成されている。具体的にはＴｉＯ２　膜と、Ｓｉ
Ｏ２　膜が用いられている。上記多層干渉膜からなる赤
外線反射可視光透過膜９は各層を、公知の蒸着等のよう
な気相形成法により形成してある。

【００１７】このような構成のハロゲン電球の作用につ
いて説明する。ハロゲン電球１を点灯してフィラメント
６を発光させると、この光はバルブ２を透過して、バル
ブ２外面に形成した赤外線反射可視光透過膜９に達する
。赤外線反射可視光透過膜９に達した光のうち、例えば
７００〜１３００ｎｍの赤外線領域の光はこの赤外線反
射可視光透過膜９で反射され、他の可視光域の光は外部
に透過される。

【００１８】上記反射された赤外線はフィラメント６に
戻され、このためフィラメント６はこの反射された赤外
線で再び加熱されることになり、したがって消費電力が
少なくてすみ、発光効率が向上する。また、外部に赤外
線が放出されないから、ランプ器具を加熱したり、部屋
や被照射物の温度を高める割合が少なくなる。

【００１９】そして、本実施例では、バルブ２の外面に
シリカ被膜８を形成し、このシリカ被膜８の上に赤外線
反射可視光透過膜９を形成したので、この赤外線反射可
視光透過膜９は精度の高い平滑面に形成されることにな
る。

【００２０】つまり、バルブ２の表面に形成したシリカ
被膜８は、封止工程や排気管の封止切り工程においてバ
ルブ２の表面に付着したシリカの微粉末の間を埋めるよ
うになり、凹凸面を平滑にする。このため、このような
高精度に仕上げ処理された面に多層干渉膜９を形成する
から、多層干渉膜９が高精度に形成され、多層干渉膜９
に凹凸がなくなるので、反射、屈折などの光学特性の性
能が向上することになる。

【００２１】特に、多層干渉膜９を蒸着などのような気
相成形法で製造した場合は、膜厚がきわめて薄いのでバ
ルブ表面の凹凸面の影響が大きく、上記のようにシリカ
被膜８を形成してある場合は、特定の波長域の選択透過
機能が向上する。

【００２２】しかもこの場合は、バルブ２の外面にシリ
カ被膜８を形成すればよいので、従来のような弗酸や硫
酸等の危険物を取り扱わなくてすみ、安全であり、また
処理時間が短く、効率がよい等の利点がある。なお、実
験した結果を付記しておく。

【００２３】表面処理しない石英バルブ２の表面粗さを
測定すると、平均０．３７μｍ程度の微細な凹凸が形成
されており、これにＴｉＯ２　膜とＳｉＯ２　膜からな
る多層干渉膜を１７層形成した場合は、可視光の透過率
は約８０％であった。

【００２４】これに対し、石英バルブを日本曹達株式会
社製商品名ＮＳＴ５１０と称されるアルコキシド溶液に
浸漬し、膜厚０．５〜０．６μｍ程度のシリカ被膜８を
コーティングした。この場合の表面粗さは平均０．１５
μｍ程度となり、この表面にＴｉＯ２　膜とＳｉＯ２　
膜からなる多層干渉膜を１７層形成すると、可視光の透
過率は約９２％に向上した。

【００２５】なお、本発明は上記実施例に制約されるも
のではない。すなわち、図１の実施例では、バルブ２が
円筒形である場合を説明したが、バルブは球形や楕円球
であってもよく、また直管形バルブであってもよい。

【００２６】また、コイルフィラメント６はコイル軸が
バルブ軸と一致するように配置したが、フィラメントは
バルブ軸と９０度の方向に交わる姿勢に配置した構造で
あってもよい。さらに本発明は、使用する電球としては
ハロゲン電球に制約されず、一般白熱電球であってもよ
く、さらには放電灯であってもよい。そして端部の封止
構造は圧潰封止形に制約されず、ステム封止であっても
よい。

【００２７】さらに、本発明の金属酸化膜は赤外線反射
可視光透過膜９に限らない。例えば、車両のフォグラン
プとして使用されるハロゲン電球は、黄色系の光を選択
的に放射するようになっており、このためバルブ外面に
黄色の波長光線を効果的に選択して透過する多層干渉膜
を被覆してある。このように、特定の波長域の光線を透
過するために使用する多層干渉膜を形成したランプにお
いても本発明は実施可能である。また、金属酸化膜は必
ずしも多層光干渉膜であることにも制約されない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によると、バ
ルブの表面にシリカ被膜を形成し、このシリカ被膜の上
に金属酸化膜を形成したので、封止工程や排気管の封止
切り工程においてシリカの微粉末が付着することにより
形成されたバルブ表面の凹凸が軽減され、金属酸化膜が
高精度に形成される。このため、金属酸化膜の機能を充
分に発揮することができる。しかもこの場合は、弗硫酸
等の危険物を取り扱わないから安全であり、また処理時
間が短くてすむ等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）図は本発明の一実施例を示すハロゲン電
球の側面図、（ｂ）図は赤外線反射可視光透過膜の断面
図。

【符号の説明】

１…ハロゲン電球、２…バルブ、６…フィラメント、８
…シリカ被膜、９…赤外線反射可視光透過膜。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　バルブの表面に金属酸化膜を形成した
   管球において、上記バルブの表面にシリカ被膜を形成し
   、このシリカ被膜の上に上記金属酸化膜を形成したこと
   を特徴とする被膜付き管球。
2. 【請求項２】　　上記金属酸化膜は、気相形成法により
   形成されていることを特徴とする請求項１に記載の被膜
   付き管球。