JPH0447660A - ハロゲン電球 - 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】 産業上の利用分野 本発明は一般照明７店舗照明なとに用いられるハロゲン
電球に関するものである。

従来の技術 ハロゲン電球は点光源に近いことや、点灯用の回路が不
必要であることなとの利点を持つことから、一般照明を
はじめ、店舗のスポット照明なとに多く用いられている
。しかし、ハロゲン電球は効率１色温度の点では蛍光灯
と比較すると、かなり見劣りする。この難点を改善する
方法の一つとして、近年多層干渉膜をハロゲン電球に応
用することが盛んに行われてきている。多層干渉膜は光
を選択的に透過または反射する性質を持っており、これ
をガラスバルブの外面に塗布することによりハロゲン電
球の光を制御することができる。

また、各層の膜厚を代えることにより、反射または透過
する波長領域を自由に代えることができるので、いろい
ろな光を出すハロゲン電球を得ることができる。

例えばその−例として赤外線反射膜付ハロケン電球があ
る。ハロゲン電球の放射する光のうち７０％以上は赤外
線であり、これが蛍光灯に比へ効率の点で劣っている主
原因である。しかも、被照射物の温度か上昇し材料の劣
化を招くことかあり、店舗、美術館なとの照明には問題
かある。そこで、第４図に示すように、円筒形のガラス
バルブ１−の外面に多層干渉膜２を形成してフィラメン
ｌ−３からの赤外線を反射しガラスバルブ１内に戻すよ
うにしたハロゲン電球が提案されている（特開昭５７−
１２８４５５号公報）。これによれば、被照射物の温度
上昇を抑えるとともに、ガラスバルブ内に戻された赤外
線によりフィラメントを加熱しそのエネルギー量たけ入
力電力の低減を図ることか可能となる。

なお、第４図中、４．５はフィラメント支持体、６はチ
ップオフ部、７はガラスバルブ１の封着部、８は口金を
示す。

また、他の例として高色温度のハロゲン電球がある。店
舗照明ではスポット照明としてハロゲン電球と全体照明
としての蛍光灯を同時に使うことが多いか、ハロゲン電
球は蛍光灯と比較すると、かなり色温度が低いため、ハ
ロゲン電球の光たけか赤味を帯びて見え違和感を生しる
。このような欠点を改善する方法としても多層干渉膜を
応用するこ表ができる。この電球は多層干渉膜により可
視領域の中の長波長の光、すなわち赤色成分だけを減少
させ、寿命特性を損なうことなく色温度を向上させ蛍光
灯の色に近づけたものである。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来の赤外線反射膜付ハロゲン電球では、フィ
ラメント３から垂直方向に出た光に関しては問題ないが
、斜め方向に出た光はすべてフィラメント３に戻って来
るわけではなくかなりの光か外部に漏れてゆく（第５図
参照）。第５図において、Ａは透過光、Ｂは反射光を示
す。この現象はフィラメントか短いはと顕著にあられれ
、長さか１．５　ｍｍのフィラメントの場合、多層干渉
膜に反射された光のうち５８％（形状係数）しかフィラ
メントに戻ってこない。このため多層干渉膜を赤外線反
射膜として用いた場合、フィラメントの温度かあまり上
昇せず、省電力の効果が期待できない。

また、多層干渉膜を斜めに透過した光は垂直に透過した
光とは通過する膜厚に差がでるため、特性か違ってくる
。この影響は特に高色温度電球に応用した場合に大きく
、方向によって色温度の違う光が出てくる結果となる。

この場合もフィラメントが短いほどその影響は大きい。

これが長くなると、垂直に出た光と斜めに出た光とが混
ざり合って色が平均化されるため、色の差は１」立たな
くなる。

上記のように多層干渉膜を短いフィラメントを持つハロ
ゲン電球に適用する場合、フィラメントから出た光の反
射光はフィラメントにできるたけ多く戻し、透過光は多
層干渉膜に対し直角に近くなるようにするほどその効果
は大きくなる。

課題を解決するための手段 本発明のハロゲン電球は、ガラスバルブの一端側にチッ
プオフ部を、他端側に封着部をそれぞれ設け、かつ内部
にフィラメントを前記ガラスバルブと同軸方向に設けた
ハロゲン電球において、前記ガラスバルブのうち前記フ
ィラメントか存在する部分の形状を回転楕円体とし、か
つ前記フィラメントが存在しない部分のガラスバルブの
うち前記回転楕円体に連設し前記チップオフ部および前
記封着部側に延びる両部分の形状を円筒形とし、前記フ
ィラメントを前記ガラスバルブの回転楕円体の２つの焦
点の間に配置し、さらに前記回転楕円体の部分の外面に
金属酸化膜からなる多層干渉膜を形成したものである。

作用 多層干渉膜はガラスバルブの回転楕円体部分の上に形成
されているために、ここで反射された光はすへて２つの
焦点の間に戻ってくる。このため、焦点の間にフィラメ
ントを位置させておくと、フィラメントに戻ってくる光
は増加することとなる。また、フィラメントを斜めに出
た光の透過光と多層干渉膜とのなす角度は直角により近
くなる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する
。

第１図に示すように、本発明実施例の／Ｓロケン電球は
ガラスバルブ以外については一般照明６店舗照明なとに
用いられるハロゲン電球（電圧１］０■電力８０Ｗ）と
同様の部品を用いており、ガラスバルブ９の一端側にチ
ップオフ部６を、他端側に封着部７をそれぞれ設け、か
つ内部に長さか１５ｍｍのフィラメント３をガラスバル
ブ９と同軸方向に設けている。そして、ガラスバルブ９
のうちフィラメント３か存在する部分の形状を回転楕円
体１０とし、かつフィラメント３か存在しない部分のガ
ラスバルブのうち回転楕円体１０に連設しチップオフ部
６および封着部７側に延びる両部分の形状を円筒形とし
、フィラメント３をガラスバルブ９の回転楕円体］０の
２つの焦点Ｏの間に配置し、さらに回転楕円体１０の外
面に金属酸化膜からなる多層干渉膜２を形成している。

　以上のような構成を有する本発明実施例のハロゲン電
球では、幾可学的な性質として２つの焦点Ｏの間から出
て回転楕円体１０に反射された光は必ず焦点０の間に戻
って来る。つまり、２つの焦点０間にフィラメント３を
置くと、多層干渉膜２による反射光はすへてフィラメン
ト３に戻って来ることとなる。また、その透過光も円筒
形の場合に比へると、透過する角度は直角に近くなる。

例えば、フィラメンｌ−３を５０度の角度で出た光は従
来例では多層干渉膜２を５０度の角度で出て行くのに対
し、本発明の場合は８０度の角度で出て行く。

なお、実験によれば、本発明はフィラメントの長さか２
０ｍを越える場合に特に効果がある。これはフィラメン
トを垂直に出て行く光の比率か多くなるためである。

次に、かかるハロゲン電球の製造方法について説明する
。

まず、外径１１ｍｍの石英管の一端に外径４　ｍｍの石
英製排気管を接続する。排気管の他端は塞いておく。次
に、回転楕円体部分を形成する。第２図＋ａ＋〜（Ｃ１
にその方法の概略を示す。回転しているガラスバルブ９
の下端から約１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲をガスバーナ１
］で加熱した後、内面が回転楕円体の形状をした２分割
のカーホン製の型］２をガラスバルブ９の外面に当てな
から、ガラスバルブ９の内部に、その開口部にゴム体１
３を介して設けられた導入管１４を通して高圧の窒素ガ
スを流入して圧力をかけ、ガラスバルブ９の加熱された
部分を膨張させることにより回転楕円体部分１０を形成
する。この結果、ガラスバルブ９のうち、加工の施され
ない部分は円筒部分１５となる。

次に、ガラスバルブ９の外面に多層干渉膜２を塗布する
。多層干渉膜２は酸化チタン（ＴｌＯ２）と酸化シリコ
ン（Ｓ　ｉ　Ｏ２）の層からなっており、これらの層は
ティップ法により形成されている。

すなわち、有機金属化合物溶液にガラスバルブ９を漬け
て塗布しこれを高温中で熱分解して金属酸化膜を形成す
る。有機化合物溶液はＴｌＯ２としてテトラブチルチタ
ネート（ＴＢＴ）　、Ｓ　ｉ０２としてテトラエチルオ
ルソンリケート（以下ＴＥＯ３という）をエタノールに
溶かした溶液を用いた。

濃度は両者とも２５％である。なお、ＴＥＯＳ溶液中に
は分解を促進するために希塩酸が添加されている。

まず、第２図（Ｃ１のような形状をしたガラスノ＜ルブ
９をＴＢＴ溶液に回転楕円体１０の部分までつけた後、
一定の速度で引き上げる。次に、ガラスバルブ９の回転
楕円体部分１０をエタノールに漬けて排気管なと不要な
部分についた溶液を洗浄する。２００℃で５分間乾燥し
、さらに６００℃で１５分間焼成を行って酸化チタンの
層」二にンリカの層を形成する。このような工程を繰り
返してガラスバルブ９の回転楕円体１０の外面に多層干
渉膜を形成する。層数については赤外線反射膜付／Ｓロ
ゲン電球の場合は８層、高色温度／％ロケン電球の場合
は６層である。各々の場合における各層の膜厚および引
き」二げ速度を第１表および第２表にそれぞれに示す。

この後、排気管の先を切断して導通させる。

（以　　下　　余　　白） ］ 第 表 第 表 次に、ハロゲン電球の製造工程であるが、これは従来の
ハロゲン電球の場合と全く同様である。

すなわち、」１記の多層干渉膜付ガラスバルブ内にフィ
ラメント、フィラメント支持祠を設けた後、ガラスバル
ブの一端部を封着する。排気管を通して真空排気し、内
部にノ＼ロゲンガスおよび希ガスを封入し、排気管を封
止し、チップオフ部６を形成する。最後に、ガラスバル
ブ９の一端部に口金８を取り付けて電球とする。

なお、上記実施例では金属酸化膜として酸化チタンと酸
化シリコンとを用いた例について説明したが、酸化チタ
ンのかわりに、酸化タンタル、酸化ハフニウムを用いて
も同様の効果を得ることができる。

発明の効果 以」二説明したように、本発明によれば、赤外線反射膜
付ハロゲン電球の場合には、従来例ではその省電力率１
０％であったのに対し、省電力率１５％の省電力を実現
することができて、より多くの省電力効果が得られ、ま
た高色温度のノ＼ロゲン電球の場合には、従来例では直
角方向の色温度が４０００に、３０度方向での色温度は
３２００Ｉ〈であったのに対し、本発明では直角方向の
色温度は従来例と同じ４０００　Ｋであるが、３０度方
向の色温度が３８００　Ｋとなり、その差を少なくする
ことができ、人間の目ではその差を全く感しない程度ま
で改善することができ、方向による色の差を少なくする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるノ＼ロゲン電球の正面
図、第２図（ａｌ、　（ｂｌおよび＋Ｃ１は本発明にか
かるガラスバルブの成形方法を説明するだめの図、第３
図は本発明のハロゲン電球の多層干渉膜による反射光お
よび透過光を示す図、第４図は従来例のハロゲン電球の
正面図、第５図は従来例の／％ロゲン電球の多層干渉膜
による反射光および透過光を示す図である。 ２・・・・・・多層干渉膜、３・・・・・・フィラメン
ト、６・・・チップオフ部、７・・・・・・封着部、９
・・・・・・ガラスバルブ、］０・・・・・・回転楕円
体。 ］　３ ４．６・・フィラメント支Ｊ寺イ本 ｔ・・チップオフ部 ７封着部 Ｉ・口金 り・・力゛ラズバルブ 〃　回り楕円イ本 弔 図 （＋２） 弔 図 （ｂ） （ｅ） 弔 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラスバルブの一端側にチップオフ部を、他端側に封着
   部をそれぞれ設け、かつ内部にフィラメントを前記ガラ
   スバルブと同軸方向に設けたハロゲン電球において、前
   記ガラスバルブのうち前記フィラメントが存在する部分
   の形状を回転楕円体とし、かつ前記フィラメントが存在
   しない部分のガラスバルブのうち前記回転楕円体に連設
   し前記チップオフ部および前記封着部側に延びる両部分
   の形状を円筒形とし、前記フィラメントを前記ガラスバ
   ルブの回転楕円体の２つの焦点の間に配置し、さらに前
   記回転楕円体の部分の外面に金属酸化膜からなる多層干
   渉膜を形成したことを特徴とするハロゲン電球。