JPH07220691A - 白熱電球及びこれを用いた照明装置並びに車両前照灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、圧潰封止部に配置された金属箔の
酸化を最小に抑えるとともに、球状部の球面を広くして
赤外線反射膜を効率よく使用することができることを主
要な目的とする。 【構成】球形又はこれに類似する形状である球形部(4)
と、この球形部に連結した円筒部(5) と、この円筒部に
連結した圧潰封止部(6) とを有するとともに、少なくと
も前記球形部にフィラメント(8) を収容し、前記球形部
面に高屈折率層と低屈折率層とからなる赤外線可視光透
過膜(7) を形成した白熱電球において、前記円筒部(5)
の外径が前記圧潰封止部(6) の幅よりも小さいことを特
徴とするハロゲン電球(1) 。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内部に１つ又は２つ
のフィラメントを収容した白熱電球及びこれを用いた照
明装置並びに車両前照灯に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、最近の車両用前照灯は、光源と
して効率に優れたハロゲン電球を使用しており、このハ
ロゲン電球を反射体に取り付け、この電球から出た光を
反射体により前方に反射して前方を照射するようになっ
ている。上記ハロゲン電球には走行ビーム用フィラメン
トとすれ違いビーム用フィラメントを収容してあり、車
両が通常の走行中は、走行ビーム用フィラメントを点灯
して遠方を明るく照らすようになっているとともに、対
向車とすれ違う走行時には、すれ違いビーム用フィラメ
ントに切り換え点灯し、前方照射の配光特性を左下向き
（日本の場合）にして対向車に対する眩しさを減じるよ
うになっている。

【０００３】ところで、一般に、ハロゲン電球を含む白
熱電球はフィラメントの白熱による発光を利用する光源
であるため放熱量が多く、放電灯に比べてランプ効率が
低い傾向がある。このような白熱電球の放熱を低減し、
ランプ効率を向上させるため、最近、バルブの外面に、
赤外線を反射し可視光を透過する膜、すなわち赤外線反
射膜を形成する研究がなされている。

【０００４】バルブの外面に赤外線反射膜を形成すれ
ば、この赤外線反射膜がフィラメントから放出される赤
外線を反射し、この反射された赤外線はフィラメントに
戻されるからフィラメントを再加熱し、このためフィラ
メントの白熱が促されるので外部から供給する電力を節
減することができ、発光効率が向上することになる。ま
た、無駄に捨てられていた熱の放出が少なくなるので、
器具等に対する熱影響を少なくすることもできる利点が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
白熱電球においては、円筒部が太いため、球形部内のフ
ィラメントからの放熱が円筒部を介して圧潰封止部へリ
ークしやすく、圧潰封止部に封着された金属箔が酸化し
やすい。また、球形部での球面の面積が制限され、赤外
線反射膜を有効に活用することができない。

【０００６】この発明はこうした事情を考慮してなされ
たもので、円筒部の外径を圧着封止部の幅より小さくす
ることにより、球形部から圧潰封止部への熱の伝わり方
を少なくし、圧潰封止部に配置された金属箔の酸化を最
小に抑えるとともに、球状部の球面を広くして赤外線反
射膜を効率よく使用することが可能な白熱電球及びこれ
を用いた照明装置並びに車両前照灯を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、球形又はこ
れに類似する形状である球形部と、この球形部に連結し
た円筒部と、この円筒部に連結した圧潰封止部とを有す
るとともに、少なくとも前記球形部にフィラメントを収
容し、前記球形部面に高屈折率層と低屈折率層とからな
る赤外線可視光透過膜を形成した白熱電球において、前
記円筒部の外径が前記圧潰封止部の幅よりも小さいこと
を特徴とする白熱電球である。

【０００８】この発明において、白熱電球の態様として
は、例えば特許請求の範囲の「請求項２」のように、前
記球形部にすれ違いビーム用フィラメントを収容し、前
記円筒部に走行ビーム用フィラメントを収容し車両前照
灯用光源として用いることを特徴とする白熱電球、ある
いは球形部に走行ビーム用フィラメントを収容した白熱
電球、あるいは球形部にすれ違いビーム用フィラメント
を収容した白熱電球が挙げられる。

【０００９】この発明において、球形部に走行ビーム用
フィラメントを収容した白熱電球を反射体に組み込むこ
とにより照明装置が構成される。また、球形部にすれ違
いビーム用フィラメントを収容し、前記円筒部に走行ビ
ーム用フィラメントを収容し車両前照灯用光源として用
いることを特徴とする白熱電球を反射体に組み込むこと
により車両前照灯が構成される。この発明において、球
形又はこれに類似する形状である球形部とは、球状のも
のの他、例えば楕円，複数曲面の集合体からなるもの等
も含む。

【００１０】この発明において、前記球形部と円筒部の
境界部は湾曲していることが望ましい。これにより、白
熱電球の使用時、境界部へのストレスを緩和することが
できる。この発明において、前記円筒部の形状として
は、円筒体の他、例えば図６に示すように鼓状のもの等
が挙げられる。

【００１１】この発明において、赤外線可視光透過膜
は、例えばＤipping，真空蒸着，イオン・プレーティン
グ，スパッタリング，ＣＶＤにより形成することができ
る。前記赤外線可視光透過膜は球形部の外面又は内面の
いずれに形成してもよい。また、前記赤外線可視光透過
膜の構成する高屈折率層の材質としては、例えば酸化チ
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）が挙げ
られる。また、低屈折率層の材質としては、酸化ケイ素
（シリカ＝ＳｉＯ₂ ）、ふっ化マグネシウム（ＭｇＦ
₂ ）が挙げられる。こうした高屈折率層と低屈折率層と
を交互に複数槽積層して構成される赤外線可視光透過膜
は、多層緩衝作用により赤外線を反射する一方で、可視
光を透過する作用をもつ。

【００１２】

【作用】この発明によれば、円筒部の外径を圧潰封止部
の幅より小さくすることにより、球形部から圧潰封止部
への熱の伝わり方を少なくし、圧潰封止部に配置された
金属箔の酸化を最小に抑えるとともに、球状部の球面を
広くして赤外線反射膜を効率よく使用することができ
る。また、球形部と円筒部の境界部がなだらかに湾曲し
た状態で接合されているため、ハロゲン電球の使用時、
前記境界部へのストレスを緩和することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （実施例１）図１及び図２を参照する。ここで、図１は
照明装置の光源に使用されるハロゲン電球を示し、図２
は同ハロゲン電球の一構成である赤外線可視光透過膜の
説明図を示す。ハロゲン電球１は、内部にハロゲンガス
が封入された発光管バルブ２と鍔付口金３とで構成され
ている。ここで、発光管バルブ２は石英ガラスよりな
り、基端が圧潰封止されて片封止構造をなしている。前
記発光管バルブ２には先端部に球形部４が形成されてい
るとともに、この球形部４に連続して基端寄りに円筒部
５が一体に形成され、更に前記円筒部５に封止部６が一
体に形成されている。ここで、前記円筒部５の外径Ｒは
封止部６の幅Ｗよりも小さく、更に球形部４の最大径が
この幅Ｗよりも大きく構成されている。また、前記球形
部４と円筒部５の境界部はなだらかに湾曲した状態で接
合されている。

【００１４】前記発光管バルブ２の外面（内面でも可）
には可視光透過赤外線反射膜７が形成されている。前記
赤外線反射膜７は、例えば酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、酸
化タンタル（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ
₂ ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）などからなる高屈折率層21
と、酸化ケイ素（シリカ＝ＳｉＯ₂ ）、ふっ化マグネシ
ウム（ＭｇＦ₂ ）などからなる低屈折率層22とを交互
に、例えば合計９〜１７層の多層膜として構成したもの
である。このような赤外線反射膜５は多層干渉作用によ
り赤外線を反射する一方で、可視光を透過する作用をも
つ。

【００１５】前記発光管バルブ２の球形部４の略中心に
は、タングステンからなる走行ビーム用フィラメント８
が配置されている。この走行ビーム用フィラメント８の
一端には内部リード線９ａが接続され、他端には内部リ
ード線９ｂが接続されている。ここで、一方の内部リー
ド線９ａは前記封止部６内に封着された金属（Ｍｏ）箔
10ａに接続され、このＭｏ箔10ａは封止部６外に延出す
るレグ端子11ａに接続されている。他方の内部リード線
９ｂは前記封止部６内に封着された金属（Ｍｏ）箔10ｂ
に接続され、このＭｏ箔10ｂは封止部６外に延出するレ
グ端子11ｂに接続されている。

【００１６】上記バルブ２の一端封止部は、前記鍔付口
金３が被着されている。鍔付口金３は円筒形口金本体15
にフランジ16を設けるとともに、端部に２個のレグ端子
11ａ，11ｂを設けたものであり、円筒形口金本体15は上
記バルブ２の圧潰封止部６に被せられ、図示しない接着
剤により接合されている。

【００１７】上記実施例１に係るハロゲン電球によれ
ば、円筒部５の径Ｒが圧潰封止部６の幅Ｗよりも小さく
構成されているため、従来と比べ、球形部４から圧潰封
止部６への熱の伝わり方を少なくし、圧潰封止部６に封
着されたＭｏ箔10ａ，10ｂの酸化を最小に抑えることが
できる。また、同様な理由により、球状部４の球面を広
くすることができ、赤外線反射膜７を効率よく使用する
ことができる。更に、球形部４と円筒部５の境界部がな
だらかに湾曲した状態で接合されているため、ハロゲン
電球の使用時、前記境界部へのストレスを緩和すること
ができる。

【００１８】（実施例２）図３を参照する。図３は車両
前照灯用のハロゲン電球の側面図である。なお、実施例
１と同部材は同符号を付して説明を省略し、要部のみを
説明する。図３中の符番31は、前記発光管バルブ２の球
形部３の略中心に配置されたすれ違いビーム用フィラメ
ントを示す。このフィラメント31の近傍には、遮光板39
が配置されている。この遮光板39は、車両前照灯として
用いられる場合に前方照射の配光において右上向きの光
（日本の場合）を遮断または減光するためのものであ
る。また、走行ビーム用フィラメント８は、前記すれ違
いビーム用フィラメント31よりも前記基端よりであって
前記円筒部４内に配置されている。前記すれ違いビーム
用フィラメント31の一端には内部リード線32ａが接続さ
れ、他端には内部リード線32ｂが接続されている。ここ
で、一方の内部リード線32ａは前記封止部６内に封着さ
れたＭｏ箔33ａに接続され、このＭｏ箔33ａは封止部６
外に延出するレグ端子34ａに接続されている。他方の内
部リード線32ｂは前記封止部６内に封着されたＭｏ箔33
ｂに接続され、このＭｏ箔33ｂは封止部６外に延出する
レグ端子34ｂに接続されている。

【００１９】前記走行ビーム用フィラメント８一端には
前記内部リード線32ａに接続する内部リード線32ｃが接
続され、他端には内部リード線32ｄが接続されている。
前記内部リード線32ｄは前記封止部６内に封着されたＭ
ｏ箔33ｃに接続され、このＭｏ箔33ｃは封止部６外に延
出するレグ端子34ｃに接続されている。

【００２０】上記実施例２に係るハロゲン電球によれ
ば、円筒部５の径Ｒが圧潰封止部６の幅Ｗよりも小さく
構成されているため、従来と比べ、球形部４から圧潰封
止部６への熱の伝わり方を少なくし、圧潰封止部６に封
着されたＭｏ箔33ａ，33ｂ，33ｃの酸化を最小に抑える
ことができる。また、同様な理由により、球状部４の球
面を広くすることができ、赤外線反射膜７を効率よく使
用することができる。更に、球形部４と円筒部５の境界
部がなだらかに湾曲した状態で接合されているため、ハ
ロゲン電球の使用時、前記境界部へのストレスを緩和す
ることができる。

【００２１】（実施例３）図４を参照する。図４は図１
のハロゲン電球を鍔付口金を除いて用いた照明装置の側
面図を示す。但し、実施例１と同部材は同符号を付して
説明を省略し、要部のみを説明する。図中の符番41は、
反射体としての反射鏡である。この反射鏡41は、回転方
物面をなす反射鏡本体42を備えている。この反射鏡本体
42はアルミニウムで形成されているが、ガラスなどでも
よい。前記反射鏡本体42の前面開口部にはミラー径が３
５〜６０mmとされた投光口43が形成してあり、背面には
ランプ取付け筒部44が形成されている。ここで、ランプ
取付け筒部44は円筒又は角筒形をなし、ハロゲン電球１
の圧潰封止部６が前面側から挿入されるようになってい
る。前記反射鏡本体42の回転放物面には反射面が形成さ
れており、この反射面には赤外線吸収膜及びダイクロイ
ック膜（夫々図示せず）が順次積層して形成されてい
る。前記ハロゲン電球の圧潰封止部６は、反射鏡41のラ
ンプ取付け筒部44に対して接着剤45で接合されている。
前記ランプ取付け筒部44の後端開口部は閉塞板46により
閉塞されている。

【００２２】（実施例４）図５を参照する。図５は、図
３のハロゲン電球を用いた車両前照灯の側面図である。
なお、図１，図３と同部材は同符号を付して説明を省略
する。

【００２３】前記ハロゲン電球１は、図５に示すように
反射体51に収容されている。ここで、反射体51は、反射
面52を形成したリフレクタ53と、このリフレクタ53の前
面開口部に取り付けた前面レンズ54とで構成されてお
り、前記リフレクタ53の背面頂部には取付孔55が形成さ
れている。この取付孔55には前記ハロゲン電球１が差し
込まれており、このハロゲン電球１は鍔付口金３に設け
たフランジ16を取付孔55の周縁に固定することにより、
リフレクタ53に対し所定の位置に位置決めして取り付け
られている。

【００２４】このような構成の実施例について、作用を
説明する。図５に示すように組み立てられた前照灯は、
（共通）レグ端子34ａと他のレグ端子34ｂ，34ｃとを直
流１２Ｖの電源に接続すると、共通内部リード線32ａと
他の内部リード線との間に電位差が与えられるので走行
ビーム用フィラメント８に電流が流れ、よってこの走行
ビーム用フィラメント８が発光する。この光は周囲に放
出され、バルブ２の球形部４および円筒部５から外部に
放射される。そして、この光が球形部４及び円筒部５の
外面に形成した赤外線反射膜７を透過する時に可視光が
透過されるとともに赤外線が反射される。

【００２５】透過した可視光は、リフレクタ53の反射面
52で反射されて前方に向い、リフレクタ53の前面開口部
に取り付けた前面レンズ54により配光が制御されて前方
を照射する。この場合は、遠方に強いビームが届くよう
な走行ビームとなる。そして、上記赤外線反射膜７で反
射された赤外線は、バルブ２の内部に戻され、この帰還
した赤外線は走行ビーム用フィラメント８を加熱する。
この場合、走行ビーム用フィラメント８はバルブ２の円
筒部５に収容されているので、主として円筒部５に形成
した赤外線反射膜７で反射された赤外線が走行ビーム用
フィラメント８に帰還される。よって、走行ビーム用フ
ィラメント８は電源から供給される電力エネルギーに加
えて上記赤外線反射膜７で反射された赤外線による熱エ
ネルギーが与えられるので、温度上昇が促され、白熱化
が向上する。この場合、発光強度を赤外線反射膜を設け
ない場合と同等レベルにしようとすれば、赤外線反射膜
７で反射された熱エネルギーの分だけ電源から供給され
る電力エネルギーを少なくすることができ、よって消費
電力を節約することができる。

【００２６】一方、共通レグ端子34ａと他のレグ端子34
ｂ，34ｃとを直流１２Ｖの電源に接続すると、共通内部
リード線32ａ他の内部リード線との間に電位差が与えら
れ、この場合はすれ違いビーム用フィラメント31に通電
され、よってこのすれ違いビーム用フィラメント31が発
光する。この光は周囲に放出される。ただし、すれ違い
ビーム用フィラメント31の近傍には遮光板32を設けてあ
るから、この遮光板32の方向に向かう光は遮断される。

【００２７】このようにして外部に放射された光は、バ
ルブ２の球形部４及び円筒部５から外部に放射される。
そして、この光が球形部４及び円筒部５の外面に形成し
た赤外線反射膜７を透過する時に可視光が透過されると
ともに赤外線が反射される。

【００２８】透過した可視光は、リフレクタ53の反射面
52で反射されて前方に向かい、前面レンズ54により配光
が制御されて前方を照射する。この場合、前記遮光板32
の作用により、前方に向かう光の一部がカットされ、右
上方向に向かう光が遮断または減光されて対向車に対す
る眩しさを減じる。また、この場合は、比較的近い路面
を照らすので、明るさは前記走行ビームの場合と比べて
低くてもよく、このため、通常は、走行ビーム用フィラ
メント７に比べて違いビーム用フィラメント31の定格電
力を小さくしてある。例えば、規格では、４Ｈ型式のハ
ロゲン電球の場合、電源電圧１２Ｖに対し走行ビーム用
フィラメントは６０Ｗ、違いビーム用フィラメントは５
５Ｗとされている。

【００２９】上記赤外線反射膜７で反射された赤外線
は、バルブ２の内部に戻される。この場合、すれ違いビ
ーム用フィラメント31はバルブ２に球形部４内にそのほ
ぼ中心点に配置してあるから、球形をなす全面で赤外線
が反射されて中心に集光することから、すれ違いビーム
用フィラメント31に効果的に帰還する。すなわち、円筒
部４に配置した走行ビーム用フィラメント８に戻される
赤外線に比べて、球形部４に収容したすれ違いビーム用
フィラメント31に戻される赤外線の方が集光するので帰
還率が高く、よって反射赤外線によりすれ違いビーム用
フィラメント31が加熱される割合が高くなる。

【００３０】この場合も、すれ違いビーム用フィラメン
ト31は、電源から供給される電力エネルギーに加えて上
記赤外線反射膜７で反射された赤外線による熱エネルギ
ーが与えられるので、温度上昇が促され、白熱化が向上
する。そしてこの場合も、発光強度を赤外線反射膜を設
けない場合と同等レベルにするならば、赤外線反射膜５
で反射された熱エネルギーの分だけ電源から供給される
電力エネルギーを少なくすることができ、よって消費電
力を節約することができる。

【００３１】しかも、一般に車両は、走行ビームで走行
する場合に比べてすれ違いビームで走行する機会の方が
多い。したがって、すれ違いビーム用フィラメント31を
球形部４に収容すれば、使用頻度の高いすれ違いビーム
用フィラメント31に対するエネルギー効率を高くするこ
とができるので、仮に走行ビーム用フィラメント８を球
形部４に収容する場合に比べて、ランプ全体の電力エネ
ルギーを大幅に節減することができ、効率を高くするこ
とができる。

【００３２】なお、上記実施例ではハロゲン電球の場合
について述べたが、これに限らず、球形部に少なくとも
１つのフィラメントを収容した電球であればいずれでも
実施可能である。

【００３３】また、上記実施例では、ハロゲン電球の円
筒部が筒状である場合について述べたが、これに限ら
ず、例えば図６に示すように両端側から中央部にかけて
なだらかに湾曲した形状，いわゆる鼓状の円筒部61を有
する場合であってもよい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
円筒部の外径を圧着封止部の幅より小さくすることによ
り、球形部から圧潰封止部への熱の伝わり方を少なく
し、圧潰封止部に配置された金属箔の酸化を最小に抑え
るとともに、球状部の球面を広くして赤外線反射膜を効
率よく使用することが可能な白熱電球及びこれを用いた
照明装置並びに車両前照灯を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１に係るハロゲン電球の側面
図。

【図２】同実施例に係るハロゲン電球の一構成である赤
外線可視光透過膜の説明図。

【図３】この発明の実施例２に係る車両前照灯用のハロ
ゲン電球の側面図。

【図４】この発明の実施例３に係るハロゲン電球を用い
た照明装置の側面図。

【図５】この発明の実施例４に係るハロゲン電球を用い
た車両前照灯の側面図。

【図６】この発明に係る鼓状円筒体を有したハロゲン電
球の側面図。

【符号の説明】

１…ハロゲン電球、 ２…発光管バルブ、 ３
…鍔付口金、４…球形部、 ５…円筒部、
６…圧潰封止部、７…赤外線反射膜、 ８
…走行ビーム用フィラメント、９ａ，９ｂ，32ａ，32
ｂ，32ｃ…内部リード線、10ａ，10ｂ，33ａ，33ｂ，33
ｃ…Ｍｏ箔、11ａ，11ｂ，34ａ，34ｂ，34ｃ…レグ端
子、 21…高屈折率層、22…低屈折率層、
31…すれ違いビーム用フィラメント、39…遮光板、
41…反射鏡、42…反射鏡本体、 43…
投光口、 44…ランプ取付け筒部、45…接着
剤、 46…閉塞板、 51…反射
体、52…反射面、 53…リフレクタ、
54…前面レンズ、55…取付口。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 球形又はこれに類似する形状である球形
   部と、この球形部に連結した円筒部と、この円筒部に連
   結した圧潰封止部とを有するとともに、少なくとも前記
   球形部にフィラメントを収容し、前記球形部面に高屈折
   率層と低屈折率層とからなる赤外線可視光透過膜を形成
   した白熱電球において、 前記円筒部の外径が前記圧潰封止部の幅よりも小さいこ
   とを特徴とする白熱電球。
2. 【請求項２】 前記球形部にすれ違いビーム用フィラメ
   ントを収容し、前記円筒部に走行ビーム用フィラメント
   を収容し車両前照灯用光源として用いることを特徴とす
   る請求項１記載の白熱電球。
3. 【請求項３】 前記球形部と円筒部の連結箇所の内壁面
   が曲面であることを特徴とする請求項１記載の白熱電
   球。
4. 【請求項４】 前記円筒部が鼓形状であることを特徴と
   する請求項１記載の白熱電球。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の白熱電球を反射体に組
   み込んだことを特徴とする照明装置。
6. 【請求項６】 請求項２に記載の白熱電球を反射体に組
   み込んだことを特徴とする車両前照灯。