JPH0896776A

JPH0896776A - 保護被膜付きランプおよびランプ装置

Info

Publication number: JPH0896776A
Application number: JP23392494A
Authority: JP
Inventors: Kiyoko Kawashima; 淨子川島
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1994-09-29
Filing date: 1994-09-29
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスバルブの封止部側の強度を向上させる
とともに配光分布がよくなるようにバルブに保護被膜を
形成した保護被膜付きランプおよびランプ装置を提供す
ることを目的とする。【構成】内部に発光部材を封装したバルブ１の表面
に、バルブ１のトップ部１ｔより封止部１ｓ側の膜厚が
厚くなるように保護被膜７を形成した保護被膜付きラン
プＬおよび反射鏡ＲにこのランプＬを装着したランプ装
置である。【効果】バルブの保護被膜膜厚が封止部側は厚く、ト
ップ部側は薄く形成してあるので、強度の弱い部分を被
膜が補完するとともに光放射などの主部をなすトップ部
側の光吸収ロスが少なく、耐衝撃性や耐圧性などの強度
および発光効率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は閃光電球など、ガラスバ
ルブの表面にバルブ破裂や飛散防止のための保護被膜を
形成したランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば閃光電球はガラスバルブ内にジ
ルコニウム、アルミニウムなどの箔や細条片からなる易
燃性発光材料および酸素などの燃焼支持ガスを封入し構
成されている。そして、閃光発光時バルブ内はアルミニ
ウムやジルコニウムなどの発光材料や高圧のほど高光量
が得られる酸素ガスの燃焼により数〜数十気圧に昇圧す
る結果、その圧力に耐え切れずにほぼ１００％のガラス
バルブは破壊して飛散してしまう。

【０００３】また、高圧放電ランプでは発光管を構成す
る内管が破裂した際に、その破片や圧力が外管を直撃し
て外管バルブが破損飛散してしまうということがあっ
た。

【０００４】また、これらガラスバルブを使用したラン
プは運搬時や貯留時に互いに当接すると擦り傷やクラッ
クを発生するということがある。

【０００５】そこで、これら内部圧力、内部からの衝撃
や熱的影響あるいは外部からの衝撃に対処する手段とし
てガラスバルブの外表面を覆って透明な保護被膜を形成
し、万一ガラスバルブが破損してもその破片を被膜が受
け止め、破片などが飛散落下しないようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この保護被膜材料とし
て従来は塩化ビニール系の樹脂が多く使用され、最近は
塩化ビニール系の樹脂の後処理の問題からウレタン系や
ポリエステル系の樹脂なども使用されるようになってき
ている。

【０００７】そして、これらの樹脂を閃光電球のガラス
バルブ外面へ塗布形成するには、つぎのようにして行わ
れる。まず、樹脂塗料液を用意するとともにバルブを予
熱炉で１７０℃程度に予熱する。つぎに、昇温したバル
ブを樹脂塗料液槽へ浸漬して引上げ、約１９０℃程度で
焼成することによって被膜を得ている。

【０００８】そして、このように塗料液中へバルブを浸
漬して被膜を形成する場合、口金部に被膜があると不所
望な電気的絶縁がなされ具合が悪いので、一般的には口
金部を上方にしてバルブトップ側を下方にして塗料液中
へ浸漬している。

【０００９】しかしながら、このバルブ表面に形成され
る保護被膜は、塗布膜の流れの不均一などからくる被膜
厚さにばらつきを生じることがあった。そして、被膜の
薄い部分が弱くそのままでも内圧を保てなかったり、こ
の部分に物が当接した際などに傷が付いたりすると強度
が低下し内圧に耐えられなくて、局部的に弱いこの部分
のバルブが破損しガラス片が飛散したり、あるいは膜厚
に大きなばらつきがある場合には照度分布が一様になら
ないという課題があった。

【００１０】また、浸漬塗布ではバルブの上方に付着し
た塗布液は下方に流れ、かつ、バルブを塗料液から引き
上げる際にバルブトップ部に塗布液が多く残り封止部側
に比べバルブトップ側の塗布膜厚が厚くなっていた。

【００１１】さらに、上記閃光電球などのガラスバルブ
は、バルブトップ部と反対側の端部には熱加工によって
封止部が形成されるため、この封止部には歪みが残った
り肉厚の薄い部分が生じたりして強度的には弱く、この
封止部側の強度を高めるためには被膜を厚くすることが
望まれることがあった。

【００１２】そこで、ガラスバルブの封止部側の強度を
向上させるとともに配光分布がよくなるようにバルブに
保護被膜を形成した保護被膜付きランプおよびランプ装
置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の保護被膜付きランプは、バルブと、このバルブの内部
に配設された発光部材と、上記バルブの表面に、バルブ
のトップ部より封止部側の膜厚が厚くなるように形成さ
れた保護被膜とを具備したことを特徴としている。

【００１４】本発明の請求項２に記載の保護被膜付きラ
ンプは、保護被膜がエポキシ樹脂またはポリエステル樹
脂からなることを特徴としている。

【００１５】本発明の請求項３に記載の保護被膜付きラ
ンプは、バルブのトップ部に形成されたエポキシ樹脂か
らなる保護被膜の膜厚が０．３ｍｍ以上であることを特
徴としている。

【００１６】本発明の請求項４に記載の保護被膜付きラ
ンプは、バルブのトップ部に形成されたポリエステル樹
脂からなる保護被膜の膜厚が０．４ｍｍ以上であること
を特徴としている。

【００１７】本発明の請求項５に記載の保護被膜付きラ
ンプは、閃光電球、白熱電球、高圧放電ランプのいずれ
かであることを特徴としている。

【００１８】本発明の請求項６に記載のランプ装置は、
反射鏡と、この反射鏡内に配設された上記請求項１ない
し請求項５のいずれかの項に記載のランプとを具備して
いることを特徴としている。

【００１９】本発明の請求項７に記載のランプ装置は、
反射鏡の内面が凹凸面となっていることを特徴としてい
る。

【００２０】

【作用】請求項１、３および４記載の保護被膜付きラン
プは、バルブに形成した保護被膜の膜厚が強度的に弱い
封止部側を厚く、また、トップ側は発光効率が低下しな
いよう薄く形成してある。

【００２１】請求項２記載の保護被膜付きランプは、保
護被膜がエポキシ樹脂やポリエステル樹脂からなり弾
性、展延性に富むとともに耐熱性、耐磨耗性に優れ、か
つ、内部や外部からの衝撃に対して強力にガラスバルブ
を保護し、バルブが破損してもガラス片の飛散落下を防
止できる。

【００２２】請求項５記載の保護被膜は、蛍光ランプ、
電球および放電ランプなどのバルブに形成して強度を増
すことができる。

【００２３】請求項６および７記載のランプ装置は、バ
ルブの強度を向上したランプを配光特性よく点灯させる
ことができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３を
参照して説明する。図１は複写用や写真撮影用の閃光電
球Ｌを示す一部断面正面図である。図中１はソーダライ
ムガラスからなるバルブ、２はこのバルブ１端部の封止
部１ｓに封止られたステムである。３、３はステム２に
気密に植設された一対の内部リード線、４はこの内部リ
ード線３、３間に継線されたタングステン製のフィラメ
ントでこの継線部には図示していないがジルコニウム、
アルミニウムおよび過塩素酸カリなどの混合物からなる
着火剤（プライマ）が被着されている。また、５はバル
ブ１の端部の封止部１ｓに接着剤５ａを介し接合した口
金で上記内部リード線３、３に連なる外部リード線が接
続（図示しない。）されている。

【００２５】また、このバルブ１内には燃焼ガスとして
数気圧の酸素とともに易燃性の発光材６としてジルコニ
ウムやアルミニウムなどの薄箔やこの薄箔を裁断した細
条片あるいはフィラメントが封入してある。また、バル
ブ１のトップ部１ｔから封止部近傍にかけたバルブ１の
外表面全面と口金５の開口部周辺表面の近傍にかけて
は、後述する粉体塗装により形成したエポキシ樹脂を主
成分としこの樹脂に炭酸カルシウムを混入した保護被膜
７が設けてある。また、上記バルブ１はステム２が熱加
工により封止られた封止部１ｓは、残留歪量が多かった
り、肉厚に薄い部分があったりすると衝撃や圧力に弱い
ので、この部分の保護被膜７の厚さはバルブトップ部１
ｔより厚く形成してある。

【００２６】このような構成の閃光電球Ｌを図４に示す
複写器内などの閃光発光器Ｆの反射鏡Ｒ内のソケット
（図示しない。）に装着し、複写のために通電すると口
金５から外部リード線および内部リード線３、３を介し
て点火用のフィラメント４に電流が流れ、フィラメント
４が熱せられ着火剤（プライマ）により発光材６が瞬間
的に燃焼して強い閃光を発する。

【００２７】この燃焼によりバルブ１内の圧力は高くな
り、高い圧力の直撃を受けたバルブ１は破壊して割れ無
数のガラス片となって外方に飛び散ろうとするが、本発
明の場合はバルブ１の外表面にバルブ１を覆って形成し
たエポキシ樹脂を主成分とした保護被膜７が、外方へ飛
んで行こうとするガラス片を押さえる。もちろん、保護
被膜７が形成していなかったら、バルブ１やステム２を
形成するガラス片は粉々になって飛散して、周囲の物や
人身に当たって傷を付け大変危険なことであるが保護被
膜７が形成してあるのでそのようなことはない。

【００２８】また、この保護被膜７は弾性、展延性に富
み内部からの圧力や外部からの衝撃に対して強く、品質
上も全く問題ない。また、電球Ｌの内部圧力はバルブ１
の内壁に一様にかかっていて、バルブトップ部１ｔに比
べ薄肉で歪量も多い封止部１ｓは先にクラックなどの割
れ発生が見込まれるが、この封止部１ｓの保護被膜７は
他の部分より厚膜であるのでの封止部１ｓのガラス部分
を補強して、封止部１ａから先にクラックすることは殆
どなく、バルブ１は殆ど同時にほぼ全面に一様なクラッ
クを生じ、局部的にガラス片が飛び散るようなことがな
い。

【００２９】また、発光時に光放射の主部をなすバルブ
１のトップ部１ｔ側は保護被膜７の膜厚が薄いので、被
膜７の光吸収が少なく発光効率を低下することがない。

【００３０】さらに、エポキシ樹脂は使用後あるいは製
造工程中に不良や試験して不要となったものを分解して
焼却処理するに際して有毒ガスの発生もなく、環境衛生
上も問題ない。さらに、ガラスバルブ１は放置しておく
とその外表面にウエザリング現象と呼ばれている「曇
り」が起こり光透過率を低下するが、このエポキシ樹脂
を主成分とする保護被膜７を形成しておくと、このウエ
ザリング現象の発生がなく、長期貯蔵後に使用しても発
光効率を低下することや外観を劣化することがない。

【００３１】つぎにこの保護被膜７の形成について説明
する。

【００３２】保護被膜材料としてエポキシ樹脂（融点約
８０℃）粉体を主成分（約９５重量％）とし、これにほ
ぼ同径の炭酸カルシウム（分解温度１３４０℃）粉体
（約５重量％）を添加混合した粉体を用意する。

【００３３】そして、電球Ｌは図２に示す矢印に示す工
程（上から下方向への流れ）にしたがって流れ保護被膜
７が形成される。まず、図２（ａ）〜（ｃ）において、
１１は予熱炉、２１は密封タンク、２２はこのタンク２
１内に設けた多数の孔を有する多孔板や網状体、２３は
タンク２１の側面壁下方や低面壁に開口して設けてある
給気管、２４は排気管である。また、３１は加熱炉であ
る。

【００３４】まず、電球Ｌ（バルブ１）は図２（ａ）の
予熱工程で、内部が昇温された予熱炉１１内において約
１９０℃の温度で約１分間予熱する。このとき、予熱炉
１１内は熱源を下方側にして上方側には外気を導入する
などして、電球Ｌ（バルブ１）の温度分布をバルブトッ
プ部１ｔより封止部１ｓの方が高くなるように予熱す
る。ついで、図２（ｂ）示すように、密封タンク２１
内の多孔板２２上に上記のエポキシ樹脂を主成分とした
粉体７１を置くとともにこの粉体７１の上方側に上記予
熱炉１１で加熱された高温の電球Ｌ（バルブ１）を配置
する。そして、密封タンク２１をほぼ密封したらタンク
２１の側面壁に接続してある給気管２３からタンク２１
内へ高圧の乾燥気体たとえば高圧エアーを供給する。タ
ンク２１内にあるエポキシ樹脂を主成分とした粉体７１
は、この高圧気体を受けて舞い上がり流動（バブリン
グ）して高温状態にあるバルブ１の表面と接触した粉体
７１はバルブ１の熱を受けてその一部ないしは大部分が
溶融してバルブ１に付着する。

【００３５】この密封タンク２１内での電球Ｌ（バルブ
１）の滞留時間は１秒程度で、この密封タンク２１から
取り出された電球Ｌ（バルブ１）はただちに図２（ｃ）
示す加熱炉３１内に入れられ約１９０℃の温度で約５分
間加熱する。この加熱によりバルブ１の表面に元の粒形
のままないしは一部が溶融して付着していた粉体７１
は、完全に溶融して周囲の粉体７１と融合してバルブ１
の表面から口金５の開口部周辺表面の近傍にかけて被膜
７となって形成される。

【００３６】この塗装に際し高温のバルブ１に当たった
粉体７１はその一部ないし大部分がバルブ１に融着し、
この融着した粉体７１の温度が低下し過ぎると、この融
着した粉体７１に後から当たった粉体７１は先の粉体７
１上には付着しない。そして、形成する被膜７の厚さの
調整はバルブ１の予熱温度を変えることによって行い、
たとえば厚膜にしたい場合にはバルブ１の温度を高温に
しておけばバルブ１の温度がある温度に下がるまでの間
は粉体７１、７１、…がつぎつぎに融着するので、融着
量が増し厚膜化できる。

【００３７】したがって、上記のようにバルブ１の予熱
に際し強度的に弱い封止部１ｓ近傍の温度をトップ部１
ｔ側より高目にしておけば、粉体７１の付着量を多くす
ることができ、所定の変化した膜厚の保護被膜７が得ら
れる。

【００３８】なお、このとき実質的にはバルブ１の封止
部１ｓから中央部１ｃを経てトップ部１ｔにかけては、
次第に膜厚が薄くなるように変化して形成されていた。

【００３９】なお、上述したように閃光電球Ｌなどにお
いては、バルブ１端部の封止部１ｓの強度が弱いので、
ガラスバルブ１を被覆する保護被膜７の各部における膜
厚は、図３に示すようになる。図３において縦軸は保護
被膜７の膜厚（μｍ）、横軸は閃光電球Ｌの部位を示
す。

【００４０】そして、本発明者の実験によれば本発明の
エポキシ樹脂材料からなる保護被膜７は図３に実線（○
印）で示す通りであり、また、従来の塩化ビニール材料
で形成したものは図３に点線（△印）で示す通りであっ
た。これは塩化ビニール材料に代えてエポキシ樹脂材料
で形成した保護被膜７は、その膜厚を薄くしても耐圧性
が高く、被膜形成用材料使用総量を従来品に比べ約３０
％低減できる。

【００４１】また、ガラスバルブ１内に酸素ガスを通常
より１２０％増し封入して閃光電球Ｌを製作し、本発明
のエポキシ樹脂からなる保護被膜７の膜厚を種々変えて
防飛性および発光時の被膜の軟化や発光後の被膜の焦げ
状態などの外観を調べた。表１にその結果を示す。な
お、膜厚はバルブ１のトップ部１ｔの値である。

【００４２】

【表１】なお、本発明の保護被膜７は上記のエポキシ樹脂からな
る材料に限らず、ポリエステル樹脂を主成分とするもの
であってもよく、また、この主成分に添加する材料とし
とは炭酸カルシウムに限らず、シリカ、アルミナや金属
化合有機物などを用いても、上記と同様の効果を奏する
ことができる。

【００４３】なお、保護被膜７をポリエステル樹脂で形
成した閃光電球の防飛性および発光後の外観を調べた結
果を表２に示す。なお、閃光電球の構成および膜厚値は
表１のものと同じである。

【００４４】

【表２】なお、本発明は上記実施例に限定されない。たとえば、
ランプとして点火発光時にほぼ全数のバルブにクラック
が入る閃光電球について述べたが、閃光電球の防爆用に
限らず、不活性ガスなどをバルブ内に封入して点灯時の
内部圧力が大気圧以上となる他の種類の電球におけるバ
ルブ破裂に伴う飛散防止あるいはメタルハライドランプ
などの高圧放電ランプにおける発光管破裂に伴う外管バ
ルブの飛散防止に適用できるものである。また、種々の
ランプに適用してランプの運搬時や貯溜時などにバルブ
が互いに当接したとき起こる擦り傷やクラックを防ぐこ
とができる。また、ランプは口金を有するものに限ら
ず、無口金のランプに保護被膜を形成してもよい。

【００４５】また、閃光電球の場合、最も厚膜となるバ
ルブトップ部の膜厚はエポキシ樹脂では０．３ｍｍ以
上、ポリエステル樹脂では０．４ｍｍ以上あればよく、
閃光電球に限らずその厚さはガラスバルブにかかる内圧
に応じて適宜決めればよい。

【００４６】また、被膜の膜厚は封止部側が厚膜でトッ
プ部側が薄膜であればよく、封止部側からトップ部側ヘ
の膜厚は直線状に徐々に変化しても、波状に徐々に変化
していってもよい。

【００４７】また、上記の樹脂被膜は長期に亘り使用し
ても光透過率の低下が少なく、これら破裂防止の保護被
膜を兼ね顔料を分散させて着色被膜として使用してもよ
い。また、ガラスバルブの材質は、ソーダライムや鉛ガ
ラスなどの軟質ガラスに限らず、半硬質や硬質ガラス製
のバルブであっても被覆して同様の効果がある。

【００４８】また、上記実施例ではガラスバルブの外表
面に被膜を形成したが、外表面に限らず内外両面に形成
してあってもよい。

【００４９】また、ランプ運搬時のバルブ保護のため被
膜を形成し、ランプ使用時に被膜を剥がすものは、バル
ブから口金までの全面に保護被膜が形成してあってもよ
い。また、被膜を剥がさない実施例のようなランプの場
合、口金付け後の被膜の形成は口金の端子部には被膜が
形成されては好ましくないので、被膜不要部分にはマス
キングをしておいて作業をすることがよいし、口金付け
前に被膜を形成しその後口金を取り付けるようにしても
差し支えない。

【００５０】さらに、粉体塗装において被膜の形成はラ
ンプを同時に複数個行うようにしてもよい。さらに、被
膜の形成手段は粉体塗装に限らず他の手段であってもよ
い。さらにまた、ランプが装着される複写器などの反射
鏡の形状は図４に示す角形のものに限らず、椀形や長円
形のものであってもよく、反射鏡内面の反射面は円滑な
ものに限らず凹凸面などでもよく、凹凸面としておけば
反射した光が拡散され広い範囲に均一の光放射ができて
配光特性を向上できる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように請求項１、
３および４記載の保護被膜付きランプは、保護被膜の膜
厚が封止部側は厚く、トップ部側は薄く形成してあるの
で、強度の弱い部分を被膜が補完するとともに光放射な
どの主部をなすトップ部側の光吸収ロスが少なく、耐衝
撃性や耐圧性などの強度および発光効率を向上させるこ
とができる。

【００５２】請求項２記載の保護被膜付きランプは、保
護被膜がエポキシ樹脂またはポリエステル樹脂からなり
弾性、展延性に富むとともに耐熱性、耐磨耗性に優れ、
かつ、内部や外部からの衝撃に対して強力にガラスバル
ブを保護し、バルブが破損してもガラス片の飛散落下を
防止できる。また、上記樹脂材料は焼却処理するに際し
有害ガスの発生がなく安全衛生上も問題なく環境衛生も
向上できる。

【００５３】請求項５記載の保護被膜は、蛍光ランプ、
電球および放電ランプのバルブに形成して強度を増すこ
とができる。

【００５４】請求項６および７記載のランプ装置は、バ
ルブの強度を向上したランプを配光特性よく点灯させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す閃光電球の一部断面正
面図である。

【図２】本発明の被膜形成工程を示す説明図である。

【図３】閃光電球の各部位における保護被膜の理想膜
厚、本発明による膜厚および従来品の膜厚を対比して示
すグラフである。

【図４】本発明の一実施例を示すランプ装置における反
射鏡の斜視図である。

【符号の説明】

Ｌ：閃光電球（ランプ）１：ガラスバルブ１ｓ；封止部１ｔ；トップ部７：保護被膜７１：粉体Ｒ：反射鏡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バルブと；このバルブの内部に配設され
た発光部材と；上記バルブの表面に、バルブのトップ部
より封止部側の膜厚が厚くなるように形成された保護被
膜と；を具備したことを特徴とする保護被膜付きラン
プ。
【請求項２】上記保護被膜はエポキシ樹脂またはポリ
エステル樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載
の保護被膜付きランプ。
【請求項３】上記バルブのトップ部に形成されたエポ
キシ樹脂からなる保護被膜の膜厚は０．３ｍｍ以上であ
ることを特徴とする請求項１に記載の保護被膜付きラン
プ。
【請求項４】上記バルブのトップ部に形成されたポリ
エステル樹脂からなる保護被膜の膜厚は０．４ｍｍ以上
であることを特徴とする請求項１に記載の保護被膜付き
ランプ。
【請求項５】上記ランプは閃光電球、白熱電球、高圧
放電ランプのいずれかであることを特徴とする請求項１
ないし請求項４のいずれかの項に記載の保護被膜付きラ
ンプ。
【請求項６】反射鏡と、この反射鏡内に配設された上
記請求項１ないし請求項５のいずれかの項に記載のラン
プとを具備していることを特徴とするランプ装置。
【請求項７】上記反射鏡の内面は凹凸面となっている
ことを特徴とする請求項６に記載のランプ装置。