JPH0945294A - 白熱電球およびこれを用いた車両用前照灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィラメントの近傍に遮光板を設けたランプに
おいて、この遮光板に可視光が吸収されるのを防止し、
可視光反射効率を向上させて可視光の利用効率を高くし
た白熱電球およびこれを用いた車両用前照灯を提供す
る。 【解決手段】フィラメント７から放出される光の一部を
このフィラメントの近傍に設けた遮光板１２にて遮光
し、他の光をバルブの外に放出する白熱電球１におい
て、遮光板１２のフィラメント７と対向する面に少なく
とも可視光を反射する反射膜１３を形成した。これによ
り、フィラメントから遮光板に向かう可視光が反射膜１
３で反射され、バルブの外に放出されるから可視光の利
用効率が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バルブに収容した
フィラメントの近傍に遮光板を設け、この遮光板により
フィラメントから放射される光の照射方向を規制した白
熱電球およびこれを用いた車両用前照灯に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｈ４タイプの車両用前照灯に使
用されるハロゲン電球は、特開平４−１９９５６号公報
に示されるように、同一バルブ内にすれ違いビーム用フ
ィラメントと走行ビーム用フィラメントを収容し、これ
らフィラメントを切り換えて点灯することにより走行ビ
ームとすれ違いビームを選択的に使用するようになって
いる。

【０００３】この場合、すれ違いビーム用フィラメント
から出たすれ違いビームは、対向車に眩しさを与えない
配光特性が要求されるため、すれ違いビーム用フィラメ
ントの近傍に遮光板を設け、この遮光板により不所望な
方向への光照射を制限するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような遮光板はフ
ィラメントから放射される熱に耐えるため高融点金属、
例えばモリブデンＭｏやタングステンＷにより形成され
ており、この遮光板のフィラメントに対向する面は、従
来の場合、金属表面を剥き出しにした面となっており、
反射作用がきわめて乏しかった。このような金属表面は
可視光を吸収する性質があり、すなわち可視光の反射率
は６０％以下である。このため、従来の遮光板は特定方
向に向かう光を遮る作用を奏するが、光を遮ると同時に
この光の一部を吸収してしまうという不具合がある。

【０００５】このようなことから遮光板の内面を化学研
磨して鏡面仕上げするなどの対策が検討されているが、
このような鏡面仕上げしても反射率は７０％前後が限界
であり、３０％程度以上が吸収されてしまう。よって、
フィラメントから放射された全部の光をビーム光として
有効に利用できず、利用効率が低いという問題がある。

【０００６】本発明の目的とするところは、フィラメン
トの近傍に設けた遮光板の反射面で可視光を積極的に反
射し、フィラメントから放射された光の利用効率が高く
なる白熱電球およびこれを用いた車両用前照灯を提供し
ようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、バル
ブと；上記バルブに収容されたフィラメントと；このフ
ィラメントの近傍に設けられ、このフィラメントから出
た光が所定方向のみに照射するように規制する遮光板
と；この遮光板の上記フィラメントに対向する面に形成
され、少なくとも可視光を反射する反射膜と；を具備し
たことを特徴とする白熱電球である。

【０００８】請求項２の発明は、球形もしくは球形に類
似した形状の球形部およびこれに連続する円筒部が形成
されたバルブと；上記球形部および円筒部にそれぞれ収
容されたすれ違いビーム用フィラメントおよび走行ビー
ム用フィラメントと；上記すれ違いビーム用フィラメン
トの近傍に設けられ、このすれ違いビーム用フィラメン
トから出た光を光を遮って所定方向のみに照射させるよ
うに規制する遮光板と；この遮光板の上記フィラメント
に対向する面に形成され、少なくとも可視光を反射する
反射膜と；を具備したことを特徴とする前照灯用白熱電
球である。

【０００９】請求項３の発明は、上記反射膜は、微粒子
酸化物同士が連続的に直接結着して形成されていること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の白熱電球
である。

【００１０】請求項４の発明は、上記反射膜は、酸化ア
ルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化
カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化マグネシウムの
うちの少なくとも１種からなることを特徴とする請求項
３に記載の白熱電球である。

【００１１】請求項５の発明は、上記反射膜は、可視光
の反射率が８０％以上であることを特徴とする請求項１
ないし請求項４のいずれか一に記載の白熱電球である。
請求項６の発明は、上記反射膜の膜厚は、０．５μｍ以
上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし
請求項５のいずれか一に記載の白熱電球である。

【００１２】請求項７の発明は、上記遮光板は、タング
ステン、モリブデンまたはこれらのうちの少なくとも１
種を含む合金により形成されていることを特徴とする請
求項１ないし請求項６のいずれか一に記載の白熱電球で
ある。

【００１３】請求項８の発明は、請求項１ないし請求項
７のいずれか一に記載の白熱電球と；この白熱電球が組
み込まれた反射体と；を備えたことを特徴とする車両用
前照灯である。

【００１４】なお、本発明の白熱電球はハロゲン電球を
含む。また、フィラメントから放射される赤外線を有効
に利用するため、バルブの内面または外面に赤外線反射
膜を設けて、この赤外線反射膜で反射された赤外線をフ
ィラメントに戻すようにした電球、またはこのような赤
外線反射膜を設けない電球であってもよい。

【００１５】

【作用】請求項１の発明によると、フィラメントから遮
光板に向かって照射された可視光は遮光板の内面に形成
された少なくとも可視光を反射する反射膜で反射される
ようになり、遮光板に吸収される光が少なくなり、よっ
てフィラメントから出た光の大部分がバルブの外に向か
わされる。このため、可視光の利用効率が高くなり、光
束が増加する。

【００１６】請求項２の発明によると、前照灯用の白熱
電球におけるすれ違いビーム用フィラメントの近傍に遮
光板を設けた電球に適用したから、フィラメントから出
た光の大部分をすれ違いビーム光として利用することが
でき、すれ違いビーム光の光束が増加し、すれ違いビー
ム光を明るくすることができる。

【００１７】請求項３の発明によれば、反射膜は微粒子
酸化物同士が連続的に直接結着して形成されているから
拡散反射面となり、フィラメントから出た光を拡散して
反射するようになり、遮光板の方向以外の外部に向かっ
て均等に分散して放射するようになる。このため、一か
所に向けて集中的に反射することがなく、車両前照灯な
どの用いた場合は照射光の制御が容易である。

【００１８】請求項４の発明によれば、上記反射膜は、
酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウ
ム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化マグネ
シウムのうちの少なくとの１種から形成されているか
ら、可視域から赤外域にかけての反射効率に優れ、かつ
被膜を作り易い。

【００１９】請求項５の発明によれば、反射膜は可視光
の反射率が８０％以上であるから、従来に比べて反射率
が高くなり、可視光の有効利用率が高くなる。請求項６
の発明によれば、反射膜の膜厚を０．５μｍ以上１０μ
ｍ以下にしたから可視域から赤外域にかけての反射特性
が良好である。反射膜の膜厚が０．５μｍ未満であると
可視域での反射作用が十分でなく、また１０μｍを越え
ると被膜の剥がれやクラックが発生し易くなる。

【００２０】請求項７の発明によれば、遮光板はタング
ステン、モリブデンまたはこれらのうちの少なくとも１
種を含む合金により形成されているから、耐熱性に優れ
るとともに、ハロゲンとの反応が少なく、耐久性が向上
する。請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のい
ずれか一に記載の白熱電球の利点を活用でき、効率のよ
い車両用前照灯を提供することができる。

【００２１】

【発明の実施の態様】以下本発明について、図面に示す
Ｈ４タイプの車両用前照灯に適用した実施例にもとづき
説明する。図１および図２は光源として使用されるハロ
ゲン電球の構造を示し、図３は赤外線反射膜の構成図、
図４は遮光板の断面図、図５は前照灯の全体の断面図で
ある。

【００２２】図１ないし図３に示すハロゲン電球１は、
石英ガラスからなる発光管バルブ２の一端に圧潰封止部
３が形成された片封止構造をなしている。このバルブ２
の先端部には球形もしくは楕円球などのような球形に類
似した形状の球形部４が形成されており、この球形部４
に連続して圧潰封止部３寄りに円筒部５が連通して形成
されている。

【００２３】このバルブ２の外面（内面でも可）には可
視光透過赤外線反射膜６が形成されている。赤外線反射
膜６は、図３に示す通り、例えば酸化チタン（ＴｉＯ
₂ ）、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６１…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６
２…とを交互に、例えば合計９〜３５層の多層膜として
構成したものであり、このような赤外線反射膜６は多層
干渉作用により赤外線を反射し、しかしながら可視光を
透過する作用を奏する。

【００２４】上記バルブ２内には、それぞれタングステ
ンＷからなる２個のフィラメント７および８が収容され
ている。これらフィラメント７および８は、すれ違いビ
ーム用フィラメントと走行ビーム用フィラメントであ
り、すれ違いビーム用フィラメント７は上記バルブ２の
球形部４内に位置し、コイルの中央が球形のほぼ中心と
一致するようにして配置されており、また走行ビーム用
フィラメント８は上記すれ違いビーム用フィラメント７
よりも上記圧潰封止部３側であって上記円筒部５内に配
置されている。

【００２５】上記すれ違いビーム用フィラメント７は内
部リード線９および１０に継線されており、また走行ビ
ーム用フィラメント８は上記一方の内部リード線９と他
の内部リード線１１とに継線されている。よって上記内
部リード線９は共通内部リード線となっている。

【００２６】上記すれ違いビーム用フィラメント７の近
傍には、遮光板１２が配置されている。この遮光板１２
は、すれ違いビーム用フィラメント７から放射された可
視光がある方向に向かうのを遮断するものであり、すな
わちすれ違いビームとなった場合に対向車に眩しさを与
えないように規制するものである。このため遮光板１２
はすれ違いビーム用フィラメント７から放射された可視
光の遮光領域が予め定められている。この遮光板１２
は、タングステンＷまたはモリブデンＭｏ、もしくはこ
れらタングステンＷおよびモリブデンＭｏの少なくとも
１種を含む合金により形成されており、本実施例ではモ
リブデンにより構成されている。

【００２７】この遮光板１２は、断面形状が球面、楕円
面などのような弯曲面をなしており、上記すれ違いビー
ム用フィラメント７に対向する面には主として可視域か
ら赤外域の光を反射する反射膜１３が形成されている。
この反射膜１３は、例えば酸化アルミニウムＡｌ₂ Ｏ
₃ 、酸化ジルコニウムＺｒＯ₂ 、酸化ハフニウムＨｆＯ
₂ 、酸化カルシウムＣａＯ、酸化ストロンチウムＳｒ
Ｏ、酸化マグネシウムＭｇＯのうちの少なくとの１種か
らなる微粒子酸化物により形成されており、例えば酸化
アルミニウムの粉末をコロイド溶液化し、この溶液をモ
リブデンからなる遮光板１２の反射面に塗布して３００
〜４００℃の温度で焼成することにより得られる。この
ような反射膜１３は、上記微粒子酸化物が、格別な結着
剤を介することなく、相互に直接にくっついて連続した
焼結膜を作り、可視域から赤外域の広い範囲の光を拡散
反射させる膜となっている。

【００２８】上記微粒子酸化物は平均粒径が０．０５〜
０．１０μｍ程度の微粒子粉末が用いられ、膜厚ｔが
０．５μｍ以上１０μｍ以下の反射膜１３を形成してい
るものである。

【００２９】これにより、この反射膜１３は可視域から
赤外域の反射率が８０％を越えるようになる。このよう
な遮光板１２はホルダー１４を介して一方の内部リード
線１０に支持されている。なお、上記バルブ２内には、
ハロゲンガスが封入されている。

【００３０】上記各内部リード線９、１０および１１
は、バルブ２端部の圧潰封止部３に封着されたそれぞれ
Ｍｏなどからなる金属箔導体１５，１６および１７に接
続されており、これら金属箔導体１５，１６および１７
はそれぞれ外部リード線１８…に接続されている。

【００３１】このようなバルブ２の圧潰封止部３は、鍔
付き口金２０に取り付けられている。鍔付き口金２０は
円筒形口金本体２１にフランジ２２を設けるとともに、
端部に３個のレグ端子２３，２４，２５を設けたもので
あり、上記円筒形口金本体２１にはバルブ２の圧潰封止
部３が挿入されており、この圧潰封止部３と円筒形口金
本体２１は図示しない接着剤により接合されている。

【００３２】上記レグ端子２３〜２５は、上記バルブ２
の封止部３より導出された外部リード線１８にそれぞれ
接続されており、よってそれぞれ前記内部リード線９、
１０および１１と電気的に接続されている。そして、前
記共通内部リード線９は、共通レグ端子２３と電気的に
接続されているものである。

【００３３】このような鍔付き口金２０を備えたハロゲ
ン電球１は、図５に示すように、反射体３０に収容され
ている。反射体３０は、反射面３１を形成したリフレク
タ３２と、このリフレクタ３２の前面開口部に取り付け
た前面レンズ３３とで構成されており、リフレクタ３２
の背面頂部には取付孔３４が形成されている。取付孔３
４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の封止部３に被冠された上記鍔付き口金口
金２０が、そのフランジ２２を取付孔３４の周縁に固定
されることにより、このハロゲン電球１はリフレクタ３
２に対し所定の位置に位置決めして取り付けられてい
る。

【００３４】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２３と一方のレグ端子２５とを直流１２Ｖ
の電源に接続すると、共通内部リード線９と一方の内部
リード線１０との間に電位差が与えられ、すれ違いビー
ム用フィラメント７に通電される。よってすれ違いビー
ム用フィラメント７が発光し、この光は周囲に放出され
る。

【００３５】この場合、すれ違いビーム用フィラメント
７の近傍には遮光板１２が設けられているから、この遮
光板１２の方向に向かう光は遮断される。遮光板１２に
至った可視光および赤外線は遮光板１２の内面に形成し
た反射膜１３で拡散反射される。

【００３６】上記遮光板１２の反射膜１３で拡散反射さ
れた反射光および赤外線と、およびすれ違いビーム用フ
ィラメント７から遮光板１２以外の方向に放射された光
は、バルブ１２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および円筒部５の
外面に形成した赤外線反射膜６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。

【００３７】透過した可視光は、リフレクタ３２の反射
面３１で反射されて前方に向かい、前面レンズ３３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１２の遮光作用により、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
較的車両に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８に比べて違いビーム用フィ
ラメント７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５５Ｗとされている。

【００３８】しかし、上記構成の遮光板１２は反射膜１
３を形成してあるので、この反射膜１３の反射作用によ
り遮光板１２に向かう光の８０％、具体的には９０％以
上が反射されるようになる。このため、従来３０〜４０
％の割合で吸収されていた可視光が遮光板１２以外の方
向に反射されるようになり、すれ違いビームの光量が増
す。よって、すれ違いビームの明るさを増すことがで
き、すれ違いビーム用フィラメント７から放射された可
視光の利用効率が高くなる。

【００３９】なお、赤外線反射膜６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７はコイル中央部がバルブ２の球形
部４のほぼ中心点に配置されているから、球形部４の赤
外線反射膜６で反射された赤外線がすれ違いビーム用フ
ィラメント７に効果的に帰還する。したがって、フィラ
メント７に戻される赤外線の帰還率が高くなり、このよ
うに戻された赤外線によってフィラメント７を加熱する
から、このフィラメント７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６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、白熱化が促進される。そしてこの場合、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するな
らば、赤外線反射膜６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。

【００４０】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が多
い。したがって、すれ違いビーム用フィラメント７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７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、ランプ効率を高くす
ることができる。

【００４１】なお、共通レグ端子２３と他のレグ端子２
４とを直流１２Ｖの電源に接続すると、共通内部リード
線９と他の内部リード線１１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、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。球形部４および円筒部５を透過した可視光
は、リフレクタ３２の反射面３１で反射されて前方に向
かい、リフレクタ３２の前面開口部に取り付けた前面レ
ンズ３３により配光が制御されて前方を照射する。この
場合は、車両の遠方に強いビームが届くような走行ビー
ムとなる。

【００４２】そして、赤外線反射膜６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。よって、走行
ビーム用フィラメント８も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６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、よって消費電力を節約することができる。

【００４３】そして、このようなハロゲン電球１を光源
として用いた車両用前照灯によれば、ハロゲン電球１の
ランプ効率が向上するから、その利点を活用することが
でき、効率の優れた前照灯となる。なお、本発明の白熱
電球はハロゲン電球に限らず、球形または楕円球形のバ
ルブ内にフィラメントおよび遮光板を収容した電球であ
れば実施可能である。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
ると、フィラメントから遮光板に向かって照射された可
視光は遮光板の反射面に形成された反射膜で反射される
から、遮光板に吸収される光が少なくなり、よってフィ
ラメントから出た光の大部分がバルブの外に向かわされ
る。このため、可視光の利用効率が高くなり、光束が増
加する。

【００４５】請求項２の発明によると、前照灯用白熱電
球におけるすれ違いビーム用フィラメントから出た光の
大部分をすれ違いビーム光として利用することができ、
すれ違いビーム光の光束が増加し、すれ違いビーム光を
明るくすることができる。

【００４６】請求項３の発明によれば、反射膜は微粒子
酸化物にて形成された拡散反射面であるから、フィラメ
ントから出た光が拡散して反射されるようになり、遮光
板の方向以外の外部に向かって均等に分散して放射する
ようになる。

【００４７】請求項４の発明によれば、微粒子酸化物
は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニ
ウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化マグ
ネシウムのうちの少なくとの１種から形成されているか
ら、可視光の反射効率に優れ、かつ被膜を作り易い。

【００４８】請求項５の発明によれば、反射膜の反射率
が８０％以上であるから、反射特性に優れ、可視光の有
効利用が高くなる。請求項６の発明によれば、反射膜の
膜厚を０．５μｍ以上１０μｍ以下にしたから可視光反
射特性が良好である。

【００４９】請求項７の発明によれば、遮光板はタング
ステン、モリブデンまたはこれらのうちの少なくとも１
種を含む合金により形成されているから、耐熱性に優れ
るとともに、ハロゲンとの反応が少なく、耐久性が向上
する。請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のい
ずれか一に記載の白熱電球の利点を活用でき、効率のよ
い車両用前照灯を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すハロゲン電球の側面
図。

【図２】同実施例のハロゲン電球の正面図。

【図３】同実施例の赤外線反射膜の構成を説明する断面
図。

【図４】同実施例の遮光板および反射膜の構造を示す断
面図。

【図５】同実施例のハロゲン電球を光源とした車両用前
照灯を示す断面図。

【符号の説明】

１…ハロゲン電球 ２…バルブ ３…封止部 ４…球形部 ５…円筒部 ６…赤外線反射膜 ７…すれ違いビーム用フィラメント ８…走行ビーム用フィラメント ９、１０、１１…内部リード線 １２…遮光板 ２３…反射膜 ３０…反射体 ３２…レフレクタ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブと；上記バルブに収容されたフィ
   ラメントと；このフィラメントの近傍に設けられ、この
   フィラメントから出た光を遮って所定方向のみに照射す
   るように規制する遮光板と；この遮光板の上記フィラメ
   ントに対向する面に形成され、少なくとも可視光を反射
   する反射膜と；を具備したことを特徴とする白熱電球。
2. 【請求項２】 球形もしくは楕円球形もしくはこれらに
   類似した形状の球形部およびこれに連続する円筒部が形
   成されたバルブと；上記球形部および円筒部にそれぞれ
   収容されたすれ違いビーム用フィラメントおよび走行ビ
   ーム用フィラメントと；上記すれ違いビーム用フィラメ
   ントの近傍に設けられ、このすれ違いビーム用フィラメ
   ントから出た光を所定方向のみに照射させるように規制
   する遮光板と；この遮光板の上記フィラメントに対向す
   る面に形成され、少なくとも可視光を反射する反射膜
   と；を具備したことを特徴とする前照灯用白熱電球。
3. 【請求項３】 上記反射膜は、微粒子酸化物同士が連続
   的に直接結着して形成されていることを特徴とする請求
   項１または請求項２に記載の白熱電球。
4. 【請求項４】 上記反射膜は、酸化アルミニウム、酸化
   ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化カルシウム、酸化
   ストロンチウム、酸化マグネシウムのうちの少なくとも
   １種からなることを特徴とする請求項３に記載の白熱電
   球。
5. 【請求項５】 上記反射膜は、可視光の反射率が８０％
   以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項４の
   いずれか一に記載の白熱電球。
6. 【請求項６】 上記反射膜の膜厚は、０．５μｍ以上１
   ０μｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求
   項５のいずれか一に記載の白熱電球。
7. 【請求項７】 上記遮光板は、タングステン、モリブデ
   ンまたはこれらのうちの少なくとも１種を含む合金によ
   り形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求
   項６のいずれか一に記載の白熱電球。
8. 【請求項８】 請求項１ないし請求項７のいずれか一に
   記載の白熱電球と；この白熱電球が組み込まれた反射体
   と；を備えたことを特徴とする車両用前照灯。